Seminar Tugas Akhir
Juni 2017
Perancangan Elektrokauter Portabel Berbasis Mikrokontroler (Akhmad Dzulfiqri1, Tribowo Indrato, ST, MT 2, Abdul Kholiq, SST, MT 3) ABSTRAK Elektrokauter, juga dikenal sebagai kauter panas, mengacu pada proses dimana arus yang dilewatkan melalui tahanan elektroda kawat logam, untuk menghasilkan panas. Elektroda dipanaskan kemudian diterapkan pada jaringan hidup untuk mencapai hemostasis atau berbagai tingkat prosedur bedah minor dalam dermatologi, oftalmologi, THT, Bedah plastik, dan urologi. (Mir, Mohsin R, 2015) Alat ini dilengkapi dengan monitoring arus secara otomatis yang disupply dengan baterai 12 V dengan hasil yang ditampilkan pada LCD yang terbenam di alat elektrokauter. Jika dibandingkan dengan alat sebelumnya, alat ini dilengkapi dengan indikator baterai untuk memantau daya aki dan pengaman sengatan listrik yang dimana user sebagai pengguna alat maupun pasien akan aman dari sengatan listrik saat prosedur sirkumsisi berjalan. Berdasarkan dari hasil pengujian dan pengambilan data pada 5 macam filamen nikelin dengan pengukuran sebanyak 20 kali pada setiap kondisi dengan pembanding multimeter digital didapatkan nilai yang tidak jauh berbeda dengan pembanding, yaitu dengan nilai error sebesar 2,19 % untuk arus pada filamen tanpa beban dan 1,29 % arus pada filamen dengan beban. Kata Kunci : Elektrokauter, Mikrokontroler, Nikelin, Sirkumsisi. PENDAHULUAN Latar Belakang Elektrokauter, juga dikenal sebagai kauter panas, mengacu pada proses dimana arus yang dilewatkan melalui tahanan elektroda kawat logam, untuk menghasilkan panas. Elektroda dipanaskan kemudian diterapkan pada jaringan hidup untuk mencapai hemostasis atau berbagai tingkat prosedur bedah minor dalam dermatologi, oftalmologi, THT, Bedah plastik, dan urologi. (Mir, Mohsin R, 2015)[5] Penulis ingin membuat perancangan alat sirkumsisi sebagai media alat sunat dan pencegahan penyakit kelamin khususnya pencegahan penularan penyakit HIV pada laki - laki . Penulis juga mengamati hasil pada alat sirkumsisi yang telah dibuat sebelumnya oleh Juni Rochmawati[9] pada tahun 2008 yang berjudul “ Sirkumsisi Dengan Pengaturan Suhu Secara Linier Berbasis Mikrokontroller ” yang masih merancang sebatas pengaturan linier suhu saja dan alat tesebut juga tidak dilengkapi dengan safety control yang dapat beresiko menyebabkan
kecelakaan kerja. Alat sejenisnya yang beredar dipasaran pun demikian harganya relatif mahal dan suku cadang asli elektrodanya pun mahal serta masih ada yang menggunakan sambungan catu daya listrik langsung dari PLN sehingga kurang efektif dan efisien. Padahal hal semacam ini juga sudah di sosialisasikan dalam Undang-Undang Nomor 36 Tahun 2009 tentang Kesehatan pada pasal 98 ayat 1 sebagai berikut : Sediaan farmasi dan alat kesehatan harus AMAN, berkhasiat / bermanfaat, BERMUTU, dan terjangkau[14]. Berdasarkan uraian masalahmasalah tersebut, penulis ingin membuat alat “ Perancangan Elektrokauter Portabel Berbasis Mikrokontroler ” Batasan Masalah 1) Menggunakan bahan nikelin sebagai filamen pemanasnya 2) Luas penampang nikelin yang digunakan: 0.1 mm , 0.2 mm , 0.3 mm , 0.4 mm , 0.5 mm. 3) Menggunakan media daging hewan sebagai obyek
Seminar Tugas Akhir
4) 5)
Juni 2017
Menggunakan IC Mikrokontroler sebagai pemroses data. Menggunakan akumulator sebagai daya instrumen.
