Seminar Tugas Akhir Juni 20

Seminar Tugas Akhir
September 2016
DIFFERENTIAL WHITE BLOOD CELL COUNTER WITH SOUND INDICATOR
(Naufal Irsyad Arzada1, M. Ridha Mak’ruf2, Triana Rahmawati 3)
Jurusan Teknik Elektromedik Politeknik Kesehatan Surabaya
Jln. Pucang Jajar Timur No. 10 Surabaya
ABSTRAK
Differential white blood cell counter with sound indicator merupakan alat
elektromedik yang digunakan untuk menghitung jenis sel darah putih. Pengamatan dari hasil
hitung jenis sel darah putih dapat memberikan informasi yang lebih spesifik mengenai infeksi dan
proses perkembangan suatu penyakit. Dasar utama dalam menghitung jenis sel darah putih adalah
perhitungan menggunakan alat baku (standar).
Dilihat dari pentingnya perhitungan jenis sel darah putih, maka penulis bermaksud
merancang alat yang berjudul “Differential White Blood Cell Counter With Sound Indicator”.
Modul ini berbasis ATMEGA 8535 yang menggunakan 6 push button untuk mewakili tiap
jenis sel darah putih yang akan dihitung dan 1 push button untuk pengurangannya apabila terjadi
kelebihan dalam perhitungannya. Modul ini juga menggunakan ISD 2560 untuk menyimpan suara
sel yang akan dihitung. Selanjutnya diolah oleh mikrokontroller ATMEGA 8535 dan ditampilkan
pada lcd.
Kata Kunci: Differential Counter, Sel Darah Putih, ISD2560
1. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
Differential Counter merupakan alat
yang digunakan untuk mengetahui jumlah
berbagai jenis leukosit. Terdapat lima jenis
leukosit, yang masing-masingnya memiliki
fungsi yang khusus dalam melawan patogen.
Sel-sel itu adalah neutrofil, limfosit, monosit,
eosinofil, dan basofil. Hasil hitung jenis
leukosit memberikan informasi yang lebih
spesifik mengenai infeksi dan proses
penyakit.
Hitung jenis leukosit hanya
menunjukkan jumlah relatif dari masing-masing
jenis sel. Untuk mendapatkan jumlah absolut
dari masing-masing jenis sel maka nilai relatif
(%) dikalikan jumlah leukosit total (sel/μl)
(Ripani,2010).
Differential
counter
di
ruang
laboratorium dalam pengambilan data masih
dijumpai kelebihan penghitungan sel jenis
leukosit, sehingga tenaga medis harus mencatat
kelebihan jenis sel yang telah terhitung di
selembar kertas, dikarenakan jika tidak dicatat
dapat mempengaruhi proses diagnosa suatu
penyakit.
Differential Counter yang digunakan
saat ini dalam menghitung jenis sel darah putih
(leukosit) masih secara manual, maka penulis
akan merubah ke sistem mikrokontroller. Alat
ini menggunakan tombol dalam menghitung,
tiap tombol mewakili sebagai penghitung
jumlah tiap sel leukosit. Sumber dari alat ini
adalah baterai dan dilengkapi output suara tiap
nama jenis sel yang akan dihitung.
Dari masalah tersebut, maka tugas akhir
ini penulis membuat alat yang berjudul
“Differential White Blood Cell Counter with
Sound Indicator”.
1.2 Batasan Masalah
Agar tidak terjadi perluasan masalah
maka akan dibatasi masalah tersebut, antara
lain :
1. Khusus untuk hitung jenis sel leukosit.
2. Menggunakan LCD 16x4 sebagai
display.
3. Menggunakan IC ISD2560 beserta
modulnya.
4. Setiap menekan tombol counter, keluar
suara jenis sel yang dihitung.
5. Output berupa suara tiap jenis sel yang
akan dihitung.
1.3 Rumusan Masalah
Dari uraian latar belakang di atas,
maka penulis membuat rumusan masalah
1
Seminar Tugas Akhir
yaitu: “Dapatkah dibuat alat “Differential
White Blood Cell Counter with Sound
Indicator?””
