BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Transkripsi

1 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Diagram Medicooler Insulin yaitu : Diagram blok Medicooler Insulin, terdiri dari beberapa macam bagian, Gambar 3.1 Diagram Blok Medicooler Insulin Jala jala listrik berfungsi untuk memberikan tegangan AC ke Power Supply 2A 5V, dan Power Supply 35A 12V, dikedua Power Supply tersebut akan mengolah tegangan AC menjadi tegangan DC. Power Supply 2A 5V akan memberikan tegangan DC untuk menghidupkan Microcontroler ATMega16 dan menghidupkan driver Relay, Power Supply 35A 12V akan memberikan tegangan DC yang berfungsi untuk mensupply Fan dan Peltier. Microcontroler berfungsi untuk mengatur hidup matinya Peltier dan deriver Relay sebagai saklar hidup 19

2 20 matinya peltier yang diatur oleh microcontroler dan microcontroler juga berfungsi mengolah data yang dihasilkan oleh modul MAX6675 yang mengkonversi suhu yang terbaca oleh thermocopel menjadi bilangan logika dan ditampilkan di LCD 2X16 karakter berbentuk satuan C. Termokopel berfungsi mengukur suhu dingin yang dihasilkan oleh peltier, ketika pengguna telah mensetting batas capaian suhu yang terbaca oleh Thermocopel dan ketika Display menunjukan OFF maka driver Relay akan memutus tegangan DC yang berfungsi untuk menghidupkan Peltier. Fan berfungsi untuk membuang suhu panas yang dihasilkan peltier dan mengalirkan suhu dingin yang dihasilkan oleh peltier namun Fan tetap bekerja walaupun Peltier dalam kondisi OFF atau mati, Fan selain mengalirkan dan membuang suhu juga berfungsi untuk menjaga kesetabilan suhu ruangan dalam Box. 3.2 Diagram Alir Medicooler Insulin Diagram alir merupakan sebuah diagram simbol-simbol grafis yang menyatakan alian logaritma atau proses yang menampilkan langkah-langkah yang disimbolkan dalam bentuk kotak, dengan menghubungkan masing-masing langkah tersebut dengan menggunakan tanda panah. Diagram ini bisa memberi solusi selangkah demi selangkah untuk penyelesaian masalah yang ada di dalam peroses atau algoritma tersebut, adapun blok diagram Alir dari Medicooler Insulin, terdiri dari beberapa macam bagian, yaitu :

3 21 : Gambar 3.2 Diagram Alir Medicooler Insulin System Flowchart dapat didefinisikan, sebagian bagan yang menunjukan arus pekerjaan secara keseluruhan dari system alat. Bagan ini menjelaskan urut urutan dari prosedur-prosedur yang ada didalam sistem. Penjelasan Gambar 3.2 Diagram Alir Medicooler Insulin adalah ketika begin, elemen peltier dan fan

4 22 bekerja lalu setelah itu inisialisasi LCD menampilkan temperature terbaca dan setting suhu, sensor thermocopel membaca keluaran suhu dingin yang dihasilkan elemen peltier, dalam hal ini termokopel hanya membaca suhu yang berada pada bagian dalam box saja. Ketika LCD telah menampilkan temperature suhu yang terbaca maka insulin dapat di simpan ke dalam box. 3.3 Diagram Mekanis Diagram Mekanis Medicooler Insulin, terdiri dari beberapa macam bagian yang menggambarkan bentuk alat, dapat dijelaskan sebagai berikut : a. Diagram Mekanis nampak depan Diagram mekanis nampak depan terdiri dari beberapa beberapa bagian yaitu : Gambar 3.3 Diagram Mekanis nampak depan Keterangan : 1. Fan : Berfungsi untuk membuang suhu panas yang dihasilkan elemen peltier.

5 23 2. LCD 2X16 Karakter : Berfungsi untuk menampilkan suhu terbaca dan set point yang telah ditentukan. 3. Tombol terdiri dari : 1) : Berfungsi untuk mereset atau mengulang 2) : Berfungsi untuk play 3) : Berfungsi untuk menaikkan angka 4) : Berfungsi untuk menurunkan angka b. Diagram Mekanis nampak belakang Diagram mekanis nampak belakang terdiri dari beberapa beberapa bagian yaitu : Gambar 3.4 Diagram Mekanis nampak belakang Ketereangan : 4. Soket listrik berfungsi sebagai penghubung listrik selain kabel. 5. Fuse sebagai pengaman ketika ada korslet tegangan. 6. Saklar ON/OFF

6 Persiapan Alat Dalam penyusunan tugas akhir ini, digunakan beberapa alat penunjang, untuk membuat desain, membuat rangkain, melakukan pengukuran dan perhitungan. Alat penunjang tersebut dapat dilihat pada Tabel 3.1. Tabel 3. 1 Daftar Alat No Alat Jumlah 1 Multimeter Digital 1 2 Thermometer 2 3 Laptop Acer aspire 1 4 Atraktor 1 5 Bor 1 6 Cutter Acrylic 1 7 Solder Daftar Komponen Daftar komponen yaitu komponen komponen penting yang digunakan untuk menunjang keberhasilan pembuatan alat berupa hardware diuraikan pada Tabel 3.2 Daftar Komponen.

