ABSTRAK. Kata kunci: Sensor LM35,ATmega 8535

Transkripsi

1 ABSTRAK THERMOMETER SUHU BADAN DIGITAL DENGAN OUTPUT SUARA Oleh DANI CANDRA W NIM Tujuan pembuatan proyek akhir ini yang pertama adalah merancang dan membuat suatu sistem pengendalian berbasis mikrokontroler ATmega8535, agar sensor serta lcd (display) dan speaker dapat bekerja secara otomatis pada saat sensor mendeteksi suhu badan manusia. Tujuan yang kedua adalah mengetahui unjuk kerja dari Thermometer Suhu Badan Digital Dengan Output Suara. Metode yang digunakan dalam proyek akhir ini adalah rancang bangun teknologi dengan tahapan sebagai berikut; (1) Perancangan sistem meliputi sistem minimum mikrokontroler ATmega8535 sebagai kendali utama. Masukan atau input berupa sensor LM35 dan keluaran atau output berupa suara (speaker), dan tampilan lcd. (2) Identifikasi Kebutuhan alat meliputi ATmega8535, Sensor LM35, Power supply, LCD, speaker. (3) Perancangan perangkat keras meliputi sensor LM35, sistem minimum mikrokontroller, kendali suara, penampil LCD, catu daya. (4) Perancangan perangkat lunak (Software). (5) Pembuatan Sistem Mekanis. Bahan dalam pembuatan sistem mekanis ini dibuat dari bahan akrilik karena selain kuat, harganya juga lebih murah. (6) Pengujian. Tahap pengujian keseluruhan rangkaian Thermometer Suhu Badan Digital Dengan Output Suara ini dilakukan dengan cara pengecekan jalur-jalur pada papan PCB (Printed Circuit Board) dan pengecekan keluaran tegangan pada tiap-tiap rangkaian menggunakan multimeter. Hasil dari penelitian ini adalah terciptanya suatu alat thermometer dengan output digital dan suara berbasis mikrokontroler ATmega Kinerja alat ini secara keseluruhan telah menunjukkan hasil sesuai dengan rancangan yaitu mampu bekerja mengeluarkan suara lewat speaker secara otomatis bila sensor suhu LM35 mendeteksi suhu badan. Hasil pengukuran suhu tubuh yang terdeteksi oleh termometer digital C maka speaker akan melafalkan kata suhu normal dari pengukuran tersebut. Penyimpangan rata- rata termometer suara yang dibuat sebesar 0,058 0 C dan presentase (%) kesalahan pengukuran adalah sebesar 0,26%. Kata kunci: Sensor LM35,ATmega

2 A. Latar Belakang Masalah Perkembangan ilmu pengetahuan memacu perkembangan teknologi yang bermanfaat dalam mempermudah pekerjaan dan segala aktifitas manusia terutama di bidang kedokteran. Manusia akan lebih tertarik terhadap suatu produk atau rancangan yang dapat meningkatkan dan mempermudah suatu pekerjaan, misalnya ; Thermometer Suhu Badan Digital Dengan Output Suara. Macam-macam thermometer terus berkembang, antara lain thermometer digital biasanya dengan melakukan konversi dari data suhu menjadi tegangan oleh sensor LM35, kemudian data tegangan dari LM35 dikonversi kedata digital oleh ADC internal pada mikrokontroler ATmega8535. Termometer Suhu Badan dengan suara ini. terdiri dari beberapa komponen yaitu sensor, modul suara, dan LCD. Mekanik Thermometer Suhu Badan dikendalikan dengan beberapa rangkaian elektronik yang di dalamnya terdapat sebuah otak sebagai pusat pengendalian yang disebut prosesor atau mikrokontroler. (Taufiq Nur Alita S,2010:1) Kedokteran adalah salah satu bidang yang diuntungkan dengan adanya Thermometer Suhu Badan Digital Dengan Output Suara, diharapkan alat ini dapat memberikan nilai lebih bagi para konsumen. Alat ini berfungsi untuk mendeteksi suhu badan manusia dan sistem ini bekerja mengeluarkan suara bedasarkan suhu yang terdeteksi dengan cara otomatis baik rendah,normal dan tinggi. Sistem thermometer otomatis ini juga akan sangat membantu tenaga kerja (manusia) dalam melaksanakan tugasnya. 2

