ALAT PEMANGGIL PERAWAT DENGAN ANTARMUKA RS-485 Oleh: Farit Ardiyanto1) 1)
Jurusan Teknik Elektro, AT. Warga Surakarta
ABSTRACT Nurses caller tool is needed to improve services at the hospital. Conventional tools is very complicated nurse caller, because to deal with one patient requiring a pair of wires. So to handle the number of 64 patients requiring 128 cable. It is very influential on the problems of distance and dimension the network so as to treatment more difficult. The purpose of this study was to use the cable to the efficiency appliance caller conventional nurse, so the number of wires used to be a bit, but is able to handle more number of patients in the longer distances. The method used is to create a unique code for identifying the location of the patient. This identification code will be sent in serial order can be delivered in a relatively far distance. By using serial methods and standard RS-485 interface, it will save the cable network and increasing the distance significantly. In the method with standard serial RS-485 interface it only takes one pair of wires to handle 128 patients at a distance of up to 1.2 Km. Key word : RS-485, nurse caller, serial
I. PENDAHULUAN Pelayanan pelanggan adalah sangat penting bagi setiap usaha terutama pada bidang jasa. Pada sebuah rumah sakit, pasien merupakan pengguna yang sangat penting untuk diperhatikan, tidak hanya menyangkut kesehatan saja, namun juga masalah kenyamanan dan keamanan sangat dibutuhkan oleh pasien. Pelayanan yang cepat dan praktis merupakan kebutuhan yang tidak bisa dihindari oleh sebuah rumah sakit. Dalam mempercepat pelayanan pasien, umumnya setiap rumah sakit akan dilengkapi dengan sistim pemanggil perawat. Namun umumnya sistim pemanggil perawat yang digunakan masih sangat konvensional. Setiap tombol yang dipasang haruslah menggunakan sepasang kabel yang harus ditarik ke ruang perawat, sehingga dapat digambarkan bahwa semakin banyak tombol yang terpasang maka akan semakin banyaklah kabel yang harus ditarik menuju ruang perawat. Hal tersebut sangatlah tidak efisien, disamping rumitnya instalasi yang pada akhirnya juga akan menyulitkan dalam perawatan, juga instalasi akan terlihat sangat tidak rapi. Antarmuka RS-485 mempunyai beberapa kelebihan, yaitu lebih kebal terhadap derau, mampu mengirimkan data dengan jarak yang cukup jauh yaitu sekitar 1,2 km dan bersifat multi point (dapat dihubungkan sampai dengan 32 titik). Penelitian ini bertujuan untuk mengefesiensikan pengkabelan pada sistim pemanggil perawat pada rumah sakit. II. BAHAN DAN METODA A. Bahan dan Peralatan Penelitian Dalam penelitian ini, bahan yang digunakan adalah : 1. Mikrokontroller AT89S51 2. Antarmuka RS-485 3. Lampu led 4. DIP Switch
1
5. Push button switch 6. Kabel telpon 7. Buzzer B. Kajian Pustaka 1. Mikrokontroller AT89S51 Mikrokontroller AT89S51 merupakan mikrokontroller 8 bit yang terbuat dari CMOS. Komponen ini berkonsumsi daya rendah namun mempunyai kemampuan yang cukup tinggi. Mikrokontroller ini memiliki 4Kbyte In-Syatem Flash Programable Memory, RAM sebesar 128 byte, 32 input/output, watch dog timmer, dua buah register data pointer, dua buah timer dan counter 16 bit, lima interupsi, satu port serial full duplex, osilator onchip dan rangkaian clock. AT89S51 dibuat dengan teknologi memori non-volatile dengan kepadatan tinggi oleh ATMEL. Mikrokontroller ini sesuai dengan set instruksi dan pin keluaran dengan Intel 80C51 standart industry. Flash on-chip memungkinkan memori program untuk diprogram ulang dengan programmer memori nonvolatile yang biasa. 