LAPORAN TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN TERAPI INFRARED DENGAN SISTEM PEMANTAU JARAK DAN KONTROL INTENSITAS CAHAYA
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328 DESIGN OF INFRARED THERAPHY WITH DISTANCE MONITORING SYSTEM AND RADIANCE INTENSITY CONTROL
BASED ON ATMEGA328 MICROCONTROLER
Disusun oleh:
Tesalonika Reydita Raharusun 181313041
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI ELEKTROMEDIS FAKULTAS VOKASI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2021
HALAMAN PERSETUJUAN TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN TERAPI INFRARED DENGAN SISTEM PEMANTAU JARAK DAN KONTROL INTENSITAS CAHAYA
BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328
Disusun Oleh :
Tesalonika Reydita Raharusun NIM 181313041
Telah disetujui pada tanggal 9 Juli 2021 Oleh :
Pembimbing
Antonius Hendro Noviyanto, S.T., M.T NIDN. 050111860
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama Lengkap : Tesalonika Reydita Raharusun Tempat/Tanggal Lahir : Surabaya, 29 Januari 2000
Asal Sekolah/Universitas(Fakultas) : Fakultas Vokasi Universitas Sanata Dharma Dengan ini menyatakan bahwa karya dengan judul “Rancang Bangun Terapi Infrared Dengan Sistem Pemantauan Jarak dan Kontrol Intensitas Cahaya Berbasis Mikrokontroler Atmega328” belum pernah dipublikasikan dan tidak memuat karya orang lainterkecuali dibagian daftar pustaka selayaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, 10 Februari 2022 Yang menyatakan,
Tesalonika Reydita Raharusun NIM : 181313041
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Tesalonika Reydita Raharusun
Nomor Mahasiswa 181313041
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :
Rancang Bangun Terapi Infrared Dengan Sistem Pemantauan Jarak dan Kontrol Intensitas Cahaya Berbasis Mikrokontroler Atmega328
beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, me- ngalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun mem- berikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Atas kemajuan teknologi informasi, saya tidak berkeberatan jika nama, tanda tan- gan, gambar atau image yang ada di dalam karya ilmiah saya terindeks oleh mesin pencari (search engine), misalnya google.
Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal : 10 Februari 2021
Yang menyatakan
(Tesalonika Reydita Raharusun )
ABSTRACT
Infrared therapy equipment is required in hospitals, particularly in the physiotherapy department. This tool aids in the healing process by boosting cell function and ensuring proper cell metabolism. However, many infrared therapy devices still lack distance monitoring, causing the patient's body distance from the infrared lamp to differ from the prescribed process, as well as controls for the brightness and dimming of the infrared light and a touch screen LCD display.
Based on the ATmega328 microcontroller, the goal of this research is to design an infrared therapy structure with a distance monitoring system and a light intensity control system. The HC-SR04 sensor is used to adjust the distance of the patient with the infrared lamp, followed by the PWM dimmer circuit to adjust the intensity of infrared light or the brightness of infrared light, and the relay as an on/off switch on the infrared lamp, as well as a potentio for adjusting the data received by the PWM circuit. The output is a change in the brightness of the therapy lamp, which is then processed. The therapy will be displayed on a touch screen LCD, specifically the Nextion LCD. Based on the outcomes of the planning, manufacturing, and testing that has been done, as well as existing theories, it can be determined that the therapeutic tools that have been created are capable of performing as expected.
Keywords Atmega328 Microcontroller, HC-SR04, Dimmer, Infrared Therapy.
ABSTRAK
Alat terapi infrared sangatlah dibutuhkan di kalangan Rumah Sakit, khususnya pada bagian fisioterapi. Alat ini berguna untuk proses penyembuhan dengan cara merangsang fungsi sel - sel sehingga metabolisme sel berjalan dengan baik.
Namun pada beberapa alat terapi infared masih banyak alat yang belum dilengkapi dengan pemantauan jarak sehingga jarak tubuh pada pasien dengan lampu infared belum sesuai dengan prosedur yang ditentukan, pengontrol terang dan redup cahaya infrared serta tampilan LCD layar sentuh.
Penelitian ini bertujuan untuk merancang bangun terapi infrared dengan sistem pamantau jarak dan kontrol intensitas cahaya berbasis mikrokontroler atmega328.
Untuk mengatur jarak pasien dengan lampu infrared digunakan sensor HC-SR04, lalu rangkaian dimmer PWM untuk mengatur intensitas cahaya infrared atau terang redupnya cahaya inframerah dan relay sebagai switch on/off pada lampu infrared serta dilengkapi dengan potensio yang berguna untuk mengatur data yang diterima rangkaian PWM yang kemudian diolah dan keluarannya berupa perubahan terang redupnya lampu terapi. Serta proses terapi akan di tampilkan pada LCD layar sentuh yaitu LCD Nextion. Berdasarkan dari hasil perencanaan, pembuatan, dan pengujian yang telah dilakukan serta teori yang ada, maka dapat disimpulkan alat terapi yang telah dibuat dapat berjalan dengan baik dan sesuai dengan yang di rencanakan sebelumnya.
Kata kunci : Mikrokontorel Atmega328, HC-SR04, Dimmer, Terapi Infrared.
DAFTAR ISI
HALAMAN PERSETUJUAN TUGAS AKHIR ... i
HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR ... ii
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN DATA... iii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ...iv
ABSTRACT ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ...ix
DAFTAR GAMBAR ... x
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan ... 2
1.4 Manfaat ... 2
BAB II LANDASAN TEORI ... 4
2.1 Terapi Infrared ... 4
2.1.1 Tiper Sinar dan Alat Terapi Inframerah ... 5
2.1.2 Prosedur Terapi Inframerah ... 5
2.1.3 Mekanisme Kerja Sinar Infrared untuk Nyeri ... 6
2.2 HC – SR04 ... 6
2.3 Modul AC Light Dimmer ... 8
2.4 Nextion LCD Touchscreen ... 9
2.5 Arduino Uno R3 ... 11
2.6 MicroSD Card ... 12
2.7 Buzzer ... 13
BAB III PERACANGAN ... 14
3.1 Deskripsi Sistem ... 14
3.3 Perancangan Mekanik ... 17
3.4 Perancangan Elektrik ... 18
3.4.1 Modul AC Light Dimmer ... 18
3.4.2 LCD Nextion Touchscreen ... 19
3.4.3 Rangkaian Sensor HC - SR04 ... 19
3.5 Perancangan Perangkat Lunak ... 20
3.5.3 Perancangan Sistem Cara Kerja Alat ... 24
BAB IV IMPLEMENTASI DAN PEMBAHASAN ... 28
4.1 Implementasi Perencanaan Mekanik ... 28
4.2 Implementasi Perencanaan Elektrik ... 30
4.3 Troubleshooting ... 30
4.4 Pengujian Komponen ... 32
4.4.1 Pengujian Liquid Crystal Display Nextion ... 32
