PEMANTAU SUHU DAN KELEMBABAN PADA INKUBATOR BERBASIS MIKROKONTROLER

PEMANTAU SUHU DAN KELEMBABAN PADA INKUBATOR BERBASIS

MIKROKONTROLER ATmega328

Rizky Handayani Rayu, La Ode Saafi

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTROMEDIK SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN MANDALA WALUYA KENDARI

ABSTRAK

Pemasangan alat pengontrol suhu dan kelembaban untuk memantau bayi yang berada dalam inkubator, sehingga suhu yang diberikan ke bayi tersebut tidak terlalu panas ataupun terlalu dingin akibat sistem pemanas inkubator yang tidak terawat secara teratur serta pelayan Rumah Sakit yang lalai. Suhu yang dibutuhkan bayi prematur 32-42 °C tergantung berat badan bayi. Pemantau Suhu Dan Kelembaban Pada Inkubator Berbasis Mikrokontroller ATmega 328 ini dirancang untuk memudahkan perawat dalam memonitoring suhu dan kelembababn pada inkubator. Sensor DHT11 digunakan untuk mengukur suhu yang datanya akan diolah oleh mikrokontroler kemudian data tersebut akan dikirim menggunakan wireless HC12 yang hasilnya akan ditampilkan di LCD berukuran 20x4 yang apabila terjadi ketidaksesuaian suhu maka alarm akan berbunyi.Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengukuran menggunakan DHT11 mempunyai keakuratan yang sangat baik dengan selisih pengukuran terhadap termometer 1 °C dan jarak yang bisa diukur dengan pembatas maupun diruang terbuka masih bisa menerima data adalah 45 meter.

Kata Kunci : DHT11, ATmega328,Wireless HC12,Push Button,Buzzer. ABSTRACT

Installation of temperature and humidity control devices to monitor the baby in the incubator, so that the temperature given to the baby is not too hot or too cold due to an incubator that is not regularly maintained as well as negligent hospital maids. The temperature needed by a premature baby is 32-42 ° C depending on the baby's weight.

Monitoring the Temperature and Humidity of the ATmega 328 Microcontroller Based Incubator is designed to facilitate nurses in monitoring the temperature and humidity of the incubator. DHT11 sensor is used to measure the temperature whose data will be processed by the microcontroller then the data will be sent using wireless HC12 which results will be displayed on a 20x4 LCD which in the event of a temperature mismatch the alarm will sound.

The results showed that measurements using DHT11 had very good accuracy with a difference in measurement of a 1 ° C thermometer and the distance that could be measured with a divider or open space could still receive data was 45 meters.

1. PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang

Inkubator merupakan alat kesehatan yang yang tergolong dalam peralatan life support yang digunakan untuk perawatan bayi yang lahir secara prematur. Setiap bayi dalam inkubator memiliki perawatan khusus dan dipantau setiap waktu tertentu.Akan tetapi, sering terjadi kelalaian dalam memantau bayi yang berada dalam inkubator, sehingga suhu yang diberikan ke bayi tersebut terlalu panas ataupun terlalu dingin akibat sistem pemanas inkubator yang tidak terawat secara teratur serta pelayan Rumah Sakit yang lalai dalam memantau suhu inkubator, sehingga menyebabkan bayi prematur meninggalkarena kelalaian tersebut. Namun, dalam pemantauan dan pengukuran tidak semua kondisi memungkinkan dilakukan secara langsung dikarenakan jarak.Hal itu dapat

menghambat dalam memperoleh

informasi tersebut.

Kendala pengukuran pada lokasi yang sulit terjangkau dapat diatasi dengan menggunakan metode pengukuran jarak

jauh yang hasil pengukurannya

dikirimkan ke tempat lain melalui proses

pengiriman data baik dengan

menggunakan kabel maupun tanpa menggunakan kabel (wireless).

Dengan demikian dibutuhkan sebuah sistem yang dapat melakukan pengukuran dan pemantauan suhu dan kelembaban dari lokasi yang berjauhan dengan cara wireless. Sehingga diharapkan dapat mengurangi hambatan untuk mendapatkan informasi.

Berdasarkan permasalahan tersebut, maka penulismengangkat judul “Pemantau Suhu dan Kelembaban Berbasis Mikrokontroler ATmega320”.

