WATERBATH DILENGKAPI dengan SAFETY CONTROL dan INDIKATOR LEVEL AIR BERBASIS ARDUINO
(Ani Maulidia, Her Gumiwang Ariswati, Dyah Titisari) Jurusan Teknik Elektromedik Politeknik Kesehatan Surabaya
Jln. Pucang Jajar Timur No. 10 Surabaya ABSTRAK
Water bath merupakan peralatan laboratorium yang berisi air atau cairan khusus yang bisa mempertahankan suhu pada kondisi tertentu selama selang waktu yang ditentukan. (Anonim, 2013). Untuk memaksimalkan kinerja water bath, perlu adanya indikator level air yang berfungsi sebagai indikator yang menunjukkan level air di dalam waterbath,agar heater selalu terendam dalam air supaya heater dapat bekerja secara maksimal (Anonim, 2011) dan safety control berfungsi sebagai kontrol suhu kedua setelah rangkaian kontrol yang bertujuan agar suhu di dalam waterbath tidak melebihi suhu yang telah ditetapkan (microeguide.com, 2011).Modul ini menggunakan LM35 sebagai sensor suhu, thermostat sebagai bagian dari safety control dan besi sebagai level air. Rancangan penelitian menggunakan metode pre-eksperimental dengan jenis penelitian One Group Post Test Design. Hasil pengukuran suhu waterbath ditemukan nilai error paling besar pada setting suhu 37℃ sebesar 1,42% dan nilai error paling kecil pada suhu 60℃ sebesar 0,15% . Sedangkan hasil pengukuran timer pada waterbath ditemukan nilai error sebesar 2,97% pada setting timer 10 menit dan nilai error sebesar 2,98% pada setting timer 15 menit. Berdasarkan data hasil pengukuran dan analisis maka dapat disimpulkan bahwa alat Waterbath ini dapat bekerja dengan baik.
Kata Kunci : Suhu, Level Air, Safety Control
1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Water bath merupakan peralatan
laboratorium yang berisi air atau
cairan khusus yang bisa
mempertahankan suhu pada kondisi tertentu selama selang waktu yang ditentukan. Fungsi dari water bath adalah untuk menciptakan suhu yang konstan, menginkubasi pada analisis
mikrobiologi. melebur basis,
menguapkan ekstrak untuk
mereaksikan zat diatas suhu ruangan dan aktifitas enzim (Anonim, 2013).
Waterbath bekerja dengan cara
memanaskan air dengan heater
sampai suhu air naik dan sesuai
dengan suhu yang kita pilih, heater akan berhenti memanaskan air ketika waktu yang telah ditentukan telah tercapai (Anonim, 2014).
Untuk memaksimalkan kinerja
water bath, perlu adanya indikator
level air dan safety circuit. Indikator level air berfungsi sebagai indikator yang menunjukkan level air di dalam waterbath, hal tersebut bertujuan agar heater selalu terendam dalam air supaya heater dapat bekerja secara maksimal (Anonim, 2011). Sedangkan
kontrol suhu kedua setelah rangkaian
kontrol, safety control biasanya
disetting tepat diatas settingan
rangkaian kontrol, hal tersebut
bertujuan agar suhu di dalam
waterbath tidak melebihi suhu yang telah ditetapkan (microeguide.com, 2011)
Modul water bath sebelumnya pernah dibuat oleh Catur pada tahun
2011, waterbath tersebut dapat
melakukan pengisian dan pengosongan air di dalam chamber secara otomatis sesuai dengan indikator level air, suhu alat tersebut adalah 30ºC - 40ºC.
Kekurangan dari modul tersebut
adalah pada pemilihan suhu yang hanya berkisar antara 30ºC - 40ºC, sehingga analis tidak dapat memilih suhu yang lebih tinggi dari pada suhu tersebut.
