1
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ABSTRAK ......................................................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................... ii KATA PENGANTAR ....................................................................................... v DAFTAR ISI ...................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... ix DAFTAR TABEL .............................................................................................. xi BAB I
PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang ................................................................................1 1.2.Pembatasan Masalah ......................................................................3 1.3.Tujuan Penulisan ............................................................................3 1.4. Metode Penulisan .......................................................................... 4 1.5. Sistematika Penulisan ................................................................... 4
BAB II TEORI DASAR 2.1.Teori Tentang Darah Manusia ....................................................... 6 2.2. Penggolongan Darah Dengan Sistem ABO .................................. 14 2.3. Transistor Sebagai Saklar ............................................................. 19 2.4. LED Sebagai Sumber Cahaya ....................................................... 24 2.5. LDR Sebagai Sensor ..................................................................... 25 2.6. Op Amp ......................................................................................... 27
2
2.7. IC LM741 Sebagai Penguat Tak Membalik ................................. 29 2.8. IC LM741 Sebagai Pembanding ................................................... 31 2.9. Sistem Mikrokontroler AT89C51 ................................................. 32 2.10. Seven Segment Sebagai Display ................................................. 49 BAB III PERENCANAAN 3.1. Perencanaan Blok Diagram ...........................................................53 3.2. Perencanaan Rangkaian Sensor .................................................... 57 3.3. Perencanaan Rangkaian Penguat Non Inverting ........................... 58 3.4. Perencanaan Rangkaian Komparator ............................................ 60 3.5. Perencanaan Rangkaian Mikrokontroler AT89C51 ......................63 3.6. Perencanaan Rangkaian Display ................................................... 69 BAB IV PENDATAAN DAN ANALISA 4.1. Persiapan Alat dan Bahan ............................................................. 71 4.2. Metode Pengukuran ...................................................................... 74 4.3. Penyajian Data .............................................................................. 75 4.4. Analisa Data ................................................................................. 76 BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan ................................................................................... 77
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
3
Gambar
Halaman
II.1
Sel Darah Merah .................................................................................. 11
II.2
Sel Darah Putih .................................................................................... 13
II.3
Sel-Sel Trombosit ................................................................................ 14
II.4
Simbol Transistor ................................................................................ 20
II.5
Transistor Sebagai Saklar Tertutup ..................................................... 21
II.6
Transistor Sebagai Saklar Terbuka ..................................................... 22
II.7
Karakteristik Garis Beban Transistor NPN ........................................ 23
II.8
Simbol Skematik LED ........................................................................ 24
II.9
LDR dan Simbol Skematik LDR ........................................................ 25
II.10
Kurva Karakteristik LDR .................................................................... 26
II.11
Skema Op Amp ................................................................................... 28
II.12
Penguat Non Inverting ........................................................................ 29
II.13
Komparator ......................................................................................... 31
II.14
Arsitektur Perangkat Keras Mikrokontroler ........................................ 33
II.15
IC AT89C51 ........................................................................................ 35
II.16
Alamat RAM Internal dan Flash PEROM .......................................... 36
II.17
Pemindahan Data 0011000b Dari Alamat 35H ke Akumulator Secara Langsung ................................................................................. 38
II.18
Step-Step yang Terjadi Pada Pemindahan Data 5 ke Alamat 30H Hingga 34H ......................................................................................... 41
4
II.19
Peta Memori RAM dan Spesial Fungsi Register ................................ 42
II.20
Bit-Bit Port .......................................................................................... 43
II.21
Diagram Alir Deteksi Bit ke 3 Port 1 .................................................. 45
II.22
Register Bank ...................................................................................... 46
II.23
Stack .................................................................................................... 47
II.24
Skema Seven Segment ........................................................................ 49
II.25
Seven Segment Common Anoda ........................................................ 50
II.26
Seven Segment Common Katoda ........................................................ 51
III.1
Blok Diagram Alat Uji Golongan Darah Dengan Sistem ABO Berbasis Mikrokontroler AT89C51 .................................................... 53
III.2
Rangkaian Sensor ............................................................................... 57
III.3
Rangkaian Penguat Non Inverting ...................................................... 58
III.4
Rangkaian Komparator ....................................................................... 60
III.5
Rangkaian Hardware AT89C51 ......................................................... 63
III.6
Diagram Alir ...................................................................................... 65
III.7
Rangkaian Display ............................................................................. 69
5
DAFTAR TABEL
Tabel II.1
Halaman Penggolongan Darah Dengan Memperhatikan Aglutinasi Sel Dari Berbagai Golongan Darah Dengan Aglutinin anti –A Dan Anti –B ......................................................................................... 16
II.2
Gambar Sel Darah Merah yang Teraglutinasi dan Tidak Teraglutinasi Terhadap Aglutinin (Serum) Anti –A dan Anti –B ............................. 17
II.3
Pengidentikan Golongan Darah Ke Kode Biner .................................. 18
II.4
Data Karakteristik LDR ....................................................................... 27
II.5
Deskripsi Pin Pada Mikrokontroler AT89C51 ............................... 33-35
II.6
Format Display Seven Segment .......................................................... 50
III.1
Inputan Untuk Rangkaian Mikrokontroler .......................................... 56
III.2
Hasil Percobaan Terhadap Beberapa Jenis Darah .............................. 62
III.3
Tampilan Huruf-Huruf Pada Display .................................................. 70
IV.1
Nilai Tegangan Berdasarkan Jenis Golongan Darah Pada tiap-tiap Titik Pengukuran ................................................................................. 75
IV.2
Persentase Kesalahan Pada Golongan Darah A .................................. 76
IV.3
Persentase Kesalahan Pada Golongan Darah AB ............................... 77
6
ABSTRAK RANCANG BANGUN ALAT UJI GOLONGAN DARAH DENGAN SISTEM ABO BERBASIS MIKROKONTROLER AT89C51 Penulis mengambil judul seperti diatas dengan pertimbangan bahwa perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) sekarang ini dapat diaplikasikan pada bidang kesehatan, termasuk pada sebuah alat bantu yang terkesan sederhana namun peranannya cukup besar dirumah sakit dan laboratorium yaitu alat bantu pengujian jenis golongan darah. Darah merupakan komponen yang sangat penting dalam kehidupan manusia, peran terpenting dari darah adalah tranportasi dalam tubuh dan fungsifungsi lainnya. Tujuan dari karya tulis ini adalah untuk membuat suatu alat uji golongan darah sesuai dengan judul karya tulis ini. Dalam pembuatannya penulis mempelajari buku-buku petunjuk yang berkenaan dengan berbagai literatur sebagai referensi dalam pembuatan modul dan karya tulis ilmiah ini.
7
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb. Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan kemudahan dan anugerah terbaik-Nya. Kepada penulis, sehingga dapat menyelesaikan karya tulis yang berjudul “RANCANG BANGUN ALAT UJI GOLONGAN DARAH DENGAN SISTEM ABO BERBASIS MIKROKONTROLER AT89C51”. Tujuan utama penulisan karya tulis ini adalah sebagai salah satu syarat untuk menempuh tugas akhir pada pendidikan Strata-1 Teknik Elektro Penulis tidak akan dapat menyelesaikan karya tulis ini tanpa adanya bantuan dari pihak lain. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu, baik secara langsung maupun tidak langsung dalam penyusunan karya tulis ini, terutama kepada : 1. Ayah, Ibu dan Kakak, adi dan keponakan untuk semua dukungan, do’a dan bantuannya. 2. Bp Yudhi Gunardi ST MT. Selaku selaku pembimbing akademis dan koordinator TA 3. Bp. Ir. Budi Yanto Husodo, M.Sc selaku ketua program Studi teknik Elektro 4. Seluruh staff dosen dan tata usah jurusan Teknik Elektro atas segala ilmu dan bantuannya.
8
5. Seluruh teman-teman seperjuangan di Mercu Buana angkatan Ke VII yang ada di meruya Jurusan teknik elektronika. 6. Arip, latif , agung dan teman-teman lainnya yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. 7. Dwi yang telah membantu dalam pembuatan TA dan modul ini dan seseorong yang telah menyanyangi saya yang memberi bantuan moril. 8. Serta semua pihak yang membantu dalam pembuatan TA dan modul ini yang tidak dapat sebutkan satu persatu. Semoga Allah mengganti semua jasa baik yang telah dilakukan dengan pahala yang berlipat ganda. Dengan segala kerendahan dan keterbatasan yang penulis miliki, penulis menyadari bahwa karya tulis ini jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun guna menyempurnakan karya tulis ini dan untuk menambah pengetahuan bagi penulis. Terakhir penulis mengharapkan semoga karya tulis ini dapat membawa manfaat bagi setiap orang yang membacanya.
Jakarta,
Agustus 2007 Penulis
Zafrulloh Ahmad
9
BAB I PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG Bidang kesehatan adalah suatu bidang yang menjadi prioritas utama dalam pembangunan bangsa Indonesia. Dimana sasaran yang ingin dicapai dalam bidang kesehatan ini adalah tercapainya kehidupan yang sehat, baik jasmani maupun rohani bagi setiap penduduk Indonesia. Agar sasaran itu dapat tercapai perlu dilakukan upaya untuk meningkatkan derajat kesehatan masyarakat tersebut, salah satu caranya adalah dengan mengembangkan ilmu dan teknologi yang mendukung perkembangan dunia kesehatan yaitu bidang alat-alat medis. Dengan makin berkembangnya alat-alat medis yang bersifat praktis, efisien, dan efektif akan membawa dampak positif bagi dunia kesehatan sehingga mutu pelayanan dapat ditingkatkan. salah satu upaya kearah peningkatan mutu pelayanan karena perkembangan alat medis adalah penggunan alat uji golongan darah. Penggolongan darah sering dilakukan pada laboratorium-laboratorium klinik yang bertujuan mengidentifikasi jenis golongan darah. Salah satu metode yang dipakai adalah sistem ABO, Dimana sistem ini merupakan salah satu metode penggolongan darah yang mudah, cepat dan tepat.
10
Berdasarkan pengamatan penulis, para analis untuk mengetahui jenis golongan darah seseorang prosesnya dilakukan secara manual, hal ini memakan waktu yang relatif lama. Atas dasar hal tersebut maka dibutuhkan alat bantu elektronik yang dapat membaca jenis golongan darah yang dianggap menunjang pada dunia medik. Dengan latar belakang yang telah diuraikan diatas penulis ingin membuat alat uji golongan darah, dimana kerjanya dikendalikan oleh sebuah sistem mikrokontroler yang penulis sajikan dalam bentuk karya tulis dengan judul :
“RANCANG BANGUN ALAT UJI GOLONGAN DARAH DENGAN SISTEM ABO BERBASIS MIKROKONTROLER AT89C51”
11
1.2. PEMBATASAN MASALAH Agar tidak terjadi kerancuan dan pelebaran masalah maka dalam penyusunan karya tulis ini, penulis akan membatasi pokok-pokok bahasan yang berkaitan dengan Alat Pendeteksi Golongan Darah Dengan Sistem ABO Berbasis Mikrokontroler AT89C51, catu daya tidak dibahas.
