perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERANCANGAN ALAT MONITORING SUHU MENGGUNAKAN NEAR FIELD COMMUNICATION (NFC) PADA PROSES DISTRIBUSI DARAH DENGAN METODE RANTAI DINGIN
Skripsi Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Azmi Mas’ud I0312017
PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016 commit to user
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERANCANGAN ALAT MONITORING SUHU MENGGUNAKAN NEAR FIELD COMMUNICATION (NFC) PADA PROSES DISTRIBUSI DARAH DENGAN METODE RANTAI DINGIN
Skripsi Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Azmi Mas’ud I0312017
PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user 2016
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK Azmi Mas’ud, I0312017. PERANCANGAN ALAT MONITORING SUHU MENGGUNAKAN NEAR FIELD COMMUNICATION (NFC) PADA PROSES DISTRIBUSI DENGAN METODE RANTAI DINGIN. Skripsi. Surakarta: Program Studi Sarjana Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, September 2016. Penelitian ini merancang sebuah alat monitoring suhu dalam proses distribusi darah yang dilakukan oleh PMI Surakarta. Prototipe dibuat untuk menyelesaikan permasalahan dan hal-hal yang tidak dapat dilakukan oleh termometer analog dan digital pada saat proses monitoring suhu dalam proses distribusi darah. Hal yang tidak dapat dipenuhi saat menggunakan termometer analog dan digital pada saat proses distribusi adalah proses monitoring yang dilakukan tidak dapat menyimpan data suhu dan waktu pada saat perjalanan. Selain itu alat tidak dapat memberikan peringatan jika dalam proses distribusi kondisi suhu darah di dalam cold box berada pada kondisi yang tidak aman. Prototipe alat dibuat dengan menggunakan beberapa komponen elektronik yang dipilih berdasarkan kriteria yang telah ditentukan sebelumnya untuk masing-masing komponen. Prototipe yang akan dibuat diuji coba dengan dua jenis pengujian. Pengujian pertama merupakan pengujian di laboratorium dan pengujian kedua adalah pengujian lapangan. Berdasarkan hasil pengujian yang sudah dilakukan sebelumnya, diketahui bahwa prototipe alat monitoring yang dibuat memenuhi tujuh dari sembilan poin kebutuhan alat. Selain itu prototipe alat monitoring suhu yang dibuat dapat memberikan peringatan jika suhu darah di dalam cold box berada di atas 10oC atau dibawah 2oC, selain itu data suhu yang sudah disimpan selama proses distribusi dapat dibaca dengan menggunakan NFC dan dapat menampilkan data suhu secara realtime. Kata kunci: alat monitoring suhu, distribusi darah, near field communication, perancangan produk, rantai dingin darah xvi + 113 halaman; 66 gambar; 15 tabel Daftar Pustaka: 55 (1987-2016)
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT Azmi Mas’ud, I0312017. TEMPERATURE MONITORING DEVICE DESIGN WITH NEAR FIELD COMMUNICATION (NFC) FOR BLOOD COLD CHAIN PROCESS. Thesis. Surakarta: Department of Industrial Engineering, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University, September 2016. This research prototype designed to monitor the temperature of blood on distribution at PMI Surakarta. Prototype designed to overcome the problems and things that can not be performed by analog and digital thermometer while monitoring temperature of blood in the blood distribution. Disadvantages when using analog and digital thermometer is the process of monitoring can not store the data recording temperatures during a trip and can not give a warning sign if during the process of distribution of the blood turned out to be in an unsafe condition. Prototype has been designed consisting of several components are selected based on predetermined criteria. After prototype is done, prototype tested with two types of testing, the testing laboratory and field testing. Based on testing results, a prototype that has been designed to meet seven of the nine criteria needs for monitoring device Beside of that, a prototype of a tool monitoring blood created to provide an alert if the temperature in the cold box is outside the limits, recording data of temperature can be read using a smartphone with NFC, and tools can provide temperature conditions in the cold box in realtime. Keywords: blood distribution; blood cold chain; near field communication; product design; temperature monitoring tools xvi + 113 pages; 66 pictures; 15 tables Reference: 55 (1987-2016)
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Skripsi dengan judul “Perancangan Alat Monitoring Suhu Menggunakan Near Field Communication (NFC) pada Proses Distribusi dengan Metode Rantai Dingin” ini dengan baik. Laporan ini disusun untuk memenuhi syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknik. Laporan Skripsi ini dapat diselesaikan berkat dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih atas bimbingan, bantuan, dan dukungan yang tak ternilai kepada pihakpihak berikut: 1.
