SISTEM MONITORING DAN KONTROL OTOMATIS INKUBATOR BAYI DENGAN VISUAL BASIC 6.0 BERBASIS ARDUINO Oleh : Rayzah Nur Ilmiyati Pembimbing : Dr. Ir. Andi Adriansyah, M. Eng ABSTRAK Saat ini perkembangan teknologi sudah tidak diragukan lagi. Akan tetapi penggunaan teknologi itu sendiri belum secara nyata menjamah seluruh elemen masyarakat. Hal ini menyebabkan ketidakseimbangan suatu kebutuhan dan tidak memaksimalkan keadaan, misal pada rumah sakit besar yang memiliki fasilitas persalinan lengkap pasti dengan biaya yang sulit untuk dijangkau oleh masyarakat kecil. Meninjau kebutuhan akan inkubator yang tinggi dan biaya yang sangat mahal maka dibuatlah inkubator sederhana dengan biaya minimum dan fungsi yang maksimal untuk dapat menjaga keadaan bayi premature. Suhu dan kelembaban inkubator dipantau oleh sensor DHT11 yang dirangkai dengan Arduino. Kemudian data output dari Arduino diolah oleh visual basic kemudian outputnya akan muncul di komputer yang digunakan perawat. Dalam program Arduino ditentukan nilai set point untuk suhu yaitu antara 35º C - 36º C dan nilai kelembaban antara 55% - 70%. Data output dari Arduino merupakan suatu perintah untuk perangkat keras yang disediakan untuk mengatur kestabilan suhu dan kelembaban didalam inkubator yaitu bohlam dan fan. Jika suhu kurang dari nilai set point maka bohlam akan menyala, jika melebihi nilai set point bohlam otomatis mati. Begitu juga dengan kelembaban, jika kelembaban kurang dari nilai set point maka fan akan menyala dan jika melebihi nilai set point otomatis fan akan mati. Setelah melalui proses pengujian sistem monitoring dan kontrol otomatis inkubator bayi telah berjalan sesuai dengan parameter yang ditetapkan yaitu suhu normal berkisar antara 35º C - 36º C dengan kelembaban antara 55% - 70%. Alat ini mampu melakukan proses pemanasan sampai stabil pada suhu 36º C dan menjaga kelembaban udara pada kondisi 52%. Diketahui bahwa adanya linearitas nilai suhu dan kelembaban dari sensor DHT11, dimana presentasi kesalahan rata-rata dari perhitungan suhu adalah 1,5% dan kelembaban adalah 2,5% Kata kunci : monitoring, suhu dan kelembaban, inkubator bayi, arduino, DHT11 1. Pendahuluan Perawatan bayi setelah proses persalinan merupakan hal yang penting. Bayi yang baru lahir mempunyai sensitivitas yang tinggi terhadap lingkungan disekitar terutama dengan suhu udara disekitarnya. Perawatan bayi baru lahir dalam hal menjaga kehangatan tubuh bayi sangat dianjurkan dalam pelukan sang Ibu. Namun tidak dalam setiap kondisi sang Ibu dapat menerapkan teori tersebut. Hal ini disebabkan kadang kala kondisi sang Ibu tidak sadarkan diri atau terbaring lemas. Oleh karena itu diciptakanlah sebuah alat yang dapat menggantikan peran sang Ibu untuk menghangatkan bayinya yaitu inkubator bayi. Untuk mempermudah memonitor keadaan inkubator, diperlukan sebuah sistem yang dapat memonitor inkubator tersebut dari jarak jauh. 2. Komponen 2.1 Arduino UNO Arduino Uno adalah papan mikrokontroler berdasarkan ATmega328. Arduino ini berisi semua 1
yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, untuk mengaktifkan cukup menghubungkannya ke komputer dengan kabel USB dengan adaptor AC- DC atau baterai. Elemen utama dari kontroler Arduino ialah Input/Output atau I/O melalui pin-pin, port USB, mikrokontroler yang di dalamnya ada sejumlah kecil RAM. Tentu saja skalanya lebih kecil daripada sebuah komputer. Akibatnya dari segi power supply/catu daya pun akan memerlukan perlakuan khusus. 2.2 Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11 Sensor suhu dan kelembaban (themperature & humidity) DHT11 ini memiliki kemampuan untuk mengukur suhu dan kelembaban secara lengkap dengan keluaran signal digital yang sudah dikalibrasi. Menggunakan teknik pengambilan signal digital dan teknologi pengukur suhu & kelembaban yang ekslusif, untuk memastikan reliabilitas dan kestabilan jangka panjang yang memuaskan. 2.3 Boklam Lampu Sebagai Pemanas Boklam lampu digunakan sebagai pemanasan pada ruang. Perhitungan penggunaan energi pada pemanasan ruangnya dan besarnya daya pada boklam lampu adalah sebagai berikut: kalori Energi kalor yg dibutuhkan ruangan: W = P. t P = V. I. t V = I. R W = I 2. R. t 1 joule = 0,24 Q = 0,24 I 2. R. t (Joule) Q = m. c udara. (t 2 - t 1 ) (kalori) 2.4 Fan / Kipas Fan digunakan untuk mendistribusikan panas serta mendinginkan jika suhu diatas nilai set point dan kelembaban di bawah nilai set point. 2.5 Visual Basic 6.0 Visual Basic 6.0 merupakan salah satu tool untuk pengembangan aplikasi yang banyak diminati oleh orang. Visual Basic merupakan bahasa pemrograman komputer. Di sini Visual Basic 6.0 menawarkan kemudahan dalam pembuatan aplikasi dan dapat menggunakan komponen-komponen yang telah disediakan. Untuk memulai Visual Basic 6.0 perlu dipasang software Visual Basic 6.0 pada komputer. Dengan menggunakan Visual Basic 6.0 dapat menghasilkan berbagai macam jenis program. Aplikasi yang dibuat dapat diintegrasikan dengan database, hardware lain (interface) dan sebagainya. 2.6 Power Supply Power supply adalah alat atau sistem yang berfungsi untuk menyalurkan energi listrik atau bentuk energi jenis apapun yang sering digunakan untuk menyalurkan energi listrik. Secara prinsip rangkaian power supply adalah menurunkan tegangan AC, menyearahkan tegangan AC sehingga menjadi DC, menstabilkan tegangan DC, yang terdiri atas transformator, dioda dan kapasitor/condensator. Nilai daya boklam lampu adalah : P = V 2 /R 2
3. Perancangan Alat dan Program 3.1 Blok Diagram Rangkaian Gambar 3.4 Menghubungkan DHT11 dengan Arduino Uno Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian Sistem Monitoring dan Kontrol Suhu Bohlam merupakan Hardware yang berfungsi untuk menyalurkan panas dalam box inkubator, sedangkan fan digunakan untuk mendistribusikan panas serta mendinginkan jika suhu diatas nilai set point. Sensor Suhu dan Kelembaban DHT11 merupakan pembaca nilai suhu dan kelembaban yang dikombinasikan dengan Ardionu Uno dan kemudian keluarannya akan ditampilkan melalui Windows Visual Basic 6.0. 