LAPORAN TUGAS AKHIR SISTEM KONTROL ARUS FILAMEN pada SIMULATOR MESIN SINAR-X. FILAMENT CURRENT CONTROL SYSTEM on X-RAY MACHINE SIMULATOR

(1)

FILAMENT CURRENT CONTROL SYSTEM on X-RAY MACHINE SIMULATOR

Disusun oleh :

Nama : Ratna Mulyani NIM : 181313038

PROGRAM STUDI DIII TEKNOLOGI ELEKTROMEDIS FAKULTAS VOKASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

2021

(2)

Laporan Tugas Akhir 2021

Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta i

HALAMAN PERSETUJUAN TUGAS AKHIR

SISTEM KONTROL ARUS FILAMENT pada SIMULATOR MESIN SINAR-X

Disusun oleh :

Nama : Ratna Mulyani NIM : 181313038

Telah disetujui pada tanggal 14 Juli 2021 Oleh Pembimbing :

Agatha Mahardika A.J., S.Si., M.Sc.

(3)

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta ii

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

SISTEM KONTROL ARUS FILAMENT pada SIMULATOR MESIN SINAR-X

Disusun oleh : Nama : Ratna Mulyani NIM : 181313038

Telah dipertahankan di depan Panitia Penguji Pada tanggal 8 Juli 2021

Dan dinyatakan memenuhi syarat

Susunan Panitia Penguji :

Jabatan Nama Lengkap Tanda Tangan

Ketua Nugroho Budi Wicaksono, S.T., M.T.

Sekretaris M.T. Eko Arianto, S.T., M.T.

Anggota Agatha Mahardika, A.J., S.Si, M.Sc.

Yogyakarta, 13 Juli 2021 Fakultas Vokasi Universitas Sanata Dharma an

di Cahyono, S.T., M.Eng.

(4)

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta iii

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya yang bertanda tangan dibawah ini menyatakan bahwa skripsi dengan judul : SISTEM KONTROL ARUS FILAMEN PADA SIMULATOR MESIN SINAR-X merupakan hasil karya saya sendiri dan tidak terdapat sebagian atau keseluruhan dari tulisan yang memuat kalimat, ide, gagasan atau pendapat yang berasal dari sumber lain tanpa memberikan pengakuan pada penulis aslinya.

Adapun bagian-bagian yang bersumber dari karya orang lain telah dicantumkan sumbernya sesuai dengan norma, etika, dan kaidah penulis ilmiah. Apabila dikemudian hari ditemukan plagiat di dalam skripsi ini saya bersedia menerima sanksi pencabutan gelar akademik yang saya peroleh.

Jambi, 9 Februari 2022 Penulis

Ratna Mulyani

(5)

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta iv

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : RATNA MULYANI

Nomor Mahasiswa : 181313038

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

SISTEM KONTROL ARUS FILAMEN PADA SIMULATOR MESIN SINAR-X

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 memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Atas kemajuan teknologi informasi, saya tidak berkeberatan jika nama, tanda tangan, 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 Jambi

Pada tanggal : 9 Februari 2022 Yang menyatakan

(RATNA MULYANI)

(6)

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta v

ABSTRACT

X-rays are used to diagnose diseases by utilizing x-rays in the process of diagnosing diseases by showing a picture of organs in the human body without surgery. To be able to produce x-rays, several main circuits are needed, including a power supply circuit in the form of autotransformator coils, high voltage transformer circuits, timer circuits, filament heating circuits, and x-ray tube circuits that are where x-ray formation is. The filament heating circuit gets the source from the autotransformer that has been created which will then be connected to the relay as an indicator of dead flame. To regulate the size of the filament will be affected by the resistor and the time will be affected from the program on the Arduino UNO microcontroller. All indications that have been arranged will be displayed on the LCD. Based on the results of planning, manufacturing, and testing conducted and supported by existing theories, it can be concluded that the x-ray simulation tool made can run in accordance with the previously planned.

Keywords : Arduino UNO Microcontroller, Autotransformator, Filament Current, X-Ray Machine

(7)

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta vi

ABSTRAK

Pesawat rontgen digunakan untuk mendiagnosa penyakit dengan memanfaatkan sinar-x dalam proses mendiagnosa penyakit dengan memperlihatkan gambaran organ dalam tubuh manusia tanpa proses pembedahan.

Untuk dapat menghasilkan sinar-x, diperlukan beberapa rangkaian utama, antara lain rangkaian catu daya yang berupa lilitan autotransformator, rangkaian transformator tegangan tinggi, rangkaian timer, rangkaian pemanas filamen, dan rangkaian tabung sinar-x yang merupakan tempat pembentukan sinar-x.

Rangkaian pemanas filamen mendapatkan sumber dari autotransformer yang telah dibuat yang selanjutnya akan terhubung dengan relay sebagai indikator nyala mati. Untuk mengatur besaran filamen akan dipengaruhi oleh resistor dan waktu akan di pengaruhi dari program pada mikrokontroler Arduino UNO. Segala indikasi yang telah diatur akan tertampil pada LCD. Berdasarkan dari hasil perencanaan, pembuatan, dan pengujian yang dilakukan serta didukung oleh teori yang ada, maka dapat diambil kesimpulan alat simulasi sinar-x yang dibuat dapat berjalan sesuai dengan yang telah direncanakan di awal.

Kata Kunci : Mikrokontroler Arduino UNO, Autotransformator, Arus Filamen, Mesin Sinar-X

(8)

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta vii

PRAKATA

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena kasih dan rahmat-Nya, sehingga penulis diberi kesempatan untuk melaksanakan Tugas Akhir (TA) dan dapat menyelesaikan penyusunan laporan Tugas Akhir yang berjudul “Sistem Kontrol Arus Filamen pada Mesin Simulator Sinar-X” dengan baik dan lancar.

Laporan Tugas Akhir ini disusun sebagai persyaratan kelulusan Program Studi Diploma III Teknologi Elektromedis Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Banyak hambatan yang dilalui selama melaksanakan Tugas Akhir maupun selama penyusunan laporan Tugas Akhir. Namun, karena dukungan dan bantuan dari beberapa pihak, penulis dapat menyelesaikan laporan ini dengan baik. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Eko Aris Budi Cahyono, S.T., M. Eng. selaku Dekan Fakultas Vokasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Bapak Bernardinus Sri Widodo, S. T., M. Eng. selaku Wakil Dekan III Fakultas Vokasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3. Bapak Antonius Hendro Noviyanto, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Elektromedis Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

4. Ibu Agatha Mahardika A. J., S.Si., M. Sc. selaku dosen pembimbing Tugas Akhir.

5. Seluruh Bapak/Ibu dosen Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat kepada penulis.

6. Teman-teman Prodi DIII Teknologi Elektromedis Angkatan 2018 atas kerjasamanya selama berjuang di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang telah mendukung dan membantu penulis.

(9)

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta viii

8. Teristimewa untuk kedua orang tua, kakak, dan pacar yang selalu memberikan semangat dorongan, baik moril maupun materil untuk terwujudnya cita-cita yang penulis impikan.

Dalam penulisan laporan ini, penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan, baik dari segi penulisan maupun dari segi penyajian. Untuk itu penulis mengharapkan masukan dan saran dari pembaca yang sifatnya membangun, agar laporan ini menjadi sempurna dan bermanfaat bagi semua pihak, terutama bagi penulis sendiri.

