I. JUDUL

Kompres Hangat Otomatis Berbasis ATMega328p bagi Penderita Demam

II. LATAR BELAKANG

Demam adalah suatu kondisi saat suhu badan lebih tinggi dari biasanya atau

suhu diatas normal. Demam merupakan tanda adanya kenaikan set-point di

hipotalamus akibat infeksi atau adanya ketidakseimbangan antara produksi dan

pengeluaran panas. (Sari Pediatri, Vol. 2, No. 2, Agustus 2000: 103 – 108).

Demam biasanya disebabkan oleh infeksi (bakteri, virus, jamur, atau parasit),

penyakit autoimun, keganasan, ataupun obat-obatan (Kaneshiro & Zieve, 2010).

Suhu tubuh normal berkisar antara 36,5-37,2°C.

Demam dengan peningkatan suhu tubuh yang terlalu tinggi memerlukan

perhatian karena dapat berdampak buruk. Salah satunya adalah kejang demam

yang biasa terjadi pada anak. Kejang demam adalah kejang yang terjadi pada

kenaikan suhu tubuh 38 derajat Celsius atau lebih yang disebabkan proses di luar

otak (Ismael S, 1999). Sebagian besar kejang demam terjadi pada usia 6 bulan

sampai 5 tahun (AAP, Provisional Committee on Quality Improvement.

Pediatrics 1996; 97:769-74). Setiap anak juga memiliki suhu ambang kejang yang

berbeda: ada yang kejang pada suhu 38 derajat Celsius, ada pula yang baru

mengalami kejang pada suhu 40 derajat Celsius. Dalam dunia kedokteran kejang

demam adalah salah satu darurat medis, dimana kebanyakan orang awam masih

bingung mengatasinya.

Salah satu upaya yang sering dilakukan orang tua untuk menurunkan demam

anak adalah antipiretik seperti parasetamol, ibuprofen, dan aspirin. Menurut

pedoman NICE, antipiretik tidak bisa digunakan secara rutin pada penanganan

demam anak, walaupun dapat digunakan pada anak yang menunjukkan gejala

ketidaknyamanan, termasuk menangis berkepanjangan, iritabilitas, aktivitas yang

berkurang, selera makan menurun, dan gangguan tidur. Cara lain yang sering

digunakan adalah dengan menggunakan kompres.

Kompres adalah metode pemeliharaan suhu tubuh dengan menggunakan

cairan atau alat yang dapat menimbulkan hangat atau dingin pada bagian tubuh

yang memerlukan, Ada dua jenis kompres, yaitu kompres panas dan kompres

1

dingin. Kompres dingin tidak direkomendasikan untuk mengatasi demam karena

dapat meningkatkan pusat pengatur suhu (set point) hipotalamus, mengakibatkan

badan menggigil sehingga terjadi kenaikan suhu tubuh. Kompres dingin

mengakibatkan pembuluh darah mengecil (vasokonstriksi), yang meningkatkan

suhu tubuh. Selain itu, kompres dingin mengakibatkan anak merasa tidak nyaman

(Indonesian Pediatric Society, 2014). Sedangkan pemakaian kompres hangat

efektif untuk mengatasi demam karena memicu vasodilatasi yang dapat

meningkatkan pengeluaran panas tubuh, tidak beresiko dan efektif mengatasi

hipertermia.

Kompres air hangat adalah suatu metode dalam penggunaan suhu hangat

setempat yang dapat dilakukan dengan melapisi permukaan kulit dengan handuk

yang telah dibasahi air hangat dengan temperatur maksimal 43°C (Kolcaba,

2007). Kompres air hangat dianjurkan untuk menurunkan demam karena dapat

menurunkan suhu tubuh melalui evaporasi, kompres hangat juga menyebabkan

pelebaran pembuluh darah (vasodilatasi) sehingga pori – pori kulit akan membuka

dan mempermudah pengeluaran panas sehingga akan terjadi perubahan suhu

tubuh serta memberi tambahan nutrisi dan oksigen untuk sel (Corrard, 2001)

Penatalaksanaan kompres hangat pada pasien prosedurnya manual dan harus

selalu dipantau. Ketika pasien demam sedang dikompres menggunakan handuk

yang diberi air hangat dengan suhu tertentu, maka lama-kelamaan suhu kompres

akan turun dan harus diganti dengan kompres hangat yang baru. Berdasarkan latar

belakang yang demikian maka penulis mencoba merancang dan membuat suatu

inovasi baru yaitu Kompres Hangat Otomatis Berbasis ATMega328 bagi

Penderita Demam yang dapat secara otomatis beradaptasi mengawal penurunan

suhu penderita demam kembali ke suhu normal.

III. RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang, maka dapat disusun rumusan masalah sebagai

berikut:

1. Bagaimana cara menciptakan suatu kompres yang dapat digunakan pada kasus

demam yang dapat secara otomatis beradaptasi mengawal penurunan suhu

penderita demam kembali ke suhu normal.?

2

2. Bagaimana merancang dan membuat sistem elektronika yang menunjang

sistem kompres hangat otomatis berbasis ATMega328 bagi penderita demam?

3. Bagaimana kinerja dari sistem kompres hangat otomatis berbasis ATMega328

bagi penderita demam?

IV. BATASAN MASALAH

Dengan mengacu pada permasalahan yang telah dirumuskan, maka hal-hal

yang berkaitan dengan alat akan diberikan batasan sebagai berikut:

1. Mikrokontroler yang digunakan adalah ATMega328p.

2. Sumber panas kompres dihasilkan oleh termoelektrik.

3. Pembahasan difokuskan pada sistem elektronika.

4. Suhu termoelektrik yang digunakan pada pasien demam berkisar dari 37°C-

40°C.

5. Suhu pasien demam ditetapkan 37°C-40°C.

V. TUJUAN

Tujuan dari penelitian ini adalah merancang dan membuat inovasi baru suatu

kompres hangat yang secara otomatis dapat beradaptasi dalam mengawal

penurunan suhu penderita demam kembali ke suhu normal.

VI. TINJAUAN PUSTAKA

Tinjauan pustaka berisi penjelasan dan uraian dari teori penunjang yang

digunakan dalam pembuatan alat ini. Teori penunjang dalam penelitian diperlukan

untuk mempermudah pemahaman tentang prinsip kerja dari komponen-komponen

utama yang membentuk Kompres Hangat Otomatis Berbasis ATMega 328 bagi

Penderita Demam dalam perealisasiannya.Tinjauan pustaka dalam merancang alat

ini dibagi menjadi dua yaitu tinjauan medis dan tinjauan elektronika. Untuk

tinjauan medis akan dijelaskan definisi demam, penatalaksanaan demam, dan

perbandingan efektivitas kompres dingin dan hangat pada penatalaksanaan

demam.

3

Sedangkan untuk tinjauan elektronika meliputi spesifikasi komponen-

komponen elektronika antara lain sensor DS18B20, mikrokontroler

ATMega328p, LCD Character 16x2 M1632, dan termoelektrik.

6.1. Tinjauan Medis

6.1.1 Definisi Demam

Suhu tubuh normal berkisar antara 36,5-37,2°C. Derajat suhu yang dapat

dikatakan demam adalah rectal temperature ≥38,0°C atau oral temperature

≥37,5°C atau axillary temperature ≥37,2°C (Kaneshiro & Zieve, 2010). Demam

merupakan akibat kenaikan set point (oleh sebab infeksi) atau oleh adanya

ketidakseimbangan antara produksi panas dan pengeluarannya. Demam pada

infeksi terjadi akibat mikro organisme merangsang makrofag atau PMN

membentuk PE (faktor pirogen endogenik) seperti IL-1, IL-6, TNF (tumor

necrosis factor), dan IFN (interferon). Zat ini bekerja pada hipotalamus dengan

bantuan enzim cyclooxygenase pembentuk prostaglandin. Prostaglandin-lah yang

meningkatkan set point hipotalamus. (Sari Pediatri, Vol. 2, No. 2, Agustus 2000:

103 – 108)

6.1.2 Penatalaksanaan demam

Penatalaksanaan demam bertujuan untuk merendahkan suhu tubuh yang

terlalu tinggi bukan untuk menghilangkan demam. Penatalaksanaan demam dapat

dibagi menjadi dua garis besar yaitu: non-farmakologi dan farmakologi. Adapun

terapi non farmakologi adalah sebagai berikut :

a) Pemberian cairan dalam jumlah banyak untuk mencegah dehidrasi dan

beristirahat yang cukup. Cukupi cairan agar kadar elektrolit tidak

meningkat saat evaporasi terjadi.