4.4.2 Pengujian Sensor Jarak ... 34
4.4.3 Pengujian Dimmer ... 36
4.5 Pengujian Sistem ... 38
4.5.1 Pengujian Sistem Terapi Infrared ... 38
4.5.2 Hasil ... 39
BAB V PENUTUP ... 40
5.1 Kesimpulan ... 40
5.2 Saran ... 40
DAFTAR PUSTAKA ... 41
Lampiran 1. Spesifikasi Teknis ... 44
Lampiran 2. Pin Mapping ... 45
Lampiran 3. Program Arduino Uno ... 46
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Hasil Perbandingan Sensor Jarak dan Meteran ... 30 Tabel 4.2 Hasil Perbandingan Tegangan... 32
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Modul HC – SR04 ...5
Gambar 2.2 Modul Dimmer ...7
Gambar 2.3 Nextion LCD Touchscreen ...8
Gambar 2.4 Arduino Uno...9
Gambar 2.5 MicroSD Card ...10
Gambar 2.6 Buzzer ...11
Gambar 3.1 Desain Alat Terapi Infrared ...12
Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem ...13
Gambar 3.3 Blok Tampilan dan Pengaturan Intensitas Cahaya ...14
Gambar 3.4 Blok Infrared, Sensor Suhu dan Sensor Jarak ...14
Gambar 3.5 Blok Buzzer ...15
Gambar 3.6 Wiring Modul Dimmer ...15
Gambar 3.7 Wiring LCD Nextion Touchscreen ...16
Gambar 3.8 Rangkaian Sensor HC – SR04 ...16
Gambar 3.9 Tampilan Nextion Editor ...17
Gambar 3.10 Tampilan Awal Sistem ...18
Gambar 3.11 Tampilan Sensor Jarak ...18
Gambar 3.12 Tampilan Timer ...19
Gambar 3.13 Countdown dan Sensor Suhu ...19
Gambar 4.1 Blok Tampilan dan Pengaturan Intensitas Cahaya ...24
Gambar 4.2 Blok Infrared, Sensor Suhu dan Sensor Jarak ...25
Gambar 4.3 Blok Buzzer ...25
Gambar 4.4 Rangkaian dalam Box ...26
Gambar 4.5 Hasil Pengujian Karakter LCD Nextion ...29
Gambar 4.6 Hasil Pembacaan Jarak ...30 Gambar 4.7 Cara Pengukuran Tegangan Menggunakan Multimeter ...32 Gambar 4.8 Hasil Pengujian Dimmer ...32
BAB I
1.1 Latar Belakang
PENDAHULUAN
Berkembangnya teknologi dalam bidang kesehatan membuat semakin banyak jenis pengobatan yang menggunakan teknologi yang canggih untuk mendapatkan hasil yang memuasakan. Salah satu bidang kesehatan yang menggunakan teknologi untuk pengobatannya adalah bidang terapi. Dan salah satunya yaitu dengan menggunakan metode Infra Red (IR).
Banyak sekali alat terapi di dunia kedokteran namun alat terapi ini dibuat khusus untuk orang yang sering beraktifitas banyak yang menyebabkan kelelahan, peredaran darah tidak lancar serta persendian terasa sakit maka dari itu alat ini diciptakan untuk pengkhususan terapi pada tubuh yang terasa sakit atau nyeri.
Dalam praktek dalam penggunaan alat – alat kedokteran, khusunya dibagian Fisiotheraphy yang sering kali memanfaatkan pancaran cahaya yang dihasilkan oleh suatu alat. Pancaran yang diberikan harus terfokus pada subjek yang dikenai sinar agar diperoleh hasil yang baik. Agar tercapai, maka diciptakan alat yang mampu memberikan semua kebutuhan tersebut adalah Terapi Infrared. Terapi infrared adalah salah satu jenis terapi yang menggunakan gelombang elektromagnetik infrared dengan karakteristik yaitu panjang gelombang 770nm - 106 nm dengan tujuan untuk pemanasan struktur muskuloskeletal [1].
Dalam tugas akhir ini kami membuat alat Terapi Infrared menggunakan sistem mikrokontroler untuk memudahkan pengguna atau user pada saat melakukan terapi kepada pasien seperti mengatur jarak cahaya dengan objek, pemantauan suhu kulit pasien selama penyinaran serta intensitas cahaya yang digunakan untuk mengatur terang redup cahaya. Selain itu juga, alat ini dirancang untuk monitoring serta dilengkapi dengan sistem keamanan agar pasien tidak terasa kepanasan.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini, yaitu :
1. Bagaimana merancang sistem pengontrol jarak dan intensitas cahaya pada Alat Terapi Infrared?
2. Bagaimana merancang alat terapi yang dilengkapi dengan LCD serta keamanan pada Alat Terapi Infrared?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari tugas akhir ini, yaitu :
1. Membuat rancang bangun sistem yang sesuai untuk Alat Terapi Infrared dengan sistem pengontrol jarak dan intensitas cahaya.
2. Membuat rancang bangun Alat Terapi Infrared yang dilengkapi dengan LCD Touchscreen serta kontrol yang aman agar meyakinkan petugas bahwa Terapi Infrared telah selesai dengan prosedur yang telah dilakukan.
1.4 Manfaat
Adapun manfaat yang diharapkan dari tugas akhir ini adalah : 1. Bagi Universitas Sanata Dharma Fakultas Vokasi
a. Terapi Infared dapat menjadi alat peraga sebagai bahan ajar dalam perkuliahan.
b. Menjadi tolak ukur sejauh mana ilmu yang diserap selama masa perkuliahan.
2. Bagi Mahasiswa
a. Menjadi sarana mahasiswa dalam mengimplementasikan ilmu yang didapatkan selama masa perkuliahan.
b. Menjadi sarana mahasiswa untuk mengasah keterampilan dan kreativitas, serta cara berpikir kritis dalam menyelesaikan permasalahan yang ada.
c. Menambah wawasan mahasiswa dalam hal penggunaan metode baru atau alternatif pada perkembangan alat kesehatan khusunya terapi.
BAB II
LANDASAN TEORI
Pada bab ini menjelaskan tentang teori dasar yang digunakan dalam pembuatan rancang bangun alat terapi infrared berbasis arduino uno.
2.1 Terapi Infrared
Terapi Inframerah adalah salah satu jenis terapi dalam bidang Ilmu Kedokteran Fisik dan Rehabilitasi yang menggunakan gelombang elektromagnetik inframerah dengan karakteristik panjang gelombang 770 nm - 106 nm, dengan tujuan untuk pemanasan struktur muskuloskeletal yang terletak superfisial dengan daya penetrasi 0,8 mm - 1 mm. Daya penetrasi gelombang pendek inframerah lebih dalam daripada gelombang panjang yaitu sampai jaringan subkutan sehingga dapat mempengaruhi secara langsung terhadap pembuluh darah kapiler, pembuluh limfe, ujung - ujung saraf dan jaringan lain di bawah kulit [2].
Panas yang diberikan oleh lampu infra merah akan masuk ke dalam tubuh dengan kedalaman yang berbeda-beda. Efek panas yang diharapkan melalui terapi panas menggunakan sinar infra merah, yaitu: (1) memperbaiki sirkulasi darah, (2) meningkatkan metabolisme tubuh, (3) meningkatkan produksi keringat yang dapat membantu membentuk eliminasi metabolit, (4) meningkatkan efek viskoelastik pada jaringan kolagen, (5) meningkatkan sirkulasi darah, dan (6) membantu resolusi infiltrasi radang, edema, dan eksudasi [3].
Dosis yang digunakan dalam aplikasi penggunaan inframerah untuk jarak dari tenaga medis satu dengan yang lain selalu berbeda. Pada penggunaan lampu non luminous (hanya mengandung inframerah) jarak lampu yang digunakan adalah antara 45 – 60 cm, sinar diusahakan tegak lurus dengan daerah yang diobati serta waktu antara 10 – 30 menit. Pada penggunaan lampu luminous (inframerah mengandur sinar visible dan ultraviolet) jarak lampu 35 – 45 cm, sinar diusahakan tegak lurus, waktu
antara 10 – 30 menit disesuaikan dengan kondisi penyakitnya [4].
