Seminar Tugas Akhir
Juni 2016
“Ultrasonic Cleaner Berbasis Mikrokontroler ATMEGA” Rudi setiawan i1, Hj.Andjar pudji ,ST,MT. 2 dan Tri bowo indrato. ST,MT 3 ABSTRAK Pada umumnya tenaga paramedis di rumah sakit melakukan dekontaminasi instrument bedah secara manual dengan menggunakan air biasa, hal ini dapat membahayakan petugas paramedis karena akan berdampak pada terjadinya nosocomial yang diakibatkan oleh tertularnya virus atau bakteri yang terdapat pada instrument medis tersebut. Ultrasonic cleaner merupakan sebuah alat pembersih dengan menggunakan metode ultrasound, metode ini menggunakan vibrasi atau getaran yang dihasilkan dari transduser ultrasonic untuk memecah partikel yang menempel pada obyek melalui media air. Fungsi kerja alat ini digunakan untuk membersihkan instrumen dari bercak- bercak pasca bedah sebelum dimasukkan dalam sterilisator autoclave. Proses ini dilakukan untuk menghindari adanya kontak langsung antara petugas paramedis dengan instrument medis yang dimungkinkan adanya virus atau bakteri yang menempel pada instrumen pasca bedah. Berdasarkan dari hasil pengujian sebanyak 5 kali dengan menggunakan pembanding avo meter frekuensi didapatkan nilai rata-rata error sebesar 0,19% untuk mode low dan 5,09% untuk mode high. Setelah melakukan proses studi literature, perencanaan, percobaan, pembuatan modul, pengujian alat, dan pendataan, secara umum dapat disimpulkan bahwa alat “Ultrasonic Cleanear berbasis mikrokontroler ATMEGA”dapat digunakan dan sesuai dengan perencanaan .
Kata Kunci : Pembersih, Transduser Ultrasonic Cleanear, Mikrokontroler, PENDAHULUAN Latar Belakang Pada umumnya tenaga paramedis di rumah sakit melakukan dekontaminasi instrument bedah secara manual dengan menggunakan air biasa, hal ini dapat membahayakan petugas paramedis karena akan berdampak pada terjadinya nosocomial yang diakibatkan oleh tertularnya virus atau bakteri yang terdapat pada instrument medis tersebut. Dekontaminasi merupakan suatu proses untuk menghilangkan atau memusnahkan mikroorganisme dan kotoran yang melekat pada peralatan medis atau objek, sehingga aman bagi patugas paramedis. Ultrasonic cleaner merupakan sebuah alat pembersih dengan menggunakan metode ultrasound, metode ini menggunakan vibrasi atau getaran yang dihasilkan dari transduser ultrasonic untuk memecah partikel yang menempel pada obyek melalui media air. Fungsi kerja alat ini digunakan untuk membersihkan instrument dari bercak bercak pasca bedah pasca bedah sebelum dilakukan strelilisasi pada alat autoclave. Proses ini dilakukan untuk menghindari adanya kontak langsung antara petugas paramedis dengan alat instrument medis yang dimungkinkan
adanya virus atau bakteri yang menempel pada instrument saat dilakukan proses pembedahan. Alat ultrasonic ini pernah dibuat oleh I Wayan Panji (2012), namun alat ini hanya difungsikan untuk membersihkan kaca mata yang dilengkapi dengan timer dan pengaturan frekuensi berbasis mikrikontroler ATMEGA 8535. Dalam alat tersebut proses pembersihan yang dilakukan hanya’ sebatas pada kotoran yang berupa debu atau minyak yang menempel pada kacamata. Berkaitan dengan hal tersebut penulis ingin merancang dan mengembangkan alat ultrasonic cleaner yang dapat berfungsi untuk membersihkan instrument medis dari virus atau bakteri yang berbentuk cairan atau minyak dan kotoran yang melekat pada instrument bedah Berdasarkan latar belakang dan permasalahan diatas penulis tertarik untuk membuat alat “ ULTRASONIC CLEANER BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA “
1
Seminar Tugas Akhir
Juni 2016
Batasan Masalah 1.2.1 Alat bekerja dengan bantuan media chamber yang berisi air 1.2.2 waktu proses pembersihan 5 dan 10 menit 1.2.3 Menampilkan timer dan mode pembersihaan pada lcd charakter 1.2.4 Pengaturan timer dan pengaturan mode pembersihaan low(20khz) dan high(40khz) menggunakan tombol up-down
METODOLOGI Diagram Mekanis Sistem
Rumusan Masalah “Dapatkah dibuat alat ULTRASONIC CLEANER BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA “? Tujuan Penelitian Tujuan Umum Dibuatnya alat ULTRASONIC CLEANER BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA Tujuan Khusus 1.5.1 Membuat
rangkaian pembangkit frekuensi
untuk
1.5.2 Membuat rangkaian driver ultrasonic cleaner 1.5.3 Membuat rangkaian timer dan mikrokontroler ATmega 1.5.4 Melakukan uji coba alat Manfaat Manfaat Teoritis Dapat menambah wawasan di bidang kesehatan khususnya alat pembersih ultrasonic cleaner . . Manfaat Praktis Dapat membantu dan memudahkan petugas paramedis dirumah sakit dalam membersihkan instrument medis yang sulit dibersihkan .