1.3. TUJUAN PENULISAN Adapun tujuan dari penulisan karya tulis ini adalah sebagai berikut : 1. Membuat modul Alat Uji Golongan Darah Dengan Sistem ABO. 2. Mengetahui hasil pengujian terhadap Alat Uji Golongan Darah Dengan Sistem ABO. 3. Mengetahui hasil pendataan pada beberapa titik pengukuran yang terdapat pada rangkaian sesuai dengan perencanaan.. 4. Mengembangkan ilmu yang didapat selama perkuliahan dan ditempat lain. 5. Menuangkan hasil studi lapangan kedalam sebuah karya tulis.
12
1.4. METODE PENULISAN Dalam penyusunan karya tulis ini, metode yang dipergunakan adalah sebagai berikut : 1. Studi literatur, dilaksanakan dengan mencari dan mempelajari buku-buku dan sumber literatur yang ada hubungannya dengan karya tulis tersebut. 2. Perencanaan pembuatan alat, yaitu dengan melakukan penggalian dan perumusan ide untuk membuat alat dengan bantuan informasi yang didapat pada studi literatur. 3. Pengujian, yaitu dengan melakukan percobaan dan pengujian pada alat. 4. Analisa data, yaitu dengan membandingkan antara hasil yang diperoleh dari pendataan dengan basil perhitungan teori. 5. Penyusunan laporan, yaitu dengan membuat karya tulis yang merupakan studi literatur dengan pendataan serta pengujian dari alat yang dibuat.
1.5. SISTEMATIKA PENULISAN Sistem penulisan yang digunakan untuk mempermudah memahami karya tiles ini adalah sebagai berikut : BAB I
: PENDAHULUAN Memberikan gambaran secara singkat mengenai latar belakang masalah, tujuan penulisan dan metode penulisan.
BAB II : TEORI DASAR Menguraikan prinsip-prinsip teori dasar yang mendukung sebagai landasan teori dalam pembahasan masalah.
13
BAB III : PERENCANAAN Menjelaskan
langkah-langkah
yang
dilakukan
mulai
dari
perumusan ide sampai kepada pembuatan bagian-bagian rangkaian. BAB IV : PENDATAAN DAN ANALISA DATA Menyajikan
data-data
pengukuran
terhadap
beberapa
titik
pengukuran. Dan membahas tentang data yang telah diperoleh dari hasil pengukuran dan membandingkan dengan data yang diperoleh dari perhitungan secara teori. BAB V : PENUTUP Berisi kesimpulan dari hasil yang diperoleh berdasarkan pendataan dan pembahasan secara teori. Sebagai pelengkap, karya tulis ini dilengkapi
dengan
lampiran-lampiran
yang
menunjang
pembahasan masalah dan daftar pustaka yang menunjukkan bahanbahan referensi yang digunakan penulis dalam penyusunan karya tulis ini.
14
BAB II TEORI DASAR
2.1. Teori Tentang Darah Manusia Hematologi adalah suatu cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari segala sesuatu tentang darah manusia. Hematologi berasal dari kata Haema dan logos, dimana Haema : Darah, Logos : Ilmu. Darah merupakan bagian penting dari sistem transportasi didalam tubuh. Darah merupakan jaringan yang berbentuk cairan yang terdiri dari dua bagian besar, yaitu : 1. Plasma darah, merupakan bagian yang berbentuk cair. 2. Bagian korpuskuli yakni benda-benda darah yang terdiri atas sel darah putih atau Lekosit, sel darah merah atau Eritrosit, dan sel pembeku darah atau Trombosit. Jantung adalah pusat peredaran darah yang berfungsi untuk memompakan darah sehingga darah dapat beredar keseluruh tubuh, sampai ke sel-sel. Jantung berkontraksi pada orang dewasa rata-rata 70 kali dalam satu menit. Pergerakan ini sesuai dengan banyaknya denyutan nadi (pols) dalam satu menit. Jantung terus bekerja sampai kita meninggal dunia. Darah mengalir keseluruh tubuh melalui pembuluh darah. Ukuran pembuluh darah makin dekat ke jantung berukuran semakin besar sedangkan makin jauh dari jantung berukuran semakin kecil. pembuluh darah yang
15
berukuran kecil disebut pembuluh darah rambut (kapiler). Kapiler ini hampir terdapat diseluruh bagian tubuh yang hidup dan meliputi sel-sel. Pembuluh darah didalam tubuh bentuknya bercabang-cabang, cabangcabang ini makin lama makin kecil dan semakin jauh dari jantung semakin halus pula ukurannya. Jumlah pembuluh darah sangat banyak dan merupakan jalan raya dalam tubuh. Pembuluh-pembuluh darah kapiler inilah yang menyampaikan zat-zat yang dibutuhkan sel-sel tubuh dan juga untuk membawa zat-zat yang tidak berguna kembali ke jantung kemudian dari jantung dibawa ke alat pembuangan tubuh. Peredaran darah dalam tubuh manusia ada dua macam. Yaitu peredaran darah besar (panjang) dan peredaran darah kecil (pendek). 1. Peredaran darah besar (panjang) adalah peredaran darah dari jantung keseluruh tubuh dan kemudian kembali lagi ke jantung. Peredaran darah besar ini berguna untuk membawa zat-zat makanan, oksigen keseluruh tubuh untuk dipergunakan dalam berbagai keperluan. Pembuluh darah arteri dari jantung membawa darah bersih yang telah mengandung oksigen. Sedangkan pembuluh darah balik membawa darah kotor artinya yang mengandung CO2 dan zat-zat lain sebagai hasil metabolisme. Lain halnya dengan pembuluh darah arteri ke paru-paru, dia bertugas untuk membawa darah kotor, sebaliknya pembuluh darah venanya membawa darah bersih.
16
2. Peredaran darah kecil (pendek) adalah peredaran darah dari jantung ke paru-paru, kemudian balik lagi ke jantung. Peredaran darah kecil ini berguna untuk membersihkan darah. Darah yang datang dari pembuluh darah vena ke paru-paru masih kotor dan setelah bersih dibawa balik ke jantung kemudian oleh jantung dipompakan keseluruh tubuh melalui pembuluh darah nadi.
2.1.1. Fungsi darah Darah dalam keseluruhannya mempunyai banyak fungsi. Fungsi-fungsi yang paling penting daripada darah adalah : 2.1.1.1. Fungsi yang menyangkut pernafasan Dalam hubungan ini, darah membawa oksigen dari paru-paru ke jaringan-jaringan dan juga membawa karbondioksida (CO2) dari jaringanjaringan ke paru-paru untuk dikeluarkan. 2.1.1.2. Fungsi yang menyangkut Nutrisi Dalam hubungan ini, darah mengangkut zat-zat makanan yang diabsorbsi dari usus halus atau dibuat dalam tubuh ke sel-sel yang menggunakannya atu menyimpannya. 2.1.1.3. Fungsi yang menyangkut Excresi Dalam
hubungan
ini,
darah
mengangkut
ampas-ampas
metabolisme ke alat-alat axcresi dimana zat-zat tersebut akan dikeluarkan.
17
2.1.1.4. Fungsi yang menyangkut kekebalan (Imunity) Dalam hubungan ini, darah mentransport sel darah putih (lekosit), antibodi dan substansi protektif lainnya. 2.1.1.5. Fungsi yang menyangkut korelasi hormonal Dalam hal ini, darah mengangkut excresi-hormonal dari satu organ ke organ lain. 2.1.1.6. Fungsi yang berhubungan dengan pengaturan suhu Dalam hubungan ini, darah memainkan peranan melalui beberapa jalan : 2.2.Darah mengandung sejumlah panas. 2.3.Darah mengalir dengan cepat dan mendistribusikan panas tersebut dengan konsekwensi meratanya panas keseluruh tubuh. 2.4.Mengatur panas ke permukaan tubuh, dimana panas itu diiliminir dengan penguapan atau iradiasi. 2.5.Mensuplai air guna penguapan pada kulit dan paru-paru. 2.1.1.7. Mengatur keseimbangan asam, tekanan darah, keseimbangan ion-ion.
18
2.1.2. Susunan darah 2.1.2.1. Plasma darah Plasma darah atau bagian cair dari darah, dengan volume 5% dari berat badan, berwarna jernih dan sedikit kekuning-kuningan. Komposisi plasma darah : a. Air merupakan bagian terbesar = 91% b. Protein = 8% yang terdiri dari Albumin, Globulin, Protrombin dan Fibrinogen. c. Mineral = 0,9% yang terdiri dari Natrium Klorida, Natrium Bikarbonat, Garam dari Kalsium, Fosfor, Magnesium dan Besi. d. Sisanya diisi oleh sejumlah bahan organik yaitu : Glukose, Lemak, Urea, Asam urat, Keratin, Kolesterol dan Asam amino. e. Gas Oksigen dan Karbon Dioksida. f. Hormon-hormon, Enzim, Antigen. Plasma darah berfungsi sebagai perantara (medium) untuk penyaluran zat-zat makanan, mineral, lemak, glukose dan asam amino ke jaringan-jaringan. Juga berfungsi untuk mengangkut sisa metabolisme seperti urea, asam urat dan sebagian karbon dioksida. Peranan plasma protein mempunyai fungsi yang berbeda-beda. Albumin fungsinya menjaga tekanan osmotik dan volume darah. Globulin berfungsi sebagai antibodi. Sedangkan Fibrinogen berfungsi sebagai koagulasi (penggumpalan) darah.
19
2.1.2.2. Bagian korpuskuli Yang dimaksud dengan korpuskuli adalah sel-sel darah atau yang dinamakan bagian padat darah. Sel-sel darah ini terdiri dari : 2.1.2.2.1. Sel-sel darah merah (Eritrosit) Eritrosit merupakan bagian utama dari sel darah. Jumlah pada pria dewasa sekitar 5 juta sel/cc darah dan pada wanita sekitar 4 juta sel/cc darah. Eritrosit berbentuk Bikonkaf, warna merah disebabkan oleh Hemoglobin (Hb) fungsinya adalah untuk mengikat Oksigen. Kadar 1 Hb inilah yang dijadikan patokan dalain menentukan penyakit Anemia. Eritrosit berusia sekitar 120 hari. Sel yang telah tua dihancurkan di Limpa. Hemoglobin dirombak kemudian dijadikan pigmen Bilirubin (pigmen empedu).
