Seminar Tugas Akhir
Mei 2015
Alat Automatic Blood Bag Shaker Santi Lailatus Solichah1, M.Ridha Mak'ruf2, Dyah Titisari3 ABSTRAK Alat automatic blood bag shaker merupakan suatu alat yang digunakan untuk menimbang dan mengocok kantung darah pada saat donor darah, agar darah didalam kantung tidak menggumpal. Alat ini menggunakan sensor loadcell yang berfungsi untuk mendeteksi cairan yaitu darah yang ditimbang dan dikonversikan dalam satuan volume mililiter. Motor yang digunakan untuk mengocok kantung darah yang diletakkan pada alat, motor berputar dengan putaran searah jarum jam dan dengan kecepatan konstan. Untuk meringankan petugas PMI dalam melayani kegiatan donor darah maka penulis membuat alat penimbang dan pengocok kantung darah dengan tiga macam ukuran kantung darah disertai penjepit otomatis untuk memberhentikan cairan (darah) yang mengalir pada selang. Dengan tambahan sumber daya cadangan yang untuk memudahkan pengoperasian alat ketika tidak ada sumber daya dari PLN. Berdasarkan pengukuran yang telah dilakukan didapatkan nilai perbandingan antara pengukuran alat dan pembanding yang tidak jauh berbeda dan setelah melalui pengujian alat dan pendataan secara umum didapatkan error maksimal sebesar 0,25%, maka dapat disimpulkan bahwa alat ini dapat digunakan dengan baik. Kata Kunci: donor darah,darah,kantung darah 1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Transfusi Darah merupakan pemindahan darah dari satu orang (pendonor) kedalam pembuluh darah orang lain (resipien). Hal ini biasanya dilakukan sebagai manuver penyelamatan nyawa (life saving ) untuk menggantikan darah yang hilang karena pendarahan atau ketika operasai dan peningkatan darah pada penyakit anemia. Pada saat terjadi proses donor darah, untuk mengantisipasi terjadinya proses penggumpalan darah dan memudahkan petugas pada saat proses pengambilan darah pendonor ke kantung darah, maka diharapkan adanya alat yang membantu dan memudahkan proses transfusi darah agar tidak terjadi penggumpalan darah. Alat tersebut bekerja pada saat proses transfusi darah berlangsung, kantung darah yang telah ditempatkan pada alat akan di shaker agar darah yang masuk pada kantung darah menjadi homogen (darah tidak menggumpal), untuk kecepatan motor yang biasanya diberian untuk shaker kantung darah yaitu 1-16 RPM (menurut spesifikasi pada alat Blood Colection Monitor Model MTBCM-01), selanjutnya alat memproses
pembacaan berat ampul darah sesuai dengan pengaturan volume yang telah diatur sebelumnya. ketika berat kantung darah sudah mencapai atau sama dengan pengaturan pemilihan volume, secara otomatis alat akan menghentikan mengalirnya darah pada selang kantung darah. Untuk proses penggunaan alat yaitu dengan menempatkan kantung darah dengan ukuran yang telah dipilih ke tempat kantung darah pada alat, dan selang kantung darah dilewatkan pada penjepit pada alat. Volume kantong darah yang dibutuhkan oleh PMI tidak hanya satu ukuran volume kantung darah, melainkan ada beberapa macam ukuran kantung darah yang dibutuhkan yatu 250ml, 350ml, dan 450ml. Dalam penerapannya PMI juga melakukan kegiatan donor darah keliling yang tidak memungkinkan alat selalu terhubung daya listrik PLN, Sehingga juga dibutuhkan alat yang bisa digunakan tanpa daya listrik dari PLN atau sumber daya cadangan. Berdasarkan identifiksi masalah tersebut, Dalam hal ini penulis ingin membuat alat dengan metode pemilihan penggukuran untuk tiga ukuran volume
1
Seminar Tugas Akhir kantung darah. Disamping itu juga ada penambahan sumber daya baterai sebagai pengganti sumber daya PLN ketika alat tidak tersambung dengan sumber daya dari PLN. Hal tersebut akan membantu memudahkan proses transfusi darah sehingga tidak terjadi penggumpalan darah. 1.2 Batasan Masalah Agar dalam pembahasan alat ini tidak terjadi pelebaran masalah dalam penyajiannya, penulis membatasi pokokpokok batasan permasalahan yang akan dibahas yaitu 1.1.1. Ukuran kantung darah untuk ukuran 250ml, 350ml dan 450 ml. 1.1.2. Back Up sumber daya alat menggunakan baterai. 1.3 Rumusan Masalah Berdasarkan pada batasan masalah yang telah dibuat di atas maka rumusan masalahnya adalah: a. Dapatkah membuat Alat Automatic Blood Bag Shaker untuk proses transfusi darah ? b. Dapatkah Automatic Blood Bag Shaker mencegah proses penggumpalan darah pada saat transfusi darah? c. Dapatkah Automatic Blood Bag Shaker memproses tiga macam ukuran volume kantung darah ? d. Dapatkah diberikan cadangan sumber daya pada Automatic Blood Bag Shaker menggunakan Baterai? 1.4 Tujuan 1.4.1 Tujuan Umum Dibuatnya Alat Automatic Blood Bag Shaker dengan tiga ukuran kantung darah dan cadangan supply daya menggunakan baterai . 1.4.2 Tujuan Khusus 5.3.2.1 Membuat program untuk pemilhan volume kantung darah. 5.3.2.2 Membuat Rangkaian Driver Motor Shaker. 5.3.2.3 Membuat Rangkaian Driver Motor Penjepit. 5.1.1. Membuat Rangkaian Minimum System Microcontroler ATmega16.
