Automatic Processing Film (APF) berbasis mikrokontroller ATMEGA 8535 (Kontrol Suhu) (Elf Dhian Oktafianti Dewi1, Tribowo Indrato.2 , Lamidi 3) Jurusan Teknik Elektromedik POLITEKNIK KESEHATAN KEMENTERIAN KESEHATAN SURABAYA
ABSTRAK
Automatic processing film (APF) merupakan alat pencuci film otomatis yang menggunaakan roller sebagai penggerak jalaanya film. Pengolahan gambar laten pada film X-Ray menggunakan cairan kimia yaitu developer dan fixer. Pengolahan film dipengaruhi oleh dua faktor yaitu suhu dan kecepatan. Cara kerja (APF) ini adalah film masuk melalui feed tray kemudian masuk ke chamber developer, fixer dan terakhir wash (air) yang kemudian di keringkan pada tahap dryer. Pada modul yang dibuat ini, suhu pada developer diatur pada setting 35°C, 36°C dan 37°C serta pada dryer diatur pada suhu 40°C. Suhu tersebut akanditampilkan pada LCD 2x16.
Pengukuran data dilakukan degan membandingakan suhu pada
developer dan dryer menggunakan thermometer. Berdasarka npengukuran yang dilakukan, alat ini mampu memberikan suhu sesuai setting dengan rata – rata error pada data sebesar 0,13% atau dengan kata lain alat ini layak untuk digunakan. Kata kunci : film, suhu, developer, dryer
1.
LATAR BELAKANG Automatic Processing Film (APF) adalah alat pengolahan atau pencucian film yang mengubah gambaran laten yang diciptakan oleh x-ray menjadi gambar radiografi dengan menggunakan bantuan dari cairan kimia fotografi. Bidang teknologi radiologi terus berkembang menjadi lebih otomatis dan mekanis untuk menyeimbangkan pekerjaan dengan tingkat beban kerja yang terus meningkat di klinik atau instalasi radiologi.Produksi hasil rontgen setiap hari terus meningkat, maka diperlukan metode pengolahan film-film yang lebih cepat. Akibatnya, prosesor otomatis telah berkembang dari proses manual dan sekarang digunakan banyak rumah sakit. (Rizki Kurniawan, 2014) Pengolahan film X-ray dapat dilakukan secara manual atau otomatis, untuk proses secara manual dibutuhkan waktu proses yang cukup lama, biaya yang dikeluarkan lebih besar, tergantung dari ketrampilan User dalam mengolah film. Kondisi seperti ini dapat mengakibatkan ketidakefektifan dalam pencucian
film dan hanya menghasilkan film dalam jumlah sedikit. (Sita Alfitrah, 2013) 1.1. BATASAN MASALAH Adapun batasan masalah pada penyusunan Tugas Akhir ini adalah: 1.1.1 Ukuran film yang digunakan 18 X 24, 24 X 30, 30 X 40, 35 X 35 1.1.2 Sensor film menggunakan photodioda dan infrared 1.1.3 Ada 3 pemilihan suhu yaitu 35°C, 36°C dan 37°C 1.1.4 LCD menampilkan suhu pada developer dan dryer. 1.2. RUMUSAN MASALAH Dapatkah dibuat “Automatic Processing Film (APF) berbasis mikrokontroller ATMega 8535?” 1.3. Tujuan 1.3.1 Tujuan Umum
1
Dibuatnya alat radiologi khususnya proses pencucian film menggunakan Automatic Processing Film (APF) berbasis mikrokontroller AT Mega 8535.
2.2 RANGKAIAN SENSOR Dalam pembuatan tugas akhir ini, penulis menggunakan LM35 sebagai sensor suhu yang mana output dari LM35 akan masuk ke rangkaian buffer.
Tujuan Khusus 1.3.2.1 Membuat Rancangan Mekanik Motor 1.3.2.2 Membuat Rangkaian Minimum System 1.3.2.3 Membuat Rangkaian Kontrol Suhu 1.3.2.4 Uji Coba alat
5V
J1 LM35
J7 1 2
5V
CON2
8
5V
3 R1 R
1.4. Manfaat 1.4.1 Manfaat Teoritis 1.4.1.1 Meningkatkan wawasan dan pengetahuan di bidang peralatan Radiologi 1.4.1.2 Dapat dijadikan referensi bagi mahasiswa yang ingin mengembangkan lebih lanjut pada proses pengolahan Film X-Ray 1.4.2 Manfaat Praktis Membantu proses kegiatan pembelajaran di mata kuliah Peralatan Radiologi
2
U2A
+
J3
1
1
LM358 4
MIKRO
C2 C
Gambar 2.1 Rangkaian LM35
2.3 Rangkaian Driver Heater Rangkaian driver heater ini menggunakan MOC3021 dan TRIAC BTA41 sebagai pengatur nyala heater.