1.4 Tujuan Penelitian
1.4..1 Tujuan Umum
Dirancangnya alat Differential
White Blood Cell Counter with Sound
Indicator.
1.4.2 Tujuan Khusus
Dengan acuan permasalahan di
atas, maka secara operasional tujuan
khusus pembuatan alat ini antara lain :
1.4.2.1 Membuat desain mekanik
secarakeseluruhan.
1.4.2.2 Membuat minimum sistem
untukLCD karakter 16x4 dan
charger baterai.
1.4.2.3 Merekam suara pada modul IC
ISD2560.
1.4.2.4 Membuat
program
pemanggilan suara yang telah
direkam pada mikrokontroller.
1.4.2.5 Membuat
program
untuk
menampilkan hasil counter
hitung jenis sel darah pada
LCD karakter 16x4.
1.4.2.6 Melakukan uji fungsi alat.
1.5 Manfaat
1.5.1 Manfaat Teoritis
1.5.1.1 Meningkatkan
ilmu
pengetahuan bagi mahasiswa
teknik elektromedik di bidang
alat
–
alat
kesehatan,
khususnya alat laboratrium
yaitu
Differential
White
Blood Cell Counter with
Sound Indicator.
1.5.2 Manfaat Praktis
1.5.2.1 Meningkatkan daya ingat,
ketelitian
mata
dalam
menghitung satu per satu
setiap jenis sel yang telihat.
1.5.2.2 Agar memudahkan pekerjaan
operator dalam pengoperasian,
karena dalam pengoperasian
alat ini dapat bekerja dengan
mengeluarkan suara tiap jenis
sel yang dihitung dan
nantinya akan dioutputkan
pada speaker dengan tampilan
September 2016
LCD untuk hasil hitung setiap
jenis sel darah.
2. Telaah Pustaka
2.1 Darah
2.1.1 Pengertian
Darah adalah cairan yang terdapat
pada semua makhluk hidup (kecuali
tumbuhan) tingkat tinggi yang berfungsi
mengirimkan zat-zat dan oksigen yang
dibutuhkan oleh jaringan tubuh, mengangkut
bahan-bahan kimia hasil metabolisme, dan
juga
sebagai
pertahanan
tubuh
terhadap virus atau bakteri. Istilah medis
yang berkaitan dengan darah diawali dengan
kata hemo-atau hemato- yang
berasal
dari bahasa Yunani haima yang berarti darah.
Darah manusia merupakan cairan di
dalam tubuh yang berfungsi untuk
mengangkut oksigen yang diperlukan oleh
sel-sel di seluruh tubuh. Darah juga
menyuplai jaringan tubuh dengan nutrisi,
mengangkut zat-zat sisa metabolisme, dan
mengandung
berbagai
bahan
penyusun sistem
imun yang
bertujuan
mempertahankan tubuh dari berbagai
penyakit.
Hormon-hormon
dari sistem
endokrin juga diedarkan melalui darah.
Darah manusia berwarna merah, antara
merah terang apabila kaya oksigen sampai
merah tua apabila kekurangan oksigen.
Warna
merah
pada
darah
disebabkan
oleh hemoglobin, protein
pernapasan (respiratory
protein)
yang
mengandung besi dalam bentuk heme, yang
merupakan tempat terikatnya molekulmolekul oksigen. Manusia memiliki sistem
peredaran darah tertutup yang berarti darah
mengalir
dalam pembuluh
darah dan
disirkulasikan oleh jantung. Darah dipompa
oleh
jantung
menuju paru-paru untuk
melepaskan sisa metabolisme berupa karbon
dioksida dan menyerap oksigen melalui
pembuluh arteri pulmonalis, lalu dibawa
kembali ke jantung melalui vena pulmonalis.
Setelah itu darah dikirimkan ke seluruh
tubuh oleh saluran pembuluh darah aorta.