Gambar II.1 Sel Darah Merah
20
2.1.2.2.2. Sel-sel darah putih (Lekosit) Jumlah sel pada orang dewasa berkisar antara 6000 - 9000 sel/cc darah. Fungsi utama dari sel tersebut adalah untuk Fagosit (pemakan) bibit penyakit/ benda asing yang masuk ke dalam tubuh. Maka jumlah sel tersebut bergantung dari bibit penyakit/benda asing yang masuk tubuh. Peningkatan jumlah lekosit merupakan petunjuk adanya infeksi misalnya radang paru-paru. Lekopeni : Berkurangnya jumlah lekosit sampai di bawah 6000 sel/cc darah. Lekositosis : Bertambahnya jumlah lekosit melebihi normal (di atas 9000 sel/cc darah). Fungsi fagosit sel darah tersebut terkadang harus mencapai benda asing/kuman jauh di luar pembuluh darah. Kemampuan lekosit untuk menembus dinding pembuluh darah (kapiler) untuk mencapai daerah tertentu disebut Diapedesis. Gerakan lekosit mirip dengan amoeba (Gerak Amuboid).
2.1.2.2.2.1. Jenis-jenis Lekosit : a. Granulosit : Lekosit yang di dalam sitoplasmanya memiliki butirbutir kasar (granula). Jenisnya adalah eosinofil, basofil dan netrofil.
21
b. Agranulosit : Lekosit yang sitoplasmanya tidak memiliki granula. Jenisnya adalah limfosit dan monosit. c. Eosinofil
: Mengandung granula berwama merah (Warna Eosin) disebut juga Asidofil. Berfungsi pada reaksi alergi (terutama infeksi cacing).
d. Basofil
: Mengandung granula berwarna biru (Warna Basa). Berfungsi pada reaksi alergi.
e. Netrofil
: (Ada dua jenis sel yaitu Netrofil Batang dan Netrofil Segmen). Disebut juga sebagai sel-sel PMN (Poly Morpho Nuclear). Berfungsi sebagai fagosit.
f. Limfosit
: (Ada dua jenis sel yaitu sel T dan sel B). Keduanya berfungsi
untuk
menyelenggarakan
imunitas
(kekebalan) tubuh. g. Monosit
: merupakan lekosit dengan ukuran paling besar
Gambar II.2 Sel Darah Putih
22
2.1.2.2.3. Sel-sel pembeku (Trombosit) Disebut pula sel darah pembeku. Jumlah sel pada orang dewasa sekitar 200.000 - 500.000 sel/cc. Di dalam trombosit terdapat banyak sekali faktor pembeku. Proses Pembekuan Darah sebagai berikut. Trombosit yang menyentuh permukaan yang kasar akan pecah dan mengeluarkan enzim Trombokinase (Tromboplastin).
Gambar II.3 Sel-Sel Trombosit
2.2. Penggolongan Darah Dengan Sistem ABO Sudah kita ketahui bersama, berdasarkan TABO system yang dikenal luas, golongan darah dikelompokkan menjadi 4, yaitu; A, B, O, dan AB. Pada awalnya, sekira tahun 1900 hanya golongan darah A, B, C (kemudian diganti menjadi O) yang diketahui. Penelitian pertama ini dilakukan oleh Karl Landsteiner secara sangat sederhana dengan menggunakan sampel dari darah rekan-rekan sekerjanya, dilanjutkan dengan melakukan reaksi antara sel darah merah dan serum dari para donor. Hasil yang diperoleh dari percobaan sederhana Landsteiner saat itu ditemukan dua macam reaksi (menjadi dasar
23
antigen A dan B, dikenal dengan golongan darah A dan B) dan satu macam tanpa reaksi (tidak memiliki antigen, dikenal dengan golongan darah C). Sel-sel darah merah menggumpal ketika Tserum (plasma darah) dari sebuah grup, ia menyebutnya “A”, dicampurkan dengan sel-sel darah merah dari grup kedua, “B”. Demikian pula halnya, serum dari grup “B” menyebabkan sel-sel darah merah dari grup “A” menggumpal, namun sel darah merah dari grup ketiga, “C”, tidak pernah menggumpal ketika dicampur dengan serum dari kedua grup lainnya, “A” atau “B”. Dari hasil inilah, ia menarik kesimpulan bahwa terdapat dua tipe dari antibodi yang menyebabkan terjadinya penggumpalan, “satu dalam grup A, lainnya dalam grup B, dan keduanya berdampingan dalam grup C”. Sekira tahun 1901, kolega Landsteiner, Alfred von Decastello dan Adriano Sturli menemukan golongan darah baru yang hingga saat ini termasuk golongan darah yang langka ditemukan. Golongan darah yang disebut-sebut memiliki antigen A dan B namun tidak memiliki antibodi ini kemudian dikenal dengan golongan darah AB. Singkatnya berdasarkan panduan dari apa yang telah dilakukan oleh Landsteiner, pada 1907 sejarah mencatat kesuksesan transfusi darah pertama yang dilakukan oleh Dr. Reuben Ottenberg di Mt. Sinai Hospital, New York. Dan berkat keahlian Landsteiner pula banyak nyawa dapat diselamatkan dari kematian saat terjadi Perang Dunia I, dimana transfusi darah dalam skala lebih besar mulai dilakukan.
24
Sistem penggolongan darah ada beberapa macam yaitu Sistem ABO, Sistem Rhesus, Sistem MNS, Sistem P, Sistem Lewis, Sistem Keli, Sistem Luthern, Sistem Duffy, dan Sistem Kidd. Dari kesembilan sistem tersebut, yang sering dipakai pada laboratorium-laboratorium klinik dewasa ini adalah sistem ABO. Seperti kita ketahui struktur darah merah manusia sangat kompleks. Basis pengelompokan darah, berdasarkan proses pembekuan sel darah merah oleh serum atau plasma. Zat pada sel darah merah yang digumpalkan sebagai faktor pasif dinamakan aglutinogen (antigen) sedangkan zat pada plasma (serum) dinamakan aglutinin (antibody). Gejala itulah yang digunakan sebagai dasar dalam menentukan golongan darah dengan system ABO. Bila darah yang tidak cocok dicampur sehingga aglutinin plasma antiA atau anti-B dicampur dengan sel darah merah yang mengandung aglutinogen A atau B, terjadilah aglutinasi sel darah merah berikut ini: Aglutinin melekatkan diri pada sel darah merah. Karena aglutinin mempunyai dua tempat pengikatan (tipeIgG) atau sepuluh tempat pengikatan (IgM), maka satu aglutinin dapat melekat pada dua atau lebih sel darah merah yang berbeda pada waktu yang sama, dengan demikian sel saling melekat satu sama lain. Tabel 2.1 Penggolongan Darah Dengan Memperhatikan Aglutinasi Sel Dari Berbagai Golongan Darah Dengan Aglutinin Anti-A Dan Anti-B Anti-A
Anti-B
Golongan Darah
+ +
+ +
O B A AB
25
Tabel 2.2 Gambar Sel Darah Merah Yang Teraglutinasi Dan Tidak Teraglutinasi Terhadap Aglutinin (Serum) Anti-A Dan Anti-B
Sebelum melakukan tranfusi darah, perlu menentukan golongan darah resepien dan golongan darah donor sehingga dapat tepat sesuai. Ini disebut penggolongan darah, dan dilakukan dengan cara berikut: mula-mula sel darah merah yang sudah diambil masing-masing diteteskan dengan aglutinin anti-A dan anti-B. setelah itu campuran tadi diperiksa dibawah mikroskop. Bila sel darah merah meggumpal artinya teraglutinasi.
26
Tabel 2.1 mencantumkan terjadi (+) atau tidak terjadinya (-) aglutinasi pada masing-masing dari keempat golongan darah. Sedangkan pada tabel 2.2 merupakan gambar sel darah yang teraglutinasi dan tidak teraglutinasi. Sel darah merah golongan darah O tidak mempunyai aglutinogen dan, oleh karena itu tidak bereaksi dengan serum anti-A dan anti-B. golongan darah B mempunyai aglutinogen B dan beraglutinasi dengan serum anti-B. golongan darah A mempunyai aglutinogen A dan, karena itu beraglutinasi dengan aglutinin anti-A.golongan darah AB mempunyai aglutinogen A dan B serta beraglutinasi dengan kedua jenis serum. Jadi seperti yang telah tercantum pada tabel 2.1 dapat disimpulkan : • Golongan darah O yang tidak bereaksi terhadap kedua antisera diidentikan dengan binery code 00 • Golongan darah B yang hanya bereaksi terhadap antisera B diidentikan dengan binery code 01 • Golongan darah A yang hanya bereaksi terhadap antisera A diidentikan dengan binery code 10 • Golongan darah AB yang bereaksi terhadap kedua antisera diidentikan dengan binery code 11 Tabel 2.3 Pengidentikan Golongan Darah Ke Kode Biner Anti-A + +
Anti-B + +
Binery code 00 01 10 11
Golongan darah O B A AB
27
Kepentingan golongan darah Gunanya golongan darah diketahui ialah untuk : 1. Keperluan transfusi darah Transfusi darah adalah memasukan darah kedalam tubuh secara parental, tidak melalui saluran makanan tetapi langsung melalui pembuluh darah balik (pembuluh darah vena). 2. Medicelegal forensic Adakalanya pemeriksaan golongan darah, diperlukan untuk mengusut suatu perkara guna membantu pihak kepolisian atau kejaksaan. 3. penyelidikan antropologis Pemeriksaan golongan darah juga dapat membantu dalam penyelidikan antropologis (ilmu bangsa-bangsa) yaitu hubungan bangsa-bangsa didunia ini atas dasar golongan darah manusia.
2.3. Transistor Sebagai Saklar Transistor adalah suatu komponen aktif elektronik yang dibuat dari tiga lapisan bahan semikonduktor jenis P dan N. Umumnya bahan yang digunakan untuk membuat elemen tersebut adalah Silicon dan Germanium. Ada dua jenis transistor yaitu jenis NPN dan jenis PNP yang masingmasing mempunyai terminal emiter, basis dan colektor. Emiter berfungsi sebagai penghasil elektron dan terminal colektor sebagai pengumpul elektron
28
sedangkan terminal basis mengendalikan elektron yang mengalir ke colektor. Jadi arus listrik yang mengalir dari emitor ke colektor dikendalikan oleh basis.
Berikut ini adalah gambar simbol-simbol transistor
Gambar2.4 Simbol Transistor
Transistor dalam elektronika sangat banyak kegunaanya, antara lain sebagai saklar. Adapun maksud dari penggunaan transistor sebagai saklar adalah mengoperasikan transistor pada salah satu keadaan, yaitu pada saturasi dan titik sumbat (Cutt Off). Jadi sebuah transistor sebagai saklar mempunyai dua kondisi yang bergantian yaitu : Jika sebuah transistor dalam keadaan saturasi, maka transistor tersebut menjadi seperti saklar tertutup dari colektor ke emiter. Sedangkan pada saat Cutt Off maka transistor tersebut menjadi seperti saklar terbuka.
