Seminar Tugas Akhir
Agustus 2016
Baby Incubator Dilengkapi Timbangan Sebagai Kontrol Suhu Otomatis (Timbangan dan Suhu Skin) Dian Rizal Irvani¹, Endro Yulianto² dan Abd. Kholiq³
ABSTRAK Inkubator Bayi adalah salah satu alat kesehatan yang digunakan untuk merawat bayi prematur agar suhu tubuhnya tetap terjaga. Pembuatan modul ini menggunakan metode pre experimental dengan jenis penelitian one group post test design yaitu langsung memberikan perlakuan pada alat baby inkubator dengan menambahkan pembacaan suhu skin dan pengaturan kontrol suhu otomatis berdasarkan berat bayi kemudian langsung dilakukan pengukuran pada hasilnya. Sensor yang digunakan untuk mendeteksi suhu adalah sensor LM35 serta Sensor yang mendeteksi berat digunakan loadcell. Berdasarkan dari hasil pengukuran diperoleh nilai rata rata error beban tampil terhadap beban seharusnya sebesar 0,752%, suhu tampil terhadap suhu seharusnya sebesar 0,533%, suhu pembanding terhadap suhu seharusnya sebesar 0,519%, dan untuk nilai ratarata pembacaan berdasarkan 5 kali pengambilan data suhu skin sebesar 34,3°C sedangkan rata-rata pembacaan suhu skin melalui pembanding thermometer sebesar 34,6°C.
Kata Kunci : Inkubator Bayi, Timbangan, Suhu Skin
Pendahuluan
(heater) yang dikontrol oleh suatu rangkaian
Latar Belakang Masalah
kontrol suhu agar suhu tetap stabil. Heater
Inkubator
bayi
adalah
sebuah
alat
akan bekerja pada saat sensor suhu kurang
kesehatan di bidang life support yang
dari setting suhu yang telah ditentukan, dan
digunakan untuk merawat bayi prematur atau
sebaliknya apabila sensor suhu lebih besar
BBLR (Berat Badan Lahir Rendah) yang
dari setting suhu, secara otomatis heater akan
lahir dengan berat kurang dari atau sama
mati.
dengan 2500 gram. Dimana alat ini berfungsi
Pengaturan suhu yang cukup hangat
untuk menjaga kehangatan dan kelembaban
pada inkubator bayi sangat diperlukan untuk
tubuh bayi. Prinsip kerja inkubator bayi
mencegah hipotermi yang akan terjadi pada
dengan mengatur serta menstabilkan suhu
bayi
dalam ruangan incubator agar sesuai dengan
inkubator bayi dipengaruhi oleh berat badan
suhu yang dibutuhkan oleh bayi prematur.
bayi
Alat ini menggunakan pemanasan elemen
ditetapkan pemilihan suhu pada inkubator
prematur.
dan
umur
Pengaturan
bayi
suhu
sehingga
pada
dapat
1
Seminar Tugas Akhir bayi.
Suhu
Agustus 2016
inkubator
bayi
yang
oleh
(Brighton
and
direkomendasikan
Suhu
yang
tidak
mengidentifikasikan
stabil
terjadinya
juga infeksi,
Sussex, University Hospital, NHS Tahun
sehingga tindakan yang dilakukan harus
2013) adalah 30°C-35°C.