Darah membawa oksigen ke seluruh tubuh
melalui saluran halus darah yang disebut
pembuluh kapiler. Darah kemudian kembali
ke jantungmelalui pembuluh darah vena
cava superior dan vena cava inferior. Darah
juga mengangkut bahan bahan sisa
Seminar Tugas Akhir
September 2016
metabolisme, obat-obatan dan bahan kimia
asing ke hati untuk diuraikan dan dibawa
ke ginjal untuk dibuang sebagai air seni.
(https://id.wikipedia.org/wiki/Darah)
1.
2.1.2 Leukosit
Leukosit
bertanggung
jawab
terhadap sistem imun tubuh dan bertugas
untuk memusnahkan benda-benda yang
dianggap asing dan berbahaya oleh tubuh,
misal virus atau bakteri. Leukosit bersifat
amuboid atau tidak memiliki bentuk yang
tetap. Orang yang kelebihan leukosit akan
menderita penyakit leukimia, sedangkan
orang yang kekurangan leukosit akan
menderita penyakit leukopenia.
2.1.2.1Jenis Sel Darah Putih (Leukosit)
Tabel 2.1 Jenis Leukosit
Tipe
Gambar
%Leukosit
Keterangan
Neutrofil
Segment
50 - 70
Neutrofil
Batang
2-6
Eosinofil
1-3
Basofil
0-1
Limfosit
20 - 40
Neutrofil
berhubungan
dengan
pertahanan tubuh
terhadap infeksi b
akteri serta
proses peradanga
n kecil lainnya,
serta
biasanya
juga
yang
memberikan
tanggapan
pertama terhadap
infeksi
bakteri;
aktivitas
dan
matinya neutrofil
dalam
jumlah
yang
banyak
menyebabkan
adanya nanah.
Eosinofil
terutama
berhubungan
dengan
infeksi parasit,
dengan demikian
meningkatnya
eosinofil
menandakan
banyaknya
parasit.
Basofil terutama
bertanggung
jawab
untuk
memberi
reaksialergi dan a
ntigen
dengan
jalan
mengeluarkan his
tamin kimia yang
menyebabkan
peradangan
Limfosit lebih
umum
dalam sistem
2.
limfa.
Darah
mempunyai tiga
jenis limfosit:
Sel B: Sel B
membuat antibodi
yang
mengikatpatogen
lalu
menghancurkann
ya. (Sel B tidak
hanya
membuat antibodi
yang
dapat
mengikat
patogen,
tapi
setelah
adanya
serangan,
beberapa sel B
akan
mempertahankan
kemampuannya
dalam
menghasilkan
antibodi sebagai
layanan
sistem
'memori'.)
Sel
T: CD4+(pemban
tu)
Sel
T
mengkoordinir
tanggapan
ketahanan (yang
bertahan dalam
infeksi HIV) serta
penting
untuk
menahan bakteri
intraseluler. CD8
+(sitotoksik)
dapat membunuh
sel
yang
terinfeksi virus.
Sel natural killer:
Sel
pembunuh
alami(natural
killer, NK)dapat
membunuh
sel
tubuh yang tidak
menunjukkan
sinyal bahwa dia
tidak
boleh
dibunuh karena
telah
terinfeksi virus at
au telah menjadi
kanker.
2.2 IC Mikrokontroller ATMEGA 8535
Gambar 2.1 IC ATMega8535
ATMEGA 8535 adalah mikrokontroler
CMOS
8 bit daya
rendah
berbasis
Seminar Tugas Akhir
arsitektur RISC. Instruksi dikerjakan pada
satu
siklus clock,
ATMega8535
mempunyai throughput mendekati 1 MIPS
per MHz, hal ini membuat ATMega8535
dapat bekerja dengan kecepatan tinggi
walaupun dengan penggunaan daya rendah.
Mikrokontroler ATMega8535 memiliki
beberapa fitur atau spesifikasi yang
menjadikannya sebuah solusi pengendali
yang efektif untuk berbagai keperluan.
