SISTEM MONITORING SUHUINKUBATOR DAN BERAT BADAN PADA BAYI BERAT LAHIR RENDAH (BBLR) DI DALAM INKUBATOR BERBASIS PERSONAL COMPUTER(PC)

Transkripsi

1 SISTEM MONITORING SUHUINKUBATOR DAN BERAT BADAN PADA BAYI BERAT LAHIR RENDAH (BBLR) DI DALAM INKUBATOR BERBASIS PERSONAL COMPUTER(PC) Dida Permadani Septiningrum,Samsul Hidayatdan Heriyanto Jurusan Fisika Universitas Negeri Malang Bayi Berat Lebih Rendah (BBLR) masih merupakan masalah di dunia karena penyebab kesakitan dan kematian pada masa bayi baru lahir. Sehingga bayi harus diletakkan di dalam inkubator untuk membantu mempertahankan suhu tubuh normalnya. Oleh sebab itu, diperlukan monitoring yang detail pada suhu inkubator untuk mengawasi stabilisasi suhu yang diterima oleh bayi dan berat badan bayi sebagai acuan pengaturan suhu inkubator. Monitoring dilakukan secara terpusat melalui komputer untuk memudahkan pengawasan berkala oleh pihak rumah sakit. Data yang dikirim tersimpan dalam database. Tujuan dari penelitian ini adalah merancang bangun alat pengukur suhu dan massa beserta distribusinya, serta mengkharakterisasi alat hasil rancang bangun sistem monitoring suhu dan massa. Langkah-langkah penelitian yang dilakukan adalah membuat rancangan berupa software maupun hardware, kemudian melakukan pengujian setiap tahap dari alat yang dirancang. Selanjutnya menguji seluruh sistem apakah telah bekerja sesuai rencana. Tegangan yang diperoleh dari sensor utama LM35 dan loadcell akan dilakukan analisis data untuk mencari fungsi transfer antara suhu dan tegangan, massa dan tegangan. Hasil analisis data tersebut kemudian digunakan sebagai referensi monitoring suhu dan massa oleh mikrokontroler. Hasil penelitian meliputi komponen hardware dan software. Tegangan masukan dari LM35 dan Loadcell diolah oleh ADC pada mikrokontroler ATMega 16 menggunakan bahasa Algoritm Boilder kemudian ditampilkan pada LCD. Pada program monitoring suhu dan massa, PC juga berfungsi sebagai pengontrol transfer data dari mikrokontroler. Data yang diterima dari mikrokontroler akan tersimpan secara otomatis dalam database dan ditampilkan pada tabel disertai waktu pengiriman data. Alarm berbunyi ketika suhu dalam box inkubator dibawah atau di atas normal. Kata Kunci:BBLR, ATMega 16, Monitoring, delphi 7.0, serial asinkron. I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Bayi Berat Lebih Rendah (BBLR) masih merupakan masalah di dunia. Hal ini dikarenakan BBLR adalah salah satu penyebab kesakitan dan kematian pada masa bayi baru lahir, sebanyak 25% bayi baru lahir dengan BBLR meninggal. Di Indonesia angka kejadian BBLR berkisar dari 9 hingga 30%. (SDKI, 2007) Hal utama yang perlu dilakukan kepada bayi dengan berat dibawah normal (<2500 gram) adalah meletakkannya di dalam inkubator untuk mempertahankan 1