Mei 2015 5.1.2. Membuat Software pada pemograman Mikrokontroller sebagai pengolah data ADC. 5.1.3. Mendesain kerangka alat. 1.5 Manfaat Penelitian 1.5.1 Manfaat Teoritis 1.5.1.1 Dapat menambah wawasan bagi mahasiswa teknik elektromedik tentang proses transfusi darah agar tidak terjadi penggumpalan darah. 1.5.1.2 Dapat dijadikan sebagai referensi untuk pengembangan alat Tugas Akhir. 1.5.2 Manfaat Praktis Dengan adanya alat ini diharapkan dapat memudahkan petugas PMI pada saat proses transfusi darah yang menggunakan tiga ukuran kantung darah dalam satu alat. 2. Teori Penunjang 2.1 Darah Darah adalah cairan yang terdapat pada semua makhluk hidup (kecuali tumbuhan) tingkat tinggi yang berfungsi mengirimkan zat-zat dan oksigen yang dibutuhkan oleh jaringan tubuh, mengangkut bahan-bahan kimia hasil metabolisme, dan juga berfungsi sebagai pertahanan tubuh manusia terhadap virus atau bakteri. Darah manusia adalah cairan di dalam tubuh yang berfungsi untuk mengangkut oksigen yang diperlukan oleh sel-sel di seluruh tubuh. Darah juga menyuplai jaringan tubuh dengan nutrisi, mengangkut zat-zat sisa metabolisme, dan mengandung berbagai bahan penyusun sistem imun yang bertujuan untuk mempertahankan tubuh dari berbagai penyakit. Hormon-hormon dari sistem endokrin juga diedarkan melalui darah.
2
Seminar Tugas Akhir
Mei 2015 aglutinogen maka golongan darah dikelompokkan menjadi golongan darah A, B, AB, dan O.
Gambar 2.1 : Darah (Sumber : http://manfaattumbuhanbuah.blogspot.co.id/2014/03/ pengertian-dan-fungsi-darah-untuk-tubuh.html)
2.1.1 Fungsi Darah a. Respirasi - transpor oksigen dari paru-paru ke jarinagn dan CO2 dari jaringan ke paru-paru b. Nutrisi - transpor zat-zat makanan yang diabsorpsi c. Ekskresi transport sisa metabolism ke ginjal, paru-paru, kulit dan usus untuk dibuang. d. Pemeliharaan keseimbangan asam basa di dalam tubuh. e. Pengaturan keseimbanag air melalui efek darah terhadap pertukaran air antara cairan yang beredar dan cairan jaringan. 2.2 Golongan Darah Darah dibagi dalam berbagai golongan berdasarkan tipe antigen yang terdapat didalam sel. Membran eritrosit mengandung dua antigen yaitu tipe-A dan tipe-B. antigen ini disebut aglutinogen. Sebaliknya, antibody yang terdapat dalam plasma akan bereaksi spesifik terhadap antigen tipe-A atau tipe-B yang dapat menyebabkan aglutinasi (penggumpalan) eritrosit. Antibody plasma yang menyebabkan penggumpalan aglutinogen disebut aglutinin. Ada dua macam aglutinin, yaitu aglutinin-a (zat anti-A) dan aglutinin-b (zat anti-B). Aglutinogen-A mempunyai enzim glikosil tranferase yang mengnadung asetil glukosamin pada rangka glikoproteinnya. Sedangkan aglutinogen-B mengandung enzim galaktosa pada rangka glikoprotennya. Aglutinogen-AB adalah golongan yang memiliki kedua jenis enzim tersebut. Ahli imunologi (ilmu tentang kekebalan tubuh) kebangsaan Austria bernama Karl Landsteiner (1868-1943) mengelompokkan golongan darah manusia. Berdasarkan ada atau tidak adanya
Tabel 2.1Golongan Darah Berdasarkan Aglutinin dan Aglutinogen Golongan Aglutinogen Aglutinin Darah A A b B B a AB A dan B Tidak Ada O Tidak Ada a dan b
(sumber :http://bloghelloekka.blogspot.co.id/2013/10/pengerti an-sifat-fungsi-dan-macam-macam.html)
2.3 Donor Darah Penyumbang darah atau Donor darah adalah proses pengambilan darah dari seseorang secara sukarela untuk disimpan di bank darah untuk kemudian digunakan untuk transfusi darah. Transfusi darah adalah pemberian darah seseorang kepada orang lain. Orang yang berperan sebagai pemberi darah disebut dengan Donor dan yang menerima darah disebut Resipien. Donor perlu memperhatikan jenis aglutinogen di dalam eritrosit, sedangkan resipien perlu memperhaitkan jenis aglutinin dalam plasma darah. Sebelum melakukan transfusi perlu menentukan golongan darah resipien dan golongan darah donor. Setelah diketahui jenis golongan darah antara donor dan resipien barulah proses transfuse darah dapat dilakukan.