METODELOGI PENELITIAN Diagram Blok Transmitter Rangkaian LedBar
AKI 12 VDC
HANDLE
Rumusan Masalah dibuat Portabel
Perancangan Berbasis
Tujuan Penelitian Tujuan Umum Dibuatnya alat Perancangan elektrokauter portabel dilengkapi dengan pemilihan intensitas berbasis mikrokontroler . Tujuan Khusus 1) Merancang rangkaian pemanas filamen. 2) Membuat rangkaian pengisi baterai. 3) Membuat rangkaian minimum sistem mikrokontroler dan programnya. 4) Mengkoneksikan instrumen ke indikator baterai. 5) Mengkoneksikan LCD instrumen ke mikrokontroler. 6) Menguji coba instrumen disertai pengisi baterai. Manfaat Penelitian Manfaat Teoritis Meningkatkan wawasan tentang alat-alat elektromedik khususnya dibidang alat bedah dan anestesi yaitu sirkumsisi elektrik atau elektrokauter. Manfaat Praktis Dengan adanya alat ini para tenaga medis dapat lebih mudah, fleksibel dan efektif saat melakukan proses sirkumsisi dan juga didukung harga relatif lebih murah dengan dukungan teknologi lebih baik (Teknopreneur) sehingga menguntungkan berbagai pihak.
Indikator Baterai
PROGAM ARDUINO
SUPPLY
MIKROKONTROLER
Dapatkah Elektrokauter Mikrokontroler ?
NIKELIN
ACS712
LCD DISPL
Gambar : Diagram Blok Sistem Keterangan:
Dibahas oleh penulis Tidak dibahas oleh penulis
Baterai dengan daya 12 Volt 5 Ah mengalirkan tegangan ke rangkaian Ledbar, Supply, dan Elektroda. Dalam rangkaian Ledbar, ada IC LM3914 yang berfungsi untuk mengubah tegangan analog kemuadian akan mengkodekan level tegangan input tersebut yang menghasilkan tampilan analog secara linier terhadap tegangan input yang diberikan dengan output menyalakan 10 LED ( LedBar ). Selanjutnya tegangan yang masuk dalam supply sebesar 12 VDC akan di turunkan menjadi 5 VDC dan mengalirkan hasil output tersebut ke blok mikrokontroler. Mikrokontroler peneliti memakai progam arduino yang memberikan perintah ke sensor arus ( ACS712 ) yang berfungsi memonitoring arus filamen heater saat digunakan dan ditampilkan di LCD. Untuk tegangan yang menuju ke elektroda, akan melalui saklar yang dimana Switch berfungsi sebagai safety control saklar logika 0 dan 1 penyalur pemanasan menuju filamen heater.