2 2 suhu tubuh normalnya. Pengaturan suhu inkubator harus dilakukan sesuai dengan umur (hari) dan berat badan bayi tersebut. Suhu inkubator akan diturunkan secara bertahap setiap hari sebanyak 1 C (tidak kurang dari 32 C dan bebas aliran angin). Selain itu, perubahan berat badan bayi mencerminkan kondisi bayi yang erat kaitannya dengan daya tahan tubuh. Sehingga berat badan pada BBLR yang fluktuasi harus dipantau secara berkala. Bukan hanya berat badan bayi saja yang harus dipantau, namun pengawasan terhadap suhu inkubator juga diperhatikan pula mengingat bayi dengan berat lebih rendah mudah mengalami hipotermia atau suhu bayi dibawah normal (suhu < 36,5 C). Stabilisasi suhu harus tetap dijaga agar bayi tetap hangat. Oleh sebab itu, pengawasan berat badan dan suhu inkubator harus dilakukan dari waktu ke waktu oleh pihak rumah sakit. Pengawasan ini dilakukan secara terpusat melalui komputer, agar perawat dapat mengetahui dengan cepat ketika kondisi bayi tidak normal. Sehingga bayi segera mendapatkan penanganan medis saat kondisi kesehatannya menurun. Selain itu juga memudahkan perawat dalam pemeriksaan awal terhadap kesehatan bayi melalui pemantauan berat badan secara berkala. Manfaat lain yang diperoleh adalah perawat tidak perlu bolak-balik untuk menimbang bayi dan mengawasi suhu inkubator, serta dapat mengurangi tingkat keteledoran perawat dalam pengaturan suhu inkubator yang disesuaikan dengan berat badannya. Pengawasan melalui komputer juga dilengkapi dengan alarm peringatan tanda bahaya yang akan berbunyi dalam ruang pengawasan. Sehingga tidak menimbulkan kebisingan di dalam ruang inkubator. Berdasarkan pemaparan di atas maka akan dilakukan penelitian dengan judul SISTEM MONITORING SUHU INKUBATOR DAN BERAT BADAN PADA BAYI BERAT LAHIR RENDAH (BBLR) DI DALAM INKUBATOR BERBASIS PERSONAL COMPUTER (PC). B. Tujuan Penelitian dan Pengembangan 1. Merancang bangun alat pengukur suhu dan massa beserta distribusinya. 2. Mengkharakterisasi alat hasil rancang bangun sistem monitoring suhu dan massa. II. Landasan Teori 2.1 Bayi Berat Lahir Rendah (BBLR) Bayi berat lahir rendah (BBLR) adalah bayi dengan berat lahir kurang dari 2500 gram tanpa memandang usia gestasi. Secara umum gambaran klinis pada bayi berat lahir rendah adalah panjang kurang dari 45 cm, lingkaran dada kurang dari 30 cm, lingkaran kepala kurang dari 33 cm. Dalam penanganan BBLR diperlukan perawatan khusus karena kondisi tubuh yang belum stabil sehingga mempunyai permasalahan yang banyak pada sistem tubuhnya. Salah satu permasalahan yang sering muncul adalah ketidakstabilan suhu tubuh.stabilisasi suhu harus tetap dijaga agar bayi tetap hangat. Penanganan medis yang sering diberikan kepada bayi prematur atau BBLR adalah menggunakan inkubator bayi. Inkubator merupakan alat yang dilengkapi dengan pengatur suhu dan kelembaban udara agar bayi selalu hangat. Pengaturan suhu ini disesuaikan dengan kondisi bayi terutama berat badan bayi. Bila bayi prematur lahir dengan berat badan di bawah 2000 gram, maka suhu dalam inkubator harus berkisar 32 C. Bila berat badannya kurang dari 2500 gram, suhu inkubator harus 30 C. Suhu inkubator akan diturunkan secara bertahap setiap hari sebanyak 1 C, sehingga akhirnya bayi dapat menyesuaikan diri dengan lingkungan luar.

3 3 2.2 Transmisi Data Digital Transmisi data digital yang digunaka dalam penelitian ini adalah transmisi serial asinkron. Transmisi serial adalah transmisi dimana dalam satu satuan waktu hanya satu bit yang disalurkan. Dengan demikian data yang terdiri atas banyak bit, dikirim secara berurutan satu persatu.komunikasi ini mempunyai kelebihan yaitu hanya membutuhkan satu jalur dan kabel yang sedikit dibandingkan dengan komunikasi paralel. Transmisi data serial memerlukan piranti tambahan yang disebut UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitte) untuk mengkonversi data pararel menjadi serial atau sebaliknya. Data dapat dikirim dengan tiga kabel untuk konfigurasi null modem, yaitu TXD (saluran kirim), RXD (saluran terima) dan Ground. Transmisi serial asinkron digunakan bila pengiriman data dilakukan satu karakter setiap kali. Antara satu karakter dengan yang lainnya tidak ada waktu jeda yang tetap. Karakter dapat dilakukan sekaligus ataupun beberapa karakter kemudian berhenti untuk waktu tidak tentu, lalu mengirimkan sisanya. Metode komunikasi yang digunakan adalah komunikasi half duplex yaitu komunikasi dua arah antara dua titik yang masing-masing mempunyai pengirim dan penerima. Komunikasi ini tidak dapat berlangsung secara bersamaan atau dalam waktu yang sama tetapi secara bergantian. 3. Mikrokontroler ATMega16 Konfigurasi pin ATmega16 dengan kemasan 40 pin DIP ( Dual In-line Package) dapat dilihat pada gambar 2.1. Gambar 2.1 Konfigurasi Pin Atmega 16 (Sumber: Datasheet Atmega 16) Dari gambar diatas dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing pin ATMega16 sebagai berikut: 1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya. 2. GND merupakan pin Ground. 3. Port A (PA0... PA7) merupakan pin input/ output dua arah dan pin masukan ADC. 4. Port B (PB0... PB7) merupakan pin khusus. 5. Port C (PC0... PC7) merupakan pin khusus. 6. Port D (PD0... PD7) merupakan pin khusus seperti TXD (USART Output Pin) pada PD1 dan RXD (USART Input Pin) pada PD0. 7. Reset merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroller. 8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal dari sebuah komponen crystal. 9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC. 10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC 4. Converter USB to TTL Konverter USB to TTL yang digunakan adalah CP2102. Konverter ini menyediakanarusmaksimum 100mA dan memiliki generator clock 96Mhz.

