PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI VOLUME CAIRAN INFUS DENGAN MENGGUNAKAN POTENSIO DAN PEGAS SEBAGAI SENSOR BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
SKIRPSI
(Bidang Minat Elektronika, Instrumentasi dan Komputasi)
Putu Ayu Adi Susanti
JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA 2016
PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI VOLUME CAIRAN INFUS DENGAN MENGGUNAKAN POTENSIO DAN PEGAS SEBAGAI SENSOR BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
SKRIPSI
(Bidang Minat Elektronika, Instrumentasi dan Komputasi)
Putu Ayu Adi Susanti
JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA 2016 i
Pembuatan Alat Pendeteksi Volume Cairan Infus Dengan Menggunakan Potensio Dan Pegas Sebagai Sensor Berbasis Mikrokontroler AT89S52
[SKRIPSI]
Sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains bidang Fisika pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana
Putu Ayu Adi Susanti 1108205022
Pembimbing I
Pembimbing II
(I Wayan Supardi, S.Si., M.Si) NIP:197103311999031002
(Komang Ngurah Suarbawa, S.Si., M.Si) NIP: 197003081998021001
Mengetahui: Ketua Jurusan Fisika FMIPA Universitas Udayana
(Ir. S Poniman, M.Si) NIP: 195606061987031001 ii
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
Judul:
Nama
: Pembuatan Alat Pendeteksi Volume Cairan Infus Dengan Menggunakan Potensio Dan Pegas Sebagai Sensor Berbasis Mikrokontroler AT89S52 : Putu Ayu Adi Susanti
NIM
: 1108205022
Tanggal Ujian
: 15 Januari 2016
Disetujui oleh:
Pembimbing I
Pembimbing II
(I Wayan Supardi, S.Si., M.Si) NIP:197103311999031002
(Komang Ngurah Suarbawa, S.Si., M.Si) NIP: 197003081998021001
Mengetahui: Ketua Jurusan Fisika FMIPA Universitas Udayana
(Ir. S Poniman, M.Si) NIP: 195606061987031001 iii
LEMBAR PERSETUJUAN Pembuatan Alat Pendeteksi Volume Cairan Infus Dengan Menggunakan Potensio Dan Pegas Sebagai Sensor Berbasis Mikrokontroler AT89S52 Disusun oleh: Nama
: Putu Ayu Adi Susanti
Bidang Minat
: Elektronika, Instrumentasi dan Komputasi
NIM
: 1108205022
Telah diujikan pada tanggal 15 Januari 2016 dan telah memenuhi syarat untuk diterima
Susunan Tim Penguji : Ketua
: I Wayan Supardi, S.Si., M.Si
(
)
Sekretaris
: Komang Ngurah Suarbawa, S.Si., M.Si
(
)
Anggota
: Ir. S Poniman, M.Si
(
)
Dr. A A Ngurah Gunawan, M.T
(
)
I Gusti Agung Putra Adnyana, S.Si., M.Si
(
)
Mengetahui: Ketua Jurusan Fisika FMIPA Universitas Udayana
(Ir. S Poniman, M.Si) NIP: 195606061987031001
iv
PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI VOLUME CAIRAN INFUS DENGAN MENGGUNAKAN POTENSIO DAN PEGAS SEBAGAI SENSOR BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
[SKRIPSI]
Karya tulis ini tidak dipublikasikan tetapi tersedia di perpustakaan di lingkungan Universitas Udayana; Diperkenankan dipakai sebagai referensi kepustakaan tetapi pengutipan harus menyebutkan sumbernya sesuai dengan kebiasaan ilmiah. Karya tulis ini merupakan hak milik intelektual Universitas Udayana
v
FAKTA INTEGRITAS
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka
Bukit Jimbaran, Januari 2016 Pembuat Fakta Integritas
(Putu Ayu Adi Susanti) NIM: 1108205022
vi