Gambar 3.1 Diagram Mekanis system
Keterangan Gambar: 1. LCD 2. Tombol up 3. Tombol down 4. Tombol enter 5. Tombol reset
Seminar Tugas Akhir
Diagram Blok Sistem
Juni 2016
Diagram Alir Proses/Program
Gambar 3.2 Diagram blok system Cara Kerja Blok Diagram Pertama power supplay menyuplay tegangan ke semua rangakaian sebelum menjalnkan alat chamber harus terisi dengan air terlebih dahulu. kemudian pilih timer sebagai pewaktu pembersihan kemudian pemilihan mode pembersihan disini ada dua pemilihan mode yaitu mode low dan high , setelah itu AVR akan memproses inputan yang berjutuan untuk memerintahkan untuk bekerjan lalu mendraiver rangkaian pembangkit frekuensi untuk bekrja. frekuensi disini berfungsi sebagai pemicu agar dapat memberikan inputan yang dibutuhkan oleh transduser agar dapat bekerja sehingga ultrasound transduser bekerja dengan cara menguarkan getaran/vibrasi ,sehingga menghasilkan gelembung ultrasound yang berfungsi untuk memecah partikel atau kotoran yang menempel pada obyek, lcd character disini berfungsi untuk menampilkan timer dan pemilihan timer dan digunakan untuk pemilihan frekuensi.
Cara Kerja diagram alir Mikrocontroler sebelumnya akan melakukan proses initialisasi LCD, selanjutnya kita melakukan setting timer ada dua pilihan timer yaitu 5 dan 10 menit setelah selesai melakukan pemilihan timer selanjutnya melakukan pemilihan pemilihan mode, ada dua mode pembersihan yaitu mode low dan mode high kemudian tekan enter driver on proses pembersihan berjalan sesuai settingan ketika timer sudah tercapai timer off transduser off proses pembersihaan selesai.