J2 1 2 VCC +5V supply
R3 220
R5
INPUT 220 VAC J3
R2
R1 220
1 2
220 2W Q2
220 2W
6
AC INPUT 1 TRIAC BTA41006b
MOC3021
J4 1 2 1
J7 1 2
HEATER
HEATER 2 1
J5 J6 TP GATE
U2 MOC3021
2
2
4
1
1
LED
1
D1
TRIAC
6
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 GAMBARAN UMUM Prinsip yang digunakan pada pengolahan film secara otomatis sebenarnya sama dengan pengolahan film secara manual. Namun pada pengolahan film secara otomatis tidak terdapat tahapan rinsing. Hal ini dikarenakan tahapan rinsing telah digantikan oleh roller yang berada di dalam mesin automatic processing. Tahapan-tahapan yang ada pada automatic processing adalah Developing, Fixing, Washing dan Drying. Semua tahapan di atas sama dengan manual seperti bagaimana proses di developer, fixer hingga masuk ke dryer. Perbedaannya hanya pada proses ini cairan yang digunakan untuk developer dan fixer tidak boleh yang berjenis powder. Developer dan fixer untuk pengolahan film secara otomatis hanya boleh dari jenis liquid. Hal ini disebabkan pada developer dan fixer dari jenis powder masih ada beberapa Kristal dari developer dan fixer yang tidak larut dalam cairan sehingga jika digunakan pada mesin automatic processing, kristal ini dapat menempel pada roller yang kemudian akan
R2 R
4
2.
roller
3 2 1
1.3.2
berakibat tergoresnya film saat menjepit film. (Sita Alfitrah, 2013).
R6 220
J10
TP A1 TP GATE
R7 220
J11 TP A1
J12 D2 1 2
LED
SUPPLY 2
Gambar 2.3 Rangkaian Driver Heater
2
2.4 IC Mikrokontroller (AT89S51) ATmega8535 merupakan salah
satu
3. KERANGKA KONSEP 3.1 Blok Diagram
mikrokontroler 8 bit buatan Atmel untuk keluarga AVR yang diproduksi secara masal pada tahun 2006. Karena merupakan keluarga AVR, maka ATmega8535 juga menggunakan
SETTIN G SUHU
arsitektur RISC. +5v +5v
22pF Y1
40 39 38 37 36 35 34 33
XTAL
1 2 3 4 5 6 7 8
22pF SW2
mosi miso sck
UP
SW3
DOWN
SW4
ENTER
RESET XTAL1 XTAL2 PA0/ADC0 PA1/ADC1 PA2/ADC2 PA3/ADC3 PA4/ADC4 PA5/ADC5 PA6/ADC6 PA7/ADC7
PD0/RXD PD1/TXD PD2/INT0 PD3/INT1 PD4/OC1B PD5/OC1A PD6/ICP1 PD7/OC2
PB0/T0/SCK PB1/T1 PB2/AIN0/INT2 PB3/AIN1/OC0 PB4/SS PB5/MOSI PB6/MISO PB7/SCK
22 23 24 25 26 27 28 29
PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7
1 2 3 4 5 6 7 8
14 15 16 17 18 19 20 21
PD0 PD1 PD2 PD3 PD4 PD5 PD6 PD7
1 2 3 4 5 6 7 8
J5
SETTIN G KECEP ATAN SENSO R FILM
J2
+5v Lcd (-PD7)
ATMEGA8535 J6 1 2 3 4 5 6
PC0/SCL PC1/SDA PC2/TCK PC3/TMS PC4/TDO PC5/TDI PC6/TOSC1 PC7/TOSC2
30 32 31
AVCC AREF AGND
GND
PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7
C2
C3
9 13 12
+5v
11
rst SW1 Reset C1 100nF
VCC
10
R1 1K
BUZZ ER DRIVER HEATER
SENSOR SUHU
HEATE R
INDIKAT OR UKURAN FILM
LCD
R10 20K PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7
mosi miso sck rst
M I K R O K O N T R O L L E R
1 2 3 4 5 6 7 8
J3
CON6
Gambar 2.5 Rangkaian Mikrokontroller
Blok yang dibahas Blok yang tidak dibahas
KECEPAT AN MOTOR
DRIVER MOTOR
MOTOR
2.5 RANGKAIAN LCD ( Liquid Crystal Display ) LCD adalah sebuah display dot matrix yang difungsikan untuk menampilkan tulisan berupa angka atau huruf sesuai dengan yang diinginkan (sesuai dengan program yang digunakan untuk mengontrolnya). Pada tugas akhir ini penulis menggunakan LCD dot matrix dengan karakter 2 x 16, sehingga kaki – kakinya berjumlah 16 pin. +5v
1
J4 R2 2 PD0 PD1 PD2
3
50K
R3
