Fluid and Blanket Warming Cabinet
Naliendra reksa alam, Tribowo indrato, ST, MT,Dyah Titisari, ST, M.Eng
Jurusan Teknik Elektromedik
POLITEKNIK KESEHATAN KEMENTRIAN KESEHATAN SURABAYA
ABSTRAK
Blanket Warming Cabinet adalah alat yang digunakan untuk menghangatkan selimut pada pasien paska operasi. Fluid Warming Cabinet adalah alat yang digunakan untuk menghangatkan cairan (irrigation solution). Tujuan dari penghangat cairan (irrigation solution) dan selimut ini adalah menghindarkan pasien dari hipotermia dan infeksi pasca operasi.
Penelitian dan pembuatan modul ini menggunakan metode pre-eksperimental dengan jenis penelitian “One group Post Test Design” yaitu untuk mengukur suhu alat. Sehingga penulis hanya melihat hasil tanpa mengukur keadaan sebelumnya. Perubahan suhu yang terjadi pada kedua Cabinet dideteksi oleh sensor suhu LM35. Karakteristik sensor ini ialah merubah setiap 10mV menjadi 10C. Setelah sensor LM35 mendeteksi suhu,
maka mikrokontroller ATMega8535 akan mengolah data, selanjutnya data tersebut akan ditampilkan pada layar LCD karakter 4x16.
Berdasarkan pengukuran yang telah dilakukan didapatkan nilai error sebesar 0,31% pada pengukuran suhu 66°C dan error 0,036% pada suhu 54°C terhadap alat pembanding . Sedangkan untuk timer 72 jam diperoleh error sebesar 0,36% terhadap alat pembanding.
Kata Kunci : suhu, waktu, sensor suhu LM35
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Blanket Warming Cabinet adalah alat yang digunakan untuk menghangatkan selimut pada pasien paska operasi.
Berdasarkan penelitian Lorna.R
memberikan selimut yang terlebih dahulu
dihangatkan pada suhu 1500F (65,50C) dapat
meningkatkan suhu abdomensebesar 4,30F
(-15,380C) dan suhu kaki sebesar 20F
(-16,660C) pada pasien hipotermia, tetapi
menurut rekomendasi dari ECRI, selimut
tidak boleh dipanaskan melebihi 1300F
(54,40C). FluidWarming Cabinet adalah alat
yang digunakan untuk menghangatkan cairan (irrigation solution).Tujuan dari penghangat cairan (irrigation solution) dan selimut ini adalah menghindarkan pasien dari hipotermia dan infeksi pasca operasi.
Penurunan suhu tubuh di bawah normal akan membawa masalah yang sangat kompleks pada pasien pasca operasi ,salah
satu diantaranya akan menyebabkan
perubahan homeostatis didalam tubuh sehingga mengakibatkan angka morbiditas
dan mortalitas yang meningkat
(Lumintang,2000), jika tidak segera diatasi maka akan menimbulkan masalah serius
yang dapat menyebabkan terjadinya
komplikasi. Kebanyakan pasien pasca operasi hanya diberi selimut biasa, padahal selimut yang sebelumnya tidak dihangatkan kurang efektif untuk mencegah kondisi menggigil pada pasien. Dampak dari
menggigil meliputi meningkatkan
metabolisme, peningkatan aktivitas otot yang memproduksi panas sampai 600% diatas tingkat normal,meningkatkan 2-3 kali lipat konsumsi oksigen dan produksi CO2 (Brunner & Sudarth, 2002). Menggigil juga
dapat menyebabkan hipoksia dan
hiperkapnea (Dobson, 1994) dan juga dapat menimbulkan peningkatan denyut nadi dan tekanan darah, penurunan saturasi oksigen
darah, asidosis karena metabolisme
anaerobic dari otot yang kekurangan oksigen
dan ketidaknyamanan pada pasien
(Aitkenhead, 2001).
