Pembacaan digital = Vin x 1000
Vref.
2.10 Seven Segment
Peralatan paling umum yang digunakan untuk menampilkan bilangan desimal adalah tampilan 7 segment, 7 segment ditandai dengan a, b, c, d, e, f, dan g tampilan tersebut menggambarkan angka desimal 0 sampai 9 yang diperlihatkan pada gambar, sebagai contoh bila segment b dan e yang mati maka decimal 5 yang menyala / ditampilkan dan bila segment dari a sampai g nyala maka akan ditampilkan desimal 8.
Gambar 2.9 Seven Segment
2.11 Thermostat
Thermostat merupakan piranti yang digunakan untuk menyensor suhu, dan thermostat tersebut memiliki konektor yang dapat menyambung dan memutuskan seperti konektor - konektor di dalam relay, apabila suhu yang disensor lebih dari yang disetting, maka konektor akan membuka, atau menutup.
Thermostat dapat dihubungkan dalam lingkaran arus utama, atau jika digunakan saklar magnet, dalam lingkaran arus kemudi. Cara yang terakhir ini digunakan kalau arus utamanya besar. Kemampuan hantar arus thermostat yang dapat dibeli ialah antara 10A atau 15A.
Berdasarkan konstruksinya, thermostat dapat dibagi atas jenis-jenis berikut ini:
1. Thermostat dengan dwi logam. Pada thermostat jenis ini lingkaran arusnya dihubungkan dan diputuskan oleh suatu elemen dwi logam yang menjadi bengkok atau lurus karena perubahan suhu.
2. Thermostat batang, thermostat jenis ini memiliki sepotong kawat besar atau batang, yang salah satu ujungnya dihubungkan pada pipa tersebut, dua jenis logam tersebut dibuat jenis yang berbeda. Beda koefisien muainya dipilih sebesar mungkin.
3. Thermostat zat cair. Thermostat ini memiliki alat perasa, pipa kapiler dan ruang tekan, zat cair yang digunakan memiliki koefisien muai yang besar. Kalau suhunya berubah, zat cairnya akan muai atau mengerut, dan kontaknya akan membuka atau menutup.
ADC akan mengubah data outputan pada sensor suhu LM 35 dari data analog menjadi data digital dan kemudian ditampilkan pada display 7’segmen. Semakin panas element yang dihasilkan maka suhu yang ditampilkan pada 7’segmen akan semakin tinggi karena LM 35 terpengaruh oleh panas yang dihasilkan element.
Thermostat berfungsi sebagai pengaman apabila terjadi kegagalan pada rangkaian sensor suhu dan komparator dari suhu berlebihan yaitu 38ºC.
Thermostat ini akan memperkerjakan driver relay sehingga buzzer akan berbunyi, indicator alarm menyala sebagai tanda bahwa sensor suhu melebihi suhu settingan dan element juga akan mati.
3. KERANGKA KONSEPTUAL
3.1 Diagram Blok
Diagram Blok sebelum Modifikasi :
PLN
Lampu Pemanas
Diagram Blok Sesudah Modifikasi :
Display
ADC
Indicator
Lampu pemanas
Lampu Pemanas
Window Komparator
Optotriac
Sensor Suhu
Setting Suhu
Driver Relay
Buzzer
Thermostat
Indicator Alarm
Sensor Kelembaban :
Sensor Kelembaban
ADC
Display
Sensor Skin :
(Yang ada di dalam kotak biru adalah diagram blok dari sensor kelembapan dan sensor skin)
Devinisi dan Fungsi Diagram Blok
Sensor Suhu : Sebagai detektor/penyensor suhu ruang
Window Komparator :Sebagai kontrol pembanding ke rendah dan tinggi dari sinyal output sensor suhu
ADC :Sebagai pengubah data analog menjadi digital untuk ditampilkan keDisplay
Display :Sebagai tampilan dari nilai suhu yang terdeksi
Seting Suhu :Sebagai penetapan/pengatur suhu sesuai kebutuhan
Optotriac :Sebagai jembatan antara tegangan AC dan DC
Indicator Lampu Pemanas : Sebuah lampu berwarna hijau yang berfungsi sebagai tanda bahwa tegangan telah mengalir pada lampu pemanas
Lampu Pemanas :Sebagai pemanas ruangan
Termostat :Merupakan piranti penyensor suhu yang berfungsi sebagai pengaman apabila terjadi kegagalan pada semua rangkaian dengan memicu driver relay
Driver Relay : Sebagai saklar pemutus tegangan yang masuk pada lampu pemanas
Indicator Alarm : Sebuah lampu berwarna merah yang berfungsi sebagai tanda bahwa rangkaian tidak bekerja sebagaimana mestinya
Buzzer : Sebagai alarm bahwa rangkaian tidak berfungsi sebagaimana mestinya
3.3 Cara kerja Diagram Blok
Setting suhu pada alat sesuai kebutuhan antara 32ºC - 36ºC. Outputan dari settingan suhu dan outputan dari sensor suhu LM35 akan dibandingkan oleh window komparator. Jika setting suhu lebih besar daripada sensor suhu, maka optotriac akan bekerja,. Apabila sudah mencapai suhu setting maka LM35 akan memutuskan supply listrik ke lampu pemanas.