Fitur-fitur tersebut antara lain:
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, terdiri
atas Port A, B, C dan D
2. ADC (Analog to Digital Converter)
3. Tiga
buah Timer/Counter dengan
kemampuan perbandingan
4. CPU yang terdiri atas 32 register
5. Watchdog
Timer dengan osilator internal
6. SRAM sebesar 512 byte
7. Memori Flash sebesar 8kb dengan
kemampuan read while write
8. Unit Interupsi Internal dan External.
9. Port antarmuka
SPI
untuk
mendownload program ke flash.
10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat
diprogram saat operasi.
11. Antarmuka komparator analog.
12. Port USART untuk komunikasi serial.
2.3 IC Suara ISD 2560
Gambar 2.2 Modul IC ISD2560
ISD2560 merupakan salah satu
chip recorder yang memiliki kualitas
bagus untuk melakukan perekaman atau
putar ulang selama 60 detik.
Perlengkapan CMOS juga termasuk
didalamnya, microphone preamplifier,
automatic
gain control
(AGC),
antialiasing filter, smoothing filter, dan
speaker amplifier (Anonim, 2003).
Dalam hal kualitas suara,
ISD2560 memiliki masukan sampling
September 2016
frequency sekitar 8.0 KHz. Contoh
suara akan disimpan secara langsung ke
dalam IC pada bagian nonvolatile
memory tanpa proses digitalisasi dan
kompresi, sehingga
suara yang
tersimpan tidak akan hilang jika sumber
daya pada IC dilepas. Penyimpanan
suara analog secara langsung dengan
bantuan microphone, sedangkan tiruan
dari suara asli, musik, nada, dan efek
suara bisa dimasukkan ke dalam IC ini
dengan bantuan kabel keluaran audio
yang disambungkan dengan salah satu
pin dari IC.
Selain itu, ISD2560 juga bisa
dihubungkan dengan mikrokontroler.
Jalur alamat dan jalur kendali bisa
dihubungkan dengan input/output pada
mikrokontroler dan dapat dimanipulasi
untuk menampilkan variasi dari tugas.
Termasuk didalamnya kumpulan pesan
yang terekam, urutan pesan suara, serta
pengelolaan pesan suara yang ada di
dalam ISD2560.
Fitur yang dimiliki ISD2560 sebagai
berikut (Anonim, 2003):
1. Mudah
untuk
menggunakan
ISD2560 sebagai perekam dan putar
ulang.
2. Memiliki kualitas yang bagus pada
suara asli ataupun suara tiruan.
3. Saklar
manual
ataupun
mikrokontroler bisa digunakan pada
saat putar ulang,
yaitu dengan
memberikan pulsa aktivasi.
4. Memiliki durasi rekam atau putar
ulang selama 60 detik.
5. Jika membutuhkan durasi yang lebih
panjang, IC bisa disambungkan
secara seri.
6. Jika pesan suara yang direkam ada
banyak, bisa digunakan alamatalamat yang terdapat pada ISD2560.
Seminar Tugas Akhir
September 2016
counter (berjumlah 6 tombol, karena
3. Metode Penelitian
3.1 Diagram Mekanik
ada 6 jenis sel yang akan dihitung)
ditekan, maka setiap tombol tersebut
akan mengeluarkan suara jenis sel yang
terhitung dioutputkan pada speaker dan
LCD setiap counter up. Tombol -1
berfungsi untuk counter down ketika
Gambar 3.1 Diagram Mekanik
terjadi kelebihan penghitungan sel.
Keterangan:
BAS: tombol untuk mengitung jenis sel
basofil
EOS: tombol untuk mengitung jenis sel
eosinofil
STAB: tombol untuk mengitung jenis
sel stab
SEG: tombol untuk mengitung jenis sel
segment
LIM: tombol untuk mengitung jenis sel
limfosit
MONO: tombol untuk mengitung jenis
sel monosit
-1: tombol pengurangan sel saat
kelebihan penghitungan
3.3 Diagram Alir
3.2 Diagram Blok
Gambar 3.3 Diagram Alir
Penjelasan Diagram Alir:
Ketika start, mikrokontroller
melakukan
inisialisasi
program,
kemudian terjadi penghitungan sel
maka akan keluar suara setiap jenis sel
yang dihitung. Saat terjadi kesalahan
penghitungan, maka tekan tombol -1.