29
2.3.1. Transistor dalam kondisi Tertutup Pada saat kondisi tertutup atau keadaan saturasi maka arus akan mengalir dari melalui tahanan (Rc), sehingga tegangan antara colektor dengan emiter menjadi 0 V. Dimana besarnya arus yang mengalir pada colektor dapat ditentukan dengan rumus: Vcc = Ic.Rc + Vce .........................................................................................(2.1)
Ic =
Vcc − Vce ..............................................................................................(2.2) Rc
karena dalam keadaan saturasi yaitu Vce = 0V, maka besarnya arus Ic adalah:
Ic( Saturasi ) =
Vcc ......................................................................................(2.3) Rc
sedangkan besarnya arus basis pada saat keadaan saturasi adalah: Ib =
Vbb − Vbe .............................................................................................(2.4) Rb
dimana besarnya Vbe adalah 0,7 Volt dan sesuai hukum kirrchof maka besarnya arus yang mengalir pada emiter adalah: Ie = Ib + Ic ..................................................................................................(2.5)
VCC VCC RC VCC
VCC
VCC
RC RB
NPN RB
RC
Gambar 2.5 Transistor Sebagai Saklar Tertutup
RC
30
2.3.2. Transistor dalam Kondisi Terbuka
Pada saat transistor cut off, maka tidak ada arus yang mengalir pada tahanan Rc atau Ic = 0V, sehingga besarnya tegangan antara colektor dan emiter adalah: Vcc = Vce + Ic × Rc ..................................................................................... (2.6)
Vce = Vcc − Ic × Rc ..................................................................................... (2.7)
karena Ic = 0A, maka besarnya tegangan antara kolektor dengan emiter adalah: Vcc = Vce .....................................................................................................(2.8)
VCC VCC
VCC RC
VCC RC
VCC PNP RB
NPN RB
RC
Gambar 2.6 Transistor Sebagai Saklar Terbuka
RC
31
Karakteristik dan garis beban untuk transistor sebagai saklar dapat dilihat pada gambar 2.7
Gambar 2.7 Karakteristik Garis Beban Transistor NPN
Dari gambar tersebut terlihat arus basis (Ib) saat saturasi dan cut off dan juga terlihat garis beban memotong sumbu vertikal pada Ic dan memotong sumbu horizontal pada Vce. Apabila Ib berada pada kondisi saturasi, maka transistor akan bekerja sebagai saklar tertutup karena arus Ic saturasi. Sebaliknya apabila Ib berada pada kondisi cut off maka transistor akan bekerja sebagai saklar tebuka karena arus Ic mendekati nol sehingga tegangan Vce sama dengan tegangan Vcc.
32
2.4. LED Sebagai Sumber Cahaya
LED merupakan singkatan dari Light Emiting Diode. Led adalah dioda semikonduktor sambungan P-N yang memancarkan cahaya jika diberi tegangan. Cahaya yang dipancarkan dapat berupa spektrum invisible (infra merah) dan visible (cahaya tampak). Led yang biasa digunakan dalam rangkaian elektronik adalah Infra red emiting diode (I-RED).
Gambar 2.8 Simbol Skematik Led
Led dapat dibuat dari bahan arsen, Galium Arseneid (GaAs), Galium Arsenat Phospida (GaAsp) atau Galium Phospida (GaP). Galium Phospida digunakan untuk led cahaya tampak, mekanisme untuk radiasi cahaya tampak sama dengan diode infra red. Dengan bahan dan campuran yang berbeda maka dapat diperoleh tenaga celah dari bidang yang berbeda-beda pula, sehingga diperoleh led dengan panjang gelombang beragam.
33
2.5. LDR Sebagai sensor
LDR (light Dependent Resistor) atau foto resistor adalah komponen elektronika dimana nilai resistansinya (tahanan) dipengaruhi oleh intensitas cahaya yang mengenai LDR tersebut. LDR terbuat dari bahan semikonduktor, apabila dalam keadaan gelap mempunyai tahanan yang besar sekali, sedangkan bila diberi cahaya maka tahanannya akan berkurang sebanding dengan intensitas cahaya yang mengenai LDR tersebut. LDR pada alat elektronik banyak dipakai sebagai alat pengindra (sensor) cahaya, saklar cahaya, pengukur intensitas cahaya dan lain-lain.
Gambar 2.9 LDR dan Simbol Skematik LDR
Bila LDR dibawa dari ruangan dengan intensitas cahaya yang kuat ke ruangan yang intensitas cahayanya lemah, maka nilai resistansinya tidak akan berubah dengan segera, melainkan berubah secara bertahap dalam selang waktu tertentu.
34
R (Ohm)
Gambar 2.10 Kurva Karakteristik LDR
Laju recovery merupakan ukuran yang tepat untuk menunjukan besarnya perubahan resistansi dalam selang waktu tertentu. Besarnya laju recovery yang diberikan dalam satuan KΩ/detik, dan ukuran selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux. Kecepatan perubahan resistansi ini akan lebih besar harganya pada arah sebaliknya, yaitu dari tempat yang gelap ketempat yang lebih terang sekitar 100 lux diperlukan waktu 10 milidetik untuk mencapai nilai resistansi yang sesuai. Sensitivitas LDR tidak sama untuk setiap intensitas cahaya yang jatuh pada LDR tersebut. Kurva yang menunjukan hubungan antara sensitivitas tahanan dengan intensitas cahaya disebut kurva karakteristik LDR.
35
Tabel 2.4 Data Karakteristik LDR
No
Spesifikasi
Nilai
1.
Resistansi gelap (RD)
>10 MΩ
2.
Resistansi terang (RL)
75-300Ω
3.
Laju recovery
>200KΩ/detik
4.
Disipasi daya maksimum
0,1 watt
5.
Jangka temperatur
300°C-60°C
2.6. Op Amp
Penguat operasional (Op amp) merupakan suatu komponen aktif yang terdiri dari rangkaian penguat gandengan langsung dengan penguatan tinggi yang dalam pengoperasiannya dilengkapi dengan umpan balik. Op amp mempunyai lima terminal dasar : dua untuk mensuplai daya, dua untuk syarat masukan, dan satu untuk keluaran. Bagian dalamnya rumit seperti diperlihatkan oleh diagram skematik dalam gambar 2.11. agar dapat menggunakannya, tidaklah perlu mengetahui hal apapun tentang cara kerja bagian dalam op amp.
36
Gambar 2.11 Skema Op amp
Suatu penguat operasional yang ideal mempunyai sifat-sifat sebagai berikut : • Penguatnya terkopel langsung (direct coupled) • Impedansi masukan (Zi) = ~ (tak terhingga) • Impedansi keluaran (Zo) = 0 (nol) • Penguatan (A) = ~ (tak terhingga) • Tegangan keluaran bernilai 0 (nol), jika tegangan pada kedua
terminal masukan bernilai 0 (nol) • Tegangan keluaran dapat mngayun kearah positif maupun negatif
37
2.7. IC LM 741 Sebagai Penguat Tak Membalik (Non Inverting)
Rangkaian ini merupakan salah satu dari rangkaian op amp yang paling luas digunakan. Sebuah rangkaian penguat yang baik bila menerima arus atau tegangan yang kecil pada inputnya akan menimbulkan arus atau tegangan yang lebih besar pada outputnya. Op amp mempunyai kekuatan (gain) yang relatif linier (bagus). Keluaran (output) dikendalikan sebagai fungsi dari masukan (input). Penguatan op amp dapat dikendalikan oleh rangkaian pembagi tahanan (resistif) pada rangkaian luar dari op amp sebagai modus loop tertutup, yang dimaksud loop tertutup yaitu umpan balik negatif dengan menggunakan komponen yang mempunyai nilai tahanan. Rf
7
+Vcc Ri Va
2 6 3
output 4
input -Vcc
Gambar 2.12 Penguat Non Inverting
38
Pada rangkaian penguat non inverting ini didapat rumus seperti pada persamaan (2.9): Va Ri ……………………………………………..………….. (2.9) = Vout Rf + Ri
Dengan membalik persamaanya maka didapat maka didapat rumus penguatan seperti persamaan (2.9) Vout Rf + Ri = Va Ri Vout Rf Ri = + Va Ri Ri Vout Rf = +1 Va Ri Av =
Rf + 1 ………………………………………………………….. (2.10) Ri
karena : Va = Vin
Av =
Vout Va
Maka didapat rumus tegangan outputnya seperti persamaan (2.11) ⎛ Rf ⎞ Vout = ⎜ + 1⎟ × Vin ………………………………..………………. (2.11) ⎝ Ri ⎠ Dilihat dari rumus diatas jadi yang menentukan besarnya penguatan tegangan pada outputnya adalah : Av =
Rf + 1 (rumus besarnya nilai penguatan). Ri
39
2.8. IC LM 741 Sebagai Pembanding (Komparator)
Rangkaian
pembanding
(komparator)
adalah
suatu
rangkaian
elektronik yang membandingkan satu nilai tegangan dengan nilai tegangan lainnya. Rangkaian komparator mempunyai ciri-ciri sebagai berikut : • Tidak punya feed back negatif • Kedua inputnya digunakan, input yang satu sebagai tegangan referensi dan input yang satunya lagi sebagai tegangan yang akan dibandingkan. • Outputmya selalu mengayun ke saturasi positif atau negatif
7
+Vcc Vin
2 6 output
3 4
Vref -Vcc
Gambar 2.13 Komparator
Fungsi dari rangkaian komparator ini adalah untuk membandingkan besarnya tegangan masukan dengan tegangan referensi (tegangan acuan) dan menghasilkan suatu perubahan keadaan dan keluarannya, bila salah satunya melewati yang lain.
40
Pembanding tegangan akan membandingkan sebuah masukan dengan tegangan lainnya. Pada gambar 2.13 diperlihatkan pembanding tegangan sederhana. Pada rangkaian komparator diatas hanya terdapat dua keadaan keluaran yaitu : Pada saat tegangan input lebih besar dari tegangan referensi maka Vout = -Vsat …………………………………………….……...…….. (2.12) Pada saat tegangan input lebih kecil dari tegangan referensi maka Vout = +Vsat …………………………...…………………………….. (2.13)
2.9. Sistem Mikrokontroler AT89C51
AT89C51 adalah mikrokontroler keluaran Atmel dengan 4 Kbyte Flash PEROM (Programmable and Erasable Read Only Memory), AT89C51 merupakan memori dengan teknologi nonvolatile memory, isi memori tersebut dapat diisi ulang ataupun dihapus berkali-kali. Memori ini biasa digunakan untuk menyimpan intruksi (perintah) berstandar MCS-51 code sehingga memungkinkan mikrokontroler ini bekerja dalam mode single chip operation (mode operasi keping tunggal) yang tidak memerlukan external memory (memori luar) untuk menyimpan source code tersebut.