menghindari terjadinya kehilangan panas (heat
Tabel 1. Suhu inkubator menurut umur dan berat badan bayi
loss) pada bayi yang baru lahir. Alat baby incubator yang sebelumnya
BIRTHWEIGHT AND TEMPERATURE
telah dibuat oleh Dwi Fita Irianti dan Eva
RANGE
Kharismawati (2007) dengan nama alat Baby 1
– 1.2-
1.2Kg
1.5Kg
1.5-
>2.5
Incubator dan Circle Phototherapy Berbasis
2.5Kg
Kg
Mikrokontroller
hours 12-24 hours 24-96 hours 5-14 days 2-3 weeks 3-4 weeks 4-5 weeks 5-6 weeks
yang
telah
dimodifikasi oleh Muchammad Iqbal Ainul
AGE
0-12
AT89S51
+/- 0.5 +/- 0.5 +/- 1.0 +/-
Yaqin dan Kharizal Kurnianto (2012) dengan
C
C
C
1.0 C
judul “Baby Incubator Dilengkapi Dengan
35.0
34.0
33.3
32.8
34.5
33.8
32.8
32.4
Timbangan Sebagai Settingan Kontrol Suhu”. Pada alat tersebut belum dilengkapi parameter kelembaban
yang
berfungsi
untuk
menghindarkan bayi dari kehilangan panas (heat loss). Selain hal terebut, karena tidak
34.5
33.5
32.3
32.0
33.5
33.5
32.1
32.0
adanya parameter kelmbaban yang berfungsi untuk menghindarkan bayi dari kehilangan panas (heat loss), dan desain chasing kurang baik. Berangkat dari kekurangan pada alat
33.1
33.1
31.7
30.0
tersebut, maka penulis akan menyempurnakan dan melengkapi parameter dengan membuat
32.6
32.6
31.4
32.0
32.0
30.9
ulang dengan cashing yang lebih baik lagi yaitu
dengan
kelembaban,
menambahkan
parameter
serta dilengkapi timbangan
sebagai kontrol suhu otomatis. 31.4
31.4
30.4
Dari hasil indentifikasi diatas penulis akan “Baby
Sumber : Brighton and Sussex University
membuat
Hospital, NHS, 2013
Timbangan
Kelembaban pada baby incubator juga
Incubator
Sebagai
Dilengkapi
Kontrol
Suhu
Otomatis”.
perlu dipantau karena berpengaruh terhadap kulit bayi yang dilahirkan secara prematur. 2
Seminar Tugas Akhir
Agustus 2016
Batasan Masalah
Tujuan Penelitian
Agar dalam pembahasan alat ini tidak terjadi
pelebaran
masalah
Tujuan Umum
dalam
Dirancangnya
alat
baby
incubator
penyajiannya, penulis membatasi pokok-
dilengkapi dengan timbangan sebagai kontrol
pokok batasan permasalahan yang akan
suhu otomatis dan manual.
dibahas yaitu :
Tujuan Khusus
1.1.1
Pemanasan awal di suhu 31C.
1.1.2
Penempatan Load Cell pada Bed
maka secara operasional tujuan khusus
Baby Incubator. 1.1.3
Keakurasian
Load
cell
terhadap
pembuatan alat ini antara lain : 1.4.2.1 Merancang dan membuat box.
pengaturan suhu 1.1.4
Dengan acuan permasalahan di atas,
Resolusi suhu 1 angka dibelakang
1.4.2.2 Membuat rangkaian perangkat lunak menggunakan IC Atmega16
koma. 1.1.5
Resolusi
berat
badan
1
angka
LM35.
dibelakang koma. 1.1.6
Menggunakan sensor LM35 untuk
Menggunakan sensor LM35 untuk
Tampilan
1.4.2.5 Membuat tampilan berat badan dan menggunakan LCD karakter 20x4.
suhu ruangan. 1.1.8
1.4.2.4 Membuat rangkaian sensor berat badan menggunakan Load Cell.
suhu tubuh. 1.1.7
1.4.2.3 Membuat rangkaian sensor suhu ruang
berat
badan,
suhu
1.4.2.6 Melakukan uji coba alat.
menggunakan LCD karakter 20x4. 1.1.9
Menggunakan IC Atmega16 untuk
Manfaat Penelitian Manfaat Teoritis
pengolah datanya .
Meningkatkan
wawasan
dan
pengetahuan di bidang life support, terutama
Rumusan Masalah
pada Dari uraian latar belakang di atas, maka penulis membuat rumusan masalah yaitu:
pengaplikasian,
penyempurnaan
dan
pengembangan, pendesainan
alat
inkubator bayi.
“Dapatkah dibuatnya alat baby incubator dilengkapi timbangan sebagai kontrol suhu otomatis otomatis)?
(timbangan
mengontrol
suhu
Manfaat praktis Membantu
mahasiswa
teknik
elektromedik dalam dunia pembelajaran life suport khususnya alat inkubator bayi.
3
Seminar Tugas Akhir
Agustus 2016
Metodologi
yang keluar dalam orde Volt. Setelah
Diagram Mekanik Inkubator Bayi
diketahui berat yang tertimbang maka berat badan bayi akan tampil di LCD karakter 20x4. Setelah itu setting usia bayi. Setelah berat badan dan usia bayi diketahui, maka heater akan langsung otomatis mensetting suhu ruang yang dibutuhkan oleh bayi yang akan
diproses
Atmega16,
maka
di
ic driver
mikrokontroler heater
akan
mengatur suhu heater yang dibutuhkan. Gambar 1. Diagram Mekanik
Sensor LM35 (suhu ruang) akan mendeteksi suhu yang ada di dalam ruangan baby
Diagram Blok
incubator.