Yogyakarta, 5 Juli 2021

Penulis

(10)

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta ix

DAFTAR ISI

HALAMAN PERSETUJUAN TUGAS AKHIR ... i

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR ... ii

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... iii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN ... iv

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .... iv

ABSTRACT ... v

ABSTRAK ... vi

PRAKATA ... vii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR TABEL ... xiv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan ... 2

1.4 Manfaat ... 3

BAB II LANDASAN TEORI ... 4

2.1 Sinar-X ... 4

2.2 Hukum Ohm ... 6

2.3 Rangkaian Transformator Tegangan Tinggi ... 7

2.4 Rangkaian Pemanas Filamen ... 7

2.5 Kolimator ... 8

2.6 mA dan Waktu ... 8

2.7 Teori Dasar Komponen ... 8

2.7.1 Autotransformator ... 8

2.7.2 Transformator ... 9

2.7.3 Arduino ATMega 2560 ... 10

2.7.4 LCD Karakter 20x4 ... 12

2.7.5 Modul I2C ... 13

2.7.6 Modul Relay ... 14

2.7.7 Sensor ACS712 ... 15

2.7.8 Resistor ... 15

2.7.9 Button ... 17

2.7.10 Lampu Bohlam Kecil ... 18

BAB III PERANCANGAN... 19

3.1 Deskripsi Sistem ... 19

(11)

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta x

3.2 Blok Diagram ... 19

3.3 Perancangan Mekanik ... 21

3.4 Perancangan Elektronika ... 21

3.4.2 Rangkaian VCC dan GND Pusat ... 22

3.4.3 Rangkaian COM Relay mA... 24

3.4.4 Rangkaian Resistor Selektor mA ... 25

3.4.5 Rangkaian Button ... 27

3.5 Perancangan Perangkat Lunak ... 28

BAB IV IMPLEMENTASI dan PEMBAHASAN ... 31

4.1 Alat dan Bahan ... 31

4.1.1 Alat ... 31

4.1.2 Bahan ... 31

4.2 Implementasi Mekanik ... 32

4.3 Implementasi Elektronika ... 33

4.3.2 Rangkaian Resistor Selektor mA ... 34

4.3.3 Rangkaian Relay mA ... 35

4.3.4 Rangkaian COM Relay mA... 36

4.3.5 Rangkaian Button ... 36

4.3.6 Rangkaian VCC dan GND Pusat ... 37

4.4 Proses Pemprograman ... 38

4.4.1 Program kV dan mA ... 38

4.4.2 Program Timer ... 38

4.4.3 Penggabungkan Program kV, mA, dan Timer. ... 39

4.4.4 Mencoba Program Menggunakan Komponen Asli ... 39

4.5 Troubleshooting ... 40

4.5.1 Arduino tidak dapat diupload ... 40

4.6 Relay pada selektor mA tidak bekerja sempurna ... 41

4.7 Pengujian Komponen dan Rangkaian ... 46

4.7.1 Pengujian LCD dan I2C ... 46

4.7.2 Pengujian Transformator Step down ... 47

4.7.3 Pengujian Button ... 49

4.7.4 Pengujian Relay ... 50

4.7.5 Pengujian Timer ... 50

4.7.6 Pengujian Sensor Arus ACS712 ... 50

4.7.7 Pengujian Arus Lampu ... 51

BAB V PENUTUP ... 52

(12)

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta xi

5.1 Kesimpulan ... 52

5.2 Saran ... 52

DAFTAR PUSTAKA ... 53

LAMPIRAN ... 54

(13)

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem ... 20

Gambar 3.2. Perancangan Mekanik Alat ... 21

Gambar 3.3. Skema Autotransformator ... 22

Gambar 3.4. ISIS Rangkaian VCC dan GND ... 23

Gambar 3.5. ARES Rangkaian VCC dan GND ... 23

Gambar 3.6. 3D Rangkaian VCC dan GND ... 24

Gambar 3.7. ISIS Rangkaian COM Relay mA ... 24

Gambar 3.8. ARES Rangkaian COM Relay mA ... 25

Gambar 3.9. 3D Rangkaian COM Relay mA ... 25

Gambar 3.10. ISIS Rangkaian Resistor mA... 26

Gambar 3.11. ARES Rangkaian Resistor mA ... 26

Gambar 3.12. 3D Rangkaian Resistor mA ... 26

Gambar 3.13. ISIS Rangkaian Button ... 27

Gambar 3.14. ARES Rangkaian Button ... 27

Gambar 3.15. 3D Rangkaian Button ... 28

Gambar 3.16. Diagram Alir Sistem... 30

Gambar 4.1. Proses Pemasangan Komponen pada Kotak Alat ... 33

Gambar 4.2. Simulator Pesawat Sinar-X ... 33

Gambar 4.3. Autotransformator ... 34

Gambar 4.4. Rangkaian Resistor Selektor mA ... 35

Gambar 4.5. Rangkaian COM Relay mA ... 36

Gambar 4.6. Rangkaian Button ... 37

Gambar 4.7. Rangkaian VCC dan GND mA ... 37

Gambar 4.8. Mendownload Driver CH340 ... 40

Gambar 4.9. Menginstall Driver CH340 ... 41

Gambar 4.10. JD-VCC dan GND pada Relay ... 41

Gambar 4.11. Penggantian Jumper/Konektor pada Inputan Relay ... 42

Gambar 4.12. Lampu Bohlam 3,8 V yang Putus ... 43

Gambar 4.13. Lampu Bohlam 12 V ... 43

Gambar 4. 14. Lampu Bohlam 2,5 dan 3,8V yang Putus... 44

Gambar 4.15. LCD Muncul Karakter Simbol ... 45

Gambar 4.16. Susunan Komponen yang Salah ... 45

Gambar 4.17. Penyusunan Kembali Komponen ... 46

Gambar 4.18. Pengujian Tampilan LCD... 47

Gambar 4.19 . ... 49

(14)

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta xiii

Gambar 4.20. Gambar Pengukuran Tegangan Output Trafo Step down di kaki CT dan 18 ... 49 Gambar 4.21. Gambar Pengukuran Tegangan Output Trafo Step down di kaki 15 dan 15 ... 49 Gambar 4.22. Pengujian Button pada LCD ... 50 Gambar 4.23. Pengujian Timer pada LCD... 50

(15)

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Spesifikasi Arduino ATMega 2560 : ... 10

Tabel 4. 1. Alat yang Digunakan ... 31

Tabel 4.2. Bahan yang Digunakan ... 31

Tabel 4.3. Hasil Pengambilan Data Transformator Step down ... 47

Tabel 4. 4. Tabel Hasil Pengukuran Lampu Arus ... 51

(16)

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Berkembangnya teknologi di bidang kesehatan, membuat semakin banyaknya metode dalam mendiagnosa penyakit yang bertujuan untuk mempercepat penyembuhan penyakit yang diderita oleh pasien. Salah satu metode yang digunakan untuk mendiagnosa penyakit adalah dengan menggunakan pesawat sinar-x atau yang sering disebut pesawat rontgen. Alat ini memanfaatkan sinar-x untuk proses diagnosa penyakit dengan memperlihatkan gambaran organ dalam tubuh manusia tanpa proses pembedahan.