Gambar 2.2 Bagan Transfusi Dara
(sumber : https://id.wikipedia.org/wiki/Donor_darah)
Golongan darah O adalah Donor Universal karena dapat di transfusikan ke seluruh golongan darah. Golongan darah AB adalah Resipien Universal karena dapat menerima semua jenis golongan darah 2.4 Sensor Load Cell Load cell adalah sebuah transducer gaya yang bekerja berdasarkan prinsip deformasi sebuah material akibat
3
Seminar Tugas Akhir adanya tegangan mekanis yang bekerja. Untuk menentukan tegangan mekanis didasarkan pada hasil penemuan Robert Hooke, bahwa hubungan antara tegangan mekanis dan deformasi yang diakibatkan disebut regangan. Regangan ini terjadi pada lapisan kulit dari material sehingga memungkinkan untuk diukur menggunakan sensor regangan atau strain gage. Strain gage adalah transducer pasif yang mengubah suatu pergeseran mekanis menjadi perubahan tahanan. Strain gage logam dibuat dari kawat tahanan berdiameter kecil atau lembaran-lembaran kawat tipis yang di-etsa. Tahanan dari foil kawat atau logam ini berubah terhadap panjang jika bahan pada ‘gage’ mengalami tarikan atau tekanan. Perubahan tahanan ini sebanding dengan regangan yang diberikan dan diukur dengan sebuah jembatan wheatstone yang dipakai secara khusus. Sensifitas sebuah strain gage dijelaskan dengan suatu karakteristik yang disebut gage factor yang didefinisikan sebagai perubahan suatuan tahanan dibagi perubahan satuan panjang. Gambar strain gage dapat dilihat pada gambar 2.1 dibawah ini
Mei 2015
Gambar 2.3 (a) Rangkaian Jembatan Wheatstone. (b) Penyederhanaan Rangkaian Jembatan Wheatstone
Gambar bentuk load cell dan skema bagian dalam load cell pada perancangan alat dapat dilihat pada gambar 2.4 dibawah ini
Gambar 2.4 Gambar load cell dan skema bagian dalam load cell
2.4 Motor Stepper
Gambar 2.2 Strain gage
Untuk perhitungan rumus teori tentang sensor berat loadcell pertama kita asumsikan bahwa semua resistor adalah sama (R1: R2: R3: R4 = R) bila tidak ada gaya yang diterapkan pada diafragma maka ∆R = h. Ketika ada gaya atau pressure diterapkan pada sensor maka resistansi dari R1 dan R4 menjadi R + h, dan resistansi dari R2 dan R3 akan menjadi R - h. untuk lebih jelasnya maka kita lihat gambar rangkaian jembatan wheatstone dan rumusan di bawah ini;
Motor stepper adalah salah satu jenis motor dc yang dikendalikan dengan pulsa-pulsa digital. Prinsip kerja motor stepper adalah bekerja dengan mengubah pulsa elektronis menjadi gerakan mekanis diskrit dimana motor stepper bergerak berdasarkan urutan pulsa yang diberikan kepada motor stepper tersebut. 2.4.1 Prinsip Kerja Motor Stepper Prinsip kerja motor stepper adalah mengubah pulsa-pulsa input menjadi gerakan mekanis diskrit. Oleh karena itu untuk menggerakkan motor stepper diperlukan pengendali motor stepper yang membangkitkan pulsa-pulsa periodik.Berikut ini adalah ilustrasi struktur motor stepper sederhana dan pulasa yang dibutuhkan untuk menggerakkannya :
4
Seminar Tugas Akhir
Mei 2015
Gambar 2.5 Prinsip krja Motor Stepper Sumber : http://zonaelektro.net/motor-stepper/
Gambar diatas memberikan ilustrasi dari pulsa keluaran pengendali motor stepper dan penerpan pulsa tersebut pada motor stepper untuk menghasilkan arah putaran yang bersesuaian dengan pulsa kendali. 2.5 IC Mikrokontroller ATmega16 Mikrokontroler ini menggunakan arsitektur Harvard yang memisahkan memori program dari memori data, baik bus alamat maupun bus data, sehingga pengaksesan program dan data dapat dilakukan secara bersamaan (concurrent), adapun blog diagram arsitektur ATMega16. Secara garis besar mikrokontroler ATMega16 terdiri dari : 1. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16Mhz. 2. Memiliki kapasitas Flash memori 16Kbyte, EEPROM 512 Byte, dan SRAM 1Kbyte. 3. Saluran I/O 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. 4. CPU yang terdiri dari 32 buah register. 5. User interupsi internal dan eksternal6. 6. Port antarmuka SPI dan Port USART sebagai komunikasi serial 7. Fitur Peripheral 2.4.2 Konfigurasi Pin ATMega16 Konfigurasi pin mikrokontroler Atmega16 dengan kemasan 40. Dari gambar tersebut dapat terlihat ATMega16 memiliki 8 Pin untuk masing-masing Port A, Port B, Port C, dan Port D.
