HAND DRYER DILENGKAPI LAMPU UV DENGAN TAMPILAN LCD BERBASIS MIKROKONTROLER ATMega328
Hendri Andi Suparman*), Muhammad Sainal Abidin
Jurusan D-III Teknologi Elektro-Medis Stikes Mandala Waluya Kendari , Indonesia 9323. Jln. Sao-sao No. 96 Kadia.
Abstrak. Infeksi bakteri bisa ringan sampai berat yang menyebabkan kematian. Sehingga mencuci tangan dengan air dan mengeringkan tangan menggunakan kain atau tisu saja dirasa kurang praktis, efektif dan higienis. Pembuatan alat hand dryer dilengkapi Lampu UV yang bertujuan untuk mengeringkan dan mensterilkan bakteri atau kuman yang ada pada tangan dengan tingkat kehigienisan yang tinggi. Pada alat ini dilengkapi dengan sensor optocoupler, lampu UV, LCD, relay dan mikrokontroler ATmega328. Sensor optocoupler berfungsi untuk memancarkan dan menerima sinyal apabila ada objek (tangan) terdeteksi dan sinyal akan dikirimkan ke mikrokontroler untuk diolah. Relay berfungsi sebagai saklar untuk menghubungkan Lampu UV dan dryer ke PLN sehingga lampu UV dan Dryer dapat hidup. Lampu UV berfungi untuk mensterilkan tangan, dryer berfungsi sebagai pemanas dan LCD (Liquid Crystal Display) sebagai penampil hasil pengukuran sedangkan mikrokontroler ATmega328 sebagai pengontrol dan pengolah data analog menjadi data digital, sehingga data pengukuran dapat ditampilkan pada LCD.Hasil penelitian yang diperoleh dari pengukuran pada jarak 4 cm tegangan yang didapat yaitu 3,11 volt, 3,12 volt, 3,13 dan 3,14 volt. Sedangkan pada jarak 10 cm tegangan yang didapat yaitu 2,79 volt, 2,80volt dan 2,81 volt. Rata- rata tegangan yang dihasilkan pada jarak 4 cm, tegangan yang dihasilkan lebih besar dibandingkan dengan tegangan pada jarak 10 cm. Perbedaan nilai tegangan yang dihasilkan ini disebabkan faktor sumber cahaya infra merah yang dipancarkan pada objek apabila pada jarak 4 cm maka sumber cahaya yang diterima oleh photo dioda akan lebih banyak dan sebaliknya pada objek jarak 10 cm cahaya infra merah yang dipancarkan akan berkurang disebabkan objek yang jauh sehingga pada led photo dioda akan menerima cahaya yang lebih kecil.
Kata Kunci : sensor optocoupler, mikrokontroler ATmega328, komparator, display dan relay
Abstract. Bacterial infections can be mild to severe which result in death. So washing your hands with water and drying your hands using a cloth or tissue is not practical, effective, and hygienic.
Made a hand dryer equipped with a UV lamp that aims to dry and sterilize bacteria or germs on the hands with a high level of hygiene. Making a tool is equipped with optocoupler sensor, UV lamps, LCD, relays and mikrokontrollers ATmega328. Optocoupler sensor servers to emit and receive signals when an object (hand) is detected and the signal will be sent to te microcontroller to be processed. The relay function as a switch to connect the uv lamp and dryer to the PLN so that the UV lamp and dryer can live. UV lamps functions to sterilize hands, dryer functions as a heater and LCD as a measurement result viewer, while the mikrokontroller as a controller and processor of analog data into digital data, so measurement data can be displayed on the LCD. Research result obtained from measurements at a distance of 4 cm the voltage obtained is 3,11 volt, 3,12 volt, 3,13 and 3,14 volt. While at a distance of 10 cm the voltage obtained is 2,79 volt, 2,80volt dan 2,81 volt. The average voltage generated at a distance of 4 cm, the resulting voltage is greater than the voltage at a distance of 10 cm. The difference in the value of the resulting voltage is due to the factor of the infrared light source emitted on the object if at a distance of 4 cm, the light source received by the photo diode will be more and vice verse at an object distance of 10 cm the infrared light emitted will decrease due to a distant object so that the photo diode led will receive a smaller light.
