RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR SUHU TUBUH OTOMATIS MENGGUNAKAN ARDUINO UNO
Dian Sri Agustina1, Dian Meilantika2
1Dosen Universitas Mahakarya Asia,
2 Dosen Universitas Mahakarya Asia
1dian.sriagustina@gmail.com, 2middiasuzana@gmail.com
ABSTRAK
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang sangat pesat saat ini telah menciptakan berbagai peralatan elektronika yang sangat membantu untuk meringankan pekerjaan manusia. Peralatan – peralatan elektronika tersebut telah menjadi bagian dari kehidupan manusia karena dapat membantu mempercepat atau lebih efisien dalam memenuhi kebutuhan manusia.
Coronavirus Disease 2019 (Covid-19) adalah penyakit jenis baru yang hingga kini belum diketahui penyebabnya. Covid-19 mulai muncul pada Desember 2019 di Kota Wuhan, China. Sering kali virus ini menyebar antara manusia ke manusia melalui tetesan cairan dari mulut dan hidung saat orang yang terinfeksi sedang batuk atau bersin, mirip dengan cara penularan penyakit flu.
Penelitian ini menghasilkan sebuah Alat Pengukur Suhu Tubuh Otomatis Menggunakan Arduino Uno R3. Dengan memanfaatkan sensor PIR untuk mendeteksi pergerakan manusia, sensor Ultrasonik untuk mendeteksi jarak antara manusia dengan alat dan sensor suhu Thermopile MLX90614 untuk mendeteksi suhu tubuh manusia.
Kata kunci : Arduino, Sensor PIR, Sensor Ultrasonik, dan Sensor Suhu MLX90614.
ABSTRACT
The rapid development of science and technology today has created a variety of electronic equipment that is very helpful to ease human work. Electronic equipment has become a part of human life because it can help speed up or be more efficient in meeting human needs.
Coronavirus Disease 2019 (Covid-19) is a new type of disease whose cause is still unknown. Covid-19 began to appear in December 2019 in the city of Wuhan, China. Often the virus is spread from person to person through droplets from the mouth and nose when an infected person coughs or sneezes, similar to the way the flu is transmitted.
This research produces an Automatic Body Temperature Measuring Device Using Arduino Uno R3. By utilizing the PIR sensor to detect human movement, the Ultrasonic sensor to detect the distance between humans and the tool and the Thermopile MLX90614 temperature sensor to detect the human body temperature.
Keywoard : Arduino, PIR sensor, Ultrasonic sensor and Thermopile MLX90614 temperature sensor
1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Perkembangan peralatan yang berbasis microcontroller semakin meningkat, mengharuskan kita mengikuti perkembangan teknologi tersebut. Minimal memahami dasar dan penggunaannya, dengan microcontroller kita dapat menghemat waktu dan biaya pengeluaran dibandingkan peralatan lainnya. Microcontroller dapat diaplikasikan untuk berbagai macam jenis peralatan dan berbagai macam fungsi seperti, pengendali saklar lampu, absensi otomatis, pendeteksi kebakaran, semua itu digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia. Dari berbaga jenis peralatan yang dapat diaplikasikan oleh microcontroler salah satunya adalah untuk membuat alat pengukur suhu tubuh otomatis.
Coronavirus Disease 2019 (Covid- 19) adalah penyakit jenis baru yang hingga kini belum diketahui penyebabnya. Covid-19 mulai muncul pada Desember 2019 di Kota Wuhan, China. Sering kali virus ini menyebar antara manusia ke manusia melalui tetesan cairan dari mulut dan hidung saat orang yang terinfeksi sedang batuk atau bersin, mirip dengan cara penularan penyakit flu. Pada tanggal 28 Mei 2020 pemerintah pusat menyampaikan Protokol Masyarakat Produktif dan Aman Covid-19 menuju normal baru (new normal). Dengan diberlakukannya new normal bukan berarti kita sudah terbebas dari virus covid-19 namun sebaliknya, kita selalu dihadapkan dengan ancaman virus tersebut. CNN
Indonesia (Kepmenkes
No.HK01/07/Menkes/328/2020)
mengutip ”gunakan siku untuk membuka
pintu dan menekan tombol lift, upaya tidak sering menyentuh fasilitas atau peralatan yang dipakai bersama di area kerja, dan gunakan Handsanitizer”.