1. Diagram blok keseluruhan
Sensor LM35 (skin) akan mendeteksi suhu tubuh bayi. LCD karakter 20x4 berfungsi
untuk
mendisplaykan
seluruh
parameter yang ada yaitu : berat badan, suhu ruang, suhu skin, kelembaban dan usia bayi. Thermostat berfungsi sebagai pengaman suhu berlebih atau berkurang, jika terjadi suhu berlebih atau berkurang maka buzzer menyala. Gambar 2. Diagram Blok Keseluruhan Inkubator dinyalakan, pemanasan awal
2.
Diagram Blok Setting Timbangan dan kontrol suhu otomatis
di suhu 31C, setelah suhu tercapai buzzer berbunyi. Ada dua mode pemilihan kontrol suhu manual dan otomatis, Untuk mode manual
setelah
bayi
terdeteksi
berat
badannya setting suhu sesuai berat badan bayi. Untuk mode otomatis bayi dimasukan kedalam
inkubator.
Load
cell
akan
mendeteksi berat badan bayi, karena output load cell masih dalam orde mV, maka
Gambar 3. Diagram Blok timbangan dan
dibutuhkan psa untuk menguatkan tegangan
kontrol suhu otomatis 4
Seminar Tugas Akhir Inkubator
Agustus 2016
dinyalakan,
pemanasan
awal di suhu 31C, setelah suhu tercapai
3. Diagram blok Monitoring Suhu Tubuh
bayi dimasukan kedalam inkubator. Load cell akan mendeteksi berat badan bayi, karena output load cell masih dalam orde mV,
maka
dibutuhkan
psa
untuk
menguatkan tegangan yang keluar dalam orde Volt. Setelah diketahui berat yang tertimbang maka berat badan bayi akan
Gambar 4. Diagram Blok Monitor Suhu
tampil di LCD karakter 20x4. Setelah itu setting usia bayi. Setelah berat badan dan usia bayi diketahui, maka heater akan langsung otomatis mensetting suhu ruang yang dibutuhkan oleh bayi yang akan diproses di ic mikrokontroler Atmega16, maka driver heater akan mengatur suhu heater yang dibutuhkan. Sensor LM35 (suhu ruang) akan mendeteksi suhu yang ada di dalam ruangan baby incubator. LCD karakter 20x4 berfungsi untuk mendisplaykan seluruh parameter yang ada yaitu : berat badan, suhu ruang, suhu skin,
kelembaban
dan
usia
bayi.
Tubuh Sensor kulit mendeteksi suhu pada tubuh bayi, dengan output tegangan pada sensor LM 35. Tegangan output pada sensor diolah oleh PSA. Output dari PSA akan diolah oleh ADC yang mengubah data analog menjadi digital dan slanjutnya di proses di ic mikrokontroler
Atmega16.
Hasil
output
mikrokontroler akan muncul dua proses yaitu menampilkan pada LCD karakter 20x4 dan rangkaian pemutus heater sebagai pengaman ketika suhu badan diatas 37°C memberikan output tertentu untuk mengaktifkan driver buzzer dan menyalakan buzzer.
Thermostat berfungsi sebagai pengaman suhu berlebih atau berkurang, jika terjadi suhu berlebih atau berkurang maka buzzer menyala.
5
Seminar Tugas Akhir
Agustus 2016
Diagram Alir Proses 1. Diagram Alir Setting Timbangan dan kontrol suhu otomatis
Gambar 5. Diagram Alir Setting Timbangan dan kontrol suhu otomatis
Semua sensor mendeteksi suhu awal ketika alat
pertama
kali
dinyalakan
yang
akan
ditampilkan di LCD Karakter 20x4. Setelah itu heater
langsung
menyala
dan
melakukan
pemanasan awal 31C. Jika suhu tercapai 31C maka buzzer berbunyi, tetapi jika suhu belum tercapai
31C
maka
heater
akan
terus
memanaskan hingga suhu mencapai 31C. Selanjutnya pilih setting otomatis dan buzzer off. Bayi dimasukkan kedalam bed baby incubator Load Cell langsung mendeteksi berat badan bayi.