Sinar-x memiliki sifat-sifat khusus yang membuat sinar ini dapat digunakan untuk keperluan diagnosa penyakit dan terapi. Secara garis besar, untuk dapat menghasilkan sinar-x, diperlukan beberapa rangkaian utama, antara lain rangkaian catu daya yang berupa lilitan autotransformator, rangkaian transformator tegangan tinggi, rangkaian timer, rangkaian pemanas filamen, dan rangkaian tabung sinar-x yang merupakan tempat pembentukan sinar-x. Sebagai mahasiswa Teknologi Elektromedis diharapkan mampu memahami cara kerja pesawat sinar-x. Salah satu cara untuk mengetahui gambaran cara kerja pesawat sinar-x, diperlukan sebuah simulator yang dapat menunjukan dengan jelas perbedaan kebutuhan tegangan untuk setiap rangkaian.

Masih belum banyak ditemukan suatu rangkaian simulator pesawat sinar-x yang menunjukkan bagaimana sistem pemilihan tegangan dan arus tabung berdasarkan perhitungan lilitan autotransformator. Oleh karena itu, pada kesempatan ini dibuat sebuah Simulator Pesawat Sinar-X yang menunjukan cara kerja autotransformator dalam mendistribusikan tegangan ke rangkaian lain.

Dalam tugas akhir ini akan dirancang Sistem Kontrol Arus Filamen pada Mesin Sinar-X dengan memodifikasi simulator manual yang sudah ada.

Pengembangan yang dilakukan adalah membuat sistem mA menggunakan relay

(17)

serta menampilkan semua pengaturan di display LCD dengan input dari microcontroller.

Selain untuk menunjukkan cara pembuatan dan pendistribusian tegangan dari autotransformator, simulator ini digunakan untuk menunjukkan cara kerja pesawat sinar-x radiografi konvensional. Keluaran tegangan autotransformator menghasilkan perbedaan intensitas cahaya lampu yang diibaratkan seperti tabung sinar-x dan filamen katoda. Simulator ini tidak menggunakan tegangan jala-jala PLN 220VAC seperti pesawat sinar-x yang sesungguhnya, melainkan hanya menggunakan tegangan rendah sekitar 13 VAC dari variabel regulator.

1.2 Rumusan Masalah

Permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana merancang sistem pemilihan mA menggunakan microcontroller

dan dapat memberikan pengaruh perbedaan intensitas pada lampu filamen?

2. Bagaimana merancang sistem pengendali waktu untuk mengatur lamanya proses exposure menggunakan microcontroller?

3. Bagaimana merancang sistem agar tampilan mA dan pengaturan waktu dapat tertampil pada LCD?

1.3 Tujuan

Adapun tujuan dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Merancang sistem pemilihan mA menggunakan microcontroller untuk memberikan pengaruh perbedaan intensitas pada lampu filamen.

2. Merancang sistem pengendali waktu menggunakan microcontroller untuk proses exposure.

3. Merancang sistem agar tampilan mA dan pengaturan waktu dapat tertampil pada LCD.

(18)

1.4 Manfaat

Manfaat yang diharapkan dari tugas akhir ini adalah : A. Bagi Universitas Sanata Dharma :

1. Simulator Pesawat Sinar-X Radiografi Otomatis dapat menjadi bahan ajar dalam perkuliahan.

2. Menjadi tolak ukur sejauh mana ilmu yang telah di dapat dan di serap selama perkuliahan.

B. Bagi mahasiswa :

1. Menjadi sarana mahasiswa dalam mengimplementasikan ilmu yang di dapat selama perkuliahan.

2. Menjadi sarana mahasiswa untuk mengasah keterampilan dan kreativitas serta cara berpikir kritis dalam menyelesaikan permasalahan yang ada.

(19)

BAB II

LANDASAN TEORI 2.1 Sinar-X

Sinar adalah suatu bentuk radiasi elektromagnetik. Pada susunan range panjang gelombang, sinar muncul sebagai suatu sinar tampak dan yang lain muncul sebagai sinar yang tidak dapat dilihat, seperti sinar-x dan sinar ultraviolet.

Sinar-x memiliki panjang gelombang 0,01-10 nanometer.

Sumber: https://www.japcc.org/electronic-warfare-the-forgotten-discipline/

Sinar-x dapat dibangkitkan dengan menghubungkan 2 elektroda tabung pesawat sinar-x yakni anoda dan katoda ke sumber tegangan tinggi. Elektron yang terdekat dengan anoda akan langsung ditarik ke anoda sehingga terjadi hole. Hole ini akan diisi oleh elektron berikutnya. Tempat yang ditinggalkan elektron, akan menjadi hole lagi dan terjadi pengisian lagi oleh elektron berikutnya. Begitu seterusnya sehingga akan terjadi estafet elektron dan terjadilah rangkaian tertutup dan terjadilah arus elektron yang berkebalikan dengan arus listrik yang kemudian disebut arus tabung. Pada saat yang bersamaan, elektron-elektron yang ditarik ke anoda tersebut akan menabrak anoda dan ditahan. Jika tabrakan elektron tersebut tepat di inti atom disebut peristiwa Breamstrahlung dan apabila elektron

Gambar 2.1. Spektrum Cahaya

(20)

menabrak kulit K atom lain, maka peristiwa ini disebut K Karakteristik. Besar energi yang dihasilkan akibat peristiwa tabrakan elektron ini adalah 99% panas dan 1% sinar-x.

Gambar 2.2. Konfigurasi Elektron

Sumber: https://www.siswapedia.com/konfigurasi-elektron/

Gambar 2.3. Gambar Ilustrasi Bagian Dalam Tabung Sinar-X Sumber: https://www.youtube.com/watch?v=IsaTx5-KLT8

Sinar-x dapat digunakan untuk keperluan diagnosa penyakit dan terapi, dikarenakan sinar ini memiliki sifat-sifat khusus, antara lain :

a) Daya tembus : Sinar-x bisa menembus bahan atau massa yang padat seperti tulang dan gigi. Semakin tinggi tegangan tabung yang digunakan, maka daya tembus akan semakin besar. Semakin rendah tingkat kepadatan suatu benda, maka semakin besar daya tembusnya.

(21)

b) Efek fotografik : Sinar-x dapat menghitamkan emulsi film (emulsi AgBR) setelah diproses secara kimiawi.

c) Ionisasi : Efek primer sinar-x adalah apabila mengenai suatu bahan atau suatu zat akan menimbulkan ionisasi dari partikel bahan atau zat tersebut.

d) Fluorescence : Sinar-x menyebabkan bahan tertentu seperti kalsium tungstat atau zinc-sulfid memendarkan cahaya (iluminasi) bila bahan tersebut terkena sinar-x.

e) Penyerapan : Sinar-x akan diserap oleh bahan atau zat yg dilaluinya sesuai dengan berat atom atau kepadatan bahan atau zat tersebut. Makin tinggi berat atom atau tingkat kepadatan zat yang dilaluinya maka makin besar pula penyerapannya.

f) Pertebaran : Apabila berkas sinar-x melewati suatu bahan, maka berkas sinar-x akan bertebaran ke segala arah, sehingga menimbulkan radiasi hambur pada bahan atau zat yang dilewati.

g) Efek Biologi : Sinar-x dapat menimbulkan perubahan-perubahan biologi pada jaringan. Perubahan inilah yang digunakan dalam radioterapi.