Fluid and Blanket Warming Cabinet sudah ada sejak tahun 1930-an. Model awal menggunakan teknologi steam untuk
pemanasan,. Suhu dikendalikan dengan
tombol-tombol dan dideteksi dengan
termometer atau thermostat. Termometer harus ditempatkan dalam ruangan untuk
mengukur suhu aktual.Seiring
perkembangan zaman peningkatan kualitas telah dihadirkan dengan meluncurkan generasi baru Fluid and Blanket Warming Cabinet.Pada generasi ketiga dan keempat, analog kontrol yang tersedia masih rendah
dan berbentuk lemari dengan satu
kabinet.Tak lama setelah itu, dual kabinet dengan kontrol terpisah tersedia untuk penyedia layanan kesehatan. Alat ini belum pernah dibuat di kampus jurusan Teknik Elektromedik Surabaya
Sehubungan dengan fakta-fakta yang terdapat di atas, muncul sebuah ide dari penulis untuk membuat dan merancang alat
“Fluid and Blanket Warming Cabinets”
sebagai bahan Tugas Akhir di jurusan Teknik Elektromedik Poltekkes Kemenkes Surabaya.
Batasan Masalah
Agar dalam pembahasan alat ini tidak
terjadi pelebaran masalah dalam
penyajiannya, penulis membatasi pokok-pokok batasan permasalahan yang akan dibahas yaitu :
1.2.1Suhu Fluid Warmer hanya 660C
dengan maksimal lama
penyimpanan 72 jam.
1.2.2 Suhu pada Blanket Warmer
hanya 540C.
1.2.3 Fluid Warmer hanya digunakan
untuk cairan (irrigation
solution).
1.2.4 Fluid Warmer hanya
menampung maksimal 3
kantong/botol cairan (irrigation solution).
1.2.5 Tidak membahas suhu cairan (irrigation solution) dan selimut ketika sudah dikeluarkan dari
minum atau pembersih luka komersial.
1.2.7 Wadah cairan (irrigation
solution) terbuat dari plastic.
Rumusan Masalah
Dapatkah dibuat alat Fluid and Blanket Warming Cabinets ?
Tujuan Penelitian 1 Tujuan Umum
Dibuatnya alat Fluid and Blanket Warming Cabinets.
2Tujuan Khusus
Dengan acuan permasalahan di atas, maka secara operasional tujuan khusus pembuatan alat ini antara lain :
1.2.7.1 Membuat rangkaian minimum sistem
mikrokontroller ATMega 8535
beserta program
1.2.7.2 Membuat rangkaian sensor suhu LM35.
1.2.7.3 Membuat rangkaian driver heater. 1.2.7.4 Membuat rangkaian driver safety
lock.
1.2.7.5 Membuat display menggunakan LCD karakter 4x16.
1.2.7.6 Melakukan uji fungsi pada modul yang telah dibuat.
Manfaat Penelitian 1. Manfaat Teoritis
Menambah wawasan dan ilmu
pengetahuan bagi mahasiswa Politeknik Kesehatan Kemenkes Surabaya Jurusan Teknik Elektromedik di bidang peralatan bedah dan anestesi.
2.Manfaat Praktis
Membantu mempermudah pengguna dalam melakukanpenghangatan selimut dan cairan (irrigation solution) khususnya pada ruang paska bedah.
TINJAUAN PUSTAKA Teori Dasar
1. Rangkaian Minimum Sistem ATMega
8535
Minimum Sistem Mikrokontroler ATMega
8535 adalah sebuah rangkaian minimum atau
sederhana dari sebuah mikrokontroller agar IC
mikrokontroler ATMega 8535 tersebut bisa beroperasi dan diprogram.
Gambar 2.1 IC Mikrokontroler ATMEGA8535 Berikut hal yang harus diperhatikan dalam membuat minimum sistem mikrokontroler, yaitu:
1) Power Supply
Semua komponen elektronika membutuhkan power supply atau sering juga disebut catu daya. ATMega 8535 ini beroperasi pada tegangan 4,5- 5,5 VDC dan ground.
