RANCANG BANGUN ALAT UKUR SUHU, PANJANG, BERAT, SERTA LINGKAR KEPALA BAYI BERBASIS ARDUINO MEGA 2560
TUGAS AKHIR Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Program Studi S-1 Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh : Sholeh Rudi Hartono D 400 100 048
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2015
ii
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur ke hadirat Allah Subhanahu wa Ta’ala yang telah memberi hidayah, akal dan nikmat kepada mahluk-Nya. Sholawat dan salam senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah Muhammad Shalallahu ’Alaihi Wasalam yang telah memperjuangkan Agama sehingga Islam masih jaya dan Kita tunggu syafaatnya di yaumul akhir nanti. Terciptanya sebuah gagasan untuk membuat Alat ukur bayi digital dengan harapan dan tujuan akan memberikan kemudahan di dunia medis baik di Rumah sakit maupun di puskesmas bahkan di posyandu. Banyak hambatan dan kendala yang menimbulkan kesulitan pada penyusunan penelitian ini. Namun pada proses tersebut tidak lepas dari bantuan, dukungan, bimbingan dan motivasi dari berbagai pihak sehingga terselesaikannya skripsi dengan judul “Rancang Bangun Alat Ukur Suhu, Panjang, Berat, serta Lingkar Kepala Bayi Berbasis arduino mega 2560”. Segala ucapan terimakasih penulis ucapkan kepada : 1. Bapak Prof. Bambang Setiadji, selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D.. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiayah Surakarta.
iv
3. Bapak Umar, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiayah Surakarta. 4. Ibu Umi Fadlilah, ST, M.Eng selaku Pembimbing I dalam Tugas Akhir. 5. Bapak Gunawan A., ST., M.comp.Sc., Ph.D selaku Pembimbing II dalam Tugas Akhir. 6. Bapak/Ibu Dosen selaku Dewan Penguji dalam Tugas Akhir. 7. Bapak/Ibu Dosen yang selalu membimbing dan memberikan ilmu yang sangat bermanfaat. 8. Seluruh Staf Tata Usaha, Akademik maupun non Akademik, yang telah banyak membantu dan memberikan kemudahan kepada penulis selama menempuh studi di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta. 9. Kedua orang tua dan keluarga yang memberikan kasih sayang tiada henti hingga sekarang tidak pernah lepas. 10. Teman - teman di KMTE Robot Research Universitas Muhammadiyah Surakarta dan teman - teman elektro angkatan 2010, yang telah berbagi dalam suka duka bersama selama ini. Penulis berharap semoga Skripsi ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Skripsi ini masih banyak kekurangan, maka penulis menerima kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan penulisan di masa yang akan datang.
Surakarta, 26 februari 2014
v
Penulis Sholeh Rudi Hartono MOTTO
“Berangkat dengan penuh keyakinan, Berjalan dengan penuh keikhlasan, Istiqomah dalam menghadapi cobaan”
“Barangsiapa bersungguh-sungguh, sesungguhnya kesungguhannya itu adalah untuk dirinya sendiri.” (QS Al-Ankabut : 6)
“Dan bahwasanya seorang manusia tiada memperoleh selain apa yang telah diusahakannya”. (QS. An Najm :39)
“Maka (ketahuilah) sesungguhnya sesudah kesulitan itu pasti ada kemudahan.” (Qs. Al-Insyirah : 5)
“Siapa yang dikehendaki oleh Allah menjadi orang baik akan diberi cobaan” (HR Tirmizi)
vi
PERSEMBAHAN
Sebuah Karya kecil kupesembahkan kepada : 1. Allah SWT, yang menguasai langit, bumi dan yang diantaranya. Atas karunia-Nya lah aku bisa berjalan sampai di sini. 2. Bapak dan Ibu tercinta, atas segala nasehat, jasa dan pengorbanan kalian kepadaku yang kalian berikan dengan keikhlasan hati tanpa memperdulikan cara hanya untuk membuat diriku lebih baik darimu. 3. Teman – teman KMTE Robot Research, yang memberikan bantuan dan semangat. 4. Sahabat – sahabat seperjuangan, dan teman – teman angkatan 2010 lainnya yang selalu memberi solusi dan keceriaan.
vii
viii
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ....................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................
iii
KATA PENGANTAR....................................................................................
iv
MOTTO........................................................................................................
vi
PERSEMBAHAN .........................................................................................
vii
DAFTAR KONTRIBUSI ..............................................................................
viii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI .........................................................
ix
DAFTAR ISI ................................................................................................
x
DAFTAR TABEL .........................................................................................
xiii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................
xiv
ABSTRAKSI ................................................................................................
xvi
BAB I PENDAHULUAN ...........................................................................
