BAB III PERANCANGAN Pada bab ini akan menjelaskan perancangan alat yang akan penulis buat. Perancangan tersebut mulai dari: blok diagram sampai dengan perancangan rangkaian elektronik, sebagai penunjang di dalam mewujudkan pembuatan Alat Blood Warmer. 3.1. Perancangan Blok Diagram Blood warmer Sebagai penjelasan dari rangkaian blood warmer, maka di bawah ini akan dilengkapi diagram dari rangkaian tersebut. Secara garis besar diagram blok dari rangkaian blood warmer yang direncanakan ditunjukkan pada gambar berikut ini : Catu Daya Sensor Suhu LM35 Sensor Suhu LM35 Mikrokontroler ATmega8535 Display LCD Driver Heater Gambar 3.1 Blok Diagram Blood Warmer 32
33 Keterangan : Pada perancangan alat ini, blok diagram blood warmer terdiri dari rangkaian-rangkaian diantaranya : rangkaian catu daya yang berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada, rangkaian sensor suhu yang berfungsi untuk mendeteksi suhu pada tubuh manusia dan juga suhu darah yang dipanaskan. Sensor suhu yang digunakan adalah LM 35. Driver heater berfungsi untuk mengontrol suhu bila suhu yang terbaca pada display melebihi suhu yang disetting. Heater berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi panas, dan display LCD yang berfungsi untuk menerima tegangan analog yang kemudian diubah ke dalam bentuk digital dengan tampilan LCD. Cara kerja rangkaian menurut blok diagram : Setelah pesawat dihubungkan dengan jala-jalan/pln (Swith On) indikator power ON akan menyala dan heater langsung mendapatkan supply tegangan AC. Masing-masing dari setiap blok rangkaian lain siap bekerja. Sebelum alat bekerja untuk memanaskan darah peneliti terlebih dahulu mengukur suhu tubuh pasien untuk mendapatkan settingan suhu. Setelah mendapatkan suhu yang diinginkan, peneliti mengatur settingan suhu sesuai dengan suhu yang dibutuhkan. IC LM 35 digunakan sebagai sensor pendeteksi suhu, dimana sensor LM 35 bekerja dengan merubah nilai tegangan jika terjadi perubahan suhu atau temperatur yang akan menghasilkan perubahan tegangan sebesar 10 m Volt/ 0 C, kemudian perubahan tegangan ini akan masuk ke rangkaian ADC sebagai konversi yang sudah tersedia pada mikrokontroler Atmega 8535.
34 Rangkaian sensor suhu akan memberikan masukan pada mikrokontroler untuk diproses dan menghasilkan output berupa panas melalui heater. Terjadi dua inputan pada mikrokontroler yakni yang pertama input dari sensor 2 untuk mendapatkan suhu tubuh yang diinginkan untuk ditampilkan di display sehingga peneliti dapat mengatur suhu yang diinginkan dimana sensor 1 yang bekerja sebagai pemanas dalam penelitian menggunakan darah. Setelah dilakukan pengaturan suhu, mikrokontroler bekerja sesuai dengan perintah user. Dimana sensor 1 memberikan sinyal input kepada mikrokontroler dan mikrokontroler memerintahkan output yakni heater bekerja menghasilkan panas sesuai dengan setting suhu. 3.2. Perancangan Rangkaian Catu Daya Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian Catu daya (Power Supply Adaptor) ini terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt. Keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke rangkaian mikrokontroller AVR Atmega8535 dan LCD. Sedangkan rangkaian driver heater mendapat supply 12volt. Rangkaian catu daya ditunjukkan pada gambar 3.2. Gambar 3.2 Rangkaian Catu daya
35 Tegangan masukan sebesar 220 VAC. Regulator tegangan 5 volt (7805) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED hanya sebagai indikator apabila Catu daya dinyalakan. 3.3. Rangkaian Sistem Minimum ATMega 8535 Gambar 3.3. Skema Sistem Minimum ATMega8535 seperti ditunjukkan pada Gambar 3.3 Rangkaian Sistim Minimum ATMega8535 Pada rangkaian ini mikrokontroler mendapatkan catudaya sebesar 5 Volt. Ada 2 inputan suhu (T1 dan T2) akan diproses oleh mikrokontroler ATMega8535.
