STERILISATOR BASAH MENGGUNAKAN ATMega8535

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR STERILISATOR BASAH MENGGUNAKAN ATMega8535 Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Oleh: ZEFNI REINHARD SOPACUA NIM : PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 213

2 FINAL PROJECT WET STERILISATOR USING ATMega8535 Presented as Partial Fullfillment of Requirements To Obtain the SarjanaTeknik Degree In Electrical Engineering Study Program ZEFNI REINHARD SOPACUA NIM : ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 213

3 iii

4 iv

5 v

6 HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP MOTTO Berdoa, Bekerja dan Melayani adalah Senjata Menuju Kesuksesan Dengan ini kupersembahkan karyaku ini untuk... Tuhanku Yesus Kristus Pembimbingku yang setia, Keluargaku tercinta, Pacarku tersayang, Teman-temanku seperjuangan, Dan semua orang yang mengasihiku Terima Kasih untuk semuanya... vi

7 vii

8 INTISARI Pada saat ini banyak sekali bakteri-bakteri yang menular melalui barang-barang atau benda-benda yang bekas dipakai oleh orang sakit, contohnya pisau bedah, pinset, gunting, dan lain-lain. Instrumen-instrumen medis tersebut biasanya sering digunakan untuk membedah maupun untuk mengobati luka, sehingga instrumen-instrumen tersebut mudah terkontaminasi bakteri. Bakteri-bakteri tersebut akan mati apabila disterilkan dengan suhu panas uap air tertentu. Sterilisator basah menggunakan ATMega8535 memberikan solusi untuk membasmi bakteri pada instrumen-instrumen medis dengan menggunakan uap air. Pada penelitian ini, sterilisator basah menggunakan ATMega8535 sebagai pengendali sensor suhu LM35 dan pemanas air ( heater), sensor suhu LM35 sebagai pengukur suhu, heater sebagai pemanas air dan keypad sebagai input dari user. Jika sensor suhu LM35 mendeteksi suhu kurang dari suhu yang dimasukkan oleh user maka heater akan ON dan jika sensor suhu LM35 mendeteksi suhu lebih dari suhu yang dimasukkan oleh user maka heater akan OFF. Sterilisator basah menggunakan ATMega8535 dapat berfungsi dengan baik. Sensor suhu LM35 mampu mendeteksi suhu dalam boks sterilisator. Steady state error sterilisator basah dalam menstabilkan suhu sebesar 1.51%. Kata kunci : sterilisaor basah, ATMega8535, sensor suhu LM35, heater, keypad viii

9 ABSTRACT At this time a lot of bacteria that are transmitted through the goods or secondhand objects used by the sick, for example, scalpel, tweezers, scissors, and others. Medical instruments are typically used to dissect and to treat wounds, so that these instruments are easily contaminated bacteria. These bacteria will die if the temperature sterilized with hot steam particular. Wet sterilizer uses ATMega8535 provide solutions to eradicate the bacteria on medical instruments using water vapor. In this study, using a wet sterilizer ATMega8535 as controller and LM35 temperature sensor water heater (heater), LM35 temperature sensor as a temperature gauge, water heater and the heater as the keypad as input from the user. If the LM35 temperature sensor detects a temperature less than the temperature of the heater is inserted by the user will be ON and if the LM35 temperature sensor detects the temperature over temperature entered by the user then the heater will be OFF. ATMega8535 wet sterilizer uses to function properly. LM35 temperature sensor capable of detecting the temperature in the sterilizer box. Steady state error in the wet sterilizer temperature stabilizes at 1:51%. Keywords: wet sterilizer, ATMega8535, LM35 temperature sensor, heater, keypad ix

10 x

11 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... PERNYATAAN KEASLIAN KARYA... HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP... LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJAN KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS... INTISARI... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR LAMPIRAN... i iii iv v vi vii viii ix x xi xiv xvii xix BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belekang Tujuan dan Manfaat Penelitian Pembatasan Masalah Metodogi Penelitian... 3 BAB II DASAR TEORI 2.1. Mikrokontroler ATMega Konstruksi ATMega Reset dan Osilator Eksternal Timer/Counter Register Pengendali Timer/Counter Mode Operasi ADC (Analog to Digital Converter) Register Pengendali ADC xi

12 2.2. Sensor Suhu LM LCD (Liquid Crystal Display) 16x Relay Transistor Sebagai Saklar Keypad IC Regulator Filter Kapasitor Heater Suhu Pemanasan Alat Hukum Ohm Analisis Respon Transien Steady State Error... 3 BAB III PERANCANGAN 3.1. Proses Kerja Sistem Perancangan Perangkat Keras Desain Boks Sterilisator Perancangan Rangkaian Penyearah Rangkaian Sensor Suhu Perancangan Rangkaian Relay Perancangan Rangkaian LCD Perancangan Keypad Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega Perancangan Rangkaian Lunak Diagram Alir Utama Diagram Alir Manual Diagram Alir Otomatis BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Bentuk Fisik Sterilisator dan Hardware Elektronik Bentuk Fisik Sterilisator Basah xii

13 Cara Penggunaan Alat Hardware Elektronik Pengujian Keberhasilan Pengujian Mode A (Mode Otomatis) Pengujian Mode B (Mode Manual) Pengujian Mode B Dengan Suhu 87 o C Pengujian Mode B Dengan Suhu 9 o C Pengujian Mode B Dengan Suhu 93 o C Analisis Hasil Pengujian Hasil Pengujian Bakteri Rangkaian Penyearah Pengujian Rangkaian Relay Pembahasan Software Program Utama Program Mode Otomatis (Mode A) Program Mode Manual (Mode B) Program Pengaturan ADC Program Keypad... 7 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii

14 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Diagram blok perancangan... 3 Gambar 2.1. Konfigurasi pin ATmega Gambar 2.2. Rangkaian reset... 8 Gambar 2.3. Bentuk fisik LM Gambar 2.4. Grafik akurasi LM35 terhadap suhu... 2 Gambar 2.5. Bentuk fisik LCD16x Gambar 2.6. Konfigurasi pin LCD Gambar 2.7. Bentuk fisik relay Gambar 2.8. Bentuk schematic relay Gambar 2.9. Konfigurasi transistor sebagai saklar Gambar 2.1. Keypad Gambar Rangkaian dasar regulator 78xx Gambar Bentuk fisik heater Gambar Rangkaian arus Gambar Spesifikasi respon transien... 3 Gambar 3.1. Blok diagram perancangan sistem pada sterilisator Gambar 3.2a. Tampak belakang Gambar 3.2b. Tampak samping Gambar 3.2c. Tampak atas Gambar 3.3. Rangkaian catu daya 12 volt dan 5 volt Gambar 3.4. Rangkaian sesnsor LM Gambar 3.5. Rangkaian relay Gambar 3.6. Konfigurasi LCD Gambar 3.7. Konfigurasi keypad 4x Gambar 3.8. Rangkaian osilator ATmega Gambar 3.9. Rangkaian reset ATmega Gambar 3.1. Rangkaian system minimum ATmega Gambar Diagram alir utama xiv

15 Gambar Diagram alir manual Gambar Diagram alir otomatis Gambar Tampilan pada LCD Gambar 4.1. Bentuk fisik sterilisator basah Gambar 4.2. Boks hardware elektronik Gambar 4.3. Boks sterilisator Gambar 4.4. Hardware elektronik... 5 Gambar 4.5. Peletakan heater dan sensor suhu LM Gambar 4.6. Rangkaian LCD... 5 Gambar 4.7. Rangkaian minimum sistem Gambar 4.8. Rangkaian relay Gambar 4.9. Keypad Gambar 4.1. Rangkaian penyearah 5 dan 12 volt Gambar Grafik perbandingan suhu LCD dengan suhu thermometer terhadap waktu Gambar Grafik perbandingan suhu LCD dengan suhu thermometer terhadap waktu Gambar Grafik perbandingan suhu LCD dengan suhu thermometer terhadap waktu Gambar Grafik perbandingan suhu LCD dengan suhu thermometer terhadap waktu Gambar Rangkaian penyearah 5 dan 12 volt Gambar Rangkaian relay Gambar Tampilan awal Gambar Tampilan jika data masukkan dari keypad salah Gambar Program utama Gambar 4.2. Program mode otomatis Gambar Tampilan mode otomatis (mode A) Gambar Tampilan untuk kembali ke menu utama Gambar Tampilan peringatan (warning) sebelum tutup boks dibuka Gambar Program mode manual xv

16 Gambar Tampilan mode manual (mode B) Gambar Tampilan jika data suhu darik keypad salah Gambar Tampilan jika data waktu dari keypad salah Gambar Tampilan peringatan (warning) sebelum tutup boks dibuka Gambar Tampilan untuk kembali ke menu utama... 7 Gambar 4.3. Program pengaturan ADC... 7 Gambar Program keypad xvi

17 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Fungsi khusus portb... 6 Tabel 2.2. Fungsi khusus portc... 7 Tabel 2.3. Fungsi khusus portd... 7 Tabel 2.4. Tegangan dan frekuensi kerja... 8 Tabel 2.5. Register TCCR 1 A... 9 Tabel 2.6. Normal dan CTC... 9 Tabel 2.7. Mode fest PWM... 9 Tabel 2.8. Mod phase correct dan phase & frekuensi correct PWM...1 Tabel 2.9. Mode operasi... 1 Tabel 2.1. Register TCCR 1 B Tabel Prescaler timer/counter Tabel Register 1A Tabel Register 1B Tabel Register Tabel Register TIMSK Tabel Register TIFR Tabel Register ADMUX Tabel Pemilihan tegangan referensi Tabel Pemilihan pin input ADC Tabel 2.2. Register ADCSRA Tabel ADC prescaler Tabel Register data ADC, ADLAR= Tabel Register data ADC, ADLAR= Tabel Operasi dasar LCD Tabel Konfigurasi pin LCD Tabel Konfigurasi pin LCD Tabel Nilai tegangan IC 78xx Tabel 3.1. Konfigurasi keypad 4x Tabel 3.2. Penggunaan port-port pada mikrokontroler xvii

18 Tabel 4.1. Hasil pengujian mode A (mode otomatis) Tabel 4.2. Hasil pengujian mode B dengan suhu 87 o C Tabel 4.3. Hasil pengujian mode B dengan suhu 9 o C Tabel 4.4. Hasil pengujian mode B dengan suhu 93 o C Tabel 4.5. Presentase keberhasilan alat dalam mensterilkan suhu... 6 Tabel 4.6. Hasil pemeriksaan bakteri dengan menggunakan NA Tabel 4.7. Hasil pengujian arus dan output penyearah Tabel 4.8. Hasil pengujian relay xviii

19 DAFTAR LAMPIRAN L1. Tabel hasil pengujian alat... L1 L17. Grafik perbandingan suhu LCD dengan suhu thermometer terhadap waktu... L17 L21. Grafik perbandingan mode A dan mode B dengan suhu 93 o C terhadap waktu... L21 L22. Listing program... L22 L23. Rangkaian keseluruhan... L37 xix

20 1.1. Latar Belakang BAB I PENDAHULUAN Seiring dengan berkembangnya teknologi kesehatan di Indonesia semakin meningkatkan kebutuhan akan instrumen medis. Instrumen medis sangat bepengaruh sebagai penunjang untuk penyembuhan luka atau penyakit terhadap kesembuhan pasien. Malpraktek pada dunia kedokteran banyak terjadi akibat faktor teknis dalam masa penyembuhan. Salah satu faktor teknis penyebab terjadinya malpraktek adalah kontaminasi terhadap alat yang digunakan dalam dunia kesehatan. Mikroorganisme sering menjadi penyebab terjadinya kontaminasi karena menempel pada peralatan yang digunakan untuk pengobatan dan tidak kasat mata. Salah satu cara untuk mencegah terjadinya kontaminasi pada peralatan medis yaitu dengan melakukan sterilisasi. Sterilisasi biasanya dilakukan pada intrumen pakai ulang seperti gunting, pisau bedah dan pinset. Pada penelitian yang dilakukan di Rumah Sakit Umum Daerah (RSUD) Dr. Moewardi, kontaminasi sering terjadi pada hari keenam setelah pemakaian intrumen pakai ulang [1]. Kontaminasi dapat menghambat proses penyembuhan pada pasien. Salah satu akibat dari kontaminasi adalah terinfeksinya jaringan tubuh manusia karena penggunaan instrumen medis yang tidak steril. Bakteri yang menyebabkan infeksi diantaranya bakteri gram negatif ( E. coli), gram positif (Enterococcus), dan bakteri anaerob [2]. Bakteri tersebut akan musnah pada suhu 121 C C selama 15 menit. Salah satu cara untuk memusnahkan bakteri pada instrumen medis yaitu dengan memberikan suhu tertentu pada instrumen yang akan digunakan. Berdasarkan permasalahan tersebut, penulis berusaha mengembangkan sebuah sistem sterilisasi agar dapat dimanfaatkan sebagai pencegah terjadinya kontaminasi pada instrumen medis. Sterilisasi dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu sterilisasi basah, sterilisasi kering dan sterilisasi ultraviolet. Penulis akan mengembangkan sebuah alat dengan metode sterilisasi basah. Sterilisasi basah merupakan proses penghilangan seluruh mikroorganisme dengan melakukan pengukusan menggunakan uap air. Salah satu jenis sterilisator basah yang telah ada di pasaran yaitu Sterilisator Basah SMIC [3]. Sterilisator ini terbuat dari bahan insulator panas dari glass wool, sehingga dapat meminimalkan panas yang terbuang. Instrumen ini dapat bekerja secara otomatis dengan 1