Seminar Tugas Akhir
Juni 2017
Diagram Alir Proses/Program
4 5 Mean Error
0,98 1,00 0,992
1,00 1,11 1,088 8,82 %
Tabel 2 hasil pengukuran Arus tanpa beban No 1 2 3 4 5 Mean Error
Nikelin 0,2 mm Tanpa Beban AVO (A)
ACS712 (A)
2,87 2,86 2,87 2,85 2,86
2,93 2,91 2,92 2,89 2,89
2,862
2,908 1,58 %
Tabel 3 hasil pengukuran Arus tanpa beban No Gambar : Diagram Alir Receiver Diagram Mekanis Sistem
1 2 3 4 5 Mean Error
Nikelin 0,3 mm Tanpa Beban AVO (A)
ACS712 (A)
5,03 5,05 5,02 5,04 5,05
5,01 5,03 5,00 5,04 5,04
5,038
5,024 0,277 %
Tabel 4 hasil pengukuran Arus tanpa beban No 1 2 3 4 5 Mean Error Gambar : Diagram Mekanis sistem HASIL PENGAMBILAN DATA DAN PENGUJIAN Tabel 1 hasil pengukuran Arus tanpa beban No 1 2 3
Nikelin 0,1 mm Tanpa Beban AVO (A) 1,00 0,99 0,99
ACS712 (A) 1,12 1,11 1,10
Nikelin 0,4 mm Tanpa Beban AVO (A)
ACS712 (A)
6,90 6,88 6,87 6,88 6,89
6,88 6,86 6,85 6,87 6,87
6,884
6,866 0,26 %
Tabel 5 hasil pengukuran Arus tanpa beban No 1 2 3 4 5 Mean Error
Nikelin 0,5 mm Tanpa Beban AVO (A) 9,85 9,92 9,88 9,90 9,89 9,888
ACS712 (A) 9,83 9,91 9,87 9,98 9,86 9,89 0,02 %
Seminar Tugas Akhir
Juni 2017
Tabel 6 hasil pengukuran Arus dengan beban No 1 2 3 4 5 Mean Error
Nikelin 0,1 mm Dengan Beban AVO (A) 0,94 0,96 0,95 0,96 0,94 0,95
ACS712 (A) 0,89 0,92 0,91 0,91 0,90 0,906 4,63 %
2 3 4 5 Mean Error
9,52 9,49 9,50 9,51 9,504
9,49 9,48 9,49 9,48 9,486 0,19 %
PEMBAHASAN Pembahasan Kinerja Sistem Keseluruhan VCC +12Vdc J13 2 1 Aki 12 VDC
Tabel 7 hasil pengukuran Arus dengan beban
R6
VCC +5 Vdc
SW2CAP 1
2 1
2 1
C7
ACS712
2
J18
1K
J19
VCC +5 Vdc
Y1 CRY STAL/ 16 MHZ
C6 22 pF
6 5 4 3 2 1
4,882
4,86 0,45 %
Tabel 9 hasil pengukuran Arus dengan beban No 1 2 3 4 5 Mean Error
Nikelin 0,4 mm Dengan Beban AVO (A)
ACS712 (A)
6,64 6,65 6,64 6,63 6,65
6,62 6,64 6,62 6,60 6,63
6,642
6,622 0,30 %
Tabel 10 hasil pengukuran Arus dengan beban No 1
Nikelin 0,5 mm Dengan Beban AVO (A) 9,50
ACS712 (A) 9,49
SDA SCL
23 24 25 26 27 28
A0/PC0 A1/PC1 A2/PC2 A3/PC3 A4/PC4 A5/PC5
(ADC0) (ADC1) (ADC2) (ADC3) (SDA) (SCL)
2 3 4 5 6 11 12 13
1 2 3 4 5 6 7 8
AVCC AREF AGND
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
J11 i2C Module
1 2 3 4
PD0/0 PD1/1 PD2/2 PD3/3 PD4/4 PD5/5 PD6/6 PD7/7 VCC GND
U2 R2 4,7K
5 R4
6 4
18K
9 8
R3
3 2 56K
SIGIN RHI RLO MODE REF ADJ V+ V-
REFOUT LED1 LED2 LED3 LED4 LED5 LED6 LED7 LED8 LED9 LED10
VCC +5 Vdc
SDA SCL VCC +5 Vdc Terkoneksi Pada Minimum Sistem
7 8 20 21 22
R1 20K
D8
D9
D10
LED
LED
LED
D11
D12
D13
LED
LED
LED
D14
D15
D16
LED
LED
LED
7 1 18 17 16 15 14 13 12 11 10
VCC 12 Vdc LM3914 J14
D17
VCC +12Vdc 2 1 J2
LED VCC 12 VDC
1 2 3 4 5 6
J5 2 1
SW1
U1 LM7805C/TO3 2
1
SW KEY -Y M061
J4
IN
2 1 +
C4 1000uF
+ 5 Vdc OUT
GND
Aki 12 Vdc
2
4,84 4,87 4,86 4,87 4,86
J10 (RxD) (TxD) (INT0) (INT1) (T0) (T1) (AIN0) (AIN1)
VCC +12Vdc
Nikelin 0,3 mm Dengan Beban 4,87 4,90 4,88 4,89 4,87
8/PB0 (ICP) 9/PB1 (OC1A) 10/PB2 (OC1B) 11/PB3 (MOSI) 12/PB4 (MISO) 13/PB5 (SCK) 14/PB6 (XT1) 15/PB7 (XT2)
ATMEGA328
1
1 2 3 4 5 Mean Error
OUT
C5 22 pF