Gambar 2.6 : Pin konfigurasi ATmega16 sumber : http://kanipfismandor.blogspot.co.id/2013/02/ic-mikrokontroleratmega16.html
a. VCC (Power Supply) dan GND(Ground) b. Port A (PA7..PA0) Port A berfungsi sebagai input analog pada konverter A/D. Port A juga sebagai suatu Port I/O 8-bit dua arah, jika A/D konverter tidak digunakan. Pin - pin Port dapat menyediakan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk masing-masing bit). c. Port B (PB7..PB0) Port B adalah suatu port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Port B output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. d. Port C (PC7..PC0) Port C adalah suatu Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Port C output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pena Port C yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. e. Port D (PD7..PD0) Port D adalah suatu Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Port D output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. • XTAL1 (Input Oscillator) • XTAL2 (Output Oscillator) • AVCC adalah pena penyedia tegangan untuk Port A dan Konverter A/D. • AREF adalah pena referensi analog untuk konverter A/D.
5
Seminar Tugas Akhir Analog To Digital Converter (ADC) AVR ATMega16 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC internal dengan resolusi 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC dapat dikonfigurasi, baik single ended input maupun differential input. Selain itu, ADC ATMega16 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau (noise) yang amat fleksibel sehingga dapat dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan dari ADC itu sendiri. ADC pada ATMega16 memiliki fitur-fitur antara lain : • Resolusi mencapai 10-bit • Akurasi mencapai ± 2 LSB • Waktu konversi 13-260μs • 8 saluran ADC dapat digunakan secara bergantian •Jangkauan tegangan input ADC bernilai dari 0 hingga VCC • Disediakan 2,56V tegangan referensi internal ADC • Mode konversi kontinyu atau mode konversi tunggal • Interupsi ADC complete • Sleep Mode Noise canceler a. Timer/Counter0 adalah 8-bit Timer/Counter yang multifungsi. Timer di-nol-kan saat match compare (auto reload).Dapat menghasilkan gelombang PWM dengan glitch-free. Frekuensi generator.Prescaler 10 bit untuk timer. Interupsi timer yang disebabkan timer overflow dan match compare. b. TCCR0Pengaturan mode timer/counter0 melalui bit TCCR0 (Timer/Counter Control Register 0). c. TCNT0 , Register TCNT0 berfungsi untuk menyimpan cacahan timer/counter0. Karena ukuran register TCNT0 8bit maka hanya dapat melakukan cacahan 0x00 – 0xff. Mikrokontroller ATMEGA 8535 telah memiliki fasilitas Analog to Digital Converter yang sudah built-in dalam chip. ATMEGA 8535 memiliki resolusi ADC 10-bit dengan 8 channel input dan mendukung 16 macam penguat beda. ADC ini bekerja dengan teknik successive approximation. Rangkaian internal ADC ini memiliki catu daya tersendiri yaitu pin AVCC. Tegangan AVCC harus sama
Mei 2015 dengan VCC kurang lebih 0.3 volt. Data hasil konversi ADC dirumuskan sebagai berikut:
Dimana Vin adalah tegangan masukan pada pin yang dipilih sedangkan Vref adalah tegangan referensi yang dipilih.