b) Tidak memberikan penderita pakaian panas yang berlebihan pada saat

menggigil.

c) Memberikan kompres hangat pada penderita. Pemberian kompres hangat

efektif terutama setelah pemberian obat. Jangan berikan kompres dingin

karena akan menyebabkan keadaan menggigil dan meningkatkan kembali

suhu inti (Kaneshiro & Zieve, 2010). Mendinginkan dengan air es atau

4

alkohol kurang bermanfaat (justru terjadi vasokonstriksi pembuluh darah),

sehingga panas sulit disalurkan baik lewat mekanisme evaporasi maupun

radiasi. Pada hipertermi, pendinginan permukaan kulit (surfacecooling)

dapat membantu.( Sari Pediatri, Vol. 2, No. 2, Agustus 2000).

6.1.3 Perbandingan Efektivitas Kompres Dingin dan Hangat pada

Penatalaksanaan Demam

Kompres dingin menurunkan temperatur kulit lebih cepat dari pada

temperatur inti tubuh, sehingga merangsang vasokonstriksi dan shivering.

Shivering mengakibatkan gangguan metabolisme karena meningkatkan konsumsi

oksigen dan volume respirasi, meningkatkan persentase karbon dioksida dalam

udara ekspirasi dan meningkatkan aktifitas sistem saraf simpatis. Oleh karena itu,

kompres dingin kurang efektif dalam tatalaksana demam karena selain kurang

nyaman juga merangsang produksi panas dan menghalangi pengeluaran panas

tubuh. Selain kompres dingin, dikenal pemakaian kompres hangat dalam

tatalaksana demam.

Kompres hangat dilakukan dengan melapisi permukaan kulit dengan

handuk yang telah dibasahi air hangat dengan temperatur maksimal 43oC. Lokasi

kulit tempat mengompres biasanya di dahi, karena di dahi terdapat hipotalamus

yang berfungsi mengatur suhu tubuh seseorang. Kompres hangat pada kulit dapat

menghambat shivering dan dampak metabolik yang ditimbulkannya. Selain itu,

kompres hangat juga menginduksi vasodilatasi perifer, sehingga meningkatkan

pengeluaran panas tubuh. Penelitian menunjukkan bahwa pemberian terapi

demam kombinasi antara antipiretik dan kompres hangat lebih efektif

dibandingkan antipiretik saja, selain itu juga mengurangi rasa tidak nyaman akibat

gejala demam yang dirasakan. Pemakaian antipiretik dan kompres hangat

memiliki proses yang tidak berlawanan dalam menurunkan temperatur tubuh.

Oleh karena itu, pemakaian kombinasi keduanya dianjurkan pada tatalaksana

demam (SAINSTIS. VOLUME 1, NOMOR 1, APRIL – SEPTEMBER 2012

ISSN: 2089-0699)

5

6.2. Tinjauan Elektronika

6.2.1 Sensor DS18B20

Sensor temperatur DS18B20 dikeluarkan oleh Dallas

Semiconductor.DS18B20 telah memiliki keluaran digital sehingga tidak

diperlukan rangkaian ADC, serta akurasi nilai suhu dan kecepatan pengukuran

memiliki kestabilan yang baik.Untuk pembacaan suhu, sensor menggunakan

protokol1 wirecommunication. DS18B20 memiliki 3 pin yang terdiri dari +5V,

Ground dan Data Input/Output. DS18B20 merupakan sensor yang sangat praktis

karena hanya membutuhkan 1 pin I/O saja untuk bisa bekerja sama dengan

mikrokontroler. Sensor DS18B20 memiliki kemampuan untuk mengukur suhu

pada kisaran -55°C sampai 125°C dan bekerja secara akurat dengan kesalahan

±0,5°C pada kisaran -10°C sampai 85°C. Selain itu, daya yang digunakan bisa

lansung didapat dari data line (“parasite power”), sehingga tidak memerlukan lagi

catu daya eksternal.

Keuntungan fitur:

Hanya memerlukan satu port pin untuk komunikasi

Setiap perangkat memiliki 64-bit dalam on-board ROM

Kemampuan simplifies distributed temperature sensing aplikasi

Tidak memerlukan komponen eksternal

Power supply berkisar 3.0V sampai 5.5V

Suhu yang dapat diukur dari -55°C sampai 125°C (-67°F-257°F)

Keakuratan data dari -10°C sampai 85°C

Resolusi termometer 9-Bit

Kecepatan mengukur suhu dalam 750-800 ms (max)

Sensor ini mempunyai tiga kaki yang terdiri dari GND yaitu ground, DQ

untuk data masukan atau data keluaran dan VDD untuk tegangan sensor.