3 Berdasarkan hal itulah maka penulis bermaksud untuk membuat sebuah alat untuk mendeteksi suhu badan manusia dengan judul Thermometer Suhu Badan Digital Dengan Output Suara. Thermometer Suhu Badan Dengan Output Suara ini menggunakan prinsip sensor LM35 untuk mendeteksi suhu badan yang akan di periksa. Modul dilengkapi dengan suara akan mengeluarkan suara seberapa besar suhu yang terdeteksi baik itu rendah normal dan tinggi oleh sensor suhu LM35 pada saat sensor mendeteksi suhu badan. B. Identifikasi Masalah Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dikemukakan, maka dalam pembuatan Thermometer Suhu Badan Digital Dengan Output Suara, dapat diidentifikasikan beberapa permasalahan antara lain : 1. Thermometer saat ini hanya menampilkan suhu dengan angka. 2. Belum ada penggolongan pembacaan suhu di thermometer. 3. Perlu ditambah/dibuat suara untuk lebih mudah dalam pembacaan suhu dalam thermometer. 4. Sistem thermometer otomatis ini juga akan sangat membantu tenaga kerja (manusia) dalam melaksanakan tugasnya dalam bidang kesehatan. 3

4 C. Batasan Masalah Proyek akhir ini membahas tentang bagaimana menciptakan suatu rangkaian alat Thermometer Suhu Badan Digital Dengan Output Suara, agar penulisan lebih terarah, maka pembahasan penulisan ini dibatasi pada ruang lingkup pembahasan sebagai berikut : 1. Sensor LM35 sebagai alat yang berfungsi sebagai input pada mikrokontroler ATmega Mikrokontroler ATmega8535 sebagai pembaca sensor, pendeteksi suhu badan manusia. 3. Menggunakan Modul Suara sebagai output suara pada saat sensor mendeteksi suhu badan. D. Rumusan Masalah Berdasarkan uraian latar belakang diatas maka dapat ditarik rumusan masalah: 1. Bagaimana rancang bangun Thermometer Suhu Badan Dengan Output Suara? 2. Bagaimana unjuk kerja dari Thermometer Suhu Badan Digital Dengan Output Suara? E. Tujuan Tujuan yang akan dicapai dalam penulisan Proyek Akhir ini adalah : 1. Merancang dan membuat suatu sistem pengendalian berbasis mikrokontroler ATmega8535 serta pemilihan sensor yang mampu mendeteksi besarnya suhu badan yang masuk secara cepat dan presisi. 4

5 2. Mengetahui unjuk kerja dari keluaran suara pada saat sensor mendeteksi suhu badan Berbasis Mikrokontroler ATmega8535. F. Manfaat Pembuatan proyek akhir ini diharapkan mampu memberikan kontribusi positif berupa manfaat kepada semua pihak yang dapat memanfaatkannya, yaitu: 1. Universitas Dapat dijadikan tolak ukur daya serap mahasiswa yang bersangkutan selama menempuh pendidikan di perguruan tinggi, dan mampu menerapkan ilmunya secara praktis pada bidang-bidang yang sesuai dengan program studi yang dipelajari. 2. Mahasiswa Dapat dipakai sumber informasi dan referensi untuk pengembangan selanjutnya dalam rangka pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. 3. Masyarakat Sebagai salah satu alat thermometer suhu badan digital dengan output suara yang akan digunakan dalam sehari-hari di bidang kesehatan. 5

