Seminar Tugas Akhir Juni 20

Seminar Tugas Akhir
Juni 2017
Perancangan Elektrokauter Portabel Berbasis Mikrokontroler
(Akhmad Dzulfiqri1, Tribowo Indrato, ST, MT 2, Abdul Kholiq, SST, MT 3)
ABSTRAK
Elektrokauter, juga dikenal sebagai kauter panas, mengacu pada proses dimana arus
yang dilewatkan melalui tahanan elektroda kawat logam, untuk menghasilkan panas. Elektroda
dipanaskan kemudian diterapkan pada jaringan hidup untuk mencapai hemostasis atau
berbagai tingkat prosedur bedah minor dalam dermatologi, oftalmologi, THT, Bedah plastik,
dan urologi. (Mir, Mohsin R, 2015)
Alat ini dilengkapi dengan monitoring arus secara otomatis yang disupply dengan baterai
12 V dengan hasil yang ditampilkan pada LCD yang terbenam di alat elektrokauter. Jika
dibandingkan dengan alat sebelumnya, alat ini dilengkapi dengan indikator baterai untuk
memantau daya aki dan pengaman sengatan listrik yang dimana user sebagai pengguna alat
maupun pasien akan aman dari sengatan listrik saat prosedur sirkumsisi berjalan.
Berdasarkan dari hasil pengujian dan pengambilan data pada 5 macam filamen nikelin
dengan pengukuran sebanyak 20 kali pada setiap kondisi dengan pembanding multimeter digital
didapatkan nilai yang tidak jauh berbeda dengan pembanding, yaitu dengan nilai error sebesar
2,19 % untuk arus pada filamen tanpa beban dan 1,29 % arus pada filamen dengan beban.
Kata Kunci : Elektrokauter, Mikrokontroler, Nikelin, Sirkumsisi.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Elektrokauter, juga dikenal
sebagai kauter panas, mengacu pada
proses dimana arus yang dilewatkan
melalui tahanan elektroda kawat
logam, untuk menghasilkan panas.
Elektroda
dipanaskan
kemudian
diterapkan pada jaringan hidup untuk
mencapai hemostasis atau berbagai
tingkat prosedur bedah minor dalam
dermatologi,
oftalmologi,
THT,
Bedah plastik, dan urologi. (Mir,
Mohsin R, 2015)[5]
Penulis
ingin
membuat
perancangan alat sirkumsisi sebagai
media alat sunat dan pencegahan
penyakit
kelamin
khususnya
pencegahan penularan penyakit HIV
pada laki - laki . Penulis juga
mengamati hasil pada alat sirkumsisi
yang telah dibuat sebelumnya oleh
Juni Rochmawati[9] pada tahun 2008
yang berjudul “ Sirkumsisi Dengan
Pengaturan Suhu Secara Linier
Berbasis Mikrokontroller ”
yang
masih merancang sebatas pengaturan
linier suhu saja dan alat tesebut juga
tidak dilengkapi dengan safety control
yang dapat beresiko menyebabkan
kecelakaan kerja. Alat sejenisnya
yang beredar dipasaran pun demikian
harganya relatif mahal dan suku
cadang asli elektrodanya pun mahal
serta masih ada yang menggunakan
sambungan catu daya listrik langsung
dari PLN sehingga kurang efektif dan
efisien. Padahal hal semacam ini juga
sudah di sosialisasikan dalam
Undang-Undang Nomor 36 Tahun
2009 tentang Kesehatan pada pasal 98
ayat 1 sebagai berikut : Sediaan
farmasi dan alat kesehatan harus
AMAN, berkhasiat / bermanfaat,
BERMUTU, dan terjangkau[14].
Berdasarkan uraian masalahmasalah tersebut, penulis ingin
membuat alat “ Perancangan
Elektrokauter Portabel Berbasis
Mikrokontroler ”
Batasan Masalah
1) Menggunakan bahan nikelin sebagai
filamen pemanasnya
2) Luas penampang nikelin yang digunakan:
0.1 mm , 0.2 mm , 0.3 mm , 0.4 mm , 0.5
mm.
3) Menggunakan media daging hewan
sebagai obyek
Seminar Tugas Akhir
4)
5)
Juni 2017
Menggunakan IC Mikrokontroler sebagai
pemroses data.
Menggunakan akumulator sebagai daya
instrumen.
METODELOGI PENELITIAN
Diagram Blok Transmitter
Rangkaian
LedBar
AKI 12
VDC
HANDLE
Rumusan Masalah
dibuat
Portabel
Perancangan
Berbasis
Tujuan Penelitian
Tujuan Umum
Dibuatnya alat Perancangan elektrokauter
portabel dilengkapi dengan pemilihan
intensitas berbasis mikrokontroler .
Tujuan Khusus
1) Merancang rangkaian pemanas filamen.
2) Membuat rangkaian pengisi baterai.
3) Membuat rangkaian minimum sistem
mikrokontroler dan programnya.
4) Mengkoneksikan instrumen ke indikator
baterai.
5) Mengkoneksikan LCD instrumen ke
mikrokontroler.
6) Menguji coba instrumen disertai pengisi
baterai.
Manfaat Penelitian
Manfaat Teoritis
Meningkatkan wawasan tentang alat-alat
elektromedik khususnya dibidang alat bedah
dan anestesi yaitu sirkumsisi elektrik atau
elektrokauter.
Manfaat Praktis
Dengan adanya alat ini para tenaga medis
dapat lebih mudah, fleksibel dan efektif saat
melakukan proses sirkumsisi dan juga
didukung harga relatif lebih murah dengan
dukungan
teknologi
lebih
baik
(Teknopreneur) sehingga menguntungkan
berbagai pihak.
Indikator
Baterai
PROGAM
ARDUINO
SUPPLY
MIKROKONTROLER
Dapatkah
Elektrokauter
Mikrokontroler ?
NIKELIN
ACS712
LCD
DISPL
Gambar : Diagram Blok Sistem
Keterangan:
Dibahas oleh penulis
Tidak dibahas oleh penulis
Baterai dengan daya 12 Volt 5 Ah
mengalirkan tegangan ke rangkaian Ledbar,
Supply, dan Elektroda.
Dalam rangkaian Ledbar, ada IC
LM3914 yang berfungsi untuk mengubah
tegangan
analog
kemuadian
akan
mengkodekan level tegangan input tersebut
yang menghasilkan tampilan analog secara
linier terhadap tegangan input yang diberikan
dengan output menyalakan 10 LED ( LedBar
).
Selanjutnya tegangan yang masuk
dalam supply sebesar 12 VDC akan di
turunkan menjadi 5 VDC dan mengalirkan
hasil output tersebut ke blok mikrokontroler.
Mikrokontroler peneliti memakai progam
arduino yang memberikan perintah ke sensor
arus ( ACS712 ) yang berfungsi memonitoring
arus filamen heater saat digunakan dan
ditampilkan di LCD.
Untuk tegangan yang menuju ke
elektroda, akan melalui saklar yang dimana
Switch berfungsi sebagai safety control saklar
logika 0 dan 1 penyalur pemanasan menuju
filamen heater.
Seminar Tugas Akhir
Juni 2017
Diagram Alir Proses/Program
4
5
Mean
Error
0,98
1,00
0,992
1,00
1,11
1,088
8,82 %
Tabel 2 hasil pengukuran Arus tanpa beban
No
1
2
3
4
5
Mean
Error
Nikelin 0,2 mm Tanpa Beban
AVO (A)
ACS712 (A)
2,87
2,86
2,87
2,85
2,86
2,93
2,91
2,92
2,89
2,89
2,862
2,908
1,58 %
Tabel 3 hasil pengukuran Arus tanpa beban
No
Gambar : Diagram Alir Receiver
Diagram Mekanis Sistem
1
2
3
4
5
Mean
Error
Nikelin 0,3 mm Tanpa Beban
AVO (A)
ACS712 (A)
5,03
5,05
5,02
5,04
5,05
5,01
5,03
5,00
5,04
5,04
5,038
5,024
0,277 %
Tabel 4 hasil pengukuran Arus tanpa beban
No
1
2
3
4
5
Mean
Error
Gambar : Diagram Mekanis sistem
HASIL PENGAMBILAN DATA DAN
PENGUJIAN
Tabel 1 hasil pengukuran Arus tanpa beban
No
1
2
3
Nikelin 0,1 mm Tanpa Beban
AVO (A)
1,00
0,99
0,99
ACS712 (A)
1,12
1,11
1,10
Nikelin 0,4 mm Tanpa Beban
AVO (A)
ACS712 (A)
6,90
6,88
6,87
6,88
6,89
6,88
6,86
6,85
6,87
6,87
6,884
6,866
0,26 %
Tabel 5 hasil pengukuran Arus tanpa beban
No
1
2
3
4
5
Mean
Error
Nikelin 0,5 mm Tanpa Beban
AVO (A)
9,85
9,92
9,88
9,90
9,89
9,888
ACS712 (A)
9,83
9,91
9,87
9,98
9,86
9,89
0,02 %
Seminar Tugas Akhir
Juni 2017
Tabel 6 hasil pengukuran Arus dengan beban
No
1
2
3
4
5
Mean
Error
Nikelin 0,1 mm Dengan Beban
AVO (A)
0,94
0,96
0,95
0,96
0,94
0,95
ACS712 (A)
0,89
0,92
0,91
0,91
0,90
0,906
4,63 %
2
3
4
5
Mean
Error
9,52
9,49
9,50
9,51
9,504
9,49
9,48
9,49
9,48
9,486
0,19 %
PEMBAHASAN
Pembahasan Kinerja Sistem Keseluruhan
VCC +12Vdc
J13
2
1
Aki 12 VDC
Tabel 7 hasil pengukuran Arus dengan beban
R6
VCC +5 Vdc
SW2CAP
1
2
1
2
1
C7
ACS712
2
J18
1K
J19
VCC +5 Vdc
Y1
CRY STAL/ 16 MHZ
C6
22 pF
6
5
4
3
2
1
4,882
4,86
0,45 %
Tabel 9 hasil pengukuran Arus dengan beban
No
1
2
3
4
5
Mean
Error
Nikelin 0,4 mm Dengan Beban
AVO (A)
ACS712 (A)
6,64
6,65
6,64
6,63
6,65
6,62
6,64
6,62
6,60
6,63
6,642
6,622
0,30 %
Tabel 10 hasil pengukuran Arus dengan beban
No
1
Nikelin 0,5 mm Dengan Beban
AVO (A)
9,50
ACS712 (A)
9,49
SDA
SCL
23
24
25
26
27
28
A0/PC0
A1/PC1
A2/PC2
A3/PC3
A4/PC4
A5/PC5
(ADC0)
(ADC1)
(ADC2)
(ADC3)
(SDA)
(SCL)
2
3
4
5
6
11
12
13
1
2
3
4
5
6
7
8
AVCC
AREF
AGND
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
J11
i2C Module
1
2
3
4
PD0/0
PD1/1
PD2/2
PD3/3
PD4/4
PD5/5
PD6/6
PD7/7
VCC
GND
U2
R2
4,7K
5
R4
6
4
18K
9
8
R3
3
2
56K
SIGIN
RHI
RLO
MODE
REF ADJ
V+
V-
REFOUT
LED1
LED2
LED3
LED4
LED5
LED6
LED7
LED8
LED9
LED10
VCC +5 Vdc
SDA
SCL
VCC +5 Vdc
Terkoneksi Pada
Minimum Sistem
7
8
20
21
22
R1
20K
D8
D9
D10
LED
LED
LED
D11
D12
D13
LED
LED
LED
D14
D15
D16
LED
LED
LED
7
1
18
17
16
15
14
13
12
11
10
VCC 12 Vdc
LM3914
J14
D17
VCC +12Vdc
2
1
J2
LED
VCC 12 VDC
1
2
3
4
5
6
J5
2
1
SW1
U1
LM7805C/TO3
2
1
SW KEY -Y M061
J4
IN
2
1
+
C4
1000uF
+ 5 Vdc
OUT
GND
Aki 12 Vdc
2
4,84
4,87
4,86
4,87
4,86
J10
(RxD)
(TxD)
(INT0)
(INT1)
(T0)
(T1)
(AIN0)
(AIN1)
VCC +12Vdc
Nikelin 0,3 mm Dengan Beban
4,87
4,90
4,88
4,89
4,87
8/PB0 (ICP)
9/PB1 (OC1A)
10/PB2 (OC1B)
11/PB3 (MOSI)
12/PB4 (MISO)
13/PB5 (SCK)
14/PB6 (XT1)
15/PB7 (XT2)
ATMEGA328
1
1
2
3
4
5
Mean
Error
OUT
C5
22 pF
Tabel 8 hasil pengukuran Arus dengan beban
ACS712 (A)
PC6 (RESET)
PORT D
1
14
15
16
17
18
19
9
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
U3
5
4
3
2
1
J8
POT 10k
AVO (A)
GND
VCC
VEE
RS
RW
EN
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
LED+
LED-
J9
R5
No
LCD Alphanumeric
1
2
3
ACS712 (A)
2,80
2,78
2,80
2,78
2,79
2,79
0,92 %
PORT C
1
2
3
4
5
Mean
Error
AVO (A)
2,82
2,80
2,83
2,81
2,82
2,816
Con.Elektroda
LCD ALPHANUMERIC
OUT
Progammer
No
Nikelin 0,2 mm Dengan Beban
L1
SW KEY -Y M061
3
J3
1
2
3
4
5
6
Cek Supply
Gnd
Gambar : Rangkaian Keseluruhan
Berdasarkan hasil uji fungsi alat yang
dilakukan oleh penulis, daya baterai 12V
dengan 5Ah yang tersemat pada elektrokauter
ini mampu memberikan daya pada saat
sirkumsisi pada penggunaan nikelin 0,1 mm
yakni ±5 jam, nikelin 0,2 mm berkisar ±2,5
jam, dan untuk nikelin 0,3 – 0,5 mm berkisar
±1,5 jam.
nPada proses pengujian sample dengan
panjang 8 cm filamen nikelin yang
mempunyai luas penampang 0,1 mm
mencapai titik lebur tanpa beban pada ±30
menit dan dengan beban ±15 menit saat
pemanasan
berlangsung,
untuk
luas
penampang 0,2 mm titik lebur tanpa beban
membutuhkan ±60 menit dan dengan beban
±30 menit, untuk luas penampang 0,3 mm
titik lebur membutuhkan ±120 menit dan
dengan beban ±45 menit, untuk luas
penampang 0,4 mm titik lebur membutuhkan
±240 menit dan dengan beban ±90 menit,
Seminar Tugas Akhir
sedangkan untuk luas penampang 0,2 mm titik
lebur membutuhkan ±300 menit.
Berdasarkan dari hasil pengujian dan
pengambilan data pada 5 macam filamen
nikelin dengan pengukuran sebanyak 5 kali
pada setiap kondisi dengan pembanding
multimeter digital didapatkan nilai rata-rata
yang tidak jauh berbeda dengan pembanding,
yaitu dengan rata-rata error sebesar 0,262 %
untuk pengukuran arus pada filamen tanpa
beban dan error untuk pengukuran arus pada
filamen dengan beban sebesar 1,394 %.
Kelemahan/Kekurangan Sistem
1)
Sumber Catu Daya yang dipakai terlalu
besar dan berat
PENUTUP
Kesimpulan
Berdasarakan
hasil
perencanaan,
pembuatan modul, penulisan dan analisa data
dapat disimpulkan sebagai berikut ini:
1)
Penggunaan
bahan
nikelin
bisa
digunakan dalam penggunaan filamen
pemanas pada alat elektrokauter.
2)
Luas penampang pada nikelin akan
mempengaruhi masa tahan titik lebur
dan lebar pembakaran pada saat
sirkumsisi.
3)
Percobaan sirkumsisi dengan berizin
sertifikasi Ethical Clearance bisa
digunakan pada media daging hewan.
4)
Penggunaan akumulator sebagai safety
patient pengganti Tegangan AC 220V
bisa diterapkan dengan baik.
5)
Setelah dilakukan pengukuran arus,
didapatkan nilai error rata-rata saat
pengambilan data tanpa beban, yaitu
sebesar 0,262 %
6)
Setelah dilakukan pengukuran arus,
didapatkan nilai error rata-rata saat
pengambilan data dengan beban, yaitu
sebesar 1,394 %.
Saran
Pengembangan penelitian ini dapat dilakukan
pada:
1)
Memperkecil ukuran rangkaian dan box
agar lebih efektif.
2)
Memperkecil sumber catu daya agar
lebih efisien
Juni 2017
DAFTAR PUSTAKA
[1] Bachsinar, Bob, 1995. Sirkumsisi.
Hipokrates.
Diakses pada Selasa, 8 September 2016.
[2]nHana, Abu, (2009).
Mengenal 7
Metode Sunat/Khitan (Sirkumsisi).
http://kaahil.wordpress.com/2009/06
/16/mengenal-7-metode-sunat
khitan-sirkumsisi/
Diakses padaJumat, 11 September 2016.
[3]nHermawan,
Asep, 2000. Teknik
Khitan : Panduan Lengkap,
Sistematis dan Praktis. Widya
Medika
Diakses pada Minggu, 6 September
2016.
[4]nLarasati, Shifa Maharani, (2013).
Elemen Volta, Elemen Kering, dan
Akumulator ,http://syifamaharanilar
asati.blogspot.com/2013/09/elemenvolta -elemen-kering-dan.html
Diakses pada Jumat, 11 September
2016.
[5]nMir,
Mohsin
R,
(2015).
Electrocautery. Medscape Vol 1 No.
1
updated
Oct
6,
2015.
http://emedicine. medscape.com
Diakses Selasa, 8 September 2016.
[6]nNababan, Abdi Roy,
(2013).
Sirkumsisi.
http://tumortulang1.
blogspot.com/2013/04/Sirkumsisi
Diakses Selasa, 8 September 2016.
[7]nPaul F. McAlpine et al. (2011). Adult
Male Circumcision Device for Use
in Clinical Settings. Journal of
Medical Devices. University of
Michigan
Diakses Jumat, 11September 2016.
[8]nReynard et al, John, (2006). Oxford
Textbook of Medicine.
Univesity Press.
Oxford
Diakses Selasa, 8 September 2016.
Seminar Tugas Akhir
[9]nRochmawati, Juni, 2008. Sirkumsisi
Juni 2017
[18]n------,------, Sirkumsisi. 24-09-2016
https://id.wikipedia.org/wiki/Sunat
Dengan Pengaturan Suhu Secara
Linier Berbasis Mikrokontroller.
Poltekkes Kemenkes Surabaya.
.
Diakses Kamis, 3 September 2016.
BIODATA PENULIS
[10]nWHO
Library
Cataloguing-inPublication Data . 2010. Neonatal
and child male circumcision : a
global review Geneva
Diakses Rabu, 9 September 2016.
[11]nJuergen Andrew Kortenbach. 2001.
Endoscopic
Electrocautery
Instrument. United States
Diakses pada Rabu, 9 September 2016.
[12]nJaymi,
Della,
2015.
MultiFunctional
Surgical
Cautery
Device, Systemand Method Of Use.
United States.
Diakses pada Rabu, 9 September 2016.
[13]nKiarash,
Shahlaie, 2015. MicroBipolar Endoscopic Endonasal
Cautery Device. United States
Diakses pada Rabu, 9 September 2016.
[14]nUndang-Undang Nomor 36 Tahun
2009 tentang Kesehatan Republik
Indonesia
Diakses pada Selasa, 17 September
2016.
[15]nWiswell, Thomas E, 1992. Neonatal
Circumcision
:
A
Current
Appraisal, American Academy of
Pediatrics
Diakses pada Selasa, 17 September
2016.
[16]n---,---, Akumulator. http://id.wikipedia.
org/wiki/Akumulator
Diakses pada Selasa, 17 September
2016.
[17]n---, ---, Penis manusia. https://id.
wikipedia.org/wiki/Penis
Diakses pada Rabu, 18 September 2016.
Diakses pada Rabu, 18 Desember 2016.
Nama
NIM
Alamat
Pendidikan
: Akhmad Dzulfiqri
: P27838113005
: Sidoarjo
: D4 Teknik Elektromedik