6.2.2 IC Microcontroller Atmega328p

ATMega328p adalah mikrokontroler keluaran dari Atmel yang

mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana

setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed

6

Instruction Set Computer). Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara

lain:

130 macam instruksi yang hamper semuanya dieksekusi dalam satu siklus

clock.

32 x 8-bit register serbaguna.

Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.

32 KB flash memory dan pada Arduino memiliki bootloader yang

menggunakan 2 KB dari flash memory sebagai bootloader.

Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only

Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi-permanent

karena EEPROM tetap dapat meyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.

Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 di antaranya PWM (Pulse Width

Modulaton) output.

Master / Slave SPI Serial interface.

Mikrokontroler ATmega 328p memiliki arsitektur Harvard, yaitu

emisahkn memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat

memaksimalkan kerja dan parallelism.Instruksi-instruksi dalam memori

program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi

dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program. Konsep

inilah yang memungkinkan instruksi-instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu

siklus clock.

32x8-bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada

ALU (Arithmatic Logic Unit) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari

register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit

pada mode pengalamatan tak lansung untuk mengambil data pada ruang memori

data. Ketika register pointer 16-bit ini disebut dengan register X (gabungan R26

dan R27), register Y (gabungan R28 dan R29), dan register Z (gabungan R30

dan R31).

Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit.Setiap alamat

memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit. Selain register serba

guna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan teknik memory

7

mapped I/O selebar 64 byte. Beberapa register ini digunakan untuk fungsi

khusus antara lain sebagai register kontrol Timer/Counter, ini menempati

memori pada alamat 0x20h-0x5Fh.

6.2.3 Relay

Relay adalah suatu komponen elektronika yang berupa saklar elektronik

yang digerakkan oleh arus listrik. Prinsip kerja relay seperti tuas saklar dengan

lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya. 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. Bentuk fisik relay ditunjukkan dalam Gambar 6.1.

Gambar 6.1 Relay

Sumber: Datasheet JS Relay

Dalam pemakaiannya biasanya relay yang digerakkan dengan arus DC

dilengkapi dengan sebuah dioda yang di-paralel dengan lilitannya dan dipasang

terbaik yaitu anoda pada tegangan (-) dan katoda pada tegangan (+). Ini bertujuan

untuk mengantisipasi sentakan listrik yang terjadi pada saat relay berganti posisi

dari on ke off agar tidak merusak komponen di sekitarnya. Gambar rangkaian

relay terdapat dalam Gambar 6.2.

8

Gambar 6.2 Rangkaian Relay

Sumber: Datasheet JS Relay

6.2.4 Termoelektrik

Termoelektrik adalah alat yang dapat menghasilkan suhu panas pada

sisinya dan suhu dingin pada sisinya satu lagi jika diberi catu daya.Termoelektrik

menggunakan efek Peltier. Saat termoelektrik dilewati arus maka alat ini akan

memindahkan panas dari satusisi ke sisi lain, biasanya menghasilkan perbedaan

panas sekitar 40°C - 70°C.Gambar termoelektrik ditunjukkan dalam Gambar 6.3.

Gambar 6.2 Termoelektrik

Sumber: www.everredtronics.com, 2015

Prinsip termoelektrik ini ditemukan pertama kali pada tahun 1834 oleh

Jean Peltier, sehingga hasil penemuannya ini sering disebut “ Pendingin Peltier ”

Ketika dua konduktor dihubungkan kontak listrik, elektron akan mengalir dari

satu konduktor yang mempunyai elektron kurang terikat ke konduktor yang

mempunyai elektron yang lebih terikat. Alasan yang mudah untuk hal ini adalah

tingkat perbedaan Fermi antara dua konduktor.

9

Perbedaan Fermi adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan

bagian atas kumpulan tingkat energi elektron pada suhu nol absolut. Konsep ini

berasal dari statistik Fermi-Dirac.Konsep energi Fermi adalah konsep yang sangat

penting untuk memahami sifat listrik dan termal pada benda padat. Kedua proses

listrik dan termal biasanya melibatkan energi elektron.