1.2.Batasan masalah

Berdasarkan latar belakang permasalahan diatas, maka batasan masalah pada Karya Tulis Ilmiah ini yaitu:

1. Mengukur dan memantau suhu dan kelembaban dalam inkubator.

2. Mengukur dan memantau suhu dan kelembaban menggunakan sensor DHT11 sebanyak 4 buah untuk di tempatkan ditiap-tiap sisi inkubator. 3. Mengirim data menggunakan wireless

HC12.

4. Membunyikan buzzer jika terjadi ketidaksesuaian suhu dan kelembaban pada inkubator.

1.3. Tujuan

Penulisan ini bertujuan untuk membuat alat yang dapat memberi peringatan kepada petugas Rumah Sakit bahwa terjadi ketiaksesuaian suhu dan

kelembaban pada inkubator.

permasalahan pada ketidaksesuaian suhu dan kelembaban dalam inkubator yang menjadi latar belakang dibuatnya alat ini. Pemantau Suhu dan Kelembaban Berbasis Mikrokontroler ATmega328 ini dapat memantau suhu inkubator secara realtime dari jarak jauh dan apabila terjadi ketidaksesuaian suhu maka alarm peringatan akan berbunyi sehingga pelayan rumah sakit tidak perlu pergi ke ruangan tempat inkubator bayi berada untuk memantau suhu setiap inkubator karena dengan alat ini suhu dapat dilihat di pos pelayanan.

2. METODE PERANCANGAN MODUL

2.1. WAKTU DAN TEMPAT

Desain alat Karya Tulis Ilmiah (KTI) ini direncakan akan dilaksanakan di

Laboratorium Elektronika Stikes Mandala Waluya Kendari. Penelitian alat ini dimulai pada bulan Mei 2018. 2.2. ALAT DAN BAHAN

Dibawah ini adalah tabel alat yang digunakan untuk merancang alat

pemantau suhu dan kelembaban berbasis wireless :

Tabel 1. Alat yang digunakan

No Alat Fungsi

1 Solder Untuk menempelkan timah pada PCB

2 Atraktor Menyedot timah dari PCB

3 Multimeter Mengukur resistansi, kapasitansi & induktansi 4 Laptop Membuat program aplikasi

5 PCB Tempat menguji rangkaian

Di bawah ini adalah tabel bahan yang akan digunakan untuk merancang alat pemantau suhu dan kelembaban berbasis wireless :

Tabel 2. Bahan yang digunakan

No Bahan Spesifikasi Fungsi

1 Mikrokontroler ATMEGA 328 Mengendalikan dan mengontrol sistem

2 Sensor suhu dan kelembaban

DHT 11 Mengukur suhu dan kelembaban

3 LCD 20 x 4 Menampilkan hasil pengukuran

4 Buzzer Sebagai alarm

5 Saklar Sebagai tombol On/Off

6 Wireless HC12 Memodulasi data untuk dikirim dan diterima

7 Push button Tombol setting suhu

8 Resistor 1K Menghambat arus listrik

9 Kapasitor 47µF Menyimpan muatan listrik

10 Timah Menghubungkan komponen, PCB dan kabel saat

perakitan elektronika

2.3.Tahapan atau cara kerja 2.3.1. Blok Diagram

Sensor DHT 11 sebagai sensor suhu dan kelembaban akan mengukur kondisi temperatur dan kelembaban didalam inkubator yang akan di proses didalam mikrokontroler pertama kemudian data tersebut dikirim menggunakan wireless HC12 yang datanya akan diolah di mikrokontroler kedua kemudian hasilnya di tampilkan di LCD berukuran 20 x 4. Jika pengaturan suhu tidak sesuai dengan suhu yang terbaca dalam inkubator maka buzzer akan berbunyi.

2.3.2. Skematik rangkaian Transmitter

Rangkaian transmitter berfungsi untuk mengirim data kepada rangkaian receiver.

Dibawah ini merupakan beberapa rangkaian yang ada didalam transmitter.

Gambar 2. Rangkaian Regulator

Gambar 3. Skematik Rangkaian Sistem Minimum ATmega328

Gambar 15. Skematik Rangkaian DHT11

Gambar 16. SkematikRangkaian HC12

Receiver

Rangkaian receiver berfungsi untuk menerima data yang dikirimkan oleh transmitter.

Dibawah ini merupakan beberapa rangkaian yang ada didalam receiver.