3. Metodologi 3.1 Diagram Mekanis Sistem
Gambar 3.1 Desain modul
3.2 Diagram Blok Selang Kanton g darah ( 250, 350 dan 500 ml)
Pemilihan Ukuran Kantong Darah (250, 350, 450 ) Buzzer Baterai Indikator Led 250,350,4 50 ml
Mikrokont roller
Driver Relay
Peng uat
Senso r
Driver Motor Shaker
Motor berat Shaker
Penjepit Selang
Gambar 3.2 Diagram blok system Pada saat alat di nyalakan dengan menghubungkan kabel power pada jala – jala PLN, selanjutnya tekan tombol pemelihan untuk mmemilih jenis ukuran kantung darah yang akan di proses. Untuk
6
Seminar Tugas Akhir pemilihan tombol kantung darah yaitu 250ml, 350ml dan 450 ml. Setelah melakukan pemilihan tombol kantung darah, maka motor shaker akan bekerja yang dikendalikan oleh driver motor dan cairan masuk ke dalam kantung darah dan juga indikator led menyala. Berat cairan darah yang masuk ke dalam kantung darah akan diubah dalam bentuk tegangan oleh sensor berat (Load Cell). Output Tegangan load cell yang sangat kecil akan di kuatkan lagi oleh rangkaian amplifier sebagai rangkaian penguat sensor. Output dari tegangan yang dihasilkan akan dirubah menjadi data digital oleh ADC internal yang terdapat pada IC Atmega16. Ketika berat darah yang masuk pada kantung darah sudah mencapai setting volume yang dipilih maka buzzer akan berbunyi yang menandakan proses pengambilan darah selesai, driver relay aktif dan menjepit selang kantung darah, sehingga darah tidak lagi masuk kedalam kantung darah. Setelah semua proses selesai untuk mengulangi lagi dengan menekan tombol reset pada alat. Apabila terjadi pemadaaman sumber Listrik dari PLN, maka posisikan saklar ON pada baterai sebagai pengganti sumber tegangan pada alat. 3.3 Diagram Alir Proses/Program
Mei 2015 3.4 Urutan Kegiatan I. Mempelajari alat yang telah dibuat sebelumnya. II. Mempelajari teori - teori dan mencari referensi yang berhubungan dengan permasalahan yang akan dibahas. III. Mempelajari dan merancang teknis pembuatan modul tersebut. IV. Penentuan judul. V. Membuat blok diagram dengan perancangan secermat mungkin. VI. Menyiapkan bahan berupa komponen dan peralatan yang dibutuhkan dalam pembuatan modul. VII. Membuat jadwal kegiatan untuk mengatur waktu pembuatan modul. VIII. Penyusunan proposal. IX. Menyiapkan komponen dan peralatan yang dibutuhkan. X. Melakukan percobaan-percobaan sementara pada project board XI. Me - layout wiring diagram ke papan PCB. XII. Memasang komponen pada papan PCB tersebut. XIII. Memasang rangkaian pada box modul. XIV. Menguji dan melakukan kalibrasi.. XV. Seminar awal. XVI. Ujian sidang dan pengumpulan Karya Tulis Ilmiah (KTI). 3.5 Jadwal Kegiatan Tabel 3.1 Jadwal kegiatan pembuatan modul
Gambar 3.3 Diagram alir modul
7
Seminar Tugas Akhir
Mei 2015