6 G. Perancangan Alat Pembuatan alat thermometer suhu badan digital dengan output suara ini dilakukan beberapa langkah,yaitu : 1. Membuat Gambar Rangkaian Rangkaian thermometer suhu badan digital dengan output suara terdiri dari beberapa rangkaian, yang akan dijelaskan sebagai berikut: a. Mikrokontroler Atmega8535 Sistem kendali utama adalah mikrokontroler Atmega8535. Mikrokontroler ini merupakan mikrokontroler jenis AVR. Penjelasan penggunaan mikrokontroler ini didasarkan beberapa alasan : 1. Mikrokontroler Atmega8535 juga memiliki 32 buah saluran port I/O yang dapat difungsikan sebagai input dan output sistem yang sangat penting untuk pengaksesan LCD. 2. Proses pen-download-an program yang mudah karena memiliki fasilitas In-System Programming. Lima pin MOSI, MISO, SCK, reset dan ground digunakan untuk memprogram.sistem minimum Atmega8535 dapat dilihat pada Gambar. 6

7 VSS VDD VEE RS RW E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Gambar 1. Sistem Minimum Atmega8535 b. Antarmuka dengan LCD Liquid Crystal Display (LCD) merupakan display yang serbaguna, karena dapat digunakan untuk menampilkan berbagai tampilan baik berupa huruf, angka dan karakter lainnya serta dapat menampilkan berbagai macam tulisan maupun pesan pesan pendek lainnya. Penampil yang dipakai adalah LCD 16X2 bisa dilihat pada Gambar LCD digunakan untuk menampilkan informasi apa yang sedang dikerjakan oleh sistem kendali U1 PA0/ADC0 PA1/ADC1 PA2/ADC2 PA3/ADC3 PA4/ADC4 PA5/ADC5 PA6/ADC6 PA7/ADC7 PB0/T0/XCK PB1/T1 PB2/AIN0/INT2 PB3/AIN1/OC0 PB4/SS PB5/MOSI PB6/MISO PB7/SCK PC0/SCL PC1/SDA PC2 PC3 PC4 PC5 PC6/TOSC1 PC7/TOSC2 PD0/RXD PD1/TXD PD2/INT0 PD3/INT1 PD4/OC1B PD5/OC1A PD6/ICP1 PD7/OC C AREF AVCC ATMEGA8535 XTAL1 XTAL2 RESET n X1 CRYSTAL C2 10n Gambar 2. Rangkaian Mikrokontroler dan LCD 7

8 2 GND c. Catu Daya Catu daya digunakan sebagai penyedia daya bagi sistem. Tegangan yang digunakan sebesar 5 Volt. Tegangan ini diperoleh dari IC regulator Rangkaian catu daya bisa dilihat pada Gambar. TR1 BRIDGE U V/50 HZ 1 VI VO 3 +5 V TRAN-2P2S C1 2200mikroF C2 1000mikroF Gambar 3. Rangkaian Catu Daya d. Antarmuka Sensor Suhu LM35 Rangkaian sensor suhu digabungkan dengan rangkaian penguat Op-Amp agar data analog dari LM35 lebih akurat sebelum diterima oleh mikrokontroler. Gambar 25. Rangkaian Sensor Suhu LM35 8