Urutan Kegiatan Dalam penelitian dan pembuatan modul ini penulis terlebih dahulu membuat urutan kegiatan yang meliputi dibawah ini : 1. Mempelajari teori tentang alat ultrasonic cleaner 2. Berkonsultasi kepada dosen - dosen yang bersangkutan mengenai permasalahan yang akan dibuat untuk Tugas Akhir 3. Mengumpulkan referensi mengenai segala factor tentang alat pembersih menggunkan ultrasonic clenaner 4. Membuat dan menyusun proposal
Seminar Tugas Akhir
5. Mempelajari masalah- masalah tentang bentuk fisik modul, merancang teknis pembuatan modul. 6. Membuat, mengumpulkan dan mempelajari rangkaian- rangkaian yang dibutuhkan untuk pembuatan modul 7. Membuat layoutan rangkaian per blok dalam PCB. 8. Mempelajari dan menyiapkan komponen- komponen yang akan digunakan dalam pembuatan setiap rangkaian. 9. Mencetak hasil layoutan dalam PCB serta memasang komponen dalam PCB dan trobel shoot 10. Melakukan pengukuran pada setiap test poin 11. Mempelajari dan membuat Program 12. Uji coba rangkaian keseluruhan 13. Mencoba rangkaian dengan software 14. Penggabungan Rangkaian menjadi Satu dan menguji program. 15. Merancang box sesuai dengan kapasitas rangkaian 16. Penyusunan menjadi satu dalam box modul. 17. Melakukan pengukuran dan uji coba alat PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN Teknik Pengujian dan Pengukuran
1
Perancangan Penelitian
Rancangan penelitian model alat ini menggunakan metode pre-eksperimental dengan jenis penelitian After Only Design. Pada rancangan ini, peneliti hanya melihat hasil tanpa mengukur keadaan sebelumnya. Tetapi disini sudah ada kelompok control, walaupun tidak dilakukan rendomisasi. Kelemahan dari rancangan ini adalah tidak tahu keadaan awalnya, sehingga hasil yang didapat sulit disimpulkan. Desain dapat digambarkan sabagai berikut: X O Non Random (-) O X = Reatmen/perlakuan yg diberikan (variabel Independen) 0 = Observasi (variabel dependen) (-) = Kelompok control
Juni 2016
Hasil Pengukuran 1.2.1 Hasil Pengukuran Pengambilan data dengan cara menyesuaikan settingan dengan alat ukur berupa osiloskop dan avo meter (hz). Data lingkungan Tegangan : 206 VAC Frekuensi : 49,86 Hz Suhu : 28 ̊ C Alat ukur : Sanwa Electric Instrument
Setting mode low (20khz) Tabel 4.1 hasil pengukuran setting mode low
No Setting frekuensi low 1 20 khz
Avo meter(Hz)
2
20 khz
20.035 hz
3
20 khz
20.044 hz
4
20 khz
20.038hz
5
20 khz
20.035 hz
Rata – rata
20.045 hz
20.039,6 hz
Setting mode high(40khz) Tabel 4.2 hasil pengukuran mode high
No Setting frekuensi high 1 40 khz
Avo meter(Hz)
2
40 khz
42.050 hz
3
40 khz
42.060 hz
4
40 khz
42.042 hz
5
40 khz
42.015 hz
Rata – rata
42.030 hz
42.039,4 hz
Seminar Tugas Akhir
Juni 2016
+5v R4 10k
Setting timer
Stopwach
10 menit 10 menit 10 menit
+5v +5v CON2
CON5 J1
U2 1 2 3 4 5
608 sekon
RESET
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
CON5
Reset C2
608 sekon
+5v 22pF
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Y1 C3
3
1 2
+5v
C1 100nF
2
XTAL UP
22pF
608 sekon
Start DOWN Tare
R9 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31
PB0(XCK/T0) PA0 (ADC0) PB1(T1) PA1 (ADC1) PB2(INT2/AIN0)PA2 (ADC2) PB3(OC0/AIN1)PA3 (ADC3) PB4(SS) PA4 (ADC4) PB5(M0SI) PA5 (ADC5) PB6(MIS0) PA6 (ADC6) PB7(SCK) PA7(ADC7) RST AREF VCC AGND
220
+5v +5v
30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
GND AVCC XTAL2 PC7(TOSC2) XTAL1 PC6(TOSC2) PD0(RXD) PC5 PD1(TXD) PC4 PD2(INT0) PC3 PD3(INT1) PC2 PD4(OC1B) PC1(SDA) PD5(OC1A) PCO(SCL) PD6(ICP) PD7(OC2)