Suhu minimal untuk dapat menghasilkan luka bakar adalah sekitar 44°C dengan kontak sekurang-kurangnya 5 – 6 jam, dan dengan suhu 65°C cukup kontak selama 2 detik mampu menghasilkan luka bakar [5]. Sedangkan suhu aman maksimal yang dapat diterima kulit manusia adalah 51,5°C, sehingga suhu aman maksimal yang dapat digunakan selama proses terapi inframerah adalah 51,5°C.
2.1.1 Tiper Sinar dan Alat Terapi Inframerah
Sinar inframerah dibedakan menjadi 2 yaitu Non Luminous dan Luminous.
Lampu inframerah tipe Non Luminous tidak bercahaya sama sekali namun menghasilkan panas yang bisa membakar jaringan tubuh jika penggunaan terlalu over atau bersinggungan dengan kulit. Tipe lampu Luminous ini bercahaya merah terang dan menghasilkan panas yang membakar pada jaringan tubuh, sehingga penggunaan alat tersebut harus tepat waktu, intensitas, frekuensi dan jarak.
Alat terapi inframerah dibedakan menjadi 2 yaitu portable dan non portable.
Alat terapi tipe portable adalah alat yang bisa dibawa kemana-mana, sedangkan alat terapi inframerah non portable adalah alat yang hanya digunakan di dalam ruangan praktek fisioterapi.
2.1.2 Prosedur Terapi Inframerah [10]
Terdapat beberapa langkah yang harus dilakukan pada saat proses terapi inframerah sebagai berikut, yaitu :
1. Posisikan penderita atau pengguna terlebih dahulu agar nyaman pada saat terapi lalu sesuaikan dengan daerah yang akan diterapi.
2. Posisi untuk terapi bisa dilakukan secara duduk, terlentang, maupun tengkurap.
3. Daerah yang diobati atau diterapi harus bebas dari pakaian.
4. Pada penggunaan lampu luminous atur jarak pasien antara 45-60 cm, sinar diusahakan tegak lurus dengan daerah yang akan di terapi, dan waktu terapi antara 10-30 menit. Sedangkan pada penggunaan lampu non luminous atur jarak
pasien antara 35-45 cm, sinar diusahakan tegak lurus dengan daerah yang akan diterapi, dan waktu terapi antara 10-30 menit.
5. Setelah itu lakukan prosesterapi jika prosedur diatas telah dilakukan.
2.1.3 Mekanisme Kerja Sinar Infrared untuk Nyeri
Sinar inframerah yang diabsorbsi oleh kulit dapat menimbulkan panas pada tempat yang telah disinari. Panas yang telah masuk ke dalam akan mempengaruhi peningkatan proses metabolisme. Penyinaran dengan sinar inframerah akan meningkatkan proses metabolisme yang mengakibatkan aliran oksigen dan nutrisi ke jaringan juga meningkat sehingga bisa mempercepat perbaikan jaringan jika ada yang mengalami kerusakan. Kenaikan temperatur akibat penyinaran dapat membantu terjadinya relaksasi pada otot dan menyebabkan meningkatnya kemampuan otot untuk berkontraksi. Pengaruh terapeutik sinar inframerah adalah dapat mengurangi dan bahkan dapat menghilangkan nyeri [11].
2.2 HC – SR04
Sensor ultrasonik tipe HC - SR04 merupakan perangkat yang digunakan untuk mengukur jarak dari suatu objek. Kisaran jarak yang dapat diukur sekitar 2 - 400 cm.
Perangkat ini menggunakan dua pin digital untuk mengkomunikasikan jarak yang terbaca. Prinsip kerja sensor ultrasonik ini bekerja dengan mengirimkan pulsa ultrasonik sekitar 40 KHz, kemudian dapat memantulkan pulsa echo kembali, dan menghitung waktu yang diambil dalam mikrodetik. Setiap modul HC-SR04 mencakup pemancar ultrasonik, penerima, dan sirkuit kontrol [6]. Modul HC – SR04 seperti pada gambar 2.1 dibawah ini.
Sumber : https://www.tokopedia.com/nn-digital/hc-sr04-hc-sr04-sensor-ultrasonic- ultrasonik-u-uc-arduino-raspi?whid=0
Gambar 2.1 Modul HC –SR04
Tabel 2.1 Tabel Spesifikasi Sensor HC – SR0
Keterangan Spesifikasi
Working Voltage DC 5V
Working Current 15 Ma
Working Frequency 40 Hz
Max Range 4 m
Min Range 2 cm
MeasuringAngle 15 degree
Trigger Input Signal 10μS TTL pulse
Echo Output Signal Input TTL level signal and the rangen propertion
Dimension 45 x 20 x 15 mm
Modul HC – SR04 mempunyai 4 pin utama yaitu VCC, Trig, Echo, dan GND.
Pin VCC dan GND pada HC – SR04 terhubung pada VCC dan GND pada Arduino Uno, pin trig pada pin D9 dan pin echo pada pin D10. Sensor HC – SR04 pada alat terapi infrared berbasis mikrokontorel ini berfungsi sebagai sensor jarak atau pembacaan jarak antara lampu infrared dan objek yang di atur sekitar 35 – 45 cm menggunakan program pada Arduino Uno.
2.3 Modul AC Light Dimmer
Modul AC Dimmer dirancang untuk mengontrol tegangan arus bolak-balik, yang dapat mentransfer arus hingga 600V / 16А. Modul dimmer ini biasa digunakan untuk menyalakan atau mematikan lampu, juga dapat digunakan pada kipas, pompa, dll. Peredup bekerja paling efektif dengan lampu filamen. Modul ini kurang stabil dengan lampu LED yang dapat diredupkan dengan kecerahan rendah, tetapi dengan kecerahan sedang dan tinggi akan berfungsi dengan baik. Modul dimmer seperti pada gambar 2.2 dibawah ini.
Sumber : https://www.bukalapak.com/p/elektronik/komponen-elektronik/ndih1f-jual-modul- ac- light-dimmer-pwm-220v-zero-crossing-3-3v-or-5v-for-arduino
Gambar 2.2 Modul Dimmer
Tabel 2.2 Tabel Spesifikasi Modul AC Light Dimmer
Keterangan Spesifikasi
Power 600V – 16A
AC Frequency 50/60 Hz
TRIAC BTA16 – 600B
Isolation Optocoupler
LogicLevel 3.3V/5V
Zero point Logic Level
Modulation (PWM with trigger) Logic level ON/OFF TRIAC
Signal Current >10mA
Bagian daya dimmer diisolasi dari bagian kontrol, untuk mengecualikan kemungkinan gangguan arus tinggi ke mikrokontroler. Level logika modul ini yaitu 5V dan 3.3V, oleh karena itu dapat dihubungkan ke mikrokontroler. Di Arduino, peredup dikontrol dengan program arduino yaitu RBDdimmer.h, yang menggunakan interupsi eksternal dan interupsi waktu proses. Dimmer terhubung ke pengontrol Arduino melalui dua pin digital. Pertama (zero-crossing detector) untuk mengontrol lewatnya Phase Null dari AC, yang digunakan untuk memulai sinyal interupsi. Kedua (DIM / PSM) untuk mengontrol arus (redup) [7]. Modul dimmer seperti pada gambar 2.2 dibawah ini.
