SISTEM NAVIGASI ROBOT PEMBAWA NAMPAN OBAT PASIEN BERBASIS INTERNET OF THINGS

248

SISTEM NAVIGASI ROBOT PEMBAWA NAMPAN OBAT PASIEN BERBASIS INTERNET OF THINGS

Nyayu Siti Nurhayati

Jurusan Teknik Elektro Program Studi Sarjana Terapan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya

E-mail : nyayunurhayati12@gmail.com ABSTRACT

The purpose of this study to know how effective using navigation system for a patient drug tray robot with the Internet of Things (IoT) based. In an effort to minimize the increase in the number of cases exposed to the Covid-19 virus among medical personnel, a drug delivery tray robot is needed that uses a system so that drugs can reach patients properly without being carried by a medical staff. The navigation system in this robot uses a wall follower for the robot to go to the room and uses a line follower for the robot to go to the patient's bed. As a controller, this robot uses IoT technology, so that medical personnel can monitor and control it remotely using an application on the Android that has been designed.

Keywords : Patient drug tray robot, Navigation system, Medical personnel ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui seberapa efektif penggunaan sistem navigasi yang ada pada sebuah robot pembawa nampan obat pasien berbasis Internet of Things (IoT). Sebagai upaya agar dapat meminimalisir penambahan jumlah kasus terpapar virus Covid-19 di kalangan tenaga medis, dibutuhkan robot nampan pengantar obat yang menggunakan suatu sistem agar obat dapat sampai ke pasien dengan baik tanpa dibawa oleh seorang tenaga medis. Sistem navigasi pada robot ini menggunakan wall follower untuk robot tersebut menuju ruangan dan menggunakan line follower untuk robot tersebut menuju tempat tidur pasien. Sebagai pengendali, robot ini menggunakan teknologi IoT, sehingga tenaga medis bisa memantau dan mengendalikannya dari jarak jauh dengan menggunakan aplikasi pada android yang telah dirancang.

Kata Kunci : Robot nampan obat pasien, Sistem navigasi, tenaga medis

249

PENDAHULUAN

Saat ini seluruh belahan dunia sedang menghadapi situasi pandemic Virus Corona, Virus ini dapat menular melalui droplet orang yang terinfeksi.

Bagi seorang tenaga medis yang bertugas mengfantarkan obat ke pasien memiliki resiko besar tertular virus, untuk menghindari penularan dikalangan tenaga medis dalam tugasnya merawat pasien seperti memberi obat-obatan, dapat digunakan sebuah teknologi robot pengantar obat yang dapat mengantarkan ob at dari tenaga medis kepada pasien. Untuk Robot dapat mengantarkan obat dari tenaga medis ke pasien memerlukan sistem navigasi agar robot dapat berjalan dengan sendirinya dan dapat mencapai tujuannya.

Pasien yang sedang dalam masa perawatan biasanya akan mengonsumsi obat harian untuk proses penyembuhan.

Dari latar belakang diatas maka penulis tertarik untuk membuat alat dengan judul “Sistem Navigasi Line Tracking pada Rancang Bangun Robot Pembawa Nampan Obat Untuk Pasien Dengan Berbasis Internet Of Things”. Perangkat ini dibuat dengan tujuan untuk memudahkan proses mobilisasi obat maupun makanan dari tenaga medis sampai ke pasien. Selain itu, perangkat ini juga meminimalisir kemungkinan kontak langsung antara tenaga medis dengan pasien selama di masa pandemi seperti ini.

Perumusan masalah yaitu Bagaimana Sistem pada sebuah robot nampan agar dapat membantu tenaga medis dalam menjalankan tugasnya mengantarkan obat kepada pasien dengan mengontrol robot tersebut dari jarak jauh.

Dalam tugas akhir ini penulis membatasi permasalahan agar lebih terarah dan tidak menyimpang dari pokok bahasan yang ada, maka penulis menekankan pembahasan pada seberapa efektif penggunaan sistem Navigasi pada robot pengantar obat.

Robot dapat digunakan pada ruangan dalam keadaan pintu ruangan terbuka.

