BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Konsep Dasar Posyandu Pada konsep dasar Posyandu, akan menjelaskan tentang pengertian Posyandu, sejarah Posyandu, tujuan penyelenggaraan Posyandu, sasaran pelayanan kesehatan, serta kegiatan apa saja yang ada pada Posyandu Pengertian Posyandu Pos Pelayanan Terpadu (Posyandu) adalah suatu forum komunikasi, alih teknologi dan pelayanan kesehatan masyarakat oleh dan untuk masyarakat yang mempunyai nilai strategis untuk mengembangkan sumber daya manusia sejak dini. Posyandu adalah pusat pelayanan Keluarga Berencana dan Kesehatan yang dikelola dan diselenggarakan untuk dan oleh masyarakat dengan dukungan teknis dari petugas kesehatan dalam rangka pencapaian NKKBS. [2] Pos Pelayanan Terpadu (Posyandu) merupakan salah satu lembaga pedesaan atau pendukuhan yang menampung dan menjadi wahana partisipasi masyarakat dalam program Keluarga Berencana dan Kesehatan. [6] Sejarah Posyandu Dimasa lalu Posyandu dikembangkan oleh masyarakat sebagai dua jenis Pos Pelayanan, yaitu Pos Pelayanan KB dan Pos Pelayanan Kesehatan. Pos Pelayanan KB dibantu oleh jajaran BKKBN, sedangkan Pos Kesehatan Desa dibantu oleh jajaran Departemen dan Dinas Kesehatan. Karena sasaran kedua Pos Pelayanan hampir sama, sehingga dalam praktek, waktu dan kegiatan kedua jenis Pos tersebut dipadukan oleh masyarakat Tujuan Penyelenggaraan Posyandu a. Mempercepat penurunan angka kematian ibu dan anak. b. Meningkatkan pelayanan kesehatan ibu untuk menurunkan IMR (Index Maternal Rate) atau angka kematian ibu. 5

2 6 c. Meningkatkan kemampuan masyarakat untuk mengembangkan kegiatan kesehatan dan kegiatan-kegiatan lain yang menunjang peningkatan kemampuan hidup sehat. d. Pendekatan dan pemerataan pelayanan kesehatan kepada masyarakat dalam usaha meningkatkan cakupan pelayanan kesehatan kepada penduduk berdasarkan letak geografi. e. Meningkatkan dan pembinaan peran serta masyarakat dalam rangka alih teknologi Sasaran dalam Pelayanan Kesehatan di Posyandu a. Bayi berusia kurang dari 1 tahun. b. Anak balita usia 1 sampai 5 tahun. c. Ibu hamil, ibu menyusui dan ibu nifas. d. Wanita Usia Subur (WUS) Kegiatan Posyandu a. Kesehatan ibu dan anak. b. Keluarga Berencana. c. Imunisasi. d. Peningkatan gizi. e. Pencegahan dan penanggulangan diare. 2.2 Perangkat Keras Perangkat keras utama yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah Arduino Uno, sensor flexiforce, sensor ultrasonik, LCD, serta Tri state buffer sebagai komponen switching Arduino Uno Arduino uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega 328. Board ini memiliki 14 pin input/output digital (6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, konektor sumber tegangan, header ICSP, dan tombol reset. Board ini memuat segala hal yang dibutuhkan untuk mendukung kinerja mikrokontroler. Untuk menggunakan board ini hanya dengan menghubungkan ke komputer melalui USB atau memberikan

