USULAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA Portable Vaccine Cooler with Solar Cell (PoVaCo) BIDANG KEGIATAN: PKM-Karsa Cipta Diusulkan oleh: Desfanda Putra Wibisono 1105120028 2012 Rizka Fadhila 1105120026 2012 Ardian Dwi Cahyo 1105130043 2013 Larasati Ribut Prihatin 1102144002 2014 UNIVERSITAS TELKOM BANDUNG 2015
ii
Daftar Isi Halaman Pengesahan Daftar Isi Ringkasan Bab 1 - Pendahuluan 1.1 Latar Belakang 1.2 Rumusan Masalah 1.3 Tujuan 1.4 Luaran yang Diharapkan Bab 2 Tinjauan Pustaka 2.1 SOLAR CELL 2.2 LM 35 2.3 PELTIER 2.4 HEATSINK 2.5 ARDUINO MEGA 2.6 BATERAI 2.7 RELAI 2.8 SOLAR CHARGE CONTROLLER ii iii Iv 1 1 1 2 3 3 3 4 4 4 5 5 6 Bab 3 Metode Pelaksanaan 7 Bab 4 Biaya dan Jadwal Kegiatan 8 4.1 Anggaran Biaya 8 4.2 Jadwal Kegiatan 8 Daftar Pustaka 9 Lampiran-Lampiran 10 Lampiran 1. Biodata Ketua dan Anggota Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian Tugas Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Peneliti Lampiran 5. Gambaran Teknologi yang Hendak Diterapkembangkan. iii
RINGKASAN Vaksin adalah bahan antigenik yang digunakan untuk menghasilkan kekebalan aktif terhadap suatu penyakit yang disebabkan oleh infeksi bakteri atau virus, sehingga dapat mencegah atau mengurangi pengaruh infeksi dari organisme alami atau liar. Idealnya, vaksin disimpan di dalam sebuah wadah dengan suhu yang konstan, antara 2 C-8 C. Oleh karena itu, vaksin memerlukan wadah khusus sebagaitempat penyimpanan agar vaksin tidak mudah rusak. Fungsi dari wadah khusus vaksin ini adalah untuk melindungi vaksin agar tidak terpapar sinar matahari secara langsung dan membuat vaksin tetap dalam keadaan suhu yang konstan. Permasalahan yang timbul adalah ketersediaan vaksin yang memadai tetapi tidak dapat disimpan lama didaerah tertentu karena beberapa tempat masih belum terjangkau oleh jaringan PLN (Perusahaan Listrik Negara) dan masih sering mengalami gangguan listrik. Oleh sebab itu vaksin tidak dapat bertahan lama di daerah tersebut. Untuk mengatasi masalah tersebut,stok vaksin harus disimpan di daerah dengan fasilitas penyimpanan yang memadai. Sehingga saat jadwal vaksinasi dilaksanakan barulah vaksin didistribusikan ke daerah tersebut. Pada saat pendistribusian inilah vaksin beresiko mengalami kerusakan.untuk itu kami menawarkan solusi Portable Vaccine Cooler with Solar Cell (PoVaCo). PoVaCo adalah sebuah wadah yang digunakan untuk menyimpan vaksin agar tidak mudah rusak. Tujuan utama dibuatnya PoVaCo ini adalah untuk mengurangi resiko rusaknya vaksin saat melakukan distribusi ke daerah yang sulit dijangkau. Keunggulan alat ini terletak pada digunakannya panel surya yang akan mengisi baterai sebagai sumber kulkas pendingin vaksin. Dengan demikian saat melakukan distribusi yang memakan waktu lama tidak perlu khawatir vaksin akan rusak karena suhu kulkas tidak konstan. Kedepannya diharapkan distribusi vaksin ke daerah yang sulit dijangkau dapat dilakukan dengan mengurangi jumlah vaksin yang rusak pada saat pengiriman. iv
BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang Vaksin adalah bahan antigenik yang digunakan untuk menghasilkan kekebalan aktif terhadap suatu penyakit yang disebabkan oleh inveksi bakteri atau virus. Sehingga dapat mencegah atau mengurangi pengaruh infeksi dari organisme alami atau liar.[2] Tindakan vaksinasi dilakukan untuk melakukan pencegahan ataupun mengurangi dampak penyebaran penyakit seperti rabies, tetanus, dan sebagainya. Selain itu untuk beberapa penyakit harus dilakukan vaksinasi secara berkala seperti influenza, polio, TBC dan sebagainya. Maka dari itu ketersediaan beberapa jenis vaksin sangat dibutuhkan. Idealnya vaksin disimpan di sebuah wadah dengan suhu konstan antara 2 C-8 C.