TINJAUAN PUSTAKA Penelitian Terkait

Penelitian Eko Didik Widianto 2017 yang berjudul “Robot Beroda Perambat Dinding Berbasis Mikrokontroler Atmega2560 Dilengkapi dengan Kendali

Nirkabel dan Penghindar

Rintangan”.Robot mampu merambat turun dan mendatar, namun masih tidak bisa naik vertikal. Robot mampu diberikan perintah gerak secara manual dari tombol joystick playstation nirkabel 2,4 GHz. Di mode otomatis, robot dapat bergerak menghindari rintangan menggunakan sensor jarak HC-SR04 (sensor ultrasonik). Dalam penelitian ini juga ditunjukkan hubungan antara gaya hisap dengan nilai tegangan motor DC brushless dan nilai throtlenya[1].

Penelitian yang dilakukan oleh Ridarmin 2019 yang berjudul “Prototype Robot Line Follower Arsuino Uno Menggunakan Sensor TCRT5000”

Penelitian ini merupakan rancangan Robot Line Follower berbasis Arduino Uno. Robot ini dibuat agar robot dapat bergerak dengan sistem mengikuti garis dan dapat di program sesuai kebutuhan[2]

Penelitian yang dilakukan M. Irfan 2017 yang berjudul “Prototype Robot Pelayan Restoran Menggunakan Sensor Garis dengan Algoritma Optimasi Lintasan” Penelitian ini menggunakan konsep Line Follower menggunakan sensor garis dan sensor pir. Tujuan penelitian adalah agar robot bekerja berdasarkan input yang diinginkan sehingga dapat mengantar makanan melalui lintasan yang berwarna hitam (garis hitam). Robot ini menggunakan sensor proximity yang berfungsi untuk membaca lintasan dengan menggunakan LED yang dihubungkan ke mikrokontroller. Sensor pir berfungsi untuk mendeteksi jika ada hambatan[3].

Penelitian yang dilakukan oleh

Zulaikha 2017 yang berjudul “Sistem

Pengendali Gerak Berbasis Pengikut

Dinding dan Garis” Penelitian ini

menggabungkan perancangan sistem

berbasis 2 mode yaitu pengikut dinding

dan garis secara otomatis. Menggunakan

250 Fuzzy Logic Control robot pengikut

dinding dan pengikut garis melewati lintasan. Robot ini dapat berganti mode antara mode dari pengikut dinding ke pengikutgaris maupun dari mode pengikut garis ke pengikut dinding.

Robot ini menggunakan sensor garis berupa sensor photodioda dansensor pengikut dinding berupa sensor ultrasonik[4].

Pengertian Sistem

Oktafianto (dalam Ridarmin, 2019:18) menyimpulkan bahwa sistem adalah seperangkat elemen atau jaringan kerja dari prosedur-prosedur yang saling berkaitan dan saling bekerja sama membentuk suatu jaringan kerja untuk mencapai suatu sasaran atau tujuan tertentu[2].

Definisi Robot

Robot merupakan sebuah unit baik berupa mekanikal atau fisikal maupun virtual yang memiliki keceredasan. Pada umumnya, robot berupa rangkaian elektro mekanik yang dapat bergerak dan memiliki akal. Namun saat ini definisi dari sebuah mesin atau alat dapat dikategorikan sebagai robot masih terus diperdebatkan[5].

Sensor garis

Sensor garis biasa digunakan pada robot Line Follower, sensor garis dapat mendeteksi warna gelap atau warna terang. Pada penelitian ini menggunakan Sensor TCRT5000. Sensor TCRT5000 merupakan sensor reflective yang dibuat dari infrared yang dijadikan sebagai pemancarnya dan potodiode sebagai penerima.

Gambar 1 Prinsip kerja Sensor Garis

Ilustrasi pada Gambar 1 diatas adalah cara kerja photodioda sebagai sensor garis. Prinsip kerja Sensor garis mengunakan photodioda adalah

memanfaatkan sifat cahaya yang akan dipantulkan jika mengenai benda berwarna terang dan akan diserap jika mengenai benda berwarna gelap[4].