3 7 tegangan DC dari baterai atau adaptor AC ke DC. Arduino uno menggunakan ATmega16U2 yang diprogram sebagai USB-to-serial converter untuk komunikasi serial dengan komputer melalui port USB. Pada tabel 2.1 di bawah merupakan spesifikasi Arduino Uno secara lengkap : Tabel 2.1 Deskripsi Arduino Uno Mikrokontroler ATmega 328 Tegangan kerja Tegangan masukan Tegangan masukan I/O Arus DC per I/O Arus DC untuk pin 3.3V Flash Memory SRAM EEPROM Kecepatan clock 5V 7-12V (rekomendasi) 6-20V (batas) 14 pin (6 pin untuk PWM) 40mA 50mA 32 KB dengan 0.5 KB digunakan untuk bootloader 2 KB 1 KB 16MHz gambar 2.1 : Berikut adalah contoh gambar board sistem minimum Arduino Uno pada Gambar 2.1 Arduino Uno

4 Catu Daya Arduino uno dapat diberi daya melalui koneksi USB (Universal Serial Bus) atau melalui power supply eksternal. Jika arduino uno dihubungkan dengan kedua sumber daya tersebut secara bersamaan maka arduino uno akan memilih salah satu sumber daya secara otomatis untuk digunakan. Power supply ekternal (yang bukan melalui USB) dapat berasal dari adaptor AC ke DC atau baterai. Adaptor dapat dihubungkan ke soket power pada arduino uno. Jika menggunakan baterai, ujung kabel dihubungkan kedalam pin GND dan Vin yang berada pada konektor POWER. Arduino uno dapat beroperasi pada tegangan 6 sampai 20 volt. Jika arduino uno mendapat tegangan di bawah 7 volt, kemungkinan tegangan pada pin 5V menjadi di bawah 5 volt dan kinerja arduino uno menjadi tidak stabil. Jika mendapat tegangan lebih dari 12 volt, penstabil tegangan kemungkinan akan menjadi terlalu panas dan merusak arduino uno. Tegangan rekomendasi yang diberikan ke arduino uno berkisar antara 7 sampai 12 volt. Pin-pin teganan pada Arduino uno sebagai berikut: Vin adalah pin untuk mengalirkan sumber tegangan ke arduino uno ketika menggunakan sumber daya eksternal (selain dari koneksi USB atau sumber daya yang teregulasi lainnya). Sumber tegangan juga dapat disediakan melalui pin ini jika sumber daya yang digunakan untuk Arduino uno dialirkan melalui soket power. 5V adalah pin yang menyediakan tegangan teregulasi sebesar 5 volt berasal dari regulator tegangan pada arduino uno. 3.3V adalah pin yang meyediakan tegangan teregulasi sebesar 3,3 volt berasal dari regulator tegangan pada arduino uno. GND adalah pin ground Memory ATmega328 ini memiliki 32 KB dengan 0,5 KB digunakan untuk bootloader. ATmega328 juga memiliki 2 KB dari SRAM dan 1 KB dari EEPROM.

5 Input dan Output Masing-masing dari 14 pin digital pada Arduino uno dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinmode(), digitalwrite(), dan digitalread(). Pin-pin ini beroperasi pada tegangan 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima arus DC maksimum 40 ma dan memiliki resistor pullup internal dari KΩ. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus: Serial: Pin 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) data TTL serial. Pin ini terhubung dengan pin yang sesuai dari chip ATmega16U2 USB-to-Serial TTL. External Interrupts: Pin 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interupsi yang kondisinya dapat diatur. PWM: Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan 8-bit output PWM dengan menggunakan fungsi analogwrite (). SPI: Pin 10 (SS), 11 (mosi), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI. LED: Pin 13. Ada sebuah LED yang terhubung dengan pin digital 13. Ketika pin mendapat nilai HIGH, LED menyala dan ketika pin mendapat nilai LOW, LED padam. Arduino Uno memiliki 6 input analog, yang masing-masing memiliki resolusi 10 bit, atau 1024 desimal. Tegangan default pengukuran dari 0 sampai 5 volt, dapat pula diatur untuk jangkauan pengukuran menggunakan pin AREF dan fungsi analogreference(). Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus: TWI: Pin A4 atau SDA dan pin A5 atau SCL. Mendukung komunikasi TWI (Two Wire Interface) atau biasa disebut I2C (Inter Integrated Circuit). AREF: Pin referensi tegangan untuk input analog. Dengan menggunakan fungsi analogreference(). RESET: Pin ini digunakan untuk me-reset mikrokontroler dengan memberikan tegangan LOW atau ground.