[2] Oleh karena itu vaksin memerlukan wadah tertentu sebagai penyimpanan agar tidak rusak. Wadah ini berfungsi sebagai pelindung agar vaksin tidak terpapar sinar matahari langsung dan dijaga disuhu yang konstan. Permasalahan yang timbul kemudian adalah, ketersediaan vaksin yang memadai tetapi tidak bisa disimpan lama didaerah tertentu. Hal ini disebabkan karena beberapa tempat masih belum terjangkau oleh jaringan PLN dan beberapa daerah masih sering menglami gangguan listrik.[1] Oleh karena itu vaksin tidak dapat bertahan lama di daerah tersebut. Untuk mengatasi masalah ini biasanya stok vaksin disimpan di daerah dengan vasilitas penyimpannan yang lebih bagus. Saat jadwal vaksinasi barulah vaksin didistribusikan ke dareh tersebut. Dengan adanya masalah diatas kami berusaha menghadirkan inovasi berupa Portable Vaccine Cooler with Solar Cell (PoVaCo). PoVaCo adalah sebuah wadah yang digunakan untuk menyimpan vaksin agar tidak rusak. Tujuan utama dibuatnya PoVaCoini untuk mengurangi resiko rusaknya vaksin saat melakukan distribusi ke daerah yang sulit dijangkau. Keunggulan alat ini terletak pada digunakannya panel surya yang akan mengisi baterai sebagai sumber energi dari mesin pendingin vaksin. Dengan demikian saat melakukan distribusi yang memakan waktu lama tidak perlu khawatir vaksin akan rusak karena suhu kulkas tidak konstan. Kedepannya diharapkan distribusi vaksin ke daerah yang sulit dijangkau dapat dilakukan dengan aman. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan masalah yang dikemukakan diatas, maka dapat dirumuskan: a. Bagaimana mengembangkan alat untuk menjaga agar vaksin tetap terlindungi dan aman saat distribusi vaksin dilakukan. b. Bagaimana cara memenuhi daya yang dibutuhkan alat saat distribusi vaksin dilakukan. 1.3 Tujuan a. Mengatasi permasalahan rusaknya vaksin saat melakukan distribusi ke daerah yang sulit dijangkau. b. Mengembangkan kerangka berpikir yang berkaitan dengan problem diatas
2 1.4 Luaran yang Diharapkan a. Alat berupa Portable Vaccine Cooler with Solar Cell ( PoVaCo ) yang berfungsi sebagai wadah vaksin saat melakukan distribusi de daerah yang sulit dijangkau. b. Artikel tentang Portable Vaccine Cooler with Solar Cell ( PoVaCo ).
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 3 2.1 SOLAR CELL Solar Cell atau Panel surya adalah perangkat rakitan sel-sel fotovoltaik yang mengkonversi sinar matahari menjadi listrik. Ketika memproduksi panel surya, produsen harus memastikan bahwa sel-sel surya saling terhubung secara elektrik antara satu dengan yang lain pada sistem tersebut. Sel surya juga perlu dilindungi dari kelembaban dan kerusakan mekanis karena hal ini dapat merusak efisiensi panel surya secara signifikan, dan menurunkan masa pakai dari yang diharapkan.fungsi solar cell yaitu untuk menangkap energi sinar matahari dan nanti nya akan diubah oleh cell PV (photovoltaic) menjadi energi listrik. Pada alat ini panel surya digunakan sebagai penghasil energy yang nantinya akan dipakai untuk menjalankan alat. Gambar 1. Panel Surya 2.2 LM 35 Sensor Suhu LM35 adalah salah satu jenis sensor yang merubah besaran suhu ke besaran listrik dalam bentuk tegangan. LM35 memiliki 3 buah pin kaki, pin1 untuk INPUT tegangan positif (+), pin2 OUTPUT, pin3 INPUT tegangan negatif/gnd (- ).Dapat beroperasi pada tegangan 4 volt sampai 30 volt. Setiap suhu 1 derajat Celcius akan menunjukan tegangan 10 mv. LM35 akan digunakan sebagai sensor suhu pada kotak pendingin yang nantinya akan mengontrol aktif tidaknya mesin pendingin. Gambar 2. Sensor LM35