Selain dari protokol yang dikatakan oleh kemenkes kini beberapa tempat umum menerapkan pengecekan suhu tubuh sebelum memasuki ruangan. Termoghun atau thermometer tembak menjadi alat yang digunakan hampir di seluruh tempat umum, dikarenakan alat pengukur ini dapat mendeteksi temperatur suhu tanpa bersentuhan dengan objek yang akan diukur suhunya.
Namun penulis merasa penggunaan thermoghun belum seefektif itu, dikarenakan pengukuran suhu masih dilakukan oleh penjaga, yang terkadang sebagai manusia masih melakukan kelalaian terutama pada tempat yang bisa dikatakan ramai pengunjung. Oleh karena itu penulis berinovasi agar thermogun bisa lebih efektif dan efesien dengan menggabungkan beberapa fungsi.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan-rumusan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana merancang dan membangun alat pengukur suhu tubuh otomatis menggunaka sensor Thermopile MLX90614.
2. Bagaimana cara kerja alat pengukur suhu tubuh otomatis menggunakan sensor Thermopile MLX90614.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dilakukannya penelitian ini adalah :
1. Untuk menghasilkan sebuah karya dibidang Microcontroller yang dapat bermanfaat bagi
penulis, masyarakat luas, serta kampus Universitas Mahakarya Asia.
2. Alat ini digunakan untuk memutuskan rantai persebaran Covid-19 di Universitas Mahakarya Asia.
3. Sebagai bahan penulisan Tugas Akhir dan syarat lulu mata kuliah Tugas
Akhir.
2. LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler
Mikrokontroller Arduino board ialah modul yang menggunakan mikrokontroler ATMEGA 328p dan menggunakan seri yang lebih canggih, sehingga dapat digunakan untuk membangun system elektronika berukuran minimalis namun handal dan cepat. Berbagai modul dan sensor terkini dapat dipasang pada board ini dilengkapi dengan berbagai kode demo yang memuaskan.(Vol.2).11.
2.2 Pengertian Mikrokontroler
Menurut Yuliyan Dwi Prabowo mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik yang terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O (input/output), bahkan sudah dilengkapi dengan ADC (Analog-to-Digital Converter) yang sudah terintegrasi di dalamnya. Kelebihan utama dari mikrokontroler adalah tersedianya RAM (Random Access Memory) dan peralatan I/O pendukung sehingga ukuran board mikrokontroler menjadi sangat ringkas ( 2013:1 )
2.3 Arduino
Menurut Abdul Kadir Arduino adalah nama keluarga papan microcontroller
yang awalnya dibuat oleh perusahaan Smart Projects. Salah satu penciptanya adalah Massimo Banzi. Papan ini merupakan perangkat keras yang bersifat
"Open Source" sehingga boleh dibuat oleh siapa saja.(2014: 2)
Arduino juga merupakan platform hardware terbuka yang ditujukan kepada siapa saja yang ingin membuat purwarupa peralatan elektronik interaktif berdasarkan hardware dan software yang fleksibel dan mudah digunakan.
Microcontroller diprogram menggunakan bahasa pemograman Arduino yang memiliki kemiripan syntax dengan bahasa pemrograman C. Karena sifatnya yang terbuka maka siapa saja dapat mengunduh skema hardware Arduino dan membangunnya.
Arduino menggunakan keluarga Microcontroller ATMega yang dirilis oleh Atmel sebagai basis, namun ada individu atau perusahaan yang membuat clone Arduino dengan menggunakan Microcontroller lain dan tetap kompatibel dengan Arduino pada level hardware. Untuk fleksibilitas, program dimasukkan melalui bootloader meskipun ada opsi untuk membypass bootloader dan menggunakan downloader untuk memprogram Microcontroller secara langsung melalui port ISP.
.
2.4 Jenis – jenis arduino 2.4.1 Arduino Uno
Arduino Uno berukuran sebesar kartu kredit. Walaupun berukuran kecil seperti itu, papan tersebut mengandung microcontroller dan sejumlah input atau output (I/O) yang memudahkan pemakai untuk menciptakan berbagai proyek elektronika yang dihususkan untuk menangani tujuan tertentu.
Jenis yang ini adalah yang paling banyak digunakan. Terutama untuk pemula sangat disarankan untuk menggunakan Arduino Uno. Dan banyak sekali referensi yang membahas Arduino Uno.
Versi yang terakhir adalah Arduino Uno R3
(Revisi3),menggunakan ATMEGA328 sebagai Microcontroller nya, memiliki 14 pin I/O digital dan 6 pin input analog.