2. Antarmuka RS-485 Antarmuka RS-485 umumnya digunakan untuk membantu mikrokontroller dalam melakukan komunikasi data secara serial. RS-485 menggunakan dua kabel untuk mengirimkan sinyal data dan tidak memerlukan commond ground. Sistem penyaluran data ini sering disebut dengan system differensial atau balanced. Salah satu IC yang dapat mengubah dari sinyal berbentuk TTL menjadi sinyal balanced RS-485 (berfungsi sebagai pengirim) adalah SN75176. IC SN75176 ini juga dapat berfungsi sebagai penerima atau pengubah sinyal balanced dari RS485 menjadi sinyal TTL. Karena IC SN75176 ini dapat berfungsi sebagai pengirim dan juga penerima, maka IC ini dapat disebut juga sebagai tranceicer RS-485. Pada RS-485 terdapat dua buah kaki yang berfungsi sebagai output atau input, kedua kaki ini dinamakan kaki A dan kaki B, dimana kedua kaki ini mempunyai sinyal yang saling berlawanan, artinya beda potensial antara kaki A dan kaki B dapat berubah sesuai dengan datanya. Pada penerimaan sinyal RS-485 bekerja dengan membaca perbedaan beda potensial antara sinyal A dan sinyal B. Jika sinyal A lebih besar minimal 200mV dari sinyal B, maka keluaran penerima akan berlogika tinggi (high), sebaliknya jika sinyal B lebih besar minimal 200mV dari sinyal A maka keluaran pada penerima adalah berlogika rendah. Sedangkan perbedaan tegangan dibawah 200mV akan mengakibatkan keluaran yang tidak terdefinisi, atau diabaikan. Salah satu keuntungan system differensial atau balanced ini adalah ketahanan terhadap noise. Walaupun gangguna/noise terdapat pada sinyal A dan sinyal B, namun hampir semua noise yang menumpang pada pada sinyal A dan B tersebut mempunyai level yang sama sehingga nilai tegangan antara sinyal A dan B akan relative sama meskipun sinyal tersebut terganggu. Selain lebih kebal terhadap gangguan, IC ini juga mempunyai kelebihan lain yaitu panjang sinyal data dapat berkomunikasi dengan baik pada jarak yang relative jauh (sekitar1.219 meter). C. Metode Untuk menyederhanakan sistim pemanggil perawat konvensional yang mempunyai banyak kabel menjadi hanya sepasang kabel, maka diperlukan metode pengkodean untuk setiap kamar yang menginginkan panggilan. Kode tersebut dimaksudkan sebagai alamat setiap kamar, hal ini dibutuhkan karena siapapun yang hendak melakukan panggilan, maka akan menggunakan kabel yang sama, sehingga tidak ada kemungkinan kesalahan nomor panggilan. Dalam menentukan kode setiap kamar dan nomor pasien, maka digunakan kode yang dapat
2
tertampung dalam 8 bit. Data 8 bit tersebut dibagi menjadi 4 bit atas dan 4 bit bawah, dimana untuk 4 bit atas digunakan sebagai alamat kamar 0000 sampai dengan 1111 atau dari kamar 0 sampai dengan kamar 16 dan 4 bit bawah digunakan sebagai kode nomor bed pasien. Untuk nomor bed pasien 1 digunakan kode 0001, bed pasien 2 = 0010, 3 = 0100 dan bed pasien 4 menggunakan kode 1000. Misalkan pada kamar nomor 12 dan pada bed pasien 3 melakukan panggilan, maka kode data 8 bit yang akan dikirimkan adalah 11000100B atau 0C4H. Kode data tersebut dikirimkan oleh slave dan diterima oleh sistim master pada ruang perawat. Pada sistim master, maka kode-kode tersebut akan di seleksi untuk menentukan lampu mana yang akan dinyalakan sebagai indikator ruang dan nomor bed pasien yang melakukan panggilan. Flow chart yang digunakan untuk menangani program pada master dapat dilihat pada gambar 1. START
Kirim kode alamat 1
Ada Permintaan ?
Y
Indikator 1
N Kirim kode alamat n
Ada Permintaan ?
Y
Indikator n
N Kirim kode alamat n+1
END Gambar 1. Flow Chart Program pada Sistim Master
3
Pada sistim slave yang terdapat pada setiap kamar pada pasien, menggunakan flow chart seperti terlihat pada gambar 2. START
Ada Permintaan BED 1?
Y
BED 1
N
Ada Permintaan BED 2?
Y
BED 2
N
Ada Permintaan BED 3?
Y
BED 3
N
Ada Permintaan BED 4?
Y
BED 4
N
Ada Permintaan Master?