41
Gambar 2.14 Arsitektur Perangkat Keras Mikrokontroler
Tabel 2.5 Deskripsi Pin Pada Mikrokontroler AT89C51 Nomor Pin
Nama Pin
20
GND
Ground
40
VCC
Power Supply
32…39
P0.7…P0.0
1…8
P1.0…P1.7
21…28
P2.0…P2.7
Alternatif
D7…D0 & A7…A0
Keterangan
Port 0 berfungsi sebagai I/O biasa Port 1 berfungsi sebagai I/O biasa
A8…A15
Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa
42
Nomor Pin
Nama Pin
Alternatif
Keterangan Sebagai I/O biasa Port 3 mempunyai sifat yang sama dengan port yang lain. Sedangkan
10…17
Port 3 sebagai fungsi spesial port-port ini mempunyai keterangan sebagai berikut.
10
P3.0
RXD
Port Serial Input
11
P3.1
TXD
Port Serial Output
12
P3.2
INT0
Port External Interrupt 0
13
P3.3
INT1
Port External Interrupt 1
14
P3.4
T0
Port External Timer 0 Input
15
P3.5
T1
Port External Timer 1 Input
16
P3.6
WR
External Data Memory Write Strobe
17
P3.7
RD
External Data Memory Read Strobe
9
RST
Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle PROG Pin ini dapat berfungsi sebagai Address Latch Enable (ALE) yang me-latch low byte 30
ALE
PROG address pada saat mengakses memori eksterenal. Pin ini berfungsi pada saat mengeksekusi
29
PSEN
program yang terletak pada memori eksternal PSEN akan aktif dua kali setiap cycle
43
Nomor Pin
Nama Pin
Alternatif
Keterangan VP Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroler akan menjalankan program yang ada pada memori ekternal setelah sistem di-reset.
31
EA
VP
Jika berkondisi high pin ini akan berfungsi untuk menjalankan program yang ada pada memori internal. Pada saat Flash Programming pin akan mendapat tegangan 12V (VP).
19
XTAL 1
Input Oscillator
18
XTAL 2
Output Oscillator
Gambar 2.15 IC AT89C51
44
a. Struktur Memori
Gambar 2.16 Alamat RAM Internal dan Flash PEROM
AT89C51 mempunyai struktur memori yang tersedia diatas : •
RAM Internal, memori sebesar 128 byte yang biasanya digunakan untuk menyimpan variabel atau data yang bersifat sementara.
•
Special Fungsi Register (Register Fungsi Khusus), memori yang berisi register-register yang mempunyai fungsi-fungsi khusus yang disediakan oleh mikrokontroler tersebut, seperti timer, serial dan lain-lain.
•
Flash PEROM, memori yang digunakan untuk menyimpan instruksiinstruksi MC51. AT89C51 mempunyai struktur memori yang terpisah antara RAM
Internal dan Flash PEROM-nya. Seperti yang tampak pada Gambar II.14, RAM Internal dialamati oleh RAM Address Register (Register Alamat RAM)
45
sedangkan Flash PEROM yang menyimpan perintah-perintah MCS-51 dialamati oleh Program Address Register (Register Alamat Program). Dengan adanya struktur memori yang terpisah tersebut, walaupun RAM Internal dan Flash PEROM, mempunyai alamat awal yang sama, yaitu alamat 00, namun secara fisiknya kedua memori tersebut tidak saling berhubungan.
b. RAM INTERNAL
RAM Internal terdiri atas: •
Regiter Banks 89C51 mempunyai delapan buah register yang terdiri antara R0 hingga R7. kedelapan buah register ini selalu terletak pada alamat 00H hingga 07H pada setiap kali sistem direset. Namun, posisi R0 hingga R7 dapat dipindah ke Bank 1 (08 hingga 0FH), Bank 2 (10h hingga 17H) atau Bank 3 (18H hingga 1FH) dengan mengatur bit RS0 dan RS1.
•
Bit Addressable RAM RAM pada alamat 20H hingga 2FH dapat diakses secara pengalamatan bit (byte addressable) sehingga dengan hanya sebuah intruksi saja setiap bit dalam area ini dapat diset, clear, AND dan OR. Sebagai contoh, pada saat instruksi Set b 67H, hal ini sama dengan menset bit MSB dari alamat 2C, yaitu: Mov
A,2CH
; Pindahkan data dari alamat 2CH ke Acc A
Orl
A,#10000000B
; Set MSB Acc A
Mov
2CH,A
; Pindahkan data dari Acc A ke alamat 2CH
46
Dengan adanya sistem bit addrresable RAM, proses yang seharusnya dijalankan dengan tiga cycle seperti pada listing diatas dapat digantikan dengan sebuah instruksi yang hanya membutuhkan satu cycle saja. Dalam
aplikasinya,
lokasi
yang
dapat
diakses
dengan
pengalamatan bit ini dapat juga digunakan untuk menandai suatu lokasi bit tertentu baik berupa Register Fungsi Khusus yang dapat dialamti secara bit (termasuk Register I/O) ataupun lokasi-lokasi tertentu yang dapat dialamati secara bit.
c. RAM Keperluan Umum
RAM Keperluan Umum dimulai dari alamat 30H hingga 7FH dan dapat diakses dengan pengalamatan langsung maupun tak langsung. Pengalamatan langsung dilakukan ketika salah satu operand merupakan bilangan yang menunjukkan lokasi yang dialamati seperti pada contoh berikut:
Gambar2.17 Pemindahan data 0011000b dari alamat 35H ke akumulator secara langsung
47
Sedangkan pengalamatan secara tak langsung pada lokasi dari RAM Internal ini adalah akses data dari memori ketika alamat memori tersebut tersimpan dalam suatu register R0 atau R1. R0 dan R1 adalah dua buah register pada mikrokontroler berinstruktur MCS-51 yang dapat digunakan sebagai pointer dari sebuah lokasi memori pada RAM Internal. Contoh : Mov
R0,#35H
; R0 diisi dengan data 35H
Mov
A,@R0
; Baca data di alamat yang ditunjuk oleh R0
Pada contoh diatas, R0 diisi dengan data 5, berbeda dengan contoh sebelumnya, akumulator diisi dengan data pada alamat 35H. Perbedaan ini terlihat dengan adanya tanda ‘#’. Kemudian data di alamat yang nilainya tersimpan pada R0 atau alamat 35H dipindah ke akumulator. Pengalamatan secara tak langsung biasa diguanakan untuk mengakses beberapa lokasi memori dengan letak yang beraturan seperti pada contoh berikut Mov
R0,#30H
; R0 diisi dengan data 30H
@R0,#05H
; Data 5 diisikan kealamat yang ditunjuk
Loop: Mov
; oleh R0 Inc
R0
; R0 menunjuk ke alamat selanjutnya
Cjne
R0,#35H,Loop; Jika R0 belum mencapai 35H, lompat ; ke label loop
48
Pada Gambar II.18 yang merupakan step-step yang terjadi pada contoh program diatas, proses pemindahan data 5 ke alamat-alamat yang ditunjuk oleh R0 dilakukan berulang-ulang hingga R0, register yang berfungsi menyimpan nilai dari alamat yang diakses atau sebagai pointer (petunjuk) alamat yang diakses mencapai 35H. Pertama, R0 diisi dengan data 30H sehingga register ini menunjuk ke alamat 30H dari RAM Internal. Kemudian data 5 diisikan alamat yang ditunjuk oleh R0 sehingga alamat 30H (alamat yang ditunjuk oleh R0 saat itu) akan beriisi data 5. Perintah Inc R0 menyebabkan nilai dalam R0 berubah 1 menjadi 31H sehingga register ini menunjuk kealamat 31H. Oleh karena R0 belum mencapai 35H (CJNE R0,#35H,Loop), maka proses dilanjutkan dengan kembali mengisikan data 5 ke alamat yang ditunjuk oleh R0, yaitu 31H (Mov @R0,#05). Demikian berlangsung seterusnya hingga pada saat R0 menunjuk alamat 35H proses pemindahan data 5 tersebut tidak dilakukan lagi sehingga alamat 30H hingga 34H terisi 5.
49
Gambar2I.18 Step-step yang terjadi pada pemindahan data 5 ke alamat 30H hingga 34H Pengalamatan-pengalamatan tersebut juga berlaku pada lokasi yang dapat dialamati secara bit maupun secara Register Bank.
50
d. Register Fungsi Khusus AT89C51 mempunyai 21 Special Fungsi Registers (Register Fungsi
Khusus) yang terletak pada antara alamat 80H hingga FFH (Gambar 2.19). Beberapa
dari
register-register
ini
juga
mampu
dialamati
dengan
pengalamatan bit sehingga dapat dioperasikan seperti yang ada pada RAM yang lokasinya dapat dilamati dengan pengalamatan bit.
Gambar II.19 Peta memori RAM dan Spesial Function Register
51
•
Accumulator Register ini terletak pada alamat E0H. Hampir semua operasi aritmatik dan operasi logika selalu menggunakan register ini. Untuk porses pengambilan dan pengiriman data ke memori eksternal juga diperlukan register ini.
•
Port 89C51 mempunyai empat buah port, yaitu Port 0, Port 1, Port 2 dan Port 3 yang terletak pada alamat 80H, 90H, A0H dan B0H. Namun, jika digunakan eksternal memori ataupun fungsi-fungsi spesial, seperti Eksternal Interrupt, Serial maupun Eksternal Timer, Port 0, Port 2 dan Port 3 tidak dapat digunakan sebagai port dengan fungsi umum. Semua port ini dapat diakses dengan pengalamatan secara bit sehingga dapat dilakukan perubahan output pada tiap-tiap pin dari port ini tanpa mempengaruhi pin-pin yang lainnya. Contoh, jika dilakukan instruksi Setb P1.3, bit ketiga dari Port 1 akan berkondisi high (5V) tanpa mempengaruhi bit-bit yang lain dari port ini (Gambar II.20).
Gambar II.20 Bit-bit port
52
Seperti tampak pada gambar II.20, bit ketiga dari Port 1 terletak pada alamat 93H oleh karena itu instruksi Setb P3.1 dapat juga digantikan dengan instruksi Setb 93H. Port ini digunakan untuk menunggu sinyal yang dikirimkan oleh komponen lain yang merupakan sinyal positif (5V) misalnya, dengan instruksi berikut : Tunggu : Jnb
P1.3, Tunggu
Selama kondisi pada bit ketiga dari port masih low (0V), program akan terus lompat ke alamat yang ditunjukkan oleh label “tunggu” sehingga dapat diartikan bahwa program berhenti di alamat tersebut hingga terjadi sinyal positif (5V). Setelah sinyal positif (5V) muncul di bit ketiga dari Port 1, program akan berjalan menuju ke alamat berikutnya.