Untuk pemograman cukup menggunakan koneksi USB type A to To type B. Sama seperti yang digunakan pada USB printer.
Gambar 1. Arduino Uno ATMEGA 328p
Bagian-bagian dari Arduino Uno adalah sebagai berikut :
1) Port USB digunakan untuk menghubungkan Arduino Uno dengan komputer, melalui sepasang kabel USB.
2) Colokan Catu Daya Eksternal digunakan untuk memasok sumber daya listrik untuk Arduino Uno ketika tidak dihubungkan ke komputer, jika Arduino dihubungkan ke komputer melalui kabel USB, pasokan daya listrik diberi oleh komputer.
3) Pin digital mempunyai label 0 sampai dengan 13. Disebut pin
digital karena mempunyai isyarat digital, yaitu berupa 0 atau 1. Dalam praktik, nilai 0 dinyatakan dengan tegangan 0V dan nilai 1 dinyatakan dengan tegangan 5V.
4) Pin analog berarti bahwa pin-pin ini mempunyai nilai yang bersifat analog(nilai berkesinambungan ).
Dalam program, nilai setiap pin analog yang berlaku sebagai masukan ( hasil dari sensor ) berkisar 0 sampai dengan 1023.
5) Microcontroller yang digunakan di Arduino Uno adalah Atmega328.
Gambar 2. Microcontroller Atmega328 2.4.2 Arduino Due
Berbeda dengan saudaranya, Arduino Due tidak menggunakan ATMEGA, melainkan dengan chip yang lebih tinggi ARM Cortex CPU. Memiliki 54 I/O pin digital dan 12 pin input analog. Untuk pemogramannya menggunakan Micro USB, terdapat pada beberapa handphone.
Gambar 3. Arduino Due 2.4.3 Arduino Mega
Arduino Mega USB Microcontroller adalah suatu mikrokontroler ATMEGA 2560 yang mempunyai 54 input/ output digital yang mana 16 pin digunakan sebagai PWM keluaran, 16 masukan analog, dan di dalamnya terdapat16 MHZ osilator kristal, USB koneksi, power, ICSP, dan tombol reset. Kinerja arduino ini memerlukan dukungan
mikrokontroler dengan
menghubungkannya pada suatu computer dengan USB kabel untuk menghidupkannya menggunakan arus AC atau DC dan bisa juga dengan menggunakan baterai. 1(2). 19.
Gambar 4. Arduino Mega 2.4.4 Arduino Leonardo
Bisa dibilang Leonardo adalah saudara kembar dari Uno. Dari mulai jumlah pin I/O digital dan pin input Analognya sama. Hanya pada Leonardo menggunakan Micro USB untuk pemogramannya.
Gambar 5 . Arduino Leonardo 2.4.5 Arduino Nano
Seperti namanya, Nano yang berukulan kecil dan sangat sederhana ini, menyimpan banyak fasilitas. Sudah dilengkapi dengan FTDI untuk pemograman lewat Micro USB. 14 Pin I/O Digital, dan 8 Pin input Analog (lebih banyak dari Uno). Dan ada yang menggunakan ATMEGA168, atau ATMEGA328.
Gambar 6 . Arduino Nano
2.4.6 Arduino Ethernet
Ini Arduino yang sudah dilengkapi dengan fasilitas ethernet. Membuat Arduino kamu dapat berhubungan melalui jaringan LAN pada komputer.
Untuk fasilitas pada Pin I/O Digital dan Input Analognya sama dengan Uno.
Gambar 7 . Arduino Nano 2.5. Liquid Crystal Display (LCD) Display elektronik adalah salah satu komponen eletronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik
karakter, huruf ataupun grafik. LCD ( Liquid Crystal Display ) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat menggunakan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back- lit. LCD ini berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka, ataupun grafik.
2.6 Sensor Jarak (RTC DS3231)
Sensor jarak dapat diartikan sebagai sensor yang berfungsi untuk mengukur serta mengatahui letak dari sebuah objek yang berbeda jaraknya. Sensor untuk mengetahui jarak ini memiliki dua kelompok, yang pertama adalah sensor ultrasonik dan yang kedua adalah sensor infamerah. Sensor ultrasonik adalah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisi (bunyi) menjadi besaran listrik. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik).
Gambar 8. Sensor Ultrasonic
2.7 Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara.