Ketika dua konduktor dengan tingkat Fermi yang berbeda digabungkan,

elektron akan mengalir dari konduktor dengan tingkat yang lebih tinggi ke tingkat

yang lebih rendah, hingga perubahan potensial elektrostatik membawa dua tingkat

Fermi menjadi nilai yang sama.

Arus yang melewati Junction baik arah maju maupun mundur akan

menghasilkan perbedaan suhu. Jika suhu Junction panas bisa dijaga tetap rendah

dengan mengurangi atau menghilangkan panas yang dihasilkan, maka suhu

bagian yang dingin dapat dipertahankan sesuai dengan yang diinginkan dan bisa

beberapa puluh derajad dibawah titik nol.

Termoelektrik dibangun oleh dua buah semikonduktor yang berbeda, satu

tipe N dan yang lainnya tipe P. (mereka harus berbeda karena mereka harus

memiliki kerapatan elektron yang berbeda dalam rangka untuk bekerja).Kedua

semikonduktor diposisikan paralel secara termal dan ujungnya digabungkan

dengan lempeng pendingin biasanya lempeng tembaga atau aluminium. Proses

pemindahan panas pada termoelektrik dapat dilihat dalam Gambar 6.4.

Gambar 6.3 Proses Pemindahan Panas

Sumber: www.everredtronics.com, 2015

10

Ujung penghantar dari dua bahan yang berbeda dihubungkan ke sumber

tegangan, dengan demikian arus listrik akan mengalir melalui dua buah

semikonduktor yang terhubung secara seri. Aliran arus DC yang melewati dua

semikonduktor tersebut menciptakan perbedaan suhu. Sebagai akibat perbedaan

suhu ini, Peltier pendingin menyebabkan panas yang diserap dari sekitar pelat

pendingin akan pindah ke pelat lain.

6.2.5 Liquid Crystal Display (LCD)

Liquid Crystal Display (LCD) merupakan modul elektronika yang

digunakan untuk menampilkan karakter angka, huruf atau simbol sehingga dapat

dilihat secara visual pada sebuah panel. LCD ini menggunakan kristal cair sebagai

penampil utama. Pada LCD berwarna semacam monitor terdapat banyak sekali

titik cahaya (pixel) yang terdiri dari satu buah kristal cair sebagai sebuah titik

cahaya. Walau disebut sebagai titik cahaya, namun kristal cair ini tidak

memancarkan cahaya sendiri. Sumber cahaya di dalam sebuah perangkat LCD

adalah lampu neon berwarna putih di bagian belakang susunan kristal cair.

Titik cahaya yang jumlahnya puluhan ribu bahkan jutaan inilah yang

membentuk tampilan citra. Kutub kristal cair yang dilewati arus listrik akan

berubah karena pengaruh polarisasi medan magnetik yang timbul dan oleh

karenanya akan hanya membiarkan beberapa warna diteruskan sedangkan warna

lainnya tersaring.

Pada perancangan sistem ini menggunakan LCD modul 16x2

karakter.Bentuk fisik LCD modul ditunjukkan dalam Gambar 6.6

Gambar 6.4 Bentuk modul LCD 16x2 karakter

Sumber: www.sparkfun.com, 2015

11

LCD modul 16X2 karakter menggunakan sumber tegangan DC 5 V serta

dilengkapi dengan tingkat kontras yang cukup tinggi dan dapat diatur dengan

memberikan variasi tegangan mulai dari 0-5 V. Tabel deskripsi pin LCD 16X2

ditunjukkan dalam Tabel 6.1.

Tabel 6.1 Tabel deskipsi pin LCD 16X2

No Nama Pin Deskripsi

1 VCC 5V

2 GND 0V

3 VEE Tegangan kontras LCD

4 RS Register Select

5 R/W 1=Read, 0=Write

6 E Enable Clock LCD

7 D0 Data Bus 0

8 D1 Data Bus 1

9 D2 Data Bus 2

10 D3 Data Bus 3

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 Teganagan Negatif Backlight

Sumber: Datasheet LCD 16x4

VII. METODOLOGI PENELITIAN

Penyusunan proposal ini didasarkan dalam masalah yang bersifat aplikatif,

yaitu perencanaan dan perealisasian alat agar dapat bekerja sesuai dengan yang

direncanakan dengan mengacu dalam rumusan masalah. Langkah-langkah yang

perlu dilakukan untuk merealisasikan alat yang dirancang adalah penentuan

spesifikasi alat, studi literatur, perancangan dan pembuatan alat, pengujian alat,

dan pengambilan kesimpulan.

