Seminar Tugas Akhir Mei 2016

Transkripsi

1 Seminar Tugas Akhir Mei 0 Incubator Bakteri Bacillus Stearothermophillus berbasis Mikrokontroller untuk tes Mikrobiologi pada Autoclave Deni Fatharoni Hartono, Andjar Pudji, Moch.Prastawa A.T.P. Jurusan Teknik Elektromedik Politeknik Kesehatan Kemenkes Surabaya Jln. Pucang Jajar Timur No. 0 Surabaya ABSTRAK Alat Incubator Bakteri Bacillus Strearothermophillus digunakan untuk mengetahui kinerja dari autoclave. Pada tugas akhir ini, penulis membuat uji kinerja autoclave dengan menggunakan bakteri Bacillus Strearothermophillus. Penulis merancang dengan menggunakan Mikrokontroler ATMega A. Proses uji kinerja Autoclave dengan menggunakan bakteri karena fungsi dari autoclave digunakan untuk mensterilkan mikrobiologi yang berbahaya maka saat autoclave diberi bakteri Bacillus Strearothermophillus dan dilakukan penstrilan bakteri tersebut seharusnya mati. Namun secara langsung setelah bakteri tersebut distrilkan tidak dapat diamati, apakah bakteri tersebut telah mati atau belum, maka perlu di incubasi sesuai suhu yang disukai oleh bakteri tersebut. Setelah diincubasi selama kurang lebih dua hari, jika bakteri tersebut masih hidup maka bakteri akan berubah warna menjadi kuning, warna kuning tersebut yang akan dibaca oleh sensor warna TCS00. Idealnya jika bakteri tersebut tidak berubah warna setelah disterilkan dan di incubasi maka bakteri tersebut telah mati atau Autoclave berfungsi dengan baik, namun jika bakteri tersebut setelah disterilkan dan dilakukan proses incubasi berubah warna maka bakteri tersebut masih hidup atau proses sterilisasi telah gagal. Hasil pengujian alat menunjukan bahwa suhu Incubasi memiliki tingkat error,% terhadap Volt meter dan -0,% terhadap termometer. Kata Kunci: Bacillus Strearothermophillus, Autoclave, Incubasi. Latar Belakang Masalah Incubator bakteri bacillus stearothermophillus adalah alat pengkondisi suhu lingkungan yang cocok untuk pertumbuhan Bakteri bacillus stearothermophillus di dalam ampuls bakteri, yang berisi bakteri Bacillus Stearothermophillus. Incubator bakteri bacillus stearothermophillus digunakan untuk memastikan hasil proses dari sterilisator, namun sterilisator yang dimaksudkan ialah sterilisator steam. Prinsip kerja peralatan ini dengan mempertahankan suhu lingkungan kering 0 C-0 C, karena dengan suhu tersebut, bakteri bacillus stearothermophillus dapat berkembang secara optimal. Dengan mengkondisikan suhu lingkungan, akan terjadi perubahan warna pada ampuls bakteri dan juga dapat diindikasikan apakah ampuls bakteri tersebut layak digunakan atau tidak. Selain itu perubahan warna pada ampuls bakteri tersebut, dapat memastikan proses sterilisasi telah berhasil atau tidak.` Parameter untuk melihat kondisi bakteri dalam ampuls akan ditandai terjadinya perubahan warna dari ungu ke ungu yang artinya proses sterilisasi telah berhasil, dan dari ungu ke kuning yang artinya proses sterilisasi gagal. Alat ini biasa ditempatkan diruang Central Sterile Supply Department (CSSD) Menurut (Dr. I. P Flug, september 9) bahwa bakteri dalam ampuls setelah proses sterilisasi seharusnya mati seluruhnya, dan tidak menyisakan satu pun bakteri yang masih hidup. Apabila masih ada bakteri yang hidup maka sisa bakteri tersebut akan berkembang biak menjadi lebih banyak dan menutupi bagian dalam ampuls yang akan berubah warna menjadi kuning. Kondisi seperti ini sulit untuk memastikan apakah ada atau tidaknya bakteri dalam ampuls yang masih hidup, sehingga diperlukan alat incubator bakteri untuk mengecek kondisi bakteri yang masih hidup dalam ampuls. Penulis menemukan alat Incubator bakteri bacillus stearothermophillus di rumah sakit Sidoarjo pada bulan Agustus tahun 0 saat kegiatan Praktek Kerja Lapangan