Berdasarkan masalah yang ada, penulis ingin membuat sebuah alat “Water bath dilengkapi dengan Safety Control dan Indikator Level Air Berbasis Arduino”. Water bath yang
akan dibuat penulis memiliki
pemilihan suhu 37 ºC sampai dengan 60 ºC yang dilengkapi dengan safety
control, indikator level air dan
menggunakan ic At mega 328 dengan arduino sebagai pengendali sistem.
1.2. Batasan Masalah
Agar tidak terjadi perluasan masalah maka akan dibatasi masalah tersebut, antara lain :
1.2.1 Pemilihan suhu waterbath
berkisar antara 37 ºC, 40 ºC, 45 ºC, 50 ºC, 55 ºC.dan 60 ºC.
1.2.2 Pemilihan waktu/timer
waterbath 10 menit untuk suhu 37 ºC, 45 ºC, 50ºC, 55 ºC dan
60 ºC dan 15 menit untuk suhu 40 ºC.
1.2.3 Menggunakan LM 35 sebagai sensor suhu.
1.2.4 Menggunakan thermostat
sebagai bagian dari safety circuit.
1.2.5 Menggunakan sensor level air. 1.2.6 Menggunakan LED sebagai
indikator level air.
1.2.7 Menggunakan Atmega 328 dengan program arduino uno sebagai pengendali sistem. 1.2.8 Display menggunakan LCD
character 4 x 16.
1.3. Rumusan Masalah
Dapatkah dibuat alat waterbath dilengkapi dengan safety circuit dan indikator level air berbasis arduino?
1.4. Tujuan
1.4.1. Tujuan Umum
Dibuatnya waterbath dilengkapi dengan safety circuit dan indikator level air berbasis arduino.
1.4.2. Tujuan khusus
1.4.2.1. Membuat rangkaian sensor
suhu.
1.4.2.2. Membuat rangkaian
indikator level air.
1.4.2.3. Membuat rangkaian
minimimum At mega 328.
1.4.2.4. Membuat display tampilan
LCD character.
1.4.2.5. Membuat software arduino
uno sebagai pengendali sistem.
1.4.2.6. Membuat rangkaian driver
heater.
1.4.2.7.Membuat rangkaian safety
1.5. Manfaat
1.5.1. Manfaat Teoritis
Menambah wawasan dan
ilmu pengetahuan bagi mahasiswa
Politeknik Kesehatan Surabaya
Jurusan Teknik Elektromedik pada peralatan laboratorium khususnya waterbath.
1.5.2. Manfaat Praktis
1.5.2.1 Membantu mempermudah
para analis untuk melakukan analisis mikrobiologi, dan hal – hal lainnya yang membutuhkan suhu diatas suhu ruang.
1.5.2.2 Membantu menjaga
memperpanjang life time alat dengan adanya indikator level air dan safety circuit.
.
2. METODOLOGI 2.1. Diagram Blok
Gambar 2.1 Blok Diagram Keseluruhan
Setelah melakukan
pemilihan suhu dan waktu dengan menggunakan tombol up, down. Lalu tekan tombol enter. Setting thermostat pada batas suhu yang diinginkan agar thermostat dapat menghentikan kerja heater saat suhu melebihi settingan. Apabila suhu settingan tercapai maka
heater akan berhenti bekerja,
sebaliknya apabila suhu settingan belum tercapai maka heater akan bekerja. Heater juga akan berhenti bekerja apabila waktu settingan telah tercapai dan buzzer berbunyi , untuk menandai proses telah selesai. Sensor level air akan mendeteksi level air dan kemudian akan menampilkannya pada led indikator level air.
2.2. Diagram Alir
Gambar 2.2 Diagram Alir
Saat saklar ON/OFF ditekan maka LCD akan melakukan inisialisasi. Setting suhu dan waktu sesuai dengan yang diinginkan. Setelah melakukan penyettingan tekan enter, maka heater dan sensor suhu mulai bekerja. Apabila suhu didalam chamber tidak sesuai dengan suhu settingan maka heater akan
terus bekerja begitupun sebaliknya
apabila suhu didalam chamber sesuai dengan suhu settingan maka heater akan
mati dan timer akan aktif sesuai dengan settingan waktu. Jika timer habis maka heater akan berhenti bekerja dan buzzer berbunyi. Proses selesai.