Gambar 17. Rangkaian Regulator

Gambar 18. Skematik Rangkaian Sistem MinimumATmega328 dan Buzzer

Gambar 19. Push Button

Gambar20. Skematik Rangkaian LCD

2.3.3. Perancangan mekanik

Merupakan sebuah rancang bangun yang berfungsi sebagai tempat untuk meletakkan seluruh perangkat keras sehingga dapat diaplikasikan. Chasing ini terbuat dari kotak plastik hitam dan ditutup dengan acrylic bening yang

berjumlah 2 unit yaitu untuk unit pengirim dan unit penerima. Unit Pengirim

Sistem ini dirancang sebagai perangkat yang mampu mengukur besaran peter suhu dan kelembaban menggunakan sensor DHT11.

Gambar 22. Unit pengirim Unit Penerima

Sistem ini dirancang untuk menerima data pengukuran suhu dan kelembaban dari unit pengirim. Data ditampilkan di LCD sebagai pemantau data pengukuran telah diterima. Di unit penerima

dilengkapi dengan buzzer sebagai alarm jika terjadi ketidaksesuaian suhu setting dengan suhu yang terbaca

Gambar 23. unit penerima

2.3.4. Diagram Alir

Diagram alir terdiri dari unit pengirim dan penerima. Pada awal program dilakukan proses inisialisasi seluruh bagian dari sistem. Pada unit pengirim data yang diperoleh dari akan ditransmisikan ke unit penerima yang kemudian akan ditampilkan di LCD jika setting suhu dan kelembaban sama dengan hasil pembacaan. Namun jika tidak sesuai buzzer akan berbunyi.

3. ANALISA DAN PEMBAHASAN

3.1.Pengambilan Data, Program sistem dan Pengujian Modul

3.1.1. Pengambilan Data

Setelah membuat modul maka perlu diadakan pengujian dan pengambilan data. Untuk itu penulis mengadakan pendataan melalui proses pengambilan data dan

pengujian. Tujuan dari pengambilan data dan pengujian adalah untuk mengetahui ketepatan dari pembuatan modul yang penulis lakukan atau untuk memastikan apakah masing-masing bagian (komponen) dari rangkaian modul yang dimaksud telah bekerja sesuai dengan fungsinya seperti yang telah direncanakan.

Langkah-langkah pengukuran dan pengujian modul ini dapat diuraikan sebagai berikut:

a. Menyiapkan peralatan dan bahan yang diperlukan

b. Menyiapkan wiring diagram dan gambar layout rangkaian

c. Menyiapkan tabel untuk

mencatat hasil pengukuran d. Melakukan pengecekan terhadap

masing-masing jalur rangkaian

pada PCB tentang ketepatan komponen dan koneksi-koneksi pada IC

e. Melakukan test

f. Mencatat hasil pengukuran pada tabel.

Data yang dikirim oleh sensor DHT11 ke controller sebanyak 40 bit data dimana, 16 bit data pertama merupakan data biner kelembaban, 16 bit selanjutnya merupakan data biner suhu, dana 8 bit data terakhir merupakan hasil dari penjumlahan dari nilai suhu dan kelembaban.

Dengan metode pengiriman data secara serial sebanyak 40 bit yang terdiri dari data suhu dan kelembaban membuat sensor DHT11 ini tidak memerlukan kalibrasi lagi. Data suhu dan kelembaban sudah dapat terbaca dengan menerjamahkan ke 40 bit data biner yang dikirim sensor DHT11 menjadi data desimal.

Pada tabel 8dilakukan pengambilan

data antara DHT11 dengan

Termometer. Tujuannya yaitu untuk melihat tingkat keakuratan modul.

Tabel 8. pengukuran termometer dan receiver NO Suhu pada termometer (°C ) Receiver Suhu 1 2 3 4 1 32 31 32 30 31 (°C ) 2 31 32 31 30 32 (°C ) 3 32 32 30 31 31 (°C ) 4 35 33 31 30 33 (°C ) 5 35 30 31 31 33 (°C ) 6 33 33 31 31 33 (°C )

