BAB III
PERENCANAAN SISTEM DAN TEORI PENUNJANG
Bab ini memuat tentang perencanaan
system yang dilengkapi dengan teori penunjang yang benar-benar dibutuhkan untuk
memperjelas pengertian secara ilmiah dalam perencanaan system tersebut. Adapun
perencanaan system tersebut meliputi :
3.1 Jenis Penelitian
Jenis penelitian adalah cara yang dilakukan
oleh penulis untuk memperoleh data yang dapat dipertanggungjawabkan. Metode
yang digunakan oleh penulis pada karya tulis ini adalah metode eksperimental,
yaitu penelitian yang dilakukan dengan cara uji coba untuk membuat suatu alat
dan memperoleh data melalui pengukuran dan pengujian.
3.2 Bahan
Penulis menguraikan beberapa bahan yang
akan digunakan untuk menunjang pelaksanaan pembuatan alat penghitung tetesan
dilengkapi pendeteksi gelembung udara. Bahan tersebut meliputi komponen aktif,
komponen pasif dan bahan pendukung lainnya. Bahan yang akan digunakan ditunjukkan pada tabel 3.1
Tabel 3.1
Daftar Komponen
|
No
|
Nama
|
Jumlah
|
No
|
Nama
|
Jumlah
|
|
1
|
IC LM 358
|
2
|
15
|
Kapasitor 2200 μf 50 V
|
1
|
|
2
|
IC 74LS14
|
2
|
16
|
Transformator CT 2A
|
1
|
|
3
|
IC 7805
|
1
|
17
|
Trimpot
|
3
|
|
4
|
IC 7812
|
1
|
18
|
LCD
|
1
|
|
5
|
IC ATMEGA 16
|
1
|
19
|
Soket IC kaki 8
|
2
|
|
6
|
Dioda 1N 4001
|
2
|
20
|
Soket IC kaki 14
|
2
|
|
7
|
Transistor TIP 42C
|
2
|
21
|
Soket IC kaki 40
|
1
|
|
8
|
Infrared
|
2
|
22
|
Soket Kabel
|
5
|
|
9
|
Photodioda
|
2
|
23
|
Saklar
|
1
|
|
10
|
LED
|
2
|
24
|
Push button
|
4
|
|
11
|
Resistor 330 ohm ± 1%
|
2
|
25
|
Buzzer
|
1
|
|
12
|
Resistor 10 k ± 1%
|
2
|
26
|
Infus 500 mililiter
|
1
|
|
13
|
Resistor 2k2 ± 5%
|
2
|
27
|
Tiang Infus
|
1
|
|
14
|
Resistor 4k7 ± 5%
|
2
|
28
|
Kabel Power
|
1
|
3.3 Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam pembuatan
alat penghitung tetesan dilengkapi pendeteksi gelembung udara ini adalah sebagai
berikut :
1
Solder
2
PCB polos
3
Multimeter analog merk
Heles UX-75TR
4
Toolset
5
Larutan HCl dan NaCl
6
Bor PCB 12V
7
Gergaji
3.4 Metode Pengumpulan Data
Metode penelitian adalah cara penulis dalam
mengumpulkan data yang berkaitan dengan alat yang penulis buat. Dalam
pengumpulan data penulis menggunakan metode sebagai berikut :
1
Studi Pustaka
Metode ini dilakukan
dengan cara mempelajari buku-buku referensi, artikel, dan sumber-sumber lain
sebagai penunjang dalam pengambilan teori yang berhubungan dengan alat yang
penulis buat.
2
Wawancara
Metode ini dilakukan
dengan cara melakukan tanya jawab dengan dosen pembimbing dan juga pihak-pihak
yang mengetahui hal yang berhubungan dengan alat yang penulis buat.
3
Eksperimen
Eksperimen ini
dilakukan dengan cara melakukan percobaan terhadap alat yang penulis buat.