4. Pembuatan, Pengujian, dan Pembahasan 4.1 Proses Pembuatan 4.1.1.Modul Rangkaian ATmega 16 dan Penguat sensor loadcell Spesifikasi modul rangkaian minimum system Atmega16 yang diperlukan adalah: 1. Tegangan kerja yang dibutuhkan maksimum 5 VDC dan ground. 2. IC Mikrokontroller yang digunakanadalah ATmega16 dengan fitur ADC internal. 3. Membutuhkan sambungan MISO, MOSI, SCK, RESET dan GND untuk dapat memprogram ATmega16. 4. Menggunakan PORTA untuk pembacaan ADC dari sensor load cell. 5. Menggunakan PORTD.0 sampai PORTD.4 untuk memberi logika pada driver motor 6. Menggunakan PORTB.5 sebagai pemberi logika output pada buzzer. 7. Menggunakan PORTB dan PORTC untuk mengaktifkan indikator led , dan push button. Jadi didapatkan rangkaian seperti gambar di bawah ini: VCC
J2
VCC
4 PORTD.0 3 PORTD.1 2 PORTD.2 1 PORTD.3 STEPPER SHAKE J4 4 3 2 1
PORTD.4 PORTD.5 PORTD.6 PORTD.7
STEPPER JEPIT J7 5 4 3 2 1
MOSI MISO SCK RST
2 J13
U1 7805 VIN
VOUT
VCC
D N G
2 1 R2 4K7
3
`
CON2
250
1
C5 10UF
SW2
R1
PB.3
PB.0
100NF C6
250
220
LED
SW1 C4 100UF
RESET
VCC
DOWNLOADER
C2 22 PF
C3 22PF
Y1
hz M 2 1
SW3
350
C1 100NF
PB.0 PB.1 PB.2 PB.3 PB.4 MOSI MISO SCK RST
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 PORTD.0 14 PORTD.1 15 PORTD.2 16 PORTD.3 17 PORTD.4 18 PORTD.5 19 PORTD.6 20
IC1 PB0(XCK/T0) PA0(ADC0) PB1(T1) PA1(ADC1) PB2(INT2/AIN0) PA2(ADC2) PB3(OC0/AIN1) PA3(ADC3) PB4(SS) PA4(ADC4) PB5(MOSI) PA5(ADC5) PB6[MISO) PA6(ADC6) PB7[SCK) PA7(ADC7) RESET AREF VCC AGND GND AVCC XTAL2 PC7(TOSC2) XTAL1 PC6(TOSC1) PD0(RXD) PC5 PD1(TXD) PC4 PD2(INT0) PC3 PD3(INT1) PC2 PD4(OC1B) PC1(SDA) PD5(OC1A) PC0(SCL) PD6(ICP) PD7(OC2)
40 1 39 2 38 3 VCC 37 4 36 5 35 6 34 7 33 8 32 31 CON8 30 29 PC.7 28 PC.5 27 PC.4 26 PC.3 25 PC.2 24 PC.1 23 22 PC.0 21 PORTD.7
R3
PB.4
PB.1
J8
350
220
LED 450
SW4 R4
J11 PB.2 BUZZER
12
PC.7 450
220
LED
VCC
R5 220
VCC
VCC
PC.0
R6
PC.1
ATMEGA8535-DIL40 1K VCC
PC.2 PC.3 PC.4 PC.5
J12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
4.1.2.Modul Rangkaian Penguat Loadcell Spesifikasi modul rangkaian penguatan load cellyang diperlukan sebagai berikut : Tegangan input load cell adalah 5v, -5V dan Ground. Sensor load cell untuk mendeteksi tekanan dengan satuan kg. IC AD620 untuk pengkondisi sinyal analog dari. output sensor sebagai penguatan tegangan. Menggunakan PINA.0 sebagai pengambilan data atau input adc. Load cell diberi tekanan yang kemudian diinputkan pada PINA.0
1. 2. 3. 4. 5.
Jadi didapatkan rangkaian seperti gambar di bawah ini: +5V J4
VCC
TP1
J6
U1
1
4 3 2 1
3 2
7 8 +
1
-
1
OUTPUT
AD620
4 1 5
CON4
J3
6
J2 -5V
TP2
0
R1
0
2K
Gambar 4.2 Rangkaian Penguat sensor loadcell 4.1.3Rangkaian driver motor Spesifikasi modul rangkaian penguatan load cell yang diperlukansebagaiberikut : 1. Tegangan supply rangkaian sebesar 12v. 2. Tegangan supply untuk motor 12v. 3. Mengunakan IC L298 sebagai driver motor +12 J1 3 2 1
VCC
+12 D1
DIODE
U1 4 3 2 1
5 7 10 12
INPUT MIKRO
1 15
VCC
CON16
PB2 6 11
+12
C1 104
Gambar 4.1 Gambar Rangkaian ATMEGA 16
D2
DIODE
CON3 J2
VCC
4 9 C2 104
IN1 IN2 IN3 IN4
J3 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4
ISENA ISENB
2 3 13 14
1 2 D3
D4
DIODE
DIODE
MOTOR STEPPa1,a2
ENA ENB VS VSS +12
L298/MULTIH
D5 DIODE
D6 DIODE J4 1 2 MOTOR STEPb1b2
D7 DIODE D8 DIODE
Gambar 5.3.Rangkaiandriver motor
8
Seminar Tugas Akhir
Mei 2015
Spesifikasi modul rangkaian Driver Relay untuk mengaktifkan selenoid valve : 1. Membutuhkan vcc 12v untuk supply relay dan 24 volt untuk selenoid 2. Input driver terhubung PORTC.1 pada IC Mikrokontroller ATmega16