7 25 Tabel 3. 2 Daftar Komponen NO Nama Komponen Jumlah 1 Rangkaian driver relay IC PC817 5 Dioda 5 Resistor 5 Relay 5V 12DC 10A 5 2 Minimum system ATMEGA 16 1 Resistor 5 Kapasitor 2 Kristal 12 mhz 1 LED 3 mm 1 PIN sisir isi 40 2 Pcb 4X5 Cm 1 3 Display Resistor 1 LCD 2 X Desain Penelitian Jenis penelitian dalam tugas akhir ini menggunakan penelitian eksperimental yang dilakukan secara terstruktur berdasarkan blue print prosedur, dilakukan perbandingan data untuk mengetahui pengaruh perlakuan secara

8 26 langsung terhadap hal yang ditimbulkan dan diharapkan sehingga mendapat dampak atau akibat dari eksperimen (variable). 3.7 Pembuatan Alat Tahapan dalam membuat alat ini melalui beberapa proses yang terdiri dari: Tahap Perancangan Perangkat Keras Perancangan perangkat keras adalah dengan membuat modul berdasarkan rangkain hasil rekaya dan keteknikan, menjadi modul: 1. Rangkaian Power Supply 35A 12 Volt 350 watt. Untuk memberikan tegangan sumber yang dipergunakaan untuk menghidupkan peltier, digunakaan Power Supply yang berukuran 35A 12 Volt 350 watt. Gambar 3.5 Rangkaian Power Supply 35A 12Volt 350Watt Tegangan AC yang keluar dari trafo oleh dioda bridge diubah menjadi tegangan DC kemudian noise tegangan dihaluskan dengan kapasitor 2200µF sehingga tegangan AC yang keluar dari trafo oleh dioda bridge diubah menjadi tegangan DC kemudian noise tegangan dihaluskan oleh kapasitor 2200µF sehingga menjadi tegangan DC sempurna. Kemudian tegangannya dibatasi oleh IC Regulator Selanjutnya, transistor TIP 3055 ( untuk tegangan DC +5V)

9 27 dikuatkan arusnya sehingga besar arus output sama dengan besar arus yang dikeluarkan oleh trafo. Kemudian output dari transistor dihaluskan lagi dengan kapasitor 220µF dan 100nF agar tegangan output tetap stabil. 2. Rangkain adaptor 5Volt Rangkai skematik rangkaian adaptor 5 Volt dengan mengunakan aplikasi pada laptop, aplikasi yang digunakan pada pembuatan modul ini adalah proteus. Gambar skematik rangkaian power supply pada aplikasi proteus dapat dilihat pada Gambar 3.7 sebagai berikut: Gambar 3.6 Rangkaian Power Supply Tegangan AC yang keluar dari trafo oleh dioda bridge diubah menjadi tegangan DC kemudian noise tegangan dihaluskan dengan kapasitor 2200µF sehingga tegangan AC yang keluar dari trafo oleh dioda bridge diubah menjadi tegangan DC kemudian noise tegangan dihaluskan oleh kapasitor 2200µF sehingga menjadi tegangan DC sempurna. Kemudian tegangannya dibatasi oleh IC Regulator Selanjutnya, transistor TIP 3055 ( untuk tegangan DC +5V) dikuatkan arusnya sehingga besar arus output sama dengan besar arus yang dikeluarkan oleh trafo. Kemudian output dari transistor dihaluskan lagi dengan kapasitor 220µF dan 100nF agar tegangan output tetap stabil.

10 28 3. Rangkaian minimum sistem Rangkai skematik rangkaian minimum sistem dengan mengunakan aplikasi pada laptop, aplikasi yang digunakan pada pembuatan modul ini adalah proteus. Gambar skematik rangkaian minimum sistem pada aplikasi proteus dapat dilihat pada Gambar 3.8 sebagai berikut: Gambar 3.7 Rangkaian Minimum system ATMega16 Minimum system adalah suatu rangkaian yang dirancang dengan menggunakan komponen-komponen seminimum mungkin untuk mendukung kerja mikrokontroller, dirangkaian tersebut pada Gambar 3.8 terdapat IC ATMega16 sebagai otak dari seluruh kegiatan sistem minimum, lalu terdapat kapasitor 22pF (2 pcs), dan 100nF(1pcs) berfungsi sebagai menyimpan dan melepaskan muatan listrik atau energi listrik kemampuan untuk menyimpan muatan listrik pada kapasitor disebut kapasitansi atau kapasitas, kristal 11, MHz (1pcs) berfungsi sebagai pembangkit/pompa data yaitu bersifat timer (semacam clock)/ pulsa digital, resistor 4k7 sebagai penghambat arus untuk rangkaian reset pada