6 Komunikasi Arduino Uno memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lain. ATmega328 ini menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan pin digital 1 (TX). Sebuah ATmega16U2 yang digunakan untuk melakukan komunikasi serial melalui USB dan dikenali oleh sistem operasi komputer sebagai COM port virtual. Firmware Arduino Uno menggunakan driver USB COM standar, dan tidak membutuhkan driver eksternal. Namun, pada sistem operasi Windows, diperlukan file ber-ekstensi Inf. Perangkat lunak Arduino termasuk serial monitor yang memungkinkan data dapat dikirim dan diterima dari Arduino board. LED RX dan TX di board Arduino berkedip ketika data sedang dikirim atau diterima melalui chip USB-to-serial (ATmega16U2) dan koneksi USB ke komputer. ATmega328 ini juga mendukung komunikasi TWI (I2C) dan SPI Programming Arduino Uno dapat diprogram dengan perangkat lunak Arduino. Pertama pilih Arduino Uno dari Tools lalu sesuaikan dengan mikrokontroler yang digunakan. ATmega328 pada Arduino Uno memiliki bootloader yang memungkinkan Anda untuk meng-upload program baru tanpa menggunakan downloader eksternal. Komunikasi menggunakan protokol STK500 dan compiler dengan bahasa C. Sistem dapat menggunakan perangkat lunak FLIP Atmel (Windows) atau programmer DFU (Mac OS X dan Linux) untuk memuat firmware baru, dapat juga menggunakan header ISP dengan programmer eksternal Perangkat Lunak (Arduino Sketch) Perangkat lunak yang digunakan untuk Arduino disebut Sketch. Sketch ini ditulis dalam editor teks. Sketch disimpan dengan ekstensi file.ino. Sketch memiliki fitur untuk copy / cut / paste dan untuk searching / replacing teks. Pada bagian pesan memberikan feedback saat menyimpan, mengekspor dan juga menampilkan pesan error. Pada bagian sudut kanan bawah aplikasi, menampilkan nomor port Serial board Arduino yang sedang digunakan. Pada bagian toolbar terdapat tombol verify, tombol upload program, new page, open project, save project, dan membuka serial monitor.

7 11 Arduino sketch merupakan compiler yang merubah bahasa tingkat tinggi menjadi bahasa mesin. Hasil dari compiler berupa file.hex yang dapat memberi logika sebuah mikrokontroler untuk dapat beroperasi. Arduino board akan beroperasi sesuai dengan perintah pada perangkat lunak yang ditanamkan padanya. Bahasa pemrograman Arduino sketch menggunakan bahasa pemrograman C sebagai dasarnya. Karena menggunakan dasar bahasa pemrograman C, bahasa pemrograman Arduino sketch memiliki banyak sekali kemiripan, walaupun beberapa hal telah dirubah. Setiap program dalam Arduino sketch terdiri dari dua fungsi utama yaitu fungsi setup() dan fungsi loop(). Instruksi yang berada dalam fungsi setup() dieksekusi sekali ketika Arduino board pertama dihidupkan (booting). Pada dasarnya instuksi yang berada pada fungsi setup(), merupakan konfigurasi dan inisialisasi dari Arduino sketch. Instruksi yang berada pada fungsi loop() dieksekusi berulang-ulang hingga Arduino board off (catu daya diputus). Fungsi loop() merupakan tugas utama dari Arduino sketch. Gambar 2.2 merupakan contoh tampilan dari Arduino sketch. Gambar 2.2 Arduino sketch