Tabel 8 hasil pengukuran Arus dengan beban ACS712 (A)
PC6 (RESET)
PORT D
1 14 15 16 17 18 19 9 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
U3
5 4 3 2 1
J8
POT 10k
AVO (A)
GND VCC VEE RS RW EN D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 LED+ LED-
J9
R5
No
LCD Alphanumeric
1 2 3
ACS712 (A) 2,80 2,78 2,80 2,78 2,79 2,79 0,92 %
PORT C
1 2 3 4 5 Mean Error
AVO (A) 2,82 2,80 2,83 2,81 2,82 2,816
Con.Elektroda
LCD ALPHANUMERIC OUT
Progammer
No
Nikelin 0,2 mm Dengan Beban
L1
SW KEY -Y M061
3 J3 1 2 3 4 5 6
Cek Supply Gnd
Gambar : Rangkaian Keseluruhan Berdasarkan hasil uji fungsi alat yang dilakukan oleh penulis, daya baterai 12V dengan 5Ah yang tersemat pada elektrokauter ini mampu memberikan daya pada saat sirkumsisi pada penggunaan nikelin 0,1 mm yakni ±5 jam, nikelin 0,2 mm berkisar ±2,5 jam, dan untuk nikelin 0,3 – 0,5 mm berkisar ±1,5 jam. nPada proses pengujian sample dengan panjang 8 cm filamen nikelin yang mempunyai luas penampang 0,1 mm mencapai titik lebur tanpa beban pada ±30 menit dan dengan beban ±15 menit saat pemanasan berlangsung, untuk luas penampang 0,2 mm titik lebur tanpa beban membutuhkan ±60 menit dan dengan beban ±30 menit, untuk luas penampang 0,3 mm titik lebur membutuhkan ±120 menit dan dengan beban ±45 menit, untuk luas penampang 0,4 mm titik lebur membutuhkan ±240 menit dan dengan beban ±90 menit,
Seminar Tugas Akhir
sedangkan untuk luas penampang 0,2 mm titik lebur membutuhkan ±300 menit. Berdasarkan dari hasil pengujian dan pengambilan data pada 5 macam filamen nikelin dengan pengukuran sebanyak 5 kali pada setiap kondisi dengan pembanding multimeter digital didapatkan nilai rata-rata yang tidak jauh berbeda dengan pembanding, yaitu dengan rata-rata error sebesar 0,262 % untuk pengukuran arus pada filamen tanpa beban dan error untuk pengukuran arus pada filamen dengan beban sebesar 1,394 %. Kelemahan/Kekurangan Sistem 1) Sumber Catu Daya yang dipakai terlalu besar dan berat PENUTUP Kesimpulan Berdasarakan hasil perencanaan, pembuatan modul, penulisan dan analisa data dapat disimpulkan sebagai berikut ini: 1) Penggunaan bahan nikelin bisa digunakan dalam penggunaan filamen pemanas pada alat elektrokauter. 2) Luas penampang pada nikelin akan mempengaruhi masa tahan titik lebur dan lebar pembakaran pada saat sirkumsisi. 3) Percobaan sirkumsisi dengan berizin sertifikasi Ethical Clearance bisa digunakan pada media daging hewan. 4) Penggunaan akumulator sebagai safety patient pengganti Tegangan AC 220V bisa diterapkan dengan baik. 5) Setelah dilakukan pengukuran arus, didapatkan nilai error rata-rata saat pengambilan data tanpa beban, yaitu sebesar 0,262 % 6) Setelah dilakukan pengukuran arus, didapatkan nilai error rata-rata saat pengambilan data dengan beban, yaitu sebesar 1,394 %. Saran Pengembangan penelitian ini dapat dilakukan pada: 1) Memperkecil ukuran rangkaian dan box agar lebih efektif. 2) Memperkecil sumber catu daya agar lebih efisien
Juni 2017
DAFTAR PUSTAKA [1] Bachsinar, Bob, 1995. Sirkumsisi.