Allah SWT atas limpahan berkah dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
2.
Bapak Dr. Ir. Wahyudi Sutopo, S.T., M.Si., IPM selaku Kepala Program Studi Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3.
Bapak Yusuf Priyadari, S.T., M.T. dan Bapak I Wayan Suletra, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing, atas segala bimbingan, arahan, dan waktu selama menyelesaikan laporan skripsi.
4.
Ibu Retno Wulan Damayanti, S.T., M.T. dan Bapak Yuniaristanto, S.T., M.T. selaku penguji yang telah memberikan kritik dan saran terhadap penelitian ini.
5.
Bapak Roni Zakaria, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing akademik, atas bimbingan dan nasihatnya.
6.
Seluruh Bapak/Ibu Dosen Program Studi Teknik Industri UNS atas semua ilmu dan motivasi selama penulis mengikuti proses perkuliahan di TI UNS.
7.
Seluruh Karyawan TU TI UNS atas segala bantuan administrasinya.
8.
Kakak-kakakku yang selalu memberikan doa, perhatian, dan dukungan untuk selalu memberikan yang terbaik.
9.
Keluarga besar Teknik Industri angkatan 2012 (ATILAS), atas waktu, kebersamaan, kehangatan, dan kebersamaan yang luar biasa.
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
10. Yanuar Shinta Rakhmawati atas segala waktu, dukungan, semangat, dan keceriaan yang telah diberikan. 11. Teman – teman dekat Yudi, Irfan, Abdan, Arda, Christian, dan Edwin atas dukungan dan semangat yang telah diberikan. 12. Teman-teman asisten POSI Abdan, Christian, Edwin, Hansen, Samudra, Hanif, Lita, Kiki dan Agus yang selalu menemani mengerjakan tugas akhir di Lab. POSI. 13. Alief yang sudah bersedia meminjamkan handphone-nya untuk kepentingan penelitian yang dilakukan. 14. Ibu Atiek yang telah membimbing dan mengijinkan saya melakukan observasi terkait distribusi darah. 15. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, atas bantuan, doa, semangat, dan dukungan yang telah diberikan. Penulis menyadari bahwa laporan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis membuka diri untuk segala masukan, kritik, dan saran. Semoga laporan skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis dan pembaca sekalian.
Surakarta, 22 Oktober 2016
Penulis
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI ABSTRAK ................................................................................................ v ABSTRACT .............................................................................................. vi KATA PENGANTAR .............................................................................. vii DAFTAR ISI ............................................................................................. ix DAFTAR TABEL .................................................................................... xii DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xiii DAFTAR ISTILAH ................................................................................. xvi BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ................................................... I-1 1.2 Perumusan Masalah ......................................................... I-4 1.3 Tujuan Penelitian ............................................................. I-4 1.4 Manfaat Penelitian ........................................................... I-4 1.5 Batasan Masalah ............................................................... I-5 1.6 Asumsi Penelitian ............................................................ I-5 1.7 Sistematika Penulisan ...................................................... I-5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Rantai Dingin .................................................................... II-1 2.2 Rantai Dingin Darah ........................................................ II-1 2.2.1 Penyimpanan Darah ................................................. II-2 2.2.2 Transportasi dan Pengemasan Darah ....................... II-4 2.2.3 Perawatan Peralatan ................................................. II-4 2.3 Distribusi Darah ............................................................... II-5 2.4 Arduino ............................................................................ II-12 2.5 Arduino dan Bagian-bagiannya ........................................ II-12 2.6 Radio Frequency Identification (RFID) ........................... II-16 2.7 Near Field Communication (NFC) ................................... II-18 2.8 Modul NFC Arduino ......................................................... II-19 2.9 Modul Suhu Arduino ........................................................ II-20 2.10 Modul Real Time Clock Arduino ...................................... II-21 commit to user 2.11 Algoritma .......................................................................... II-22