Keyword : optocoupler sensor, microcontroller ATmega328, comparator, display and relay
1. PENDAHULUAN
Dalam kehidupan sehari-hari, untuk mengeringkan tangan kita biasanya menggunakan kain atau pun tisu. Hal ini dirasa kurang praktis, efektif dan higienis. Sehingga untuk mengatasi kekurangan tersebut dan agar lebih praktis, sekarang sudah banyak dijual alat yang dapat mengeringkan tangan secara otomatis yang disebut sebagai pengering tangan. Pada dasarnya prinsip kerja dari pengeringan tangan adalah pengeringan dengan menggunakan udara kering yang dihembuskan oleh mesin penge -ring (Sodiqin, 2016).
Pada penelitian sebelumnya, mesin pengering yang di buat berbasis Arduino NANO dan sensor ultrasound sebagai alat kontrol pengering tangan. Oleh karena itu mesin pengering tangan yang akan dibuat dalam tugas akhir ini di kembangkan dengan menggunakan sensor dioda foto dan penambahan lampu UV. Dimana penambahan lampu UV ini dapat memaksimalkan dalam mencuci tangan.
Mesin dan lampu UV akan bekerja bila sensor dioda foto mendeteksi adanya tangan (objek) yang menghalanginya dan akan berhenti bekerja bila penghalang tersebut sudah tidak ada. (Sodiqin, 2016).
Adapun batasan masalah pada penulisan karya tulis ilmiah ini adalah sebagai berikut :
1. Pengering tangan ini hanya digunakan untuk mengeringkan serta mensterilkan tangan.
2. Pengering tangan ini menggunakan sensor dioda foto disertai lampu UV dan display LCD.
3. Pengering tangan ini menggunakan mikrokontroller ATMega328 sebagai pengendalinya.
4. Pengering tangan ini menggunakan komponen pengering seperti yang ada pada alat pengering hair dryer pada umumnya.
Adapun rumusan masalah pada penulisan karya tulis iliah ini adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana sensor dioda foto mendeteksi apabila terdapat objek (tangan) ?
2. Bagaimana dibuat alat pengering tangan yang dilengkapi dengan lampu UV steril dan menggunakan LCD (liquid crystal display) 16x2 ?
Adapun tujuan umum pembuatan alat ini adalah untuk mengetahui bagaimana cara kerja sensor optocoupler mendeteksi adanya objek (tangan). Dalam pembuatan pengering tangan yang di lengkapi dengan lampu UV steril dan dryer sebagai proses untuk mensterilkan dan mengeringkan tangan dapat berlangsung lebih praktis serta maksimal. LCD 16x2 (Liquid Crystal Display) berfungsi untuk menampilkan kata sesusi dengan masukan program.
Adapun tujuan khusus pada penulisan karya tulis ilmiah ini adalah sebagai berikut :
1) Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi pengontrolan dan elektronika sebagai bidang diketahui.
2) Untuk Mengetahui sistim kerja dari alat dan Menghubungkan sensor optocoupler dengan Minimum Sistem Mikrokontroller ATMega328
Adapun manfaat dari penulisan karya tulis ilmiah ini adalah sebagai berikut :
1. Manfaat teoritis
Dapat menambah wawasan dibidang alat kesehatan khususnya alat pengering tangan dilengkapi lampu UV steril serta Sebagai bahan masukan untuk pengembangan ilmu dan teknologi lainnya.
2. Manfaat praktis
Dengan adanya alat hand dryer dilengkapi lampu UV steril ini dapat digunakan oleh perawat maupun dokter untuk melakukan pengeringan tangan sekaligus mensterilkan tangan yang terdapat kuman atau bakteri sebelum dan setelah melakukan perawatan medis.
Hand dryer adalah alat yang digunakan untuk mengeringkan tangan sesudah mencuci tangan. Hand dryer bekerja dangan mengalirkan udara panas yang dihasilkan oleh element panas dangan menggunakan blower.
Pemanfaatan hand dryer banyak digunakan di mall, restoran, hotel, dan rumah sakit. Keutamaan dari alat pengering tangan ini adalah tingkat kehigienisannya (Fatah, 2010).
Gambar 2.1 hand dryer
Hand dryer pada umumnya hanya berfungsi sebagai pengering tangan saja.
Hal ini menjadi tidak efektif apabila digunakan oleh dokter dan para tenaga medis atau orang yang terlibat dalam perawatan pasien yang ada dirumah sakit karena ada beberapa faktor penyebab tertularnya infeksi, di antaranya
banyaknya mikroorganisme yang menyebar yang dibawa tiap-tiap pasien.
( Fatah, 2010).
2. BAHAN DAN METODE
Ultraviolet merupakan suatu bagian dari spektrum elektromagnetik dan tidak membutuhkan medium untuk merambat.