Sensor Ultrasonik

Pantulan Gelombang ultresonik terjadi bila ada objek tertentu dan pantulan gelombang ultrasonik akan diterima kembali oleh unit sensor penerima. Selanjutnya unit sensor penerima akan menyebabkan diafragma penggetar akan bergerak dan efek piezoelectric menghasilkan sebuah tegangan bolak-balik dengan frekuensi yang sama. Berikut Gambar 2 merupakan prinsip kerja dari sensor ultrasonik :

Gambar 2 Prinsip Sensor Ultrasonik

Besar amplitudo sebuah sinyal elektrik yang dihasilkan sensor penerima tergantung dari jauh dekatnya sebuah objek yang akan dideteksi serta kualitas dari sensor pemancar dan sensor penerima. Proses sensoring yang dilakukan pada sensor ini menggunakan metode pantulan untuk menghitung jarak antara sensor dengan objek sasaran[4].

Sensor Kompas

Sensor kompas digunakan sebagai

penunjuk arah, arus dan medan magnet

berhubungan langsung satu sama

lain. Ketika arus mengalir dalam kawat

(elektron mulai bergerak ke satu arah),

medan magnet dibuat. Ide utama sensor

kompas didasarkan pada hubungan

ini. Arah medan magnet bumi

mempengaruhi aliran elektron di

sensor. Dengan mengukur perubahan

arus tersebut, sensor akan dapat

mendeteksi arah. Modul GY-271

menggunakan chip QMC5883L untuk

mendeteksi medan magnet dan

arahnya. Protokol komunikasi modul ini

251

adalah I2C dan Anda dapat menghubungkannya ke prosesor yang berbeda seperti papan Arduino menggunakan dua pin SCL dan SDA.

Berikut Gambar 3 merupakan bentuk dari sensor kompas GY-271[6].

Gambar 3 Sensor Kompas GY-271

Sensor Warna

Sensor warna pada penelitian ini digunakan sebagai pendeteksi dan mengenal setiap ruangan yang telah diberi warna di masing-masing pintu masuk ruangan.

Gambar 4 Sensor Warna TCS3200

Sensor warna TCS3200 pada Gambar 4 diatas merupakan konverter yang diprogram untuk mengubah warna menjadi frekuensi yang tersusun dari konfigurasi silicon photodiode dan konverter arus ke frekuensi dalam IC CMOS monolithic yang tunggal[7].

IoT

Internet of Things (IoT) adalah paradigma komunikasi terbaru yang memimpikan dekat akan masa depan, di mana benda-benda dari kehidupan sehari-hari akan dilengkapi dengan mikrokontroler, pemancar gelombang untuk komunikasi digital, dan tumpukan protokol (protocol stack) yang cocok akan membuat mereka mampu saling berkomunikasi dengan satu sama lain dan dengan pengguna, sehingga menjadi bagian yang tak terpisahkan dari internet[8].

NodeMCU

NodeMCU adalah sebuah platform IoT yang bersifat Opensource. Terdiri dari perangkat keras berupa System o

Gambar 5 Konfigurasi Pin Nodemcu 8266

Gambar 5 diatas adalah konfigurasi dari pn NodeMCU ESP 8266, dari seri ESP besutan Espressif System, juga firmware yang digunakan merupakan bahasa pemrograman scripting Lua.

Istilah NodeMCU secara default sebenarnya mengacu pada firmwar yang digunakan daripada perangkat keras development kit, dan NodeMCU juga bisa diartikan sebagai board arduino-nya ESP8266 Selain dengan bahasa Lua NodeMCU juga support dengan sofware Arduino IDE dengan melakukan sedikit perubahan pada board manager di dalam software Arduino IDE yaitu dengan menambahkah URL untuk mengunduh board khusus NodeMCU pada board manager[9].

Mikrokontroler Atmega

Arduino Mega 2560 adalah sebuah

papan mikrokontroler berbasis Atmega

2560 (datasheet). Mempunyai 54 pin

digital input/output (dimana 14 pin

dapat diguanakan sebagai keluaran

PWM), 16 pin input analog, 2 UARTs

(Hardware serial ports), sebuah crystal

oscillator 16 MHz, sebuah penghubung

USB, sebuah colokan listrik, ICSP

header, dan tombol kembali. Setiap isi

dari Arduino Mega 2560 membutuhkan

dukungan mikrokontroler; koneksi

252 mudah antara Arduino mega 2560 ke

komputer dengan sebuah kabel USB atau daya dengan AC to DC adaptor atau baterai untuk memula[2]i[6][7].