2.2 Hukum Ohm

Hukum ohm merupakan hasil percobaan laboratorium dari George Simon Ohm yang bertujuan untuk mengetahui hubungan antara kuat arus dan tegangan serta digunakan untuk menentukan besarnya suatu hambatan beban listrik tanpa menggunakan ohm meter. Hukum ini berbunyi : “Besarnya arus listrik yang mengalir pada sebuah penghantar atau konduktor, akan berbanding lurus dengan besarnya beda potensial atau tegangan yang diterapkan kepadanya, dan berbanding terbalik dengan hambatannya.” Secara matematis hukum ohm dapat dituliskan V= I x R, dengan V adalah beda potensial, I adalah kuat arus, dan R adalah hambatan. Kesimpulan dari hukum ini adalah semakin besar tegangan atau beda potensial yang diberikan, maka akan semakin besar pula kuat arus yang

(22)

mengalir. Sementara itu, besar kecilnya hambatan hanya akan dipengaruhi oleh panjang penampang, luas penampang, dan hambatan jenis bahan.

2.3 Rangkaian Transformator Tegangan Tinggi

Rangkaian ini biasa disebut dengan rangkaian HTT (High Tension Transformer). Terdiri dari sebuah transformator step up yang akan menaikkan tegangan yang berasal dari autotransformator untuk menciptakan tegangan tinggi.

Kemudian, tegangan tinggi tesebut akan disearahkan. Pada pesawat sinar-x, tegangan tinggi difungsikan untuk memberi beda potensial antara anoda dan katoda sehingga nantinya elektron dapat terlepas dari katoda menuju anoda.

2.4 Rangkaian Pemanas Filamen

Filamen merupakan sumber elektron dan berfungsi sebagai katoda.

Rangkaian pemanas filamen berfungsi untuk memberikan catu daya dan mengatur besar arus pemanas filamen agar terjadi “thermionic emission” atau terlepasnya elektron dari ikatan atomnya bisa dikendalikan, sehingga jumlah elektron – elektron bebas yang dihasilkan pada filamen tabung rontgen bisa dikontrol. Pada simulator pesawat sinar-x, rangkaian pemanas filamen terdiri dari sebuah transformator step down.

Sumber: https://www.youtube.com/watch?v=IsaTx5-KLT8 Gambar 2. 4. Terlepasnya Elektron dari

Filamen Katoda

(23)

2.5 Kolimator

Pada pesawat sinar-x, kolimator adalah alat untuk membatasi luas lapangan penyinaran sinar-x yang akan dikenakan pada objek penyinaran (pasien).

Karena sinar-x berbahaya, maka luas lapangan objek dibatasi untuk yang diperlukan saja. Selain untuk meminimalisir bahaya radiasi, juga untuk mendapatkan mutu gambar yang optimal.

2.6 mA dan Waktu

Arus dan waktu merupakan perkalian arus listrik (mA) dan waktu ekspos (s), dimana besaran arus akan berpengaruh pada kuantitas radiasi atau sinar-x yang dihasilkan. Dengan kata lain, nilai arus (mA) yang digunkaan adalah jumlah radiasi yang akan di terima oleh tubuh.

Pada dasarnya, pemilihan arus tabung akan menggunakan mA paling tinggi yang dapat di capai oleh pesawat agar waktu ekspos menjadi lebih singkat sehingga dapat mencegah kekaburan pada gambar yang disebabkan oleh pergerakan.

2.7 Teori Dasar Komponen 2.7.1 Autotransformator

Autotransformator adalah transformator listrik yang hanya memiliki satu lilitan berlanjut, dimana lilitan primer sekaligus menjadi lilitan sekunder. Autotransformator memiliki prinsip kerja dengan menggunakan pembagi tegangan dan hanya memiliki satu buah kumparan yang selalu terhubung tanpa terputus.

(24)

Gambar 2.5. Autotransformator

2.7.2 Transformator

Transformator merupakan suatu alat yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tegangan AC. Transformator yang berfungsi menaikkan tegangan disebut transformator step up, sedangkan transformator yang berfungsi untuk menurunkan tegangan disebut transformator step down. Transformator terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder. Kedua kumparan tersebut tidak terhubung secara listrik namun secara magnetik. Pada alat simulator ini menggunakan transformator step down yang diaplikasikan pada rangkaian pemanas filamen.

(25)

Gambar 2.6. Transformator 3A

2.7.3 Arduino ATMega 2560

Arduino ATMega 2650 merupakan salah satu papan sirkuit dengan chip microcontroller Atmega 2560 dan memiliki jumlah pin paling banyak diantara semua jenis Arduino lainnya. Arduino Mega memiliki kapasitas memori yang lebih besar dibandingkan Arduino jenis lain sehingga cocok digunakan untuk project yang menggunakan banyak modul sekaligus.

Tabel 2.1. Spesifikasi Arduino ATMega 2560 :

Spesifikasi Keterangan

Tegangan Operasional Tegangan Rekomendasi Batas Tegangan

Pin Input/Output Digital Pin PWM

Pin Input Analog

5 VDC 7-12 VDC 6-20 VDC 54 pin 15 pin 16 pin 40 mA 50 mA

256 KB (8 KB

(26)

Arus Pin Digital Arus Pin 3,3 V Memori Flash SRAM

EEPROM Clock Speeed Panjang Lebar Berat

untuk bootloader) 8 KB

4 KB 16 Mhz 10,1 cm 5,3 cm 37 gram

Gambar 2.7 Arduino Mega 2560 Tampak Depan Sumber : https://shopee.co.id/Arduino-Mega-ATmega-2560-

i.149341252.2277520360

(27)

Gambar 2.8. Arduino Mega 2560 Tampak Belakang Sumber : https://henduino.github.io/library/board/mengenal-arduino-

mega2560/

Gambar 2. 9. Keterangan Pin Arduino Mega

Sumber : https://www.aldyrazor.com/2020/05/arduino-mega- 2560-adalah.html

2.7.4 LCD Karakter 20x4

LCD atau Liquid Crystal Display adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi untuk menampilkan suatu data, baik karakter, huruf, ataupun grafik. Tampilan LCD sudah tersedia dalam bentuk modul yaitu LCD beserta rangkaian pendukungnya.

Penggunaan modul LCD sering digabungkan dengan microcontroller

(28)

karena terdapat pin data, kontrol catu daya, dan pengatur kontras tampilan.

Maksud dari LCD 20x4 adalah LCD memiliki 20 kolom atau karakter dan 4 baris. Dengan menggunakan LCD 20x4 dapat menampilkan lebih banyak karakter yang dibutuhkan.

Gambar 2.10. Tampilan LCD 20x4 Sumber :

http://indomaker.com/index.php/2019/12/16/menggunakan-lcd-20x4- 2004-i2c-pada-arduino/

2.7.5 Modul I2C

Modul I2C atau Inter Integrated Circuit adalah standar komunikasi serial dua arah menggunakan dua saluran yang di desain khusus untuk mengirim maupun menerima data. Sistem I2C terdiri dari saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang membawa informasi data antara I2C dengan pengontrolnya.