Y
Kirim permintaan data BED 1, 2,3,4
N END
Gambar 2. Flow Chart Program pada Sistim Slave
4
Agar jarak yang dapat ditempuh oleh kode-kode data tersebut lebih jauh dan juga untuk meminimalisasi derau, maka digunakan antarmuka RS-485 yang mempunyai kelebihan yaitu mampu meredam noise/derau lebih baik dan jarak tempuh kiriman data menjadi lebih jauh. Pada gambar 3, dijelaskan mengenai tahapan yang digunakan dalam pembuatan alat. Desain PCB
Pencetakan PCB
Pelarutan PCB
Pengeboran PCB
Perakitan Komponen
Pengujian Sistim
Down Load Program
Gambar 3. Tahapan Pembuatan Alat Setelah seluruh rangkaian selesai dirakit, maka dilakukan proses pengujian system. Dengan mengacu pada blok digram pada gambar 4, maka dilakukan pengesetan awal alamat pada masing-masing kamar termasuk pengesetan alamat pada sistim master pada ruang perawat. Pada pengujian ini digunakan kabel twist pair sepanjang 100 meter dan disambungkan pada 5 unit slave, dimana setiap slave menangani 4 pasien. Master Ruang Perawat
Slave 1 Ruang Pasien
Bed 1
Bed 2
Bed 3
Slave 5 Ruang Pasien
Bed 4
Bed 1
Bed 2
Bed 3
Bed 4
Gambar 4. Diagram Blok Sistim Pemanggil Perawat III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil
Dari hasil perancangan dan uji coba rangkaian master dan slave yang telah dibuat dapat menghasilkan: 1. Setiap terjadi penekan tombol pada pasien, maka lampu indikator dan alarm yang terdapat pada ruang perawat akan aktif.
2. Komunikasi data pengirim dan penerima hanya menggunakan satu pasang kabel. 3. Pengiriman data pada saaat menggunakan kabel sepanjang 100 meter masih menghasilkan informasi yang akurat (tidak pernah terjadi kesalahan data)
5
4. Dari hasil pengujian peralatan ini, seluruh sistem baik master dan slave telah bekerja dengan baik sesuai dengan tujuan yang diinginkan.
Gambar 5. Sistim Master pada Ruang Perawat
Gambar 6. Sistim Slave dan Tombol pada Ruang Pasien
B. Pembahasan Identifikasi alamat dikodekan secara unik kedalam data 8 bit dan dikirimkan secara serial. Setiap alamat mempunyai kode yang berbeda, sehingga kemungkinan terjadi kesalahan alamat sangat kecil. Kode-kode unik ini akan menentukan berapa jumlah pengguna (pasien) yang dapat ditangani. Jika kode-kode identifikasi ini dilakukan dalam format 16 bit, maka jumlah identifikasi kode menjadi lebih banyak, sehingga dapat menangani pengguna (pasien) juga lebih banyak. Pengiriman data secara serial dapat memungkinkan data dikirim dalam jarak yang cukup jauh hanya dengan tiga kabel, yaitu Tx (transmiter), Rx (receiver) dan Ground. Antarmuka RS-485 mempunyai sistim pengkodean pulsa-pulsa dengan metode deferensiasi (selisih) tegangan diantara dua kabel A dan B untuk merepresentasikan logika high atau low. Jika sinyal A lebih besar minimal 200mV dari sinyal B, maka keluaran penerima akan berlogika tinggi (high), sebaliknya jika sinyal B lebih besar minimal 200mV dari sinyal A maka keluaran pada penerima adalah berlogika rendah.
6
Sedangkan perbedaan tegangan dibawah 200mV akan mengakibatkan keluaran yang tidak terdifinisi, atau diabaikan. Umumnya semua noise yang menumpang pada pada sinyal A dan B tersebut mempunyai level yang sama sehingga nilai tegangan antara sinyal A dan B akan relative sama meskipun sinyal tersebut terganggu, sehingga data-data yang terdapat pada sistim ini lebih tahan terhadap noise. Karena sistim ini lebih kebal terhadap noise, maka data-data yang akan diirim dapat menjangkau jarak yang lebih jauh.
IV.
KESIMPULAN Dari hasil penelitian ini dapat di ambil kesimpulan :
1. Penggunaan metode serial pada setiap pengiriman data merupakan cara yang sangat efektif dan efisien. Dengan metode pengiriman data secara serial, maka akan terjadi penghematan kabel transmisi yang cukup signifikan dibandingkan dengan metode konvensional. 2. Agar pengiriman data dapat menjangkau jarak yang jauh dan derau yang minim, maka antarmuka tipe RS-485 adalah pilihan yang sangat sesuai. 3. Dengan antarmuka RS-485 untuk melakukan komunikasi data dua arah hanya membutuhkan satu pasang kabel, dan tidak memerlukan kabel ground karena menggunakan metode defferensial untuk menentukan data high dan low.
V. DAFTAR PUSTAKA [1] Nalwan, Paulus A, 2003. Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AT89C51. PT. Elex Media Komputindo, Jakarta [2] Ayala, K. J, 1991. The 8051 Microcontroller Architecture, Programing and Aplication. West Publishing Company, USA [3] ----------, 1997. 8 Bit Microcontroller With 4K Flash AT89S51, Data Sheet AT89S51. Atmel Corporation [4] ----------, 1995. SN75176A Differntian BUS Transceiver, Data Sheet SN75176A.Texas Instruments
7