21 2 pengaturan waktu. Kelemahan dari sterilisator ini adalah tidak dapat dilakukan pengaturan suhu panas yang diinginkan dan hanya dapat diatur lama pemanasan menggunakan timer. Pada penelitian ini penulis akan mengembangkan sebuah sterilisator basah yang dapat diatur suhu pemanasan dan waktu pemanasan menggunakan mikrokontroler dan dilengkapi dengan mode yang bisa dipilih sesuai kebutuhan. Sterilisator basah yang akan dibuat menggunakan dua buah mode, yaitu mode otomatis dan manual. Pada saat menggunakan mode otomatis, user tidak perlu memasukkan nilai suhu dan waktu, karena di dalam mikrokontroler sudah ditentukan nilai suhu dan waktu untuk jumlah instrumen yang digunakan. Pada saat menggunakan mode manual, user harus memasukkan nilai suhu dan waktu yang diinginkan menggunakan keypad sebagai input mikrokontroler dan kemudian akan ditampilkan pada LCD. Penelitian ini akan menggunakan sensor suhu LM35 sebagai pengukur suhu sterilisator. Sensor suhu LM35 akan dikontrol oleh mikrokontroler ATmega8535. Penelitian ini akan menggunakan heater sebagai pemanas air dan akan diletakkan di dalam boks sterilisator. Mikrokontroler akan mengontrol relay sebagai saklar untuk heater. Ketika suhu melebihi nilai yang ditentukan, maka relay akan memutus arus yang menuju ke heater. Sebaliknya, ketika suhu kurang dari nilai yang ditentukan, maka relay akan menghubungkan arus yang menuju ke heater. Proses tersebut akan terjadi selama waktu yang ditentukan, sehingga suhu akan tetap stabil. Dengan proses tersebut diharapkan mikroorganisme yang terdapat pada instrumen medis dapat musnah Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah menciptakan suatu alat sterilisator basah yang dikontrol oleh mikrokontroler ATmega8535. Manfaat penelitian ini bagi dunia kesehatan adalah menyediakan suatu instrumen yang dapat dipergunakan sebagai sterilisator bagi instrumen-instrumen medis, terutama untuk instrumen pakai ulang Pembatasan Masalah Agar Tugas Akhir ini bisa mengarah pada tujuan dan untuk menghindari terlalu kompleksnya permasalahan yang muncul, maka perlu adanya batasan-batasan masalah yang sesuai dengan judul dari tugas akhir ini. Adapun batasan masalah adalah : 1. Menggunakan mikrokontroler keluarga AVR ATmega8535 sebagai pengolah data dari sensor suhu dan menampilkan suhu tersebut ke LCD.

22 3 2. Sensor yang digunakan adalah Integrated Circuit (IC) LM35 sebagai sensor suhu. 3. Suhu maksimal yang dapat diukur adalah 15 C. 4. Sistem pengendalian heater menggunakan perantara relay sebagai saklar. 5. Menggunakan Heater sebagai pemanas, dengan daya 35 watt. 6. Menggunakan keypad sebagai input suhu dan waktu referensi. 7. Menggunakan dua buah mode, yaitu mode otomatis dan manual Metodologi Penelitian Berdasarkan pada tujuan yang ingin dicapai metode-metode yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah: 1. Studi literatur, yaitu dengan cara mendapatkan data dengan membaca bukubuku dan jurnal-jurnal yang berkaitan dengan permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini. 2. Dokumenter, yaitu dengan mendapatkan sumber informasi berdasarkan data atau arsip yang telah ada sehingga dapat membantu penulis dalam mengerjakan tugas akhir ini. 3. Eksperimen, yaitu dengan langsung melakukan praktek maupun pengujian terhadap hasil pembuatan alat dalam pembuatan tugas akhir ini. 4. Perancangan subsistem hardware. Tahap ini bertujuan untuk mencari bentuk model yang optimal dari sistem yang akan dibuat dengan mempertimbangan dari berbagai faktor-faktor permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan. Gambar 1.1 memperlihatkan blok model yang akan dirancang. 5. Pembuatan subsistem hardware. Berdasarkan gambar 1.1, rangkaian akan bekerja jika suhu air dan waktu sterilisasi melebihi batas yang telah ditentukan. Suhu air digunakan sebagai input pada sensor suhu LM 35. Gambar 1.1. Diagram blok perancangan

23 4 6. Proses pengambilan data. Pengambilan data dilakukan dengan cara memasukkan instrumen pakai ulang dengan jumlah yang berbeda, yaitu 1, 2, atau 3 alat. Data yang diambil adalah suhu dan waktu. 7. Analisis dan penyimpulan hasil percobaan. Analisis data dilakukan dengan mendeteksi kenaikan suhu, menganalisa performe alat (misal : kestabilan sistem, rise time, setting time, dll) dan mengecek keberadaan kuman dalam gunting, pisau bedah dan sarung tangan. Penyimpulan hasil percobaan dapat dilakukan dengan menghitung presentasi error yang terjadi. Untuk mengecek masih ada atau tidaknya kuman dapat dilakukan dengan cara mengecek pada Balai Pemeliharaan Fasilitas Kesehatan (BPFK).

24 BAB II DASAR TEORI 2.1. Mikrokontroler ATMega8535 Mikrokontroler adalah sebuah sistem microprocessor yang di dalamnya sudah terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, clock dan peralatan internal lainya yang sudah saling terhubung dan terorganisasi (teralamati) dengan baik oleh pabrik pembuatnya dan dikemas dalam satu chip yang siap pakai [4]. Sehingga pengguna tinggal memprogram isi ROM sesuai aturan penggunaan oleh pabrik yang membuatnya Konstruksi ATMega8535 Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori flash, memori data dan memori EEPROM [4]. Ketiganya memiliki ruang sendiri dan terpisah. a. Memori flash ATmega8535 memiliki kapasitas memori flash sebesar 8 Kbyte yang terpetakan dari alamat h FFFh, masing-masing alamat memiliki lebar data 16 bit. Memori program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian program boot dan bagian program aplikasi. b. Memori data ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 68 byte yang terbagi menjadi 3 bagian yaitu register serba guna, register I/O dan SRAM. ATmega8535 memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte register I/O yang dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM (menggunakan instuksi LD atau ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT), dan 512 byte digunakan untuk memori data SRAM. c. Memori EEPROM ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah dari memori program maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya dapat diakses dengan menggunakan register-register I/O yaitu register EEPROM Address, register EEPROM Data, dan register EEPROM Control. Untuk mengakses memori EEPROM 5

25 6 ini diperlakukan seperti mengakses data eksternal, sehingga waktu eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan dengan mengakses data dari SRAM. Gambar 2.1. Konfigurasi pin ATmega8535 [4] Konfigurasi pin ATmega8535 dapat dilihat pada Gambar 2.1. Dari gambar dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing pin ATmega8535 sebagai berikut [4]: 1) VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai input catu daya. 2) GND merukan pin Ground. 3) Port A (porta porta7) merupakan pin input/output dua arah dan pin input ADC. 4) Port B (portb portb7) merupakan pin input/output dua arah dan dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada Tabel 2.1. Tabel 2.1 Fungsi khusus portb [4] Pin PB7 PB6 PB5 PB4 PB3 PB2 PB1 PB Fungsi Khusus SCK (SPI Bus Serial Clock) MISO (SPI Bus Master Input/ Slave Output) MOSI (SPI Bus Master Output/ Slave Input) SS (SPI Slave Select Input) AIN1 (Analog Comparator Negative Input) OC (Timer/Counter Output Compare Match Output) AIN (Analog Comparator Positive Input) INT2 (External Interrupt 2 Input) T1 (Timer/ Counter1 External Counter Input) T T1 (Timer/Counter External Counter Input) XCK (USART External Clock Input/Output)

26 7 5) Port C ( portc portc7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada Tabel 2.2. Tabel 2.2 Fungsi khusus portc [4] Pin PC7 PC6 PC5 PC4 PC3 PC2 PC1 PC Fungsi khusus TOSC2 ( Timer Oscillator Pin2) TOSC1 ( Timer Oscillator Pin1) Input/Output Input/Output Input/Output Input/Output SDA ( Two-wire Serial Buas Data Input/Output Line) SCL ( Two-wire Serial Buas Clock Line) 6) Port D ( portd portd7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus, seperti yang terlihat pada Tabel 2.3. Tabel 2.3 Fungsi khusus port D [5] Pin PD7 PD6 PD5 PD4 PD3 PD2 PD1 PD Fungsi khusus OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output) ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin) OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output) OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output) INT1 (External Interrupt 1 Input) INT (External Interrupt Input) TXD (USART Output Pin) RXD (USART Input Pin) 7) RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler. 8) XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin input clock eksternal. 9) AVCC merupakan pin input tegangan untuk ADC. 1) AREFF merupakan pin input tegangan referensi ADC.

27 Reset dan Osilator Eksternal Chip akan reset jika tegangan catu nol atau pin RST dipaksa [4]. Jika membutuhkan tombol reset, dapat ditambah dengan rangkaian reset seperti pada Gambar 2.2. Pada rangkaian reset terdapat waktu pengosongan kapasitor yang dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut [5]: T = R x C (2.1) Dimana : T = waktu pengosongan C = Capasitor R = Resistor Gambar 2.2. Rangkaian reset [4] Tabel 2.4. Tegangan dan frekuensi kerja [4] Tabel 2.4 menunjukkan tegangan dan frekuensi kerja pada mikroprosesor ATmega. Tegangan kerja chip tipe L dapat beroperasi 2,7 5,5V Timer/Counter1 Timer/Counter1 adalah sebuah timer/counter yang mempunyai kapasitas cacahan 16-bit (65535) baik pulsa/clock internal maupun eksternal yang dilengkapi prescaler sumber pulsa/clock hingga 1-bit (124) [6].