12

7.1 Penentuan Spesifikasi Alat

Penentuan spesifikasi alat ini bertujuan agar dapat membuat sistem sesuai

yang diinginkan dan dapat bekerja dengan efektif serta efisien. Alat yang

dirancang memiliki spesifikasi sebagai berikut:

1. Sensor DS18B20 mampu mendeteksi suhu sesuai dengan suhu tubuh pasien

demam. Suhu yang dapat diukur oleh sensor DS18B20 adalah dari -55°C

sampai 125°C.

2. LCD yang digunakan adalah LCD character 16 x 2 dan mampu menampilkan

nilai dari suhu yang berasal dari sensor.

3. Sensor DS18B20 mampu mendeteksi suhu sesuai dengan suhu termoelektrik.

4. Termoelektrik yang digunakan mampu mengeluarkan suhu yang dapat

mengawal penurunan suhu penderita demam kembali ke suhu normal.

5. Relay yang digunakan mampu aktif bila dicatu 5V DC dan mampu

mengalirkan arus untuk memicu termoelektrik

6. Mikrokontroller ATMega328 digunakan sebagai pengatur kerja sensor,

pengatur termoelektrik dan tampilan pada LCD 16X2.

7.2 Studi Literatur

Pengumpulan data dilakukan dengan melakukan studi literatur (library

research), penelusuran informasi digital, dan wawancara narasumber dengan

sasaran tinjauan antara lain:

1. Informasi internet.

2. Pustaka-pustaka referensi.

3. Pustaka penunjang.

Studi literatur yang dilakukan bertujuan untuk mengkaji hal-hal yang

berhubungan dengan teori-teori yang mendukung perencanaan dan perealisasian

alat. Teori-teori yang dikaji adalah sebagai berikut:

1. Teori mengenai penanganan demam

2. Teori umum mengenai sensor suhu

3. Teori umum mengenai LCD

4. Teori umum mengenai relay

13

Mikrokontroler

5. Teori umum mengenai termoelektrik

6. Teori umum mengenai mikrokontroler

7.3 Perancangan dan Pembuatan Alat

Dalam perancangan dan pembuatan alat pada penelitian ini membahas

perencanaan hardware dan perencanaan software.

7.3.1 Perancangan dan Pembuatan Perangkat Keras (Hardware)

Secara garis besar, rangkaian perancangan hardware sistem secara

keseluruhuan ditunjukkan dalam Gambar 7.1

Gambar 7.1 Rangkaian Hardware Sistem Keseluruhan

Sumber: Dokumen Pribadi

Dalam Gambar 7.1, terdapat dua sensor suhu DS18B20. Sensor suhu

DS18B20 yang pertama berfungsi mendeteksi suhu pasien demam. Kemudian

14

data dari sensor akan masuk ke mikrokontroler, lalu diolah dan ditampilkan pada

LCD. Data dari sensor DS18B20 akan diolah oleh mikrokontroler untuk

mengaktifkan relay sehingga termoelektrik akan hidup. Pengendalian

termoelektrik menggunakan metode kontrol on-off dengan histerisis.

Termoelektrik akan hidup dan mati tergantung dari perintah yang diterima dari

mikrokontroler. Fungsi sensor DS18B20 yang kedua adalah untuk memantau suhu

termoelektrik. Ketika sensor DS18B20 mendeteksi bahwa suhu termoelektrik

sudah mencapai batas atas suhu yang diperintahkan mikrokontroler, maka sensor

DS18B20 akan mengirim data ke mikrokontroler untuk mematikan termoelektrik.

Begitu juga ketika sensor DS18B20 mendeteksi bahwa suhu termoelektrik

menyentuh batas bawah yang diperintahkan mikrokontroler, maka sensor

DS18B20 akan mengirim data ke mikrokontroler untuk menghidupkan

termoelektrik kembali.

7.3.1.1 Rangkaian LCD

Rangkaian LCD dibuat agar LCD yang digunakan dapat menampilkan

karakter yang diinginkan. Tampilan pada LCD merupakan nilai dari suhu selama

sistem berlangsung.

7.3.1.2 Rangkaian Atmega328p

Rangkaian Atmega328p merupakan rangkaian sistem minimum agar

mikrokontroler dapat berfungsi sesuai yang diharapkan. Atmega328p akan

menerima masukan dari sensor DS18B20 dan akan mengeluarkan data sesuai

yang diinginkan user yaitu ke arah LCD, serta mengontrol relay sebagai saklar

elektronik untuk termoelektrik.

7.3.1.3 Rangkaian Relay

Rangkaian relay digunakan sebagai pemicu dari mikrokontroler ke

termoelektrik agar termoelektrik mendapat catu daya sehingga menghasilkan

panas.

7.3.2 Perancangan Perangkat Lunak (Software)

15

LCD menampilkan suhu tubuh pasien dan status termoelektrikLCD menampilkan suhu tubuh pasien dan status termoelektrik

a

LCD menampilkan suhu tubuh pasien dan status termoelektrik

Start

a

T37.1°C ≤ Suhu pasien≤ 40°C?Suhu pasien ≤ 37°C?

T

Y Y

Termoelektrik Mati

Termoelektrik memberi suhu

37°C-40°C Termoelektrik Mati

Perencanaan dan pembuatan perangkat lunak digunakan untuk

mengendalikan dan mengatur kerja alat. Design dan parameter yang telah

dirancang kemudian diterapkan pada mikrokontroler Atmega328p dengan

menggunakan bahasa C dan IDE Arduino.

16

Gambar 7.2 Flowchart Prototype Alat

Sumber: Dokumen Pribadi

7.4 Pengujian Alat

Untuk menganalisis kinerja alat apakah sesuai dengan yang direncanakan

maka dilakukan pengujian sistem. Pengujian dilakukan pada masing-masing blok

pada perancangan hardware serta pengujian keseluruhan untuk mengetahui

software dapat bekerja dengan baik atau tidak.

7.4.1 Pengujian Perangkat Keras (Hardware)

Untuk pengujian perangkat keras, pengujian dilakukan dalam masing-

masing bagian sesuai diagram blok rangkaian alat dalam Gambar 7.1. Pengujian

ini bertujuan untuk menguji apakah tiap-tiap blok sistem telah sesuai dengan

seluruh sistem yang direncanakan. Pengujian yang dilakukan meliputi:

1. Pengujian sensor DS18B20

Pengujian sensor DS18B20 dilakukan untuk mengetahui apakah sensor dapat

mendeteksi panas tubuh manusia. Pengujian dilakukan dengan membandingkan

data suhu dari sensor dengan termometer tubuh.

2. Pengujian LCD

Pengujian dilakukan dengan cara memberi karakter yang berbeda-beda

melalui sofware yang dibuat. Jika LCD dapat menampilkan karakter sesuai

dengan yang diberikan maka rangkaian ini berfungsi dengan baik.

3. Pengujian termoelektrik

Pengujian termoelektrik dilakukan dengan cara memberi range tegangan

sebesar 5V-12V kemudian mencatat hasilnya dan membandingkan kecepatan

naiknya suhu dari tiap tegangan yang diberikan.

4. Pengujian rangkaian relay

Pengujian rangkaian relay dilakukan dengan cara dicatu melalui pin out dari

mikrokontroler untuk mengetahui apakah relay dapat aktif atau tidak.

5. Pengujian rangkaian Atmega328p

17

Pengujian bertujuan untuk mengetahui port-port dari IC Atmega328 dapat

berfungsi dengan baik. Pengujian dilakukan dengan menyambungkan LED pada

masing- masing port IC dan diberi logika high atau low.

7.4.2 Pengujian Perangkat Lunak (Software)

Pengujian dilakukan dengan cara mensimulasikan perangkat lunak dalam

sistem untuk menganalisis respons yang dihasilkan. Pengujian perangkat lunak

bertujuan untuk menganalisis apakah perangkat lunak tersebut dapat mengolah

data serta mengendalikan sistem sesuai dengan perancangan yang telah dibuat.

7.4.3 Pengujian Keseluruhan Sistem

Pengujian keseluruhan sistem dilakukan dengan menyambungkan blok

perangkat keras dan mengoperasikan sistem kemudian dapat dianalisis apakah alat

ini bekerja sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan. Setelah perangkat keras

telah beroperasi seperti yang diharapkan, perangkat lunak yang telah dibuat

diujikan bersama perangkat kerasnya. Sistem dikatakan berhasil jika perangkat

keras dan perangkat lunak yang ada telah tersinergi dan bekerja sebagai sebuah

sistem yang sesuai dengan spesifikasi rancangan.