8 Sensor Flexiforce Sensor flexiforce merupakan sebuah sensor gaya (force) yang mampu mengkonversi nilai gaya (N) kedalam bentuk resistansi elektrik, sensor ini berbentuk printed circuit yang cukup tipis dan fleksibel. Gambar 2.3 merupakan contoh dari sensor flexiforce beserta spesifikasinya : Gambar 2.3 Sensor Flexiforce - Memiliki range deteksi gaya hingga 100 lbs, dimana 1 lb setara dengan 4.4 N, sehingga jika dikonversi dalam besaran newton, flexiforce memiliki range deteksi 440 N atau sekitar 45 kg. - Linearitas yang mampu dihasilkan ±3%, dan mampu merespon perubahan gaya dengan waktu respon <5µs. - Mampu bekerja pada rentang suhu -9 ºC hingga 60ºC. - Namun pada sensor terjadi Repeatability dengan nilai ±2,5% dari skala penuh (kondisi sensor terjadi gaya 80%), atau dengan kata lain terjadi riak (ripple) pada output sensor. Dari sensor flexiforce yang ditunjukkan pada Gambar 2.3 dapat diperoleh suatu rangkaian pengubah output sensor yang masih berupa perubahan resistansi menjadi perubahan tegangan dengan ketentuan bahwa tegangan input harus konstan yaitu sebesar +5V, resistansi untuk sensor lebih dari 5MΩ, serta arus maksimal yang digunakan adalah 2,5mA. [1] Sensor Ultrasonik HY-SRF05 Sensor ultrasonik adalah sensor yang banyak digunakan untuk mendeteksi jarak suatu objek. Sensor ini dapat mengukur jarak dengan keterbatasan sampai dengan 4,5 meter. Sensor ultrasonik terdiri dari rangkaian pemancar ultrasonik yang

9 13 disebut transmitter dan rangkaian penerima ultrasonik yang disebut receiver. Sinyal 40 khz dibangkitkan melalui mikrokontroler. Sinyal ultrasonik yang dibangkitkan, kemudian dipancarkan transmitter, ketika sinyal mengenai benda penghalang, maka sinyal ini dipantulkan dan diterima oleh receiver ultrasonik. Sinyal yang diterima oleh receiver diteruskan menuju mikrokontroler untuk dihitung jarak terhadap benda tersebut (bidang pantul). Berikut merupakan prinsip kerja dari sensor ultrasonik seperti pada gambar 2.4 : Gambar 2.4 Sensor Ultrasonik Pada tabel 2.2 menunjukkan spesifikasi lengkap dari sensor Ultrasonik HY- SRF05 beserta pin-pin yang digunakan. Tabel 2.2 Spesifikasi sensor Ultrasonik HY-SRF05 Tegangan kerja Arus DC Sinyal output : Sudut sensor Jangkauan jarak sensor Presisi Input sinyal trigger Output sinyal echo 5VDC <2mA High 5V dan low 0V <15 derajat 2cm 450cm ~2cm 10µS minimal dengan pulsa TTL Sinyal TTL positif dengan lebar pulsa sesuai jarak jangkauan sensor Pin 1. VCC 2. Trig(T) 3. Echo(R) 4. OUT 5. GND

10 LCD 20x4 LCD (Liquid Crystal Display) adalah modul penampil yang banyak digunakan mikrokontroler. LCD yang digunakan pada tugas akhir ini ialah LCD JHD 204A. LCD JHD 204A merupakan modul LCD dengan tampilan 20x4 (20 kolom x 4 baris) dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD. Mikrokontroler KS0066 buatan Samsung yang berfungsi sebagai pengendali LCD memiliki CGROM (Character Generator Read Only Memory), CGRAM (Character Generator Random Access Memory), dan DDRAM (Display Data Random Access Memory). DDRAM memori untuk mengatur tempat penyimpanan karakter tersebut. Alamat awal karakter 00H dan alamat akhir 39H, alamat awal di baris kedua dimulai dari 40H. Jika ingin meletakkan suatu karakter pada baris ke-2 kolom pertama, maka harus diset pada alamat 40H. Meskipun LCD yang digunakan 16x2 atau 20x4, atau bahkan 40x2, maka penulisan programnya sama. CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter, dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan. Namun, memori akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga pola karakter akan hilang. Berikut fungsi pin untuk LCD JHD 204A pada tabel 2.3 : Tabel 2.3 Susunan Pin LCD No Pin Deskripsi 1 GND 0VDC 2 VCC 5VDC 3 VEE Tegangan kontras karakter LCD 4 RS Register select, 0 = input instruksi ; 1 = input data 5 R/W 1 = read ; 0 = write 6 En Enable clock 7 D0 Data Bus 0 8 D1 Data Bus 1 9 D2 Data Bus 2 10 D3 Data Bus 3