2 Seminar Tugas Akhir Mei 0 mahasiswa dengan spesifikasi teknis menggunakan heater kering untuk proses inkubasi selama jam. Saat ini alat tersebut diatas masih belum ada dilaboratorium Bedah Anastesi kampus Teknik Elektromedik, sehingga penulis terinspirasi untuk membuat replikasi alat Incubator bakteri bacillus stearothermophillus berbasis mikrokontroller dengan penambahan sensor warna. Berdasarkan latar belakang masalah diatas penulis membuat Incubator bakteri bacillus stearothermophillus berbasis mikrokontroller... Batasan Masalah... Ampuls Bakteri yang digunakan adalah ampuls bakteri yang berisi bakteri bacillus stearothermophillus... yang digunakan C... Toleransi suhu ± C... Sensor suhu yang digunakan menggunakan sensor LM... Sterilisator yang digunakan menggunakan Sterilisator dengan uap... Waktu Incubasi hari... Menggunakan Heater Kering... Menggunakan IC ATMEGA..9. Mengunakan LCD x. Rumusan Masalah Dapatkah dibuat Alat Incubator bakteri bacillus stearothermophillus berbasis Mikrokontroller?. Tujuan Penelitian.. Tujuan Umum Dibuatnya alat Incubator bakteri bacillus stearothermophillus berbasis Mikrokontroller.. Tujuan Khusus ) Membuat rangkaian sensor suhu ) Membuat rangkaian Minimum system ) Membuat desain mekanik secara keseluruhan ) Uji coba alat. Manfaat Penelitian.. Manfaat Teoritis... Meningkatkan wawasan dan pengetahuan di bidang bedah anastesi khususnya kalibrasi autoclave... Dapat dijadikan referensi bagi mahasiswa yang ingin mengembangkan lebih lanjut pada kalibrasi mikrobiologi pada autoclave jenis lainnya.. Manfaat Praktis... Membantu proses kegiatan pembelajaran di mata kuliah bedah dan anasthesi serta kalibrasi... Membantu cara untuk memastikan hasil kerja Autocalve. Tinjauan Pustaka. Bacillus Stearothermophillus Bacillus Stearothermophillus diklasifikasikan sebagai salah satu bakteri Termofilik Obligat. Ciri bakteri Bacillus Stearothermophilus tumbuh pada temperatur mulai 0- derajat C, dengan suhu pertumbuhan optimal pada 0-0 C selama jam (Harold Eddleman, 99). Bakteri ini dapat ditemukan di banyak berbagai lingkungan yang hangat. Bacillus mempunyai sifat yang lebih menguntungkan daripada mikroorganisme lain karena dapat bertahan hidup dalam waktu yang lama pada kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan untuk pertumbuhannya (Wong, 99). The M Attest -S adalah indikator Biologi yang digunakan pada tes mikrobiologi sterilisator steam untuk memastikan hasil dari proses sterilisasi dengan nama lain ampuls bakteri. Indikator biologi ini perlu di incubasi untuk memastikan hasil dari proses sterilisasi, suhu yang dgunakan untuk proses incubasi adalah C dengan toleransi suhu ± C.