ABSTRAK Telah dibuat alat pendeteksi volume cairan infus dengan menggunakan potensio dan pegas sebagai sensor berbasis mikrokontroler AT89S52. Pegas berfungsi sebagai penahan beban dan potensio berfungsi sebagai pengukur volume infus. Berat dari infus akan mempengaruhi hambatan pada potensio, semakin berat infus yang digunakan maka semakin besar hambatannya dan begitu juga sebaliknya. Perubahan tersebut diubah menjadi perubahan tegangan pada sensor. Komponen penyusun alat ini adalah potensio dan pegas yang berfungsi untuk mendeteksi volume cairan infus, ADC0804 berfungsi untuk mengkonversi sinyal analog dari sensor menjadi sinyal digital, mikrokontroler AT89S52 berfungsi untuk mengkonversi sinyal digital menjadi data digital yang akan ditampilkan ke seven segment, buzzer dan LED merah berfungsi untuk memberi sinyal peringatan jika cairan infus sudah mendekati habis. Keakurasian antara pengujian sistem dengan infus aminovel dan NaCl yang diperoleh dari analisa regresi linier data pengujian alat rancangan yaitu sebesar 99,6913% untuk aminovel dan 98,574% untuk NaCl. Kata kunci : sensor, potensio, pegas, ADC, mikrokontroler, seven segment, buzzer, LED
ABSTRACT It has been created a detector volume intravenous fluids using pot and spring as sensor based microcontroller AT89S52. Serves as a retaining spring load and the pot serves as a measure of volume infusion. The weight of the infusion will affect the resistace at pot, the more severe infusion is used, the greater its resistance and vice versa. Components of this tool are potensio and spring which serves to detect the volume of intravenous fluids, ADC0804 serves to convert the analog signal from the sensor into a digital signal, microcontroller AT89S52 serves to convert digital signal into digital data to be displayed to seven segment, buzzer and red LED serves to give a warning signal if the infusion fluid is approaching exhausted. The accuracy of the testing system with infusion aminovel and NaCl obtained from linier regression analysis of the test data design tool that is equal to 99,6913% aminovel and 98,574% for NaCl. Keywords : sensor, potensio, spring, ADC, microcontroller, seven segment, buzzer, LED
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa. Karena atas rahmat dan anugerah-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir yang berjudul “Pembuatan Alat Pendeteksi Volume Cairan Infus Dengan Menggunakan Potensio Dan Pegas Sebagai Sensor Berbasis Mikrokontroler AT89S52”. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis telah banyak dibantu oleh berbagai pihak. Oleh karena itu, ijinkanlah penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada: 1. I Wayan Supardi, S.Si., M.Si selaku Pembimbing I dan Komang Ngurah Suarbawa, S.Si., M.Si selaku Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, koreksi dan saran dari awal hingga selesainya penyusunan Tugas Akhir ini. 2. Ir. S. Poniman, M.Si selaku Ketua Jurusan Fisika FMIPA Universitas Udayana yang telah memberikan pengarahan dalam pembuatan TugasAkhir ini. 3. Dr. A. A. Ngurah Gunawan, M.T yang telah memberikan ide untuk pembuatan Tugas Akhir ini. 4. Keluarga, teman-teman, dan semua pihak yang telah membantu serta memotivasi penulis. Penulis menyadari bahwa pada Tugas Akhir ini terdapat banyak kesalahan dan kekurangan. Dengan segala kerendahan hati, kritik dan saran dari Bapak/Ibu dosen serta teman-teman sangat penulis harapkan untuk dapat membenahi dan menyempurnakan Tugas Akhir ini.
Jimbaran, Januari 2016
Penulis
viii
DAFTAR ISI
Halaman LEMBAR JUDUL .....................................................................................................
i
LEMBAR PRASYARAT GELAR ...........................................................................
ii
LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................... iii LEMBAR PERSETUJUAN ...................................................................................... iv LEMBAR PEDOMAN PENGGUNAAN.................................................................