2.3. Variabel Penelitian
2.3.1 Variabel Bebas
suhu, level air.
2.3.2 Variabel Tergantung
LM 35, indikator level air, thermostat.
2.3.3 Variabel Kontrol
IC Mikrokontroller .
2.4 Definisi Operasional Variabel
Table 2.1 Tabel Variabel Variab el Definisi Operasi onal Alat Ukur Hasil Ukur Skala Ukur Suhu (Variab el bebas) Suhu chamber waterbat h Thermo meter Raksa Derajat Celcius Interv al LM 35 (variabe l tergantu ng) Sensor suhu Multimet er 1°C = 10mV Interv al Besi/Ka wat dengan panjang yang berbeda Sensor Level Air Multimet er Teganga n Rasio LED Indikator Level Air Multimet er Low High Medium Ordina l Mikrok ontrolle r Kompon en pengenda li sistem Multimet er - Rasio 2.7 Jadwal Kegiatan
Jadwal kegiatan penulis susun
menurut jadwal kalender Akademik yang
ada di Poleteknik Kesehatan Jurusan Teknik Elektromedik Surabaya.
Tabel 2.2 Jadwal Kegiatan
3 HASIL DAN ANALISA
3.1 Pengujian dan Pengukuran Modul
Hasil pengukuran suhu waterbath pada setting 37 ºC ditemukan error 1,42% , pada setting suhu 40 ºC ditemukan error 1,05 % , pada setting suhu 45 ºC ditemukan error 0,36% , pada setting suhu 50 ºC ditemukan error 0,33% , pada setting suhu 55 ºC ditemukan error 0,43% , pada setting suhu 60 ºC ditemukan error 0,15% . Hasil pengukuran timer waterbath pada setting 10 menit ditemukan error 2,97% sedangkan pada setting 15 menit ditemukan error 2,98%.
Kegi atan
Sep Okt Nov Des Jan Feb Mar Apr Mei Ju n Jul Identifikas i Masalah Pembuata n Proposal Ujian proposal Revisi Proposal Pembuata n Modul Pengambil an Data Pengolaha n Dan Analisis Data Uji Kelayakan Seminar KTI Ujian KTI Revisi KTI Persetuju an dan Pengesah an
Tabel 2.3 Data Pengukuran Suhu
Tabel 2.4 Data Pengukuran Timer
waktu
X
modulX
stopwatch Error % SD Ua 10 menit (600 detik) 600 detik 617,83 detik 2,97% 0,752 0,307 15 menit (900 detik) 900 detik 926,83 detik 2,98% 0,752 0,307 4 PEMBAHASAN 4.1 Rangkaian KeseluruhanGambar 5.1. Rangkaian Keseluruhan
Outputan sensor suhu masuk ke mikro ada PC1, kemudian mikrokontroller memproses tegangan tersebut dan kemudian dtampilkan ke LCD. Driver Heater akan bekerja apabila mendapatkan logika LOW (saat suhu kurang) dan mati ketika mendapat logika HIGH (saat suhu lebih). Ketika suhu lebih
timer akan berjalan dan ketika timer habis driver buzzer akan mendapatkan logika LOW sehingga buzzer berbunyi.
4.2 Program Pembacaan suhu
reading +=analogRead(A1);
Temp=(referenceVoltage*reading*10)/1 023;
A1 adalah variabel untuk
menampung data dari pin adc (0). Pin adc (0) mendapat inputan dari output LM 35 yang kemudian akan diolah oleh mikrokontroler menjadi data digital, karena memakai adc 10 bit maka data adc hasil pengkonversinya dibagi 1023 dan dikalikan dengan aref sebesar 3,5V.
4.3 Kelemahan/Kekurangan Sistem
- Outputan LM 35 dengan tampilan LCD kadang berbeda.