Pada umumnya buzzer yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada alarm pada jam tangan, peringatan mundur pada truk dan perangkat peringatan lainnya
Gambar 9. Buzzer
2.8 Sensor Suhu Thermophile MLX90614 Sensor suhu thermopile MLX90614 merupakan salah satu jenis detector suhu passive infraredatau inframerah untuk pengukuran suhu non-kontak. Sensor ini bekerja dengan menyerap sinar inframerah yang dipancarkan suatu benda.
Gambar 10. Sensor Suhu MLX90614.
2.9 DFPlayer Mini
DFPlayer mini merupakan module pemutar file audio / module sound palyer music dengan support format audio seperti file .mp3 yang sudah umum dikenal khalayak umum. Bentuk fisik dari DFPlayer mini ini berbentuk persegi dengan ukuran 20 x 20 mm yang dimana memiliki 16 kaki pin. Output pada module mp3 mini ini dapat langsung dapat dihubungkan dengan speaker mini ataupun amplifier sebagai pengeras lainnya.
Gambar 10. DFPlayer Mini
2.10 Sensor (PIR)
Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu objek. Sesuai dengan namanya sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar inframerah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor PIR dapat mendeteksi radiasi, sebagai contoh ketika terdeteksi sebuah gerakan dari sumber infra merah dengan suhu tertentu yaitu manusia mencoba melewati sumber infra merah yang lain missal dinding, maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang di terima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan sensor. Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu, Lensa Fresnel, Penyaring Infra Merah, Sensor Pyroelektrik, Penguat Amplifier, Komparator.
Gambar 11. Sensor PIR
3. METODE PENELITIAN 3.1 Teknik Pengumpulan Data
Metode penelitian yang digunakan dalam penyusunan laporan tugas akhir ini dengan menggunakan metode deskritif yaitu penelitian yang dilakukan berdasarkan data yang sebenarnya dengan membandingkan teori kemudian mengambil kesimpulan. Sedangkan teknik pengumpulan datanya, penulis menggunakan cara sebagai berikut :
1. Metode Interview
Metode Interview yaitu pengumpulan data dengan cara menanyakan secara langsung kepada pihak yang berhubungan dengan masalah yang penyusun ambil. Dalam hal ini adalah dosen yang mengajar mata kuliah Microcontroller pada Universitas Mahakarya Asia.
2. Metode Kepustakaan
Metode kepustakaan yaitu pengumpulan data secara tidak langsung dari sumber – sumber yang diperoleh dari buku – buku dan situs internet yang berhubungan dengan program yang akan dibuat.
3. Metode Observasi
Metode Observasi yaitu pengumpulan data dengan cara mengamati secara langsung mengenai hal – hal yang berkaitan dengan masalah yang penyusun ambil dalam penelitian.
3.2 Perancangan
Adapun rancangan atau desain dari microcontroller. yang digunakan untuk rancang bangun alat pengukur suhu tubuh menggunakan microcontroller Arduino uno R3 di Universitas Mahakarya Asia yaitu.
3.2.1 Rancangan Hardware
Gambar 12. Diagram Pengukur Suhu Tubuh Otomatis
3.2.1.1 Rangkaian Sensor PIR.
Gambar 13. Rangkaian Sensor PIR.
3.2.1.2 Rangkaian Sensor Ultrasonik
Gambar 14. Rangkaian Sensor Ultrasonik. 3.2.1.3 Rangkaian Sensor Suhu
MLX90614.
Gambar 15. Rangkaian Sensor . Suhu MLX90614.
3.2.2 Rancangan Software
Gambar16. Flowchart pengukur Suhu Tubuh
4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Tampilan alat pengukur suhu tubuh.
Gambar 17. Tampilan pengukur suhu 4.2 Rangkaian LCD
Gambar18.rangakaian LCD
Tabel 1. Pin LCD ke Arduino
4.2 Rangkaian sensor ultraonik
Gambar 19. Tampilan Rangkaian Sensor Ultrasonik
Tabel 2. Rangkaian Sensor Ultrasonik ke Arduino.
Pin pada
Ultrasonik
Keterangan
Echo Dihubungkan ke pin
7 pada Arduino
Trig Dihubungkan ke pin
8 pada Arduino
GND Dihubungkan ke
GND pada Arduino
VCC Dihubungkan ke
VCC pada Arduino
4.3 Rangkaian Sensor Suhu
Gambar 20. Tampilan Rangkaian Sensor Suhu MLX90614
Tabel 3. Rangkaian Sensor Suhu MLX90614 ke Arduino.