Gambar II.21 Diagram Alir deteksi bit ke 3 Port 1
53
Rangkaian internal pada bagian I/O AT89C51 terdiri atas MOSFET dan flip-flop seperti pada gambar 2.19. Agar MOSFET berkondisi open, logika 1 harus dikirimkan ke output flip-flop. Logika ini akan diinvers oleh inverter sehingga kondisi pada bagian gate MOSFET adalah logika 0. hal ini dapat dilakukan dengan instruksi: Mov
P1,#0FFH
Mov P1.4 •
; membuat semua bit dari Port 1 sebagai input ; membuat bit ke 4 dari Port 1 sebagai input
Bit Pemilih Register Bank Register Bank Select Bits (RS0 dan RS1) atau Bit Pemilih Register Bank digunakan untuk menentukan lokasi dari Register Bank (R0 hingga R7) pada memori. RS0 dan RS1 selalu bernilai nol setiap kali sistem di reset sehingga lokasi dari R0 hingga R7 akan berada di alamat 00H hingga 07H. Jika RS0 dan RS1 dijadikan “high” dan isi R0 dipindah ke akumulator, yang terjadi adalah sebagai berikut: Setb
RS0
Setb
RS1
Mov
A,R0
; Register Bank 3 aktif
54
Gambar 2.22 Register Bank Sesudah RS0 dan RS1 diset, R0 hingga R7 akan terletak pada alamat 18H hingga 1FH. Instruksi berikutnya, Mov A,R0 adalah sama dengan Mov A,18H karena saat itu R0 terletak pada alamat 18H. •
Register B Register B digunakan bersama akumulator untuk proses aritmatik selain dapat juga difungsikan sebagai register biasa. Register ini juga bersifat bit addressable.
•
Stack Pointer Stack Pointer merupakan sebuah register 8 bit yang terletak di alamat 81H. Isi dari Stack Pointer ini merupakan alamat dari data yang disimpan di stack. Stack Pointer dapat diedit atau diabiarkan saja mengikuti standar sesudah terjadi reset. Jika Stack Pointer diisi data 5FH, area untuk proses penyimpanan dan pengambilan data dari dan ke stack adalah sebesar 32 byte, yaitu antara 60H hingga 7FH karena 89C51 mempunyai Internal Ram sebesar 128 byte.
55
Gambar 2.23 Stack
Pada saat proses penyimpanan data ke stack, pertama-tama stack pointer bertambah dari 5FH menjadi 60H sehingga alamat stackpun menjadi 60H. Kemudian data yang akan disimpan dalam stack masuk kealamat 60H tersebut. Saat itu, isi dari register SP adalah 60H. Jika diteruskan dengan penyimpanan data berikutnya ke stack, isi dari register SP akan bertambah menjadi 61H dan data tersebut akan tersimpan di alamat 61H. Pada saat proses pengambilan data dari stack maka terlebih dahulu data yang terakhir disimpan yaitu data yang terakhir disimpan yaitu pada alamat 61H. Setelah data tersebut keluar, isi register Stack Pointer akan berkurang menjadi 60H sehingga stack pointer menunjuk kealamat 60H. Jika dilanjutkan dengan pengambilan data berikutnya, data di alamat 60H akan diambil keluar dari stack dan Stack Pointer akan menunjuk ke alamat 5FH.
56
Intinya, data yang terakhir tersimpan pada proses penyimpanan data ke stack merupakan data yang pertama kali diambil keluar pada proses pengambilan data dari stack. Jika tidak dilakukan perubahan pada isi Register Stack Pointer, isi register ini akan selalu berisi 07H sehingga penyimpanan data ke stack yang pertama kali adalah pada alamat 08H. Oleh karena area tersebut memakai area dari bank 1 hingga register bank 3, maka pada program yang banyak menggunakan area stack akan terjadi bentrok alamat dengan register bank. Untuk menghindarkan hal itu isi dari Stack Pointer dapat diganti dengan alamat lain dari memori RAM. Proses yang berhubungan dengan stack ini biasa dilakukan oleh instruksi-instruksi Push, Pop, Acall dan Lcall.
e. Flash PEROM
AT89C51 mempunyai 4 Kb Flash PEROM (Programmable and Erasable Read Only Memory), yaitu ROM yang dapat ditulis ulang atau dihapus menggunakan sebuah perangkat progammer. Flash PEROM dalam AT89C51 menggunakan Atmel’s High-Density Non Volatile Technology yang mempunyai kemampuan untuk ditulis ulang hingga 1000 kali dan berisikan perintah standard MCS51.
57
2.10. Seven Segment Sebagai Display
Seven segment adalah merupakan suatu tampilan yang terdiri dari tujuh buah dioda led yang dikombinasikan sehingga membentuk suatu bilangan desimal. Ketujuh segment tersebut akan aktif atau menyala apabila dialiri arus atau berikan beda potensial antara anoda (+) dan katoda (-). Sevent segment mempunyai sifat antara lain : • Tanggapan terhadap perubahan logika cepat • Menyala pada tenaga rendah • Memerlukan arus yang kecil • Dapat terlihat jelas • Mudah diperoleh di pasaran Berikut dibawah ini gambar skema seven segment :
a f
b
e
gc
d
Gambar 2.24 Skema Seven Segment
58
Karena ketujuh segment tersebut telah dikombinasikan sesuai dengan formasi bilangan desimal, maka untuk membentuk angka 0 segment yang harus aktif adalah segmen a, b, c, d, e dan f. Sedangkan untuk membentuk angka 1 maka segment yang harus aktif adalah segmen a dan b dan seterusnya. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada tabel 2.5 yang telah memperlihatkan segment mana saja yang harus aktif untuk membentuk angka desimal.
Tabel 2.6 Format Display Seven Segment
Digit
Segmen yang Diaktifkan
0
a, b, c, d, e, f
1
b, c
2
a, b, d, e, g
3
a, b, c, d, g
4
b, c, f, g
5
a, c, d, f, g
6
c, d, e, f, g
7
a, b, c
8
a, b, c, d, e, f, g
9
a, b, c , f, g
59
Menurut jenisnya seven segment dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu: 2.10.1. Common Anoda
Seven segment common anoda adalah merupakan tampilan yang terdiri dari tujuh segment dimana anoda dari masing-masing segment tersebut digabungkan. Untuk penggunaan seven segment ini maka anoda tersebut harus mendapatkan polaritas positif (Vcc) dan untuk mengaktifkan tujuh segment tersebut maka diperlukan driver yang berkondisi sinyal rendah (0). Rangkaian dasar seven segmen common anoda dapat dilihat pada gambar II.25 dibawah ini:
VCC
a
b
c
d
e
f
g
MAsukan
Gambar 2.25 Seven Segment Common Anoda
60
2.10.2. Common Katoda
Pada seven segment jenis ini katoda dari masing-masing segment digabungkan. Sedangkan untuk penggunaannya maka gabungan dari katoda tersebut harus mendapatkan sinyal rendah (0). Untuk mengaktifkan ketujuh segment tersebut maka diperlukan driver yang berkondisi tinggi (1). Rangkaian dasar dari seven segment common katoda dapat dilihat pada gambar II.26
MAsukan
a
b
c
d
e
f
Gambar2.26 Seven Segmen Common Katoda
g
61
BAB III PERENCANAAN
Pada bab ini akan dijelaskan tentang perencanaan dari modul yang dibuat. Alat uji golongan darah dengan sistem ABO ini terdiri dari beberapa blok rangkaian yaitu rangkaian sensor, rangkaian pengkondisi sinyal, rangkaian komparator, rangkaian sistem mikrokontroler AT89C51 dan display.
3.1.
Perencanaan Blok Diagram
Gambar 3.1 Blok Diagram Alat Uji Golongan Darah Dengan System ABO Berbasis Mikrokontroler AT89C51 Keterangan blok diagram : 1. Rangkaian sensor 2. Rangkaian penguat 3. Rangkaian komparator 4. Minimum sistem mikrokontroler AT89C51 5. Display
62
Cara kerja alat
Alat ini adalah alat yang digunakan untuk menguji jenis golongan darah manusia. Sebelum sampel darah akan diuji, pertama-tama siapkan kaca preparat yang sudah diberi tanda anti -A dan anti -B. Setelah itu teteskan darah yang hendak diuji pada masing-masing area yang sudah diberi tanda, kemudian darah tersebut ditetesi dengan antisera A dan antisera B, untuk perbandingan darah dengan antisera adalah 1:2, maka akan terjadi reaksi aglutinasi yaitu proses pembekuan sel darah merah oleh serum atau tidak terjadi reaksi aglutinasi. Hal ini terjadi berdasarkan sampel darah yang diuji. Dengan demikian dari hasil proses kombinasi reaksi ini maka akan dapat ditentukan jenis golongan darahnya. Rangkaian ini terdiri dari dua buah blok rangkaian sensor, dua buah blok rangkaian penguat, dua buah blok rangkaian pembanding, blok rangkaian mikrokontroler dan blok rangkaian display. Pada saat tombol power ditekan maka akan mengaktifkan rangkaian mikrokontroler yang akan membuat display bertanda “- -“ yang menandakan bahwa alat siap digunakan dan belum berisi sampel yang akan diuji. Sampel yang sudah direaksikan dengan antisera dimasukan kedalam alat dimana sampel tersebut akan dideteksi oleh rangkaian sensor. Sebagai contoh untuk pengujian golongan darah, dimana sampel tersebut akan disinari oleh LED. Intensitas cahaya yang telah dilewatkan dari sampel darah tersebut
63
akan dideteksi oleh LDR. Sesuai dengan karakteristik LDR semakin banyak intensitas cahaya yang diterima oleh LDR maka hambatanya semakin kecil. Hasil pendeteksian dari rangkaian sensor akan berbeda satu sama lainnya sesuai dengan kepekatan darah dari reaksinya dengan antisera. Keluaran dari rangkaian sensor ini sangat lemah sehingga perlu dikuatkan pada rangkaian penguat dimana penulis merencanakan membuat penguat non inverting sebanyak 10 kali. Keluaran dari rangkaian penguat ini akan dimasukan pada rangkaian pembanding (komparator). Dimana penulis merencanakan membuat rangkaian pembanding inverting yang dikarenakan oleh : • Pada saat terjadi reaksi aglutinasi akan membuat intensitas cahaya yang ditangkap oleh LDR semakin sedikit maka akan membuat tahanannya semakin besar sehingga tegangan yang keluar lebih kecil dari tegangan keluaran dari yang tidak terjadi aglutinasi, keluaran dari rangkaian sensor akan dikuatkan dan dibandingkan. Pada rangkaian komparator tegangannya berada di bawah tegangan referensi sehingga keluarannya akan menuju saturasi positif yang diidentikan dengan kode biner 1. • Pada saat tidak terjadi reaksi aglutinasi akan membuat intensitas cahaya yang ditangkap oleh LDR semakin banyak maka akan membuat tahanannya semakin kecil sehingga tegangan yang keluar lebih besar dari tegangan keluaran dari yang terjadi aglutinasi, keluaran dari rangkaian sensor akan dikuatkan dan dibandingkan. Pada rangkaian komparator
64
tegangannya berada di atas tegangan referensi sehingga keluarannya akan menuju saturasi negatif yang diidentikan dengan kode biner 0.