Gambar 2.11. Gambar Keterangan Pin I2C Sumber : https://circuitdigest.com/microcontroller- projects/interfacing-16x2-lcd-with-esp32-using-i2c

(29)

2.7.6 Modul Relay

Modul Relay merupakan salah satu aplikasi yang menggunakan microcontroller, raspberry, dan sistem kontrol lainnya yang

melibatkan penggunaan arus listrik berkapasitas besar atau untuk memudahkan mengontrol tegangan AC dengan menggunakan tegangan DC. Modul Relay memiliki beberapa macam dengan jumlah channel yang berbeda, yaitu 1-32 channel. Pada pengerjaan tugas akhir ini hanya menggunakan modul relay dengan 1 dan 2 channel.

Gambar 2.12. Modul Relay 1 Channel.

Sumber : https://www.aldyrazor.com/2020/05/modul-relay- arduino.html

Gambar 2.13. Gambar Modul Relay 2 Channel.

Sumber : https://components101.com/switches/5v-dual-channel-relay- module-pinout-features-applications-working-datasheet

(30)

2.7.7 Sensor ACS712

Sensor ACS712 adalah sensor arus yang bekerja berdasarkan efek medan. Sensor ini digunakan untuk mengukur arus AC atau DC dan dilengkapi dengan rangkaian penguat operasional, sehingga sensitivitas pengukuran arusnya meningkat dan dapat mengukur perubahan arus yang kecil.

Cara kerjanya adalah sebagai berikut, arus yang dibaca mengalir melalui kabel tembaga yang terdapat didalamnya yang menghasilkan medan magnet yang di tangkap oleh IC medan terintegrasi dan diubah menjadi tegangan proporsional. Ketelitian dalam pembacaan sensor dioptimalkan dengan cara pemasangan komponen yang ada di dalamnya antara penghantar yang menghasilkan medan magnet dengan tranducer medan secara berdekatan.

Gambar 2.14. Gambar Modul Sensor ACS712

Sumber : https://www.nyebarilmu.com/tutorial-arduino-mengakses- sensor-arus/

2.7.8 Resistor

Resistor merupakan salah satu komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. Resistansi Resistor atau Satuan Hambatan adalah OHM/R (Ω).

(31)

Gambar 2.15. Simbol dan bentuk resistor

Sumber : https://teknikelektronika.com/pengertian-resistor-jenis-jenis- resistor/

Pada rangkaian alat Simulator ini menggunakan resistor Carbon Film Resistor dengan nilai resistansi sebesar 1K ohm/0,5 Watt dan resistor Keramik dengan resistansi 68 Ω, 100 Ω, dan 220 Ω/10 Watt.

Gambar 2. 16. Resistor 1K ohm/0,5 Watt

Sumber : https://shopee.co.id/Resistor-1K-ohm-0.5-W-1-2-W-5-pcs- i.50619982.3347334625

(32)

Gambar 2.17. Gambar resistor 10 Watt Sumber : google.com

2.7.9 Button

Push Button merupakan suatu komponen yang berfungsi untuk memutus dan menyambungkan arus listrik. Biasanya push button digunakan untuk memicu jalannya suatu perangkat output seperti relay, buzzer, LED, timer, ataupun yang lainnya.

Prinsip kerja dasar nya sebagai berikut, pemutus dan penyambung aliran listrik, namun tak bersifat mengunci sehingga akan kembali ke posisi semula saat selesai ditekan.

Gambar 2.18. Push Button

Sumber : https://omouxtis.com/en/product/ds-212-momentary-off-on- 16mm-push-button-switch/

(33)

2.7.10 Lampu Bohlam Kecil

Lampu bohlam kecil dengan tegangan 12VAC/DC dan 24AC/DC digunakan sebagai output dari suatu rangkaian atau sistem untuk menandakan suatu rangakian atau sistem dapat berjalan.

Gambar 2.19. Gambar lampu bohlam kecil Sumber : https://id.aliexpress.com/i/32857411512.html

(34)

BAB III PERANCANGAN

3.1 Deskripsi Sistem

Simulator pesawat sinar-x ini dibuat untuk mempermudah pembelajaran dalam memahami bagaimana cara kerja pesawat sinar-x. Sistem ini menggunakan autotransformator sebagai komponen utamanya, serta dilengkapi sensor arus untuk menampilkan arus yang akan digunakan. Alat ini dilengkapi juga dengan beberapa push button yaitu push button ready, push button expose, push button reset, serta push button pemilihan mA dan timer.

Simulator pesawat sinar-x terdapat tiga pemilihan mA, untuk mengubah pengaturannya dengan cara menekan push button up dan down mA dan dilanjutkan dengan mengatur lama waktu expose. Pengaturan mA dan waktu yang telah diatur akan tertampil pada LCD. Selajutnya, untuk memulai proses expose maka harus menekan push button ready terlebih dahulu, karena jika tidak maka push button expose tidak akan bekerja. Saat push button ready ditekan, maka lampu kolimator akan menyala sekitar 5 detik lalu dan dilanjutkan dengan lampu filamen akan menyala dan ketika dilanjutkan dengan menekan push button expose, maka lampu sinar-x akan menyala dan dalam waktu tertentu sesuai dengan waktu yang telah diatur maka lampu akan mati secara otomatis secara bersamaan.

3.2 Blok Diagram

Blok diagram simulator yang dibuat diberikan seperti pada gambar di bawah. Komponen autotransformator yang telah dihubungkan dengan voltage regulator variabel 13 VAC berfungsi untuk mendistribusikan tegangan ke relay mA, relay kV, dan relay kolimator. Lalu masing-masing komponen ini terhubung dengan microcontroller yang telah diprogram sehingga dapat mengatur sistem agar dapat berjalan dengan baik, namun sebelumnya microcontroller ini harus

(35)

mendapatkan tegangan terlebih dahulu dari catu daya (power supply) yang terhubung dengan tegangan 220 VAC. Simulator ini menggunakan transformator tegangan tinggi yang berfungsi untuk menaikkan tegangan dengan perbandingan tegangan 1:7 dan transformator step down dengan perbandingan tegangan 3:1.

Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem

Relay mA berfungsi untuk mengatur terang redupnya lampu AC sebagai indikator (pengganti filamen), sedangkan relay kV berfungsi untuk mengatur terang redupnya lampu DC sebagai indikator (pengganti sinar x) sebelum masuk pada transformator. Setelahnya, terdapat rangkaian penyearah yang digunakan untuk menyearahkan sinyal dari AC transformator step up menjadi sinyal DC untuk kemudian digunakan ke output lampu indikator, mengingat lampu indikator yang digunakan pada output relay kV adalah lampu DC.

Pada simulator ini terdapat pula lampu indikator kolimator yang berfungsi untuk membatasi luas lapang penyinaran lampu yang akan dikenakan pada objek.

Lampu indikator kolimator ini diatur menggunakan sebuah komponen relay yang berfungsi sebagai saklar.

(36)

3.3 Perancangan Mekanik

Kotak alat berbentuk balok dengan ukuran (30x26x15) cm³. Pada bagian atas terdapat button, LCD, voltmeter digital, dan lampu indikator, sementara di sisi samping kanan terdapat fuse dan 2 colokkan, yaitu tegangan 220VAC dan 13 VAC. Pada bagian dalam kotak terdapat berbagai macam komponen dan rangkaian yang digunakan, antara lain autotransformator, transformator, modul relay, microcontroller, power supply, dan rangkaian penyearah, rangkaian resistor, serta rangkaian button.