Tabel 9. Uji coba kondisi buzzer terhadap pengaturan suhu

NO Suhu setting Suhu & kelembaban terukur Kondisi buzzer Atas Bawah 1 40 20 30 (°C ) &68 (%) Mati 2 41 21 31 (°C ) &61 (%) Mati 3 42 22 31 (°C ) &61 (%) Mati 4 43 23 31 (°C ) &63 (%) Mati 5 44 24 31 (°C ) &62 (%) Mati 6 45 25 31 (°C ) &65 (%) Mati 7 40 32 42 (°C ) &68 (%) Bunyi 8 39 33 32 (°C ) & 69 (%) Bunyi 9 38 34 39 (°C ) & 69 (%) Bunyi 10 37 35 33 (°C ) & 69 (%) Bunyi

Pada tabel 10 merupakan hasi uji coba modul pengirim dan penerima

terhadap jarak Tabel 10. Uji coba pengukuran modul

dengan jarak NO Ruangan Penghalan g Jarak (TX ke RX) Komunik asi HC12 (TX ke RX) TX RX 1 R1 R1 1 Dinding 15 Meter YA 2 R2 2 Dinding 20 Meter YA 3 R3 3 Dinding 25 Meter YA 4 R4 4 Dinding 30 Meter YA 5 R5 5 Dinding 35 Meter YA 6 R6 6 Dinding 40 Meter YA 7 R7 7 Dinding 45 Meter YA

Sketsa pengujian alat ditiap ruangan

3.1.2. Program Sistem

Agar alat dapat digunakan terlebih dahulu dibuat program sistem yang berfungsi sebagai masukan

perintah.

 Dibawah ini merupakan program transmitter yang akan mengirimkan data ke receiver.

 Dibawah ini merupakan program receiver yang berfungsi sebagaipenerima data yang dikirim dari transmitter.

3.3.3. Pengujian Alat

Di bawah ini merupakan hasil pengujian alat :

 Transmitter

Transmitter ini akan

disimpan didalam inkubator untuk mengirimkan data suhu dan kelembaban kepada receiver. Sensor DHT11 di pasang ditiap-tiap sisi inkubator.

Transmitter (box pengirim)

 Receiver

Receiver ini digunakan untuk melihat data jarak jauh. Hasil pembacaan sensor akan ditampilkan di display monitor LCD. Apabila terjadi

ketidaksesuaian suhu maka buzzer akan berbunyi.

Tampak samping kiri

Setelah diberi tegangan maka tampilan awal yang akan muncul adalah menu sistem seperti pada gambar 23. Jika ingin mengatur suhu atas klik nomor 1, jika ingin mengatur suhu bawah klik nomor 2 dan jika ingin melihat hasilnya, klik nomor 3 maka akan muncul tampilan seperti gambar nomor 24.

Tampilan awal receiver saat sudah di beri tegangan

Tampilan saat suhu atas dan bawah sudah di atur

3.2.Hasil Analisis

Dibawah ini adalah hasil analisis data tabel pengukuran termometer, kondisi buzzer dan pengukuran jarak yaitu :

 Dari tabel 8 ujicoba pengukuran termometer dan DHT11 didapatkan nilai-nilai yang hampir mendekati dan bahkan ada beberapa nilai yang sama. Hal ini menandakan bahwa hasil pengukuran alat Pemantau pemerataan suhu dalam inkubator ini akurat. Untuk mendapatkan hasil pembacaan DHT11 menggunakan termometer laser cukup dengan menekan tombol laser ke permukaan DHT11 kemudian lepas, maka pada LCD termometer akan tertera nilai suhunya. Lakukan hal ini sebanyak 4x untuk mengetahui pembacaan tiap-tiap sensor.

 Dari tabel 9 uji coba kondisi buzzer terhadap suhu yang telah diatur, apabila suhu setting berada diantara suhu atas dan suhu bawah ( normal ) maka buzzer tidak akan bunyi.

Namun apabila terjadi

ketidaksesuaian suhu maka buzzer akan bebunyi.

 Dari tabel 10 uji coba pengukuran jarak yang dimulai dengan jarak 15-45 meter berhasil menandakan HC12 berfungsi dengan baik.

3.3. Kelebihan dan kekurangan alat 3.3.1. Kelebihan alat

 Mengetahui pemerataan suhu dan kelembaban didalam inkubator dari jarak jauh

 Hasil pengukuran akurat karena menggunakan empat sensor yang di tempatkan pada tiap-tiap sisi didalam inkubator

 Proses pengiriman tiap 1 detik 3.3.2. Kekurangan alat

 Sensor masih menggunakan kabel

sehingga untuk melakukan

pegukuran di outdor dibutuhkan kabel yang panjang.