Setelah terbentuk keluaran dari rangkaian komparator yang berupa kode-kode biner maka akan menjadi masukan bagi rangkaian mikrokontroler. Pada rangkaian mikrokontroler ini inputan dari rangkaian sensor akan dicocokan dengan program yang telah dibuat dan ditampilkan pada seven segment. Seperti yang tercantum pada tabel 3.1
Tabel 3.1 Inputan untuk rangkaian mikrokkontroler Sensor Anti -A
Sensor Anti -B
Golongan darah
0
0
O
0
1
B
1
0
A
1
1
AB
65
3.2. Perencanaan Rangkaian Sensor
Rangkaian sensor yang direncanakan oleh penulis seperti pada gambar dibawah ini: +5V
1K
1K
10K
10K
Gambar 3.2 Rangkaian Sensor Rangkaian sensor merupakan bagian utama dari sistem ini secara keseluruhan, sedangkan bagian utama dari rangkaian ini adalah komponen opto elektronik yaitu LED dan LDR. Dimana LED berfungsi sebagai sumber cahaya yang akan menyinari test area yang kemudian akan diterima oleh LDR. LED dan LDR yang digunakan adalah komponen yang banyak tersedia dipasaran. LED yang digunakan adalah jenis IRED. Cahaya dari LED yang ditangkap oleh LDR berbeda-beda sesuai dengan karakteristik sampel darah yang dites. Bila terjadi reaksi aglutinasi maka intensitas cahaya yang akan ditangkap oleh LDR akan semakin sedikit yang membuat nilai tahanannya semakin besar dan tegangan keluarannya semakin kecil.
66
Begitu pula sebaliknya bila tidak terjadi reaksi aglutinasi maka intensitas cahaya yang akan ditangkap oleh LDR akan semain banyak yang membuat nilai tahanannya semakin kecil dan tegangan keluarannya semakin besar. Tegangan keluaran dari rangkaian sensor ini sangat kecil maka tegangan keluarannya perlu dikuatkan agar lebih mudah untuk dianalisa, penulis merencanakan penguatan tegangan keluaran dari rangkaian sensor ini menggunakan penguat non inverting.
3.3. Perencanaan Rangkaian Penguat Non Inverting
Penggunaan rangkaian penguat ini sangat penting karena tegangan keluaran dari rangkaian sensor sangat lemah, sehingga diperlukan suatu rangkaian penguat. Pada perencanaan ini penulis merencankan dengan membuat rangkaian penguat non inverting sebesar 10 kali. Perencanaan rangkaian penguat ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
18K
7
+12V
2K
2 6 Vout KE KOMPARATOR
Vin DARI SENSOR
4
3
-12V
Gambar 3.3 Rangkaian Penguat Non Inverting
67
Rangkaian penguat yang digunakan adalah penguat non inverting sebanyak 10 kali. Pada perancangannya penulis menggunakan IC LM741. Pada gambar diatas dapat dilihat bahwa pada IC LM741 kaki ke 3 digunakan sebagai inputan non inverting dan Kaki ke 6 sebagai keluaran dari rangkaian penguat non inverting. Dalam perencanaan ini dipilih Rf = 18KΩ dan Ri = 2KΩ. Sehingga besarnya penguatan dapat diketahui berdasarkan rumus (II.10) yaitu : Av =
Rf +1 Ri
Av =
18K +1 2K
Av = 10kali
Dan tegangan keluarannya dapat dihitung dengan menggunakan rumus (2.11): ⎞ ⎛ Rf Vout = ⎜ + 1⎟ × Vin ⎝ Ri ⎠ Vout = 10 × Vin
Dimana tegangan keluaran dari rangkaian ini akan digunakan sebagai tegangan input untuk rangkaian komparator.
68
2.4. Perencanaan Rangkaian Pembanding (komparator)
Rangkaian komparator digunakan untuk membandingkan nilai tegangan inputannya dengan nilai tegangan referensinya. Pada perencanaan ini penulis merencanakan membuat rangkaian komparator inverting seperti dibawah ini : +5V
1K
+12V
7
Vout KE R.MIKROKONTROLER
2 Vin DARI R.PENGUAT 3 4
+12V
6 1K
-12V
10K
Gambar 3.4 Rangkaian Komparator
Dari gambar III.4 dapat diketahui bahwa dalam perancangan ini menggunakan IC LM741. masukan dari rangkaian ini merupakan tegangan yang berasal dari rangkaian penguat yang telah dikuatkan sebanyak 10 kali yang masuk melalui kaki dua dari IC LM741. sedangkan kaki tiganya digunakan sebagai tegangan referensinya. Tegangan referensi pada rangkaian ini dapat diatur dengan menggunakan Variabel Resistor.
69
Pada rangkaian komparator diatas hanya terdapat dua keadaan keluaran yaitu : • Pada saat tegangan input lebih besar dari tegangan referensi maka tegangan keluarannya sebesar –Vsat, berdasarkan rumus (2.12). • Pada saat tegangan input lebih kecil dari tegangan referensi maka tegangan keluarannya sebesar +Vsat, berdasarkan rumus (2.13). Dimana tegangan saturasinya sebesar saturasi positif atau negatif. Karena tegangan outputannya digunakan sebagai inputan untuk rangkaian mikrokontroler maka penulis merancang keluaran dari rangkaian komparator ini digunakan sebagai pemicu pada kaki basis transistor PNP sehingga inputan untuk rangkaian mikrokontroler hanya akan sebesar +5V atau 0V. Yaitu pada saat keluaran dari rangkaian komparator sebesar saturasi positif (12V) maka tegangan inputan untuk rangkaian mikrokontroler tetap sebesar 5V karena kaki basis pada transistor PNP mendapat bias positif maka transistor tidak bekerja atau berfungsi sebagai switch terbuka. sedangkan pada saat saturasi negatif (-12V) maka tegangan inputan untuk rangkaian mikrokontroler sebesar 0V Karena kaki basis dari transistor PNP mendapat bias negatif yang mengakibatkan transistor bekerja atau berfungsi sebagai switch tertutup dan mengakibatkan antara kaki colektor dan emiter terhubung ke ground. Dalam menentukan tegangan referensi ini penulis melakukan beberapa kali percobaan terhadap sampel darah yang sudah diketahui jenis golongannya.
70
Hasil pengukuran tegangan keluaran dari rangkaian sensor yang sudah dikuatkan sebanyak 10 kali maka didapat tegangan-tegangan yang berbedabeda berdasarkan reaksi aglutinasi dari masing-masing sampel darah. Seperti terlihat pada tabel 3.2 dibawah ini.
Tabel 3.2 Hasil percobaan terhadap beberapa jenis sampel darah Golongan darah
Percobaan
TP2 (anti –A)
TP6 (anti –B)
O
1 2
0.62V 0.43V
0.70V 0.75V
A
1 2
0.27V 0.01V
0.62V 0.60V
B
1 2
0.42V 0.45V
0.34V 0.28V
AB
1 2
0.32V 0.06V
0.35V 0.34V
Berdasarkan tabel percobaan diatas dapat ditarik kesimpulan : •
Untuk jenis darah yang teraglutinasi menghasilkan tegangan kurang dari 0.36V
•
Untuk jenis darah yang tidak teraglutinasi menghasilkan tegangan lebih dari 0.40V Berdasarkan hasil kesimpulan diatas maka penulis mengambil
tegangan diantara 0.36V sampai 0.40V sebagai tegangan referensi yaitu sebesar 0.38 V.
71
3.5. Perencanaan Rangkaian Mikrokontroler AT89C51
Mikrokontroler dalam perancangan alat ini merupakan komponen utama, karena komponen inilah yang akan mengatur keseluruhan system agar dapat bekerja secara optimal. Pada perencanaan rangkaian mikrokontroler ini terbagi menjadi dua yaitu perencanaan rangkaian hardware dan rangkaian software. 3.5.1. Perencanaan Hardware
Rangkaian mikrokontroler ini membutuhkan tegangan sebesar +5V. untuk dapat menggunakan rangkaian mikrokontroler ini dibutuhkan beberapa rangkaian pendukung seperti pada gambar dibawah ini :
Input dari R.Komparator
1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12 13 14 15 16 17
9 18 19
20 VCC
X-TAL 11.0592
10 uF / 16 V R15 C2 C1 8.2K 33pF
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
P0.0 (AD0) P0.1 (AD2) P0.2 (AD2) P0.3 (AD3) P0.4 (AD4) P0.5 (AD5) P0.6 (AD6) P0.7 (AD7)
P3.0 (RXD) P3.1 (TXD) P3.2 (INT0) P3.3 (INT1) P3.4 (T0) P3.5 (T1) P3.6 (WR) P3.7 (RD)
P2.0 (A8) P2.1 (A9) P2.2 (A10) P2.3 (A11) P2.4 (A12) P2.5 (A13) P2.6 (A14) P2.7 (A15)
RST
EA/VPP ALE/PROG PSEN
XTAL 2 XTAL 1
GND
VCC
AT89C51 C3
33pF
START
Gambar3.5 Rangkaian Hardware AT89C51
39 38 37 36 35 34 33 32
21 22 23 24 25 26 27 28 31 30 29 +5V 40
Ke sevent segment
digit 1 digit 2
72
Port 1.0 dan port 1.1 merupakan inputan dari rangkaian komparator yang akan dibandingkan. Port 3.0 digunakan sebagai saklar untuk memulai dan menghentikan pembacaan dimana akan aktif low. Port 0.0 sampai port 0.6 berfungsi untuk mengaktifkan seven segment. Port 2.0 berfungsi untuk mengontrol digit satu pada seven segment Port 2.1 berfungsi untuk mengontrol digit dua pada seven segment
3.5.2. Perencanaan Software
Pada perencanaan software akan dijelaskan mengenai diagram alir yang digunakan. Dibawah ini merupakan gambar diagram alir yang digunakan:
73
Gambar 3.6 Diagram alir
74
Penjelasan diagram alir : • Tampilkan display - Maksud dari tampilan display - - menandakan bahwa belum ada sampel yang akan diuji dan alat sudah siap digunakan dimana program yang dipergunakan adalah : MOV P0,#10111111B MOV P2,#11111110B ACALL DELAY_SEGMENT MOV P2,#0FFH MOV P0,#10111111B MOV P2,#11111101B ACALL DELAY_SEGMENT MOV P2,#0FFH • P3.0 apakah 0? Port 3.0 bekerja aktif low digunakan sebagai switch untuk memulai dan menghentikan pembacaan sample yang dihubungkan ke ground dimana tiap kali switch ditekan akan memberikan logika low pada P3.0 dan juga pada setiap kali switch ditekan maka akan membuat R0 selalu bertambah 1 • R0 + 1 Saat switch pertama kali ditekan maka akan membuat P3.0 = 0 dan membuat R0 bertambah 1 sehingga membuat R0 = 01 dengan menggunakan program ADD A,#01H Saat switch ditekan kedua kalinya maka akan membuat yang sudah bernilai 01 bertambah 1 lagi sehingga R0 = 02
75
• R0 apakah 01? Saat switch pertama kali ditekan maka R0 = 01 sehingga akan mulai membaca sampel. Saat switch ditekan untuk kedua kalinya maka akan membuat R0 = 02 yang membuat R0 ≠ 01 sehingga akan menghentikan pembacaan sampel. • Baca sampel Instruksi ini akan bekerja apabila R0 = 01. Dimana inputan dari rangkaian komparator akan dicocokan sesuai dengan inputannya sehingga dapat menampilkan jenis golongan darah yang sedang diuji. Dimana
akan
menjalankan
program
pembacaan
dengan
cara
membandingkan inputan dari P1.0 dengan P1.1 sebagai contoh untuk menjalankan program golongan darah O yaitu programnya : PEMBACAAN: MOV A,P1 ANL A,#00000011B CJNE A,#00H,MUNGKIN_GOL_DARAH_A GOL_O: ACALL GOL_DARAH_O RET Pada saat melakukan pembacaan data dari P1 disimpan ke accumulator A dan diAND-kan dimana hasilnya disimpan pada accumulator A. Fungsi P1 diAND-kan adalah hanya untuk membaca data dari P1.0 dan P1.1 dimana data tersebut tergantung dari keluaran rangkaian komparator.