11 29 mikrokontroller, dan push button sebagai tombol pemilihan pada mikrokontroller. 1) Setelah skematik rangkaian jadi, tahap selanjutnya membuat layout dengan cara disablon pada papan pcb. Untuk gambar layout minimum sistem dapat dilihat pada Gambar 3.9 dan Gambar 3.10 Gambar 3.8 Layout nampak belakang Gambar 3.9 Layout nampak depan 4. Rangkaian Relay Rangkai skematik rangkaian Relay dengan mengunakan aplikasi pada laptop, aplikasi yang digunakan pada pembuatan modul ini adalah

12 30 proteus. Gambar skematik rangkaian minimum sistem pada aplikasi proteus dapat dilihat pada Gambar 3.11 sebagai berikut: Gambar 3.10 Rangkaian Relay 1) Setelah skematik rangkaian jadi, tahap selanjutnya membuat layout dengan cara disablon pada papan pcb. Untuk gambar layout modul relay dapat dilihat pada Gambar3.12 Gambar 3.11 Layout Modul Relay Tahap Perancangan Perangkat Lunak Perancangan Perangkat Lunak dengan software CVAVR untuk memproggram perangkat keras minimum system ATMega16, agar data dari module thermocopel dapat terbaca oleh minimumsystem ATMega16. Berikut akan dijelaskan program pokok yang digunakan pada pembuatan alat ini sebagai berikut:

13 31 a. Library Library atau fungsi adalah sejumlah fungsi yang berada pada file tertentu dan sengaja disediakan untuk mempercepat dan memudahkan penanganan berbagai hal (dalam pemograman) dengan cara memanggil fungsi yang telah dideklarasikan dalam file-file tersebut. Dalam banyak hal, file pustaka yang tersedia tidak disediakan dalam bentuk source-code melainkan dalam bentuk file hasil kompilasi. Sehingga fungsi yang ada didalam kode file tersebut dapat dikaitkan (incllude) dengan kode-kode program yang dibuat oleh programer dan hal ini sering disebut peroses linking, adapun library yang dipakai dapat dilihat pada listing program dibawah ini #include <mega16.h> //library ATMega16 #include <stdlib.h> //standarisasi libray #include <stdio.h> //standarisasi input dan output #include <delay.h> //library delay #define up PIND.1 //deklarasi tombol up #define down PIND.2 //deklarasi tombol down #define ok PIND.3 //deklarasi tombol ok #include <alcd.h> #include <spi.h> //library spi unsigned result,setpoint;//tipe data setinnging suhu dan data dari thermocouple int results; //tipe data dari thermocouple Listing 3.1 Library program b. Program fungsi (function) Fungsi adalah satu blok kode yang melakukan tugas tertentu atau satu blok intruksi yang di eksekusi ketika dipanggil dari bagian dalam satu program. Void (fungsi tanpa nilai balik) atau sering juga disebut

14 32 dengan prosedur. Disebut void karena fungsi tersebut tidak mengembalikan suatu nilai keluaran yang didapat dari hasil proses fungsi tersebut. Adapun program fungsi yang diakai pada alat medicooler inslin dapat dilihat pada listing program fungsi dibawah ini. void run(){//fungsi run while(1){ PORTB.4=0; //PORTB.4 diberi logika 0 result=(unsigned)spi(0)<<8; result =spi(0);//setting spi PORTB.4=1; //PORTB.4 diberi logika 0 lcd_clear(); //mengosongkan karakter pada lcd result=(unsigned)(((unsigned long)result*5000)/4096l);//rumus untuk mengolah data dari thermocouple sprintf(buf,"%4u.%u.%cc",result/40,(result%40),0xdf); //menampilkan data yang telah diolah lcd_gotoxy(0,0);lcd_putsf("c=")//menampilkan C=; lcd_gotoxy(3,0);lcd_puts(buf); results=result/40 //rumus if(setpoint>=results){portb.0=1;lcd_gotoxy(13,1);lcd_putsf("o FF");//jjika setpoint lebih besar dari result maka peltier off if(setpoint<=results){portb.0=0;lcd_gotoxy(13,1);lcd_putsf("o N.");} //jjika setpoint lebih kecilr dari result maka peltier on lcd_gotoxy(0,1);sprintf(buf1,"set= %d%cc ",setpoint,0xdf); lcd_puts(buf1); delay_ms(700) } } Listing 3.2 program fungsi. c. Program tampilan awal Program tampilan awal adalah suatu program yang memanggil fungsi berupa karakter angka yang akan ditampilkan pada display saat pertamakali ketika alat dinyalakan, adapun program yang dipakai dapat dilihat pada gambar 3.15 program tampilan awal.

