BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Perkembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi sangat berpengaruh pada kehidupan manusia khususnya dalam bidang kesehatan, karena kesehatan itu sendiri adalah kebutuhan manusia sejak lahir. Dunia kesehatan itu sendiri tidak bisa lepas dari perkembangan teknologi dan sudah menjadi kebutuhan primer untuk menunjang kelangsungan dalam proses pelayanan medis. Kecanggihan alat-alat medik yang menunjang fasilitas kesehatan tersebut tentunya sebanding dengan tenaga ahli dibidangnya. Hal ini menjadi tuntutan utama dikarenakan alat-alat yang digunakan akan berhubungan langsung dengan manusia. Tentunya berkaitan dengan nyawa klien/pasien. Untuk itu, diperlukan tenaga yang memiliki pendidikan yang sesuai dengan profesi dibidangnya. Tenaga ahli yang berkaitan dengan alat-alat kedokteran adalah tenaga elektromedis. elektromedis. Salah satu yang menjadi perhatian terhadap perkembangan teknologi alat kesehatan tentu saja keselamatan pasien dan penggunaan alat. Keselamatan pasien sangat dinomor satukan oleh para dokter dan tim pelayanan medis khususnya kh ususnya pasien yang sedang dalam perawatan. Salah satu bagian penanganan medik adalah proses pengolahan darah, dan alat medik yang menangani pengolahan dari darah itu sendiri
adalah blood warmer. Bagi pasien yang membutuhkan
tambahan darah, biasanya darah yang diperoleh dari donor darah yang disimpan dalam bank darah dengan suhu 2°-6°C ( P.L. Mollison. 1997), 1997), agar tidak terjadi pembekuan darah yang terlalu lama maka pasien memerlukan alat ini untuk proses transfusi, dan apabila akan ditransfusikan ke pasien maka perlu untuk dihangatkan. Proses penghangatan ini dilakukan
armer . Blood warmer ini berfungsi sebagai penghangat darah dengan menggunakan alat B lood Warm
pada saat dilakukan transfusi / pengaliran darah dari luar tubuh ke tubuh manusia atau dengan
pada saat dilakukan transfusi / pengaliran darah dari luar tubuh ke tubuh manusia atau dengan kata lain untuk menghangatkan darah sesuai dengan suhu tubuh manusia 36° C - 37°C Rini (Rini Minarsih. 2013). Selain itu juga darah yang mengalir berkisar antara 0-60ml/min(buku manual animec) Untuk pengontrolan keluarnya darah ke tubuh pasien secara otomatis sesuai kebutuhan pasien dengan menggunakan sensor suhu. Sensor ini diletakkan didekat outlet output dan terdapat display untuk menampilkan suhu sesuai dengan settingan yang diinginkan. Alat penghangat darah atau Blood atau Blood Warmer,Alat Warmer,Alat ini biasa digunakan dalam situasi darurat, seperti di ruangan intensive (intensive care), kamar operasi, karena dalam ruang operasi penyediaan darah harus ada dalam jumlah banyak sesuai dengan kebutuhan pasien dan darah harus dalam keadaan hangat sesuai dengan kondisi pasien (suhu tubuh), agar tidak terjadi Hipotermia/kedinginan Hipotermia/kedinginan dan akan menyebabkan pembekuan darah pada saat darah ditransfusi kepada pasien. Serta alat ini digunakan secara manual dan itu menjadi kendala bagi penggunaannya/ user dan mengguras energi serta waktu Termotivasi oleh masalah-masalah tersebut pada tugas akhir ini penulis merancang dan membuat sebuah alat blood warmer untuk
mengatasi permasalahan diatas,berdasarkan diatas,berdasarkan hal
tersebut penulis mencoba merancang sebuah alat blood warmer yang system yang system heater dan dan kontrol suhu secara secara otomatis dengan menggunakan sensor LM35 yang ditampilkan pada LCD dimana sensor ini dapat mengukur suhu pada alat blood warmer. Adapun judul laporan akhir saya adalah “Rancang Bangun Heater Pada Blood Warmer Dengan Tampilan Mikrokontroler Atmega8535
1.2 Batasan Masalah
”
Lcd Berbasis