Tabel 4.7 Hasil pembacaan volume pada ukuran
kantung 450 ml per 50 ml pada tapilan LCD
X1
X2
X3
X4
X5
X6
0
2
3
3
0
2
3
50
52
53
52
53
52
52
100
103
102
103
100
102
102
150
150
152
153
152
152
152
200
202
203
203
203
202
203
250
252
252
253
253
253
252
300
303
304
303
302
303
302
350
352
353
352
353
352
350
400
402
403
401
402
403
402
450
453
452
452
453
450
452
J1 1
J2 +12
J3
JEPIT +5
1
1
K1 3 1 2
D1 DIODE
J4 1
5
SHAKE
4
J6
GND
R1 1
2
3
1K
PC1
J5 1
RELAY 2
Q1A TR_2_IS_N_A
1
Gambar 5.4.Rangkaian Driver Relay
Data yang didapatkan: 4.1.4
Tampil volume lcd (ml)
Volu m
Pengukuran tegangan output AD620 saat tidak ada beban
Tabel 4.1 Pengkuran saat tidak ada beban Data
Vrps (Output rangkaian penguat) 0.95 V 0.95 V 0.95 V 0.95 V 0.95 V 0.95 V
1 2 3 4 5 6
4.1.5 Pengukuran tegangan ouput AD620 dan volume menggunakan kantung darah 450ml Tabel 4.2 Pengukuran tegangan output Penguat Loadcell Pengukuran Kantung 450 ml per 50 ml Pengukuran tegangan ( Volt) X1 Volume 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
avometer 0.97 1.01 1.06 1.13 1.17 1.21 1.26 1.31 1.37 1.44
display 0.89 0.95 0.99 1.05 1.09 1.14
4.2
Pembahasan 4.2.3.1 Kinerja Sistem Keseluruhan Pada saat alat dihubungkan dengan jala jala listrik yaitu 220vac akan diturunkan oleh travo step down yang menjadi 12vac, kemudian dimasukan kepada inputan power supply. Pada power supply tegangan ac akan dirubah menjadi tegangan dc 12vdc, 5vdc, -5vdc sesuai kebutuhan rangkaian. Selanjutnya power supply mensupply tegangan pada 2 blok rangkaian yaitu pengkondisi sinyal loadcell dan minimum sistem. Pada blok pengkondisi sinyal terdapat sensor loadcell yang berfungsi sebagai pengkonversi nilai berat menjadi tegangan. Ouput loadcell akan di inputkan pada op amp ad-620 sebagai penguatan pertama yang nilai pengutan tergantung dari nilai resistor pada kaki 1 dan 8 op amp. Kemudian output penguatan pada ad620 masuk ke minimum sistem sebagai agar datanya diolah dengan dataadc yang terdapat padad mikrokontroller. Pada blok minimum sistem berfungsi mengolah tegangan yang masuk pada pin adc.
1.21 1.28 1.32 1.38
9
Seminar Tugas Akhir
Mei 2015 DAFTAR PUSTAKA
VCC
J2 PORTD.0 4 PORTD.1 3 PORTD.2 2 PORTD.3 1 STEPPER SHAKE J4 4 3 2 1
VCC
5 4 3 2 1
U1 7805 VIN
VOUT
PORTD.4 PORTD.5 PORTD.6 PORTD.7
3
VCC
D N G
2 1
250
` 1
CON2
SW2
R1
PB.3
PB.0
100NF C6
C5 10UF
250
220
LED
SW1
STEPPER JEPIT J7
2 J13
R2 4K7
C4 100UF
RESET
MOSI MISO SCK RST
PB.0 PB.1 PB.2 PB.3 PB.4 MOSI MISO SCK RST
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 PORTD.0 14 PORTD.1 15 PORTD.2 16 PORTD.3 17 PORTD.4 18 PORTD.5 19 PORTD.6 20
VCC
DOWNLOADER
C2 22 PF
C3
SW3
350
C1 100NF
Y1 z h M 2 1
22PF
PB0(XCK/T0) PA0(ADC0) PB1(T1) PA1(ADC1) PB2(INT2/AIN0) PA2(ADC2) PB3(OC0/AIN1) PA3(ADC3) PB4(SS) PA4(ADC4) PB5(MOSI) PA5(ADC5) PB6[MISO) PA6(ADC6) PB7[SCK) PA7(ADC7) RESET AREF VCC AGND GND AVCC XTAL2 PC7(TOSC2) XTAL1 PC6(TOSC1) PD0(RXD) PC5 PD1(TXD) PC4 PD2(INT0) PC3 PD3(INT1) PC2 PD4(OC1B) PC1(SDA) PD5(OC1A) PC0(SCL) PD6(ICP) PD7(OC2)