28 9 Dapat digunakan untuk : a. Timer/Counter biasa b. Clear Timer on Compare Match (Auto Reload) c. Counter pulsa eksternal d. Capture Unit (unit penangkap isi TCNT 1 akibat triger pin ICP 1 /PB ) e. Generator frekuensi biasa f. Generator frekuensi PWM Register Pengendali Timer/Counter1 1. Timer/Counter 1 Control Register A TCCR 1 A Tabel 2.5. Register TCCR 1 A [6] Bit 7:6 COM 1 A 1 :: Compare Output Mode for channel A Bit 5:4 COM 1 B 1 :: Compare Output Mode for channel B Bit-bit ini bertugas mengendalikan sifat/kelakuan pin OC 1 A atau OC 1 B yang berhubungan dengan mode operasi yang digunakan [6] Tabel 2.6. Normal dan CTC [6] Tabel 2.7. Mode Fast PWM [6]

29 1 Tabel 2.8. Mode Phase Correct dan Phase & Frekuensi Correct PWM [6] Bit 3 FOC 1 A: Force Output Compare for channel A Bit 2 FOC 1 B: Force Output Compare for channel B Bit FOC 1 A/FOC 1 B hanya dapat digunakan ketika menggunakan mode operasi non- PWM. Jika bit-bit ini di-set maka akan memaksa terjadinya compare match. Bit 1: WGM11:: Wafeform Generator Mode Kedua bit ini bersamaan dengan bit WGM13:12 dalam register TCCR 1 B berguna untuk memilih mode operasi yang akan kita gunakan [6]. Tabel 2.9. Mode Operasi [6] WGM 13 WGM 12 WGM 11 WGM 1 Mode Operasi TOP Update OCR1x Set flag TOV1 Normal xffff immidiet MAX 1 Phase Correct 8- xff TOP BOTTOM bit 1 PWM Phase Correct 9- x1ff TOP BOTTOM bit 1 1 PWM Phase Correct 1- x3ff TOP BOTTOM bit 1 CTC OCR1A immidiet MAX 1 1 Fast PWM 8-bit xff BOTTOM TOP

30 11 WGM 13 WGM 12 WGM 11 WGM Tabel 2.9. (lanjutan) Mode Operasi [6] Mode Update Set flag TOP Operasi OCR1x TOV1 Fast PWM 9-bit x1ff BOTTOM TOP Fast PWM 1-bit x3ff BOTTOM TOP PWM Phase & Frequency ICR1 BOTTOM BOTTOM Correct PWM Phase & Frequency OCR1A BOTTOM BOTTOM Correct PWM Phase ICR1 TOP BOTTOM Correct PWM Phase OCR1A TOP BOTTOM Correct 1 1 CTC ICR1 immidiet MAX Tidak digunakan Fast PWM ICR1 BOTTOM TOP Fast PWM OCR1A BOTTOM TOP 2. Timer/Counter 1 Control Register B TCCR 1 B Tabel 2.1. Register TCCR 1 B [6]

31 12 Bit 7 INC 1 : Input Capture Noise Canceler Penge-set-an bit ini akan mengaktifkan Input Capture Noise Canceler pada saat menggunakan mode normal yang capture event [6]. Di mana noise canceler akan memfilter triger yang masuk ke pin ICP 1 akan disaring selama 4 siklus clock, jika selama 4 siklus clock tersebut trigernya berubah maka akan diabaikan. Bit 6 ICES 1 : Input Capture Edge Select Bit ini mendefinisikan triger yang masuk ke pin ICP 1 (PB ) yang digunakan untuk menangkap kejadian ( capture event). Jika ICES 1 = maka falling edge (perpindahan dari 1 ke ) digunakan sebagai triger dan jika ICES 1 =1 maka rising edge (perpindahan dari ke 1) digunakan sebagai triger. Ketika ada triger pada pin ICP 1 (PB ) maka secara otomatis oleh CPU isi register pencacah TCNT 1 akan disalin ke register penangkap ICR 1 dan juga berkebalikan pada flag status ICF 1 yang digunakan untuk interupsi capture event. Bit 5 Reserved Bit Tidak digunakan Bit 4:3 WGM13:2: Waveform Generator Mode Lihat tabel Mode Operasi Bit 2: CS12:: Clock Select Bit-bit ini bertugas untuk memilih/mendefinisikan/prescaler pulsa/clock yang masuk ke dalam register TCNT 1. Tabel Prescaler timer/counter1 [6] 3. Output Compare Register 1 A OCR 1 AH and OCR 1 AL Tabel Register 1A [6]

32 13 4. Output Compare Register 1 B OCR 1 BH and OCR 1 BL Tabel Register 1 B [6] Register ini bertugas sebagai register pembanding yang bisa kita tentukan besarnya sesuai dengan kebutuhan [6]. Dalam praktiknya pada saat TCNT 1 (TCNT 1 H:TCNT 1 L) mencacah maka otomatis oleh CPU akan dibandingkan dengan isi OCR 1 (OCR 1 H:OCR 1 L) secara kontinyu dan jika isi TCNT 1 sama dengan isi OCR 1 maka akan terjadi compare match yang dapat dimanfaatkan untuk mode CTC dan PWM. 5. Input Capture Register 1 ICR 1 H and ICR 1 L Tabel Register 1 [6] Register ICR 1 (ICR 1 H:ICR 1 L) akan selau diperbarui dengan isii register pencacah TCNT 1 (pada saat tersebut) sewaktu terjadi triger (capture event) ) pada pin ICP 1 [6]. Register ICR 1 juga mempunyai fungsi lain untuk mendefinisikann TOP value pada mode tertentu (lihat tabel mode operasi). 6. Timer/Counter Interrupt Mask Register TIMSK Tabel Register TIMSK [6] Bit 5 TICIE 1 : T/C 1, Input Capture Interrupt Enable Bit ini berguna untuk meng-aktif-kan interupsi input capture (penangkap kejadian pada pin ICP 1 /PB ) ketika bit di-set [6]. Bit 4 OCIE 1 A: T/C 1 1, Output Compare A Match Interrupt Enable Bit ini berguna untuk meng-aktif-kan interupsi Output Compare A Match ketika bit ini di-set.

33 The image cannot be displayed. Your computer may not have enough memory to open the image, or the image may have been corrupted. Restart your computer, and then open the file again. If the red x still appears, you may have to delete the image and then insert it again. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 14 Bit 3 OCIE 1 B: T/C 1, Output Compare B Match Interrupt Enable Bit ini berguna untuk meng-aktif-kan interupsi Output Compare B Match ketika bit ini di-set. Bit 2 TOIE 1 : Timer/Counter1, Overflow Interrupt Enable Bit ini berguna untuk meng-aktifkan interupsi overflow TCNT 1 ketika bit ini di-set. 7. Timer/Counter Interrupt Flag Register TIFR Tabel Register TIFR [6] Bit 5 ICP 1 : T/C 1, Input Capture Flag Bit ini akan set secara otomatis ketika menagkap triger pada pin ICP [6]. Bit ini akan clear juga secara otomatis ketika mengeksekusi vektor interupsi input capture. Untuk meng-clear secara manual bit ini maka bit ini harus di-set. Bit 4 OCF 1 A: T/C 1, Output Compare A Match Flag Bit ini akan set secara otomatis ketika terjadi compare match a. Bit ini akan clear juga secara otomatis ketika mengeksekusi vektor interupsi output compare A. Untuk mengclear secara manual bit ini hars di-set. Bit 3 OCF1B: Timer/Counter1, Output Compare B Match Flag Bit ini akan set secara otomatis ketika terjadi compare match b. Bit ini akan clear juga secara otomatis ketika mengeksekusi vektor interupsi output compare B. Untuk mengclear secara manual bit ini maka bit ini harus di-set. Bit 2 TOV 1 : Timer/Counter1, Overflow Flag Bit ini akan set secara otomatis ketika terjadi overflow pada register pencacah TCNT 1. Bit ini akan clear juga secara otomatis ketika mengeksekusi vektor overflow timer/counter 1. Untuk meng-clear secara manual bit ini maka bit ini harus di-set Mode Operasi 1. Mode Normal a. Normal Overflow: Dalam mode ini register pencacah TCNT 1 bekerja secara normal selalu mencacah/menghitung ke-atas atau counting-up hingga mencapai nilai maksimal xffff lalu x lagi atau yang disebut overflow yang menyebabkan flag-tov 1

34 15 secara otomatis set yang menandakan terjadinya interupsi jika interupsi timer/counter1 overflow diaktifkan [6]. Nilai TCNT 1 tidak harus selalu x namun bisa kita tentukan misalnya xf89 atau berapapun sesuai kebutuhan. b. Normal compare match: Dalam mode ini register TCNT1 bekerja seperti mode normal overflow, hanya jika kita isi register OCR 1 x(x= A atau B) maka ketika TCNT 1 ==OCR 1 x maka akan terjadi compare match yang menyebabkan flag OCF 1 x secara otomatis set yang menandakan terjadinya interupsi jika interupsi timer1 compare match x diaktifkan. Ketika compare match dalam mode ini TCNT 1 akan terus menghitung hingga overflow dan mulai dari nol lagi. Kita dapat mengaktifkan ketiga interupsi ini secara bersamaan (overflow, compare match A dan B). c. Mode normal input capture: Pada mode ini timer selalu mencacah ke atas ( counting-up) dari BOTTOM (x) hingga MAX (xffff) lalu mulai dari BOTTOM lagi. Jika meng-aktif-kan interupsi input capture ketika pada saat ada triger pada pin ICP 1 maka CPU akan menyalin (copy) isi TCNT 1 pada saat itu ke register pengkap ICR ADC (Analog to Digital Converter) Sinyal input dari pin ADC akan dipilih oleh multiplexer (register ADMUX) untuk diproses oleh ADC [7]. Karena converter ADC dalam chip hanya satu buah sedangkan saluran inputnya-nya ada delapan maka dibutuhkan multiplexer untuk memilih input pin ADC secara bergantian. ADC mempunyai rangkaian untuk mengambil sampel dan hold (menahan) tegangan input ADC mempunyai catu daya yang terpisah yaitu pin AVCC- AGND. AVCC tidak boleh berbeda ±,3V dari Vcc. Operasi ADC membutuhkan tegangan referensi VREF dan clock Fade (register ADCSRA) [7]. Tegangan referensi eksternal pada pin AREF tidak boleh melebihi AVCC. Tegangan referensi eksternal dapat di-decouple pada pin AREF dengan kapasitor untuk mengurangi noise. Atau dapat menggunakan tegangan referensi internal sebesar 2,56V (pin Aref diberi kapasitor secara eksternal untuk menstabilkan tegangan referensi internal). ADC mengkonversi tegangan input analog menjadi bilangan digital sebesar 1-bit. GND ( volt) adalah nilai minimum yang mewakili ADC dan nilai maksimum ADC diwakili

35 16 oleh tegangan pada pin AREF minus 1 LSB. Hasil konversi ADC disimpan dalam register pasangan ADCH:ADCL. Sinyal input ADC tidak boleh melebihi tegangan referensi. Nilai digital input ADC untuk resolusi 1-bit (124) adalah: Kode digital = (Vinput/Vref) x124 (2.2) Untuk resolusi 8-bit (256) : Kode digital = (Vinput/Vref) x256 (2.3) Misalnya input suatu pin ADC dengan resolusi 8-bit adalah 2,5V dan tegangan referensi yang digunakan Vref internal sebesar 2,56V sehingga kode digital-nya adalah: Kode digital = (25 mv/256 mv) x256 = 25 = xfa. Akurasi ADC dalam chip tidak sempurna, akurasinya ±2LSB sehingga kemungkinan kode yang dihasilkan tidak tepat xfa bisa jadi xf8, xf9, xfb, atau xfc Register Pengendali ADC 1. ADC Multiplexer Selection Register ADMUX Tabel Register ADMUX [7] Tabel 2.17 menujukan register pada ADMUX dan Tabel 2.17 menunjukkan pemilihan tegangan referensi [7]. Bit 7:6 REFS1:: Reference Selection Bits Kedua bit ini bertugas memilih tegangan referensi yang digunakan. Tabel Pemilihan tegangan referensi [7] Tabel 2.18 menujukkan pemilihan tegangan referensi pada ADC. Bit 5 ADLAR: ADC Left Adjust Result Bit ini berakibat pada format data hasil konversi dalam register ADCH: ADCL (lihat register tersebut) Bit 3: MUX3:: Analog Channel Selection Bits

36 17 Bit-bit ini memilih saluran input untuk ADC, seperti terlihat pada Tabel Tabel Pemilih pin input ADC [7] 2. ADC Control and Status Register A ADCSRA Tabel 2.2. Register ADCSRA [7] Tabel 2.2 menunjukkan register pada ADCSRA [7]. Bit 7 ADEN : ADC Enable Bit pengaktif ADC (ADEN= disable / ADEN =1 enable). Bit 6 ADSC: ADC Start Conversion Dalam mode konversi tungal penge-set-an bit ini maka akan memulai(start) konversi ADC untuk sekali konversi. Bit 5 ADFR: ADC Free Running Select Bit ini memilih mode operasi yang digunakan, ketika bit ini di-set maka ADC akan menggunakan Free running di mana dalam mode ini ADC disampel dan diperbarui secara simultan/kontinyu. Ketika bit ini di-clear maka akan mengakhiri mode free running dan masuk ke mode konversi tunggal (single conversion). Bit 4 ADIF: ADC Interrupt Flag Bit ini akan set secara otomatis ketika konversi ADC telah selesai(complete), dan akan clear ketika eksekusi interupsi ADC conversion complete. Bit 3 ADIE: ADC Interrupt Enable Bit ini bertugas untuk mengaktifkan interupsi ADC conversion complete (ADIE= disable / ADIE=1 enable). Bit 2: ADPS2:: ADC Prescaler Select Bits Bit bit ini menentukan faktor pembagi frekuensi CPU yang digunakan untuk clock ADC, seperti yang terlihat pada Tabel 2.21.