1.2 Batasan Masalah Dalam perancangan alat tersebut diperlukan adanya pembatasan masalah yang menyangkut rancang bangun alat blood warmer warmer khususnya Bahasa pemograman yang digunakan pada alat ini bahasa basic(basic bahasa basic(basic compiler) dan compiler) dan menggunakan LCD 16 x 2 sebagai tampilan untuk memonitor 1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas,maka penulis merumuskan beberapa masalah diantaranya : 1. Berapakah suhu yang dipakai pada alat blood warmer ? 2. Bagaimana fungsi dan prinsip kerja dari blood wa rmer ? 3. Bagaimana cara memanaskan darah pada blood warmer 4. Bagaimana merancang sistem mikrokontroller agar menjadi satu sistem yang dapat
mengendalikan alat blood warmer 1.4 Tujuan
Tujuan dilakukan penelitian ini adalah : 1. Sebagai syarat untuk menyelesaikan tugas akhir. 2. Mengetahui prinsip kerja dari alat blood warmer 3. Dapat mengatasi masalah dalam pengoperasian blood warmer yang dihadapi oleh para tim medis (perawat,bidan,analis) 1.5 Manfaat
Adapun manfaat dari perancangan dan pembuatan modul ini : 1. Mengetahui prinsip kerja heater sebagai pengontrol kehangatan
2. Mempermudah pekerjaan tim medis (bidan,perawat,analis) dalam menggunakan alat
2. Mempermudah pekerjaan tim medis (bidan,perawat,analis) dalam menggunakan alat blood warmer 3. Meningkatkan kualitas pelayanan pada rumah sakit maupun puskesmas puskesmas 4. Menambah wawasan penulis tentang bagaimana merancang alat pengontrol suhu pada blood warmer 5. Sebagai pedoman tugas akhir bagi mahasiswa teknik elektromedik
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Darah Manusia
Darah adalah jaringan tubuh yang berbeda dengan jaringan tubuh lain, berada dalam konsistensi cair, beredar dalam suatu sistem tertutup yang dinamakan sebagai pembuluh darah dan menjalankan fungsi transpor berbagai berbagai zat seperti oksigen, bahan hasil metabolisme tubuh, metabolisme tubuh, pertahanan tubuh dari serangan kuman, dan lain sebagainya(Dr. sebagainya(Dr. H. Mohamad Sadikin, Dsc. Sadikin, Dsc. 2002). Beda halnya dengan tumbuhan, manusia dan hewan mempunyai sistem transportasi dengan darah. Cairan ini berwarna merah yang terdapat di dalam pembuluh darah. Warna merah tersebut tidak selalu tetap, tetapi berubah – ubah ubah karena pengaruh zat kandungannya, terutama kadar oksigen dan karbon dioksida. Bila kadar oksigen tinggi maka warna darah menjadi merah muda, tetapi bila kadar karbon dioksida-nya tinggi maka warnanya menjadi merah tua. Darah pada tubuh manusia mengandung 55% plasma darah (cairan darah) dan 45% sel – – sel sel darah (darah padat). Volume darah pada manusia atau hewan level tinggi (mamalia) adalah 8% berat badannya. Darah pada tubuh manusia sekitar 1/13 beratnya atau sekitar 4 atau 5 liter pada orang dewasa. Darah merupakan cairan yang sangat penting bagi manusia karena berfungsi sebagai alat transportasi serta memiliki banyak ban yak kegunaan k egunaan lainnya untuk menunjang kehidupan. Tanpa darah yang cukup seseorang dapat mengalami gangguan kesehatan dan bahkan dapat mengakibatkan kematian(Evi kematian(Evi Andriani. 2010).Transfusi 2010).Transfusi darah berhubungan dengan kondisi medis seperti kehilangan darah dalam jumlah besar disebabkan trauma, operasi, shock dan tidak berfungsinya organ pembentuk sel darah merah(Irmanusil. merah(Irmanusil. 2014). Alat blood warmer biasa digunakan dalam situasi darurat, dalam kamar operasi dan dalam ruangan intensive (intensive care) care) untuk mencegah terjadinya hipotermia / kedinginan. Alat
ini menghangatkan darah ke suhu yang aman untuk ditransfusi ke tubuh pasien( pasien( Gesunde Gesunde
ini menghangatkan darah ke suhu yang aman untuk ditransfusi ke tubuh pasien( pasien( Gesunde Gesunde Medika. 2016 ). Jika sejumlah besar darah akan ditransfusikan dalam waktu yang singkat, maka dibutuhkan darah hangat, karena darah yang dingin akan mengakibatkan aritmia ventrikel bahkan kematian. Menghangatkan darah dengan air hangat hendaknya pada suhu 37ºC-39ºC. Karena bila lebih 40ºC, eritrosit akan rusak ( Nn. 2009). 2.2 Alat Blood Warmer