36 Suhu pada T1 ini diatur sesuai dengan T2. Besarnya nilai T2 didapat dari suhu tubuh pasien yang akan ditransfusi darah. Setelah dilakukan pengaturan suhu, mikrokontroler bekerja sesuai dengan perintah user. mikrokontroler memerintahkan output yakni heater bekerja menghasilkan panas sesuai dengan setting suhu. 3.4. Perancangan Rangkaian Sensor Suhu Rangkaian sensor berfungsi untuk mendeteksi suhu pada tubuh manusia dan juga suhu darah yang dipanaskan. Sensor suhu yang digunakan adalah LM 35. Gambar 3.4 Rangkaian sensor suhu LM 35 ini digunakan karena peneliti ingin mengkonversikan tegangan yang linier terhadap suhu, oleh karena itu penulis menggunakan LM 35 yang mempunyai kenaikan 10 mv tiap suhu, karena penulis ingin membuat alat dengan akurasi 1 0 C akan sebanding dengan 10 mv.
37 Semakin tingginya temperatur maka tegangan keluaran akan naik, besar kenaikan tegangan pada LM 35 adalah 10 mv/ o C dapat diperoleh dengan jalan melakukan pengukuran yang telah disesuikan dengan memakai termometer standar. Dengan ketelitian yang dimiliki maka sensor tersebut dapat diterapkan langsung dengan Mikrokontroller AVR ATmega8535 yang memiliki ADC internal 10 bit. Pada gambar diatas output dari LM35 dapat langsung di koneksikan ke ADC internal Mikrokontroller AVR ATmega8535. Hasil pengukuran tegangan LM35 dan pengukuran suhu dengan thermometer digital akan ditabulasi dalam tabel pengamatan berikut. 3.5. Rangkaian Driver heater. Driver Heater yang terdiri dari relay sebagai kontaktor otomatis untuk memutus arus pada heater apabila suhu darah yang dipanaskan telah mencapai titik setting yang dipilih oleh user. Prinsip kerja rangkaian ini port D.2 mikrokontroler di beri logika 1(high) maka pada basis transistor BC 547 aktif, transistor ini berfungsi sebagai driver relay 12 volt. Pada relay, ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat arus dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak saklar kembali terbuka.
38 Gambar 3.5. Rangkaian Driver heater 3.6. Heater Sebagai sumber panas pada prototype blood warmer, digunakan elemen pemanas berupa kawat nikelin berbentuk pipih yang dililitkan membentuk spiral pada selongsong alumunium sebagai pelindung pada selang darah. Kemudian Agar arus listrik tidak kontak langsung dengan user, digunakan alumunium sebagai isolator. Heater ini langsung mendapat supply dari tegangan AC 220 Volt. 3.7. Rangkaian LCD LCD berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat. Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah: a. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris. b. Mempunyai 192 karakter tersimpan. c. Terdapat karakter generator terprogram. d. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit. e. Dilengkapi dengan back light.
39 Gambar 3.6. Rangkaian Display LCD LCD terdiri dari sejumlah memory yang digunakan untuk display. Semua teks yang kita tuliskan ke LCD adalah disimpan didalam memory ini, dan LCD secara berturutan membaca memory ini untuk menampilkan teks ke LCD itu sendiri. Gambar 3.3. Peta Memori LCD Pada peta memori tersebut, daerah yang berwarna biru ( 00 s/d 0F dan 40 s/d 4F ) adalah display yang tampak. Sebagaimanan yang anda lihat, jumlahnya sebanyak 16 karakter per-baris dengan dua baris. Angka pada setiap kotak adalah alamat memori yang bersesuaian dengan posisi dari layar. Demikianlah karakter
40 pertama di sudut kiri atas adalah menempati alamah 00h. Posisi karakter berikutnya adalah alamat 01h dan seterusnya. Akan tetapi, karakter pertama dari baris 2 sebagaimana yang ditunjukkan pada peta memori adalah pada alamat 40h. Dimikianlah kita perlu untuk mengirim sebuah perintah ke LCD untuk mangatur letak posisi kursor pada baris dan kolom tertentu. Instruksi Set Posisi Kursor adalah 80h. Untuk ini kita perlu menambahkan alamat lokasi dimana kita berharap untuk menempatkan kursor. Sebagai contoh, kita ingin menampilkan kata World pada baris ke dua pada posisi kolom ke sepuluh. Sesuai peta memori, posisi karakter pada kolom 11 dari baris ke dua, mempunyai alamat 4Ah, sehingga sebelum kita tulis kata World pada LCD, kita harus mengirim instruksi set posisi kursor, dan perintah untuk instruksi ini adalah 80h ditambah dengan alamat 80h+4Ah =0Cah. Sehingga dengan mengirim perintah Cah ke LCD, akan menempatkan kursor pada baris kedua dan kolom ke 11 dari DDRAM.