2) Rangkaian Display
Display digunakan untuk menampilkan
karakter angka, huruf ataupun simbol dengan lebih baik. Display yang digunakan pada minimum system ini adalah LCD 4X16 (Liquid Cristal Display). Dalam aplikasinya, LCD 4x16 terbagi menjadi beberapa bagian bentuk, ada yang memakai
backlight, ada juga yang tidak. Kemudian yang
memakai backlight, ada yang berwarna hijau dan ada juga yang berwarna biru. Tapi intinya sama, pin yang digunakan sama.
Berikut rangkaian LCD 4x16 ke mikrokontroller : VCC DB6 DB4 PORTC.4 DB7 DB5 Vss PORTC.7 port C 1 2 3 4 5 6 7 Vcc RS PORTC.1 VB-R/W E PORTC.2 LCD CON16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 PORTC.6 PORTC.0 Vee VB+ 100k POT PORTC.5
Jadi didapatkan rangkaian Minimum Sistem
Mikrokontroller ATMega 8535 seperti gambar
sebagai berikut: IC1 ATMEGA8535-DIL40 3 12 13 2 16 17 18 19 11 10 8 7 6 3635 34 33 32 37 1 4 5 9 14 15 20 21 40 39 38 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 PB2(INT2/AIN0) XTAL2 XTAL1 PB1(T1) PD2(INT0) PD3(INT1) PD4(OC1B) PD5(OC1A) GND VCC PB7[SCK) PB6[MISO) PB5(MOSI) PA4(ADC4) PA5(ADC5) PA6(ADC6) PA7(ADC7) AREF PA3(ADC3) PB0(XCK/T0) PB3(OC0/AIN1) PB4(SS) RESET PD0(RXD) PD1(TXD) PD6(ICP) PD7(OC2) PA0(ADC0) PA1(ADC1) PA2(ADC2) AGND AVCC PC7(TOSC2) PC6(TOSC1) PC5 PC4 PC3 PC2 PC1(SDA) PC0(SCL) C1 10uF/16V VCC J2 CON5 1 2 3 4 5 R61K SW3 reset R5 103 1 3 2 R1 10K VCC VCC 3.7 VCC VCC
2.2 Rangkaian Sensor Suhu LM 35
Komponen utama yang digunakan pada rangkaian sensor suhu ini adalah sebuah sensor suhu dengan tipe LM35D. LM35D ini adalah sebuah sensor suhu yang keluarannya sudah dalam celcius yang memiliki kemampuan penginderaan suhu dari 00C sampai 1000C. Sensor suhu LM35D ini akan mengkonversikan besaran suhu menjadi besaran tegangan.
Sensor suhu LM35
Sensor ini akan mengindera perubahan suhu disekitarnya, kemudian merubahnya menjadi tegangan analog yang nantinya kemudian diinputkan pada pin ADC mikrokontroler untuk kemudian diproses. Pada perancangan modul ini sensor diletakkan pada daerah dekat sampel.
Berikut merupakan rangkaian sensor suhu LM35 yang dihubungkan pada PORTA.0 ADC
Mikrokontroller:
Rangkaian Sensor Suhu LM35
2.3 Rangkaian Driver Heater
Electrical Heating Element (elemen pemanas
listrik) merupakan piranti yang mengubah energi listrik menjadi energi panas. Panas yang dihasilkan bersumber dari kawat bertahanan listrik tinggi (Resistance Wire) yang dialiri arus listrik pada kedua ujungnya dan dilapisi oleh isolator listrik yang mampu meneruskan panas dengan baik hingga aman jika digunakan.
Rangkaian driver heater ini berfungsi sebagai pengaman atau isolasi antara rangkaian beban dengan
mikrokontroller sehingga bila terjadi kerusakan pada
rangkaian beban maka mikrokontroller tidak mengalami kerusakan atau gangguan. Disamping itu rangkaian driver heater ini berfungsi untuk mengatur nyala atau mati heater.