9 e. Pembuatan Program Mikrokontroler ATMega8535. Perancangan software merupakan langkah yang paling menentukan dalam proses pembuatan sebuah alat. Proses pembuatan software memakan waktu yang cukup lama, sehingga programmer harus benar-benar mengerti prinsip kerja dari alat yang dibuat. Dalam pembuatan software, hal yang perlu diperhatikan adalah rangkaian atau komponen yang digunakan serta mekanik yang dibuat.apabila rangkaian atau komponen tidak mengalami masalah serta mekanik yang kokoh dan tepat maka software dapat di buat. Pembuatan software untuk thermometer suhu badan digital dengan output suara ini dibuat dengan bantuan software Code Vision AVR v dengan bahasa pemrograman yang digunakan adalah bahasa C. Sebelum membuat suatu software dilakukan pmbuatan flowchart atau diagram alir terlebih dahulu, sehingga programmer dapat lebih mudah membuatnya. H. Cara kerja Alat ini dilengkapi dengan sensor suhu LM 35 yang berfungsi sebagai pendeteksi temperatur suhu badan atau sebagai input data. Hasil input data ini akan diproses didalam microcontroller, yang mana didalam microcontroller telah di setting jika suhu badan mencapai = 33 C, speaker pada alat ini akan melafalkan kata suhu rendah dan jika suhu badan mencapai 35 C - 38 C, 9

10 speaker pada alat ini akan melafalkan kata suhu normal serta jika suhu badan mencapai = 39 C, maka speaker pada alat ini akan melafalkan kata suhu tinggi dan proses ini akan secara kontineu berulang-ulang selama alat ini digunakan. Secara tidak langsung, alat thermometer suhu badan digital dengan output suara ini membatu kerja dokter dalam bidang kesehatan untuk mengetahui berapa suhu manusia tersebut. I. Hasil dan analisa data Pengujian thermometer suhu badan digital dengan output suara ini bertujuan untuk mengetahui apakah suhu pada thermometer suhu badan digital dengan output suara ini sudah berjalan sesuai yang diinginkan atau belum. Pengujian alat pembatas energi pada beban resistif ini dilakukan di rumah penulis dan di Laboratorium Elektronika Dasar Jurusan Pendidikan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta. Pengujian thermometer suhu badan digital dengan output suara telah dilakukan, dari beberapa pengujian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa alat thermometer suhu badan digital dengan output suara sesuai yang diharapkan. Alat thermometer suhu badan digital dengan output suara ini memiliki beberapa kekurangan, adapun kekurangan dari thermometer suhu badan digital dengan output suara ini adalah : 1. Sensor LM35 sensitifitasnya kurang akurat/presisi pada suhu manusia. 2. Modul suara kurang lama untuk merekam. 3. Hanya untuk mengukur 1 manusia dalam pengukuran suhu. 10

11 Tabel 1. Hasil pengujian pengukuran sensor suhu badan manusia NO. Waktu (sekon) Termo LM35 ( 0 C) Ket Suhu Suhu rendah ,2 Suhu rendah Suhu normal Suhu normal Suhu normal Suhu normal Suhu normal Suhu normal Suhu normal Suhu normal Suhu normal NO. Tabel 2. Hasil pengujian tegangan sensor suhu badan manusia Waktu (sekon) Termo Digital ( 0 C) Termo LM35 ( 0 C) Tegangan LM35 (mv) Selisih ( 0 C) ,2 33, , , , Σ Selisih Rata- rata

12 NO. Tabel 3. Hasil pengujian pengukuran suhu badan pada manusia sebanyak 3 kali Waktu (sekon) Termo Digital Termo LM35 Termo LM35 Termo LM35 Nilai rata-rata ( 0 C) (P1) ( 0 C) (P2) ( 0 C) (P3) ( 0 C) , , , , ( 0 C) Tabel 4. Hasil pengujian penyimpangan rata- rata dan presentase kesalahan Termo Nilai Termo Termo Termo Penyimpa Presen tase Digital rata- rata LM35 LM35 LM35 ngan ratarata ( 0 C) kesalahan NO. ( 0 C) ( 0 C) (P1) (P2) (P3) ( 0 C) ( 0 C) ( 0 (%) C) (%) (%) 3. 34, (%) 4. 34, (%) ,374 (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) Σ Ratarata (%) Rerata penyim pangan 0,058 %) 12

