Rancang Bangun Alat Pencampur Obat secara Otomatis Berbasis PC

1

Rancang Bangun Alat Pencampur Obat secara Otomatis Berbasis PC Ayendra Alim Muhammad) Ir. Ratna Adil M.T.2) 1) Penulis, Mahasiswa Jurusan Teknik Elektronika PENS - ITS 2) Dosen Pembimbing, Staf Pengajar di Jurusan Teknik Elektronika PENS – ITS Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Electronics Engineering Polytechnic Institute of Surabaya Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, INDONESIA Tel: +62 (31) 594 7280; Fax: +62 (31) 594 6114 Abstrak— Sistem pencampuran obat atau pembuatan puyer yang sering dilakukan pada laboratorium masih secara manual. Seperti pada penumbukan dan pencampuran serbuk obat masih dilakukan oleh tangan manusia, sehingga terdapat kemungkinan terjadinya suatu kesalahan saat memberi takaran komposisi saat mencampur serbuk obat tersebut dikarenakan manusia memiliki keterbatasan stamina yang ada sehingga berdampak kurang telitinya dalam memberi takaran pada proses pencampuran. Pada proyek akhir ini dibuat alat secara otomatis untuk menganpur obat yang berbasis PC. Diharapkan hasil identifikasi menggunakan alat ini dapat dimanfaatkan untuk kepentingan masyarakat luas dan juga alat ini juga dapat dikembangkan dan disempurnakan menjadi lebih baik.

TUJUAN Proyek atau tugas akhir ini bertujuan untuk menciptakan sebuah alat yang digunakan dalam membantu kinerja dari Apoteker. Meningkatkan ketelitian dalam hal penakaran komposisi pada pencampuran obat. RUMUSAN MASALAH 

Kata kunci—obat, motor, PC

PENDAHULUAN Sistem pencampuran obat atau pembuatan puyer yang sering dilakukan pada laboratorium masih secara manual. Seperti pada penghancuran dan pencampuran obat masih dilakukan oleh tangan manusia, sehingga terdapat kemungkinan terjadinya suatu kesalahan saat memberi takaran komposisi saat mencampur serbuk obat tersebut dikarenakan manusia memiliki keterbatasan stamina yang ada sehingga berdampak kurang telitinya dalam memberi takaran pada proses pencampuran. Sejalan dengan perkembangan teknologi di zaman ini, dimana semua dapat dilakukan dengan menggunakan kecanggihan teknologi. Pada proyek ini peralatan pencampuran serbuk obat akan diterapkan konsep otomatisasi pada pemasukan bahan, serta pencampuran serbuk obat. Alat atau sistim yang dibuat ini dinamakan “ Rancang Bangun Mesin Pencampur Serbuk Obat Secara Otomatis Berbasis PC “. Dengan alat ini diharapkan dapat membantu kinerja Apoteker dalam proses pembuatan puyer. Dengan demikian efisiensi waktu, tenaga, dan biaya dapat lebih ditingkatkan untuk pemaksimalan dalam mengerjakan tugas atau pekerjaan yang lain.

   

Permasalahan yang ditangani pada proyek ini adalah mendesain dan mengintergerasi mekanik dan elektrik menjadi system peralatan pencampur serbuk obat yang dioperasikan melalui sebuah PC. Pada minimum sistem terjadi penurunan daya saat solenoid beraktivitas mendorong obat, sehingga terjadi reset. Tersendatnya penggiling saat menghancurkan obat. Output berupa serbuk obat yang telah tercampur. Sumber tegangan menjadi 1 menyebabkan cepat panasnya 7805 pada minimum sisitem. TEORI PENUNJANG

A. Visual Basic 6.0. B. Solenoid Solenoid adalah alat yang digunakan untuk mengubah listrik atau arus listrik menjadi gerakan linier. Solenoid disusun dari kumparan dengan inti besi yang dapat bergerak. Apabila kumparan diberi tenaga,inti atau terkadang disebut jangkar, akan ditarik ke dalam kumparan. Besarnya gaya tarikan atau dorongan yang dihasilkan solenoid ditentuksn dengan jumla lilitan kawat tembaga dan besar arus yang mengalir melalui kumparan Arus kumparan untuk solenoid DC hanya dibatasi oleh tahanan kumparan. Dengan ditempatksn plunger, dorongan akan menjadi lebih besar dari yang dibutuhkan sehingga sering digunakan suatu kumparan tegangan parsial solenoid yang lebih kecil. Pada solenoid yang lebih besar dua bagian kumparan dapat digunakan, saklar cut-

2 off beroperasi apabila plunger hanya berada sekitar dudukan dan membuka rangkaian bagian kumparan. Inti besi dibuat dari baja lunak dengan fluktansi rendah. Untuk solenoid DC inti padat dapat diterima sebab arus dalam satu arah dan terus menerus. Solenoid DC memiliki time constant, sebab induktansi kmparan memperlambat pemagnetan. Aksi ini lebih lambat diabndingkan dengan aksi pada solenoid AC.

ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI. ATMega16. ATMega16 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versus kecepatan proses.