Penghangat Darah/Blood Warmer adalah alat bertenaga listrik yang digunakan untuk menghangatkan atau memanaskan darah atau cairan sebelu m dilakukan transfusi kepada pasien. Blood pasien. Blood Warmer biasa biasa digunakan dalam situasi darurat, dalam kamar operasi dan dalam ruangan intensive(intesive care) care) untuk mencegah mencegah hipotermia/ hipotermia/ kedinginan. Alat ini menghangatkan darah ke suhu yang aman untuk ditransfusi ke tubuh pasien HEATER
Gambar Heater Electrical Heating Element (elemen pemanas listrik) banyak dipakai dalam kehidupan sehari-hari. Dalam dunia medis heater digunakan dalam beberapa peralatan medis,fungsi heater adalah sebagai pemanas/penghangat darah pada alat blood warmer, hal ini dapat
dimanfaatkan sebagai salah satu komponen utama pada alat blood warmer. Yang prinsip
dimanfaatkan sebagai salah satu komponen utama pada alat blood warmer. Yang prinsip kerjanya atas dasar sensor suhu panas yang yang diinginkan oleh alat blood warmer 2.3 Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan suatu terobasan teknologi mikroprosesor dan mikrokomputer yang merupakan teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang yang sangast kecil, Lebih lanjut, mikrokontroler merupakan system computer yang mempunyai satu atau beberapa tugas yang sangat spesifik, berbeda dengan PC ( Personal Personal Computer ) yang memiliki beragam fungsi. Tidak seperti sistem komputer yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi, mikrokontrler hanya bisa digunakan untuk suatu aplikasi tertentu saja, perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM. Pada sistem komputer perbandingan RAM dan ROM nya besar, artinya program-program penggunba disimpan dalam ruang RAM yang relative besar, sedangkan rutin-rutin antar muka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil, Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM – RAM – nya nya yang
besar,
artinya
program
kontrol
disimpan
dalm
ROM (bias (bias Masked Masked ROM ROM
atau Flash atau Flash PEROM) PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat
penyimpanan
sementara
,
termasuk
register-register
yang
digunakn
pada
mikrokontroler yang bersangkutan. 2.3.1
Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroler merupakan
keseluruhan sistem komputer yang dikemas menjadi
sebuah chip di mana di dalamnya sudah terdapat terdapa t Mikroprosesor, I/O, Memori bahkan ADC, berbeda dengan Mikroprosesor yang berfungsi sebagai pemroses data(Heryanto, dkk, 2008:1).
Mikrokontroller AVR ( Alf Alf and Vegard’s Risc processor ) memiliki arsitektur 8 bit,
Mikrokontroller AVR ( Alf Alf and Vegard’s Risc processor ) memiliki arsitektur 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit 16-bit dan dan sebagian seba gian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock atau dikenal dengan teknologi RISC ( Reduced Reduced Instruction Set Computing ). ). Secara umum, AVR dapat dikelompokan ke dalam 4 kelas, yaitu keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing adalah kapasitas memori, peripheral memori, peripheral dan dan fungsinya (Heryanto, dkk, dkk , 2008:1). 2 008:1). Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama. Berikut ini gambar Mikrokontroler Atmega8535.
Gambar 2.1 Mikrokontroler ATMega8535 2.3.2 KONFIGURASI PIN ATMega8535 Secara fungsional konfigurasi pin-pin ATMega8535, sebagai berikut :
Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega8535
1.
Vcc
1.
Vcc Berfungsi sebagai pin masukan catu daya
2.
GND Ground berfungsi untuk menetralkan arus
3.
Port A(PA.0...PA7) Merupakan pin I/O 8 bit bidirectional dan pin input alanog ke ADC, pin ini menyediakan resiko pul pul internal (dipilih (dipilih setiap bit)
4.
Port B(PB,0...PB7) Pin yang memiliki fungsi khusus,yaitu timer/counter,komparator analog dan SPI (serial peripheral interface)
5.
Port c (PC,0...PC7) Pin I/O 8 bit bidrectional yang memiliki memiliki fungsi, khusus sebagai komparator analog analog interrupt dan timer oscilator
6.
Port D( PD,0...PD,7) Pin I/O 8 bit bidirectional yang memiliki fungsi khusu sebagai komparator analog interrupt eksternal dan komunikasi serial
7.