 Alat masih bergantung pada sumber tegangan PLN.

4. KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. Kesimpulan

Setelah melakukan pengujian dan analisa pada seluruh blok rangkaian, dapat disimpulkan.bahwa :

 Pemantau suhu dan kelembaban telah direalisasikan dapat memenuhi spesifikasi yang diharapkan yaitu apabila terjadi ketidaksesuain suhu maka buzzer akan berbunyi.

 Rangkaian transmittrer dan receiver telah berhasil mengirim dan menerima data menggunakan wireless

4.2Saran

 Jika alat Pemantau suhu dan kelembaban ini akan digunakan di outdor maka sebaiknya kabel diperpanjang atau sensor DHT11nya menggunakan sistem wireless.

 Jika ingin leluasa menggunakan alat ini bisa juga menggunakan power bank sebagai pengganti adaptor.

DAFTAR PUSTAKA

Ani Fredekrik siri. (2013) Gambaran Kejadian Bayi Premature Di Rumah Sakit Bayangkara Mappoudang Makassar Periode Januari S.D Desember Tahun 2012. Universitas Indonesia Timur,25.

American Academy Of Pediatrics. Committeeon Fetus,

And Newborn. Standard sand

recommendationsfor hospital care of new born infants, full term and premature. American academy of pediatrics, 1977

Dwi Intan Af’idah, A. F. (2014). Perancangan Jaringan Sensor Nirkabel (Jsn) Untuk Memantau Suhu Dan Kelembapan Menggunakan Nrf24101+. Universitas Diponegoro, 10.

Heri Susanto, R. P. (2013). Perancangan Sistem Telemetri Wirless Untuk Mengukur Suhu Dan Kelembapan Berbasis Arduino Uno R3 Atmega328p Dan Xbee Pro. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Maritim Raja Ali Haji. 12

Kadir, A. (2016). Simulasi Arduino. Jakarta: PT Alex Media Komplitudo

Mandarani, P. (2014). Perancangan Dan Implementasi

User Interface Berbasis Web Untuk

Monitoring Suhu, Kelembapan Dan Asap Pada Ruangan Berbeda Dengan Memanfaatkan Jaringan Local Area Network. Fakultas Teknologi Industry Institute Teknologi Padang, 6.

Mira Astri koniyo, B.H (2012). Diterminan Kejadian Kelahiran Bayi Premature Di Rumah Sakit Umum Daerah Prof Dr. H. Aloei Saboe Kota

Gorontalo. Jurusan Keperawatan Polteknik Kesehatan Kemenkes Gorontalo,13.

Manuaba, Ida Bagus Gede.(1998)“Ilmu Kebidanan, Penyakit Kandumgam & Keluarga Berencana Untuk Pendidikan bidan.” EGC,.

Muhimah, Nanik, and Abdullah Safe’i.(2010) "Panduan Lengkap Senam Sehat Khusus Ibu Hamil." Cetakan Pertama. Yogyakarta: Power Books

Muljodipo, Nuryanto, Sherwin RUA Sompie, and Reynold F. Robot. (2015) "Rancang Bangun Otomatis Sistem Infus Pasien." Jurnal Teknik Elektro dan Komputer 4.4 : 12-22

Nazarudin, Azwar, and Satyo Nuryadi.(2018) SISTEM KENDALI PINTU DAN PERALATAN LISTRIK OTOMATIS DENGAN SENSOR PIR DAN SMS GATEWAY SEBAGAI PENGUNCI SISTEM. Diss. University of Technology Yogyakarta,.

Ratna Ika Putri.(2017) "Desain dan Implementasi PLC Berbasis Mikrokontroler Atmega8." JURNAL ELTEK 11.2 : 115-128.

Roesli, Utami.(2001) Pedoman pijat bayi prematur & bayi usia 0-3 bulan. Niaga Swadaya,. Rusli, Hj Utami.(2008) Inisiasi menyusui dini plus

ASI eksklusif. Puspa Swara,.

Susanto, and Unang Sunarya.(2014) "Wireless sensor network for prototype of fire detection." Information and Communication Technology (ICoICT), 2014 2nd International Conference on. IEEE,.

Salahuddin, Nur Sultan.(2014) "Sistem Inkubator Bayi Portable." SITIA 2013-Smart and Intelligent Technology Application for Distributed Generation System