Ketika selesai menghitung, hasilnya
ditampilkan pada LCD.
3.1
Urutan Kegiatan
Gambar 3.2 Diagram Blok
Penjelasan Diagram Blok:
Ketika tombol on/off ditekan,
maka supply tegangan yang berasal dari
baterai
masuk
ke
mikro
untuk
menjalankan program. Saat tiap tombol
Dalam penelitian dan pembuatan
modul ini, penulis terlebih dahulu
mengadakan urutan kegiatan persiapan
untuk kelancaran jalannya proses
pembuatan dan pengamatan yang
meliputi di bawah ini :
1. Mempelajari teori – teori yang
berhubungan dengan permasalahan
Seminar Tugas Akhir
yang
dibahas
melalui
studi
kepustakaan.
2. Mempelajari dan merancang teknis
pembuatan modul tersebut.
3. Membuat diagram blok sistem.
4. Membuat diagram alir sebagai
urutan cara kerja alat.
5. Merencanakan
anggaran
biaya
pembuatan modul.
6. Menyusun proposal.
7. Menyiapkan
bahan
berupa
komponen, box dan peralatan yang
dibutuhkan
dalam
pembuatan
modul.
8. Membuat
layout
rangkaian
mikrokontroller, LCD, dan tombol
counter.
9. Memasang komponen pada PCB.
10. Menyatukan semua rangkaian.
11. Mengintegrasikan semua rangkaian
12. Menyusun
program
untuk
menyalakan system.
13. Melakukan uji coba modul.
14. Melakukan kalibrasi modul.
15. Menyusun laporan KTI.
4. Pengambilan Data dan Analisis
September 2016
Tabel 4.3 Hitung Jenis Sel Stab
Tabel 4.4 Hitung Jenis Sel Segment
Tabel 4.5 Hitung Jenis Sel Limfosit
Pengambilan data jenis sel leukosit:
Tabel 4.3 Hitung Jenis Sel Basofil
Tabel 4.6 Hitung Jenis Sel Monosit
Tabel 4.3 Hitung Jenis Sel Eosinofil
Berdasarkan
data-data
dan
perhitungan, maka didapati tidak ada nilai
error.
Seminar Tugas Akhir
September 2016
ditekan. Kemudian IC ISD2560 tersebut
5. PEMBAHASAN
akan mengeluarkan suara sesuai dengan
5.1 Rangkaian
tombol yang ditekan melalui speaker.
a. Rangkaian Minsis
Ketika total telah mencapai 100% maka
tidak dapat melanjutkan perhitungan dan
+5v
R1
1K
+5v
C1
100nF
SW1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
J8
22pF
1
2
Y1
C3
Reset
+5v
XTAL
U1
10
CON2
13
12
J5
PORT A
8
7
6
5
4
3
2
1
+5v
J1
1
2
3
4
5
6
7
8
40
39
38
37
36
35
34
33
J3
8
7
6
5
4
3
2
1
PORTB
1
2
3
4
5
6
7
8
PC0/SCL
PC1/SDA
PC2/TCK
PC3/TMS
PC4/TDO
PC5/TDI
PC6/TOSC1
PC7/TOSC2
XTAL1
XTAL2
PA0/ADC0
PA1/ADC1
PA2/ADC2
PA3/ADC3
PA4/ADC4
PA5/ADC5
PA6/ADC6
PA7/ADC7
PB0/T0/SCK
PB1/T1
PB2/AIN0/INT2
PB3/AIN1/OC0
PB4/SS
PB5/MOSI
PB6/MISO
PB7/SCK
PD0/RXD
PD1/TXD
PD2/INT0
PD3/INT1
PD4/OC1B
PD5/OC1A
PD6/ICP1
PD7/OC2
22
23
24
25
26
27
28
29
R4
10k
sesaat.
220 R5
5.3 Kelemahan/Kekurangan Sistem
LCD
J7
14
15
16
17
18
19
20
21
1
2
3
4
5
6
7
8
+5v
1. Keunggulan sistem
+5v
PORT D
AVCC
AREF
AGND
30
32
31
a. Menggunakan output suara
R3
20K
11
CON8
RESET
GND
9
VCC
22pF
ditandai bunyi buzzer sebagai indikator
+5v
J4
C2
J9
6
5
4
3
2
1
b. Terdapat
tombol
untuk
PROGRAMER
R10
pengurangan jika terjadi kelebihan
220
saat hitung jenis sel.
2. Kekurangan
b. Rangkaian Minsis ISD
Title
<Title>
Size
B
Date:
R6
R
R7
R
R8
R
R9
R
a.Tidak bisa melakukan perhitungan
Rev
<Rev Code>
Wednesday , December 02, 2015 Sheet
1
of
1
secara cepat
+5V
R4 R5
R R
Document Number
<Doc>
R10
R
R11
R
R12
R
R13
R
R2
R
R3
R
R14
R
+5V
SW DIP-6
U1
SW7
+VCC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
SW10
A0/M0
A1/M1
A2/M2
A3/M3
A4/M4
A5/M5
A6/M6
A7
A8
A9
SW DIP-4
SW2 CE
VCC
VssD
VssA
SP+
SPAUXIN
23
SW3
24
PD
SW4
27
P/R
25
22
26
ANAIN
28
C3
22uF
1
2
11
Berdasarkan hasil perencanaan,
20
C8
0,1uF
21
pembuatan modul, penulisan dan analisa
5k1
EOM
MICREF
OVF
MIC
AGC
18
17
19
+5V
C4
0,1uF
R16
1k
R1
470
R17
10k
C7
0,1uF
J2
C5
220uF
MIC
data dapat disimpulkan sebagai berikut
ini:
2
1
C6
4,7uF
R18
10k
6.1.1
Rangkaian pengolah suara dapat
merekam dan diputar ulang
5.2 Kinerja Sistem Keseluruhan
Saat saklar dalam kondisi ON maka
rangkaian
Kesimpulan
SPEAKER
ISD2560
semua
6.1
J1
14
15
R15
ANAOUT
C2
0,1uF
13
P/R
XCLK
C1
0,1uF
12
CE
PD
6. PENUTUP
16
mendapatkan
supply
sesuai alamat yang telah diatur
sebelumnya. Selain itu dalam
tegangan dari baterai. Dengan demikian
perekaman suara disarankan agar
minimum sistem dan modul suara mendapat
mengkondisikan lingkungan
tegangan. Ketika melakukan perhitungan,
setiap tombol jenis sel ditekan, maka akan
mengirim logika untuk memanggil alamat
suara yang telah direkam sebelumnya pada
IC ISD2560 sesuai dengan
tombol yang
yang tenang atau sepi dengan
level suara rata-rata 79 dB dan
jarak sumber suara dengan mic
condenser sekitar 1 cm agar
Seminar Tugas Akhir
didapat hasil rekaman yang
6.1.2
September 2016
6.2
Saran
bagus.
Berikut ini adalah beberapa saran yang
Minimum sistem mampu
dapat dipertimbangkan untuk
menjalankan program sehingga
penyempurnaan penelitian lebih lanjut:
dapat melakukan counter up dan
6.2.1
juga memerintahkan IC ISD2560
untuk mengeluarkan suara hasil
6.1.3
lebih rapi.
6.2.2
Output suara diperjelas lagi agar
setiap menekan tombol jenis sel
dapat meningkatkan ketelitian
yang dihitung.
pada operator.
Program akan bekerja dengan
Biodata Penulis
Nama
NIM
TTL
:
: Naufal Irsyad Arzada
: P27838013073
:Malang, 10 November 1995
berjalan sesuai dengan
Alamat
urutannya, terbukti modul dapat
No. HP
Pendidikan
:Perumahan Taman Permata
Asri
:085791356605
:SMA Laboratorium UM
Malang
baik saat berada apada tegangan
5VDC.
6.1.4
Memperkecil ukuran box agar
Software yang telah dibuat dapat
menghitung jenis sel dan
mengeluarkan suara sesuai
penekanan tombol hitung.