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2.12 Skema Elektronik ............................................................. II-23 2.13 Kerangka Konseptual ........................................................ II-23 2.14 Dimensi Kualitas Produk .................................................. II-24 2.15 Karakteristik Statis Alat Ukur ........................................... II-26 2.16 Perancangan dan Pengembangan Produk ......................... II-29 2.16.1 Tipe Perancangan dan Pengembangan Produk ...... II-30 2.16.2 Fase Perancangan dan Pengembangan Produk ...... II-30 2.17 Penelitian Terdahulu ........................................................ II-32 BAB III
METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tahap Identifikasi Masalah dan Perencanaan .................. III-2 3.2 Tahap Pengembangan Konsep ......................................... III-3 3.3 Tahap Perancangan Tingkat Sistem ................................. III-9 3.4 Tahap Peracangan Rinci .................................................... III-9 3.5 Tahap Pengujian ................................................................ III-10 3.6 Tahap Analisis ................................................................... III-11 3.7 Tahap Kesimpulan dan Saran............................................ III-11
BAB IV
PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 4.1 Identifikasi Kebutuhan Alat Monitoring Suhu ................. IV-1 4.1.1 Proses Distribusi Darah Secara Umum ................... IV-1 4.1.2 Mekanisme Penggunaan Termometer Analog ........ IV-4 4.1.3 Mekanisme Penggunaan Termometer Digital ......... IV-7 4.1.4 Pengumpulan Kebutuhan Alat Monitoring Suhu .... IV-9 4.2 Interpretasi Kebutuhan Menjadi Spesifikasi Teknis ........ IV-10 4.3 Penyusunan Konsep Alat Monitoring Suhu ...................... IV-11 4.3.1 Memperjelas Masalah ............................................. IV-11 4.3.2 Pencarian Konsep Eksternal ................................... IV-12 4.3.3 Pencarian Konsep Internal ...................................... IV-16 4.3.4 Pemilihan Komponen ............................................. IV-18 4.4 Pengujian Konsep ............................................................ IV-25 4.5 Arsitektur Alat Monitoring Suhu ..................................... IV-25 4.5.1 Skema Alat Monitoring Suhu .................................. IV-26 4.5.2 Pengelompokan Skema Alat Monitoring Suhu ........ IV-28 commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
4.5.3 Algoritma Proses Monitoring Suhu ......................... IV-28 4.5.4 Skema Elektronik Alat Monitoring Suhu ................. IV-31 4.5.5 Susunan Geometris Alat Monitoring Suhu .............. IV-32 4.6 Pembuatan Desain dan Prototipe ..................................... IV-33 4.7 Bill of Material dan Perhitungan Biaya ........................... IV-43 4.7.1 Bill of Material ......................................................... IV-43 4.7.2 Perhitungan Biaya .................................................... IV-44 4.8 Pengujian Alat Monitoring Suhu ..................................... IV-45 BAB V
ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL 5.1 Analisis Kebutuhan Alat Monitoring Suhu ...................... V-1 5.2 Analisis Algoritma Alat Monitoring Suhu ........................ V-3 5.3 Analisis Verifikasi Alat Monitoring Suhu ....................... V-5 5.4 Analisis Pengujian Alat Monitoring Suhu ........................ V-5
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan ...................................................................... VI-1 6.2 Saran ................................................................................. VI-1
DAFTAR PUSTAKA