37 18 Tabel ADC prescaler [7] 3. The ADC Data Register ADCL and ADCH Tabel Register Data ADC, ADLAR= [7] Tabel Register Data ADC, ADLAR=1 [7] Tabel 2.22 menunjukkan register data ADC saat ADLAR= dan Tabel 2.23 menunjukkan register data ADC saat ADLAR=1 [7]. Ketika konversi selesai, maka hasilnya dapat ditemukan pada register ADCH : ADCL. Ketika ADCL dibaca maka ADC tidak akan diperbarui sampai ADCH dibaca Sensor Suhu LM35 Sensor suhu LM35 merupakan sensor solid state yang dapat mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik berupa tegangan [8]. Dengan demikian IC LM35 mempunyai kelebihan dibandingkan dengan sensor-sensor suhu linier yang dinyatakan dalam K, karena pemakaiannya tidak dituntut untuk mengurangi sejumlah besar tegangan konstan pada outputnya yang mencapai penskalaan centigrate yang sesuai. IC LM35 ini tidak membutuhkan penyesuaian atau pengurangan eksternal apapun untuk memberi akurasi-

38 19 akurasi khusus sebesar ± 1/4 o C, dalam sebuah cakupan suhu penuh antara -55 sampai 15 o C. IC LM 35 merupakan sensor suhu dimana tegangan keluarannya proposional linear untuk suhu dalam o C, mempunyai perubahan keluaran secara linear dan juga dapat dikalibrasi dalam K [8]. Di dalam udara sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari,1 o C dapat dipakai dengan menggunakan power supply tunggal. Dapat dihubungkan antar suhu (interface) ke rangkaian kontrol dengan sangat mudah, pada gambar 1.3 menunjukan bentuk fisik IC LM35. Gambar 2.3. Bentuk fisik LM35 [8] Koefisien dari IC LM35 tidaklah seperti sabuah NTC (Negative Temperature Coefficient), karena tidaklah mungkin untuk mendapatkan suatu jangkauan suhu yang lebar, apabila menggunakan sebuah reistor NTC [8]. Kelebihan dari penggunaan IC LM35 ini adalah diperolehnya jangkauan pengukuran yang luas dan kemudahan dalam kalibrasinya (penerapannya). Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35 [8]: 1. Memiliki sensivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 1 mvolt/ o C, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius. 2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu,5 o C pada suhu 25 o C. 3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 o C samapai +15 o C. 4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 3 Volt. 5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 6µA. 6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang ari,1 o C pada udara diam. 7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah, yaitu,1 W untuk beban 1mA. 8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± 1/4 o C.

39 2 Gambar 2.4 Grafik akurasi LM35 terhadap suhu[8] Kelebihan dan kelemahan IC temperatur sensor tipe LM35 [8]: 1. Kelebihan : Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +15 o C. Low self-heating, sebesar,8 o C. Beroperasi pada tegangan 4 sampai 3 V. Rangkaian tidak rumit. Tidak memerlukan pengondisi sinyal. 2. Kekurangan : o Membutuhkan sumber tegangan untuk beroperasi. o Aliran arus (drain) kurang dari 6 µa. o Pemanasan diri (self-heating) rendah,8 o C LCD (Liquid Crystal Display) 16x2 LCD merupakan salah satu perangkat penampil yang sekarang ini mulai banyak digunakan [9]. Penampil LCD mulai dirasakan menggantikan fungsi dari CRT ( Cathode Ray Tube), yang sudah berpuluh-puluh tahun digunakan manusia sebagai penampil gambar/text baik monokrom (hitam dan putih), maupun yang berwarna. Teknologi LCD memberikan lebih keuntungan dibandingkan dengan teknologi CRT, karena pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan. Beberapa keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT adalah konsumsi daya yang relatif kecil, lebih ringan, dan tampilan yang lebih bagus.

40 21 Gambar 2.5.Bentuk fisik LCD16x2.[9] LCD memanfaatkan silikon atau galium dalam bentuk kristal cair sebagai pemendar cahaya. Pada layar LCD, setiap matrik adalah tersusun dua dimensi piksel yang dibagi dalam baris dan kolom. Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang latar (backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda transparan. Dalam keadaan normal, cairan yang digunakan memiliki warna cerah. Daerah-daerah tertentu pada cairan akan berubah warnanya menjadi hitam ketika tegangan diterapkan antara bidang latar dan pola elektroda yang terdapat pada sisi dalam lempeng kaca bagian depan. Keunggulan LCD adalah hanya menarik arus yang kecil (beberapa mikro amper), sehingga alat atau sistem menjadi portable karena dapat menggunakan catu daya yang kecil [9]. Keunggulan lainnya adalah tampilan yang diperlihatkan dapat dibaca dengan mudah di bawah terang sinar matahari. Dibawah sinar cahaya yang remang-remang atau dalam kondisi gelap, sebuah lampu (berupa LED) harus di pasang di belakang layar tampilan. Gambar 2.6. Konfigurasi pin LCD[9]

41 22 Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses proses internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan instruksi membaca data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, setiap karakter dengan huruf 5x7 dot matrik. Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter (membaca program), maksimum pembacaan 8x8 bit tampilan data. Perintah utama LCD adalah Display Clear, Cursor Shift, dan Display Shift. Tabel 2.24 menunjukkan operasi dasar LCD. Tabel Operasi dasar LCD[9] RS R/W Operasi Input Instruksi ke LCD 1 Membaca Status Flag (DB 7 ) dan alamat Counter (DB ) sampai (DB 6 ) 1 Menulis Data 1 1 Membaca Data Tabel Konfigurasi pin LCD[9] Pin No Keterangan Konfigurasi Hubung 1 GND Ground 2 VCC Tegangan +5VDC 3 VEE Ground 4 RS Kendali Rs 5 RW Ground 6 E Kendali E/Enable 7 D Bit 8 D1 Bit 1 9 D2 Bit 2 1 D3 Bit 3 11 D4 Bit 4 12 D5 Bit 5 13 D6 Bit 6 14 D7 Bit 7 15 A Anoda (+5VDC) 16 K Katoda (Ground)

42 23 Tabel Konfirgurasi pin LCD[9] Pin Bilangan Biner Keterangan RS RW E Inisialisasi 1 Data Tulis LCD/W (Write) 1 Baca LCD/R (Read) Pintu data terbuka 1 Pintu data tertutup Lapisan film yang berisi kristal cair diletakkan di antara dua lempeng kaca yang telah ditanami elektroda logam transparan. Saat tegangan dicatukan pada beberapa pasang elektroda, molekul-molekul kristal cair akan menyusun diri agar cahaya yang mengenainya akan dipantulkan atau diserap. Dari hasil pemantulan atau penyerapan cahaya tersebut akan terbentuk pola huruf, angka, atau gambar sesuai bagian yang diaktifkan. LCD membutuhkan tegangan dan daya yang kecil sehingga sangat populer untuk aplikasi pada kalkulator, arloji digital, dan instrumen elektronik lain seperti Global Positioning System (GPS), bargraph display, dan multimeter digital. LCD umumnya dikemas dalam bentuk Dual In-line Package (DIP) dan mempunyai kemampuan untuk menampilkan beberapa kolom dan baris dalam satu panel. Untuk membentuk pola, baik karakter ataupun gambar, pada kolom dan baris secara bersamaan digunakan digunakan metode screening. Metode screening adalah mengaktifkan daerah perpotongan suatu kolom dan suatu baris secara bergantian dan cepat sehingga seolah-olah aktif semua. Penggunaan metode ini dimaksudkan untuk menghemat jalur yang digunakan untuk mengaktifkan panel LCD Relay Relay berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran listrik yang dikontrol dengan memberikan tegangan dan arus tertentu pada koilnya [8]. Ada 2 macam relay berdasarakan tegangan untuk menggerakkan koilny, yaitu AC dan DC.

43 24 Gambar 2.7 Bentuk fisik relay [8] Relay adalah sebuah kumparan yang dialiri arus listrik sehingga kumparan mempunyai sifat sebagai magnet. Magnet sementara tersebut digunakan untuk menggerakkan suatu sistem saklar yang terbuat dari logam sehingga pada saat relay dialiri arus listrik maka kumparan akan terjadi kemagnetan dan menarik logam tersebut, saat arus listrik diputus maka logam akan kembali pada posisi semula. Gambar 2.8. Bentuk schematic relay[8] Pada saat ada arus yang mengalir pada kaki 1 dan 2, maka inti besi lunak akan menjadi magnet. Kemudian inti besi itu akan menarik kontak yang ada pada kaki 3, sehingga kaki 3 yang pada mulanya terhubung ke kaki 5 berubah kedudukan, yaitu terhubung ke kaki 4. Hal tersebut dapat terjadi jika kaki 5 relay bersifat NC ( Normally Close) dan kaki 4 bersifat NO (Normally Open) Transistor Sebagai Saklar Untuk dapat menggunakan transistor sebagai saklar maka transistor dikonfigurasi sehingga bekerja di daerah cut-off dan saturasi [1]. Perubahan ini dapat digunakan untuk mengaktifkan relay atau sebagai masukan bagi mikrokontroler. Transistor yang berada dalam keadaan saturasi seperti sebuah saklar yang tertutup sedangkan transistor saat cutoff seperti sebuah saklar yang terbuka. Perhitungan besarnya arus basis pada konfigurasi Gambar 2.9 adalah sebagai berikut :

44 25 = (2.4) Beta DC sebuah transistor merupakan rasio arus kolektor DC dengan arus basis DC, dapat dihitung dengan persamaan berikut : β = (2.5) Sehingga diperoleh juga persamaan untuk I Bmin sebagai berikut : (2.6) Arus I C saturasi ( I Csat )dapat diperoleh pada saat nilai V CE =, sehingga besarnya arus Ic saturasi dapat diperoleh dengan persamaan sebagai berikut : = (2.7) Gambar 2.9. Konfigurasi transistor sebagai saklar[1] 2.6. Keypad Keypad Matriks adalah tombol-tombol yang disusun secara maktriks (baris x kolom) sehingga dapat mengurangi penggunaan pin input. Sebagai contoh, Keypad Matriks 4 4 cukup menggunakan 8 pin untuk 16 tombol [11]. Hal tersebut dimungkinkan karena rangkaian tombol disusun secara horizontal membentuk baris dan secara vertikal membentuk kolom seperti yang terlihat pada gambar 2.1.

45 26 Proses pengecekkan dari tombol yang dirangkai secara maktriks adalah dengan teknik scanning, yaitu proses pengecekkan yang dilakukan dengan cara memberikan umpan-data pada satu bagian dan mengecek feedback (umpan-balik) pada bagian yang lain. Gambar 2.1. Keypad [11] 2.7. IC Regulator IC 78xx adalah regulator tegangan positif dengan tiga terminal, masing-masing input, ground dan output [12]. IC 78xx tersedia untuk beberapa nilai tegangan keluaran seperti pada tabel 2.27 berikut : Tabel Nilai tegangan IC 78xx [12] Type Vout Iout(A) Vin(Volt (Volt) 78xxC 78MLxx 78Mxx Min Maks ,1,5 7, ,1,5 8, ,1,5 1, ,1,5 11, ,1,5 12, ,1,5 14, ,1,5 17, ,1, ,1, Meskipun semula dirancang untuk regulator tegangan tetap, namun regulator ini dapat dikembangkan untuk tegangan dan arus yang dapat diatur. Rangkaian dasar 78xx ditunjukkan pada gambar 2.11, untuk tegangan dan arus output sesuai nilai nominalnya.

46 27 Gambar Rangkaian dasar regulator 78xx [12] Kapasitor C 1 diperlukan jika regulator jauh dari kapasitor filter pencatu daya sedangkan C 2 diperlukan untuk memperbaiki tanggapan kilasan dan penindasan kerut (trancient response). Dalam penerpannya, tegangan masukan V IN harus lebih besar dari tegangan keluaran (lihat tabel 2.27) jika kurang maka regulator tidak berfungsi tetapi bila melebihi V IN maksimumnya dapat merusak regulator Filter Kapasitor Filter dalam rangkaian penyearah digunakan untuk memperkecil tegangan ripple, sehingga dapat diperoleh tegangan keluaran yang lebih rata, dengan memanfaatkan proses pengisian dan pengosongan muatan kapasitor [1]. Harga kapasitansi kapasitor ditentukan dengan persamaan berikut : V r(rms) = ( ) = (2.8) V r(pp) = (2.9) Dengan I DC adalah arus maksimal penyearah (ampere), C adalah kapasitor yang digunakan sebagai filter (Farad). V M adalah tegangan input arus bolak balik, V r(pp) tegangan ripple puncak ke puncak dan V r(rms) adalah tegangan ripple. V DC MIN adalah tegangan minimal yang dibutuhkan oleh IC regulator Heater Tubular heater adalah jenis pemanas elektrik yang paling umum dan merupakan tipe dasar untuk membuat elemen pemanas lain ( cast-in, immersion, finned, radiant ) [13]. Tubular heater kegunaanya adalah untuk memanaskan zat padat dan zat cair. Hal-hal yang perlu diperhatikan : 1. Heating objek dengan heater harus pas (tidak ada celah udara), agar transfer panas ke material dapat berjalan dengan baik dan mencegah terjadi over heating.

