Pengukur Jumlah Tetes Infus perdetik

Pengukur Jumlah Tetes Infus perdetik

Hawin Musyafa1, Maydina Khairina Anggraini2. Pengampu Dr. Samuel BETA, Ing. Tech.,M.T3. Prodi Eletronika Jurusan Elektro Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275 E-mail : hawinmusyafa@gmail.com 1 , maydina13@gmail.com 2, sambetak2@gmail.com 3

Abstract – It has been designed and created an instrument that detects an IV drip using water 

sensors and sensor TCRT5000. This tool is designed to help nurses in checking infusion that 

will improve community health services. Infuse is one of the tools most commonly used in the

 medical world but the condition of the hospital were very spacious and the number of patients is

 significant and limitations of medical personnel to make the patient's condition can not be

 monitored at all times. Errors in intravenous fluids may be bad to the patient, so that the 

existence of these tools is able to assist the work of nurses so that patients can receive 

intravenous fluids according to their needs with terpantaunya number of drops on a drip. 

TCRT5000 sensors transmit data via sensor input water then water sensor output is processed 

using ARM board, and the result is displayed on the LCD screen.

Keywords: ARM, TCRT5000 sensor, Sensor Air, LCD

Intisari – Telah dirancang dan dibuat sebuah alat pendeteksi tetesan infus  menggunakan sensor air dan sensor TCRT5000. Alat ini dibuat untuk membantu perawat dalam pengecekan infus sehingga akan meningkatkan pelayanan masyarakat dibidang kesehatan. Infus adalah salah satu alat yang paling sering digunakan dalam dunia medis namun kondisi rumah sakit yang sangat luas dan jumlah pasien yang cukup banyak  serta keterbatasan  tenaga medis menjadikan kondisi pasien tidak dapat terpantau setiap saat. Kesalahan dalam pemberian cairan infus dapat berakibat buruk kepada pasien, sehingga dengan adanya alat ini mampu membantu pekerjaan perawat supaya pasien bisa mendapatkan cairan infus sesuai kebutuhannya dengan terpantaunya jumlah tetesan pada infus. Sensor TCRT5000 mengirimkan data melalui input sensor air yang kemudian output sensor air tersebut diolah menggunakan board ARM, dan hasilnya ditampilan pada layar LCD.

Kata Kunci : ARM, sensor TCRT5000,  Sensor Air, LCD

I.     Pendahuluan

1.1  Latar Belakang

Infus adalah salah satu alat yang paling sering digunakan dalam dunia medis. Namun kondisi rumah sakit yang sangat luas dan jumlah pasien yang cukup banyak  serta keterbatasan  tenaga medis menjadikan kondisi pasien tidak dapat terpantau setiap saat. Kesalahan dalam pemberian cairan infus dapat berakibat buruk kepada pasien.

Dilihat dari segi manfaatnya, alat ini sangatlah penting dalam dunia medis. Oleh sebab itu dengan terdeteksinya tetesan infus bisa memudahkan perawat untuk memastikan cairan yang masuk kedalam tubuh pasien sudah sesuai kebutuhannya.

1.2  Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :

1. Bagaimana membuat Alat Pendeteksi tetesan infus ?
2. Bagaimana agar alat dapat mendeteksi tetesan infus?
3. Bagaimana agar alat menunjukkan jumlah tetesan sesuai dengan perhitungan ?

1.3  Ruang Lingkup

Berdasarkan rumusan masalah diatas, agar pembahasan terfokus pada perumusan masalah yang akan dibahas pada alat ini sebagai berikut :

1. Cairan yang digunakan adalah cairan infus.
2. Kategori yang akan ditampilkan lcd adalah jumlah tetesan/detik.

1.4  Tujuan

Tujuan dari pembuatan alat ini adalah sebagai berikut :

1. Agar dapat mengamati jumlah tetesan infus sesuai kebutuhan.

2.Dengan mengetahui jumlah tetesan/detik akan membantu dalam dunia medis.