Gambar SSR
2.4 Rangkaian Lock Door
Rangkaian safetylock digunakan untuk mengunci pintu pada kedua chamber. Penguncian pintu dilakaukan oleh komponen solenoid lock. Selenoid lock mempunyai 2 kaki yang masing-masing kakinya memperoleh ground atau vcc 5v.
METODOOGI
3.1 Diagram Blok
3.1.1 Diagram Blok Fluid Warming cabinet
Gambar 3.1 Diagram Blok Blanket Warming Cabinet
Program masuk ke IC mikrokontroller, IC mikrokontroler mengatur semua rangkaian. Ketika alat dinyalakan maka sensor LM35 akan mendeteksi suhu Blanket Warming Cabinet dan mengaktifkan heater, jika suhu di dalam cabinet masih <54°C. Blower akan bekerja untuk meratakan suhu yang ada pada Fluid Warming cabinet. Ketika alat sudah aktif, tombol safety lock ditekan agar safetylock mengunci pintu cabinet. Saat suhu telah tercapai sekitar 54°C, maka safety lock otomatis akan berhenti bekerja dan membuka kunci pada pintu cabinet. Ketika kunci pintu blanket Warming cabinet sudah terbuka, maka selimut bisa dimasukkan dalam blanket cabinet. Sensor LM35 akan terus mendeteksi suhu blanket warming cabinet, jika suhu kurang dari 54°C maka heater akan menyala dan ketika suhu melebihi 54°C maka heater akan berhenti bekerja. Suhu di dalam blanket warming cabinet akan ditampilkan pada layar LCD.
DIAGRAM MEKANISME
Gambar 3.2 tampak depan
Gambar 3.3 tampak belakang
PENGUKURAN
Tabel Pengukuran Waktu 259200s (72 jam)
X PengukuranData Rata-Rata Simpangan Error SD UA
X1 260064 260136 936 -0,36 801,75 334,06 X2 260064 X3 260064 X4 260496 X5 259632 X6 260496
Tabel Pengukuran Suhu 66°C
X TampilanSuhu Suhu Termometer (°C) Output LM 35 (mV) X1 66 66,2 66,6 X2 67,1 67,3 67,4 X3 67 67,2 67,4 X4 66,3 66,6 66 X5 66,3 66,5 65,8 X6 66 66,2 65,6
Tabel Pengukuran Suhu 54°C X TampilanSuhu TermometerSuhu
(°C) Output LM 35 (mV) X1 54,7 54,7 55 X2 54,9 55 55,1 X3 55,5 55,5 55,3 X4 55,6 55,5 55,4 X5 55,5 55,5 55,5 X6 55,2 55,3 55,3 PEMBAHASAN
Modul Rangkaian ATmega 8535
Rangkaian ini adalah mikrokontroller yang berfungsi untuk mengatur jalannya sistem. Spesifikasi yang diperlukan rangkaian ini adalah:
1.Tegangan yang dibutuhkan 5 VDC dan ground
2.Membutuhkan sambungan MISO, MOSI, SCK, dan RESET untuk dapat memprogram 8535.
3.Membutuhkan tombol untuk memilih program.
4.Membutuhkan display LCD untuk menampilkan timer dan suhu.
IC1 ATMEGA8535-DIL40 3 12 13 2 16 17 18 19 11 10 8 7 6 3635 34 33 32 37 1 4 5 9 14 15 20 21 40 39 38 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 PB2(INT2/AIN0) XTAL2 XTAL1 PB1(T1) PD2(INT0) PD3(INT1) PD4(OC1B) PD5(OC1A) GND VCC PB7[SCK) PB6[MISO) PB5(MOSI) PA4(ADC4) PA5(ADC5) PA6(ADC6) PA7(ADC7) AREF PA3(ADC3) PB0(XCK/T0) PB3(OC0/AIN1) PB4(SS) RESET PD0(RXD) PD1(TXD) PD6(ICP) PD7(OC2) PA0(ADC0) PA1(ADC1) PA2(ADC2) AGND AVCC PC7(TOSC2) PC6(TOSC1) PC5 PC4 PC3 PC2 PC1(SDA) PC0(SCL) C1 10uF/16V VCC J2 CON5 1 2 3 4 5 R61K SW3 reset R5 103 1 3 2 R1 10K VCC VCC 3.7 VCC VCC