Gambar 6 Arduino Mega 2560

LCD

Pada Gambar 7 yaitu LCD merupakan lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan 7-segmen dan lapisan elektroda pada kaca bagian belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan).

Molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horizontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor.

Cahaya dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelapdan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan[2].

Gambar 7 LCD 20×4

Driver motor L298

L298 merupakan Driver Jembatan- H (H-bridge) yang dikemas dalam bentuk Integrated Circuit (IC). IC ini

merupakan peningkatan dari model IC L293D. IC L298n didesain intuk menerima input Logika TTL serta dapat menyuplai arus yang lebih besar dari L293D. L298 dapat digunakan sebagai Driver pada berbagai piranti elektronik seperti Motor DC, Motor Stepper dan Relay. IC ini memiliki Pin Enable untuk mengaktifkan respon terhadap Inputnya.

Artinya, Input hanya akan di Proses ketika Pin Enable diberi Logika High.

Gambar 7 Driver Motor L298

Pada umumnya IC pada Gambar 7 ini digunakan untuk driver motor DC.

Dengan menggunakan IC L298 maka motor bisa dikendalikan Putaran dan kecepatannya. Kendali putaran kecepatan motor DC berasal dari rangkaian kontrol seperti Rangkaian Digital atau Mikrokontroler Arduino.

Menurut Datasheet IC ini mempunyai kemampuan suplai arus yang besar yakni sekitar 4A. Biasanya semakin besar Arus yang dilewatkan oleh IC maka panas yang ditimbulkan semakin besar. Kehandalan L298 adalah di dalamnya sudah terdapat Over Temperature Protection untuk mencegah kerusakan akibat panas yang berlebih[3][4].

Motor DC

Motor DC merupakan suatu mesin yang berguna untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor DC terdiri dari 2 bagian, bagian yang tetap berupa magnet permanen ataupun kumparan medan dan bagian yang berputar berupa kumparan angker.

Motor dapat bergerak dengan dialiri arus

listrik DC. Arus listrik DC mengalir

melalui brush holder yang terhubung

dengan komutator. Selanjutnya arus

akan mengalir pada kumparan, sehingga

menghasilkan medan magnet pada

kumparan. Akibat adanya perbedaan

253

kutub pada kumparan dengan magnet permanen akan menyebabkan angker dapat bergerak rotasi.

Gambar 8 Motor DC JGA25-370

Pada penelitian ini menggunakan motor DC jenis JGA25-370 (Ganbar 8), berikut adalah spesifikasi dari motor DC JGA25-370 :

 Operating voltage (DC) : 6-18V

 Nominal voltage (DC) :12V

 No Load Spead at 12V : 108 RPM

 No Load Current at 12V : 50mA

 Stall current at 12V : 1500 mA

 Load Torque at 12V : 2,5kg.cm

 Stall torque at 12V 8,6kg.cm METODE PERANCANGAN

Cara kerja keseluruhan dari rancangan desain Robot pengantar obat yang akan dibuat dapat dilihat pada Blok Diagram sehingga keseluruhan blok diagram akan menghasilkan suatu sistem yang dapat difungsikan. Berikut Gambar 9 memperlihatkan diagram blok sistem dari robot pembawa nampan obat pasien.

Gambar 9 Diagram Blok

Perancangan Perangkat keras

Berikut ini Gambar 10 merupakan skema rangkaian perancangan komponen elektronika untuk pemrograman dari robot nampan obat

Gambar 10 Skema Rangkaian

Di bawah ini merupakan gambaran dari bentuk mekanik robot nampan obat pasien.

Gambar 11 Robot Nampan Obat pasien

Perancangan Perangkat Lunak

Pengembangan perangkat lunak

mencakup tahap-tahap perancangan

aplikasi. Perancangan adalah tahap

terpenting dari seluruh proses

pembuatan aplikasi. Perancangan lunak

pada tugas akhir ini yaitu perancangan

aplikasi IoT. Perancangan Aplikasi IoT ini

menggunakan Aplikasi Android Studio.