II.     Metodologi

2.1  Studi Pustaka

2.1.1                 ARM

ARM adalah prosesor dengan arsitektur set instruksi 32-bit RISC (Reduced Instruction Set Computer) yang dikembangkan oleh ARM Holdings. ARM merupakan singkatan dari Advanced RISC Machine. ARM NUC120 merupakan sebuah modul mikronkontroler 32-bit berbasis ARM CortexM0.  ARM NUC 120 BOARD dilengkapi dengan program bootloader sehingga tidak membutuhkan divais programmer terpisah. NUC120 dapat beroperasi dengan kecepatan CPU sampai 48MHz. Telah dilengkapi dengan Full Speed USB 2.0 Device Controller yang sangat fleksibel dan dapat dikonfigurasi untuk berbagai aplikasi berbasis USB.

Gambar 1 ARM NUC120

Spesifikasi       :

-Berbasis NUC120RD2BN dengan Flash memory APROM sebesar 64 Kbyte, 8 Kbyte SRAM, 4   Kbyte Data Flash.

-Memiliki kemampuan IAP (In Applicaton Programming) dan ISP (In System Programming)  melalui bootloader software pada LDROM.

-Tersedia jalur SWD (Serial Wire Debug) yang dapat digunakan      untuk debugging sertaprogramming.

-Dapat diprogram langsung melalui jalur USB.

- Mendukung Peripheral DMA mode.

-Memiliki 8 channel ADC dengan resolusi 12 bit.

- Memiliki 4 buah timer 32 bit.

- Memiliki fungsi Watchdog dan RTC.

- Dilengkapi dengan 4 buah hardware PWM dengan resolusi 16 bit.

- Memiliki masing-masing 2 kanal jalur komunikasi UART, SPI, dan I²C.

-Memiliki 1 channel I²C.

-Tersedia antarmuka USB dan UART RS-485.

-Terdapat sensor suhu built-in dengan range -40 - 125°C  dengan resolusi 1°C. Sensor ini  memiliki gain -1.76mV/°C dan offset 720 mV pada suhu 0°C.

-Memiliki hingga 45 jalur GPIO yang masing-masing dapat dikonfigurasi pull-up/ pull-down  resistor, repeater mode, input inverter, dan open-drain mode.

-Terdapat 22 MHz internal osilator.

-Frekuensi osilator eksternal sebesar 12 MHz dan fitur PLL sampai dengan 48 MHz.

-Frekuensi osilator eksternal sebesar 32.768 KHz yang dapat digunakan untuk fungsi RTC dan  Low Power Mode.

-Tersedia rangkaian reset manual.

-  Bekerja pada tegangan 3,3 – 5,5 V.

-Dilengkapi dengan regulator 3,3 V dan 5 V dengan arus maksimum 800 mA.

-Tersedia pilihan catu daya input : catu daya eksternal 6,5 – 12 VDC (via regulator), catu daya  eksternal 3,3– 5,5 VDC (tanpa melalui regulator), atau menggunakan sumber catu daya dari  jalur USB.

     2.1.2   IC CA3140

Gambar 2.Rangkaian Komparator

         Didalam rangkaian ini, komparator berfungsi sebagai pembanding tegangan menggunakan             opamp IC CA3140. Jika sensor air tidak terkena air maka nilainya 0,Jika sensor air terkena air             maka nilainya 1.

2.1.3                       LCD

Gambar 3  LCD 2 x16.

LCD (Liquid Crystal Display) dapat diprogram agar bekerja sesuai dengan aplikasi yang telah dirancang. LCD pada prinsipnya sama dengan penampil dot matrik. Jenis-jenis LCD yang ada dipasaran ada dua jenis yaitu LCD teks dan LCD Grafik. LCD Teks adalah jenis LCD yang digunakan untuk menampilkan teks atau angka dalam kode ASCII. Tidak seperti LCD 24 lainnya, LCD teks yang ada dibagi ke dalam sel, dimana tiap selnya hanya dapat menampilkan karakter ASCII. Penampil kristal cair (Liquid Crystal Display: LCD)  berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik. 