PD3 PD4 PD5 PD6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
220 LCD
Gambar 2.6 Rangkaian LCD
Ketika alat dihidupkan, semua blok mendapatkan suplai tegangan. Blok kontrol suhu melakukan proses pre-heating yang sudah disetting terlebih dahulu. Setelah suhu setting tercapai buzzer akan berbunyi yang menandakan film siap dimasukkan. Rangkaian suhu akan mempertahankan suhu setting pada developer dan dryer. Blok rangkaian setting kecepatan digunakan untuk mengatur kecepatan yang diinginkan. Fungsi blok rangkaian sensor film yaitu mendeteksi adanya film berupa detector infrared yang diletakkan pada tempat masuknya film (feed tray). Cara kerjanya adalah film yang dimasukkan melewati feed tray akan memutus hubungan infrared. Pemutusan hubungan infrared ini akan mengaktifkan semua mekanik dari mesin processing yang meyebabkan mesin akan bergerak, selain mengaktifkan semua mekanik juga sebagai sensor untuk mengetahui ukuran film yang dimasukkkan Blok ADC akan merubah output dari rangkaian sensor film yang masih berupa sinyal analog menjadi sinyal digital yang nantinya dapat diproses oleh mikrokontroller. Blok mikrokontroller akan mengatur system kecepatan motor yang telah disetting.
3
Driver motor berfungsi mengatur putaran motor sehingga motor dapat bekerja.
eksperimen model ini dapat digambarkan sebagai berikut : Perlakuan
Diukur
3.2. Diagram Alir Mulai
X---------------------O X = Treatment / perlakuan yang diberikan
Setting Suhu
(variabel independen) O = Observasi (variabel dependen) Heater Bekerja
4. VARIABEL PENELITIAN Variabel Bebas Sebagai variabel bebas adalah Suhu developer dan dryer Variabel Terikat Sebagai variabel terikat adalah film X-ray Variabel Moderator Sebagai Variabel Moderator adalah Heater
No Suhu Tercapai
Buzzer
Setting kecepatan
Indikator Film bekerja
Motor bekerja
Proses pencucian selesai
Setelah alat menyala, setting suhu yang dibutuhkan dan heater akan bekerja. Tunggu 15-30 menit sebagai pre-heating untuk heater. Setelah suhu tercapai maka buzzer berbunyi, setting kecepatan pada alat yang terdapat 3 pilihan yaitu low, medium dan high. Kemudian indikator film akan menyala ketika film telah diletakkan di feed tray. Motor bekerja dan film akan masuk kedalam proses pencucian 4. METODOLOGI PENELITIAN 4.1 DESAIN PENELITIAN Rancangan penelitian model menggunakan
metode
alat
ini
pre-eksperimental
dengan jenis penelitian One Group Post Test Design. Pada rancangan ini, peneliti hanya melihat hasil perlakuan pada satu kelompok objek tanpa ada kelompok pembanding dan
pada
5. HASIL Dan ANALISA DATA 5.1 Pengujian dan pengukuran modul Setelah membuat modul maka perlu diadakan pengujian dan pengukuran. Untuk itu penulis mengadakan pendataan melalui proses pengukuran dan pengujian. Tujuan dari pengukuran 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 : 1. Menyiapkan peralatan yang dibutuhkan terutama alat ukur. 2. Menyiapkan table untuk mencatat hasil pengukuran. 3. Melakukan pengecekan terhadap masing – masing jalur rangkaian pada PCB tentang ketepatan komponen koneksi pin – pin pada IC. 4. Menguji alat dengan mengadakan pengukuran terhadap output masing – masing bagian ( Test Point) sesuai pengukuran yang telah kita tentukan. 5. Mencatat hasil pengukuran dalamtabel yang telah kita sediakan.