ADC akan mengubah data outputan pada sensor suhu LM 35 dari data analog menjadi data digital dan kemudian ditampilkan pada display 7’segmen. Semakin panas element yang dihasilkan maka suhu yang ditampilkan pada 7’segmen akan semakin tinggi karena LM 35 terpengaruh oleh panas yang dihasilkan lampu pemanas.
Thermostat berfungsi sebagai pengaman apabila terjadi kegagalan pada rangkaian sensor suhu dan window komparator dari suhu berlebihan misalnya yaitu 38ºC.
Thermostat ini akan memperkerjakan driver relay sehingga buzzer akan berbunyi, indicator alarm menyala sebagai tanda bahwa sensor suhu melebihi suhu settingan dan lampu pemanas juga akan mati
METODOLOGI PENELITIAN
Tahap Perencanaan
Dalam penelitian dan pembuatan modul ini penulis mengadakan persiapan antara lain :
4.1.1. Memperbaiki atau modifikasi alat di rumah sakit yang di dalamnya Cuma ada sensor suhu yang berupa lampu 25 watt 2 buah
4.1.2. Mengganti sensor suhu yang ada di baby incubator tersebut dengan rangkaian yang kita buat nanti
4.1.3. Mempelajari alat yang telah dibuat sebelumnya kemudian merancangnya kembali.
4.1.4. Mempelajari teori – teori dan mencari referensi yang berhubungan dengan permasalahan yang akan dibahas.
4.1.5. Mempelajari dan merancang teknis pembuatan modul tersebut.
4.1.6. Membuat blok diagram dengan perancangan secermat mungkin.
4.1.7. Menyiapkan bahan berupa komponen dan peralatan yang dibutuhkan dalam pembuatan modul.
4.1.8. Membuat jadwal kegiatan untuk mengatur waktu pembuatan modul.
4.1.9. Membuat proposal.
Jenis Penelitian
Penelitian dan pembuatan modul ini dengan menggunakan metode eksperimen yaitu merancang, memodifikasi dan mengembangkan alat Baby Incubator Dilengkapi dengan Sensor Suhu, Skin, dan Kelembaban (pengaturan suhu) yang digunakan untuk memberikan perlindungan bagi bayi yang baru lahir premature atau mempunyai berat badan lahir rendah (BBLR) dengan cara memberikan suhu dan kelembaban yang stabil sesuai dengan kondisi dalam kandungan ibu.
Variabel Penelitian
Variabel Bebas
Sebagai variabel bebas yaitu suhu ruangan, suhu tubuh bayi dan kelembaban.
Variabel Tergantung
Sebagai variabel tergantung yaitu sensor suhu LM 35.
Variabel Terkendali
Setting atau pengaturan suhu.
4.4 Waktu dan Tempat
Tempat pelaksanan modul ini di Politeknik Kesehatan Surabaya Jurusan Teknik Elektromedik.
Untuk waktu pelaksanan yang kami perlukan dalam modul ini kurang lebih selama 6 bulan.
4.5 Devinisi Operasional dan Variabel
Dalam kegiatan operasionalnya, variabel-variabel yang digunakan dalam pembuatan modul, baik variabel tekendali, tergantung, dan bebas memiliki fungsi-fungsi antara lain :
4.5.1 Sensor suhu LM 35 sebagai sensor yang berfungsi mendeteksi suhu.
4.5.2 Seven segment berfungsi untuk menampilkan hasil pengukuran suhu.
4.6 Daftar Komponen
Adapun komponen – komponen penting yang akan kami gunakan dalam pembuatan modul, antara lain :
Resistor
Kapasitor
Transitor
LM 35
LM 311
MOC 3021
ADC 7107
Relay
Thermostat
Buzzer
Seven Segment
Triac
Lampu Pemanas
4.7 Peralatan Yang Digunakan
Sebagai sarana pendukung dalam pembuatan tugas akhir ini dapat kami sebutkan sebagai berikut :
Solder listrik
Soldering pump
Bread board
Tool set
Multimeter
4.8 Rancangan Alat
4.9 Tahap Pelaksanaan
Adapun tahap pelasanaan yang ditempuh dalam pembuatan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
Merancang wiring diagram dari block diagram yang direncanakan
Menyiapkan komponen dan peralatan yang dibutuhkan
Melakukan percobaan – percobaan sementara pada project board
Me – layout wiring diagram ke papan PCB
Melakukan pengukuran dan pengujian
Pembuatan Karya Tulis Ilmiah (KTI)
4.10 Jadwal Kegiatan
Jadwal kegiatan penulis susun menurut jadwal kalender Akademik yang ada di Poleteknik Kesehatan Jurusan Teknik Elektromedik Surabaya
Keterangan:
Penentuan judul
Studi Literatur dan Pembuatan Proposal
Pembuatan Modul
Seminar Awal
Ujian Sidang dan Pengumpulan Karya Tulis Ilmiah (KTI)
HASIL DAN ANALISA
5.1 Pengujian Dan Pengukuran Modul
Setelah memodofikasi maka perlu diadakan pengujian dan pengukuran. Untuk itu penulis mengadakan pendataan melalui proses pengukuran dan pengujian. Tujuan dari pengukuran dan pengujian adalah untuk mengetahui ketepatan dari pembuatan modul yang penulis lakukan atau untuk memastikan apakah masing-masing bagian (komponen) dari rangkaian modul yang dimaksud telah bekerja sesuai dengan fungsinya seperti yang telah direncanakan.