Ada beberapa tipe LCD, namun pada alat ini LCD yang digunakan yaitu LCD dengan tipe 2x16, yang artinya LCD tersebut terdiri dari 2 baris dengan masing-masing barisnya tersusun atas 16 karakter. Berikut ini pin, kaki atau jalur masukan dan kontrol dalam suatu LCD diantaranya adalah:

1. Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan menggunakan LCD, dapat dihubungkan dengan bus data  dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.

2. Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika  rendah  menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika tinggi menunjukan data.

3. Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika  logika rendah berarti tulis data, sedangkan logika tinggi membaca data.

4. Pin E (Enable) digunakan untuk mengaktifkan sinyal yang terbaca.

5. Pin Vo berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan dengan trimpot, jika tidak digunakan dihubungkan ke pentanahan.

2.1.4                       Sensor TCRT5000

Gambar 4. Sensor tcrt5000

     TCRT5000 adalah komponen elektronika terintegrasi buatan Vishay yang memuat pemancar dan detektor infra merah (infrared) dalam satu komponen terpadu. Konstruksi komponen ini yang kompak diatur sedemikian hingga sumber emisi cahaya infra merah dan komponen sensor / detektonya berada pada arah yang sama, dengan demikian mampu mendeteksi keberadaan objek yang mendekat dengan cara mendeteksi pantulan sinar merah yang terpancarkan dan memantul pada permukaan objek tersebut.
   Cahaya infra merah yang diemisikan komponen ini memiliki panjang gelombang 950 nm (nanometer) yang kasat mata. Sifat sinar infrared yang tak terlihat ini menguntungkan karena berguna dalam aplikasi sensor tanpa memperngaruhi tampilan sekitarnya, misalnya untuk aplikasi layar sentuh, aplikasi pendeteksi keberadaan objek pada suatu bidang permukaan, dsb.
     Komponen sensor / detector adalah sebuah phototransistor, kinerja deteksi optimal pada saat objek berada pada jarak 2,5 mm (rentang jarak yang dapat dideteksi antara 0,2 mm hingga 15 mm). Phototransistor dilapisi dengan lapisan khusus untuk menahan sinar selain infra-merah untuk meningkatkan akurasi sensor. Rata-rata arus keluaran (IC) adalah 1 mA.

2.2  Diagram Blok

Diagram blok sistem dirancang untuk dapat mengetahui prinsip kerja keseluruhan sistem ataupun rangkaian. Tujuan lainnya adalah memudahkan proses perancangan dan pembuatan pada masing-masing bagian, sehingga dapat dibuat sistem sesuai dengan yang diinginkan. Berikut adalah diagram blok alat yang ditunjukkan pada gambar 4.

Gambar 5. Diagram blok system

Keterangan :

-Sensor air sebagai input.

-Sensor TCRT5000 sebagai pendeteksi tetesan infus.

-ARM NUC 120 sebagai kendali algoritma untuk mengolah data masukan.

-LCD digunakan sebagai luaran untuk menampilkan data tetesan/detik.

2.3  Prinsip kerja alat

Alat ini menggunakan infrared sebagai pemancar dan phototransistor sebagai penerima, infrared dan phototransistor digunakan sebagai pendeteksi tetesan pada infus, setiap satu detik sekali,. data tersebut akan dimasukkan ke dalam board ARM sebagai data tetesan, kemudian ditampilkan pada LCD.

2.4  Perancangan Perangkat keras

Membuat rancangan perangkat keras meliputi pembuatan mekanik alat, rangkaian elektronik untuk catu daya dan sistem secara keseluruhan.

a. Rangkaian catudaya

Dalam perancangan perangkat keras ini menggunakan IC regulator 7805 dan IC 7809 maka dapat dihasilkan tegangan yang dibutuhkan untuk mengaktifkan komponen yaitu sensor, arduino, dan motor

Gambar 6. Rangkaian catudaya

b.Rangkaian alat pendeteksi tetesan infus
Pada gambar di bawah ini ditunjukkan keseluruhan rangkaian untuk alat pendeteksi tetesan infus dengan pengawatan yang menunjukkan terletak di pin mana saja masukan dan luaran alat.