Gambar 3.2. Perancangan Mekanik Alat

3.4 Perancangan Elektronika 3.4.1 Autotransformator

Autotransformator berfungsi untuk mendistribusikan tegangan ke seluruh rangkaian. Beberapa tegangan output AC yang dihasilkan yaitu 4V, 5V, 6V, 7V, 8V, 9V, 10V, dan 24V. Tegangan input autotransformator diambil dari output slide regulator dengan besar tegangan 13VAC.

(37)

Gambar 3.3. Skema Autotransformator Sumber : Dokumentasi Tugas Akhir Sebelumnya

3.4.2 Rangkaian VCC dan GND Pusat

Rangkaian ini digunakan sebagai konektor dari tegangan 5V dan GND Arduino yang terhubung dengan komponen-komponen lain yang membutuhkannya.

(38)

Gambar 3.4. ISIS Rangkaian VCC dan GND

Gambar 3.5. ARES Rangkaian VCC dan GND

(39)

Gambar 3.6. 3D Rangkaian VCC dan GND

3.4.3 Rangkaian COM Relay mA

Rangkaian ini digunakan sebagai konektor dari COM modul relay yang terhubung dengan trafo step down.

Gambar 3.7. ISIS Rangkaian COM Relay mA

(40)

Gambar 3.8. ARES Rangkaian COM Relay mA

Gambar 3.9. 3D Rangkaian COM Relay mA

3.4.4 Rangkaian Resistor Selektor mA

Rangkaian resistor seektor mA mendapat sumber tegangan dari autotransformator sebesar 24VAC. Rangkaian selektor ini berfungsi untuk mengatur berapa besar arus yang akan mengalir ke lampu filamen.

(41)

Gambar 3.10. ISIS Rangkaian Resistor mA

Gambar 3.11. ARES Rangkaian Resistor mA

Gambar 3.12. 3D Rangkaian Resistor mA

(42)

3.4.5 Rangkaian Button

Rangkaian button digunakan sebagai komponen pengatur atau pemilihan pada mA dan timer yang terhubung pada microcontroller.

Gambar 3.13. ISIS Rangkaian Button

Gambar 3.14. ARES Rangkaian Button

(43)

Gambar 3.15. 3D Rangkaian Button

3.5 Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan program kontrol ini dibuat untuk mengendalikan relay, push button, LCD, dan sensor ACS712. Pada bagian awal program terdapat proses inisialisasi pin input yang akan digunakan dalam sistem, selanjutnya sistem akan mulai bekerja sesuai dengan perintah dari program yang telah dirancang dalam software Arduino IDE.

(44)

(45)

Gambar 3.16. Diagram Alir Sistem

(46)

BAB IV

IMPLEMENTASI dan PEMBAHASAN

4.1 Alat dan Bahan

Pada pembuatan Tugas Akhir Simulator X-Ray, menggunakan beberapa peralatan dan bahan, berikut diantaranya:

4.1.1 Alat

Tabel 4. 1. Alat yang Digunakan - Variabel Regulator

- Bor duduk - Obeng/Taspen - Solder

- Penghisap Tenol - Gurinda

- Gunting/Cutter

- Tang Kombinasi, Potong, dan Cucut

4.1.2 Bahan

Tabel 4.2. Bahan yang Digunakan

Nama Bahan Jumlah (buah)

- Arduino Mega 2560 - LCD 20x4 karakter - Sensor ACS712 - Modul I2C

- Modul Relay Channel 4 - Modul Relay Channel 2 - Modul Relay Channel 1 - Voltmeter Digital - Push Button

- Lampu Bohlam Kecil 12 V

1 1 1 1 1 2 2 1 9 1

(47)

- Lampu Bayonet 24 V - Resistor 1K/0,5 Watt - Resistor 68R/10 Watt - Resistor 100R/10 Watt - Resistor 220R/10 Watt - Terminal Block 12 pin - Terminal Block 4 pin - Terminal Block 3 pin - Terminal Block 2 pin - Jumper Male-Female - Jumper Male-Male - Kabel Jumper Tunggal - Power Supply

- Trafo 3A - PCB - Amplas - Cairan HCL - Cairan H2O2 - Air

- Akrilik - Sterofoam

- Double Tape dan Lakban

3 9 1 1 1 1 2 9 16 Secukupnyq Secukupnya Secukupnya

1 2 Secukupnya Sekucupnya Secukupnya Sekucupnya Sekucupnya 30x26x15 cm³

Sekucupnya Sekucupnya

4.2 Implementasi Mekanik

Desain dalam pembuatan simulator pesawat sinar-x dibuat menggunakan software Microsoft Word. Case yang digunakan pada alat terbuat dari bahan akrilik dengan ketebalan 3 mm dan 8 mm.

(48)

Gambar 4.1. Proses Pemasangan Komponen pada Kotak Alat

Gambar 4.2. Simulator Pesawat Sinar-X

4.3 Implementasi Elektronika 4.3.1 Autotransformator

Komponen utama dari tugas akhir ini adalah autotransformator.

Autotransformator yang digunakan dibuat secara manual dengan membandingkan resistansi kawat email. Autotransformator ini berfungsi untuk mendistribusikan tegangan yang akan digunakan untuk mensupply tegangan ke seluruh rangkaian. Pada autotransformator ini

(49)

terdapat 9 output, dimana 7 output digunakan untuk pengaturan kV, 1 output digunakan untuk mensupply mA, dan 1 output digunakan untuk mensupply lampu kolimator. Tegangan output dari autotransformator akan dihubungkan pada masing – masing modul relay, yaitu modul relay kV, modul relay mA, dan modul relay kolimator.

Gambar 4.3. Autotransformator Sumber : dokumentasi Tugas Akhir Sebelumnya

4.3.2 Rangkaian Resistor Selektor mA

Rangkaian resistor selektor mA berfungsi untuk mengatur berapa besar arus yang akan digunakan oleh filamen. Terdapat 3 pengaturan mA, yaitu 210 mA, 199 mA dan 171 mA. Hasil pengukuran arus lampu tanpa resistor dengan tegangan input 24VAC adalah sebesar: 0,29A.

Berdasarkan hasil pengukuran tersebut, ditentukan arus selector yang akan digunakan yaitu: 0,1 A, 0,2 A, dan 0,3 A.

Mengacu pada hukum Ω (V=I.R), untuk mencapai arus tersebut maka digunakan resistor dengan besar resistansi sebagai berikut:

(50)

R1 = ²⁴

0,1 = 240 Ω R2 = ²⁴

0,2 = 120 Ω R3 = ²⁴

0,3 = 96 Ω

Setelah ditemukan resistansi yang akan digunakan, dilakukan perhitungan untuk menentukan besarnya daya resistor yang akan digunakan. Berdasarkan rumus P=V.I dengan tegangan input yang digunakan 24VAC sehingga dihasilkan daya sebagai berikut:

P = 24V * 0,29A = 6,96 watt

Namun, pada saat proses pembelian, tidak ditemukan resistor dengan resistansi dan daya resistor sesuai perhitungan di atas. Sehingga resistansi dan daya yang digunakan adalah yang mendekati yaitu 68 Ω, 100 Ω, dan 220 Ω dengan daya 10 watt.