Percobaan dilakukan untuk memperoleh data yang akurat dan konkret guna
menganalisis hasil hasil uji fungsi alat.
3.5 Perencanaan Blok Diagram
Perencanaan blok
diagram ditunjukkan pada gambar 3.1
Gambar
3.1 Blok Diagram
Keterangan
:
1
Catu Daya
Catu daya digunakan
untuk memberikan tegangan ke seluruh rangkaian. Catu daya mempunyai keluaran 5
VDC untuk memberikan konsumsi tegangan ke seluruh rangkaian.
2
Sensor tetesan
Sensor tetesan
berfungsi untuk mendeteksi tetesan pada infus guna mengetahui berapa banyak
tetesan yang terjadi dalam satu menit.
3
Sensor gelembung udara
Sensor gelembung udara
berfungsi sebagai pendeteksi ada gelembung udara pada selang infus.
4
Mikrokontroller
Mikrokontroller
merupakan tempat dimana semua data diproses dan diolah sesuai dengan perintah
yang diberikan.
5
Tombol Pengatur
Tombol pengatur
digunakan untuk melakukan perintah mute, unmute, start dan stop.
6
Tampilan
Tampilan berfungsi
sebagai penampil data yang telah diproses pada mikrokontroller.
7
Alarm
Alarm berfungsi sebagai
indikasi bahwa sensor gelembung udara mendeteksi adanya gelembung udara pada
selang infus dan saat cairan infus habis.
3.5.1. Cara Kerja Blok Diagram
Alat penghitung tetesan dilengkapi
pendeteksi gelembung udara pada selang terdapat rangkaian catu daya, rangkaian
sensor dan rangkaian mikrokontroller. Semua rangkaian yang terdapat pada alat
ini mendapatkan masukan tegangan dari catu daya sebesar 5 VDC.
Infus set diatur berapa tetesan yang
diinginkan kemudian infus akan meneteskan cairan sehingga terjadi pergerakan cairan.
Pergerakan tetesan infus akan memicu kerja sensor tetesan yang telah terpasang
guna mendeteksi terjadinya pergerakan tetesan infus. Saat cairan berada pada
selang infus, terdapat sensor gelembung udara yang mana sensor ini akan
mendeteksi adanya gelembung udara pada selang infus.
Selanjutnya, apa yang diperoleh sensor
akan dikirim ke mikrokontroller untuk diproses. Mikrokontroller akan
menampilkan data yang telah diproses ke tampilan. Jika sensor tetesan
mendeteksi tidak adanya tetesan selama 1 menit maka alarm akan berbunyi dan
jika sensor gelembung udara mendeteksi adanya gelembung udara pada selang maka
alarm akan berbunyi dan pada tampilan akan menampilkan tanda adanya gelembung
udara.
3.6 Diagram Alir
 |
|||||
 |
|||||
 |
|||||
Gambar 3.2 Diagram Alir
Alat
Keterangan
:
Berdasarkan gambar 3.2 cara
kerja diagram alir yaitu dimulai dengan mengatur tetesan infus kemudian sensor
tetesan akan mendeteksi adanya pergerakan tetesan. Jika tidak ada tetesan
selama 1 menit maka alarm akan berbunyi yg menandakan infus habis. Jika ada
tetesan maka pada selang infus terdapat sensor gelembung udara. Sensor ini
digunakan untuk mendeteksi gelembung udara pada selang. Jika ada gelembung
udara maka alarm akan berbunyi dan jika tidak ada gelembung udara maka alat
sudah berjalan dengan baik.
3.7 Perencanaan Pembuatan Mekanik
3.7.1. Perencanaan Letak dan Fungsi Tombol
Perakitan alat penghitung tetesan
dilengkapi dengan pendeteksi gelembung udara dikerjakan dalam dua tahap yaitu
bagian mekanik dan bagian elektronik. Bagian mekanik meliputi tata letak tombol
dan tempat alat. Perencanaan bagian mekanik ditunjukkan pada gambar 3.3
Gambar 3.3
Desain Tombol
Keterangan
:
1
LCD (display)
2
Tombol mute
3
Tombol unmute
4
Tombol start
5
Tombol stop
6
Tombol On/Off
Fungsi berdasarkan
gambar 3.3 yaitu :
1
LCD
Sebagai penampil data
yang telah diproses.