254

Gambar 12 Perancangan aplikasi

Dalam menentukan perancangan penelitian, diperlukan sebuah flowcart, Flowchart merupakan alur kerja dari suatu sistem. Dengan adanya flowchart maka dapat membantu kita memahami alur kerja dari sebuah sistem. Flowchart dari Sistem navigasi robot pembawa nampan obat pasien berbasis IoT dapat dilihat pada gambar 11 dibawah ini :

Gambar 12 Flowchart

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Penelitian ini ditawarkan sebuah konsep sistem navigasi untuk menjalankan sebuah robot pembawa nampan obat agar dapat berjalan sendiri. Di zaman pandemic Covid-19 ini menggunakan sistem navigasi ini diharapkan petugas medis dapat mengantarkan obat tanpa bertemu atau kontak langsung dengan pasien dengan mengontrol robot menggunakan android dan sistem ini juga bertujuan untuk mengurangi resiko tertularnya penyakit ini ke kalangan tenaga medis.

KESIMPULAN

Kesimpulan dimana dalam pergerakannya robot secara otomatis berdasarkan perintah dari aplikasi.

Robot dapat berjalan menuju tujuan ruangan dengan mengikuti dinding untuk menuju ke ruang dan mengikuti garis menuju ketempat tidur pasien.

Sensor ultrasonik di program agar robot dapat berjalan mengikuti dinding menuju ke ruangan, penggunaan sensor warna bertujuan robot dapat mengenali ruangan yang dituju, sensor kompas robot mengenali derajat arah robot menuju ruangan dan untuk menuju tempat pasien menggunakan sensor photodiode sehingga robot akan berjalan mengikuti garis lintasan berupa garis hitam yang telah dibuat.

REFERENSI

E. D. Widianto, U. Alfianto, and R. R.

Isnanto, “Robot Beroda Perambat Dinding Berbasis Mikrokontroler ATmega 2560 Dilengkapi Kendali Nirkabel dan Penghindar Rintangan,” J. Teknol. dan Sist.

Komput., vol. 5, no. 2, p. 49,

2017, doi:

10.14710/jtsiskom.5.2.2017.49-5 R. Ridarmin, F. Fauzansyah, E. Elisawati,

and E. Prasetyo, “Prototype Robot Line Follower Arduino Uno Menggunakan 4 Sensor Tcrt5000,”

I N F O R M a T I K a, vol. 11, no.

2, p. 17, 2019, doi:

10.36723/juri.v11i2.183.

255

M. Mirfan, “Prototipe Robot Pelayan Restoran Menggunakan Sensor Garis Dengan Algoritma Optimasi Lintasan,” Ilk. J. Ilm., vol. 9, no. 1, pp. 57–61, 2017, doi:

10.33096/ilkom.v9i1.110.57-61. “3 1,2,3,” vol. 4, no. 3, pp. 3145–

3156, 2017.

H. D. Siswaja, “Prinsip Kerja dan Klasifikasi Robot,” Media Inform., vol. 7, no. 3, pp. 147–157, 2008.

M. R. Saputra, F. Damsi, and N.

Alfarizal, “Sistem Navigasi Pada Kursi Pintar Menggunakan Metode Fuzzy Logic Sensor Kompas HMC5883L Kursi Pintar,” pp. 1–9.

N. L. Husni, S. Rasyad, M. S. Putra, Y.

Hasan, and J. Al Rasyid,

“Pengaplikasian Sensor Warna Pada Navigasi Line Traking Robot Sampah,” Ampere, vol. 4, no. 2, pp. 297–306, 2019.

A. Zanella, N. Bui, A. Castellani, L.

Vangelista, and M. Zorzi, “Internet of things for smart cities,” IEEE Internet Things J., vol. 1, no. 1, pp. 22–32, 2014, doi:

10.1109/JIOT.2014.2306328.

M. Y. Efendi and J. E. Chandra,

“Implementasi Internet of Things Pada Sistem Tenaga,” Glob. J.

Comput. Sci. Technol., vol. 19, no.

1, pp. 532–538, 2019.