47 28 2. Baut-baut pengikat / penjepit pada clamp heater. Heating object disarankan untuk diperiksa atau dikencangkan secara periodik agar antara heating objek dan heater tidak timbul celah udara. 3. Permukaan heater harus selalu terendam didalam cairan, supaya heater tidak over. 4. Heater yang berkerak atau kotor harus dibersihkan supaya transfer panas ke material dapat berjalan dengan baik dan mencegah terjadi over heating. 5. Daerah heat zone (daerah panas) pada heater harus terendam air, supaya heater tidak over heating. 6. Watt density yaitu kemampuan heater menstransfer panas melalui permukaannya. Makin besar watt density suatu heater makin besar kemampuan heater tersebut menstranfer panas melalui permukaannya dan sebaliknya. Gambar Bentuk fisik heater [13] 2.1. Suhu Pemanasan Alat Sterilisasi dengan autoklaf adalah sterilisisi dengan menggunakan uap air disertai tekanan [1]. Autoklaf memiliki suatu ruang yang mampu menahan tekanan diatas 1 atm. Alat-alat atau bahan yang disterilkan, dimasukkkan dalam boks. Setelah udara dalam boks digantikan oleh uap air, maka boks ini ditutup rapat sehingga tekanan akan meningkat, yang juga akan diikuti oleh kenaikkan suhunya. Ada tiga waktu yang dapat digunkkan dalam proses sterilisasi panas basah. Strilisasi panas basah pada suhu 134 o C-137 o C dengan waktu minimal 3 manit. Sterilisasi pada suhu 126 o C-129 o C selama 1 menit. Sterilisasi pada suhu 121 o C-124 o C selama 15 menit. Sterilisasi berfungsi untuk menghilangkan kuman-kuman yang biasanya infeksi yang terjadi pada luka disebabkan oleh bakteri, yaitu bakteri gram negatif ( E. coli), gram positif ( Enterococcus) dan terkadang bakteri anaerob dapat yang berasal dari kulit, lingkungan, dari alat-alat untuk menutup luka dan operasi. Bakteri yang paling banyak adalah Staphylococcus [2].

48 Hukum Ohm Pada rangkaian tertutup : Gambar Rangkaian arus Gambar 2.13 menunjukkan rangkaian arus. Besarnya arus I berubah sebanding dengan tegangan V dan berbanding terbalik dengan beban tahanan R atau dinyatakan dengan rumus pada persamaan 2.1. Besar daya P adalah hasil kali antara arus I dan tegangan V atau dinyatakan dengan rumus pada persamaan = (2.1) =. (2.11) Analisis Respon Transien Respon transien sistem control praktis sering menunjukkan osilasi teredam sebelum mencapai keadaan tunak [14]. Dalam menentukan karakteristik respon transien sistem control terhadap masukan tangga satuan, biasanya dicari parameter berikut : 1. Waktu tunda (delay time), 2. Waktu naik (rise time), 3. Waktu puncak (peak time), 4. Lawatan maksimum (maksimum overshoot), 5. Waktu penetapan (settling time), Spesifikasi ini didefinisikan sebagai berikut dan ditunjukkan secara grafis pada gambar Waktu tunda : Waktu tunda adalah waktu yang diperlukan respon untuk mencapai setengah harga akhir yang pertamakali. 2. Waktu naik : Waktu naik adalah waktu yang diperlukan respon untuk naik dari 1 sampai 9%, 5 sampai 95%, atau sampai 1%. Untuk sistem orde kedua rendaman kurang, biasanya digunakan waktu naik sampai 1%. Untuk system redaman lebih, biasanya digunakan waktu naik 1 sampai 9%.

49 3 3. Waktu puncak, : waktu puncak adalah waktu yang diperlukan respon untuk mencapai puncak lewatan yang pertama kali. 4. Lewatan maksimum, : lewatan maksimum adalah harga puncak maksimum dari kurva respon yang diukur dari satu. Jika harga keadaan tunak respon tidak sama dengan satu, maka biasa digunakan persen lewatan maksimum. Parameter ini didefinisaikan sebagai Persen lewatan maksimum = ( ) ( ) 1% (2.12) 5. Waktu penetapan, : waktu penetapan adalah waktu yang diperlukan kurva respon untuk mencapai dan menetap dalam daerah disekitar haraga akhir yang ukurannya ditentukan dengan persentase mutlak dari harga akhir (biasanya 5% atau 2%). Waktu penetapan ini dikaitkan dengan konstanta waktu terbesar dari system kontrol. Sistem control harus dimodifikasi sampai respon transiennyamemuaskan. Perhatikan bahwa jika ditetapkan harga-harga,,, dan, maka bentuk kurva respon secara virtual telah ditentukan. Ini dapat dilihat secara jelas pada gambar Steady State Error Gambar Spesifikasi respon transien [14] Kestabilan suatu system control dinilai berdasarkan beberapa criteria yaitu criteria kestabilan transien dan criteria kestabilan tunak [15]. Kestabilan transien dimaksudkan dimaksud untuk mengamati kelakuan sistem untuk suatu perubahan nilai referensi yang diberikan, sedangkan kestabilan tunak dimaksudkan untuk mengetahui besar kesalahan

50 31 yang tercapai untuk mengetahui besar kesalahan yang tercapai untuk suatu durasi waktu yang tak terbatas. Suatu sistem control akan memiliki kondisi kesalahan seperti persamaan berikut : (2.13) Besar kesalahan dalam keadaan steady satte dapat didekati berdasarkan teorema nilai akhir (SSE) yaitu : Kondisi masukkan sistem control dimungkinkan dalam tiga masukkan, yaitu : (2.14) 1. Masukkan step, amak e ss nya adalah : 2. Masukkan Ramp, e ss maka nya adalah : (2.15) 3. Masukkan Parabolik, maka e ss nya adalah : (2.2) (2.21)

51 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI BAB III PERANCANGAN 3.1. Proses Kerja Sistem Perancangan alat ini terdiri dari beberapa bagian utama, yaitu IC ATmega8535, sensor suhu, mikrokontroler, keypad, LCD, relay, penyearah dan heater. Sensor yang digunakan untuk mengukur suhu adalah IC LM35. Mikrokontroler Atmega8535 berfungsi untuk mengatur dan memproses input dari IC LM35 dan diteruskan pada heater dan penampil. Pada piranti penampil digunakkan LCD. Perubahan input pada sensor suhu LM35 akan diolah oleh mikrokontroler ATmega8535. Jika IC LM35 mendeteksi suhu yang sudah melebihi batas yang telah ditentukan maka mikrokolntroler akan menonaktifkan relay untuk memutuskan arus pada heater. Begitupun sebaliknya, apabila IC LM35 mendeteksi suhu kurang dari batas yang telah ditentukan maka mikrokontroler akan mengaktifkan relay untuk mengaktifkan arus pada heater. Proses tersebut akan berulang-ulang sampai batas waktu yang telah ditentukan. Gamabr 3.1. Blog diagram perancangan sistem pada sterilisator 3.2. Perancangan Perangkat Keras Desain Boks Sterilisator Pada perancangan boks untuk tempat sterilisator, bahan yang digunakan adalah stainless anti karat dan dimensi boks yang akan didesain adalah 42cm x 18cm x 12cm. Desain boks sterilisator ditunjukan pada gambar 3.2(a, b dan c). Volume maksimum yang 32

52 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 33 dapat ditampung oleh boks adalah 4.5 liter. Pada perancangan boks sterilisator terdapat lubang yang berfungsi untuk keluar uap air. Hal tersebut bertujuan untuk keamanan agar tekanan di dalam boks tidak terlalu tinggi. Pada saat proses sterilisasi berlangsung, user diharapkan agar tidak membuka tutup boks sterilisator. Hal tersebut bertujuan agar suhu di dalam boks tetap terjaga. User diperbolehkan untuk membuka tutup boks pada saat proses sterilisasi telah selesai. Jika user ingin membuang atau mengganti air yang terdapat di dalam boks, maka user harus membuka keran yang terdapat pada boks sterilisator. Gambar 3.2a. Tampak belakang Gambar 3.2b. Tampak samping

53 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 34 Gambar 3.2c. Tampak atas Perancangan Rangkaian Penyearah Rangkaian penyearah yang digunakkan dapat menghasilkan tegangan 5 dan 12 volt. Rangkaian ini memperoleh sumber tegangan dari jala-jala AC 22 volt. Travo 2A digunakkan untuk menurunkan tegangan AC 22 Volt menjadi tegangan 18 VAC dan 12 VAC. Untuk menghasilakan gelombang penuh, maka tegangan 18 VAC dan 12 VAC perlu disearahkan menggunakkan dioda bridge, sehingga menghasilkan gelmbang penuh. Komponen pengatur tegangan 12 VDC yaitu LM7812T, dengan arus maksimal sebesar 1A. Tegangan output 12 volt digunakan untuk catu daya relay dan sensor suhu. Rangkaian catu daya 12 VDC dapat dlihat pada gambar 3.3a. Sedangkan pengaturan tegangan 5 VDC menggunakkan komponen LM785T, dengan arus maksimal sebesar 1A. Tegangan output 5 VDC digunakan untuk catu daya mikrokontroler, LCD, dan keypad. Rangkaian yang digunkan dapat dilihat pada gambar 3.3b. (a)

54 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 35 (b) Gambar 3.3. Rangkaian catu daya 12 volt dan 5 volt Perhitungan nilai kapasitor untuk penyearah 12VDC, dilakukan seperti persamaan 2.8 dengan nilai tegangan output trafo diketahui sebesar 18VAC (VM), arus maksimal yang diinginkan sebesar 1A dan tegangan input minimal IC regulator sebesar 14,5VDC (VMIN), sehingga diperoleh nilai minimal kapasitor C1 sebagai berikut : Vr (PP) = Vr (rms) = VM = (18 2) 1,4 = 24,5V = 24,5 14,5 = 9,55V = ( ) Vr (rms) = 2,756 = 2,756 = ( =, ) =, 346,41 1 (2,756) = 1 954,7 = =1, = 1,47 1 = 147μ = 2,756V

55 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 36 Pada perhitungan nilai minimal C1 diperoleh sebesar 147µF, nilai tersebut tidak terdapat di pasaran sehingga digunakan nilai kapasitor C1 sebesar 22µF yang mendekati nilai perhitungan dan terdapat di pasaran. Pemilihan nilai C1 sebesar 22µF akan berdampak memperkecil ripple. Jika menggunakan C1 sebesar 22µF, maka diperoleh nilai ripple sebesar 1,312V. Penentuan nilai kapasitor C2 yang digunakan adalah 1nF disesuaikan berdasarkan datasheet IC regulator LM7812T. Perhitungan nilai kapasitor untuk penyearah 5VDC, dilakukan seperti persamaan 2.8 dengan nilai tegangan output trafo diketahui sebesar 12VAC (VM), arus maksimal yang diinginkan sebesar 1A dan tegangan input minimal IC regulator sebesar 7,5VDC (VMIN), sehingga diperoleh nilai minimal kapasitor C3 sebagai berikut : VM = (12 2) 1,4 = 15,57V Vr (PP) = Vr (rms) = = 15,57 7,5 = 8,7V = ( ) = ( Vr (rms) = 2,329 = 2,329 =, ) =, = 2,329V 346,41 3 (2,329) = 1 86,78 = =1, = 1,239 1 = 1239µ Pada perhitungan nilai minimal C3 diperoleh sebesar 1239µF, nilai tersebut tidak terdapat di pasaran sehingga digunakan nilai kapasitor C3 sebesar 22µF yang mendekati

56 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 37 nilai perhitungan dan terdapat di pasaran. Pemilihan nilai C3 sebesar 22µF akan berdampak memperkecil ripple. Jika menggunakan C3 sebesar 22µF, maka diperoleh nilai ripple sebesar 1,312V. Penentuan nilai kapasitor C4 yang digunakan adalah 1nF disesuaikan berdasarkan datasheet IC regulator LM785T Rangkain Sensor Suhu Pada alat ini sensor yang digunakkan adalah sensor suhu LM35. Sensor ini akan mendeteksi suhu yang terdapat boks sterilisator sebagai input ke mikrokontroler. Dari gambar 3.4, untuk mengaktifkan sensor dibutuhkan tegangan input sebesar 4 Volt sampai 2 Volt. Pada kaki 1 dihubungkan pada supply positif, kaki 2 sebagai output sensor yang dihubungkan langsung ke mikrokontroler, dan kaki 3 dihubungkan ke ground. Pada perancangan rangkaian sensor suhu, kabel yang digunakan adalah tipe stuttgart olflex yang dapat digunakan hingga suhu 18C[15]. Gambar 3.4. Rangkain sensor LM35 Dengan menggunakan sensor suhu maka peneliti dapat mengukur suhu hingga 15 C. Rangkaian yang ditunjukkan pada gambar 3.4 memiliki kemampuan deteksi suhu dari -55 C sampai +15 C Perancangan Rangkaian Relay Rangkaian relay ini berfungsi untuk mengaktifkan heater dimana heater ini berfungsi untuk memanaskan air pada boks sterilisator. Dalam perancangan ini heater yang digunakkan memiliki daya sebesar 35 watt dan tegangan yang digunakan yaitu 22V AC. Berdasarkan persamaan 2.11 diperoleh nilai arus 1,59A. Pada perancangan ini relay yang digunakan memiliki kapasitas 1A, hal tersebut bertujuan untuk mencegah terjadinya