Ultraviolet mempunyai rentang panjang gelombang antara 100 – 380 nm yang berada di antara cahaya tampak dan spektrum sinar X (EPA, 1999) Secara umum sumber Ultraviolet dapat diperoleh secara alamiah dan buatan, dengan sinar matahari merupakan sumber utama Ultraviolet di alam.
Gambar 2.2 Balon Lampu UV
Optocoupler adalah suatu piranti yang terdiri dari 2 bagian yaitu transmitter dan receiver, yaitu antara bagian cahaya dengan bagian deteksi sumber cahaya terpisah. Biasanya optocoupler digunakan sebagai saklar elektrik, yang bekerja secara otomatis. berdasarkan picu cahaya optic.
Optocoupler terdiri dari dua bagian yaitu : Cahaya infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan terlihat pada spektrum elektromagnet dengan panjang gelombang di atas panjang gelombang cahaya merah.
Radiasi inframerah memiliki panjang gelombang antara 700 nm sampai 1 mm dan berada pada spektrum berwarna merah..
Gambar 2.3 LED dan simbol Inframerah
Dioda foto adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Fotodioda merupakan sensor cahaya semikonduktor yang dapat mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik.. Prinsip kerja dari dioda foto jika sebuah sambungan-pn dibias maju dan diberikan cahaya padanya maka pertambahan arus sangat kecil sedangkan jika sambungan pn dibias mundur arus akan bertambah cukup besar.
Gambar 2.4 Simbol dan LED Dioda Foto Sebuah rangkaian komparator berfungsi membandingkan dua buah bilangan input. Jika digunakan untuk membandingkan dua input dan kemudian menyatakan apakah kedua input tersebut sama, lebih besar atau lebih kecil, maka rangkaian tersebut dinamakan Magnitude Comparator.
Gambar 2.5 Bentuk dan bagian Ic LM 358
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektrome- kanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil
(low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.
Gambar 2.6 Relay (Dickson, 2018) Element pemanas adalah suatu komponen yang dapat merubah arus listrik menjadi energi panas. Adapun bentuk dari element pemanasnya berupa sepiral panjang yang dililitkan pada kerangka tahan panas dari bahan mika,panas yang dihasilkan ditiupkan keluar oleh baling- baling. Motor penggerak baling-balingnya berupa motor DC.
Gambar 2.7 Elemen pemanas hair dryer
ATMega328 memiliki tiga buah port utama yaitu Port B, Port C, dan Port D.
Dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. Port tersebut dapat difungsikan sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai periperal lainnya.
ATMega328 merupakan mikrokontroller keluarga AVR 8 bit.
Gambar 2.8 Mikrokontroler ATmega328 LCD karakter adalah sebuah display dot matriks yang difungsikan untuk menampilkan tampilan berupa angka atau
huruf sesuai dengan yang di inginkan (sesuai dengan program yang digunakan untuk mengontrolnya). LCD yang akan digunakan ini mempunyai tampilan 2 baris 16 kolom atau bias disebut sebagai LCD karakter 2x16, dengan 16 pin konektor.
Gambar 2.9 bentuk fisik LCD 16x2
Power supply atau dalam bahasa Indonesia disebut catu daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik sesuai kebutuhan perangkat listrik ataupun elektronika lainnya. Sebuah DC Power Supply atau adaptor pada dasarnya memiliki 4 bagian utama agar dapat menghasilkan arus DC diantaranya adalah transformer, rectifier, filter dan voltage regulator.
Gambar 2.10 Blok Diagram DC Power Supply
Blok data karya tulis ilmiah
Gambar 3.1 Blok Diagram
Diagram Alir Pada Karya Tulis Ilmiah
Gambar 3.2 Diagram Alir
Skematik Rangkaian Keseluruhan
Gambar 3.3 Skematik Rangkaian Keseluruhan
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Objek Pada Sensor Dengan Jarak 4 cm
Tabel 4.1.Hasil Pengukuran Tegangan Pada Led Dioda Foto
NO Ada Objek (Volt)
Tidak Ada Objek (Volt) 1 3.13 volt 0.3 volt 2 3.13 volt 0.3 volt 3 3.14 volt 0.3 volt 4 3.14 volt 0.3 volt 5 3.12 volt 0.3 volt 6 3.11 volt 0.3 volt 7 3.12 volt 0.3 volt 8 3.13 volt 0.3 volt 9 3.12 volt 0.3 volt 10 3.11 volt 0.3 volt 11 3.13 volt 0.3 volt 12 3.12 volt 0.3 volt 13 3.11 volt 0.3 volt 14 3.12 volt 0.3 volt 15 3.11 volt 0.3 volt 16 3.13 volt 0.3 volt 17 3.13 volt 0.3 volt 18 3.13 volt 0.3 volt 19 3.13 volt 0.3 volt 20 3.13 volt 0.3 volt
Adapun Hasil pengukuran pada sensor dengan jarak 4 cm tegangan yang didapatkan pada LED dioda foto yaitu 3,11V, 3,12V, 3,13V, dan 3,14V.