C. Motor DC Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen. Catu tegangan dc dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan satu lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo. Angker dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar di antara medan magnet.

Gambar 2. Rangkaian ATmega 16 d.

LCD LCD merupakan perangkat elektronik yang terbuat dari kristal cair, yang digunakan untuk menampilkan karakter atau bilangan sebagai informasi dari kerja dari suatu sistem berbasis mikrokontroller. Setiap LCD sudah dilengkapi IC driver yang berfungsi sebagai kontrolnya. Salah satu tipe LCD yang banyak digunakan adalah LCD tipe M1632. yaitu LCD yang mempunyai 2 baris tampilan dan setiap baris dapat menampilkan hingga 16 kolom karakter.Setiap baris dan kolom mempunyai alamat sendiri-sendiri. LCD tipe M1632 mempunyai alamat 80h sampai 8fh untuk baris pertama dan untuk baris kedua C0h sampai Cfh.

Gambar 1. Motor DC

c.

Mikrokontroller Atmega 16

AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32 register general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode compare, interrupt internal dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, dan mode power saving, ADC dan PWM internal. AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash onchip yang mengijinkan memori program untuk diprogram

Gambar 3. Rangkaian Interface LCD

3

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

2.

Pengujian sitem penumbukan

Gambar 4. Desain Mekanik Gambar Diatas adalah desain mekanik dari proyek akhir

Gambar 6. Mesin penggilingan

ini.Gambar tersebut adalah tampak atas.

Tabel 4.2 waktu penghancuran Obat Jenis A Driver

Solenoid Valve

plant

Tempat pencmpur serbuk obat

Mikrokontroler

P C

LCD

Perco baan

Bentuk obat

1 2 3 4 5

Bulat (kaplet) Bulat (kaplet) Bulat (kaplet) Bulat (kaplet) Bulat (kaplet)

Waktu yang diperluka n (detik)

Berat obat (mg)

Berat obat yang dikeluarkan (mg)

Eror (%)

15 detik 17 detik 14 detik 18 detik 15 detik

531 mg 531 mg 531 mg 531 mg 531 mg

493 mg 454 mg 507 mg 512 mg 488 mg

7,15 % 14,5 % 4,52 % 3,58 % 8,1 %

driver

Tabel 4.3 Waktu penghancuran Obat Jenis B Gambar 5. Diagram Blok Blok diagram sistem dari tugas akhir ini ditunjukkan pada gambar diatas .

Perco baan

Bentuk obat

1 2 3 4 5

Lonjong (kaplet) Lonjong (kaplet) Lonjong (kaplet) Lonjong (kaplet) Lonjong (kaplet)

PENGUJIAN DAN ANALISA A. Pengujian Alat 1. Pengujian wadah Tabel 4.1 Data banyaknya tablet pada masing–masing silo Percobaan 1. 2. 3. 4. 5.

Silo 1 (tablet) 1 2 1 2 2

Silo 2 (tablet) 2 1 1 2 1

Silo 3 (tablet) 1 1 1 1 1

Silo 4 (tablet) 1 1 1 2 1

Waktu yang diperluk an (detik)

Berat obat (mg)

Berat obat yang dikeluarkan (mg)

Eror (%)

24 detik 22 detik 25 detik 27 detik 22 detik

500 mg 500 mg 500 mg 500 mg 500 mg

475 mg 462 mg 478 mg 485 mg 475 mg

5% 7,6 % 4,4 % 3% 5%

4

Tabel 4.4 Waktu penghancuran Obat Jenis C Perco baan

Bentuk obat

1 2 3 4 5

Bulat berlapis Bulat berlapis Bulat berlapis Bulat berlapis Bulat berlapis

Waktu yang diperlu kan (detik)

Berat obat (mg)

Berat obat yang dikeluark an (mg)

15 detik 14detik 13detik 14detik 12detik

630 mg 630 mg 630 mg 630 mg 630 mg

587 mg 592 mg 550 mg 612 mg 579 mg

Eror (%)

6,82 % 6,03 % 12,7 % 2,86 % 8,09 %

Tabel 4.5 Waktu penghancuran Obat Jenis D Perco baan

Bentuk obat

1 2 3 4 5

Lonjong(kaplet) Lonjong(kaplet) Lonjong(kaplet) Lonjong(kaplet) Lonjong(kaplet)

Waktu yang diperluk an (detik)

Berat obat tiap tablet (mg)

Berat obat yang dikeluarkan (mg)

Eror (%)

30 detik 26 detik 28 detik 27 detik 28 detik

500 mg 500 mg 500 mg 500 mg 500 mg

466 mg 475 mg 472 mg 468 mg 455 mg

6,8 % 5% 5,6 % 6,4 % 9%

dihasilkan.

Nama obat

Bentuk obat

Berat obat (mg)

3.

Perhitungan Performansi Alat

Setelah diperoleh data pengukuran kemudian dilakukan perhitungan guna mengetahui performa masingmasing alat. 4.