4 2.3 PELTIER Plat peltier adalah sebuah plat yang terdiri dari dua sisi yaitu sisi dingin dan panas. Fungsi plat peltier adalah mengubah energi listrik menjadi suhu. Peltier juga dapat digunakan sebagai pembangkit listrik dengan memberikan suhu panas pada salah satu sisi, dan suhu dingin pada sisi lainnya. Beberapa contoh penggunaan plat peltier adalah dispenser, pendingin prosessor computer dan lain sebagainya.pada penggunaannya peltier harus menggunakan heatsink agar tidak rusak. Peltier akan digunakan sebagai sumber pendingin pda kotak pendingin.[4] Gambar 3. Plat Peltier 2.4 HEATSINK Heatsink adalah logam alumunium atau tembaga dan bias juga campuran dari keduanya yang didesain untuk mengurangi panas dari komponen elektronika. Perpidahan panas terjadi melalui induksi yang berpindah dari komponen ke heatsink. Selanjutnya aliran udara di sekitar heatsink akan mengurangi panas dari komponen elektronika. Heatsink akan digunakan untuk mendinginkan plat peltier dan rangkaian elektronika pada PoVaCo. Gambar 4. Heatsink 2.5 ARDUINO MEGA Arduino mega adalah modul yang berfungsi sebagai controller dari beberapa rangkaian elektronika. Arduino mega menggunakan ATMega1280 sebagai CPUnya. Modul ini memiliki 16 input analog, 4 UART serta 54 output digital. Modul ini akan
5 digunakan sebagai modul controller yang akan menjadi otak dari berbagai macam komponen elektronika pada PoVaCo.[3] Gambar 5. Modul Arduino 2.6 BATERAI Baterai adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menyimpan energi listrik. Di duni elektronika terdapat dua jenis baterai yaitu baterai primer dan sekunder. Baterai primer adalah baterai yang hanya dapat dipakai sekali sedangkan baterai sekunder adalah baterai yang dapat diiisi ulang dayanya. Baterai akan digunakan sebagai tempat penyimpanan energy pada PoVaCo yang energinya akan digunakan jika panel surya tidak aktif lagi. Gambar 6. Baterai Kering 2.7 RELAY Relay adalah komponen yang berfungsi sebagai sakelar pada rangkaian elektronika. Rangkaian paling sederhana dari relay adalah kumparan kawat yang dililitkan pada batang besi dan sebuah plat penghantar yang akan tertarik jika kumparan dialiri listrik. Relai akan digunakan sebagai switch yang mengatur aktif tidaknya beberapa komponen elektronika pada PoVaCo. Gambar 7. Relai DC
6 2.8 SOLAR CHARGE CONTROLLER Solar charge controllermerupakan komponen yang berfungsi mengkonversi dan membatasi aliran arus listrik yang masuk dari panel surya. Charge controller bertujuan untuk mengontrol arus yang masuk agar baterai yang digunakan tidak over charge. Umumnya terdapat dua mode kerja pada solar charge controller yaitu charging mode dan operation mode. Charging mode adalah mode kerja pengisian baterai dari panel surya. Operation mode adalah mode kerja yang meneruskan sumber daya panel surya ke beban langsung. Solar Charge Controller akan digunakan sebagai converter dan controller dari panel surya ke baterai dan ke beban pada PoVaCo. Gambar 8. Solar Charge Controller
BAB 3 METODE PENELITIAN 7 Dalam melaksanakan program ini metode yang akan digunakan dalam memecahkan masalaha adalah: 1. Studi Literatur Pada tahap pertama, kami akan mengumpulkan literatur yang berhubungan dengan topik yang bersangkutan dengan program ini. Studi literatur dimaksudkan untuk pengembangan alat serta menyusun dasar teori yang berkaitan dengan topik program ini. 2. Analisa Masalah Analisa masalah dilakukan untuk tujuan pengembangan alat. Analisa ini dilakukan dengan acuan studi literatur serta masukan dari dosen pembimbing dan survey yang dilakukan. 3. Perancangan dan Pengembangan Alat Perancangan sistem berupa blueprint alat serta standar prosedur operasi yang nantinya akan diimplementasikan ke alat. Setelah itu dilanjutkan dengan pengembangan hardware dari sistem yang dirancang. 4. Pengujian dan Analisa Pengujian dilakukan untuk melihat seberapa tahan alat digunakan saat berada dilapangan. Setelah itu akan dilakukan analisis data terhadap kerja alat tersebut untuk menjadi bahan pertimbangan melakukan perbaikan. 5. Evaluasi dan Perbaikan Pada tahap ini akan dilakukan evaluasi terhadap kinerja alat. Setelah itu dilakukan perbaikan terhadap gangguan-gangguan yang terjadi pada alat yang telah di kembangkan. 6. Pelaporan Pada tahap ini dilakukan pelaporan terkait kinerja alat serta potensi pengembangan alat untuk kedepannya.