2.4 Nextion LCD Touchscreen
Nextion display adalah solusi Human Machine Interface (HMI) yang yang menggabungkan prosesor onboard dan layar sentuh memori dengan perangkat lunak Nextion Editor untuk pengembangan proyek GUI HMI. Nextion LCD berfungsi untuk menampilkan grafik display sampel. Nextion display muncul dengan ukuran mulai dari 2,4" hingga 7" [8]. Nextion LCD Touchsreen seperti pada gambar 2.3 dibawah ini.
Sumber : https://sea.banggood.com/Nextion-NX4024T032-3_2-Inch-HMI-Intelligent-Smart- USART-UART-Serial-Touch-TFT-LCD-Screen-Module-p-
1105286.html?cur_warehouse=CN Gambar 2.3 Nextion LCD Touchscreen
Tabel 2.3 Tabel Spesifikasi Nextion
Keterangan Spesifikasi
Operating Voltage 4.75V – 7V
Operating Current 90mA
Layout Size 74.4 x 42.9 x 5.8
Resolution 320 x 240 pixel
Touch Type Resistive
Backlight LED
Serial Port Baudrate 2400, 9600, 115200 bps
Flash Memory 4 MB
RAM Memory 3584 Byte
Nextion display memiliki mikrokontroler bawaan yang dapat mengontrol tampilan, misalnya mengatur tombol, membuat teks, menyimpan gambar atau mengubah latar belakang. Nextion display berkomunikasi menggunakan komunikasi serial pada tingkat baud 9600 hingga 115200. Nextion display bekerja pada tegangan 3.3V hingga 5V. Nextion pada tugas akhir ini digunakan sebagai monitoring untuk menampilkan suhu tubuh objek, jarak objek, dan timer yang digunakan pada saat proses terapi berjalan. Nextion yang digunakan berukuran 3.2”.
2.5 Arduino Uno R3
Sumber : https://www.tokopedia.com/kiosrobot/arduino-uno-r3?whid=0 Gambar 2.4 Arduino Uno
Mikrokontroler merupakan rangkaian elektronika yang umumnya dapat digunakan untuk menyimpan program. Arduino memiliki beberapa pin input dan output (I/O). ATmega328 memiliki 32 KB (dengan 0,5 KB digunakan untuk bootloader), 2 KB dari SRAM dan 1 KB EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis dengan EEPROM library). Arduino Uno memiliki fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, arduino lain, atau mikrokontroler lainnya.
Keterangan Spesifikasi
Mikrokontroler ATMega328
Operating Voltage 5V
Input Voltage (recommended) 7 – 12V
Input Voltage (limit) 6 – 20V
Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM output)
Analog Input Pins 6
DCCurrent per I/O Pin 40 mA
DC Current for 3.3V Pin 50 mA
Flash Memory 32 KB
SRAM 2 KB
EEPROM 1 KB
Clock Speed 16 MHz
Tabel 2.4 Tabel Spesifikasi Arduino Uno
2.6 MicroSD Card
MicroSD Card merupakan singkatan dari Micro Security Digital Card.
MicroSD Card merupakan suatu alat elektronik berbentuk kecil yang berfungsi sebagai ruang penyimpanan data digital. MicroSD Card pada Nextion digunakan untuk mengunggah file proyek TFT agar dapat terbaca atau terlihar pada LCD Nextion [9]. MicroSD Card seperti pada gambar 2.5 dibawah ini.
Sumber : https://www.laptab.com.pk/Kingston-MICRO-SD-8GB-Memory-Card.html
Gambar 2.5 MicroSD Card
2.7 Buzzer
Buzzer merupakan suatu komponen elektronik berukuran kecil, memiliki 2 pin dan menghasilkan keluaran berupa suara. Buzzer bekerja pada rentang tegangan 3V-24V. Buzzer menghasilkan suara dengan kekuatan ≥ 85 dB dan frekuensi resonansi ± 300 - 2300Hz. Modul buzzer seperti pada gambar 2.6.
Gambar 2.6 Buzzer Buzzer memiliki 2 pin, yaitu :
Positif (+) / kabel merah : pin catu daya (3V-24V).
Negatif (-) / kabel hitam : ground
Buzzer mempunyai 2 pin utama yaitu Vin dan GND. Pin Vin terhubung pada pin 8 dan pin GND terhubung pada pin GND pada Arduino Uno. Buzzer pada alat ini berfungsi sebagai indikator bahwa proses terapi telah selesai selain itu berfungsi sebagai alarm ketika jarak dari objek dan sinar inframerah < 35cm dan > 45 cm.
BAB III
PERANCANGAN 3.1 Deskripsi Sistem
Rancang bangun alat terapi inframerah berbasis mikrokontroler Arduino Uno berguna untuk membuat alat terapi inframerah yang dilengkapi sistem pengatur jarak terapi, pengatur lama waktu terapi dalam menit, pengatur intensitas cahaya terapi, dan pemantau suhu kulit pasien yang terkena paparan sinar selama terapi. Untuk mengatur jarak terapi pasien dengan lampu inframerah, digunakan sensor jarak yaitu HC-SR04. Sensor ini akan membaca jarak antara pasien dan lampu inframerah dalam bentuk sentimeter (cm). Alat ini menggunakan rangkaian dimmer PWM untuk mengatur intensitas cahaya inframerah. Terdapat potensio yang berguna untuk mengatur data yang diterima rangkaian PWM yang kemudian diolah dan keluarannya berupa perubahan terang redupnya lampu terapi. Untuk memantau suhu kulit pasien yang terpapar sinar inframerah digunakan sensor MLX 90614. Alat ini dilengkapi dengan relay yang berguna sebagai switch on/off lampu otomatis. Alat ini juga dilengkapi dengan pengaturan timer yang dapat diatur dalam menit. Keluaran berupa waktu hitung mundur akan tertampil pada layar LCD Nextion. Selama terapi, jika jarak pasien dan lampu tidak sesuai yaitu 35 – 45 cm maka buzzer akan berbunyi.
Ketika waktu terapi telah selesai, buzzer akan berbunyi yang menandakan bahwa terapi telah selesai.
Gambar 3.1 Desain Alat Terapi Infrared 3.2 Diagram Blok Sistem
Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem
Sistem perancangan pada alat ini memiliki input berupa potensio, sensor jarak, sensor suhu dan LCD Nextion yang akan diterima dan diproses oleh mikrokontroler.
Mikrokontroler berfungsi untuk mengontrol dimmer, relay, dan menampilkan karakter pada LCD Nextion, dan mengolah data yang diperoleh dari potensio, sensor jarak dan sensor suhu. Ketika alat dinyalakan maka akan muncul tampilan START, setelah itu tekan tombol START untuk melakukan proses selanjutnya. Sensor jarak akan membaca jarak antara objek dengan lampu, lalu tekan tombol Next untuk melakukan setting timer. Setelah timer diatur tekan tombol START untuk memulai proses. Relay akan otomatis bekerja dan lampu akan menyala. Selama proses berlangsung, suhu yang terukur pada permukaan kulit pasien yang diterapi akan tertampil pada LCD Nextion dan jika jarak antara lampu dan pasien tidak sesuai dengan yang diinginkan yaitu 35 - 45 cm, maka buzzer akan berbunyi. Ketika proses telah selesai, relay akan bekerja mematikan lampu dan buzzer akan berbunyi.
3.3 Perancangan Mekanik
Rancang bangun alat terapi inframerah berbasis mikrokontroler ATMega328 memiliki 3 bagian. Blok tampilan sistem menggunakan LCD Nextion dan pengatur intensitas cahaya terapi menggunakan potensio seperti pada gambar 3.3 dan blok pemantau jarak menggunakan sensor HC-SR04, pemantau suhu kulit pasien yang terpapar sinar menggunakan sensor MLX 90614, dan lampu terapi infrared seperti pada gambar 3.4. Sedangkan, untuk keamanan pada system alat terapi ini menggunakan buzzer sebagai alarm ketika proses terapi telah selesai dan switch on/off digunakan untuk menyalakan lampu infrared seperti pada gambar 3.5.
Gambar 3.3 Blok Tampilan dan Pengaturan Intensitas Cahaya Keterangan :
1. LCD Nextion Touchscreen 2. Potensiometer
Gambar 3.4 Blok Infrared, Sensor Suhu dan Sensor Jarak 1
2 3
1 2
Keterangan : 1. Lampu Infrared 2. Sensor HC – SR04 3. Sensor MLX90614
Gambar 3.5 Blok Buzzer Keterangan :
1. Buzzer
3.4 Perancangan Elektrik
Adapun perancangan elektronik secara umum memiliki beberapa blok sistem yaitu pada blok sistem kontrol dengan memanfaatkan beberapa modul Arduino yang telah ada. Selain itu ada beberapa rangkaian pendukung lainnnya yaitu rangkaian switch ON/OFF.
3.4.1 Modul AC Light Dimmer
Modul dimmer PWM AC disini berfungsi mengatur intensitas cahaya seperti terang dan redup cahaya infrared dengan menggunakan potensiometer. Pada alat ini pin yang digunakan untuk dimmer adalah pin digital 2 dan 12. Wiring Modul Dimmer seperti pada gambar 3.6.
1
Gambar 3.6 Wiring Modul Dimmer 3.4.2 LCD Nextion Touchscreen
LCD Nextion berfungsi untuk mengatur dan menampilkan suhu tubuh pasien, jarak antara objek dan lampu infrared serta timer pada saat terapi berjalan. Untuk mengatur tampilan layar LCD Nextion menggunakan aplikasi Nextion Editor.
Gambar 3.7 Wiring LCD Nextion Touchsreen 3.4.3 Rangkaian Sensor HC - SR04
Rangkaian sensor HC – SR04 pada alat terapi infrared ini berfungsi sebagai sensor jarak atau pembacaan jarak antara lampu infrared dengan objek. Sensor ini menggunakan dua pin digital untuk mengkomunikasikan jarak yang terbaca yaitu pin echo untuk mendeteksi ultrasonik yang memantul kembali serta pin trig untuk memicu pemancar gelombang ultrasonik.
Gambar 3.8 Rangkaian Sensor HC – SR04
3.5 Perancangan Perangkat Lunak
Adapun perancangan perangkat lunak yang dilakukan pada alat terapi inframerah berbasis mikrontroler ATMega 328 yaitu sebagai berikut :
3.5.1 Nextion Editor
Aplikasi Nextion Editor merupakan aplikasi yang berfungsi untuk membuat desain tampilan pada LCD touchscreen Nextion yang telah di support oleh software Arduino. Sehingga memudahkan untuk membuat desain tampilan sesuai yang dibutuhkan dan memudahkan untuk mengoneksikan antara LCD touchscreen nextion dengan Arduino Uno. Gambar 3.9 menunjukkan Nextion Editor.
Gambar 3.9 Tampilan Nextion Editor 3.5.2 Perancangan Tampilan LCD Nextion Touchscreen
Tampilan LCD Touchscreen ditunjukkan pada gambar 3.10. Tampilan LCD touchscreen menampilkan hasil pembacaan sensor jarak, sensor suhu, dan pengaturan timer. Tampilan awal sistem pada LCD Nextion seperti pada gambar 3.10.
Gambar 3.10 Tampilan Awal Sistem
Selain itu terdapat tampilan yang berguna untuk menampilkan jarak yang dibaca oleh sensor jarak HC-SR04 seperti pada gambar 3.11. Pada tampilan ini juga terdapat tombol next untuk mengatur sistem ke proses selanjutnya.
Gambar 3.11 Tampilan Sensor Jarak
Untuk mengatur lama proses terapi terdapat tombol yang berguna untuk mengatur berapa lama waktu terapi dalam menit. Kemudian untuk memulai proses terapi digunakan tombol start. Tampilan sistem seperti pada gambar 3.12.
Gambar 3.12 Tampilan Timer
Tampilan terakhir menampilkan countdown waktu proses terapi. Selain itu juga terdapat tampilan hasil pembacaan suhu tubuh pasien yang dibaca oleh sensor MLX 90614 dan pembacaan jarak oleh sensor HC-SR04. Jika jarak pasien tidak sesuai dengan yang diinginkan yaitu 35 – 45 cm, maka buzzer akan berbunyi. Untuk kembali ke proses awal digunakan tombol back. Tampilan sistem seperti pada gambar 3.13.
Gambar 3.13 Tampilan Countdown dan Sensor Suhu
3.5.3 Perancangan Sistem Cara Kerja Alat
Berdasarkan gambar dibawah ini menjelaskan sistem atau cara kerja dari Rancang Bangun Terapi Infrared dengan Sistem Pemantau Jarak dan Kontrol Intensitas Cahaya berbasis Mikrokontroler ATMega 328.
MULAI
BACA SENSOR
TAMPILKAN KE LCD
TOMBOL NEXT DITEKAN
N
TOMBOL NEXT
Y INISIALISASI
A
ATUR WAKTU
TOMBOL +
Y
TAMPILKAN KE LCD DITEKAN
N
TOMBOL -
Y
N DITEKAN
TOMBOL START B
B
BACA SENSOR SUHU
LAMPU NYALA
Y
TOMBOL START DITEKA
N
BACA SENSOR JARAK
N
A
C
D TIMER COUNTDOWN
AKTIF
C
Y Jarak <
35cm
N D
Y Jarak >
45cm
N
BUZZER MATI TIMER S = 0
LAMPU MATI
BUZZER NYALA BUZZER NYALA
BAB IV
IMPLEMENTASI DAN PEMBAHASAN
4.1 Implementasi Perencanaan Mekanik
Perancangan mekanik pada alat ini telah selesai dan sesuai dengan harapan pada setiap bloknya. Pada blok tampilan dan pengaturan intensitas cahaya bekerja dengan baik. Dan hasilnya seperti gambar 4.1
Gambar 4.1 Blok Tampilan dan Pengaturan Intensitas Cahaya
Hasil dari blok tampilan dan pengaturan intensitas cahaya sesuai dengan apa yang diharapkan. LCD dapat menampilkan jarak, suhu tubuh pasien serta timer.
Sedangkan potensio dapat bekerja untuk mengatur intensitas cahaya seperti terang dan redup cahaya infrared.
Keterangan :
1. LCD Nextion Touchscreen 2. Potensiometer
2
Dan hasil blok lampu infrared, sensor suhu dan sensor jarak sesuai dengan apa yang diharapkan. Lampu Infrared dapat menyala setelah timer berjalan, sehingga dapat digunakan untuk terapi. Sensor jarak dapat berfungsi dengan baik sehingga dapat menampilkan jarak antara cahaya infrared dengan objek, serta sensor suhu dapat berfungsi dengan baik sehingga dapat menampilkan suhu tubuh pasien pada saat diterapi seperti pada gambar 4.2
Gambar 4.2 Blok Infrared, Sensor Suhu dan Sensor Jarak Keterangan :
1. Lampu Infrared 2. Sensor HC – SR04 3. Sensor MLX90614
Sedangkan pada blok blok buzzer juga sesuai dengan apa yang diharapankan.
Buzzer dapat berbunyi pada saat timer selesai berhitung mundur yang menandakan bahwa terapi telah selesai dilakukan. Seperti pada gambar 4.3
Gambar 4.3 Blok Buzzer
1
2 3
4.2 Implementasi Perencanaan Elektrik
Perancangan elektronik yang telah direncanakan pada bab 3, telah selesai dikerjakan. Rangkaian elektronik didesain dan di tata sedemikian rupa agar terlihat rapi karena banyak menggunakan jumper. Keseluruhan rangkaian elektronik yang digunakan terdiri dari modul dimmer, rangkaian power dan ground, sensor suhu, sensor jarak, arduino uno, modul relay 1 channel, buzzer, dan potensio. Gambar 4.4 adalah implementasi rangkaian elektronik yang telah digunakan.
Gambar 4.4 Rangkaian dalam Box 4.3 Troubleshooting
Pada saat perencanaan desain sampai dengan pembuatan alat banyak permasalahan yang telah dialami, seperti berikut ini :
1. Kesalahan pada program timer.
a. Permasalahan :
Pada saat alat dinyalakan, page 3 di LCD yaitu hasil timer tidak bisa countdown dan terjadi bouncing.
b. Analisis :
Setelah dianalisis, timer tidak bisa countdown dan bouncing karena kesalahan pada program sehingga memperbaiki program dengan cara
menambah program dengan flag. Setelah memperbaiki program akhirnya timer dapat countdown dan tidak bouncing.
c. Solusi :
Memperbaiki program.
2. Dimmer tidak bisa menyala dan lampu berkedip.
a. Permasalahan :
Pada saat pertama kali mencoba menyalakan lampu menggunakan modul dimmer, masalah yang pertama yaitu indikator led pada dimmer tidak menyala sehingga secara otomatis lampu infrared pun tidak menyala.
Masalah yang kedua yaitu saat dimmer sudah menyala tetapi lampu infared bekerja secara tidak teratur seperti berkedip.
b. Analisis :
Setelah dianalisis, untuk masalah yang pertama yaitu ada bagian kabel yang longgar lalu untuk masalah yang kedua yaitu terdapat program yang masih kurang dan pengaturan mapping pada potensio yang kurang tepat.
c. Solusi :
Merekatkan kabel yang longgar dan perbaikan pada program serta pengaturan mapping pada potensio.
3. Sensor suhu tidak berfungsi.
a. Masalah :
Pada saat alat dinyalakan, sensor suhu tidak dapat terbaca atau tidak berfungsi untuk menampilakn suhu pada kulit pasien.
b. Analisis :
Setalah dianalisis, ternyata konektor pada sensor kurang rekat sehingga menyebabkan sensor tidak dapat membaca suhu dan tidak terhubung ke arduino uno.
c. Solusi :
Memperbaiki konektor sensor suhu yang kurang rekat menggunakan solder.
4. Sensor jarak tidak berfungsi.
a. Masalah :
Pada saat alat disambungkan ke sumber AC,sensor jarak tidak dapat mebaca jarak dengan baik,dan hasilnya jauh dari parameter yang seharusnya.
b. Analisis :
Setelah dianalisis, ternyata rumus yang digunakan pada program arduino kurang tepat, sehingga meyebabkan pembacaan yang tidak akurat.
c. Solusi :
Memperbaiki rumus sensor jarak pada program arduino.
5. Relay tidak berfungsi.
a. Masalah :
Relay tidak dapat berfungsi dengan semestinya atau tidak mau menyala.
b. Analisis :
Setelah dianalisis, ternyata tombol pada lcd nextion tidak dapat berfungsi karena peletakan pemindahan halaman yang kurang tepat.
c. Solusi :
Memperbaiki program pemindahan halaman pada lcd nextion yang awalnya ada pada touch press event ke touch release event.
4.4 Pengujian Komponen
Sebelum membuat rangkaian, dilakukan pengujian komponen terlebih dahulu untuk memastikan komponen yang dibeli berfungsi dengan baik.
4.4.1 Pengujian Liquid Crystal Display Nextion
Pengujian Liquid Crystal Display (LCD) Nextion dengan cara menghubungkan LCD dan dihubungkan pada pin di Arduino. Setelah selesai menghubungkan, dibuat kode progam untuk di upload ke Arduino. Pada gambar 4.4. menunjukkan bahwa LCD Nextion sudah dapat menampilkan karakter. Hal ini menunjukkan bahwa LCD Nextion dapat berfungsi dengan baik. Pengujian dilanjutkan dengan
membuat kode untuk menampilkan hasil pembacaan sensor jarak HC SR-4, sehingga LCD Nextion dapat menampilkan hasil pembacaan sensor jarak antara pasien dan sinar infrared seperti pada gambar 4.5.
Gambar 4.5 Hasil pengujian karakter LCD Nextion
Gambar 4.6 Hasil pembacaan jarak
Berdasarkan beberapa pengujian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa seluruh komponen yang digunakan dalam keadaan baik dan dapat dirangkai sesuai dengan rancangan yang telah dibuat sebelumnya.
4.4.2 Pengujian Sensor Jarak
Pada alat ini, sensor HC SR-04 berfungsi sebagai sensor jarak yang digunakan untuk mengukur jarak antara pasien dengan sinar inframerah. Pengujian Sensor Ultrasonik HC – SR04 adalah dengan cara menggunakan program untuk sensor HC – SR04 pada mikrokontroler serta menghubungkan kaki – kaki komponen yang digunakan dan sebagai berikut :
1. Hubungkan kaki VCC pada sensor ultrasonik ke VCC pada mikrokontroler.
2. Hubungkan kaki TRIG pada sensor ultrasonik ke kaki D9 pada mikrokontroler sebagai input.
3. Hubungkan kaki ECHO pada sensor ultrasonik ke kaki D10 pada mikrokontroler sebagai output.
4. Hubungkan kaki GNC pada sensor ultrasonik ke GND pada mikrokontroler.
Sensor ultrasonik HC – SR04 merupakan sensor yang dapat mengukur jarak dari 2 cm – 400 cm. Keluaran sensor ultrasonik ini sebagai masukan bagi mikrokontroler berupa data analog yang akan diproses menjadi nilai jarak mikrokontroler. Dilakukan perbandingan dalam pengukuran sensor ultrasonik dengan pengukur jarak yaitu meteran. Pengukuran menggunakan sensor HC SR - 04 bisa dikatakan hampir sama dengan hasil pembacaan jarak menggunakan meteran. Walaupun hasil pembacaan jarak sensor HC SR-04 dengan meteran berbeda sekitar 1 - 2 cm. Berikut hasil pengujian dapat dilihat pada gambar 4.7
Gambar 4.7 Hasil Pembacaan Jarak
Tabel 4.1 Hasil Perbandingan Sensor Jarak dan Meteran
No Sensor Meteran
1 5 cm 6 cm
2 20 cm 21 cm
3 35 cm 36 cm
4 40 cm 41 cm
5 50 cm 52 cm
Grafik 4.1 Hasil Pembacaan Jarak HC – SR04 dan Meteran 4.4.3 Pengujian Dimmer
Dimmer digunakan untuk mengatur besaran tegangan yang menyebabkan perbedaan tingkat cahaya lampu yang menyala, disini untuk mengatur cahaya mulai dari yang redup hingga ke terang dengan menggunakan potensiometer. Pada alat terapi ini, modul ini digunakan sebagai pengatur intensitas cahaya atau terang dan redup cahaya infrared pada saat dilakukan terapi. Pengujian modul dimmer adalah dengan cara menggunakan program rbd.dimmer pada mikrokontroler, menggunakan multimeter digital untuk mengukur tegangan lampu pada saat terang dan redup serta menghubungkan kaki – kaki komponen yang digunakan sebagai berikut:
1. Hubungkan kaki VCC pada modul dimmer ke VCC pada mikrokontroler.
2. Hubungkan kaki GND pada modul dimmer ke GND pada mikrokontroler.
3. Hubungkan kaki Z-C pada modul dimmer ke kaki D2 pada mikrokontroler.
4. Hubungkan kaki serial pin pada modul dimmer ke D12 pada mikrokontroler.
60
50
40
30
20
Sensor HC - SR04 Meteran
10
0
Percobaan Percobaan Percobaan Percobaan Percobaan
1 2 3 4 5
Dengan memutar potensio sesuai dengan nilai pembacaan potensio yang dihasilkan, lampu akan menghasilkan tegangan yang berbeda – beda, sehingga lampu akan terang dan redup sesuai dengan nilai yang telah diatur oleh potensio tersebut. Untuk cara pengukuran tegangan pada lampu seperti pada gambar 4.8 dibawah ini.
Gambar 4.8 Cara Pengukuran Tegangan menggunakan Multimeter
Gambar 4.9 Hasil Pengujian Dimmer
Tabel 4.2 Hasil Perbandingan Tegangan
No Nilai
Potensiometer
Intensitas
Cahaya Tegangan
1 564 30% 60 V
2 445 45% 106 V
3 320 60% 160 V
4 122 85% 221 V
5 0 100% 230 V
Dengan melakukan pengujian tersebut didapatkan nilai tegangan yang dapat berubah – ubah yaitu 60 V – 230 V. Dengan adanya perubahan tegangan intensitas lampu akan berubah sesuai tegangan yang ada.
4.5 Pengujian Sistem
Pengujian ini dilakukan dengan tujuan apakah semua rangkaian sudah berjalan sesuai alur program yang telah dibuat. Proses pengujian system dilakukan untuk menguji semua rangkaian elektronik dan mekanik yang ada dalam box sudah bekerja dengan baik atau belum.
4.5.1 Pengujian Sistem Terapi Infrared
Pengujian dilakukan dengan cara menempatkan objek berupa punggung pasien tanpa terhalang kain sesuai jarak yang diperlukan yaitu 30 - 45 cm dari lampu terapi inframerah. Pada saat alat dinyalakan, atur jarak antara pasien dengan lampu inframerah sekitar 30 – 45 cm, kemudian tekan tombol next untuk mengatur timer yang dibutuhkan selama proses terapi. Setelah mengatur timer, tekan tombol start maka lampu inframerah secara otomatis akan menyala, timer akan memulai hitung mundur, dan suhu yang terukur pada kulit pasien selama proses terapi akan tertampil pada layar LCD. Ketika posisi pasien tidak sesuai selama terapi yaitu 30 - 45 cm, maka buzzer akan berbunyi. Untuk mengatur intesitas cahaya terapi inframerah dapat menggunakan potensio yang terdapat disebelah LCD Nextion. Hal ini dilakukan
sesuai dengan kebutuhan pasien dan anjuran dokter atau terapis. Setelah timer selesai menghitung mundur, buzzer akan berbunyi dan lampu inframerah secara otomatis akan mati yang menandakan bahwa proses terapi telah selesai dilakukan.
4.5.2 Hasil
Pengujian semua sistem berhasil dilakukan, dapat disimpulkan bahwa modul dimmer dan LCD Nextion dapat bekerja dengan baik. Tetapi pada sensor jarak HC – SR04, pembacaan jarak tidak stabil ketika alat disambungkan ke sumber AC. Jarak akan stabil ketika alat tidak disambungkan ke sumber AC.
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan
Telah dibuat “Rancang Bangun Terapi Infrared dengan Sistem Pemantau Jarak dan Kontrol Intensitas Cahaya Berbasis Mikrokontroler ATMega328”. Hasil dari pembuatan alat ini, didapatkan kesimpulan sebagai berikut :
1. Rancang bangun Terapi Infrared dengan Sistem Pemantau Jarak dan Kontrol Intensitas Cahaya Berbasis Mikrokontroler ATMega328 telah berhasil dibuat.
2. Sistem pengaturan intensitas cahaya atau terang dan redupnya cahaya dapat bekerja dengan baik serta pembacaan jarak sudah bisa tetapi kurang stabil ketika alat disambungkan ke sumber AC.
3. LCD Nextion Touchscreen dapat berjalan dengan baik untuk menampilkan jarak objek dengan lampu infrared, suhu tubuh pasien pada saat diterapi, serta timer yang di atur pada saat diterapi. Serta sistem keamaan yang menggunakan buzzer pun dapat bekerja dengan baik pada saat timer selesai menghitung mundur yang menandakan bahwa terapi telah selesai dilakukan.
5.2 Saran
Harapan dari pembuatan “Rancang Bangun Terapi Infrared dengan Sistem Pemantau Jarak dan Kontrol Intensitas Cahaya Berbasis Mikrokontroler ATMega328” ini adalah supaya dapat digunakan sebagai sarana pembelajaran dan untuk terapi. Alat ini masih jauh dari kata sempurna dan masih perlu diperbaiki untuk lebih menyempurnakannya. Terutama perbaikan pada sistem pembacaan jarak agar pembacaan jarak tetap stabil ketika disambungkan ke sumber AC.
DAFTAR PUSTAKA
[1] URL https://drbrowns.id/manfaat-fisioterapi-infrared-pada-ibu-hamil-dan- efek- sampingnya/
Diakes 19 Juni 2021
[2] Widowati Risna. 2017. “Efektivitas terapi akupuntur dan inframerah dalam menurunkn nyeri muskuloskeletal pada lanjut usia”. 15, 16, 17.
[3] Prodyanatasari Arshy. 2015. “Optimalisasi energy gelombang elektromagnetik melalui terapi infrared pada penderita penyakit paru obstruktif kronik”. Hal 61P. W. Yudha, et.al., “Efektifitas jarak inframerah terhadap ambang nyeri”.
Workshop Fisioterapi. Juli 2013.
[4] P. W. Yudha, et.al., “Efektifitas jarak inframerah terhadap ambang nyeri”.
Workshop Fisioterapi. Juli 2013.P.
[5] Sudarsana Wayan I. 2014. “Perbedaan take graft pada pasien luka bakar dengan metode vacuum assisted closure modifikasi dan metode konvensional di ruang burn unit RSUP Sanglah Denpasar”. Hal 6
[6] Fitri, et.al., “Sensor ultrasonik HCSR04 berbasis arduino due untuk sistem monitoring ketinggian. Jurnal Fisika dan Aplikasinya, vol 15, no 2, pp. 36-39, 2019.
[7] URL https://robotdyn.com/ac-light-dimmer-module-1-channel-3-3v-5v-logic- ac-50- 60hz-220v-110v.html
Diakses 20 Juni 2021
[8] I. Gunandi, et.al., “Pemrograman mesin bor otomatis berbasis ATMega328 terintegrasi LCD touchscreen nextion 3,2 inchi”. Berkala Fisika, vol 22, no 4, pp. 144-152. Oktober 2019
[9] URL https://nextion.tech/faq-items/using-nextion-microsd/
Diakses 25 Juni 2021
[10] URL https://scottddanielson.blogspot.com/2019/07/efek-samping-fisioterapi- infra-merah.html
Diakses 15 Juli 2021
[11] Widowati Risna. 2017. “Efektivitas terapi akupuntur dan inframerah dalam menurunkan nyeri muskuloskeletal pada lanjut usia”. 15, 16, 17.