Gambar 7. Rangkaian alat pendeteksi tetesan infus

c.Perancangan program ARM
Perancangan program ARM digunakan untuk mengatur kinerja keseluruhan dari sistem yang terdiri dari beberapa perangkat keras sehingga sistem ini dapat bekerja dengan baik dan untuk mengolah data masukan agar menghasilkan keluaran yang sesuai dengan yang dikehendaki. Untuk memberikan gambaran umum jalannya program dan memudahkan pembuatan perangkat lunak, maka dibuat diagram alir yang menunjukan jalannya program. Diagram alir program ditunjukan pada gambar dibawah :

Gambar 8 . Diagram alir

d.Pengawatan
Pada gambar di bawah ini ditunjukkan pengawatan luar maupun dalam box yang digunakan dalam pembuatan alat

Gambar 9. Pengawatan dalam kotak

  

Gambar 10. Pengawatan luar kotak

III.     Penutup

Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian pada alat pemisah kendaraan berdasarkan ketinggian ini dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu:

1.    Alat pendeteksi infus ini memanfaatkan sensor TCRT5000 dan rangkaian komparator karena sensor tersebut tidak terkena cairan secara langsung sehingga tidak mempengaruhi cairan infus.

2.    Antara infrared dan phototransistor letaknya harus tepat pada tetesan infus.

3.  Dengan menggunakan program counter dan timer maka LCD dapat menampilkan jumlah tetesan.

LAMPIRAN
PROGRAM : https://drive.google.com/open?id=0B1lY45CN4A12V2xqRTlEQlpaTmc
PPT              :https://drive.google.com/open?id=0B1lY45CN4A12T0ZUZ3VWS09QdGc
JURNAL     : https://drive.google.com/open?id=0B1lY45CN4A12aDVJZE9rS0R1em8
LAPORAN :https://drive.google.com/open?id=0B1lY45CN4A12b3Yxd3hlOFE5aVk

 DAFTAR PUSTAKA

[1] Rinanta-blog. (2009). alat-pendeteksi-tetesan-infus-digital  [Online].

Tersedia: http://rinanta-blog.blogspot.co.id/2009/04/alat-pendeteksi-tetesan-infus-digital.html [7 Januari 2017]

[2] http://elektronika-dasar.web.id. (2012). lcd-liquid-cristal-display.[Online]

Tersedia: http://elektronika-dasar.web.id/lcd-liquid-cristal-display/ [7 Januari 2017]

[3] www.cybronyx.com. (2017). TCRT5000L-TCRT5000-Reflective-Infrared-Optical-Sensor-Photoelectric-Switches. [Online].

Tersedia: http://www.cybronyx.com/jual-TCRT5000L-TCRT5000-Reflective-Infrared-Optical-Sensor-Photoelectric-Switches.html  [7 Januari 2017]

[4] Kelas Mikrokontrol. (2017). Bahasa pemograman Arduino[Online]Tersedia: http://belajarmikrokontroler2015.blogspot.com [7 Januari 2017]

 [5] www.rangkaianelektronika.org.(2013).rangkaian-komparator [Online].

Tersedia:  http://www.rangkaianelektronika.org/rangkaian-komparator.htm [7 Januari 2017]

TENTANG PENULIS

Nama penulis: Hawin Musyafa. Penulis dilahirkan di Pemalang tanggal 7 Maret 1995. Penulis telah menempuh pendidikan formal TK Pertiwi Wana Mulya Pemalang, SDN 03 Wanamulya Pemalang, SMPN 04 Pemalang, dan SMKN 07 Semarang. Tahun 2014 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2014 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3)

Kemudian diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.14.2.07. Penulis memiliki hobi bermain pingpong, flying fox, snorkling dan jalan-jalan. Penulis beralamat di Dsn.Kemlaten Desa Wanamulya RT 03 RW 03. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi via email: hawinmusyafa@gmail.com 

Maydina Khairina Anggraini

Penulis dilahirkan di Semarang, tanggal 13 Mei 1995. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD negeri Sompok Semarang, SMP N 9 Semarang, dan SMK N 7 Semarang. Tahun 2014 penulis menyelesaikan pendidikan nya di STM, Pada tahun 2014 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.14.2.11 Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa via email: maydina13@gmail.com