BAB 4 BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN 8 4.1 Anggaran Biaya Ringkasan anggaran biaya disusun sesuai dengan format pada Tabel 6.1. Tabel 6.1 Format Ringkasan Anggaran Biaya PKM-KC No Jenis Pengeluaran Biaya (Rp) 1 Peralatan penunjang. Rp 3.163.000 2 Bahan habis pakai. Rp 7.004.500 3 Perjalanan. Rp 360.000 4 Lain-lain. Rp 170.000 Jumlah Rp 10.697.500 4.2 Jadwal Kegiatan No Agenda Identifikasi 1 Masalah Survey Alat 2 dan Bahan 3 Pembelian Alat Perancangan 4 Sistem Pembuatan 5 Alat Evaluasi dan 6 Pengujian 7 Perbaikan Alat 8 Pelaporan Bulan Ke-1 Bulan Ke-2 Bulan Ke-3 Bulan Ke-4 Bulan Ke- 5 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
DAFTAR PUSTAKA 9 [1] Contained Energy Indonesia. 2011. http://psflibrary.org/catalog/repository/buku%20panduan%20energi%20yang%20terbar ukan_guidebook%20renewable%20energy%20small.pdf. 21 September 2015 (13.12) [2] Anonim. 2011. http://www.imunisasi.net/vaksin. 20 September 2015 (17.23) [3] Anonim. 2015. https://www.arduino.cc/en/main/arduinoboardmega. 21 September 2015 (14.07) [4] Anonim. 2015. http://tetech.com/peltier-thermoelectric-cooler-modules/. 21 September 2015 (16.04).
Lampiran 1. Biodata Dosen Pembimbing, Ketua Pelaksana dan Anggota 10
Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan A. Peralatan penunjang Material Justifikasi Pemakaian Kuantitas Harga Satuan (Rp) Power Supply 12V/10A Power Supply 5V/4A Elektro Toolkit Sebagai catu daya saat pengetesan alat dan rangaian elektronika Sebagai catu daya saat pengetesan alat dan rangaian elektronika Alat kerja untuk pembuatan alat Keterangan 1 buah Rp 225.000 Rp 225.000 1 buah Rp 155.000 Rp 155.000 1 set Rp 150.000 Rp 150.000 Multimeter Fluke Alat ukur V, A, Ohm 1 unit Rp 1.650.000 Rp 1.650.000 Hard Disk Penyimpanan data dan 1 unit Rp 898.000 Rp 898.000 program alat Thermometer Digital Alat ukur suhu 1 unit Rp 85.000 Rp 85.000 SUB TOTAL (Rp) Rp 3.163.000 B. Bahan Habis Pakai Material Justifikasi Pemakaian Kuantitas Harga Satuan Keterangan (Rp) Styrofoam Bahan pelapis kotak 6 lembar Rp 20.000 Rp 120.000 pendingin Alumunium Foil Bahan pelapis kotak 4 roll Rp 65.000 Rp 260.000 pendingin Panel Surya 100 wp Sumber tenaga 1 unit Rp 2.315.000 Rp 2.315.000 rangkaian elektronika Heatsink Pendingin plat peltier 2 buah Rp 65.000 Rp 130.000 Box Container Bahan kotak pendingin 1 buah Rp 155.000 Rp 155.000 Plat Peltier Sebagai sumber 2 buah Rp 75.000 Rp 150.000 pendingin Modul Arduino Mega Controller rangkaian 1 buah Rp 587.000 Rp 587.000 elekronika Baterai 12V/12AH Penyimpanan sumber 1 buah Rp 215.000 Rp 215.000 tenaga untuk rangkaian elektronika Timah roll Bahan perekat rangkaian 2 roll Rp 135.000 Rp 270.000 elektronika LCD 2x16 Sebagai interface dari 2 buah Rp 95.000 Rp 190.000 rangkaian controller Relai DC 5 Volt Komponen pada 15 buah Rp 4.000 Rp 60.000 rangkaian Elektronika LM 35 Komponen pada rangkaian elektronika 15 buah Rp 1.500 Rp 22.500