LAMPIRAN
Lampiran 1. Spesifikasi Teknis
Lampiran 2. Pin Mapping Pin
Arduino Koneksi (Input/Output/Pin) Keterang an
D0 LCD Nextion RX TX pada LCD Nextion
D1 LCD Nextion TX RX pada LCD Nextion
D2 Dimmer ZC Arduino Shield (zerocross)
D3 D4 D5 D6 D7
D8 Buzzer Pin VCC Buzzer
D9 HC-SR04 Trigger Arduino Shield (trig)
D10 HC-SR04 Echo Arduino Shield (echo)
D11
D12 Dimmer Pin output Dimmer Arduino Shield (outputPin) D13 Modul Relay Pin IN modul relay Arduino Shield (relay) A0 Potensiometer Pin out potensiometer Arduino Shield (potPin) A1
A2 A3
A4 MLX 90614 SDA Pin SDA pada MLX 90614
A5 MLX 90614 SCL Pin SCL pada MLX 90614
POWER
5V LCD Nextion Pin VCC
Modul Relay Pin VCC
Dimmer Pin VCC
HC-SR04 Pin VCC
Potensiometer Pin VCC
3.3V MLX 90614 Pin VCC
GND LCD Nextion Pin GND Modul Relay Pin GND
Dimmer Pin GND
HC-SR04 Pin GND
Potensiometer Pin GND MLX 90614 Pin GND
Buzzer Pin GND
Lampiran 3. Program Arduino Uno
#include <Nextion.h>
#include <Adafruit_MLX90614.h>
#include <Wire.h>
#include "Countimer.h"
Countimer tdown;
#include <EEPROM.h>
#include <RBDdimmer.h>
#define outputPin 12
#define zerocross 2
#define potPin A0
#define relay 13 float suhu;
Adafruit_MLX90614 mlx = Adafruit_MLX90614();
int trig= 9 ;// membuat varibel trig yang di set ke-pin 5
int echo= 10;// membuat variabel echo yang di set ke- pin 4
long durasi,distance;// membuat variabel durasi dan jarakvoid
const int potMin = 0;
const int potMax = 800;
int potValue;
dimmerLamp dimmer(outputPin);
int outVal = 0;
int time_s = 0;
int time_m = 0;
int time_h = 0;
int flag = 0;
int menu = 0;
int buzzer = 8;
NexButton b3 = NexButton (2,3,"b3");
NexButton b4 = NexButton (2,4,"b4");
NexButton b2 = NexButton (2,5,"b2");
NexText jarak = NexText (1,3,"jarak");
NexText m = NexText (2,2,"m");
NexTouch *nex_listen_list[] = {
&b3,
&b4,
&b2,
NULL };
void b4PopCallback(void*ptr){
tdown.restart();
tdown.start();
flag = 1;
time_m++;
time_s=0;
if(time_m>59){time_m=0;}
String command6 = "m.txt=\""+String(time_m)+"\"";
Serial.print(command6);
Serial.write(0xff);
Serial.write(0xff);
Serial.write(0xff);
eeprom_write();
delay(100);
}
void b3PopCallback(void*ptr){
tdown.restart();
tdown.stop();
flag=0;
time_m--;
time_s=0;
if(time_m<0){time_m=59;}
String command2 = "m.txt=\""+String(time_m)+"\"";
Serial.print(command2);
Serial.write(0xff);
Serial.write(0xff);
Serial.write(0xff);
eeprom_write();
delay(100);
}
void b2PopCallback(void*ptr){
flag=1;
menu=0;
eeprom_read();
tdown.restart();
tdown.start();
delay (100);
}
void setup(void) {
Serial.begin(9600); // digunakan untuk komunikasi Serial dengan komputer
nexInit();
mlx.begin();
dimmer.begin(NORMAL_MODE, ON);
b2.attachPop(b2PopCallback,&b2);
b3.attachPop(b3PopCallback,&b3);
b4.attachPop(b4PopCallback,&b4);
pinMode(trig, OUTPUT);// set pin trig menjadi OUTPUT pinMode(echo, INPUT);// set pin echo menjadi INPUT pinMode(buzzer,OUTPUT);
pinMode(relay, OUTPUT);
tdown.setInterval(print_time, 999);
eeprom_read();
menu=1;
delay(10);
}
void print_time(){
time_s = time_s-1;
if(time_s<0){time_s=59; time_m = time_m-1;}
if(time_m<0){time_m=59; time_h = time_h-1;}
}
void tdownComplete(){}
//tdown.stop();
void loop() {
// program dibawah ini agar trigger memancarakan suara ultrasonic
digitalWrite(trig, LOW);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trig, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trig, LOW);
durasi= pulseIn(echo, HIGH);// menerima suara ultrasonic
distance= durasi * 0.034 * 2;// mengubah durasi menjadi jarak (cm)
String command3 =
"jarak.txt=\""+String(distance)+"\"";
delay(100);
Serial.print(command3);
Serial.write(0xff);
Serial.write(0xff);
Serial.write(0xff);
String command7 = "jrk.txt=\""+String(distance)+"\"";
Serial.print(command7);
Serial.write(0xff);
Serial.write(0xff);
Serial.write(0xff);
suhu = mlx.readObjectTempC()+5;
String command4 = "sh.txt=\""+String(suhu)+"\"";
Serial.print(command4);
Serial.write(0xff);
Serial.write(0xff);
Serial.write(0xff);
delay (10);
tdown.run();
nexLoop(nex_listen_list);
String command5 = "mm.txt=\""+String(time_m)+"\"";
Serial.print(command5);
Serial.write(0xff);
Serial.write(0xff);
Serial.write(0xff);
String command1 = "dd.txt=\""+String(time_s)+"\"";
Serial.print(command1);
Serial.write(0xff);
Serial.write(0xff);
Serial.write(0xff);
potValue =analogRead(potPin);
outVal = map(potValue, 0, 800, 100, 0); //
analogRead(analog_pin), min_analog, max_analog, 100%, 0%);
dimmer.setPower(outVal);
if (menu==0){
digitalWrite (relay,LOW);
if (distance>45){
digitalWrite (buzzer,HIGH);
delay (100);
}
else {
digitalWrite(buzzer,LOW);
}
if (distance<35){
digitalWrite (buzzer,HIGH);
delay (100);
}
else {
digitalWrite(buzzer,LOW);
} }
if (menu==1){
digitalWrite (relay,HIGH);
delay (100);
}
if(time_s==0 && time_m==0 && flag==1){
flag=0;
menu=1;
digitalWrite(buzzer, HIGH);
delay(300);
digitalWrite(buzzer, LOW);
delay(200);
digitalWrite(buzzer, HIGH);
delay(300);
digitalWrite(buzzer, LOW);
delay(200);
digitalWrite(buzzer, HIGH);
delay(300);
digitalWrite(buzzer, LOW);
tdown.stop();
} }
void eeprom_write(){
EEPROM.write(1, time_s);
EEPROM.write(2, time_m);
EEPROM.write(3, time_h);
}
void eeprom_read(){
time_s = EEPROM.read(1);
time_m = EEPROM.read(2);
time_h = EEPROM.read(3);
}