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Ringkasan Kondisi Ketahanan Darah ..................................... II-3 Tabel 1.2 Fungsi Library NDEF untuk Arduino ...................................... II-20 Tabel 4.1 Kebutuhan Alat Monitoring Darah .......................................... IV-9 Tabel 4.2 Interpretasi Kebutuhan Alat Monitoring .................................. IV-10 Tabel 4.3 Dekomposisi Masalah Menjadi Sub Masalah .......................... IV-12 Tabel 4.4 Pencarian Konsep Eksternal ..................................................... IV-15 Tabel 4.5 Pencarian Konsep Internal ....................................................... IV-17 Tabel 4.6 Pilihan Konsep Komponen....................................................... IV-19 Tabel 4.7 Pemilihan Sensor Suhu............................................................. IV-21 Tabel 4.8 Konsep Akhir Alat Bantu Monitoring Suhu ............................ IV-23 Tabel 4.9 Estimasi Biaya Komponen ....................................................... IV-40 Tabel 4.10 Estimasi Biaya Bahan Habis Pakai .......................................... IV-41 Tabel 4.11 Estimasi Biaya Total ................................................................ IV-41 Tabel 4.12 Tahapan Pengujian Keseluruhan .............................................. IV-41 Tabel 5.1 Interpretasi Kebutuhan Alat Monitoring .................................. V-1
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1
Skema Sederhana Rantai Dingin Darah ................................ II-2
Gambar 2.2
Ice Pack yang Digunakan PMI Surakarta .............................. II-7
Gambar 2.3
Cold Box yang Digunakan oleh Petugas Distribusi Darah ..... II-8
Gambar 2.4
Termometer Analog (kiri) dan Termometer Digital (kanan) II-8
Gambar 2.5
Alur Distribusi Darah ............................................................. II-9
Gambar 2.6
Temperature Data Logger yang Terhubung dengan Komputer ................................................................................ II-10
Gambar 2.7
Portable Temperature Data Logger ....................................... II-10
Gambar 2.8
Cold Box Standar .................................................................... II-11
Gambar 2.9
Cold Box Elektrik ................................................................... II-11
Gambar 2.10 Arduino ................................................................................... II-12 Gambar 2.11 USB dan Penghubung Daya ................................................... II-13 Gambar 2.12 Microcontroller ...................................................................... II-14 Gambar 2.13 Power dan Analog Input ......................................................... II-14 Gambar 2.14 Digital Input dan Output ........................................................ II-14 Gambar 2.15 LED ........................................................................................ II-15 Gambar 2.16 Tombol Reset.......................................................................... II-15 Gambar 2.17 Integrated Development Enviroment ...................................... II-16 Gambar 2.18 Mifare 1 Kb ............................................................................ II-17 Gambar 2.19 Beberapa Modul NFC Arduino .............................................. II-19 Gambar 2.20 Sensor Suhu TMP36 ............................................................... II-21 Gambar 2.21 Modul RTC............................................................................. II-21 Gambar 2.22 Kurva Efek Histeritis .............................................................. II-28 Gambar 3.1
Diagram Metodologi Penelitian ........................................... III-1
Gambar 3.2
Kerangka Konseptual Alat Monitoring Suhu dan Kelembapan ............................................................................ III-5
Gambar 3.3
Zonafikasi Suhu ...................................................................... III-6
Gambar 3.4
Skema Elektronik Awal Alat Monitoring Suhu Berbasis Arduino ................................................................................... III-8
Gambar 3.5
commit to user Zonafikasi Suhu ...................................................................... III-6
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar 4.1
Alur Distribusi Darah ke Rumah Sakit................................... IV-2
Gambar 4.2
Lemari Pendingin Kantong Darah PMI Surakarta ................. IV-3
Gambar 4.3
Mesin Pendingin pada Proses Penyortiran ............................. IV-3
Gambar 4.4
Ice Pack dan Cold Box yang Digunakan PMI Surakarta ........ IV-4
Gambar 4.5
Termometer Analog................................................................ IV-4
Gambar 4.6
Peletakan Termometer Analog ............................................... IV-6
Gambar 4.7