Reset Pin yang digunakan untuk meng-clear/mengembalikan meng-clear/mengembalikan semua register I/O kenilai awal
8.
XTAL I (penguat osilator/pengaman ) Pin output dari penguat osilator inverting dan input pada rangkaian operasi clock internal
9.
XTAL 2 (Penguat osilator /pengaman) Pin output dari penguat osilator inverting
10. AVCC Merupakan pin masukan untuk tegangan ADC 11. AREF Merupakan pin masukan tegangan referensi ADC 12. AGND Merupakan ground analog
2.3.2
Fitur Mikrokontroler ATMega8535
Adapun kapabilitas detail dari ATmega8535 adalah sebagai berikut,
Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC berbasis RISC dengan dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
Kapabilitas memori flash memori flash 8 KB,
SRAM sebesar sebesar 512 byte,
EEPROM ( Electrically Electrically Erasable Programmable Read Only Memori) Memori) sebesar 512 byte.
ADC internal internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel .
Portal komunikasi serial (USART (USART ) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
6 pilihan mode sleep mode sleep untuk untuk menghemat penggunaan daya listrik
C rysta al D i spla splay y ) 2.4 LCD (L i quid Cryst Sebuah LCD (Liquid crystal display dibentuk oleh suatu jenis cairan khusus yang ditempatkan diantara dua lempengan kaca. Terdapat sebuah bidang datar (backplane),yang merupakan lempengan kaca bagian belakang,dengan sisi dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda transparan. Dalam keadaan normal,cairan yang digunakan memiliki warna cerah. Daerah-daerah tertentu pada cairan akan berubah warnanya menjadi hitam,ketika tegangan bolak balik diterapan antara bidang datar dan pola elektroda yang terdapat pada sisi dalam lempengkaca bagian depan. Kegunaan LCD pada alat ini adalah sebagai tampilan untuk mengetahui shu darah yang terdapat pda alat blood warmer 3 4
Gambar 2.5 LCD Beberapa pin yang penting pada LCD pada LCD Character 16x2 adalah 16x2 adalah sebagai berikut : RS : R eg i ster ster S elect lect
RS = 0; untuk menulis ke register instruksi instruksi RS = 1; untuk menulis ke register data data R/W: R ead/ ad/ wri wri te R/S = 0; proses write ( write ( penulisan data/ instruksi ) R/S = 1; proses read ( ( pembacaan ) EN: E nab nable data Difungsikan untuk penguncian data ( lacht ), ), pada saat ada transisi high to low maka low maka data
atau instruksi pada data bus akan bus akan terkunci. D0-D7: Data bus 8 bit
Difungsikan untuk pengiriman data atau instruksi
5
5
2.6 Sensor IC LM35
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah
2.6 Sensor IC LM35
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan. Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan akan tetapi yang diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 μA μA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas ( self-heating self-heating ) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5ºC pada suhu 25ºC(Ambar 25ºC(Ambar Tri Utomo, Ramadani Utomo, Ramadani Syahputra, I., 2011).