57 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 38 lonjakan arus yang dapat merusak komponen lain. Rangkaian relay ini, menggunakan transistor yang difungsikan sebagai saklar yang akan mengaktifkan heater. Rangkaian relay dapat dilihat pada gambar 3.5. Gambar 3.5. Rangkaian relay Pada perancangan perangkat keras rangkaian relay, sumber tegangan relay 12 volt dan nilai resistansi relay sebesar 4Ω sehingga dengan menggunakkan persamaan 2.7 diperoleh nilai arus kolektor saturasi sebagai berikut : = Ω = 3 1 Transistor 2N2222 memiliki beta DC (β) sebesar 1 sehingga berdasarkan persamaan 2.6, nilai arus basis minimum (IBmin) diperoleh dengan perhitungan sebagai berikut : IBmin = = 3 1 Nilai tegangan output dari port mikrokontroler diketahui sebesar 5V sebagai nilai tegangan VBB, sehingga besarnya nilai resistor basis maksimum berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut : RB = = Ω 3 1 (RB) dapat dihitung

58 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 39 Nilai RB dipilih sebesar 1k dengan pertimbangan agar lebih mudah diperoleh di pasaran dan agar arus basis (Ib) yang dihasilkan lebih besar dari batas minimumnya. Oleh karena itu, nilai arus basis yang diperoleh dengan persamaan 2.4 sebagai berikut : IB = 5v.7v = Ω Perancangan Rangkaian LCD LCD yang digunakan adalah LCD 16x2 yang memiliki tipe LMB162A. LCD 16x2 bertipe ini memungkinkan pemrogram untuk mengoperasikan komunikasi data secara 8 bit atau 4 bit. Jika menggunakan jalur data 4 bit akan ada 7 jalur data (3 untuk jalur kontrol dan 4 untuk jalur data). Jika menggunakan jalur data 8 bit maka akan ada 11 jalur data (3 untuk jalur kontrol dan 8 untuk jalur data). Tiga jalur kontrol ke LCD ini adalah EN (Enable), RS (Register Select) dan R/W (Read/Write). Interface LCD merupakan sebuah parallel bus, hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8 bit dikirim ke LCD secara 4 atau 8 bit pada satu waktu. Jika mode 4 bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat sepenuhnya 8 bit (pertama dikirim 4 bit MSB lalu 4 bit LSB dengan pulsa clock EN setiap nibblenya). Berdasarkan datasheet tegangan kontras (Vlcd) maksimum sebesar 5V sehingga dalam perancangan digunakan sebuah resistor variabel sebesar 1KΩ yang berfungsi untuk membatasi tegangan yang masuk ke pin Vlcd. Rangkaian LCD dengan mode 4 bit ditunjukkan pada gambar 3.6. Gambar 3.6. Rangkaian LCD

59 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI Perancangan Keypad Pada perancangan tugas akhir ini akan menggunakan keyad 4x4. Keypad akan dihubungkan dengan portd pada mikrokontroler ATmega8535, seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.7. Salah satu fungsi keypad yang digunakan adalah sebagai penentuan mode yang akan dipilih. Tombol keypad A berfungsi untuk pemilihan mode manual dan tombol keypad B berfungsi untuk pemilihan mode otomatis. Pada saat user memilih mode manual, user harus memasukkan nilai suhu dan waktu yang diinginkan melalui tombol-tombol angka yang terdapat pada keypad. Jika user menekan salah satu tombol, maka akan terbentuk kombinasi logika akibat terhubungnya baris dan kolom seperti yang ditunjukkan pada tabel 3.1. Gambar 3.7. Konfigurasi Keypad 4x4 Tabel 3.1. Kombinasi Keypad 4x4 Karakter PortD. PortD.1 PortD.2 PortD.3 PortD.4 Kolom1 Kolom2 Kolom3 Kolom4 Baris A B C 1 * 1 1 # 1 D PortD.5 Baris PortD.6 Baris PortD.7 Baris

60 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega8535 Rangkaian sistem minimum berfungsi sebagai I/O untuk mengolah data dari sensor suhu LM35 dan mengontrol relay yang telah di program. Mikrokontroler membutuhkan sistem minimum yang terdiri dari rangkaian eksternal yaitu, rangkaian osilator dan rangkaian reset. Rangkaian osilator ditunjukkan pada gambar 3.8. Perancangan rangkaian osilator digunakan kristal dengan frekuensi 12Mhz dan menggunakan kapasitor 22pF (datasheet) pada pin XTAL1 dan XTAL2 di mikrokontroler. Gambar 3.8. Rangkaian osilator ATmega8535 Gambar 3.9 menunjukkan rangkaian reset mikrokontroler Atmega8535. Rangkaian reset bertujuan untuk memaksa proses kerja pada mikrokontroler diulang dari awal. Jika tombol reset ditekan, maka pin reset akan mendapat input logika rendah, sehingga mikrokontroler akan mengulang proses eksekusi program dari awal. Pada perancangan rangkaian reset digunakan resistor sebesar 1kΩ dan kapasitor sebesar 1µF berdasarkan gambar 2.2. Gambar 3.9. Rangkaian reset ATmega8535

61 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 42 Perancangan penggunaan port sebagai input dan output pada mikrokontroler disesuaikan dengan kebutuhan. Port yang akan digunakan adalah port A, port B, port C dan port D. Port A. digunakan sebagai port input dari sensor suhu LM35. Pada porta. digunakan untuk sensor suhu LM35, karena pada port tersebut terdapat fasilitas ADC. Port B., port B.1, port B.2 dan port B.3 digunakan sebagai port data, sedangkan port B.4 dan port B.5 digunakan sebagai port pengatur interface LCD. Pada port C digunakan sebagai port output. port C. digunkan sebagai port output relay. Pada port D digunakan sebagi input dari server / pengguna. Port C. sampai port C.7 digunakan sebagai port input dari keypad. Penggunaan port-port yang akan digunakan ditunjukkan pada tabel 3.2. Tabel 3.1. Penggunaan port-port pada mikrokontroler No Nama PORT Keterangan 1 PortA. Sensor Suhu LM35 2 PortB. DB 1 LCD 3 PortB.1 DB 1 LCD 4 PortB.2 DB 1 LCD 5 PortB.3 DB 1 LCD 6 PortB.4 Enable LCD 7 PortB.5 R/W LCD 8 PortB.6 RS LCD 9 PortC. Relay 1 PortD. PortD.7 Keypad Secara keseluruhan gambar minimum sistem mikrokontroler ATmega8535 secara lengkap ditunjukkan oleh gambar 3.1.

62 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 43 Gambar 3.1. Rangkaian sistem minimum ATmega Perancangan Perangkat Lunak Diagram Alir Utama Diagram alir utama ditunjukkan pada gambar Program utama menunjukkan proses mikrokontroler secara keseluruhan. Setelah start, program melakukan inisialisai terhadap port-port mikrokontroler yang digunakan untuk proses pengendalian alat. Proses pertama yaitu menampilkan mode yang akan dipilih pada LCD. Jika mode B dipilih, maka alat akan dikendalikan secara manual. Jika mode A dipilih, maka alat akan dikendalikan secara otomatis oleh mikrokontroler. Proses menampilkan pemilihan mode akan selalu diulangi sampai user memilih mode yang diinginkan. Pada saat user telah memilih salah satu mode dan proses sterilisasi telah selesai, timer akan ON selama 1 menit. Jika timer kurang dari 1 menit, maka user tidak diperbolehkan membuka boks dan pada LCD akan ditampilkan peringatan untuk tidak membuka boks. Jika timer lebih dari 1 menit, maka pada LCD akan ditampilkan tulisan user diperbolehkan membuka boks. Proses timer 1 menit bertujuan untuk mendinginkan kondisi suhu di dalam boks, sehingga pada saat user akan membuka kran atau boks kondisi di dalam boks tidak terlalu panas.

63 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 44 Gambar Diagram alir utama Diagram Alir Manual Diagram alir mode manual ditunjukkan pada gambar Subrutin ini digunakan untuk melakukan pengendalian alat secara manual. Pada saat subrutin ini dieksekusi, user harus memasukan nilai suhu dan waktu yang diinginkan. Nilai suhu minimal yang harus dimasukkan oleh user adalah 121oC dan suhu maksimal yang dapat dimasukkan oleh user adalah 145 oc. Sedangkan waktu minimal yang harus dimasukkan oleh user adalah 15 menit. Nilai suhu yang dimasukkan oleh user akan disimpan dengan variabel X dan nilai waktu yang dimasukkan oleh user akan disimpan dengan variabel Y. Pada saat nilai suhu dan waktu tidak sesuai dengan batas minimal, mikrokontroler akan menampilkan pada LCD kondisi salah untuk waktu atau suhu. Pada saat kondisi salah mikrokontroler akan me-reset program, sehingga user harus mengulang untuk memasukkan nilai suhu dan waktu.

64 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 45 Pada perancangan ini, relay yang terhubung dengan heater akan ON ketika user memasukkan nilai suhu dan waktu sesuai dengan kondisi yang telah ditentukan. Jika kondisi tersebut telah terdeteksi, maka timer akan ON selama waktu yang telah dimasukkan oleh user. Setelah kondisi tersebut terpenuhi, relay akan OFF pada saat suhu berada 2oC di atas nilai suhu yang dimasukkan oleh user dan kondisi ini akan disimpan dengan variabel X2. Relay akan ON kembali pada saat suhu berada 2oC di bawah nilai suhu yang dimasukkan oleh user dan kondisi ini akan disimpan dengan variabel X1. Proses tersebut akan berlangsung selama waktu yang telah ditentukan oleh user. Gambar Diagram alir manual

65 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI Diagram Alir Dengan Cara Otomatis Diagram alir mode otomatis ditunjukkan pada gambar Subrutin ini digunakan untuk melakukan pengendalian alat secara otomatis. Pada saat subrutin ini dieksekusi mikrokontroler akan mengaktifkan relay. Jika nilai suhu lebih dari sama dengan 125 oc, maka mikrokontroler akan menonaktifkan relay dan akan mengaktifkan timer. Setelah itu, mikrokontroler akan menerima masukkan dari sensor suhu. Jika suhu kurang dari 121 oc, maka mikrokontroler akan mengaktifkan relay dan jika suhu lebih dari 125 o C mikrokontroler akan menonaktifkan relay. Proses ini akan berlangsung selama 15 menit. Pada saat waktu sama dengan 15 menit, mikrokontroler akan menonaktifkan relay dan timer yang menandakan proses ini telah selesai. Gambar Diagram alir otomatis

66 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI Perancangan Tampilan LCD. Data hasil pengukuran sterilisator berupa suhu dan waktu yang ditampilkan pada LCD character. Pada tampilan LCD akan ditampilkan berapa nilai suhu yang dideteksi oleh sensor LM35 dan lama waktu pada proses penyeterilan. Contoh tampilan hasil pengukuran pada LCD yang akan dibuat ditujukkan pada gambar Gambar Tampilan pada LCD

67 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi mengenai hasil pengamatan dari sterilisator basah dengan menggunakan ATMega8535. Hasil pengamatan berupa pengujian performe alat ( misal: kestabilan sistem, rise time, setting time dan lain-lain), pengujian sensor LM35 dalam mendeteksi kenaikan suhu, dan memeriksa keberadaan kuman dalam instrumen Bentuk Fisik Sterilisator dan Hardware Elektronik Bentuk Fisik Sterilisator Basah Bentuk fisik sterilisator basah secara keseluruhan ditunjukkan pada gambar 4.1. Sterilisator basah ini terdiri dari dua boks, yaitu boks tempat hardware elektonik dan boks tempat untuk memanaskan air (boks sterilisator). Pada boks pemanas air ada keran yang berfungsi sebagai saluaran pembuangan air. Boks Hardware Boks Sterilisator Kran Gambar 4.1. Bentuk fisik sterilisator basah Gambar 4.2 menunjukkan peletakkan keypad, LCD, tombol reset dan LED indikator. Fungsi dari masing-masing komponen adalah sebagai berikut : 1. Keypad fungsinya sebagai input dari user, 2. LCD yang berfungsi sebagai penampil dari proses sterilisasi, 3. Tombol reset yang berfungsi sebagai tombol pengulangan proses sterilisasi dan 4. LED indikator yang digunakan sebagai penanda hidup atau tidaknya heater. Gambar 4.3 menunjukkan boks sterilisator yang fungsi sebagai wadah untuk air. Dalam boks sterilisator terdapat heater yang fungsinya sebagai media pemanas air, serta sensor suhu LM35 yang fungsinya untuk medeteksi suhu dalam boks sterilisator. Selain heater dan sensor suhu LM35 ada juga tempat instrumen. Fungsi dari tempat instrumen ini adalah tempat untuk meletakkan instrumen yang ingin disterilkan. 48

68 49 LED Indikator Tombol Reset LCD Keypad Tempat instrumen Heater Sensor suhu LM35 Gambar 4.2. Boks Hardware elektronik Gamabar 4.3. Boks sterilisator Cara Penggunaan Alat Untuk menggunakan alat ini user dapat mengukuti langkah-langkah yang ditampilkan pada LCD. Awalnya user diminta untuk memilih mode melalui keypad. Ada dua mode pada alat ini, yaitu mode A yang digunakan sebagai mode otomatis dan mode B yang digunakan sebagai mode manual. Ketika user memilih mode A maka alat langsung bekerja secara otomatis, yaitu dengan suhu 93 o C yang dipertahankan selama 15 menit/9 detik. Jika user memilih mode B, maka user akan diminta untuk memasukkan nilai suhu dan waktu. Suhu yang dapat dimasukkan oleh user adalah 87 o C dan 93 o C, sedangkan waktu yang dapat dimasukan user adalah 9 detik dan 18 detik. Waktu yang digunakan pada alat ini menggunakan satuan detik. Waktu akan ditampilkan pada LCD ketika suhu sudah mencapai suhu yang dimasukkan user melalui keypad. Jika proses sterilisasi telah selesai boks sterilisator akan boleh dibuka apabila tampilan waktu warning telah selesai. Jika user ingin melakukan pensterilan kembali, user hanya perlu menekan tombol reset dan melakukan pemilihan mode kembali Hardware Elektronik Hardware elektronik terdiri dari LCD, sistem minimum, relay, keypad dan rangkaian penyearah 5 volt dan 12 volt. Gambar keseluruhan hardware elektronik ditunjukkan pada gambar 4.4. Sedangkan pada gambar 4.5 menunjukkan heater dan sensor suhu LM35 yang di tempatkan pada boks sterilisator.

69 5 A D B C E F Keterangan gambar 4.4. : A. LCD B. Sistem Minimum C. Relay D. Keypad E. Penyearah 5 Volt F. Penyearah 12 Volt Gambar 4.4. Hardware elektronik 1 2 Gambar 4.5. Peletakan heater dan sensor suhu LM35 Keterangan gambar 4.5 : 1. Heater 2. Sensor suhu LM35 Gambar 4.6. Rangkaian LCD

70 51 Gamabar 4.7. Rangkaian sistem minimum Gambar 4.8. Rangkaian relay Gambar 4.9. Keypad Gambar 4.1. Rangkaian penyearah 5 dan 12 volt Pada perancangan tugas akhir ini menggunakan heater 35 Watt, namun pada hasil pembuatan tugas akhir ini menggunakan heater 15 Watt seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.5. Hal tersebut dikarenakan heater 35 Watt memanaskan air sangat lama bila dibandingkan dengan heater 15 Watt. Mikrokontroler yang digunakan pada tugas akhir ini yaitu mikrokontroler ATMega8535. Mikrokontroler digunakan untuk mengontrol sensor suhu LM35, relay dan keypad serta menampilkan data pada LCD. Rangkaian keseluruhan dapat dilihat pada lampiran L Pengujian Keberhasilan Pada perancangan tugas akhir ini menggunakan suhu 121 o C dan 145 o C, namun pada pembuatan tugas akhir ini menggunakan suhu 87 o C dan 93 o C. Hal tersebut

71 52 dikarenakan suhu maksimal yang didapat pada pembuatan tugas akhir ini hanya mencapai 96 o C. Hal ini dikarenakan boks sterilisator tidak tertutup rapat sehingga tekanan uap air yang berada dalam boks sterilisator dapat keluar melalui celah-celah boks. Pengujian untuk mengukur tingkat keberhasilan mode A dilakukan 1 jenis percobaan yaitu dengan menggunakan suhu 93 o C selama 15 menit (9 detik). Pengujian untuk mengukur tingkat keberhasilan mode B dilakukan 3 jenis percobaan, yaitu: pengujian terhadap suhu 87 o C selama 15 menit (9 detik), pengujian terhadap suhu 9 o C selama 15 menit (9 detik), dan pengujian terhadap suhu 93 o C selama 15 menit (9 detik). Pada pengujian ini menggunakan sensor suhu LM35 yang digunakan sebagai sensor utama dan sensor suhu termometer digital yang digunakan sebagai sensor pembanding. Pada pengujian ini hanya menguji kestabilan suhu tanpa menggunakan instrumen medis Pengujian Mode A (Mode Otomatis) Pengujian untuk mode A dilakukan selama 15 menit (9 detik) dengan batas suhu tertinggi 93 o C yang sudah ada dalam program. Hasil pengujian ditunjukkan pada tabel 4.1. Dalam waktu 174 detik (29 menit) kenaikan suhu pada boks sterilisator yang diperlihatkan pada tabel 4.1. Pengambilan data suhu (LCD) dilakukan dengan cara mengambil suhu yang tertampil pada LCD. Tabel 4.1. Hasil pengujian mode A (mode otomatis) Waktu Suhu LCD Suhu Error Waktu Suhu LCD Suhu Error (detik) ( C) Termometer (%) (detik) ( C) Termometer (%)

72 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 53 Lanjutan Tabel 4.1. Hasil pengujian mode A (mode otomatis) Waktu (detik) Suhu LCD ( C) Suhu Termometer Error (%) Waktu (detik) Suhu LCD Suhu ( C) Termometer Rata-rata error Perbandingan suhu LCD dengan suhu Termometer 1 C LCD 5 Termo Detik Gambar Grafik perbandingan suhu LCD dengan suhu termometer terhadap waktu. Error (%)

73 54 Berdasarkan gambar 4.11 grafik perbandingan suhu yang terukur pada masingmasing sensor menunjukkan hasil yang hampir sama. Pada pengujian yang dilakukan yaitu mempertahankan suhu 93 o C selama 9 detik (15 menit) setelah suhu tercapai. Dengan waktu maksimal pensterilan selama 174 detik (29 menit). Berdasarkan gambar 4.11, suhu akan dikatakan stabil apabila steady state error (SSE) tidak lebih dari 2%. Untuk sistem redaman lebih, biasanya digunakan waktu naik 1% sampai 9%. Perhitungan kestabilan suhu berdasarkan tabel 4.1, menggunakan persamaan 2.12 : SSE :, 1% = 1,61% Perhitungan untuk mencari nilai Tr dan Ts : Full range = 94,5-28 = 66,5 c(t) pada saat 1% Fv = (1% 66,5) + 28 = 34,65 o C = 34,65 C = 17 detik c(t) pada saat 9% Fv = (9% 66,5) + 28 = 87,85 o C =, = 77 detik = = = 6 = = 81 detik Berdasarkan grafik yang tertera pada lampiran L17 waktu penetapan ( ) diperoleh sebesar 81 detik. Hasil untuk menentukan waktu naik ( ) dan waktu penetapan ( ) dapat dilihat secara lengkap pada gambar grafik yang tertera pada lampiran L17 L Pengujian Mode B ( Mode Manual ) Pengujian Mode B Dengan Suhu 87 o C Pengujian pertama untuk mode B dilakukan dengan cara memasukkan suhu dan waktu melalui keypad. Suhu yang dimasukkan oleh user adalah 87 o C yang dipertahankan selama 15 menit atau 9 detik. Hasil pengujian ditunjukkan pada tabel 4.2. Dalam waktu 168 detik kenaikan suhu pada boks sterilisator yang diperlihatkan pada tabel 4.2. Pengambilan data suhu (LCD) dilakukan dengan cara mengambil suhu yang muncul pada LCD.

74 55 Berdasarkan gambar 4.12 grafik perbandingan suhu yang terukur pada masingmasing sensor menunjukkan hasil yang hampir sama. Pada pengujian yang dilakukan yaitu mempertahankan suhu 87 o C selama 9 detik (15 menit) setelah suhu tercapai. Dengan waktu maksimal pensterilan selama 168 detik (28 menit). Tabel 4.2. Hasil pengujian mode B dengan suhu 87 o C Waktu Suhu LCD Suhu Error Waktu Suhu LCD Suhu Error (detik) ( C) Termometer (%) (detik) ( C) Termometer (%) Rata-rata error 2.4

75 56 C 1 Perbandingan suhu LCD dengan suhu Termometer LCD 5 Termo Detik Gambar Grafik perbandingan suhu LCD dengan suhu termometer terhadap waktu Pengujian Mode B Dengan Suhu 9 o C Pengujian kedua untuk mode B dilakukan dengan cara memasukkan suhu dan waktu melalui keypad. Suhu yang dimasukkan oleh user adalah 9 o C yang di pertahankan selama 15 menit atau 9 detik. Hasil pengujian ditunjukkan pada tabel 4.3. Dalam waktu 177 detik kenaikan suhu pada boks sterilisator yang diperlihatkan pada tabel 4.3. Pengambilan data suhu (LCD) dilakukan dengan cara mengambil suhu yang muncul pada LCD. Tabel 4.3. Hasil pengujian mode B dengan suhu 9 o C Waktu Suhu LCD Suhu Error Waktu Suhu LCD Suhu Error (detik) ( C) Termometer (%) (detik) ( C) Termometer (%)

76 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 57 Lanjutan Tabel 4.3. Hasil pengujian mode B dengan suhu 9oC Waktu (detik) Suhu LCD ( C) C Suhu Termometer Error (%) Waktu (detik) Suhu LCD Suhu ( C) Termometer Rata-rata error Perbandingan suhu LCD dengan suhu Termometer LCD 5 Termo Detik Gambar Grafik perbandingan suhu LCD dengan suhu termometer terhadap waktu. Error (%)

77 58 Berdasarkan gambar 4.13 grafik perbandingan suhu yang terukur pada masingmasing sensor menunjukkan hasil yang hampir sama. Pada pengujian yang dilakukan yaitu mempertahankan suhu 9 o C selama 9 detik (15 menit). Dengan waktu maksimal pensterilan yang di dapat selama 177 detik (29 menit 3 detik) Pengujian Mode B dengan Suhu 93 o C Pengujian ketiga untuk mode B dilakukan dengan cara memasukkan suhu dan waktu melalui keypad. Suhu yang dimasukkan oleh user adalah 93 o C yang di pertahankan selama 15 menit atau 9 detik. Hasil pengujian ditunjukkan pada tabel 4.4. Dalam waktu 168 detik kenaikan suhu pada boks sterilisator yang diperlihatkan pada tabel 4.4. Pengambilan data suhu (LCD) dilakukan dengan cara mengambil suhu yang muncul pada LCD. Berdasarkan gambar 4.14 grafik perbandingan suhu yang terukur pada masingmasing sensor menunjukkan hasil yang hampir sama. Pada pengujian yang dilakukan yaitu mempertahankan suhu 93 o C selama 9 detik (15 menit). Dengan waktu maksimal pensterilan yang di dapat selama 168 detik (28 menit). Tabel 4.4. Hasil pengujian mode B dengan suhu 93 o C Waktu Suhu LCD Suhu Error Waktu Suhu LCD Suhu Error (detik) ( C) Termometer (%) (detik) ( C) Termometer (%)

78 PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 59 Lanjutan Tabel 4.4. Hasil pengujian mode B dengan suhu 93oC Waktu (detik) Suhu LCD ( C) Suhu Termometer Error (%) Waktu (detik) Suhu LCD ( C) Suhu Termometer Rata-rata error Error (%) ,87 Perbandingan suhu LCD dengan suhu Termometer C LCD 5 Termo Detik Gambar Grafik perbandingan suhu LCD dengan suhu termometer terhadap waktu Analisis Hasil Pengujian Presentase keberhasilan alat dalam mensterilkan suhu, secara keseluruhan ditunjukan pada tabel 4.5. Berdasarkan tabel 4.5 pada mode A dan B dengan set point suhu 93oC, suhu berhasil stabil dengan steady state error sebesar 1,61%. Sedangkan pada mode