1
1.1 Latar Belakang.................................................................................... 1 1.2 Perumusan Masalah ............................................................................ 3 1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................ 3 1.4 Pertanyaan Penelitian dan Batasan Masalah ....................................... 3 1.5 Manfaat Penelitian .............................................................................. 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA...................................................................
5
2.1 Telaah Penelitian ................................................................................ 5 2.2 Landasan Teori................................................................................... 6
x
2.2.1 Pengukuran Kesehatan Bayi ......................................................... 6 2.2.2 Paramedis .................................................................................... 7 2.2.3 Arduino mega 2560 .................................................................... 10 2.2.4 Liquid Crystal Display 4x20........................................................ 11 2.2.5 Sensor Ultrasonik ...................................................................... 12 2.2.6 Sensor Load Cell ........................................................................ 15 2.2.7 Modul Thermometer Infrared TN901 ......................................... 16 2.2.8 Bahasa Pemrograman Arduino ................................................... 18 BAB III METODE PENELITIAN ................................................................
19
3.1 Waktu dan Tempat ........................................................................... 19 3.2 Diagram Alir Penelitian ................................................................... 19 3.3 Diagram Alir Program...................................................................... 21 3.4 Alat dan Bahan ................................................................................ 22 3.5 Perancangan..................................................................................... 23 3.5.1 Perancangan Perangkat Keras..................................................... 24 3.5.2 Perancangan Perangkat Lunak .................................................... 31 BAB IV HASIL DAN ANALISA .................................................................
36
4.1 Hasil Penelitian ................................................................................ 36 4.2 Analisis Penelitian ........................................................................... 38 4.2.1 Pengujian Suhu .......................................................................... 38 4.2.2 Pengujian Berat .......................................................................... 39 4.2.3 Pengujian Panjang ...................................................................... 40 4.2.4 Pengujian Lingkar kepala ........................................................... 41
xi
4.2.5 Pengujian posisi. .............................................................................. 42 4.2.6 Pengujian Alat ukur empat parameter oleh kader posyandu. ............. 51 4.2.5 Kelebihan dan kelemahan alat ukur. ................................................. 54
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................
57
5.1 Kesimpulan...................................................................................... 57 5.2 Saran ............................................................................................... 58 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................
59
LAMPIRAN .................................................................................................
60
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Hasil pengujian suhu .....................................................................
38
Tabel 4.2 Hasil pengujian berat ....................................................................
39
Tabel 4.3 Hasil pengujian panjang ................................................................
40
Tabel 4.4 Hasil pengujian lingkar kepala ......................................................
41
Tabel 4.5 Hasil presentase penyimpangan pengujian posisi bayi ...................
50
Tabel 4.6 Hasil nilai kuisioner ......................................................................
52
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Board Arduino MEGA 2560 ....................................................
10
Gambar 2.2 LCD (Liquid Crystal Display) 4x20 ........................................
12
Gambar 2.3 Prinsip Kerja Sensor Ultrasonik .................................................
14
Gambar 2.4 Sensor Ultrasonik.....................................................................
14
Gambar 2.5 Rangkaian jembatan dalam load cell ........................................
15
Gambar 2.6 Sensor suhu infrared TN901.....................................................
17
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian.............................................................
20
Gambar 3.2 Diagram alir program arduino mega 2560 ................................
21
Gambar 3.3 Dimensi alat ukur empat parameter . .........................................
23
Gambar 3.4 Blok diagram perancangan alat secara garis besar .....................
24
Gambar 3.5 Skematik board Arduino Mega 2560 ........................................
25
Gambar 3.6 Skema rangkaian LCD 20x4 ....................................................
26
Gambar 3.7 Skema rangkaian suhu TN901..................................................
27
Gambar 3.8 Rangkaian pengkondisi sinyal HX711......................................
28
Gambar 3.9 Rangkaian ultrasonik untuk mengukur panjang bayi ................
29
Gambar 3.10 Rangkaian ultrasonik untuk mengukur lingkar kepala ..............
29
Gambar 3.11 Skema rangkaian tombol ..........................................................
30
Gambar 3.12 Skema rangkaian elektronik secara lengkap .............................
30
Gambar 3.13 Program Inisialisasi..................................................................
32
Gambar 3.14 Program Start ...........................................................................
33
Gambar 3.15 Program Pause .........................................................................