76
Data yang masuk ke P1.0 dan P1.1 dari rangkaian komparator adalah 00 maka pada program CJNE A,#00H,MUNGKIN_GOL_DARAH_A data tersebut dibandingkan karena inputannya berlogika 00 maka akan memanggil subroutin golongan darah O dimana pada display akan menampilkan huruf O. Sedangkan jika inputannya tidak sesuai dengan logika 00 maka akan memanggil subroutin yang sesuai dengan inputannya dan disana akan ditampilkan display huruf yang sesuai dengan inputannya. • Buat R0 = 00 Instruksi ini akan bekerja pada saat R0 ≠ 01 dengan cara MOV R0,#00H dimana pada instruksi ini akan selalu membuat R0 = 00 • Kembali ke awal Setelah R0 = 00 Instruksi ini memerintahkan untuk kembali menampilkan display - - dan membuat alat siap untuk digunakan lagi.
77
F. Perencanaan Rangkaian Display
Pada perencanaan rangkaian display ini penulis menggunakan seven segment common anode dimana akan aktif jika mendapat logika low. Disini digunakan dua buah display seven segment yang terhubung ke rangkaian mikrokontroler pada P0.0 sampai P0.6 yang dikontrol oleh P2.0 dan P2.1.
a b c d e f g
DP
a b c d e f g
DP
180
P0.0 - P0.6
P2.1 P2.0
33K VCC
Gambar 3.7 Rangkaian Display
33K
VCC
78
Untuk menampilakan huruf-huruf pada display penulis memberikan logika low pada kaki-kaki display seperti pada tabel dibawah ini:
Tabel 3.3 Tampilan Huruf-Huruf Pada Display
Huruf
Kaki-kaki seven segment
Kontrol
A
A, B, C, E, F, G
DIGIT 1
B
C, D, E, F, G
DIGIT 1
O
A, B, C, D, E, F
DIGIT 1
A, B, C, E, F, G
DIGIT 2
C, D, E, F, G
DIGIT 1
AB
79
BAB IV PENDATAAN DAN ANALISA DATA
Pada bab ini penulis ingin menerangkan mengenai pendataan dan analisa data yang telah penulis lakukan selama melakukan percobaan guna menyelesaikan karya tulis ini. Penulis akan menyajikan data-data pengukuran terhadap beberapa titik pengukuran. Dan membahas tentang data yang telah diperoleh dari hasil pengukuran dan membandingkan dengan data yang diperoleh dari perhitungan secara teori. Sebelum
melakukan
pendataan
penulis
dengan
bimbingan
dari
pembimbing menentukan titik-titik pengukuran untuk mendapat hasil data yang diinginkan.
4.1. Persiapan Alat dan Bahan
Sebelum melakukan pendataan penulis melakukan beberapa persiapan agar dalam pelaksanaanya nanti dapat berjalan dengan semestinya, kegiatan tersebut meliputi : a. Mencari dan mempelajari beberapa literatur yang berkaitan dengan masalah yang akan dibahas untuk digunakan sebagai bahan referensi. b. Menganalisa serta memahami cara kerja dari rangkaian yang penulis rancang.
80
4.1.1. Persiapan Bahan
Bahan yang perlu dipersiapkan sebelum pendataan meliputi : a. Rangkaian Sensor • Resistor 1KΩ
= 2 buah
• Resistor 10KΩ
= 1 buah
• Variabel resistor 10KΩ
= 1 buah
• Transistor C945
= 1 buah
• LED
= 1 buah
• LDR
= 1 buah
• Switch
= 1 buah
b. Rangkaian Penguat Non Inverting a. IC LM741
= 1 buah
b. Resistor 18KΩ
= 1 buah
c. Resistor 1 KΩ
= 2 buah
c. Rangkaian Komparator • IC LM741
= 1 buah
• Variabel resistor 10 KΩ
= 1 buah
• Resistor 1 KΩ
= 2 buah
• Transistor C9012
= 1 buah
81
d. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler AT89C51 • IC AT89C51
= 1 buah
• Resistor 8,2KΩ
= 1 buah
• Capasitor 10µF / 16V
= 1 buah
• Capasitor 33pF
= 2 buah
• Kristal 11.0592 (12MHz)
= 1 buah
• Switch
= 1 buah
e. Rangkaian Display • Seven segment
= 2 buah
• Resistor 180Ω
= 7 buah
• Resistor 33KΩ
= 2 buah
• Transistor C9012
= 2 buah
4.1.2. Persipan Alat
a. Avo meter • Merk
: Sanwa
• Model
: YX360TRF
• Buatan
: Jepang
82
4.2. Metode Pengukuran
ketika melakukan pengukuran dengan mengambil sampel darah yang akan diuji pada waktu dan jam yang sama. Dan pada saat percobaan darah sebaiknya jangan melebihi dari 3 menit dikarenakn akan mengakibatkan kerukasaan/lisis. Setelah semua bahan dirangkai menjadi modul, maka dilakukan pendataan terhadap rangkaian untuk diperiksa. Pengukuran dan pendataan modul alat uji golongan darah ini hanya dilakukan pada beberapa titik saja yang dianggap dapat mewakili cara kerja rangkaian secara keseluruhan. Besarnya tegangan pada titik pengukuran tersebut diukur dengan menggunakan Multitester. a. Titik Pengukuran 1 (TP 1) Merupakan keluaran dari rangkaian sensor anti –A yang digunakan sebagai masukan untuk rangkaian penguat non inverting. b. Titik Pengukuran 2 (TP 2) Merupakan keluaran dari rangkaian penguat non inverting yang telah dikuatkan sebanyak 10 kali yang akan digunakan sebagai masukan untuk rangkaian komparator. c. Titik Pengukuran 3 (TP 3) Merupakan sinyal inputan untuk rangkaian mikrokontroler. d. Titik Pengukuran 4 (TP 4) Merupakan keluaran dari rangkaian sensor anti-B yang akan digunakan sebagai masukan untuk rangkaian penguat non inverting.
83
e. Titik Pengukuran 5 (TP 5) Merupakan keluaran dari rangkaian penguat non inverting yang telah dikuatkan sebanyak 10 kali yang akan digunakan sebagi masukan untuk rangkaian komparator. f. Titik Pengukuran 6 (TP 6) Merupakan keluaran dari komparator sinyal inputan untuk rangkaian mikrokontroler. .
4.3. Penyajian Data
Dari hasil pengamatan yang telah penulis lakukan pada rangkaian yang telah dibuat titik pengukuran, penulis melakukan pendataan dengan Avo meter digital. Hasil pendataan yang didapat dari masing-masing titik pengukuran dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel 4.1 Nilai Tegangan Berdasarkan Jenis Golongan Darah Pada Tiap-Tiap Titik Pengukuran GOLONGAN DARAH
TP 1
TP 2
TP 3
TP 4
TP 5
TP 6
A
0.02V
0.27V
5.0V
0.06V
0.60V
0V
B
0.04V
0.42V
0V
0.03V
0.34V
5.02V
O
0.05V
0.53V
0V
0.04V
0.48V
0V
AB
0.03V
0.32V
5.0V
0.03V
0.35V
4.95V
84
4.5. Analisa Data
Penulis akan menguraikan data-data yang dianalisa berdasarkan hasil pengujian
dan
pendataan
yang
dilakukan,
serta
data-data
tersebut
dibandingkan apakah sesuai dengan teori penunjang pada bab II dan perancangan pada bab III. Sebgai contoh penulis mengambil sampel dari beberapa golongna darah yang sebelumnya sudah diketahui jenis golongan darahnya. Maka diperoleh data pada tabel dibawah ini. Tabel 4.1 Hasil percobaan terhadap beberapa jenis sampel darah Golongan darah
Percobaan
TP2 (anti –A)
TP6 (anti –B)
Hasil
O
1 2
0.62V 0.43V
0.70V 0.75V
O O
A
1 2
0.27V 0.01V
0.62V 0.60V
A A
B
1 2
0.42V 0.45V
0.34V 0.28V
B B
AB
1 2
0.32V 0.06V
0.35V 0.34V
AB AB
Berdasarkan hasil kesimpulan diatas maka penulis mengambil tegangan diantara 0.36V sampai 0.40V sebagai tegangan referensi yaitu sebesar 0.38 V. Dan hasil pengukuran sesuai dengan data yang diinginkan sehingga hasil keakuarasiannya alat dan dapat dipertanggungjawabkan.
85
BAB V PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan dan dasar teori yang menunjang serta data-data hasil pengukuran maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Modul alat uji golongan darah ini dapat bekerja dengan baik sesuai dengan perencanaan. 2. Berdasarkan data yang didapat dari analisa data maka didapat tingkat keakurasian alat ini adalah sesuai dengan hasil yang diinginkan dan dapat teruji kebenarannya 3. Alat uji golongan darah ini dapat diaplikasikan oleh siapapun dan semoga menjadi teknologi yang tepat guna.