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
R3
1 2 3 4 5 6 7 8
450
SW4 R4
CON8
LS1
PC.7
LED
1
PC.5 PC.4 PC.3 PC.2 PC.1 PC.0 PORTD.7
VCC R5
2 VCC
VCC 220
BUZZER
PC.0
R6
PC.1
1K PC.2 PC.3 PC.4 PC.5
VCC
TP1
U1
1
3 2
1
+
6
J12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1
4 1 5
CON4
J3
7 8
450
220
J4
VCC
PC.7
PB.2
ATMEGA8535-DIL40
4 3 2 1
350
220
LED VCC
+5V
J6
PB.4
PB.1
J8
IC1
CON16 OUTPUT
AD620
J2 -5V
TP2
0
J1 R1
0
1
J2 +12
J3 2K
JEPIT
+12 J1 3 2 1
VCC
+5 1
+12 D1
D2
DIODE
CON3
4 3 2 1
5 7 10 12
INPUT MIKRO
1 15
VCC
PB2 6 11
+12
C1 104
VCC
4 9 C2 104
IN1 IN2 IN3 IN4
K1 3 1 2
D1
DIODE
DIODE
U1
J2
1
J4 1
5
SHAKE
4
J5 1 GND
RELAY 2
J3 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4
2 3 13 14
1 2 D3
D4
ISENA ISENB
DIODE
DIODE
J6
R1 1
MOTOR STEPPa1,a2 PC1
2
3
1K
Q1A TR_2_IS_N_A
1
ENA ENB VS VSS +12
L298/MULTIH
D5 DIODE
D6 DIODE J4 1 2 MOTOR STEPb1b2
D7 DIODE D8 DIODE
Gambar 4.8 Rangkaian Keseluruhan. 4.2.4
Kelemahan/Kekurangan Sistem Output tegangan tidak stabil pada rangkain penguat sensor loadcell
5. Penutup 5.1 Kesimpulan Secara menyeluruh penelitian ini dapat menyimpulkan bahwa: 5.1.1
5.1.2
5.1.3 5.1.4
alfiah, 2014, Pengertian dan Fungsi Darah Untuk Tubuh, http://manfaattumbuhan.blogspot.co.id /2014/03/pengertian-dan-fungsi-darahuntuktubuh.html.20 Agustus 2015.
Pada alat ini menggunakan rangkaian penguat sensor AD620 pada loadcell dan minimimum sistem atmega 16. Dapat menggunakan sumber daya dari baterai sebagai sumber daya cadanganan untuk mengoperasikan alat. Loadcell bisa mendeteksi beban dari 0-450ml sesuai dengan ukuran kantung darah. Bisa memproses dengan cara menimbang dan mengocok kantung darah dalam waktu yang sama.
5.2. SARAN. Berikut ini adalah beberapa saran yang dapat dipertimbangkan untuk penyempurnaan penelitian lebih lanjut : 5.2.1 Menampilkan proses dalam LCD Display per 10 ml. 5.2.2 Membuat rangkaian pengkondisi sinyal yang lebih stabil. 5.2.3 Menggunakan Baterai agar menjadi alat portable.
Eka Rahmawati Ruhman, 2013 , Pengertian Sifat Fungsi dan Macam-macam Darah , http://bloghelloekka.blogspot.co.id/201 3/10/pengertian-sifat-fungsi-danmacammacam.html. 10 Agustus 2015. Kanip Fismandor, 2013, Ic Mikrokontroller Atmega16, http://kanipfismandor.blogspot.co.id/2 013/02/ic-mikrokontroleratmega16.html. 10 Agustus 2015.
Title Size D Date:
I Made Dwi Saputra, 2011, Automatic Blood Colection Monitor , Jurusan TekniK Elektromedik, Politeknik Kesehatan Surabaya, Surabaya. Ichsan Mochi, 2012, Golongan dan Tranfusi darah, http://biologylearningcenter.blogspot.c o.id/p/pertemuan-2.html. 12 Agustus 2015. Syamsul hadi, 2013, Pengertian darah dan fungsinya http://www.maribelajarbk.web.id/2015 /02/pengertian-darah-danfungsinya.html. 12 Agustus 2015. Triwiyanto, 2011, Petunjuk Praktikum Mikrokontroler, Politeknik Kesehatan Surabaya, Jurusan Teknik Elektromedik, Surabaya. M Yanuar, 2013, Belajar Mikrokontroller Dengan Bahasa Basic, Pekalongan.
Wikipedia, 2015, Donor Darah, https://id.wikipedia.org/wiki/Don or_darah. 15 Agustus 2015.
10
<Title> Document Number
Sunday , May 15, 2016
Rev Sheet
1
of
1