11 15 No Pin Deskripsi 11 D4 Data Bus 4 12 D5 Data Bus 5 13 D6 Data Bus 6 14 D7 Data Bus 7 15 Anoda Tegangan positif backlight 16 Katoda Tegangan negatif backlight Perlu diketahui, driver (pengendali) LCD seperti JHD 204A memiliki dua register yang aksesnya diatur menggunakan pin RS. Pada saat RS berlogika 0, register yang diakses adalah perintah, sedangkan pada saat RS berlogika 1, register yang diakses adalah register data. Agar dapat mengaktifkan LCD, proses inisialisasi harus dilakukan dengan cara mengeset bit RS dan meng-clear-kan bit En dengan delay (waktu tunda) minimal 15 ms. Kemudian mengirimkan data 30H dan ditunda lagi selama 5 ms. Proses ini harus dilakukan tiga kali, lalu mengirim inisial 20H dan interface data length dengan lebar 4 bit saja (28H). Setelah itu display dimatikan (08H) dan di-clear-kan (01H). Selanjutnya dilakukan pengesetan display dan cursor, serta blinking apakah ON atau OFF. Pada gambar 2.5 merupakan contoh dari LCD JHD 204A. Gambar 2.5 LCD JHD 204A Tri State Buffer Terkadang dalam elektronik digital perlu mengisolasi gerbang logika dari satu sama lain atau mengalihkan jalur (switching) seperti relay. Salah satu jenis input tunggal gerbang logika yang memungkinkan untuk melakukan hal itu disebut

12 16 Buffer Digital. Tri state buffer adalah seperti buffer biasa dengan tambahan input untuk mengendalikan output buffer (control input). Tri state buffer sangat berguna untuk mengontrol bus data dalam satu jalur yang sama agar tidak terjadi tabrakan antar data (collision). Tergantung dari kontrol input ini, output dari buffer dapat bernilai 0, 1, atau tidak berfungsi. Salah satu IC yang digunakan adalah tipe 74LS244N, sebuah IC tri state buffer dengan delapan jalur input dan output. Pada gambar 2.6 merupakan contoh IC 74LS244N. Gambar 2.6 IC 74LS244N Tri state buffer mempunyai 2 input, data input yaitu A dan kontrol input yaitu C. Kontrol input seperti saklar, ketika kontrol input aktif, output = input. Pada Gambar 2.7, jika kontrol input C bernilai 1 maka buffer bekerja seperti biasa, tetapi jika kontrol input C bernilai 0 maka buffer dalam keadaan tidak berfungsi, tidak ada sinyal output. Simbol Ø digunakan untuk menyatakan keadaan tidak berfungsi. Perlu diketahui bahwa keadaan Ø tidak menunjukkan 0 atau 1, tetapi menyatakan bahwa tidak ada sinyal. Dalam istilah elektronika keadaan seperti ini disebut berimpedansi tinggi (high impedance). Tri state buffer kontrol input low (inverting) mirip dengan Tri state buffer biasa, tetapi kontrol input merupakan nilai 0. Contoh pada gambar 2.8.

13 17 Gambar 2.7 Tri state buffer non inverting Gambar 2.8 Tri state buffer inverting