4 4 Konektor adalah tipe konektor A male pada sisi USB dan 6x1 soket tunggal di sisi lainnya. Enam kaki pada Konverter ini memiliki fungsi terhubung yaitu, RST, data output TXD asynchronous (UART mengirimkan), data masukan RXD asynchronous (UART menerima), keluaran tegangan 5 volt, keluaran tegangan 3,3 volt dan ground (GND). 5. LM35 Sensor suhu adalah suatu tranduser yang digunakan untuk mengkonversi besaran suhu menjadi besaran listrik. Sensor suhu yang biasa digunakan adalah IC LM35 yang tidak memerlukan kalibrasi eksternal ataupun timing khusus, dengan range pengukuran antara 0 C C. Sensor ini mempunyai karakteristik yang linier terhadap suhu dalam derajad celcius ( C) serta sensitifitas sebesar 10mV/ C dengan rentang daya operasi antara 4 Volt hingga 30 Volt. 6. Loadcell Load cell adalah alat yang mengeluarkan signal listrik proporsional dengan gaya / beban yang diterimanya. Load cell yang dipakai dalam penelitian ini memiliki kapasitas berat maksimum 10kg. Pada saat load cell digunakan, di bagian bawah dan atas load cell diberi alas untuk memudahkan kinerja load cell. Jika terdapat beban pada load cell maka load cell akan bergerak ke bawah dan mengeluarkan tegangan yang nantinya akan diolah oleh mikrokontroler. Pada saat dalam kondisi tidak ada beban tegangan keluaran dari load cell tersebut adalah 0V III. METODE PENELITIAN Metode penelitian yang digunakan adalah metode penelitian dan pengembangan (research and development). Metode penelitian dan pengembangan (research and development) adalah penelitian yang bertujuan untuk mengembangkan atau menghasilkan suatu produk, program atau model kegiatan tertentu.metode penelitian dan pengembangan ini menggunakan model prosedural. Model prosedural adalah model yang bersifat deskriptif yaitu menggariskan langkah-langkah yang harus diikuti untuk menghasilkan suatu alat. Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: 1) LM35, 2) Loadcell, 3)Power Supply 12V / 2 A, 4)PC, 5) USB to TTL Serial CP 2102, 6) Minimum System ATMega16 dan IC. Diagram blok perancangan perangkat keras dalam penelitian ini ditunjukkan pada gambar 3.2 Gambar 3.1 Diagram Blok Perangkat Keras Datadalam penelitian dan pengembangan ini didapatkan dengan menggunakan pengujian aplikasi program monitoring suhu dan massa.pengujian dan pengukuran yang dilakukan dalam penelitian ini antara lain: pengujian sensor suhu LM35, pengujian sensor massa Loadcell, pengujianadc ATMega16, hasil pengujian komunikasi serial dengan hyperterminal, hasil pengukuran konsumsi daya alat dan hasil pengujian sistem secara keseluruhan. Proses analisis data dilakukan untuk mengetahui apakah sistem bekerja sesuai dengan perencanaan yang dilakukan pada masing-masing pengujian. IV. HASIL PENELITIAN Pada penelitian ini didapatkan hasil pengujian sebagai berikut: 1. Output dari Sensor suhu dan massa dapat diolah dengan ADC ATMega Mikrokontroller dapat berkomunikasi serial dengan PC.

5 5 3. Konsumsi daya total alat sebesar 0,2 Watt. 4. Hasil pengiriman data dari mikrokontroler menuju PC 5. Hasil record pada sistem monitoring suhu dan massa dapat dilihat pada gambar 3.1 Kadir, Abdul (2004), Pemrograman Database dengan Delphi 7 Menggunakan Access ADO. Yogyakarta: ANDI Offset. Proverawati Atikah, & Ismawati Cahyo, S. (2010). BBLR :Berat Badan Lahir Rendah. Yogyakarta: Nuha Medika Sugiharto, Agus Penerapan Dasar Tranduser Dan Sensor. Yogyakarta: Kanisius. Gambar 4.1Tampilan File Record Inkubator 1 pada Program Monitoring Suhu Dan Massa Survei Demografi dan Kesehatan Indenesia (SDKI) Kondisi Angka Kematian Neonatal, Bayi, dan Balita di Indonesia. Jakarta. VKESIMPULAN DAN SARAN 4.1 Kesimpulan 1. Dapat membuat alat pengukur suhu dan massa beserta distribusinya menuju komputer. 2. Dapat mengkharakterisasi alat pengukur suhu dan massa, serta sistem monitoring suhu dan massa yang ditampilkan pada layar komputer. 4.2 Saran 1. Penelitian lebih lanjut untuk sistem pemantauan suhu dan massa hendaknya dilengkapi dengan pengontrolan suhu inkubator secara otomatis dengan menggunakan perbandingan massa bayi. 2. Penelitian lebih lanjut sistem monitoring suhu dan massa hendaknya lebih dari tiga inkubator 3. Penelitian lebih lanjut sistem monitoring suhu dan massa ini dapat dimanfaatkan dalam bidang lain, misalnya digunakan untuk keperluan lab. kimia. DAFTAR RUJUKAN