kelompok kontrol. Paradigma dalam penelitian
4
5.2. Hasil Pengukuran Tabel 4.3 Pengukuran T1 pada suhu Setting Developer 370C
Pengukuran
Sensor suhu T1 Modul Thermometer (0C) (0C)
LM35 (0C)
i
36.47
37,02
0.36
ii
37,12
37,3
0.36
iii
37,25
37,5
0.36
iv
37,33
37,02
0.36
v
36,94
36,91
0.35
Tabel 4.4 Pengukuran T1 pada suhu Setting Developer 360C Sensor suhu T1 Modul Thermometer Pengukuran (0C) (0C) I 35,68 36,5 Ii 36,17 35,9 Iii 36,66 36,8 Iv 36,58 36,3 V 35,68 36,1 Rata-Rata 36,15 36,32 Error (%) 0.17 Tabel 4.5 Pengukuran T1 pada suhu Setting
LM35 (0C) 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36
Developer 350C
Pengukuran
Sensor suhu T1 Modul Thermometer (0C) (0C)
LM35 (0C)
i
35,19
35,3
0.35
ii
35,12
35,4
0.35
iii
35,19
34,8
0.35
iv
35,1
35,1
0.35
v
36,01
35,8
0.35
Rata-Rata
35,32
35,5
0.35
Error (%) 0,18 Tabel 4.6 Pengukuran T2 pada suhu dryer 400C
Pengukuran
Sensor suhu T1 Modul Thermometer (0C) (0C)
LM35 (0C)
i
40,01
40,1
0,40
ii
39,56
40,2
0,41
iii
40,02
40,0
0,40
iv
40,11
39,8
0,40
v
39,78
39,7
0,40
Rata-Rata
39,89
39,96
0,40
Error (%)
0,07
6. Pembahasan Tabel 4.3 merupakan data hasil pengukuran T1 pada suhu setting developer 370C. Pada display APF rata-rata menunjukkan nilai suhu 37,020C. Untuk output sensor LM35 selalu stabil yaitu 0.36V DC yang memiliki ketentuan setiap output sensor 1 mV = 10C. Pada thermometer menunjukkan nilai suhu rata – rata yaitu 37,150C dan display modul menunjukkan nilai rata – rata 37,020C. Sehingga dari hasil data rata – rata suhu thermometer dan hasil data rata – rata suhu yang ditampilkan modul didapatkan error sebesar 0.13%. Pengambilan data dilakukan setiap 10 detik sekali sebanyak 5 kali. Dari tabel dan grafik, dapat diketahui bahwa modul (T1) dan Thermometer memiliki kemampuan pembacaan dengan linieritas yang hampir sama serta selisih pembacaan suhu modul dengan thermometer adalah <1. 7. PENUTUP 7.1 Kesimpulan 1. Setelah dilakukan pengujian, pengukuran dan analisa data dapat disimpulkan bahwa :. 2. Berdasarkan sensor suhu LM35 yang telah diuji, sensor suhu LM35 mengubah perubahan suhu ruang menjadi perubahan tegangan. 3. Hasil pengukuran dengan kalibrator menghasilkan rata-rata error pada s modul sebesar: 1.25%. 7.2 Saran 1. Buat rangkaian suhu yang lebih stabil pada kenaikan 2 angka di belakang koma dengan resolusi yang lebih tinggi 2. Efisiensi power supply, gunakan power supply dengan tegangan yang lebih stabil Daftar pustaka Departemen Pendidikan Nasional. Kamus Besar Bahasa Indonesia Edisi Ketiga. Jakarta : Balai Pustaka. 2008 Elektronika Dasar. LCD (Liquid Cristal Display), http://elektronika-dasar.web.id/teorielektronika/lcd-liquid-cristal-display/. 2012 (diakses 1 Oktober 2014) -----------------------. Sensor Suhu IC LM 35, http://elektronika-
5
dasar.web.id/tag/spesifikasi-sensor-suhulm35/. 2012 ( diakses 1 Oktober 2014 ) Sugiyono. Metode Penelitian Kuantitatif Kualitatif dan RD, Bandung : Alfabeta. 2012 Texas Instrument. LM35 Temperature Sensors. 2013
Precision
Centigrade
Widodo
Budhiarto. Panduan Praktikum Mikrokontroler AVR ATmega16, Jakarta : PT Elex Media Komputindo. 2008
World Health Organization (WHO). World Health Statistics. 2009
6