15 33 lcd_init(16); lcd_gotoxy(5,0);lcd_putsf("gigan"); lcd_gotoxy(1,1);lcd_putsf("elektromedik"); delay_ms(1000); //Tampilan awal lcd_clear(); d. Program pengulangan (while) Listing 3.3 Tampilan awal While adalah suatu proses pengulangan yang belum diketahui jumlahnya. Pengecekan kondisi akan dilakukan terlebih dahulu, jika kondisi masih bernilai true, maka looping akan trus berlanjut. Statement while juga digunakan untuk menyatakan perulangan, adapun program yang dipakai dapat dilihat pada gambar 3.16 program pengulangan. if(!up) {setpoint=setpoint+1;}//jika tombol up ditekan setpoint bertambah 1 if(!down){setpoint=setpoint-1;}//jika tombol down ditekan setpoint berkurang 1 delay_ms(200); lcd_gotoxy(0,0);lcd_putsf("setting SUHU"); lcd_gotoxy(0,1);sprintf(buf1,"%d%cc",setpoint,0xdf) ; //menampilkan nilai suhu yang diinginkan lcd_puts(buf1); if(!ok){run();}//jika tombol ok ditekan maka memanggil fungsi run() Listing 3.4 Program pengulangan.

16 Rangkaian Keseluruhan Gambar 3.14 Rangkaian Keseluruhan

17 Teknik Analisis Data a. Rata rata Rata rata adalah nilai atau hasil pembagian dari jumlah data yang diambil atau diukur dengan banyaknya pengambilan data atau banyaknya pengukuran. Dirumuskan sebagai berikut : Xi Rata Rata ( X ) = (3-1) n Keterangan : X = rata rata Xi= Jumlah nilai data n = Banyak data ( 1,2,3,,n ) b. Simpangan Adalah selisih dari rata rata nilai harga yang dikehendaki dengan nilai yang diukur dapat dirumuskan sebagai berikut : Simpangan = Y X (3-2) Keterangan : Y = suhu setting X = rata - rata c. (%) Error Adalah selisih antara mean terhadap masing-masing datap dirumuskan sebagai berikut : DataSettin g Re rata Error % = x100% Datasetting (3-3)

18 Urutan pelaksanaan Kegiatan Metode pelaksanaan yang akan diterapkan dalam pembuatan rancang bangun alat ini dengan membuat kerangka kerja yang menjelaskan secara garis besar tahapan kegiatan yang akan dilakukan. Kerangka kerja kegiatan dapat dilihat pada Gambar 3.5. Gambar 3.12 Blok Diagram Kegiatan Studi Literatur Kajian ini dilakukan dengan mengkaji jurnal ilmiah, artikel dan buku tentang dampak penyimpanaan Insulin, uji kesesuaian box penyimpanan Insulin, jenis alat penyimpanaan dan metode dalam pengambilan data khususnya hasil data dari termostat Sehingga diketahui dampak yang ditimbulkan dan metode untuk mengatasi dampak tersebut agar mendapatkan solusi terbaik dan teknik dalam mengatasi masalah yang diakibatkan peltier.

19 Rekayasa dan Keteknikan Berdasakan cara kerja alat yaitu modul MAX6675 dibentuk dari kompensasi coldjunction yang outputnya didigitalisasi dari sinyal termokopeltipe- K. Data output memiliki resolusi 12-bit dan mendukung komunikasi SPI mikrokontroller secara umum. Data dapat dibaca dengan mengkonversi hasil pembacaan 12-bita data, lalu data yang terbaca akan ditampilkan ke Display yang memakai satuan C, melalui mikrokontroller relay akan diatur nyala dan matinya sesuai perintah yang ditentukan dan peltier akan di kondisikan dengan relay yang sudah di atur dengan mirokontrler Persiapan Alat dan Komponen Pada tahap ini peralatan yang digunakan yaitu bor, gunting, setrika, solder, obeng full set, tang, mata bor, laptop, pemotong akrilik (PCB). Komponen yang digunakan adalah modul termokopel, peltier, fan 12 DC, box alat yang terbentuk dari alumunium, VCP, dan komponen elektronika (multi turn, resistor, kapasitor, diode, LED dll) Tempat Dan Jadwal Kegiatan Penelitia Tempat penelitian Tempat dilakukan penelitian dan pengambilan data di lakukan di lab. Radiologi Program Vokasi program studi Teknik Elektromedik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

20 Pencatataan pengambilan data a. Waktu : 14 Mei 2017 sampai 23 Juli 2017 b. Temapat : Lab. Terapi dan Life Support c. Laptop : Acer aspire 14