79 6 B dengan set point suhu 87 o C, suhu berhasil stabil dengan steady state error sebesar 1,72% dan pada set point 9 o C suhu berhasil stabil dengan steady state error sebesar 1,11%. Berdasarkan tabel 4.5 pada mode A dan mode B dengan suhu yang sama yaitu 93 o C terdapat perbedaan pada nilai Tr dan Ts. Perbedaan tersebut diakibatkan pada saat proses sterilisasi mode B lebih cepat dibandingkan dengan mode A. Mode B lebih cepat proses sterilisasinya karena pada saat proses sterilisasi boks sterilisator tertutup rapat sehingga suhu udara yang berada dalam boks tetap terjaga. Sedangkan pada mode A proses sterilisasi sedikit lama bila dibandingkan dengan mode B, karena pada saat proses sterilisasi boks tidak tertutup rapat sehingga suhu udara yang berada dalam boks dapat keluar. Grafik perbandingan mode A dan B dapat dilihat pada lampiran L21. Tabel 4.5. Presentase keberhasilan alat dalam menstabilkan suhu Suhu Tr Ts SSE Mode awal ( o SP Fv (%) C) (detik) (detik) (%) A C 94, B C 85, B 29 9 C B C 94, Rata-rata error 1.51 Perhitungan presentase rata-rata steady state error : = ( ) 4 % = 1,51% Pada percobaan dengan menggunakan mode B didapat waktu penetapan (Ts) yang sangat besar pada suhu 9 o C dan 93 o C dengan nilai Ts sebesar 19 dan 91 detik. Hal tersebut dikarenakan masih terdapat ripple hingga waktu 19 dan 91 detik, seperti yang di yang di tunjukkan pada lampiran L19 dan L9. Berdasarkan tabel dan perhitungan presentase keberhasilan alat dalam menstabilkan suhu, alat mampu mengendalikan suhu dengan steady state error sebesar 1,51% Hasil Pengujian Bakteri Hasil pemeriksaan bakteri dilakukan dengan menggunakan Nutrien Agar (NA). Nutrien Agar (NA) adalah zat kimia yang digunakan untuk mendeteksi adanya bakteri.

80 61 Cara mendeteksi bakteri menggunakan NA adalah dengan cara memanaskan NA yang telah dicampur dengan aquades yang telah steril, kemudian cairan tersebut akan dimasukkan kedalam wadah (petri) dan dibiarkan sampai cairan NA tersebut mengeras. Langkah selanjutnya, instrumen akan dipoles dengan menggunakan cotton buds dan kemudian cotton buds tersebut akan dipoles kembali pada petri dengan posisi cotton buds yang sama. Bakteri-bakteri akan terlihat jelas setelah di diamkan selama 24 jam. Pengujian tersebut dilakukan di laboratorium farmasi. Seperti yang terlihat pada tabel 4.6 menunjukkan hasil pemeriksaan bakteri dengan menggunakan Nutrien Agar (NA). Adanya bakteri dalam wadah (petri), dapat dilihat dengan kejernihan petri tersebut. Semakin keruhnya petri, semakin banyak pula bakteri yang terdapat dalam petri. Berdasarkan tabel 4.6 hasil pengujian sudah mendekati yang diharapkan karena pada tabel 4.6 terlihat bahwa semakin tinggi suhu sterilisasi maka bakteri yang ada semakin sedikit. Tabel 4.6. Hasil pemeriksaan bakteri dengan menggunakan NA Suhu Sterilisasi Control Gunting Pisau Pinset Sebelum Steril 87 C 9 C 93 C 4.5. Pengujian Rangkaian Penyearah Pengujian rangkaian penyearah 5 dan 12 volt dilakukan dengan mengukur tegangan output penyearah menggunakan multimeter. Gambar 4.15 menunjukkan hasil perancangan

81 62 rangkaian penyearah 5 dan 12 volt. Tabel 4.7 menunjukkan hasil pengujian tegangan output tanpa beban, tegangan output dengan beban, dan arus total yang digunakan. Gambar Rangkaian penyearah 5 dan 12 volt Tabel 4.7. Hasil pengujian arus dan output penyearah Penyearah Tegangan output Tegangan Tegangan output Arus total pada perancangan output tanpa dengan beban (Ampere) (Volt) beban (Volt) (Volt) 5 Volt 5 4,99 4,92,25 12 Volt 12 11,97 11,95,11 Berdasarkan tabel 4.7, hasil pengukuran tegangan output rangkaian penyearah 5 dan 12 volt memiliki perbedaan dengan tegangan output pada saat tanpa beban dan pada saat menggunakan beban. Tegangan output dari komponen IC LM785 tanpa beban adalah 4,99 volt, tetapi pada saat diberi beban hasil pengujian terukur adalah 4,92 volt. Beban yang digunakan adalah 1 buah sensor suhu LM35, 1 buah mikrokontroler dan 1 buah LCD. Untuk penyearah 5 volt terdapat error sebesar : = 1% = 5 4,99 1% 5 =,2 % Berdasarkan perhitungan error yang dilakukan pada penyearah 5 volt, diperoleh nilai error sebesar,2 %. Hal tersebut tidak mempengaruhi kenerja sistem secara keseluruhan dan kenerja mikrokontroler dikarenakan tegangan kerja dari mikrokontroler berkisar 4,5 volt sampai 5,5 vot.

82 63 Sedangkan tegangan output dari komponen IC LM7812 tanpa beban adalah 11,97 volt, tetapi saat diberi beban terukur sebesar 11,95 volt. Beban yang digunakan pada penyearah 12 volt ini adalah 1 buah relay. Untuk penyearah 12 volt terdapat error sebesar : = 1% = 12 11,97 1% 12 =,25 % Berdasarkan perhitungan error yang dilakukan pada penyearah 12 volt, diperoleh nilai error sebesar,25 %. Hal tersebut tidak mempengaruhi kinerja dari sistem secara keseluruhan Pengujian Rangkaian Relay Pengujian rangkaian relay dilakukan dengan cara memberikan logika high atau 5 volt pada portc.. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui fungsi transistor sebagai saklar. Jika portc. diberi logika high, maka transistor akan aktif dan sebaliknya, jika portc. diberi logika low, maka transistor tidak aktif. Gambar 4.16 menunjukkan hasil perancangan relay. Hasil pengujian relay ditunjukkan pada Tabel 4.8. Gamabar Rangkaian relay Tabel 4.8. Hasil pengujian relay PortC. Relay Heater Tidak aktif Tidak aktif 1 Aktif Aktif

83 64 Berdasarkan tabel 4.8 hasil pengujian rangkaian relay telah sesuai dengan yang diharapkan, relay akan aktif pada saat portc. diberi logika high dan sebaliknya tidak aktif apabila portc. diberi logika low. Jika relay aktif, maka heater akan ON dan air akan dipanaskan Pembahasan Software Pada tugas akhir ini, software yang digunakan adalah Code Vision AVR Compiler. Program yang terdapat pada mikrokontroler terdiri dari program pengendalian heater, program keypad dan program untuk sensor suhu LM Program utama Listing program utama ditunjukkan pada gambar Program utama akan dieksekusi pada saat user menekan tombon ON pada boks sterilisator. Jika program telah dijalankan, maka mikrokontroler akan menampilkan tulisan pada LCD PILIH MODE, sehingga user harus memasukkan mode menggunakan keypad. Jika user menekan tombol A, maka program akan dieksekusi menggunakan program otomatis, dan apabila user menekan tombol B, maka program yang akan dieksekusi menggunkan program manual, apabila user menekan tombol selain tobol A dan B, maka mikrokontroler akan menampilkan tulisan pada LCD ERROR MODE TRY AGAIN, sehingga user harus melakukan pemilihan mode kembali. Gambar Tampilan awal Gambar Tampilan jika data masukkan dari keypad salah

84 65 Gambar Program utama Program Mode Otomatis (Mode A) Listing program mode otomatis ditunjukkan pada gambar 4.2. Program mode otomatis akan dieksekusi apabila user menekan tombol A (mode otomatis) dan Entr pada keypad, dengan demikian portd. akan berlogika high dan heater akan aktif. Waktu lamanya pensterilan akan di tampilkan / dihitung apabila suhu sudah mencapai batas maksimal. PortD. akan berlogika high apabila panas suhu air masih dibawah suhu maksimal yang telah diprogram dan portd. akan berlogika low apabila panas suhu air melebihi batas maksimal yang telah diprogram. Proses tersebut akan berulang sampai batas waktu yang telah diprogram selesai.

85 66 Gambar 4.2. Program mode otomatis Jika proses pensterilan telah selesai maka akan ditampilakn WARNING JANGAN BUKA BOKS TUNGGU WAKTU HABIS. Proses tersebut akan

86 67 dijalankan selama 1 menit (6 detik). Proses tersebut berfungsi untuk mengurangi tekana uap panas air yang berada dalam boks saat tutup dari boks dibuka. Setelah waktu tunggu telah selesai maka akan ditampikan MENGUKUR LAGI? TEKAN RESET. Jika tombol reset ditekan maka proses akan kembali ke pemilihan mode atau kembali ke menu utama. Gambar Tampilan mode otomatis (mode A) Gambar Tapmpilan untuk kembali ke menu utama Gambar Tampilan peringatan (warning) sebelum tutup boks dibuka Program Mode Manual (Mode B) Listning program mode manual ditunjukkan pada gamabar Program mode manual akan dieksekusi apabila user menekan tombol B ( mode manual) dan Entr pada keypad, dengan demikian user akan diminta untuk memasukkan suhu dan waktu lamanya pensterilan. Jika user salah memasukkan suhu maka akan ditampilkan ERROR SUHU TRY AGAIN dan jika user salah memasukkan waktu maka akan ditampilkan ERROR

87 68 WAKTU TRY AGAIN. Gambar 4.26 dan gambar 4.27 menunjukkan tampilan error pada suhu dan waktu. Gambar Program mode manual Waktu lamanya pensterilan akan di tempilkan / dihitung apabila suhu sudah mencapai batas maksimal. Saat suhu yang terukur pada sensor melebihi batas suhu yang terukur melalui sensor melebihi batas suhu yang dimasukkan oleh user melalui keypad,

88 69 maka pertd. berlogika high. Namun, jika suhu yang terukur melalui sensor melebihi 2 o C dari batas suhu yang dimasukkan user melalui keypad, maka portd. berlogika low. Proses tersebut akan berulang sampai batas waktu yang dimasukkan oleh user selesai. Gambar Tampilan mode manual (mode B) Gambar 4.26.Tampilan jika data suhu dari keypad salah Gambar 4.27.Tampilan jika data waktu dari keypad salah Jika proses pensterilan telah selesai maka akan ditampilakn WARNING JANGAN BUKA BOKS TUNGGU WAKTU HABIS. Proses tersebut akan dijalankan selama 1 menit (6 detik). Proses tersebut berfungsi untuk mengurangi tekana uap panas air yang berada dalam boks saat tutup dari boks dibuka. Setelah waktu tunggu telah selesai maka akan ditampikan MENGUKUR LAGI? TEKAN RESET. Jika tombol reset ditekan maka proses akan kembali ke pemilihan mode atau program utama. Gambar Tampilan peringatan (warning) sebelum tutup boks dibuka

89 7 Gambar Tapmpilan untuk kembali ke menu utama Program Pengaturan ADC Program pengaturan ADC pada perancangan ini berfungsi untuk mendeteksi suhu yang terdapat pada boks sterilisator. Jika tegangan pada output sensor LM35 mengalami kenaikan 1mV, maka suhu pada boks sterilisator mengalami kenaikan 1 o C. Gambar 4.3. menunjukkan program pengaturan ADC yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini. Tegangan analog keluaran sensor LM35 diubah menjadi data digital, kemudian diubah menjadi data suhu melalui persamaan : h = Gambar 4.3. Program pengaturan ADC Program Keypad Program keypad yang digunakan diperlihatkan pada gambar 4.31 PinD.4, PinD.5, PinD.6 dan PinD.7 digunakan sebagai output mikrokontroler. Sedangkan PinD., PinD.1, PinD.2, dan PinD.3 digunakan sebagai input mikrokontroler. Jika ada penekanan tombol, maka akan terjadi perubahan kondisi dari high menjadi low pada salah satu pin yang digunakan sebagai input mikrokontroler. Program ini berfungsi untuk memasukkan data pengaturan batas suhu yang ditentukan oleh user.

90 71 Gambar Program keypad