Gambar 2.6 sensor LM35
2.7 Buzzer Buzzer adalah komponen yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara.
2.7 Buzzer Buzzer adalah komponen yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara.
Pada penelitian kali ini buzzer digunakan digunakan sebagai penanda atau alarm apabila suhu melebihi dari suhu yang diinginkan oleh alat maka alarm akan bunyi
Gambar 2.7 Buzzer
BAB III
BAB III METODE PENELITIAN 3.1
JENIS PENELITIAN
Pendekatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen.metode eksperimen yaitu suatu variable yang dimanipulasi dan jenis respon yang diharapkan dinyatakan secara nyata secara jelas dalam waktu hipotesis,juga konisi-kondisi yang akan dikontrol sudah tepat.untuk keberhasilan ini maka setiap eksperimen harus dirancang dulu kemudian diuji coba, dengan demikian,yang menjadi variable yang dibuat adalah Rancang Bangun Heater Pada Blood Warmer Dengan Tampilan Lcd Berbasis Mikrokontroler Atmega8535 3.2
Lokasi Dan Waktu Penelitian
3.2.1
Tempat Penelitian
penelitian ini akan dilakukan dilaboratorium universitas sari mutiara medan.kapten muslim jln.amal luhur. 3.2.2
Waktu Penelitian
penelitian akan dilaksanakan pada tanggal ............. 3.3
Prosedur Penelitian
peosedur penelitian dimulai dari pengumpulan teori-teori pendukung tentang mikrokontroler ATM8535,sensor suhu LM35, heater,lcd sebagai tampilan dan komponen pendukung lainnya,perancangan blood waarmer,perakitan,pengujian setiap rangkaian yang digunakan pada alat serta pengujian alat secara keseluruhan
Rancang bangun peralatan merupakan hal yang sangat pokok dalam pembuatan proyek
Rancang bangun peralatan merupakan hal yang sangat pokok dalam pembuatan proyek laporan akhir ini. Tahap perencangan merupakan perwujut dan awal dari pembuatan proyek akhir ini. Dalam tahap ini akan meliputi beberapa perencangan hingga terwujudnya satu kesatuan sesuai dari hasil rancangan yang diinginkan. Didalam melakukan perencangan sangat diperlukan buku-buku petunjuk dari teori-teori pendukung yang berkaitan dengan perencangan alat yang akan dibuat sehingga pada akhirmya hasil perencangan yang baik alat dan bahan : 1. resistor 2. capasitor 3. catu daya 4. multimeter 5. solder 3.4
Metode Perancangan
perancangan adalah tahap penting dalam pembuatan suatu perangkat elektronik tetapi sebelum melakukan perencangan terhadp benda kerja maka terlebih dahulu dipersiapkan suatu perencangan yang baik untuk mendapatkan yang baik yang memuaskan. Dalam pembuatan alat dalam tugas akhir ini diselesaikan dengan langkah kerja yaitu : a
pembuatan bagian elektronik,meliputi :
pemilihankomponen
pembuatan layout rangkaian PCB
pemasangan komponen
b
pengisian program pada IC mikrokontroler atmega 8535
c.
pembuatan bagian mekanik,meliputi :
Mendesain bentuk alat blood warmer
Sedangkan pembuatan bagian pembuatan bagian mekanik meliputi proses pengerjaan
Sedangkan pembuatan bagian pembuatan bagian mekanik meliputi proses pengerjaan alat blood warmer dan mendasain seberapa besar alat blod warmer tersebut yang akan digunakan,misalnya ukuran panjang,lebar dan tingginya. Proses ini harus mendukung bagian elektronik sehingga terbentuklah alat yang diharapkan. 3.5 Blok Diagram Blood Warmer
Salah satu terpentingnya dalam melakukan perancangan sebuah alat adalah membuat blok diagram rangkaian. Dari blog diagram maka dapat diketahui prinsip kerja rangkaian secara keseluruhan. Dengan begitu blog diagram rangkaian akan menghasilkan suatu sistem yang dapat difungsikan bagaimana prinsip kerja dari rancangan suatu alat. Dibawah ini merupakan blog diagram dari rancang bangun blood warmer otomatis dengan tampilan suhu darah pada LCD berbasis mirokontroler ATMEGA8535
Power supply
Tombol Driver relay
ON OFF Mikroknt Setting suhu
roler atmega8 535
Sensor suhu
Heater LCD Alarm
heater
Program
1. LCD Sebagai tampilan yang terdapat pada alat blood warmer yang menampilkan suhu darah yang terdapat pada alat blood warmer 2. Mikrokontroler Adalah sebuah IC yang berfungsi sebagai pengontrol dari seluruh rangkaian pada alat blood warmer 3. Heater Untuk menghasilkan panas pada alat blood warmer 4. Alarm Sistem ini juga berfungsi sebagai saklar kontrol suhu yang akan menghidupkan buzzer ketika suhu melampaui batas aman 5. Driver relay berfungsi untuk mematikan heater ketika suhu telah tercapai dan menyalakan heater jika suhu di bawah dari suhu yang diinginkan .
3.6
Perancangan Alat
3.6.1. Rangkaian sensor
Sensor yang digunakan untuk mendeteksi kondisi suhu darah dalam alat blood warmer adalah sensor LM35, LM35 . Fungsi dari komponen LM 35 ini adalah mengubah data yang diterima dalam bentuk besaran suhu menjadi besaran elektrik yaitu tegangan. Sensor suhu ini mengeluarkan perubahan tegangan sebesar 10 mV setiap kenaikan suhu 1ºC. LM 35 dapat dicatu dengan tegangan DC sebesar 4
Volt
sampai 30
Volt .
Rangkaian dari sensor suhu dengan
menggunakan LM 35 dapat dilihat melalui gambar dibawah ini
Gambar rangkaian sensor