2
TOMBOL MUTE
Untuk mengondisikan
alarm menjadi diam.
3
TOMBOL UNMUTE
Untuk mengondisikan
alarm menjadi bersuara.
4. TOMBOL
START
Untuk menjalankan alat
setelah semua siap.
5. TOMBOL
STOP
Untuk memberhetikan
proses kerja alat.
6. TOMBOL
ON / OFF
Untuk mengaktifkan dan
mematikan alat.
3.8 Pembuatan Bagian Elektronik
Pembuatan bagian elektronik yaitu pembuatan
rangkaian secara keseluruhan. Meliputi rangkaian catu daya, rangkaian sensor
dan rangkaian mikrokontroller yang ditunjukkan pada gambar 3.4
Gambar 3.4 Rangkaian
Keseluruhan
3.8.1. Catu Daya
Catu daya merupakan bagian elektronik
yang paling penting. Karena dari catu daya inilah tegangan akan diteruskan ke
semua bagian elektronik lainnya sehingga dapat bekerja dengan baik. Tegangan
yang masuk ke bagian elektronik harus sesuai dengan apa yang sudah direncanakan
untuk mencegah adanya kekurangan atau kelebihan tegangan.
Sumber tegangan yang dibutuhkan yaitu +5
VDC untuk rangkaian sensor dan LCD sedangkan +12 VDC digunakan
untuk rangkaian mikrokontroller yang mana dalam rangkaian ini terdapat IC 7805
untuk menstabilkan tegangan menjadi 5 VDC agar tidak terlalu
membebani keluaran +5 VDC catu daya. Untuk menghasilkan tegangan +5
VDC menggunakan IC 7805 dan untuk menghasilkan tegangan +12 VDC
menggunakan IC 7812. Transistor berfungsi sebagai penguat arus apabila terdapat
beban dengan tegangan besar, maka arus akan turun. Karena arus turun maka untuk
memaksimalkan arus kembali seperti semula digunakan transistor jenis PNP type
TIP 42C. Untuk menghasilkan sebuah keluaran yang optimal mendekati tegangan
yang diinginkan. Kapasitor 100 μf digunakan untuk menghilangkan noise yang masih terdapat pada keluaran.
Rangkaian catu daya ditunjukkan pada gambar 3.5
Gambar
3.5 Rangkaian
Catu Daya
3.8.2. Rangkaian Sensor
Rangkaian sensor ini meliputi rangkaian
sensor tetesan dan rangkaian sensor pendeteksi gelembung udara. Keduanya
mempunyai cara kerja yang sama, yaitu menggunakan sensor infra merah (pemancar)
dan photodioda (penerima) dengan Vref
diatur pada tegangan 0.4 V.
Pengukuran pada rangkaian sensor terletak pada keluaran dari LM 358 yaitu pada kaki 1 yang ditunjukkan pada
gambar 3.6 dan gambar 3.7
Gambar
3.6 Rangkaian
Sensor Tetesan
Gambar
rangkaian sensor gelembung udara ditunjukkan pada gambar 3.7 sebagai berikut
Gambar
3.7 Rangkaian Sensor Gelembung Udara
Cara kerja dari rangkaian sensor berdasarkan
gambar 3.6 dan gambar 3.7 yaitu pada saat masukan IC LM 358 kaki 3 mendapat tegangan
lebih besar daripada Vref (0.4 V) maka pada keluaran IC LM358 kaki 1
akan menuju saturasi positif (Vout= +Vsat) dan
pada saat masukan IC LM 358 kaki 3 mendapat tegangan lebih kecil daripada Vref,
maka pada keluaran IC LM358 kaki 1 akan menuju saturasi negatif (Vout=
nol). Tegangan yang dihasilkan ini akan
digunakan sebagai komparator. Keluaran dari IC LM 358 akan masuk ke IC 74ls14
sebagai schmith trigger yang
berfungsi sebagai pembalik dan untuk mendeteksi taraf dan
membentuk kembali pulsa-pulsa yang buruk pada bagian tepinya (membentuk sinyal
kotak).