13 J. Standart Operasional Product (Sop) 1. Pastikan sudah tersedia perangkat sumber tegangan dari inverter 220 Volt. 2. Beri input tegangan 220 V pada alat thermometer suhu badan digital dengan output suara setelah itu tekan saklar power untuk mengaktifkan alat tersebut. 3. Setelah alat bekerja, tekan tombol START untuk menampilkan angka suhu LCD disini berfungsi menampilkan angka suhu badan yang akan diukur. 4. Setelah suhu terdeteksi maka modul suara akan melafalkan kata rendah, normal, maupun tinggi tergantungpada kondisi manusia yang diukur. 5. Setelah angka pada LCD tidak bergerak/tetap maka suhu itu suhu akurat dalam thermometer, dan apabila ingin kembali dari awal cukup tekan tombol RESET. K. Analisis SWOT Analisis SWOT merupakan analisis yang menunjukkan perbedaan antara alat yang sudah ada dengan alat yang dibuat. Analisis SWOT bertujuan untuk membandingkan segala kekurangan dan kelebihan dari masing-masing alat. a. Kekuatan (Strenghs) Analisis SWOT dengan spesifikasi kekuatan pada alat Thermometer Suhu Badan Digital Dengan Output Suara dibandingkan dengan Pembatas Temperatur Operasi Air Conditioner yang dibuat oleh 13

14 Fyrdian Dwi Sasmito mahasiswa Teknik Elektro Universitas Negeri Yogyakarta. Tabel 5. Analisis SWOT dengan spesifikasi kekuatan pada alat Thermometer Suhu Badan Digital Dengan Output Suara dengan Pembatas Temperatur Operasi Air Conditioner No. Thermometer Suhu Badan Digital Dengan Output Suara 1 Modul Suara sebagai Outputan 2. Dilengakpai dengan Modul Suara 3. Dilengkapi dengan Mikrokontroler Atmega8535 sebagai control 4. Digunakan pada suhu badan Pembatas Temperatur Conditioner LCD 16x2 sebagai Outputan Dilengkapi dengan LCD Operasi Air Dilengkapi dengan Mikrokontroler ATmega8 Digunakan pada suhu ruangan Alat Thermometer Suhu Badan Digital Dengan Output Suara merupakan suatu pengukur suhu tubuh manusia yang biasa digunakan dalam bidang kesehatan. Alat ini menggunakan mikrokontroler sebagai sistem kontrol, lcd sebagai penampil suhu badan yang terdeteksi dan LM35 sebagai inputan mengukur besar sensor pada tubuh manusia dan Lcd akan membaca besar suhu ynag terdeteksi baik itu suhu rendah normal dan tinggi dan dengan outputkan modul suara yang menggunakan speaker. Alat thermometer suhu badan digital dengan output suara perlu penambahan sensor yang lebih bagus supaya sensitifitas yang jauh lebih tinggi daripada lm35, dan penambahan modul suara yang lebih bagus 14

15 supaya suaranya natural/berkualitas tinggi serta memiliki waktu durasi rekam yang cukup lama. Pembatas Temperatur Operasi Air Conditioner yang dibuat oleh Fyrdian Dwi Sasmito menggunakan ATmega8 sebagai sistem kontrol dan lcd untuk menampilkan berapa suhu yang terdeteksi dalam ruangan itu, akan tetapi alat yang dibuat masih dalam satu unit maka dari itu kurang efektif karena hanya bisa digunakan dalam satu runangan saja. b. Kelemahan (Weakness) Alat Thermometer Suhu Badan Digital Dengan Output Suara dengan Pembatas Temperatur Operasi Air Conditioner yang dibuat oleh Fyrdian Dwi Sasmito ini sama-sama memiliki kelemahan masing-masing. Tabel 6. Analisis SWOT Berdasarkan Kelemahan Alat No. Thermometer Suhu Badan Digital Dengan Output Suara 1 Waktu rekam Modul Suara kurang lama 2. Sensor suhu LM35 kurang sensitifitas Pembatas Temperatur Conditioner Operasi Air Ukuran LCD 16x2 kurang besar untuk menampilkan suhu ruangan c. Peluang (Opportuntiies) Alat Thermometer Suhu Badan Digital Dengan Output Suara ini merupakan salah satu peluang bisnis yang menjanjikan terutama dalam bidang kesehatan, karena ditambah dengan output suara menggantikan thermometer air raksa yang sudah kuno. Sistem thermometer otomatis 15