- Timer dengan error yang besar.
5 PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Secara menyeluruh penelitian ini dapat menyimpulkan bahwa:
5.2 Saran
Berikut ini adalah beberapa saran yang dapat dipertimbangkan untuk penyempurnaan penelitian lebih lanjut :
1. Menyempurnakan tampilan
suhu dengan memperbaiki program yang akurat.
2. Menambah level air.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2013. Fungsi Serta Kegunaan
Waterbath.
http://blogtrikarsa.blogspot.co.id/2013/11 /fungsi-serta-kegunaan-water-bath.html, Diakses pada hari Selasa, tanggal 15 Desember 2015. VCC C1 10mF J2 CON 3 1 2 3 R2 150 J1 output 1 R1 150 C422 pF R3 1 K J5 CON5 1 2 3 4 5 5V D2 LED +C3 10uF R220K SW1 ENTER J3 CON2 1 2 SW3 DOWN 5V SW4 Reset 5V R1 10K Y 1 16 M H z 5V J2 CON6 1 2 3 4 5 6 5V J4 CON8 1 2 3 4 5 6 7 8 SW2 UP C5 22 pF U2 ATMEGA328 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 PC6 (RESET) (RxD) PD0/0 (TxD) PD1/1 (INT0) PD2/2 (INT1) PD3/3 (T0) PD4/4 VCC GND 14/PB6 (XT1) 15/PB7 (XT2) (T1) PD5/5 (AIN0) PD6/6 (AIN1) PD7/7 8/PB0 (ICP) 9/PB1 (OC1A) 10/PB2 (OC1B) 11/PB3 (MOSI) 12/PB4 (MISO) 13/PB5 (SCK) AVCC AREF AGND A0/PC0 (ADC0) A1/PC1 (ADC1) A2/PC2 (ADC2) A3/PC3 (ADC3) A4/PC4 (SDA) A5/PC5 (SCL) ⁰ C Thermome
X
ter (⁰ C)X
Water bathX
Simpangan Error % SD U a 37 37,67 37,52 -0,52 1,42% 0,145 0,059 40 41 40,42 -0,42 1,05% 0,272 0,111 45 45,67 45,16 -0,16 0,36% 0,343 0,140 50 50,41 50,16 -0,16 0,33% 0,48 0,196 55 55,83 55,24 -0,24 0,43% 0,306 0,125 60 60,09 61,08 -0,095 0,15% 0,371 0,151 ⁰ C ThermomeX
ter (⁰ C)X
Water bathX
Simpangan Error % SD U a ⁰ C ThermomeX
ter (⁰ C)X
Water bathX
Simpangan Error % SD U a D1 LED LS1 BU ZZ ER 1 2 R4 1k J1 CO N2 1 2 CEP BQ1PN R1 1k J11 CO N1 1 5V Q2PN P B CE R2220 5V J10 CO N1 1Anonim, 2014. Waterbath.
,http://rizkibotaks.blogspot.co.id/2014/04/
waterbath-waterdestilation-apa-itu_6.html. Diakses pada hari Selasa, tanggal 15 Desember 2015.
Anonim, 2011. Waterbath Penangas
Air.
http://analismuslim.blogspot.co.id/2011/1 2/waterbath-penangas-air.html. Diakses pada hari Selasa, tanggal 15 Desember 2015.
Microeguide, 2010. Laboratory Equipment: Water Bath Description
http://www.microeguide.com/equipm
ent/water_bath.aspDiakses pada hari
Selasa, tanggal 15 Desember 2015. Scribd, 2015. Waterbath
http://www.scribd.com/doc/191594091/ Water-Bath#scribd Diakses pada hari Selasa, tanggal 15 Desember 2015. Wikipedia, 2011. Laboratory waterbath https://en.wikipedia.org/wiki/Laboratory_ water_bath Diakses pada hari Selasa, tanggal 15 Desember 2015.