Langkah-langkah pengukuran dan pengujian modul ini dapat diuraikan sebagai berikut:
Menyiapkan peralatan yang dibutuhkan terutama alat ukur.
Merapikan kabel-kabel atau membungkusnya jadi satu dengan menggunakan selang agar rapi dan agar tidak terjadi konsleting pada alat kita pada saat kita uji coba.
Menyiapkan tabel untuk mencatat hasil pengukuran.
Melakukan pengecekan terhadap masing-masing jalur rangkaian pada PCB tentang ketepatan komponen koneksi pin-pin pada IC.
Menguji alat dengan mengadakan pengukuran terhadap output masing-masing bagian (Test Point) sesuai pengukuran yang telah kita tentukan.
Mencatat hasil pengukuaran dalam tabel yang telah kita sediakan.
6.1.2 Pembahasan Perhitungan
Pada suhu 32°C diperoleh data :
Rata – rata ( bilangan yang didapat dari hasil pembagian jumlah nilai data oleh banyaknya data dalam kumpulan tersebut ) : 31.92°C, 32.1°C, 32.14°C
Simpangan (selisih hasil rata – rata dengan kalibrator ) : 0.08, 0.1, 0.14
Error (selisih antara mean terhadap masing-masing data) : 0.25, 0.3, 0.4
Standart deviasi ( suatu nilai yang menunujukan tingkat (derajat) variasi kelompok data atau ukuran standart penyimpangan dari meanya ) : 0.05 dan 0.1
Ketidakpastian : 0.02 dan 0.04
U95 ( hasil dari perkalian antara ketidakpastian dengan 2,57 (sudah ketetapan) ) : 0.0514 dan 0.1028
Pada Suhu 34°C diperoleh data :
Rata – rata ( bilangan yang didapat dari hasil pembagian jumlah nilai data oleh banyaknya data dalam kumpulan tersebut ) : 34.02°C, 34.14°C, 32.18°C
Simpangan (selisih hasil rata – rata dengan kalibrator ) : -0.02, -0,14,- 0.18,
Error (selisih antara mean terhadap masing-masing data) :- 0.4,dan - 0.5
Standart deviasi ( suatu nilai yang menunujukan tingkat (derajat) variasi kelompok data atau ukuran standart penyimpangan dari meanya ) : 0.04 dan 0.05
Ketidakpastian : 0.02 dan 0.04
U95 ( hasil dari perkalian antara ketidakpastian dengan 2,57 (sudah ketetapan) ) : 0.0514 dan 0.0257
Pada Suhu 36°C diperoleh data :
Rata – rata ( bilangan yang didapat dari hasil pembagian jumlah nilai data oleh banyaknya data dalam kumpulan tersebut ) : 36.1°C, dan 36.12°C
Simpangan (selisih hasil rata – rata dengan kalibrator ) : -0.1, -0,12, 0.18,
Error (selisih antara mean terhadap masing-masing data) : -0.27, - 0.3, 0.5
Standart deviasi ( suatu nilai yang menunujukan tingkat (derajat) variasi kelompok data atau ukuran standart penyimpangan dari meanya ) : 0.04 dan 0.08
Ketidakpastian : 0.01 dan 0.03
U95 ( hasil dari perkalian antara ketidakpastian dengan 2,57 (sudah ketetapan) ) : 0.0771 dan 0.0257
Dari ketiga analisa data tersebut yang mempunyai nilai simpangan terkecil pada suhu 36°C, error terkecil pada suhu 32°C, standart deviasi terkecil pada suhu 34°C, ketidakpastian terkecil pada suhu 36°C, U95 terkecil pada suhu 34°C.
Pada masing – masing setingan terdapat keunggulan dan Dari pengukuran yang didapatkan, disimpulkan bahwa alat layak pakai karena berdasarkan ketentuan yang ada toleransi error sebesar 2 %.
5.2 Hasil Pengujian dan Analisa Data
Besarnya suhu ruangan pada saat suhu 32°C.
Tabel 2.4 Analisa data pada saat suhu 320C
Besarnya suhu ruangan pada saat suhu 34°C.
Tabel 2.6 Analisa data pada saat suhu 340C
Besarnya suhu ruangan pada saat suhu 36°C.
Tabel 2.5 Analisa data pada saat suhu 360C
| 