Gambar Rangkaian ATMEGA 8535
Modul Rangkaian Sensor Suhu
1. Tegangan yang dibutuhkan 5 VDC dan ground
2. Membutuhkan sambungan ke port adc mikrokontroller 8535.
3. Membutuhkan display LCD untuk menampilkan suhu.
Gambar Rangkaian sensor suhu
Modul Rangkaian Driver Heater
Spesifikasi modul rangkaian driver heater yang diperlukan adalah:
1. Menggunakan SSR sebagai driver. 2. Membutuhkan logika satu dan tegangan
220VAC untuk mengaktifkan rangkaian. Jadi didapatkan rangkaian seperti di bawah ini:
Rangkaian Driver Heater
5.1.4 Modul Rangkaian lockdoor
Spesifikasi modul rangkaian driver buzzer yang diperlukan adalah:
1. Menggunakan transistor untuk driver safetylock.
2. Membutuhkan logika output satu dari mikrokontroller dan ground.
3. Mengunakan portD.0 dan portD.1. Jadi didapatkan rangkaian seperti di bawah ini:
PENUTUP
1. KESIMPULAN
Secara menyeluruh pada penelitian ini dapat disimpulkan bahwa:
6.1.1 Dapat dibuat rangkaian sensor suhu
LM35,rangkaian driver heaterdan
rangkaian mikrokontroller
ATMEGA8535 beserta program,
untuk suhu 54°C diperoleh error 0,31% dan suhu 66°C diperoleh error 0,036%.
6.1.2 Dapat membuat tampilan suhu dan
timer pada LCD 4x16 karakter dengan error timer sebesar 0,36%
2. SARAN
Berikut ini adalah beberapa saran
yang dapat dipertimbangkan
untukpenyempurnaan penelitian lebih lanjut :
6.2.1 Desain yang lebih baik agar distribusi panas merata.
6.2.2 Dapat dibuat kontrol suhu yang baik
agar suhu dapat stabil.
6.2.3 Ditambahkannya penyimpanan data
waktu pada fluid warming cabinet.
6.2.4 Ditambahkanya pemilihan suhu agar
pengguna dapat menggunakan alat sesuai kebutuhan.
DAFTAR PUSTAKA
AORN Standards of Practice, Safe Environment of Care, In: Perioperative Standards and
Recommended Practices.Denver, CO: AORN Inc; 2011; p222
Arikunto, Suharsim, Prosedur Penelitian ,Rineka Cipta,Jakarta,1989
Brunner & Sudart (2002). Buku jarKeperawatan Medikal Bedah, ed 8 Dobson, M.B. (1994) Penuntun Praktis Anestesi. Jakarta. EGC, hal : 101 – 104 Drain, C.B (1994). The Post Anaesthesia
Care Unit. Philadelphia. W.BSaunders Company, hal : 98
ECRI, "Hazard Report Update: ECRI Revises Its Recommendation for Temperature Limits on Blanket Warmers, " Health Devices, July 2009, p230..
House Lorna R. “Blankets Warmed to 200
Degrees °F Do No Harm”.
Enthermics Medical Systems white paper.
Latief, S.A, Kartini A.S, Ruswan D. (2001) Petunjuk Praktis Anetesiologi Edisi Kedua. Jakarta. Fakultas Kedokteran FKUI, hal:42
Malvino, Albert Paul, Prinsip-prinsip Elektronika, Jilid 1&2, Edisi Pertama,
Penerbit : salemba teknika,Jakarta,2000
W.F Ganong, 2008 Buku Ajar Fisiologi Kedokteran, Jakarta, EGC