Pin pada MLX90614
Keterangan
SCL Dihubungkan ke pin SCL pada Arduino SDA Dihubungkan ke pin
SDA pada Arduino GND Dihubungkan ke GND
pada Arduino
Vin Dihubungkan ke VCC pada Arduino
4.3 Cara Kerja
Cara kerja alat pengukur suhu tubuh otomatis ini adalah saat ada objek yang bergerak dengan jarak kurang dari 2 meter, Sensor PIR akan menangkap pancaran infra merah, kemudian pancaran inframerah yang tertangkap akan masuk melalui lensa Fresnel, kemudian sensor PIR akan mengirimkan sinyal ke MP3 Player dan MP3 Player akan mengeluarkan suara “ Selamat Datang di Universitas Mahakarya Asia Baturaja, Silahkan Cek Suhu Tubuh Anda Disini”. Lalu Apabila Objek mendekat ke alat dengan jarak kurang dari 5 cm maka sensor ultrasonik akan mendeteksi jarak nya dan sensor Thermopile MLX90614 akan mendeteksi suhu tubuh objek. Jika suhu tubuh objek kurang dari 38.00°C maka MP3 Player akan mengeluarkan suara “ Pin pada LCD Keterangan
SCL Dihubungkan ke A5 pada Arduino
SDA Dihubungkan ke A4 pada Arduino
GND Dihubungkan ke GND pada Arduino
VCC Dihubungkan ke VCC pada Arduino
Suhu Tubuh Anda Normal Silahkan Masuk”, Dan jika suhu tubuh objek besar dari 38.00°C maka MP3 Player akan mengeluarkan suara “ Suhu Tubuh Anda Terlalu Tinggi Anda Dilarang Masuk”.
KESIMPULAN
Dari hasil perancangan dan pembahasan tentang rancang dan bangun Alat Pengukur Suhu Tubuh Otomatis menggunakan microcontroller arduino uno R3 di atas dapat diambil kesimpulan di antaranya :
1. Dari penelitian ini menghasilkan alat sensor suhu otomatis menggunakan sensor suhu Thermopile MLX90614 dalam memutus rantai persebaran Covid- 19 di Universitas Mahakarya Asia.
2. Alat Pengukur Suhu Tubuh Otomatis ini menggunakan sensor PIR untuk mendeteksi adanya objek dan sensor Thermopile MLX90614 untuk pengukur suhu
SARAN
Dari hasil penelitian tugas akhir dengan judul Alat Pengukur Suhu Tubuh Otomatis Menggunakan Arduino Uno R3, masih belum sempurna. Maka dari itu disarankan untuk penelitian selanjutnya agar lebih disempurnakan.
Dalam penelitian ini ada beberapa yang bisa disampaikan :
1. Dalam alat ini belum bisa di kontrol ON/OFF nya menggunakan android.
2. Untuk pengembangan kedepannya penulis berharap dapat memaksimalkan alat pengukur suhu tubuh otomatis ini dengan memanfaatkan teknologi Internet of Things (IoT).
DAFTAR PUSTAKA
Abdul Kadir. (2014). Form Zero to a PRO Arduino. CV ANDI OFFSET.
Yogyakarta
Ahmad Fatoni, Dhany Dwi Nugroho, Agus Irawa. 2015. Rancang Bangun Alat Pembelajaran Microcontroller Berbasis Atmega 328 Di Universitas Serang Raya. Universitas Serang
Raya Kota Serang
Banten.(Vol.2).11.
Yuliyan Dwi Prabowo. (2013). Sistem Kendali Elektronik Berbasis Arduino , Bandar Lampung:
Penerbit Aura.
Ratna Silvia. 2019. Air Mancur Otomatis Dengan Musik Berbasis Arduino.
Universitas Islam Kalimantan Muhammad Arsyad Al Banjari Banjarmasin.(Vol.10).180.
https://teknikelektronika.com/pengertian- lcd-liquid-crystal-display--prinsip- kerja-lcd/ , Diakses pada hari Kamis tanggal 11 Maret 2021 pukul 10.30 WIB.
Liana.2012.Suhu. dikutip dari
https://caridokumen.com/download/bab-ii- dasar-teori-21tinjauanteori-211- pengertian-suhu-
5a436c65b7d7bc7b7afaaf53_pdf , Diakses pada hari Selasa tanggal 22 Juni 2021 pukul 09.00 WIB.
Zhang, X. Seki, H, dan Hikizu., “ Detection of human detection position and motion by thermophile infrared sensor”, international jurnal of automation technology 9(5), 2015.