3 Seminar Tugas Akhir Mei 0 Indikator Biologi ini berisi bakteri Bacillus Stearothermophilus dengan populasi sekitar bakteri. Indikator untuk melihat hasil prosesnya dilihat pada gambar dibawah ini:. Autoclave Autoclave adalah alat pemanas tertutup yang digunakan untuk mensterilisasi suatu benda menggunakan uap bersuhu dan bertekanan tinggi ( 0 C, lbs) selama kurang lebih menit. Penurunan tekanan pada autoklaf tidak dimaksudkan untuk membunuh mikroorganisme, melainkan meningkatkan suhu dalam autoklaf. yang tinggi inilah yang akan membunuh microorganisme. Gambar. Indikator Perubahan Sumber : Sterilization Verfication by Utlization Biological Indicators University of Windsor Chemical Control Centre Gambar. Komponen dalam ampuls bakteri Sumber : Product Profile The M Attest -S. Inkubasi Inkubasi adalah proses penjagaan atau perawatan sesuatu hal dengan kondisi tertentu agar sesuatu hal tersebut dapat berkembang dengan baik. Contohnya inkubasi bakteri yaitu mempertahankan kondisi lingkungan yang disukai bakteri yang bertujuan untuk memantau perkembangan dan pertumbuhan bakteri. Masa inkubasi adalah waktu yang dibutuhkan untuk melangsungkan proses pertumbuhan bakteri dengan baik dan sempurna. Inkubasi dalam kedokteran dan fisiologi adalah masa dari saat penyebab penyakit masuk ke dalam tubuh (saat penularan) sampai ke saat timbulnya penyakit itu; masa tunas, sedangkan menurut Biologi, Inkubasi adalah penetasan telur dengan pengeraman atau pemanasan buatan (Kamus Besar Bahasa Indonesia Online, 0) Gambar. Autoclave Sumber : Copyright 0. Dunia Alat Kedokteran Autoclave ditujukan untuk membunuh endospora, yaitu sel resisten yang diproduksi oleh bakteri, sel ini tahan terhadap pemanasan, kekeringan, dan antibiotik. Pada spesies yang sama, endospora dapat bertahan pada kondisi lingkungan yang dapat membunuh sel vegetatif bakteri tersebut. Endospora dapat dibunuh pada suhu 00 C, yang merupakan titik didih air pada tekanan atmosfer normal. Pada suhu C, endospora dapat dibunuh dalam waktu - menit, dimana sel vegetatif bakteri dapat dibunuh hanya dalam waktu -0 detik pada suhu C. Perhitungan waktu sterilisasi autoclave dimulai ketika suhu di dalam autoklaf mencapai C. Jika objek yang disterilisasi cukup tebal atau banyak, transfer panas pada bagian dalam autoclave akan melambat, sehingga terjadi perpanjangan waktu pemanasan total untuk memastikan bahwa semua objek bersuhu

4 Seminar Tugas Akhir Mei 0 C untuk waktu 0- menit. Performa autoklaf diuji dengan indicator biologi, contohnya Bacillus stearothermophilus ( Dunia Alat Kedokteran, 0 ).. Sensor TCS00 Sensor warna TCS00 merupakan sensor warna yang sering digunakan pada aplikasi mikrokontroler untuk pendeteksian suatu object benda atau warna dari objet yang di monitor. Pada dasarnya sensor warna TCS00 adalah rangkaian photo dioda yang disusun secara matrik array dengan buah konfigurasi photodioda yang berfungsi sebagai filter warna merah, photodiode sebagai filter warna biru dan photo dioda lagi tanpa filter warna. Sensor warna TCS00 merupakan sensor yang dikemas dalam chip DIP pin dengan bagian muka transparan sebagai tempat menerima intensitas cahaya yang berwarna. Kontruksi sensor warna TCS00 dapat dilihat pada gambar berikut. Tabel Konfigurasi S dan S Sensor TCS00 S S Fotodioda yang Aktif 0 0 Pemfilter Merah 0 Pemfilter Biru 0 Tanpa Filter Pemfilter Hijau Pemfilter photodiode akan mengeluarkan arus yang besarnya sebanding dengan kadar warna dasar cahaya yang menimpanya. Arus ini kemudian dikonversikan menjadi sinyal kotak atau pulsa digital dengan frekuensi sebanding dengan besarnya arus. Frekuensi Output ini bisa diskala dengan mengatur kaki selektor S0 dan S. Penskalaan Output bisa dilihat pada tabel dibawah. Tabel Penskalaan Output Sensor TCS00 S0 S Skala Frekuensi Output 0 0 Power Down 0 % 0 0% 00% Gambar. Modul Sensor TCS00 Sumber: alicdn.com Gambar. Konstruksi Sensor TCS00 Pada sensor warna TCS00 terdapat selektor S dan S yang berfungsi untuk memilih kelompok konfigurasi photodiode yang akan digunakan atau dipakai. Kombinasi fungsi S dan S dalam pemilihan kelompok photodiode adalah sebagai berikut. Gambar. Skematik Modul Sensor TCS00