3.2 Rangkaian Sensor DHT11 dengan Arduino Sensor Suhu DHT11 berfungsi sebagai masukan pada sistem rangkaian Arduino Uno. PIN V+ dari DHT11 dihubungkan dengan catu daya pada pin power 5 volt yang terdapat pada Arduino Uno, PIN GND dihubungkan ke PIN GND Power Arduino UNO dan pin Vout yang menghasilkan tegangan analog hasil pengindera suhu dihubungkan ke pin A0 Analog In pada Arduino Uno. 3.3 Memasang Kontrol pada Form Visual Basic 6.0 Suatu program aplikasi yang dibuat loleh Visual Basic 6.0 bisa dikatakan tidak pernah lepas dari pemakaian control dalam form. Sebenarnya control Visual Basic 6.0 tidak hanya yang ada dalam toolbox saja, masih banyak lagi yang tersimpan sebagai komponen tambahan. Sekarang kita dapat memulai mendesain form, dengan mengikuti langkah-langkah berikut : 1. Buka New Project dengan memilih Stadard EXE 2. Dalam proyek ini menggunakan 8 kontrol label, 4 Text Box, 5 Frame, 4 Picture Box, 6 Command Button, 2 Option Button, 1 Common Button, 1 Common Dialog, 2 Check Box, 1 Timer, 2 Check Box, 1 SSTab. 3 Gambar 3.6 Desain Form Visual Basic
4. Pengujian dan Analisa Sistem 4.1 Persiapan Perangkat Keras dan Perangkat Lunak Sebelum membuat rangkaian yang akan digunakan sebagai pendataan bahan ilmiah, terlebih dahulu mempersiapkan alat yang diperlukan sebagai penunjang pada saat melakukan pengujian pada rangkaian. Adapun alat dan bahan yang diperlukan adalah sebagai berikut : 1. Satu buah sensor suhu dan kelembaban DHT 11 2. Kabel USB (Universal Serial Bus) 3. Arduino Uno 4. Aplikasi program Visual Basic 6.0 5. Rangkaian Power Supply yang terhubung dengan bohlam dan fan 6. Digital Thermo-Hygrometer yang digunakan sebagai pembanding suhu dan kelembaban Gambar 4.7 Tampilan Kelembaban dalam Visual Basic 6.0 Gambar 4.8 Grafik Perbandingan suhu dengan kondisi bohlam Gambar 4.7 Tampilan Suhu dalam Visual Basic 6.0 Gambar 4.9 Grafik Perbandingan Kelembaban DHT11 dengan Kondisi Fan 4
5. Kesimpulan Setelah melakukan perancangan, pengamatan dan pengujian alat, berikutkesimpulan yang dapat diambil : 1. Sistem monitoring dan kontrol otomatis inkubator bayi telah berjalan sesuai dengan parameter yang ditetapkan yaitu suhu normal berkisar antara 35º C - 36º C dengan kelembaban antara 55% - 70%. Jika suhu tidak kurang dari yang ditetapkan, maka Bohlam yang merupakan penghangat akan menyala agar suhu mencapai nilai set point. Ketika kelembaban kurang dari nilai set point maka Fan akan menyala. Fungsi dari Fan tersebut selain untuk menurunkan suhu juga meratakan panas dan mengatur kelembaban. 2. Alat ini mampu melakukan proses pemanasan sampai stabil pada suhu 36º C dan menjaga kelembaban udara pada kondisi 52% sesuai dengan batasan nilai yang dibutuhkan dalam inkubator bayi. 3. Dari hasil pengujian diketahui bahwa adanya linearitas nilai suhu dan kelembaban dari sensor DHT11, dimana presentasi kesalahan rata-rata dari perhitungan suhu adalah 1,5% dan kelembaban adalah 2,5%. DAFTAR PUSTAKA [a.] Master Trainer JNPK-KR. 2005. Pelatihan Pelayanan Kegawatdaruratan Obstetri Neonatal Esensial Dasar - Buku Acuan (INO CAH 002 SE-04-226074). Jakarta: Departemen Kesehatan Republik Indonesia. [b.] Mike, McRoberts. 2010. Arduino Starters Kit Manual. Earthshine Electronics. [c.] Oxer, Jonathan & Blemings, Hugh. 2009. Cool Projects for Open Source Hardware. New York : Springer-Verlag. [d.] Putra, Indra. 2005. Membuat Program Aplikasi Nyata Dengan Visual Basic 6.0. Andi Publisher. [e.] http://arduino.cc diakses tanggal 30 Maret 2012 [f.] http://geraicerdas.com/viewpost/bermain _dengan_dht11_humidity_&_temperature _sensor diakses tanggal 30 Juli 2012 [g.] http://www.micropik.com/pdf/dht11.pdf diakses tanggal 24 Maret 2012 5