Termometer Digital ................................................................ IV-7
Gambar 4.8
Skema Alat Monitoring Suhu ................................................. IV-25
Gambar 4.9
Diagram Alir Fungsi Alat ....................................................... IV-26
Gambar 4.10 Pengelompokan Skema Alat Monitoring Suhu ...................... IV-27 Gambar 4.11 Algoritma Proses Monitoring Suhu ........................................ IV-28 Gambar 4.12 Skema Elektrik Akhir dari Alat Monitoring Suhu ................. IV-31 Gambar 4.13 Susunan Geometris Produk .................................................... IV-32 Gambar 4.14 Prototipe Alat Monitoring Suhu ............................................. IV-32 Gambar 4.15 Inisiasi Library dan Pin untuk Komponen ............................. IV-33 Gambar 4.16 Memulai Menjalankan Program ............................................. IV-33 Gambar 4.17 Melakukan Proses Penulisan ke Kartu Mifare ....................... IV-34 Gambar 4.18 Algoritma Jika Sukses atau Gagal Menulis di Kartu.............. IV-34 Gambar 4.19 Menampilkan Suhu di Seven Segment atau Serial Arduino ... IV-35 Gambar 4.20 Logika Peringatan dan Penulisan Jika Suhu di Luar Ideal ..... IV-35 Gambar 4.21 Logika Peringatan dan Penulisan Jika Suhu di Luar Batas .... IV-36 Gambar 4.22 Logika Peringatan dan Penulisan Jika Suhu Ideal .................. IV-36 Gambar 4.23 Casing Alat Monitoring Suhu ................................................ IV-37 Gambar 4.24 Alat Monitoring Suhu ............................................................. IV-38 Gambar 4.25 Bill of Material Alat Monitoring Suhu ................................... IV-39 Gambar 4.26 Pengujian Skema Rangkaian dengan Protoboard .................. IV-43 Gambar 4.27 Kalibrasi Sensor Suhu di Dalam Cold Box............................. IV-44 Gambar 4.28 Pengujian Prototipe Alat Monitoring yang Sudah Disolder ... IV-44 Gambar 4.29 Verifikasi Sensor Suhu di LSK .............................................. IV-45 Gambar 4.30 Verifikasi Sensor Suhu di Luar Ruangan ............................... IV-46 Gambar 4.31 Verifikasi Sensor Suhu di Lab POSI ...................................... IV-46 Gambar 4.32 Uji Coba Alat Monitoring IV-47 commit ...................................................... to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar 4.33 Keadaan Alat pada Kondisi Suhu yang Ditampilkan Di Atas 10 oC .......................................................................... IV-48 Gambar 4.34 Keadaan Alat pada Kondisi Suhu yang Ditampilkan Di Bawah 10 oC dan Peringatan dalam Keadaan Mati ........... IV-48 Gambar 4.35 Keadaan Alat pada Kondisi Suhu yang Ditampilkan Di Bawah 10 oC dan Peringatan dalam Keadaan Hidup ........ IV-49 Gambar 4.36 Keadaan Alat pada Kondisi Suhu Ideal .................................. IV-49 Gambar 4.37 Hasil Pembacaan Data Rekaman Suhu................................... IV-50 Gambar 4.38 Pemakaian Alat Monitoring di Cold Box .............................. IV-50 Gambar 4.39 Data Hasil Pembacaan ........................................................... IV-51
commit to user
xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISTILAH Buzzer
Perangkat elektronik yang berfungsi mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara
Cold box
Tempat menyimpan bahan makanan yang dapat menjaga kondisi suhu di dalamnya
Datasheet
Dokumen yang berisi spesifikasi dan karakteristik dari suatu komponen
Display
Alat untuk menampilkan data secara visual
Ice pack
Produk pengganti es batu yang dapat mendinginkan produk lainnya
Logger
Alat untuk menyimpan data hasil pengukuran
Lopping
Pengulangan perintah secara terus-menerus
Modul
Rangkaian dari komponen elektronik yang memiliki fungsinya sendiri
Modul Direct Current (DC) step up
Modul untuk menaikan tegangan output dari tegangan input yang lebih kecil
Near Field Communication (NFC)
Teknologi untuk berkomunikasi antar perangkat tanpa perlu bersentuhan
Portable
Mudah dibawa dan tidak memakan tempat
Printed Circuit Board (PCB)
Papan yang berisi sirkuit logam untuk menghubungkan komponen elektronik
Radio Frequency Identification (RFID)
Teknologi untuk dapat berkomunikasi dengan suatu objek dengan menggunakan frekuensi transmisi radio
Real Time Clock (RTC)
Modul yang dapat mengatur dan menyimpan waktu sesuai waktu nyata
Tags
Penanda yang biasanya berbentuk kartu dan memiliki memori penyimpanan sendiri
commit to user
xvi