10 menit
608 sekon
R3 20K
J5 1 2 3 4 5 6
START
4
GND VCC VEE RS RW EN D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 LED+ LED-
J2
R1 1K
1
LCD ALPHANUMERIC
J3 5 4 3 2 1
No
U6 LCD Alphanumeric
+5v
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Pengukuran setting waktu 5 dan 10 menit Tabel 4.3 hasil pengukuran setting waktu 10 (600 sekon)
Kinerja Sistem Keseluruhan
CON6 ATMEGA8535
SW1 1
2
SW2 1 SW PUSHBUTTON 2
5
10 menit
Rata – rata
608 sekon
SW PUSHBUTTON
J9 2 1
=608 sekon
LS1 CON2 5 VCC
3
2
4 1 2
D2 +
J8
C1 DIODEPOL CAPACITOR
1 2 3 4
RELAY SPDT R1
2 1
Tabel 4.4 hasil pengukuran setting waktu 5 menit (300 sekon)
2
1
J1
1
Q4A TR_2_IS_N_A
CON4
3
RESISTOR
D5 1
2 LS2
DIODE
Setting timer
Stopwach
5 VCC
3 4
2
No
1 2
D4 +
RELAY SPDT
5 menit
R2
2 1
603 sekon
2
1
J3
1
C2 DIODE POL CAPACITOR
1
Q6A TR_2_IS_N_A
2
5 menit
603 sekon
3
5 menit
603 sekon
3
CON2
J2 iput
2
DIODE
R5 R
TRANSFORMER CT
C3
2
1
3
R3 R
2
1
L2
2
2
603 sekon
CAP L3
D7 D8 INDUCTOR INDUCTOR
D1 D2
DIODE DIODE
DIODE
DIODE
C7 CAP
1
1
2
2
2
R6
1
INDUCTOR L1
1
L4
603 sekon
1
R2 1
R9 R
2
1
1
C2 tr1A TR_2_IS_N_A
R7
C5
CAP
2
2 1
1 R8
2
J3 out put transduser
2
DIODE
2
=
2
1
D5
3
Rata – rata
T1 C6 CAP
2
D6 tr2A TR_2_IS_N_A C4 CAP
5 menit
C1 CAP
1
R4
603 sekon 1
5
3 2 1
1 2
1
FUSE
1
5 menit
2
4
J1 3 contak
F1
INDUCTOR
Seminar Tugas Akhir
Juni 2016
Kelemahan/Kekurangan Sistem PENUTUP Kesimpulan Berdasarakan hasil perencanaan, pembuatan modul, penulisan dan analisa data dapat disimpulkan sebagai berikut ini: 1) Vibrasi yang dihaslkaan oleh transduser dapat melunturkan kotoran yang menempel pada instrumen 2) Setelah dilakukan pengukuran, didapatkan nilai error rata-rata pengukuran, yaitu sebesar 0,19% pada saat mode pembersihan low dan 5,09 % pada saat mode high.
SARAN Penelitian ini dapat dikembangkan: 1) dapat ditambahkan pembuangan air dan sirkulasi air otomatis 2) dapat ditambahkan heater agar kotoran yang sulit dibersihkan mudah terangkat DAFTAR PUSTAKA Ardi Winoto, 2008. Mikrokontroller AVR ATmega8/16/32/8535 dan Pemrogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR, Bandung : Informatika Fuchs,F John. 2002. Ultrasonic cleaning fundamental theory and application. New York: black stoney ultrasonic. (diakses pada 8 september 2015) Tri
sutrisno. 2011. Studi karakteristik transduser ultrasonic cleaning berbahan piezoelektrik dan rangkaian amplifier switching terhadap perubahan amplitude dan frekuensi 1khz-50khz. Depok : fakultas metematika dan ilmu pengetahuan program studi fisika universitas Indonesia. (diakses pada 20 september 2015)
Menteri kesehatan R.I. PMK no 24. 2014. Tentang peraturan rumah sakit kelas D pratama. Jakarta. (13 september 2015) Depkes. http://www Dekontaminasi, pembersihan, disinfeksi depkes – document files. ( diakses pada 14 september 2015) Sonica. http://www. Sonica ultrasonic cleaner in the medical and surgicalsector.mov.(diakses pada 8 agustus 2015)
mailto . http://www. Quote-of-ultrasonic-cleaningtransduser.( diakses pada 1 september 2015) Kementrian kesehatan R.I. 2012. Standar pencegahan dan pengendalian infeksi pelayanan kesehatan gigi dan mulut di fasilitas pelayanan kesehatan. Jakarta: kemenkes R.I.( diakses pada 15 september 2015) Peralatan laboratorium mikrobiologi. http://www. Apa Yang Perlu Anda Ketahui Tentang Ultrasonic Cleaning Atau Ultrasonic cleaner peralatan mikrobiologi. ( diakses pada 17 november 2015)