Gambar 4.4. Rangkaian Resistor Selektor mA

4.3.3 Rangkaian Relay mA

Rangkaian Relay mA merupakan rangkaian yang digunakan sebagai saklar atau switch untuk mengatur pemilihan mA yang akan di pilih sehingga arus yang dikeluarkan sesuai dengan mA yang diatur.

(51)

4.3.4 Rangkaian COM Relay mA

Rangkaian COM Relay mA merupakan rangkaian yang digunakan untuk menggabungkan sekaligus penyambung antara COM relay dengan 110V trafo step down.

Gambar 4.5. Rangkaian COM Relay mA

4.3.5 Rangkaian Button

Rangkaian button berfungsi sebagai tombol untuk mengatur pemilihan mA dan timer yang dibutuhkan.

(52)

Gambar 4.6. Rangkaian Button

4.3.6 Rangkaian VCC dan GND Pusat

Rangkaian VCC dan GND berfungsi sebagai penggabungan dan penyambungan untuk komponen yang mendapatkan tegangan 5V dan GND dari Arduino.

Gambar 4.7. Rangkaian VCC dan GND mA

(53)

4.4 Proses Pemprograman 4.4.1 Program kV dan mA

a. Menyusun program untuk mengatur pemilihan kV sesuai selektor dari 1-7 menggunakan simulasi ISIS dengan output led yang akan hidup sesuai jumlah kV.

b. Melanjutkan program pemilihan kV dengan menambahkan pemilihan mA sesuai dengan selektor 1-3 dengan output led yang akan hidup sesuai jumlah mA.

c. Melanjutkan program pemilihan kV dan mA sesuai dengan nilai pemilihan kebutuhan kv dan mA, untuk kV dari nilai 4-10 dan mA 200, 250, dan 350, tetapi tampilan awal pemilihan bukan menampilan nilai 0 terlebih dahulu melainkan langsung ke nilai 4 atau 200.

d. Memperbaiki program kV dan mA agar tampilan awal dapat menampilan nilai 0 terebih dahulu sebelum pemilihan nilai diatur dan output led akan hidup sesuai dengan nilai yang akan di atur.

e. Program kV dan mA sudah sempurna sesuai dengan apa yang diharapkan yaitu :

- Tampilan awal akan menampilkan nilai 0 sebelum pemilihan nilai kV dan mA.

- Output led akan menyala sesuai dengan nilai yang telah dipilih.

4.4.2 Program Timer

a. Menyusun program untuk mengatur lama waktu saat ekspose dengan satuan detik, tetapi tampilan pada LCD masih kacau, pengaturan button masih error, dan nilai belum bisa membaca batas bawah dan batas atas.

(54)

b. Melanjutkan dan memperbaiki program, nilai sudah bisa membaca batas bawah dan batas atas, pengaturan button sudah baik, tetapi tampilan LCD masih nge-blink saat perpindahan mode.

c. Untuk tampilan LCD yang nge-blink, dosen menyarankan untuk mencoba langsung pada komponen asli.

4.4.3 Penggabungkan Program kV, mA, dan Timer.

a. Menggabungkan program kV, mA, dan Timer, pertama kali digabungkan timer tidak bisa di atur dan tampilan LCD ketika kembali ke menu nilai tidak otomatis kembali ke 0 dan nge-blink.

b. Melanjutkan dan memperbaiki program sehingga tampilan LCD ketika kembali ke menu sudah otomatis kembali ke 0, timer sudah bisa di atur, tetapi waktu belum sempurna untuk menghitung mundur.

c. Melanjutkan dan memperbaiki program sehingga timer sudah bisa menghitung mundur dengan sempurna, tetapi tampilan LCD masih nge-blink.

d. Melanjutkan dan memperbaiki program dan menambahkan button ekspos. Button sudah berfungsi, tetapi tampilan LCD masih nge- blink.

4.4.4 Mencoba Program Menggunakan Komponen Asli

a. Button up dan down pemilihan kV, mA, dan Timer berfungsi dengan baik, tampilan LCD bagus, tetapi button ready, button ekspos, dan button reset tidak bekerja sesuai fungsinya.

b. Memperbaiki program sehingga button dapat berjalan sesuai fungsinya.

c. Program keseluruhan sudah berjalan sempurna sesuai dengan fungsi dan yang diharapkan yaitu :

(55)

- Pengaturan button kV, mA, dan timer akan tertampil pada LCD sesuai dengan nilai yang diatur.

- Ketika button ready di tekan dan dilanjutkan dengan menekan button expose, maka alat akan beroperasi, tetapi saat expose sedang berlangsung button reset tidak akan berfungsi begitu juga dengan button ready.

- Setelah menekan button ready, tetapi ada pemilihan yang salah dan dapat di ubah menggunakan button reset dan tampilan LCD akan kembali ke menu awal.

4.5 Troubleshooting

4.5.1 Arduino tidak dapat diupload

 Analisa : Driver CH340 yang digunakan pada Arduino Mega belum terinstal pada PC.

 Solusi : Mendownload dan menginstal driver CH340 pada PC.

 Hasil : Arduino bisa di upload dan digunakan.

Gambar 4.8. Mendownload Driver CH340

(56)

Gambar 4.9. Menginstall Driver CH340

4.6 Relay pada selektor mA tidak bekerja sempurna a. Sambungan JD-VCC

 Analisa : Pada penggabungan antara relay 1 dan 2 channel hanya mendapat tegangan 5VDC dari microcontroller.

 Solusi : Mencari informasi pada literatur ternyata JD-VCC dan GND harus mendapatkan sumber tegangan 12 VDC dari power supply.

 Hasil : Relay dapat bekerja sesuai dengan kondisi dan sistem yang diinginkan.

Gambar 4.10. JD-VCC dan GND pada Relay

(57)

b. Jumper/sambungan input longgar

 Analisa : Sambungan input pada relay yang terhubung pada microcontroller longgar sehingga relay tidak stabil.

 Solusi : Menyambungkan jumper dengan yang lebih besar sehingga tidak longgar dan bergerak-gerak.

 Hasil : Relay hidup dan bekerja dengan stabil.

Gambar 4.11. Penggantian Jumper/Konektor pada Inputan Relay

c. Button belum bekerja sesuai sistem

 Analisa : Adanya susunan program yang belum sesuai.

 Solusi : Memperbaiki susunan program sesuai yang dibutuhkan.

 Hasil : Button sudah bekerja sesuai sistem.

d. Setelah sistem OFF, nilai tidak menghitung mulai dari awal

 Analisa : Adanya program yang belum di masukkan.

 Solusi : Menambahkan program yang kurang.

 Hasil : Sudah dapat menghitung dari nilai awal.

e. Tegangan Output Transformator tidak terbaca

 Analisa : Besi penyambungan trafo sudah tidak begitu bagus walaupun sudah di amplas dan di bersihkan.

 Solusi : Mengganti menggunakan trafo yang lain.

 Hasil : Tegangan dapat terbaca sesuai kebutuhan.

(58)

f. Lampu Filament

1. Lampu bohlam kecil AC/DC 3,8 V putus

 Analisa : Memasang lampu pada fitting saat keadaan rangkaian masih di aliri tegangan.

 Solusi : Mengganti lampu dan memasang saat semua sumber sudah tidak terhubung.