Hipokrates. Diakses pada Selasa, 8 September 2016. [2]nHana, Abu, (2009).
Mengenal 7 Metode Sunat/Khitan (Sirkumsisi). http://kaahil.wordpress.com/2009/06 /16/mengenal-7-metode-sunat khitan-sirkumsisi/ Diakses padaJumat, 11 September 2016.
[3]nHermawan,
Asep, 2000. Teknik Khitan : Panduan Lengkap, Sistematis dan Praktis. Widya Medika Diakses pada Minggu, 6 September 2016.
[4]nLarasati, Shifa Maharani, (2013). Elemen Volta, Elemen Kering, dan Akumulator ,http://syifamaharanilar asati.blogspot.com/2013/09/elemenvolta -elemen-kering-dan.html Diakses pada Jumat, 11 September 2016. [5]nMir,
Mohsin R, (2015). Electrocautery. Medscape Vol 1 No. 1 updated Oct 6, 2015. http://emedicine. medscape.com Diakses Selasa, 8 September 2016.
[6]nNababan, Abdi Roy, (2013). Sirkumsisi. http://tumortulang1. blogspot.com/2013/04/Sirkumsisi Diakses Selasa, 8 September 2016. [7]nPaul F. McAlpine et al. (2011). Adult
Male Circumcision Device for Use in Clinical Settings. Journal of Medical Devices. University of Michigan Diakses Jumat, 11September 2016. [8]nReynard et al, John, (2006). Oxford
Textbook of Medicine. Univesity Press.
Oxford
Diakses Selasa, 8 September 2016.
Seminar Tugas Akhir
[9]nRochmawati, Juni, 2008. Sirkumsisi
Juni 2017
[18]n------,------, Sirkumsisi. 24-09-2016
https://id.wikipedia.org/wiki/Sunat
Dengan Pengaturan Suhu Secara Linier Berbasis Mikrokontroller. Poltekkes Kemenkes Surabaya.
.
Diakses Kamis, 3 September 2016.
BIODATA PENULIS
[10]nWHO
Library Cataloguing-inPublication Data . 2010. Neonatal and child male circumcision : a global review Geneva Diakses Rabu, 9 September 2016.
[11]nJuergen Andrew Kortenbach. 2001.
Endoscopic Electrocautery Instrument. United States Diakses pada Rabu, 9 September 2016. [12]nJaymi,
Della, 2015. MultiFunctional Surgical Cautery Device, Systemand Method Of Use. United States. Diakses pada Rabu, 9 September 2016.
[13]nKiarash,
Shahlaie, 2015. MicroBipolar Endoscopic Endonasal Cautery Device. United States Diakses pada Rabu, 9 September 2016.
[14]nUndang-Undang Nomor 36 Tahun
2009 tentang Kesehatan Republik Indonesia Diakses pada Selasa, 17 September 2016. [15]nWiswell, Thomas E, 1992. Neonatal
Circumcision : A Current Appraisal, American Academy of Pediatrics Diakses pada Selasa, 17 September 2016. [16]n---,---, Akumulator. http://id.wikipedia.
org/wiki/Akumulator Diakses pada Selasa, 17 September 2016. [17]n---, ---, Penis manusia. https://id.
wikipedia.org/wiki/Penis Diakses pada Rabu, 18 September 2016.
Diakses pada Rabu, 18 Desember 2016.
Nama NIM Alamat Pendidikan
: Akhmad Dzulfiqri : P27838113005 : Sidoarjo : D4 Teknik Elektromedik