Selanjutnya pengukuran tegangan pada led dioda foto tanpa adanya objek nilai tegangan yang dihasilkan adalah sebesar 0,3V. Perbedaan nilai tegangan pada saaat adanya objek disebabkan factor cahaya atau objek yang tidak terlalu pas pada sensor
Objek pada sensor dengan jarak 10 cm Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Tegangan Pada Led Dioda Foto
NO Ada Objek (Volt)
Tidak Ada Objek (Volt) 1 2.80 volt 0.3 volt 2 2.80 volt 0.3 volt 3 2.79 volt 0.3 volt 4 2.79 volt 0.3 volt 5 2.79 volt 0.3 volt 6 2.79 volt 0.3 volt 7 2.79 volt 0.3 volt 8 2.79 volt 0.3 volt 9 2.81 volt 0.3 volt 10 2.79 volt 0.3 volt 11 2.81 volt 0.3 volt 12 2.79 volt 0.3 volt 13 2.79 volt 0.3 volt 14 2.79 volt 0.3 volt 15 2.79 volt 0.3 volt 16 2.80 volt 0.3 volt 17 2.81 volt 0.3 volt 18 2.81 volt 0.3 volt 19 2.80 volt 0.3 volt 20 2.80 volt 0.3 volt
Adapun Hasil pengukuran pada led photo dioda dengan jarak 4 cm tegangan yang didapatkan pada LED photo dioda yaitu 3,11V, 3,12V, 3,13V, dan 3,14V.
Selanjutnya pengukuran tegangan pada led photo dioda tanpa adanya objek nilai tegangan yang dihasilkan adalah sebesar 0,3 volt.
Pengukuran Waktu Alat Mengunakan Stopwatch
Tabel 4.3. Pengukuran Waktu Penggunaan Alat Hand Dryer Dengan Stopwatch.
NO Stopwatch Waktu alat
1 20 20
2 20 20
3 19 20
4 20 20
5 20 20
6 19 20
7 19 20
8 20 20
9 19 20
10 19 20
11 20 20
12 20 20
13 20 20
14 19 20
15 21 20
16 21 20
17 21 20
18 20 20
19 21 20
20 20 20
Adapun hasil pengukuran pada sensor optocoupler dengan jarak 10 cm tegangan yang didapatkan pada Led photo dioda yaitu 2,79V, 2,80V dan 2,81V. Selanjutnya pada tegangan Led photo dioda pada saat tidak ada objek nilai tegangan yang dihasilkan yaitu sebesar 0,3V. Hasil pada pengukuran dengan jarak 10 cm, tegangan yang didapat pada Led photo dioda terdapat perbedaan nilai tegangan
Perbedaan nilai tegangan yang dihasilkan antara jarak 4 cm dengan 10 cm ini disebabkan faktor sumber cahaya infra merah yang dipancarkan pada objek apabila pada jarak 4 cm maka sumber cahaya yang diterima oleh led photo dioda akan lebih banyak dan sebaliknya pada objek jarak 10 cm cahaya infra merah yang dipancarkan akan berkurang disebabkan objek yang jauh sehingga pada led photo
dioda akan menerima cahaya yang lebih kecil
Hand dryer merupakan alat yang memudahkan orang dalam hal mengeringkan tangan. Pada dasarnya prinsip kerja hand dryer adalah dengan menggunakan sensor dioda foto sebagai pengontak relay untuk mengaktifkan dryer. Proses pengoperasian alat ini dimulai dengan dengan menekan tombol power ON/OFF maka alat tersebut akan hidup. Selanjutnya tampilan inisialisasi pada LCD akan menampilkan tulisan nama jurusan, nama mahasiswa, nim dan hand dryer ready.
Gambar 4.2.1 LCD Menampilkan nama jurusan
Gambar 4.2.2 LCD Menampilkan Nama Mahasiswa
Gambar 4.2.3 LCD Menampilkan Kata Alat Siap Digunakan.
Selanjutnya pada tampilan LCD 16x2 akan menampilkan kata seperti pada gambar 4.2.4 dibawah. Pada LCD terdapat tampilan “S” dimana “S” digunakan
sebagai petunjuk waktu pada saat alat digunakan atau tidak digunakan
Gambar 4.2.4 LCD Menampilkan Kata Pada Saat Alat Tidak Digunakan Atau
Pada Saat Standby.