Perhitungan Eror

Eror atau atau kesalahan adalah penyimpangan nilai dari suatu pengukuran terhadap harga sebenarnya, dapat dinyatakan dalam error absolute atau prosen eror. e = Yn – Xn  ....................................................(2.1) dimana : e = error absolute , Yn = nilai sebenarnya

Tabel 4.6 Data rata – rata lama dan output yang

Rata-rata Waktu yang diperluka n (detik)

Driver sendiri dihubungkan pada mikrikontroler AT mega 16 dimana terdapat perintah atau program yang menjadi fungsi atas kinerja motor. Untuk menjalankan motor melalui VB digunakan komunikasi serial dengan RS 232. Dan diliat dari data percobaan diatas yang diambil dari 5 kali percobaan per masing – masing tablet menunjukan bahwa waktu rata - rata yang diperlukan untuk Obat Jenis A (15,8 detik), Obat Jenis B (24 detik), Obat Jenis C (13,6 detik), Obat Jenis D (27,8 detik). Pada Obat jenis B dan Obat jenis D mengalami waktu yang paling lama dikarenakan bahan yang membentuk obat tersebut sangat padat dan keras. Sedangkan pada Obat jenis A yang memakan waktu lama berikutnya dikarenakan memiliki lapisan sangat padat antar molekulnya, sedangkan pada Obat jenis C mengalami penumbukan paling cepat, dikarenakan paling renggang kerapatan antar molekulnya. Terjadi pula eror pada output yang berupa serbuk obat yang keluar, dikarenakan adanya space pada dasar mesin sehingga tedapat serbuk obat yang masih tertinggal didalam mesin penghancur dan pencampuran obat. Rata – rata eror yang terjadi kurang dari 10%.

Rata-rata Berat obat yang dikeluark an (mg)

Ratarata Eror (%)

Xn = nilai hasil pengukuran Jika ingin menyatakan eror dalam prosen adalah sebagai berikut : prosen Error %

Jenis A

Bulat (tablet)

15,8 detik

531 mg

490,4 mg

7,6 %

Jenis B

Lonjong(kaplet)

24 detik

500 mg

475 mg

5%

Jenis C

Bulat berlapis

13,6 detik

630 mg

584 mg

7,3 %

Jenis D

Lonjong(kaplet)

27,8 detik

500 mg

467,2 mg

6,56 %

Pada proses pengujian yang terjadi pada bagian kedua yaitu pada bagian penggilingan dan pencampuran obat. Pada bagian ini menggunakan driver motor yang menggunakan relay sehingga menyebabkan motor dapat difungsikan dan nonfungsikan. Motor pun dinyalakan terlebih dahulu sebelum tablet – tablet mengalami proses penghancuran dan pencampuran dikarenakan untuk mengatisipasi tablet obat yg mengganjal kinerja mekanik yang digerakkan oleh motor DC.



Yn  Xn  100% ....................... (2.2) Yn

Data-data hasil pengukuran kemudian dihitung untuk mengetahui nilai eror dengan menggunakan persamaan 2.2. 5.

Perhitungan Akurasi

Akurasi didefinisikan sebagai keterdekatan hasil pengukuran suatu alat ukur terhadap suatu nilai standar yang disepakati atau terhadap suatu nilai yang benar. Untuk mendapatkan nilai akurasi relatif digunakan persamaan sebagai berikut :

A  1

Yn  Xn Yn ..............................................(2.3)

dimana : Xn = nilai hasil pengukuran Yn = nilai sebenarnya

5 A = akurasi relatif Akurasi dapat pula dinyatakan dalam prosen akurasi sebagai berikut : Prosen akurasi = 100 % - prosentase eror … (2.4) Nilai akurasi pada pengujian alat ini dinyatakan dalam persen dengan menggunakan persamaan 4.. Hasil perhitungan prosentase eror dan akurasi untuk masing-masing data adalah seperti pada tabel 4. dan 4..

KESIMPULAN Berdasarkan hasil Pengujian dan Analisa data di atas dimana perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software) dapat beroperasi sesuai dengan perancangan awal maka didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. 2. 3. 4.

Alat ini dapat digerakkan melalui sebuah PC Sistem penghancuran dan pencampuran obat ini difungsikan dengan motor DC Terjadi pengurangan berat serbuk yg dikeluarkan setelah mengalami penghancuran dan pencanpuran. Masih terjadi error pada sistim atau alat yang telah dibuat. DAFTAR PUSTAKA

 



Arifin, Zainal 2008. Rancang Bangun Alat Pengaduk Adonan Bahan Roti Menggunakan Kontroler ATMEGA16, PENS-ITS,Surabaya Winoto,Ardi.2006.Belajar Mikrokontroler Attiny2313 Step by Step : Pengoperasian AVR Studio4.Gava Media : Yogyakarta. ----------.2004.ATMega16 Preliminary Wordpress(2009), Komunikasi serial PC – PLC dengan visual basic Seri 1 Diakses tanggal : 15/06/2009 20:30 dari Wordpress. Http://learnautomation.wordpress.com/2009/04/30/k omunikasiserial- pc-plc-dengan-visual-basic-seri-1