7.5 Penyusunan Kesimpulan

Kesimpulan didapat berdasarkan hasil perealisasian kompres demam

otomatis berbasis teknologi termoelektrik pada pasien demam.

VIII. SISTEMATIKA PENULISAN

Skripsi ini terdiri dari enam bab dengan sistematika pembahasan sebagai

berikut:

BAB I Pendahuluan

Membahas latar belakang, rumusan masalah, ruang lingkup, tujuan

dan sistematika pembahasan.

18

BAB II Tinjauan Pustaka

Tinjauan pustaka berisi penjelasan dan uraian dari teori penunjang

yang digunakan dalam pembuatan alat ini. Tinjauan pustaka dibagi

menjadi dua yaitu tinjauan medis dan tinjauan elektronika. Untuk

tinjauan medis akan dijelaskan definisi demam, penatalaksanaan

demam, dan perbandingan efektivitas kompres dingin dan hangat

pada penatalaksanaan demam. Sedangkan untuk tinjauan

elektronika meliputi spesifikasi komponen-komponen elektronika

antara lain sensor DS18B20, mikrokontroler ATMega328p, LCD

Character 16x2 M1632, dan termoelektrik.

BAB III Metodologi Penulisan

Membahas metode penelitian dan perencanaan alat

.

BAB IV Perancangan dan Pembuatan Alat

Membahas desain dan perancangan kotak kompres demam dan

sistem elektronika. Kemudian mengendalikan sistem dengan

mikrokontroler agar dapat bekerja secara otomatis.

BAB V Pengujian dan Analisis

Membahas hasil pengujian sistemkompres demam otomatis

berbasis teknologi termoelektrik untuk tiap-tiap bloksecara

keseluruhan.

BAB VI Kesimpulan dan Saran

Membahas kesimpulan perancangan ini dan saran-saran yang

diperlukan untuk pengembangan selanjutnya.

19

RENCANA KEGIATAN

Pelaksanaan kegiatan ini direncanakan dalam waktu lima bulan dengan

kegiatan setiap bulannya ditunjukkan dalam Tabel 1.

Tabel 1.Tabel rencana kegiatan

No. KegiatanBulan ke

I II III IV V

1 Seminar Proposal

2 Studi Literatur

3 Pembuatan Alat

4 Pengujian Alat

5 Penyusunan Laporan

6 Seminar Hasil

DAFTAR PUSTAKA

Asmadi. 2008. TEKNIK PROSEDURAL KEPERAWATAN: KONSEP DAN

APLIKASI KEBUTUHAN DASAR KLIEN. Salemba Medika:

Jakarta.Davis, C.P., 2011. Fever in Adults. University of Texas Health

Science Center at

SanAntonio.Availablefrom:http://www.emedicinehealthcom/script/main/

art.asp? articlekey= 58831.

Dinarello, C.A., and Gelfand, J.A., 2005. Fever and Hyperthermia. In: Kasper,

D.L.,et. al., ed. Harrison’s Principles of Internal Medicine. 16th ed.

Singapore: TheMcGraw-Hill Company, 104-

108.Frank,D,Petruzella.2001.Elektronik Industri.Penerbit Andi.Jogjakarta

Graneto J, Kelley GD. 2010.Child immunization status in an urban ED. Am J

EmergMed.

Corrard, F. 2001. Ways to reduce fever : new luke warm water baths still

indicated? Arch pediatric. 9 (3).311-315

20

Sari Pediatri, Vol. 4, No. 2, September 2002: 59 – 62. Tatalaksana Kejang

Demam pada Anak

Kaneshiro, N.K., and Zieve, D. 2010. Fever. University of Washington. Available

from: http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/000980.htm.

[Updated 29 January 201]

Ismael S. KPPIK-XI, 1983; Soetomenggolo TS. Buku Ajar Neurologi Anak

1999.

AAP, Provisional Committee on Quality Improvement. Pediatrics 1996; 97:769-

74.

Kolcaba, K. 2007. http://www.thecomfortline.com/posies.jpg/

Rahma, Mulya. 2014. PENANGANAN DEMAM PADA ANAK

(ARTIKEL/KLINIK/KELUHAN- ANAK/PENANGANAN-DEMAM-

PADA-ANAK)

Atmel Coorporation. 2003. Atmega328p.

Panasonic. JS RELAYS

21