Selanjutnya pada saat penggunaan alat hand dryer, ketika sensor mendeteksi adanya objek (tangan) maka mikrokontroler akan mengolah data analog menjadi data digital, lalu kemudian mikrokontroler ATmega328 mengintruksi- kan relay agar bekerja. Selanjutnya sumber tegangan dari PLN telah terhubung maka dryer dan lampu UV telah hidup.
kemudian tampilan pada LCD 16 x 2 akan menampilkan kata seperti pada gambar 4.5 sebagai berikut.
Gambar 4.2.5 LCD Menampilkan Kata Pada Saat Alat Digunakan
Setelah proses penggunaan alat telah selesai digunakan kurang lebih 20 detik maka alat tersebut akan berhenti secara otomatis. Jika alat telah selesai di gunakan maka biarkan saja alat tersebut dalam keadaan aktif atau standby, karena alat ini menggunakan sistem pengontrolan otomatis pada alat, sehingga tidak perlu repot lagi untuk mematikan alat.
4. KESIMPULAN
Kesimpulan dari hasil penulisan modul karya tulis ilmiah ini adalah sebagai berikut :
1. Hand dryer dan lampu UV akan bekerja berdasarkan inputan dari sensor, apabila sensor mendeteksi adanya tangan maka hand dryer dan lampu UV akan hidup. Begitu pula sebaliknya dan apabila sensor tidak mendeteksi adanya tangan maka dryer dan lampu UV akan mati.
2. Pembuatan alat pengering tangan yang dilengkapi dengan lampu UV steril dan menggunakan LCD 16x2 ini tidak dibuat secara khusus, kecuali hanya menggunakan mesin hair dryer pada umumunya, dimana LCD dapat menampilkan pesan ketika dryer dan UV akan hidup dan mati selain itu LCD juga akan menampilkan tulisan ketika dryer dan lampu UV akan dijalankan.
DAFTAR PUSTAKA
Abdul Fatah, 2010. Pengertian Hand dryer dan prinsip kerja.
Budiharto, Widodo. 2008. Belajar Mikrokontrol dan Aplikasi. Elex Media Komputindo. Jakarta.
Bagas Kawarasan. 2012. Mengetahui Pin Relay. https://bagaskawarasan.wordp ress.com/tag/cara- mengetahui-pin- relay
Bolton, J.R., 2001, Ultraviolet Application Handbook, second edition.
BoltonPhotosciences Inc, Ontario, Canada.
Carter, Bruce. R.Brown, thomas. 2001.
Handbook of operational amplifier application. Texas instrument.
Endry Wijayanti, AMK. 2014. Pentingnya Cuci Tangan. Http://www.sitikhodija h.com/index.php/article/id/30/pentin gnya+cuci+Tangan
Ian, Hickman BSc (Hons),Ceng, MIEE,MIEEE. 1999. Analog Circuit Cookbook. Second edition. Newnes.
New Delhi.
Iswanto and N. M. Raharja, 2015.
Mikrokontroller: Teori dan Praktik Atmega 16 dengan Bahasa C.
Penerbit Deepublish,
Iswanto, S.T, M.Eng. 2015. Buku Diktat Mikrokontroller. Yogyakarta, Linda J. Werner, Kenneth F, Allan H.
2003. Minimizing Pathogenic Bacteria, Including Spores, in Indoor Air. Journal of Environmental Health.
Muhammad Sodiqin, 2016. Tugas Akhir UMY “Hand Dryer Dilengkapi Dengan UV Steril Dan Cairan Sabun Otomatis”Yogyakarta,
Natalia, Debby. 2014. Perancangan Media Pembelajaran Interaktif Tentang Mencuci Tangan Yang Benar Untuk Anak Usia 4-6 Tahun. Desain Komunikasi Visual I(1): 1-3.
Potter, P. A. 2006. Buku ajar fundamental keperawatan konsep, proses, dan praktik, volume 2. Jakarta: EGC.
Pradana. 2011. Perilaku Hidup Bersih Dan Sehat.http://www.perdhaki.org/conte nt/perilaku-hidup-bersih-dan-sehat.
Sumarta Saragih, Remi. 2013. Perilaku Hidup Bersih Dan Sehat Di Sekolah (School Health Nursing).
http://remisumartasaragih. com/2013/
01/v-behaviorurldefaultvmlo.html.
Wilson, Jon. 2005. Sensor Technology Handbook. Newnes. USA.