3.8.3. Mikrokontroller
Pembuatan
modul mikrokontroller ini penulis melakukan dalam dua tahap, yaitu :
1) Pembuatan
hardware
Pembuatan hardware
yaitu meliputi pembuatan sketsa rangkaian pada proteus kemudian untuk membuat
desain layout pada eagle. Setelah desain layout pada eagle sudah selesai, maka
yang penulis lakukan yaitu menyablon desain dari kertas foto ke PCB. Kemudian
proses selanjutnya yaitu pelarutan, pengeboran dan penyolderan komponen.
2) Pembuatan
software
Pembuatan software
yaitu pembuatan program yang akan menjalankan semua perintah yang dikehendaki. Terdiri
dari sistem mikrokontroller menggunakan ATMega 16, Crystal 12 MHz sebagai
pembangkit frekuensi dan reset untuk mengembalikan perintah seperti semula. Parameter
yang digunakan meliputi PORTC dan PORTD. PORTC digunakan untuk LCD. Sedangkan PORTD
digunakan untuk sensor, buzzer dan tombol. Sensor pada PORTD.2 dan PORTD.3 sedangkan
Buzzer menggunakan PORTD.7 dan tombol down pada PORTD.4 tombol start pada
PORTD.5 tombol menu pada PORTD.6 dan tombol up pada PORTD.1. Pembuatan sistem mikrokontroller ditunjukkan
pada gambar 3.8
Gambar 3.8 Rangkaian Mikrokontroller
3.9. Perencanaan Titik Pengukuran
Penulis merencanakan titik pengukuran
terhadap alat yang penulis buat, beberapa parameter yang akan diukur adalah
sebagai berikut :
1
Titik Pengukuran 1a
Titik pengukuran 1a yaitu pada power
supply keluaran dari IC 7805 sebesar 5 VDC.
2
Titik Pengukuran 1b
Titik pengukuran 1b yaitu pada keluaran
power supply dari IC 7812 sebesar 12 VDC.
3
Titik Pengukuran 2
Titik pengukuran 2 yaitu pada keluaran IC
LM 358 yaitu pada kaki 1 pada saat ada tetesan dan tidak ada tetesan dan pada
saat ada gelembung udara dan tidak.
4
Titik Pengukuran 3
Titik pengukuran yaitu pada keluaran
pada saat tombol ditekan.
3.10 Perencanaan Pemberian Lama Tetesan pada Uji Fungsi
Perencanaan pemberian tetesan infus penulis menggunakan beberapa
kriteria yaitu volume infus yang digunakan adalah 500 ml, lama pemberian infus
(1,2,3,4,5) jam, sedangkan pengaturan tetesan per menit yang digunakan yaitu pengaturan
tetesan makro 20 tetes per ml (dewasa). Berdasarkan persamaan 1 maka diperoleh data :
1) Saat
pemberian infus dilakukan selama 1 jam, maka pemberian tetesan per menitnya
adalah 166 tetes.
2) Saat
pemberian infus dilakukan selama 2 jam,
maka pemberian tetesan per menitnya adalah 83 tetes.
3) Saat
pemberian infus dilakukan selama 3 jam, maka pemberian tetesan per menitnya
adalah 55 tetes.
4) Saat
pemberian infus dilakukan selama 4 jam, maka pemberian tetesan per menitnya
adalah 41 tetes.
5) Saat
pemberian infus dilakukan selama 5 jam, maka pemberian tetesan per menitnya
adalah 33 tetes.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar