rancang bangun alat ukur tinggi badan bayi berbasis microcontroller

RANCANG BANGUN ALAT UKUR TINGGI BADAN BAYI
BERBASIS MICROCONTROLLER ATMEGA 8535
Wisnu Adi Prasetyanto1, Rizky Hernawan2
1 Program
Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik
Universitas Dian Nuswantoro
Jalan Nakula I no 5 – 11 Semarang
Email: [email protected]
Abstract
Baby height measurement is one thing to be done when the baby was born. Height that
measured is the most importance in the world of health record because it can be the benchmark
for normal childbirth. The average baby born has a 46-54 cm high. height measurement method
is done in general are still using manual tools in the form of tape or direct measurements with
the aid of expert assistants. so to get the results need to be done 2 times a baby with a tape
measure that is followed by the meter measuring tape. so we need a measuring tool to help
health workers to obtain high data baby. For that in high-need baby measuring instrument
based microcontroller. This tool is designed to get maximum results. As the detector used
height and Ping Ultrasonic Sensor is packaged in a box baby. In testing the tool is successfully
used to measure the height between 40-56 cm tall with a LCD as display the measured and the
sound output through speakers with a power source bateray stone with a 0.12 standard
deviation. For further development of these measuring devices can be integrated with the
measurement of body weight and body temperature.
Keywords: microcontroller, ultrasonic, LCD
Abstrak
Pengukuran tinggi bayi merupakan salah satu hal yang dilakukan ketika pertama kali
bayi lahir. Tinggi yang terukur merupakan hal yang sangat penting didunia kesehatan karena
dapat menjadi tolok ukur untuk kelahiran bayi normal. rata-rata bayi yang dilahirkan mempunyai
tinggi 46-54 cm. metode pengukuran tinggi badan yang dilakukan pada umumnya masih
menggunakan alat manual berupa pita ataupun pengukuran langsung dengan bantuan asisten
dari tenaga ahli. sehingga untuk mendapatkan hasil perlu dilakukan 2 kali pengukuran yaitu bayi
dengan pita dilanjutkan pengukuran pita dengan meteran. sehingga diperlukan suatu alat ukur
untuk membantu petugas kesehatan untuk mendapatkan data tinggi bayi. Untuk itu di butuhkan
alat ukur tinggi bayi berbasis microcontroller. Alat ini dibuat untuk mendapatkan hasil maksimal.
Sebagai detektor tinggi badan digunakan Sensor Ultrasonic Ping dan dikemas dalam bentuk
box bayi. Dalam pengujiannya alat ini berhasil digunakan untuk mengukur tinggi badan antara
40 – 56 cm dengan LCD sebagai tampilan tinggi yang terukur dan keluaran suara melalui
speaker dengan sumber tenaga batu bateray dengan memiliki standart deviasi sebesar 0.12.
Untuk pengembangan selanjutnya Alat ukur ini dapat diintegrasikan dengan pengukuran berat
badan dan suhu tubuh.
Kata Kunci: Microcontroller, ultrasonic, LCD
1. PENDAHULUAN
Bayi adalah sebutan bagi manusia ketika pertama kali dilahirkan dari rahim ibunya.
Kelahiran bayi pada umumnya dibantu oleh penolong persalinan (dokter, dukun bayi,bidan,
tenaga kesehatan) yang telah berpengalaman. Sebelum bayi diserahkan sepenuhnya kepada
pihak keluarga, seorang penolong kesehatan perlu melakukan pengamatan-pengamatan untuk
memperoleh data mengenai sang bayi diantaranya adalah berat badan, panjang badan.
Hal ini dilakukan untuk memperoleh data tentang kondisi bayi yang dilahirkan dalam kondisi
normal ataupun tidak normal. Hasil pengukuran tersebut dapat digunakan sebagai indicator
deteksi dini Bayi Berat Lahir Rendah (BBLR) kerena bayi ini rentan terhadap penyakit
dibandingkan bayi normal. Namun dalam situasi tertentu tidak semuanya dapat terukur hal ini
dikarenakan kondisi dilapangan kadang tidak memadai terutama didaerah pelosok yang jauh
dari rumah sakit. Bayi yang lahir dibersihkan dahulu dari sisa lendir dan darah kemudian
langsung diadakan penimbangan dengan meletakkan ke alat penimbang berat badan bayi,
setelah itu kemudian diukur panjang bayi di upayakan agar bayi dalam kondisi tenang untuk
menghindari pergerakan bayi saat pengukuran. Cara pengukuran dengan menggunakan pita
dan meletakannya ditempat yang rata kemudian letakkan bayi di atasnya. Selanjutnya ukur
panjang pita tersebut dengan meteran dengan satuan panjang centimeter (Cm). Untuk
pengukuran tinggi badan ini kebanyakan masih manual. Sehingga masih kurang efisien karena
hasil panjang didapatkan setelah dua kali kerja yaitu harus mengukur bayi dengan pita
kemudian mengukur kembali pita tersebut untuk mendapatkan hasilnya. Pengukuran bayi tidak
hanya sebatas tinggi badan saja yang diukur. Sehingga di perlukan suatu alat yang dapat
membantu meringankan para penolong bayi untuk memperoleh kemudahan dalam
menjalankan tugasnya.
2. METODE PENELITIAN
2.1. Perancangan sistem
Berikut ini adalah perencanaan rancangan system penelitian yang akan dilakukan yang
digambarkan dalam bentuk Gambar 1 blok diagram perancangan sytem alat ukur tinggi badan.
Sensor ultrasonic
Rangkaian minimum
microcontroller
ATmega8535
Tombol push botton
1
Rangkaian
driver ISD 1420
LCD
speaker
.
Gambar 1. Blok diagram perancangan sistem
Dari blok diagram sistem di atas dapat dijelaskan bahwa rancangan tersebut
menggunakan sensor ultrasonic sebagai indicator utama untuk melakukan pengukuran tinggi
badan bayi. Setelah data didapat maka akan dikirim menuju rangkaian minimum microcontroller
sebagai pusat pengolahan data sesuai program yang diberikan. Data yang telah di olah dalam
rangkaian minimum microcontroller akan memberikan data untuk langsung di tampilkan ke
dalam LCD.
2.2.
Perancangan Hardware
Berikut adalah perancangan Hardware yang akan di buat:
5v
5v
5v
5V
MIKROKONTROLLER
ATMEGA8535
Gambar 2. Perancangan pembuatan hardware
Dari Gambar 2 perancangan hardware di atas dapat dijelaskan bahwa pin PA.7 berfungsi
sebagai pengirim dan penerima sinyal dari dan ke sensor ultrasonic ping))). Karena sensor ini
sudah melakukan pengukuran secara digital jadi tidak perlu melakukan perubahan oleh ADC.
Pin PA.6 sebagai inputan start untuk memulai pengukuran. Untuk PC.1-PO.7 digunakan untuk
memberikan data ke LCD dari microcontroller.
2.3
Perancangan Pembuatan Software
Perangkat lunak digunakan untuk menjalankan robot tanpa kendali melalui komputer.
Pada perencanaan perancangan perangkat lunak ini menggunakan bahasa pemrograman
bahasa C. program bahasa C dituliskan dalam software CodeVision AVR C Compiler yang
kemudian didownload ke mikrokontroller ATMega 8535. Sebelum membuat program terlebih
dahulu harus membuat flowhart sehingga program yang dibuat akan terencana dengan baik.
Berikut adalah garis besar flowchart untuk melakukan pengukuran tinggi bdana bayi ditunjukan
pada Gambar 3.
start
Inisialisasi awal
ATmega8535
PA.1- PA.2= input
PB.1- PB.7= output
PC.1- PC.7= LCD
Apakah tombol
start ditekan?
Tidak
Ya
Sensor ultrasonic mengirim
sinyal
Ukur tinggi
badan
Tampilkan
LCD
Keluarkan
suara
End
Gambar 3. Flowchart pengukuran tinggi badan
Keterangan Flowchart
 Ketika alat di hidupkan langsung memulai inisialisasi pada port-port yang
digunakan.
 Setelah alat aktif jika tombol ditekan maka akan masuk proses selanjutnya, jika
tidak ditekan maka akan dalam stanby.
 Setelah tombol ditekan maka sensor ultrasonic bekerja melakukan pengukuran.
 Hasil pengukuran akan ditampilkan dalam LCD.
2.4. Metode pengukuran
Metode pengukuran alat ini adalah seperti pada gambar berikut:
Ping)))
Ping)))
Arah gelombang ultrasonic
Arah gelombang ultrasonic
Box alat
Box alat
Gambar 4. Sistem kerja Alat ukur tinggi badan bayi
Berdasarkan gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor ultrasonic berfungsi sebagai
indicator pengukuran jarak antara katup atas ( bagian kepala) dan katup bawah (bagian kaki).
Sensor ultrasonic mengirimkan sinyal ultrasonic yang kemudian dipantulkan kembali. Setelah
data diterima kemudian microcontroller memproses hasil tersebut untuk diolah sesuai program
yang diberikan.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian ini dilakukan beberapa kali untuk memastikan alat ukur tersebut benar-benar
presisi dan akurat dalam melakukan pengukuran tinggi bayi atau dilakukan kalibrasi. Hal yang
perlu diperhatikan dalam hal ini adalah pemasangan sensor ultrasonic harus tepat untuk
menghasilkan data yang akurat. Berikut adalah hasil pengujian yang dilakukan.