6
Seminar Tugas Akhir
Agustus 2016
Setelah itu berat badan bayi akan tampil pada
Sensor suhu mendeteksi suhu tubuh
LCD Karakter 20x4 dan secara otomatis heater
bayi, kemudian suhu tubuh bayi ditampilkan
akan mensetting suhu sesuai kebutuhan bayi
ke LCD karakter 20x4. Ketika suhu tubuh bayi >37°C maka buzzer akan menyala.
secara otomatis. Ketika berat badan bayi tidak
Tetapi jika suhu tubuh bayi diantara < 37°C
kurang dari 2,6-3 Kg maka setting suhu secara
maka sensor akan tetap mendeteksi suhu
otomatis berubah ke suhu 32 C, Jika berat badan
tubuh bayi dan buzzer tidak menyala.
bayi kurang dari 2,6-3 Kg atau sama dengan 1,6-
Jenis Penelitian 2,5 Kg maka setting suhu secara otomatis
Jenis penelitian dan pembuatan modul
berubah ke suhu 33C. Apabila berat badan bayi
ini menggunakan metode pre experimental
tidak kurang dari 1,6-2,5 Kg atau sama dengan
dengan jenis penelitian one group post test
1,3-1,5 Kg maka suhu secara otomatis berubah
design yaitu langsung memberikan perlakuan pada
ke suhu 34C. Jika berat 1-1,2 Kg maka suhu
alat
baby
menambahkan
inkubator
pengaturan
dengan
setting
suhu
secara otomatis berubah ke suhu 35C.
otomatis melalui berat dan suhu skin yang
2. Diagram Alir Monitor Suhu Tubuh
kemudian langsung dilakukan pengukuran pada hasilnya. Perlakuan
diukur
X -------------------------------- 0 X
= treatmen/perlakuan yg diberikan (variabel Independen)
0 =
Observasi (variabel dependen)
Rumus-rumus 1) Rata-rata Rata-rata
adalah
bilangan
yang
didapat dari hasil pembagian jumlah data oleh banyaknya data yang terkumpul. Rumus : Dimana :
=
rata-rata
X1,.,Xn = nilai data
Gambar 6. Diagram Alir Monitor suhu
n
tubuh
= banyak data (1,2,3,.
,n) 7
Seminar Tugas Akhir
Agustus 2016
2) Standart Deviasi
X3
1
35,0
1,1
34,8
34,8
Standart Deviasi adalah suatu nilai
X4
1
34,7
34,8
yang menunjukkan tingkat penyimpangan
X5
1,1
34,7
34,8
dari rata-rata yang dihasilkan. Rumus : Dimana :
SD
=
standart
deviasi = rata-rata
Rata2
1,02
Simpangan
0,02
% Error
2,00
SD
0,00 7 0,00 3
UA
X1,..,Xn = nilai data n
=
banyak
data
34,7 6 0,24 0 0,68 6 0,00 3 0,00 1
34,8 0,200 0,571 0 0
Tabel.3 Hasil Pengukuran dg Range Beban 1,2-
(1,2,3..n)
1,5 Kg
3) Error (Kesalahan)
Beban Pemband
Error (kesalahan) adalah selisih antara
ing
rata-rata terhadap masing-masing data.
(Anak Timbang
Rumus :
an) (Kg)
Dimana : Xn
=
rata-rata
data
Suhu yg harus dicap ai
°C
Beba n Tam pil (Kg)
Suhu Tam pil
°C
Suhu Pembanding (Thermomet er)
°C
X1
1,2
33,8
34,2
X2
1,3
33,9
34,1
1,3
34,0
34,1
X4
1,3
34,1
34,0
X5
1,3
33,8
34,0
kalibrator = rata-rata data modul
X3
4) UA (Ketidakpastian) Rumus ketidakpastian adalah Rumus : Dimana :
= ketidakpastian
Rata2
1,28
SD
= standart deviasi
Simpangan
0,02
n
= banyaknya data % Error
1,54
SD
0,00 2 0,00 1
1,2 Kg Pemband ing (Anak Timbang an) (Kg)
34,0
Ua
Tabel.2 Hasil Pengukuran dg Range Beban 1 -
Beban
1,3
Suhu yg harus dicap ai
°C