16 ini juga akan sangat membantu tenaga kerja (manusia) dalam melaksanakan tugasnya terutama dokter untuk menetukan kepastian suhu pasien yang diukur. Alat thermometer suhu badan digital dengan output suara ini juga merupakan karya teknologi yang dapat membantu manusia di masyarakat terutama untuk orang yang cacat tuna netra karena kebanyakan thermometer yang di jual dipasaran hanya menampilkan angka dan tidak menggunakan output suara untuk mengetahui pasti suhu yang terdeteksi pada manusia yang diukur suhu tubuhnya. Alat ini mampu melafalkan kata sebagai contoh waktu suhu terukur 33ºC maka thermometer tersebut malafalkan kata suhu rendah, untuk suhu terukur 35ºC maka thermometer melafalkan kata suhu normal, saat suhu terukur 39ºC maka thermometer malafalkan kata suhu tinggi. d. Ancaman (Threats) Mikrokontroler ATMega8535 masih cukup mahal dan rentan terhadap kerusakan. Modul suara yang masih sulit dicari dan kurang uji coba dalam pemakaiananya serta rentan terhadap kerusakan, hal ini yang menyebabkan Alat Thermometer Suhu Badan Digital Dengan Output Suara menjadi mahal harganya dan mengalami kesulitan dalam produksinya serta tingkat keakurasian suhu kurang presisi, di dalam masyarakat kini berkembangnya teknologi yang lebih canggih dapat membantu kerja manusia, dapat membuat thermometer ini tidak bertahan lama karena muncul Thermometer yang lebih canggih dan 16

17 modern. Masyarakat akan lebih memilih Thermometer yang simpel dan efisien yang bisa dibawa kemana saja atau praktis serta melihat harga yang ekonomis. L. Kesimpulan Thermometer dengan output suara akan bekerja secara otomatis apabila sensor LM35 mendeteksi suhu tubuh manusia, dan Speaker modul suara akan melafalkan kata rendah normal dan tinggi apabila sensor LM35 mendeteksi suhu tubuh manusia. Hasil pengukuran suhu tubuh yang terdeteksi oleh termometer digital C maka speaker akan melafalkan kata suhu normal dari pengukuran tersebut didapat Penyimpangan ratarata termometer suara yang dibuat sebesar 0,058 0 C dan presentase (%) kesalahan pengukuran adalah sebesar 0,26%. 17

18 DAFTAR PUSTAKA Budiharto, Widodo. (2011). Aneka Proyek Mikrokontroler. Yogyakarta : Graha Ilmu. Bejo, Agus.(2008). C dan AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroler AtMega8535. Yogyakarta: Graha Ilmu. Chandra MDE. Rangkaian Sensor Suhu. Sensor Suhu LM35 «Teknik Elektro Links.htm. ( Diakses pada tanggal 9 April 2010 ). Firdyan Dwi Sasmito. (2012). Pembatas Temperatur Operasi Air Condtioner.Yogyakarta : Universitas Negeri Yogyakarta. (Diakses tanggal 12 Oktober 2012) (Diakses tanggal 11 Oktober 2012) (Diakses tanggal 9 Oktober 2012) Taufiq Nur Alita S. (2010). Thermometer Dengan Output Digital Dan Suara Berbasis Mikontroler Atmega8535. Yogyakarta : Universitas Negeri Yogyakarta. Sunyoto. (1996). Transformator. Yogyakarta: IKIP Yogyakarta. 18