33
xiv
Gambar 4.1 Merupakan bentuk alat ukur empat parameter yang dibuat penulis 36 Gambar 4.2 Timbangan yang digunakan oleh posyandu lestari..........................37 Gambar 4.3 Alat ukur tinggi badan dan lingkar kepala yang digunakan di posyandu lestari ............................................................................................
37
Gambar 4.4 Pengukuran posisi bayi disamping kanan ................................
43
Gambar 4.5 Pengukuran posisi bayi disamping kiri ....................................
44
Gambar 4.6 Pengukuran posisi bayi ditengah ..............................................
45
Gambar 4.7 Pengukuran posisi bayi diatas .................................................
46
Gambar 4.8 Pengukuran posisi bayi dibawah .............................................
47
Gambar 4.9 Pengukuran posisi bayi silang kanan .......................................
48
Gambar 4.10 Pengukuran posisi bayi silang kiri ..........................................
49
Gambar 4.11 Grafik kuisioner pengguna alat ukur empat parameter .............
53
xv
ABSTRAKSI Parameter pertumbuhan yang seringkali diperhatikan dan dipantau orang tua terhadap bayi mereka adalah tinggi badan, berat badan dan suhu tubuh untuk mengetahui kondisi kesehatan bayi. Tak banyak orang tua yang menyadari bahwa ukuran lingkar kepala yang juga mencerminkan volume otak juga merupakan hal penting yang perlu selalu dipantau pertumbuhannya untuk melihat apakah otak bayi tumbuh dan berkembang normal atau tidak. Umumnya, dokter atau bidan menggunakan alat ukur yang terpisah. Penggunaan alat ukur yang terpisah sehingga membutuhkan waktu yang cukup lama dan alat ukur yang digunakan sebagian manual dan sebagian digital. Penelitian ini bertujuan untuk membuat sebuah alat dalam satu sistem yang terdapat empat parameter pengukuran yang meliputi panjang, berat, suhu dan lingkar kepala yang mampu mencatat secara otomatis. Mempermudah kinerja paramedis untuk mengukur bayi secara otomatis baik panjang, berat, suhu dan lingkar kepala untuk mengetahui kondisi bayi. Alat ukur empat parameter ini dikendalikan oleh mikrokontroler Arduino mega 2560 menggunakan empat sensor ultrasonik untuk mengetahui panjang dan lingkar kepala bayi, sensor berat menggunakan load cell, sedangkan sensor suhu menggunakan sensor suhu infrared TN901. Pengukuran panjang dan lingkar kepala masing-masing menggunakan dua sensor iltrasonik. Data tersebut akan diolah oleh mikrokontroler Arduino mega 2560 dan ditampilkan melalui layar LCD 4x20 . Sehingga akan didapatkan empat pengukuran seacra otomatis dalam satu sistem. Pembuatan instrumentasi ini melalui tiga tahap diantaranya, pembuatan hardware, pembuatan software, pengujian sistem instrumentasi. Hasil pengujian alat ukur empat parameter didapatkan dengan membaca hasil pembacaan alat penelitian ini kemudian dibandingkan dengan hasil pengukuran dari posyandu. Pada saat uji coba dengan memberikan beban yang sama. Dalam pengujian sensor suhu infrared TN901 dengan thermometer air raksa dengan selisih 5,3°C, pengujian sensor load cell dengan selisih 0,38 kg dengan timbangan analog. Pengujian sensor ultrasonik dibandingkan dengan meteran, dengan selisih pengukuran panjang 1 cm dan pengukuran lingkar kepala dengan selisih 19,6 cm. Perbandingan pengukuran dengan alat ukur yang dirancang oleh Erwan T. E. Pengukuiran suhu dengan selisih 2,03 0C, pengukuran panjang dengan selisih 2 cm tanpa digedong. Sedangkan alat ukur yang dirancang Eko Prasetya pengukuran berat dengan selisih 0,3 kg, pengukuran lingkar kepala dengan selisih 1,8 cm. Alat ukur yang dirancang Erwan dan Eko terdapat dua bok alat ukur masing-masing alat ukur terdapat dua pengukuran. Pengukuran tersebut membutuhkan waktu yang agak lama dibandingkan dengan alat ukur empat parameter. Karena dalam satu sistem terdapat empat pngukuran. Kata kunci : Alat ukur, Arduino mega 2560, Berat badan, Lingkar kepala, Load cell, Panjang, Suhu, Sensor suhu infrared TN901, Sensor ultrasonik.
xvi