 Hasil : Lampu bisa menyala.

Gambar 4.12. Lampu Bohlam 3,8 V yang Putus 2. Cahaya lampu sangat redup

 Analisa : Tegangan lampu bohlam 3,8 V terlalu kecil.

 Solusi : Mengganti lampu 3,8 V menjadi lampu 12 V.

 Hasil : Cahaya lampu dengan terang dari yang sebelumnya.

Gambar 4.13. Lampu Bohlam 12 V

(59)

g. Lampu Kolimator

1. Lampu kolimator putus

 Analisa : Lampu bohlam 2,5 dan 3,8 V putus dikarenakan sambungan salah.

 Solusi : Mengganti lampu menggunakan bohlam 24 V.

 Hasil : Lampu dapat bekerja dengan baik.

Gambar 4. 14. Lampu Bohlam 2,5 dan 3,8V yang Putus h. Pembacaan Sensor Arus Tidak Berubah

 Analisa : Dikarenakan penggabungan program dengan semua sistem belum sesuai.

 Solusi : Memperbaiki program dan sambungan konektor pada sensor.

 Hasil : Nilai sensor pada LCD sudah dapat berubah.

i. Tampilan LCD Error Muncul karakter simbol-simbol

 Analisa : Terdapat tenol sisa penyedot di antara sambungan kaki LCD dan I2C.

 Solusi : Memeriksa setiap sambungan menggunakan multimeter dan menghilang sisa tenol diantara sambungan kaki LCD dan I2C.

 Hasil : Tampilan LCD sudah kembali normal sseperti semula.

(60)

Gambar 4.15. LCD Muncul Karakter Simbol

j. Susunan Komponen dalam Kotak Alat tidak sesuai

 Analisa : Dikarena banyak komponen tambahan yang digunakan sebelum kotak alat di desain.

 Solusi : Menyusun kembali komponen-komponen sesuai posisi yang pas.

 Hasil : Susun komponen sudah rapi dan komponen sudah dapat di masukkan di dalam kotak alat.

Gambar 4.16. Susunan Komponen yang Salah

(61)

Gambar 4.17. Penyusunan Kembali Komponen

4.7 Pengujian Komponen dan Rangkaian 4.7.1 Pengujian LCD dan I2C

Pengujian Liquid Crystal Display (LCD) dan Inter Integrated Circuit (I2C) dengan cara menghubungkan LCD pada I2C dan dihubungkan ada pin Arduino. Setelah selesai menghubungkan, dibuat kode program untuk diupload ke Arduino. Pada gambar berikut ini menunjukkan bahwa LCD sudah menampilkan karakter. Hal ini menunjukkan bahwa LCD dapat berfungsi dengan baik. Pengujian dilanjutkan dengan membuat kode program pada Arduino untuk dapat membaca pemilihan mA, kV, timer, dan sensor ACS712, sehingga LCD dapat menampilkan hasil pembacaan yang dibutuhkan.

(62)

Gambar 4.18. Pengujian Tampilan LCD

4.7.2 Pengujian Transformator Step down

Transformator step down digunakan untuk menurunkan tegangan yang akan digunakan pada lampu filamen. Tegangan untuk indikator pemanas filamen adalah 12VAC - 24VAC, sehingga disimpulkan bahwa tegangan maksimalnya adalah 24VAC. Oleh sebab itu, dilakukan pengambilan data pengukuran Transformator step down yang dapat menghasilkan tegangan 12VAC, dengan hasil sebagai berikut:

Tabel 4.3. Hasil Pengambilan Data Transformator Step down Tegangan

input yang diinginkan

Tegangan input terukur dari slide regulator di

kaki 0 dan 110

Tegangan output terukur di kaki CT dan

15

Tegangan output terukur di kaki CT dan

18

Tegangan output terukur di kaki 15 dan

15

24 VAC 24 VAC 2,5 VAC 3,0 VAC 6,5 VAC

24 VAC 2,5 VAC 3,0 VAC 6,5 VAC

(63)

Dari hasil pengujian tersebut dapat disimpulkan bahwa transformator step up tersebut memiliki perbandingan tegangan 3,7:1 dengan perhitungan sebagai berikut;

𝑁𝑝 𝑁𝑠 = 𝑉𝑝

𝑉𝑠

Kemudian pada saat lilitan primer diberi tegangan 24VAC dan output pada lilitan sekunder terukur 6,5VAC;

𝑁𝑝 𝑁𝑠 = 24

6,5=>𝑁𝑝 𝑁𝑠 =3,7

1

Sehingga dari perhitungan tersebut dapat disimpulkan bahwa dari lilitan primer dan sekunder menghasilkan perbandingan ±3,7:1.

Untuk gambar dari hasil pengukuran tegangan trafo step down dapat dilihat pada Gambar 19 sampai Gambar 21

(64)

Gambar 4.19.

Gambar Pengukuran Tegangan Output Trafo Step down di kaki

CT dan 15

Gambar 4.20. Gambar Pengukuran Tegangan Output Trafo Step down di kaki CT dan

18

Gambar 4.21. Gambar Pengukuran Tegangan Output Trafo Step down di kaki 15 dan 15

4.7.3 Pengujian Button

Rangkaian button dirangkain dengan resistor ½ Watt dan terhubung pada pin Arduino. Agar button dapat bekerja sesuai dengan apa yang diinginkan untuk mengatur pemilihan mA dan timer, sehingga dibuat program dan diupload ke Arduino lalu tampilannya dimunculkan pada display LCD.

Berikut hasil button sudah dapat bekerja sesuai dengan yang dibutuhkan dan data sudah tertampil pada display LCD.

(65)

Gambar 4.22. Pengujian Button pada LCD

4.7.4 Pengujian Relay

Rangkaian relay berfungsi sebagai saklar pada selektor pemilihan mA dan menyalakan lampu kolimator. Relay sudah bisa mengunci tegangan input sehingga sebelum button ditekan lampu indikator filamen dan kolimator akan mati terlebih dahulu.

4.7.5 Pengujian Timer

Timer disusun pada program Arduino yang akan mempengaruhi lamanya waktu expose dengan ditandainya lampu indikator mA dan kV akan mati.

Gambar 4.23. Pengujian Timer pada LCD

4.7.6 Pengujian Sensor Arus ACS712

Sensor ACS712 menggunakan 1 komunikasi untuk mengirimkan data pada Arduino. Pin tersebut akan terhubung dengan pin A0 pada pin Arduino dan pin VCC serta GND akan terhubung dengan pin VCC dan GND pada Arduino. Pengujian sensor ACS712, hasil pembacaannya akan dibandingkan dengan hasil pembacaan multimeter.

(66)

4.7.7 Pengujian Arus Lampu

Pengujian arus lampu digunakan untuk mengukur besarnya resistor yang akan digunakan pada lampu filamen. Berikut hasil pengukuran tegangan dan arus yang digunakan pada lampu filamen:

Tabel 4. 4. Tabel Hasil Pengukuran Lampu Arus Resistansi

Resistor Selektor mA

Tegangan Input Autotransformator

(AC)

Tegangan Output Transformator Step down (AC)

Arus Beban

68 Ω 24 V 7,8 V 01,8 A

100 Ω 24 V 6,5 V 0,16 A

220 Ω 24 V 5,7 V 0,14 A