Anonim, 2009. Penetapan kadar
glukosa darah. Acef –
cholaca.blogspot.co.id Diakses pada hari Selasa, tanggal 15 Desember 2015.
Syarifah Nazira 2007. Pengaruh
Merokok Terhadap ph dan Aktivitas Enzim Amilase Air Liur.
http://repository.usu.ac.id/bitstream/1234 56789/31221/4/Chapter%20II.pdf . Diakses hari Jum’at, tanggal 15 Januari 2016.
Khoirul Anam, 2010. Laporan
Praktikum Mikrob dan Potensinya Produksi Enzim Amilase.
https://khairulanam.files.wordpress.com/ 2010/08/enzim-amilase.pdf. Diakses hari Jum’at, tanggal 15 Januari 2016.
Nurhasanah dan Dian, 2008. Pemurnian
Enzim Lipase dari Bakteri Lokal dan Aplikasinya dalam Reaksi Esterifikasi.
http://www.scribd.com/doc/53057259/En zim-Lipase#scribd . Diakses hari Jum’at, tanggal 15 Januari 2016.
Anonim, 2014. Identifikasi Gugus
Fungsi Alkohol
http://velahumaira.blogspot.co.id/2014/03 /laporan-kimia-organik-identifikasi.html. . Diakses hari Jum’at, tanggal 15 Januari 2016
Metty dan Sari, 2013. Pengaruh
Penambahan Ion Logam
𝐜𝐚+𝟐Terhadap Aktivitas Enzim Papain
.
http://dokumen.tips/documents/pengaruh- penambahan-ion-logam-ca2-terhadap-aktivitas-enzim-papain-the-addition.html. Diakses hari Jum’at, tanggal 15 Januari 2016.
Maintenace Manual for Laboratory Equipment 2nd edition, pdf.
Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 43 tahun 2013 tentang cara penyelenggaraan laboratorium klinik yang baik.
Tokopedia.com, 2015. LM 35
https://www.tokopedia.com/mkontrol/mo dul-sensor-suhu-temperature-sensor-lm35
Diakses pada hari Selasa, tanggal 15 Desember 2015. Alldatasheet, 2015. LM 35 http://www.alldatasheet.com/view.jsp?Se archword=Datasheet%20lm35&gclid=CI 6Uq9XF4ckCFUcXaAodNg0COw . Diakses pada hari Selasa, tanggal 15 Desember 2015.
Anonim, 2012. Waterbath.
http://khoirulazam89.blogspot.co.id/2012
/05/waterbath-adalah-suatu-alat-yang.html . Diakses pada hari Selasa, tanggal 15 Desember 2015.
Anonim, 2015. Thermostat.
http://linasundaritermodinamika.blogspot.co.id/2 015/04/thermostat.html. Diakses pada hari Selasa, tanggal 15 Desember 2015. Anonim, 2015. LCD 2 x 16. http://sistem-
komputer- upi.blogspot.co.id/2015/02/normal-0-
false-false-false-in-x-none-x.html.Diakses pada hari Rabu,tanggal 16 September 2015.
Anonim, 2007. LCD http://elektronika-elektronika.blogspot.co.id/2007_03_01_a rchive.html Diakses pada hari
Rabu,tanggal 16 September 2015.
Anonim, 2011. Menampilkan Data dari
Mikrokontroller .
http://etekno.blogspot.co.id/2011/04/men ampilkan-data-dari-mikrokontroler-ke.html. Diakses pada hari Rabu,tanggal 16 September 2015.
Anonim, 2014. Mikrokontroller AVR
Atmega 8 .
http://www.servtro.com/2014/02/mikroko
ntroler-avr-atmega8.html. Diakses pada hari Rabu,tanggal 16 September 2015. Anonim, 2014. Pengontrolan Lampu
dengan Handphone.
https://suhantotiawekeend.wordpress.com /2014/05/17/pengontrolan-lampu-dengan-handphone/ . Diakses pada hari
Rabu,tanggal 16 September 2015.