5 Seminar Tugas Akhir Mei 0 Metodologi. Diagram Mekanis perubahan warna dan suhu yang disensor akan ditampilkan pada LCD Test Point LCD Incubator. Diagram Alir Mulai Timer bekerja Heater bekerja Gambar. Blok Diagram Mekanis Proses Inkubasi. Blok Diagram Tidak Timer Display LCD Perubahan Sensor µc Indikator Perubahan Display Ya Buzzer berbunyi Perubahan Monitoring Perubahan Sensor warna Ampuls Bakteri Gambar. Blok Diagram Rangkaian Cara Kerja Blok Diagram Saat alat dihidupkan IC mikrokontroller akan melakukan inisialisasi. Lalu timer bekerja sesuai waktu yang disetting. Saat timer bekerja, heater melakukan proses pemanasan untuk proses Incubasi, sesuai suhu yang diseting dan juga sensor warna akan mendeteksi perubahan warna pada ampuls Bakteri, jika ada perubahan warna, buzzer akan berbunyi. Selanjutnya Gambar. Diagram Alir Cara Kerja Diagram Alir Ketika alat dihidupkan proses dimulai dan timer bekerja. Saat timer bekerja maka heater juga bekerja dan proses inkubasi dimulai. Jika tidak terjadi perubahan warna pada ampuls maka proses inkubasi akan terus dilanjutkan. Jika terjadi perubahan warna maka buzzer akan berbunyi, Display akan menampilkan perubahan warna dan proses telah selesai.. Desain Exsperimental Rancangan desain experimental alat ini menggunakan metode preeksperimental dengan jenis penelitian One Group Post Test Design. Pada rancangan ini, peneliti hanya melihat hasil perlakuan pada satu kelompok objek tanpa ada kelompok pembanding dan kelompok kontrol. Paradigma dalam penelitian

6 Seminar Tugas Akhir Mei 0 eksperimen mode ini dapat digambarkan sebagai berikut : Perlakuan X O Diukur. Jadwal Kegiatan Jadwal kegiatan penulis susun menurut jadwal kalender Akademik yang ada di PoleteknikKesehatan Jurusan Teknik Elektromedik Surabaya. Tabel. Jadwal Kegiatan X = Treatment/perlakuan yang diberikan (variable independent) O = Observasi (Variabel Dependen). Variabel Penelitian.. Variabel Bebas Sebagai variabel bebas adalah lingkungan dalam alat.. Variabel Terikat Sebagai variabel terikat adalah Perubahan.. Variabel Moderator Sebagai variabel Moderator adalah lingkungan diluar Alat. Definisi Operasional Dalam kegiatan operasionalnya, variabelvariabel yang digunakan dalam pembuatan modul, baik variabel tekendali, tergantung, dan bebas memiliki fungsi-fungsi antara lain : Tabel. Tabel Variabel Variabel lingkungan dalam alat (V. Bebas) Perubahan (V. Terikat) Lingkungan diluar alat (V. Moderator) Definisi Operasional Variabel diukur alat yang dalam Perubahan warna bakteri diluar Alat yang mempengaruhi suhu dalam alat Alat Ukur Sensor LM Sensor Sensor LM Hasil ukur derajat Frekue nsi derajat Skal a- uku r C Hert z (Hz ) C Hasil pengukuran dan Analisis. Pengukuran Test Point Tabel. Pengambilan Data Frekuensi output sensor warna menggunakan sample warna acak Modul Osiloskop (Hz) A B C 9 D E F 0 0 G 0 H 0 I 0 J K 9 00 L