v
FAKTA INTEGRITAS ............................................................................................. vi ABSTRAK .................................................................................................................. vii KATA PENGANTAR................................................................................................ viii DAFTAR ISI .............................................................................................................. ix DAFTAR TABEL ...................................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR.................................................................................................. xii DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................. xiii BAB I PENDAHULUAN........................................................................................... 1 1.1. Latar Belakang ............................................................................................. 1 1.2. Rumusan Masalah ........................................................................................ 2 1.3. Batasan Masalah .......................................................................................... 2 1.4. Tujuan Penelitian ......................................................................................... 2 1.5. Manfaat Penelitian ....................................................................................... 3 1.6. Metode Penulisan......................................................................................... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................... 5 2.1. Infus ............................................................................................................. 5 2.2. Klasifikasi pegas .......................................................................................... 8 2.3. Potensio ........................................................................................................ 9 2.4. Analog to Digital Converter (ADC) ............................................................ 9 2.5. Mikrokontroler AT89S52 ............................................................................ 11 2.6. Light Emitting Diode (LED) ........................................................................ 14 2.7. Buzzer SFM-27 ............................................................................................ 15 2.8. Seven Segment ............................................................................................. 15 ix
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................................. 17 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ...................................................................... 17 3.2. Alat dan Bahan............................................................................................. 17 3.2.1. Alat .................................................................................................... 17 3.2.2. Bahan ................................................................................................. 17 3.3. Diagram Blok Perancangan Alat Penelitian ................................................ 18 3.3.1. Sensor potensio dan pegas ................................................................ 19 3.3.2. Rangkaian ADC 0804 ....................................................................... 20 3.3.3. Rangkaian Seven Segment Multiplexing ........................................... 21 3.4. Algoritma Pemrograman Mikrokoktroler AT89S52 .................................. 22 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................... 23 4.1. Hasil ............................................................................................................. 23 4.2. Pembahasan ................................................................................................. 24 4.2.1. Hardware .......................................................................................... 24 4.2.2. Software ............................................................................................. 26 4.3. Kalibrasi ....................................................................................................... 28 4.4. Pengujian Alat Rancangan ........................................................................... 29 BAB V PENUTUP ..................................................................................................... 36 5.1. Kesimpulan .................................................................................................. 36 5.2. Saran ............................................................................................................ 36
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
x
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Data digital pembentuk tampilan angka pada seven segment CA .............. 16 Tabel 4.1 Data hasil uji alat pendeteksi volume cairan infus ...................................... 30
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Infus ....................................................................................................... 5 Gambar 2.2 Komplikasi yang terjadi dalam pemasangan infus ................................ 6 Gambar 2.3 Wire form spring: (a) Helical compression spring, (b) Helical extension spring, (c) Drawbar spring, (d) Torsion spring..................................... 7 Gambar 2.4 Spring washer dan flat spring : (a) lima tipe spring washer, (b) Volute spring, (c) Beam spring, (d) Power spring ............................................. 8 Gambar 2.5 Potensio slide kawat .............................................................................. 9 Gambar 2.6 Konfigurasi pin ADC 0804 ................................................................... 10 Gambar 2.7 Konfigurasi pin mikrokontroler AT89S52 ............................................ 12 Gambar 2.8 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler AT89S52 ......................... 14 Gambar 2.9 Simbol LED ........................................................................................... 14 Gambar 2.10 Buzzer SFM-27 ................................................................................... 15 Gambar 2.11 Konfigurasi pin seven segment CC dan CA ......................................... 15 Gambar 3.1 Diagram blok rancangan alat pendeteksi cairan infus pada pasien ....... 18 Gambar 3.2 Sensor potensio dan pegas ..................................................................... 19 Gambar 3.3 Rangkaian sensor potensio dan pegas ................................................... 20 Gambar 3.4 Skema pemasangan ADC pada mikrokontroler .................................... 21 Gambar 3.5 Rangkaian seven segment multiplexing ................................................. 21 Gambar 3.6 Flowchart alat pendeteksi pendeteksi volume cairan infus ................... 22 Gambar 4.1 Alat pendeteksi volume cairan infus dengan menggunakan potensio dan pegas sebagai sensor berbasis mikrokontroler AT89S52 ....................... 23 Gambar 4.2 Rangkaian alat pendeteksi volume cairan infus dengan menggunakan potensio dan pegas sebagai sensor berbasis mikrokontroler .................. 25 Gambar 4.3 Grafik hasil kalibrasi sensor ................................................................... 28 Gambar 4.4 Grafik hasil kalibrasi sistem alat ............................................................ 29 Gambar 4.5 Grafik keakurasian antara hasil dari uji sistem alat dengan uji alat menggunakan infus aminovel dan infus NaCl ........................................ 31 Gambar 4.6 Grafik perbandingan antara tampilan data digital ADC hasil uji sistem alat dengan uji alat menggunakan infus aminovel......................................... 33 Gambar 4.7 Grafik perbandingan antara tampilan data digital ADC hasil uji sistem alat dengan uji alat menggunakan infus NaCl ............................................... 35
xii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Datasheet Beberapa Komponen Elektronika Lampiran 2 Program Pembuatan Alat Pendeteksi Volume Cairan Infus dengan Menggunakan Potensio dan Pegas Sebagai Sensor Berbasis Mikrokontroler AT89S52 Lampiran 3 Data Hasil Kalibrasi Sensor Lampiran 4 Data Hasil Kalibrasi Sistem Alat Lampiran 5 Perhitungan Data Hasil Uji Alat Lampiran 6 Surat-surat
xiii