Material Justifikasi Pemakaian Kuantitas Harga Satuan Keterangan (Rp) LED 3mm Komponen pada 25 buah Rp 300 Rp 7.500 rangkaian elektronika Kapasitor DC Komponen pada 25 buah Rp 4.500 Rp 112.500 rangkaian elektronika Fan heatsink 12 V Komponen pada 3 buah Rp 70.000 Rp 210.000 rangkaian elektronika Regulator 7805 Komponen pada 10 buah Rp 7.500 Rp 75.000 rangkaian elektronika Regulator 7812 Komponen pada 10 buah Rp 7.500 Rp 75.000 rangkaian elektronika Dioda Komponen pada 25 buah Rp 6.500 Rp 162.500 rangkaian elektronika Papan PCB Komponen pada 10 buah Rp 12.000 Rp 120.000 rangkaian elektronika Jumper Komponen pada 10 meter Rp 2.000 Rp 20.000 rangkaian elektronika Resistor Komponen pada 50 buah Rp 350 Rp 17.500 rangkaian elektronika Terminal Blok Komponen pada 20 buah Rp 1.500 Rp 30.000 rangkaian elektronika Solar Charge Controller EP-RCG Converter dari panel surya-batrerai dan beban 1 unit Rp 1.700.000 Rp 1.700.000 SUB TOTAL (Rp) Rp 7.004.500 C. Perjalanan Material Justifikasi Perjalanan Kuantitas Harga Satuan (Rp) Keterangan Perjalanan Ke Jaya Survey dan pembelian 4 Orang Rp 40.000 Rp 160.000 Plaza alat Perjalanan Ke Survey dan pembelian 2 Orang Rp 50.000 Rp 100.000 Cikapundung box container Perjalanan ke spectra Keperluan untuk cetak PCB 2 Orang Rp 50.000 Rp 100.000 SUB TOTAL (Rp) Rp 360.000 D. Lain lain Material Justifikasi Pemakaian Kuantitas Harga Satuan (Rp) Keterangan ATK Alat tulis pembuatan 1 set Rp 80.000 Rp 80.000 laporan Kertas HVS Kertas untuk 1 rim Rp 40.000 Rp 40.000
Material Justifikasi Pemakaian Kuantitas Harga Satuan Keterangan (Rp) pembuatan laporan Fotokopi, cetak dan jilid Untuk keperluan pembuatan laporan 1 set Rp 50.000 Rp 50.000 SUB TOTAL (Rp) Rp 170.000 Total (Keseluruhan) Rp 10.697.500
Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian Tugas No Nama / NIM Program Studi 1. Desfanda Putra Wibisono /1105120028 2. Ardian Dwi Cahyo /1105130043 3. Rizka Fadhilla /1105120026 S1 - Teknik Elektro S1 - Teknik Elektro S1 - Teknik Elektro 4. Larasati S1 - Teknik Elektro Bidang Ilmu Alokasi Waktu (jam/minggu) Uraian Tugas Elektronika 20 Jam Perancangan dan pembuatan system charging baterai dari solar cell Elektronika dan Mekanika 20 Jam Perancangan dan pembuatan sistem distribusi power dan desain alat Kontrol 20 Jam Perancangan dan Pemrograman microcontroller Elektronika 20 Jam Pembuatan dan perangkaian alat elektronika
Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Peneliti
Lampiran 5. Gambaran Teknologi yang Hendak Diterapkembangkan 1. Diagram Rancangan Sistem 2. Desain Alat yang Diharapkan 3. Deskripsi Teknologi yang Hendak Diterapkembangkan Portable Vaccine Cooler with Solar Cell (PoVaCo) dengan panel surya sebagai sumber tenaga mesin pendingin. Pada mesin pendingin dilengkapi relai yang akan mengatur aktif tidaknya sumber pendingin. Sistem ini dirancang untuk menjaga kotak penyimpana tetap terjaga pada suhu yang konstan agar vaksin tidak rusak.