7 0 C 0 Menit B jam : menit : detik Berubah Kuning Sterilisasi gagal 00 C 0 Menit B jam : menit : 0 detik Berubah Kuning Sterilisasi gagal Sterilisasi Lama Waktu Sterilisasi Bakteri Lama Inkubasi Hasil Ket GND VCC 0 C 0 Menit B > jam ungu Sterilisasi berhasil 0 C 0 Menit B > jam ungu Sterilisasi berhasil 90 C 0 Menit B Jam : 0 Menit : 0 detik Berubah kuning Sterilisasi gagal (Bakteri Kadaluarsa ) Seminar Tugas Akhir Mei 0. Pengukuran terhadap Kalibrator Tabel. Pengukuran suhu terhadap Volt Meter Modul Volt Meter,0 C 0, V,0 C 0, V, C 0, V,0 C 0, V, C 0, V, C 0. V,09 C 0, V, C 0, V 9, C 0, V 0,09 C 0, V, C 0, V,9 C 0, V, C 0, V Jumlah,, Tabel. Pengukuran terhadap Termometer Modul ( C) Termometer ( C) T, T, T, T,09 T,0 T,0 T,09 T, T9,09 T0, Jumlah, Tabel. Data Pengujian Fungsi Sterilisator Filter Merah (Hz) Filter Hijau (Hz) Filter Biru (Hz) Filter Clear (Hz) Bakteri Ungu (Hasil Nilai Filter) LCD 90 OSILOSKOP,,, 9 Bakteri Kuning (Hasil Nilai Filter) LCD 00 OSILOSKOP 0,9,, Pembahasan. Rangkaian Minimum Sistem C pf C pf Y XTAL +v C 00nF R K SW Reset rst PA0 PA PA PA PA PA PA PA PB0 PB PB PB PB mosi miso sck +v 9 RESET PC0/SCL PC/SDA XTAL PC/TCK XTAL PC/TMS 0 PC/TDO 9 PA0/ADC0 PC/TDI PA/ADC PC/TOSC 9 PA/ADC PC/TOSC PA/ADC PA/ADC PD0/RXD PA/ADC PD/TXD PA/ADC PD/INT0 PA/ADC PD/INT PD/OCB 9 PB0/T0/SCK PD/OCA 0 PB/T PD/ICP PB/AIN0/INT PD/OC PB/AIN/OC0 PB/SS PB/MOSI 0 PB/MISO AVCC PB/SCK AREF AGND PC0 PC PC PC PC PC PC PC PD0 PD PD PD PD PD PD PD +v +v J J ATMEGAA R0 0K J0 CON PB0 PB PB PB PB PA0 PA PA PA PA PA PA PA PA0 J +v mosi miso sck J9 rst PD PD PD PD PD PD CON J +v J LM J R Tidak 0K R 0 +v PC PC PC PC PC PC PC 9 0 J WARNA SENSOR LCD Gambar. Rangkaian Minimum Sistem

8 Seminar Tugas Akhir Mei 0. Driver Heater J ac 0 J Heater R 0 Q Disable Timer Disable Interrupts TRIAC Dataadc = Getadc(0) _ = Dataadc * _ = _ / 0 _ = _ * 00 R 0 Locate, Lcd Fusing(suhu_, "#.##") Enable Timer Enable Interrupts If _ > Then Portb.0 = 0 Else Portb.0 = End If MOC0 U R k Gambar. Rangkaian Driver Saklar Heater. Driver Sensor VCC 0 PA PA PA PD PA PA S0 S LED OUT S S Gambar. Driver Modul sensor warna J In mikro..pembahasan Kinerja Sistem Keseluruhan Minimum system ATMEGA A telah diprogram untuk membaca dan Output dari sensor warna. Pembacaan suhu digunakan untuk proses inkubasi dengan suhu setting derajat celcius. Berikut adalah sub program untuk membaca suhu dari LM J SENSOR WARNA Proses Inkubasi tersebut digunakan untuk mengkondisikan suhu lingkungan yang disukai bakteri bacillus Stearothermophillus yang akan merubah warna bakteri tersebut menjadi kuning. tersebut akan dibaca oleh sensor warna TCS00 dengan mengeluarkan output berupa frekuensi. yang dibaca TCS00 berupa warna acak setiap perbedaan akan menghasilkan frekuensi yang berbeda pula. Frekuensi yang yang sesuai dengan warna yang diinginkan yang akan disadap. S = S = 0 Frequensi = 0 Tandadetik = 0 Tcntl = Low(inisial) Tcnth = High(inisial) Enable Timer Do Bitwait Outhz, Set Bitwait Outhz, Reset Frequensi = Frequensi + Loop Until Tandadetik = Disable Timer ' aktifkan timer enable Ovf0 Fputih = Frequensi Locate, 0 If Fputih > And Fputih < 0 Then Lcd "selesai" Portb. = 0 Portb. = 0 Else Lcd " proses " Portb. = Portb. = End If Sedangkan At mega telah diprogram untuk pewaktu dengan menggunakan RTC, ATMEGA akan mencata waktu jika mendapat logika 0 yag masuk ke PORTC.0 Getdatetime Xs = _hour Ys = _min Zs = _sec Do Getdatetime Upperline Disptime Lowerline Dispdate