Tabel 1. Pengujian alat
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Jarak
manual
40 cm
41 cm
42 cm
43 cm
44 cm
45 cm
46 cm
47 cm
48 cm
49 cm
50 cm
51 cm
52 cm
53 cm
54 cm
55 cm
56 cm
1
40 cm
41 cm
42 cm
43 cm
44 cm
45 cm
45 cm
47 cm
48 cm
49 cm
50 cm
51 cm
52 cm
53 cm
54 cm
55 cm
55 cm
2
40 cm
41 cm
42 cm
43 cm
44 cm
45 cm
46 cm
47 cm
48 cm
49 cm
50 cm
51 cm
52 cm
53 cm
54 cm
55 cm
55 cm
Pengujian
3
4
40 cm
40 cm
41 cm
41 cm
41 cm
41 cm
43 cm
43 cm
44 cm
44 cm
45 cm
45 cm
46 cm
46 cm
47 cm
47 cm
47 cm
48 cm
48 cm
48 cm
50 cm
49 cm
51 cm
51 cm
52 cm
51 cm
53 cm
53 cm
54 cm
54 cm
55 cm
55 cm
56 cm
56 cm
5
40 cm
41 cm
42 cm
43 cm
44 cm
45 cm
46 cm
47 cm
48 cm
49 cm
50 cm
51 cm
52 cm
53 cm
54 cm
54 cm
56 cm
Berdasarkan tabel diatas dapat dicari standart deviasinya dengan rumus:
S² =
∑(𝑥𝑖−𝑥)²
𝑛−1
Rata-rata
pengukuran
40 cm
41 cm
41.6 cm
43 cm
44 cm
45 cm
45.8 cm
47 cm
47.8 cm
48.6 cm
49.8 cm
51 cm
52 cm
53 cm
54 cm
54.8 cm
55.6 cm
Dimana:
S² = standart deviasi
xi = rata-rata pengukuran manual
x = rata-rata seluruh percobaan
n = jumlah percobaan
dari rumus di atas maka diketahui hasil sebagai berikut:
Xi
17
= (40+41+42+43+44+45+46+47+48+49+50+51+52+53+54+55+56) /
= 48
X
=
(40+41+41.6+43+44+45+45.8+47+47.8+48.6+49.8+51+52+53+54+54.8
+55.6) / 17 = 47.88
( 𝑋𝑖−𝑋)²
S²
=
S²
S²
S
𝑛−1
( 48−47.88)²
=
17−1
= 0.0144
= 0.12
Sehingga dapat dibuat grafik deviasi sebagai berikut:
58
57
56
55
54
53
52
51
50
49
48
47
46
45
44
43
42
41
40
standart deviasi
standart deviasi
Linear (standart deviasi)
40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58
Gambar 5. Grafik hasil pengujian
Pendugaan Selang Rata-Rata Bila Standart Deviasi Populasi Tidak Diketahui Dengan Jumlah
Sampel Kecil (n≤30). Perhitungan digunakan standart deviasi dari pengukuran.
𝑥̅
= 55.6
α
= 1 – 0.95 = 0.05
v
= n-1 =5-1 =4
𝑡(α/2,v)
= 𝑡(0.025,17) =2.57
S
= 0.178
𝑆
𝑥̅ ± 𝑡(α /2,v) ( )
√𝑛
Maka selang kepercayaan bagi rata-rata perhitungannya adalah
(55.6-(2.57)(0.178) ≤ µ ≤ 55.6+(2.57)(0.178))
55.6 – 0.95 ≤ µ ≤ 55.6 + 0.95
( 55.194 ≤ µ ≤ 56.04 )
Jadi alat diatas dapat digunakan dengan tingkat kepercayaan 95% dengan standart deviasi
sebesar 0.178
4. KESIMPULAN
Setelah melalui perencanaan dilanjutkan pembuatan dan pengujian alat maka penulis dapat
menyimpulkan bahwa pembuatan alat ukur tinggi bayi ini dinyatakan berhasil dengan standart
deviasi sebesar 0.12 dalam pembuatannya menemui kendala yaitu meliputi peletakan sensor
ultrasonic tidak boleh terhalang dalam sudut pancarnya. Dalam pembuatan box alat untuk
bagian pantulan gelombang ultrasonic harus rata serta mempertimbangkan besarnya sudut
pancaran gelombang ultrasonic agar gelombang yang di pantulkan dapat diterima sempurna
kembali oleh sensor.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
Jefri, 2010, sensor ping Parallax, http://www.e-action.co.cc/2010/02/sensor-pingparalax.html dikutip 8/4/2010
[2]
Mualif, , 2011, microcontroller 1 http://depokinstruments.com/category/4-produk/ di akses
14/2/2011
[3]
Mujahidin, 2005, lcd, ,http://iddhien.com/index.php?option=com_contact&Itemid=3 dikutip
8/4/2010
[4]
TIM Lamel, 2006, Pemrograman Mikrokontroller AT 89S51 denagn C/C++ dan
Assembler, ANDI,2006,Surabaya
[5]
Winbond,isd 1420, 2011, http://www.datasheetarchive.com/ISD1420-datasheet.html
diakses 14/2/2011
[6]
Yudhi, 2007 , sensor ping,
http://lab.binus.ac.id/pk/diskusi/printer_friendly_posts.asp?TID=93 dikutip 16/4/2010