Beba n Tam pil (Kg)
Suhu Tam pil
°C
Suhu
UA
33,9 2 0,08 0 0,23 5 0,01 7 0,00 8
34,08 0,080 0,235 0,007 0,00313
Pembanding (Thermomet er)
°C
X1
0,9
34,8
34,8
X2
1
34,8
34,8
8
Seminar Tugas Akhir
Agustus 2016
Tabel.4 Hasil Pengukuran dg Range Beban 1,5-
0,00 2 0,00 1
SD
2,5 Kg Beban Pemband ing (Anak Timbang an) (Kg)
UA Suhu Beba
yg
n
harus dicap
Tam pil
ai
(Kg)
°C
Suhu Tam pil
°C
Tabel.6 Hasil Pengukuran Suhu Skin
(Thermomet er)
°C
33,1
33,2
X2
2,0
33,1
33,2
2,1
33,1
33,0
33,3
0
Suhu
1,9
2
0
Pembanding
X1
X3
0,00 3 0,00 1
X1
X2
X3
X4
X5
(°C)
(°C)
(°C)
(°C)
(°C)
Rat aRat a
Ket :
Suhu <37 Suhu
33,
34,
33,
34,
36,
34,
bayi
5
5
0
7
0
3
dikata
Tam
X4
2,0
33,0
33,0
X5
2,0
33,0
33,0
kan
33,08
norma
Rata2
2
Simpangan
0
% Error
0
SD
0,00 5 0,00 2
UA
33,0 6 0,24 0 0,72 1 0,00 3 0,00 1
pil
Suhu
0,220
l, suhu
Pem
>37
bandi
0,661 0,012
(Ther mom
0,005367
bayi
ng
eter
33,
34,
32,
35,
37,
34,
4
9
7
0
0
6
dikata kan dema
bada
Tabel.5 Hasil Pengukuran dg Range Beban 2,5 -
m
n)
3 Kg Beban Pembandi ng (Anak Timbanga n) (Kg)
DAFTAR PUSTAKA Suhu yg
Beban
Suhu
harus
Tampi
Tampi
dicapa
l
l
i
(Kg)
°C
°C
Suhu
Khosim, M.Sholeh. 2003. Buku panduan
Pembanding (Thermomete r)
°C
Manajemen Masalah Bayi Baru Lahir Untuk Dokter, Perawat, Bidan di Rumah Sakit. Jakarta.
X1
2,7
33,0
33
Not Ordinary Idiot Weblog (2012). Prinsip
X2
2,8
33,0
33
Kerja Inkubator Bayi. Diakses: Kamis, 2
2,8
33,0
33
Oktober
X4
2,8
32,9
33
http://planetcopas.blogspot.com/2012/07
X5
2,8
32,9
33
/prinsip-kerja-inkubatorbayi.html
X3
2,8
32,8
Rata2
2,78
Simpangan
0,02
% Error
0,71
32,9 6 0,16 0,49
2014.
33 -0,20 -0,61
TONK-Q
inkubator
(2014).
Pengertian
Thermostat
dan
Jenisnya.
Diakses:
Kamis,
3
Oktober
2014. 9
Seminar Tugas Akhir
Agustus 2016
http://tonkq.blogspot.com/2014/02/peng
Brighton and Sussex University Hospital,
ertian termostat-dan-jenisnya.html
NHS (2013), Jum’at 09 Oktober 2015
Winkjosastro, Hanifa. 2006. Ilmu Kebidanan. Jakarta: Yayasan Bina Pustaka Sarwono Prawirohardjo. Mochtar, Rostam. 1998. Sinopsis Obstetri. Jakarta. Buku Kedokteran EGC. Not Ordinary Idiot Weblog (2012). Prinsip Kerja
Inkubator
Bayi.
Senin,
September
21
2015.
http://planetcopas.blogspot.com/2012/07 /prinsip-kerja-inkubatorbayi.html Fahmizal
(2010).
Fitur
Mikrokontroler
Atmega16. Senin, 21 September 2015 https://fahmizaleeits.wordpress.com/tag/ fitur-atmega16/ Donald, Frank. 2012. Interfacing LCD with ARM7
Microcontroller.
Kamis,
September
24
2015.
http://www.gadgetronicx.com/interfacin g-lcd-with-arm7/ Bangun
Suprapto
(2010).
Load
Cell
Troubleshoting. Jumat 25 September 2015 http://timbanganstatik.blogspot.co.id/p/l oad-cell-troubleshooting.html Makalah iwan sugriwan (2012). Load cell. jumat
25
september
2015
http://dokumen.tips/documents/teoriload-cell.html WordPress.com. handbook.
Sabtu
(2011). 26
Load
cell
september
2015
https://loadcellteori.wordpress.com/ 10
Seminar Tugas Akhir
Mei 2016
11