9 Seminar Tugas Akhir Mei 0 If Pinc.0 = 0 Then Xx = _hour Yy = _min Zz = _sec Cls Do Upperline Lcd "T OFF = " ; Xx ; ":" ; Yy ; ":" ; Zz Lowerline Lcd "T ON = " ; Xs ; ":" ; Ys ; ":" ; Zs Loop End If PENUTUP. KESIMPULAN Setelah dilakukan pengukuran dan analisa data penulis dapat menyimpulkan sebagai berikut : ) Telah dapat dibuat alat uji kinerja Autoclave berbasis Mikrokontroller ) Minimum system dapat menampilkan hasil pembacaan perubahan warna pada bakteri. ) Menggunakan dua Atmega sebagai pemroses data... SARAN Dari hasil penelitian, dapat dianalisa kekurangan dari alat yang penulis buat. Berikut ini adalah beberapa saran yang dapat dipertimbangkan untuk penyempurnaan penelitian lebih lanjut: ) Dapat dibuat lebih portable ) Menggunakan bakteri sekaligus sebagai pembanding ) Peletakkan sensor harus tepat dan tidak berubah-ubah, karena dapat mempengaruhi nilai frekuensi yang didapatkan. ) Modul harus dibuat kedap cahaya, karena sensor warna sangat peka oleh cahaya, hal ini dapat mempengaruhi pembacaan sensor warna. ) Ditambahkan mode penyimpanan pada modul, sehingga dapat digunakan sebagai acuan pendataan. DAFTAR PUSTAKA Dr. I. P Flug, Sept 99, Journal of Parental Science and Technology. Harold Eddleman, Ph. D, Indiana Biolab, /b0.htm, President, 0 Huff St., Palmyra IN (Diakses pada tanggal (9 September 0) University of Windsor Chemical Control Centre, Sterilization Verfication by Utlization Biological Indicators M Attest U.S.A, 99, Biological Monitoring System (Technical Product Profile) M attest, M ESPE ATTEST STEAM INCUBATOR (ºC), USA Daniel R. Zeigler, Ph.D., Bacillus Genetic Stock Center Catalog of Strains, Seventh Edition Volume : The Genus Geobacillus, The Ohio State University, 00, The Bacillus Genetic Stock Center Department of Biochemistry, West Twelfth Avenue Columbus, Ohio 0 M Health Care, 0, Product Profile M Attest -s For Industrial and Pharmaceutical Applications, Infection Prevention Division U.S.A (No Name), diakses pada hari september 0 pukul : 9

10 Seminar Tugas Akhir Mei 0 php/bacillus_stearothermophilus_neu F0 (No name). diakses pada hari september 0 pukul :0 Geobacillus_stearothermophilus_Spore s.html (No name) diakses pada hari september 0 pukul 0:0 9///Chapter%0II.pdf Nadhif Fauzan. Diakses pada tanggal september 0, pukul :. NSOR_SUHU_LM Copyright Elektronika Dasar. Diakses pada tanggal september 0. Copyright 00 pengertian menurut para ahli. Diakses pada tanggal November 0 com/pengertian-inkubasi/ Kamus Besar Bahasa Indonesia online, diakses pada tanggal November 0 Dunia Alat Kedokteran, Copyright 0, diakses pada tanggal Desember 0 0/0/autoclaveautoklaf.html#sthash.mogWMBYO.dpu f BIODATA PENULIS Nama : Deni Fatharoni Hartono NIM : P00 0