Proposal Rancang Bangun Simulator Fetal Doppler ATmega328

PROPOSAL KARYA TULIS ILMIAH
RANCANG BANGUN ALAT SIMULATOR FETAL DOPPLER
BERBASIS ATmega328
PUTRI WIDYA HANDAYANI
NIM : T202001001
PROGRAM STUDI D-III TEKNOLOGI ELEKTROMEDIS
FAKULTAS SAINS & TEKNOLOGI
UNIVERSITAS MANDALA WALUYA
KENDARI
2023
i
LEMBAR PERSETUJUAN PROPOSAL
Proposal Karya Tulis Ilmiah ini telah kami setujui untuk disajikan dihadapan tim
penguji pada Seminar Proposal Program Studi Teknologi Elektro-medis Universitas
Mandala Waluya, dalam rangka penyempurnaan tulisan .
Kendari, Juni 2023
Tim Pembimbing
Pembimbing I
Pembimbing II
Muh. Sainal Abidin, S.Si.,M.Si
NIDN: 096128702
Dr. Rahmawati, SKM., M.Kes
NIDN: 0923028503
Menyetujui,
Ketua Program Studi Teknologi Elektro-Medis
Muh. Sainal Abidin, S.Si.,M.Si
NIDN: 0916128702
ii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah Swt. Yang telah memberikan
rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan proposal Karya Tulis Ilmiah
yang berjudul: “Rancang Bangun Alat Simulator Fetal doppler Berbasis ATmega328”
guna memenuhi salah satu persyaratan untuk menyelesaikan pendidikan pada Program Studi
Teknologi Elektro-medis di Universitas Mandala Waluya.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penyusunan proposal ini masih sangat jauh
dari kesempurnaan oleh karena itu diharapkan saran dan kritik dari semua pihak yang
sifatnya membangun untuk meningkatkan mutu dari penulisan ini.
Pada kesempatan ini Penulis tidak lupa pula menghanturkan rasa terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada Bapak Muh. Sainal Abidin, S.Si., M.Si selaku pembimbing I dan
kepada Ibu Dr. Rahmawati, SKM., M.Kes selaku pembimbing II atas semua waktu, tenaga
dan pikiran yang telah diberikan dalam membimbing dan mengarahkan Penulis dalam
penyusunan Proposal ini.
Tak lupa pula penulis haturkan rasa terima kasih sebesar-besarnya kepada:
1. Ketua Pengurus Yayasan Mandala Waluya Kendari.
2. Rektor Universitas Mandala Waluya.
3. Para Wakil Rektor (Akademik, Non Akademik, Kemahasiswaan) Universitas
Mandala Waluya.
4. Para Ketua Lembaga (LPPM, LPJM, LPKDMA) Universitas Mandala Waluya.
5. Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Mandala Waluya.
6. Ketua Program Studi D-III Teknologi Elektro-Medis Universitas Mandala Waluya.
7. Kepala Laboratorium Prodi D-III Teknologi Elektro-Medis.
iii
8. Bapak H. La Ode Ali Hanafi, SKM., M.Kes Selaku Penguji I, Bapak La Ode Hamrin,
S.Si., MT Selaku Penguji II, dan Ibu Ridia Utami Kasih, SKM., M.Kes Selaku
Penguji III.
9. Seluruh dosen dan Staf/karyawan Universitas Mandala Waluya yang telah banyak
membantu Penulis semasa pendidikan.
10. Kedua tercinta yang telah memberikan do’a serta dukungan dan kasih sayang serta
motivasi.
11. Seluruh teman–teman khususnya Program Studi Teknologi Elektro-medis 2020 yang
telah memberikan bantuan dan motivasi kepada Penulis hingga selesainya proposal
ini.
Penulis menyadari bahwa proposal ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena
itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran dalam rangka penyempurnaan proposal
ini. Demikian semoga proposal ini dapat bermanfaat bagi semua pihak terutama kepada
penulis dalam menyelesaikan pendidikan di Universitas Mandala Waluya
Kendari, Juni 2023
Penulis
iv
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ......................................................................................................... i
LEMBAR PERSETUJUAN PROPOSAL ......................................................................... ii
KATA PENGANTAR ........................................................................................................ iii
DAFTAR ISI ........................................................................................................................ v
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... vi
DAFTAR TABEL .............................................................................................................. vii
BAB I .................................................................................................................................... 1
A.
Latar Belakang ........................................................................................................ 1
B.
Batasan Masalah ...................................................................................................... 3
C.
Rumusan Masalah ................................................................................................... 3
D.
Tujuan...................................................................................................................... 3
E.
Manfaat .................................................................................................................... 4
BAB II ................................................................................................................................... 5
A.
Fetal doppler ........................................................................................................... 5
B.
Kalibrasi .................................................................................................................. 6
C.
Detak Jantung Janin................................................................................................. 7
D.
Mikrokontroller ATmega328 ................................................................................... 8
E.
Speaker .................................................................................................................. 13
F.
LCD (Liquid Crystal Display) ............................................................................... 15
G.
Push Button ........................................................................................................... 16
H.
Adaptor .................................................................................................................. 17
I.
TP 4056 ................................................................................................................. 18
J.
Baterai ................................................................................................................... 19
BAB III ............................................................................................................................... 21
A.
Waktu dan Tempat ................................................................................................ 21
B.
Alat dan Bahan ...................................................................................................... 22
C.
Tahap Kerja atau Cara Kerja ................................................................................. 24
D.
Jadwal Penelitian ................................................................................................... 30
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 31
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Fetal doppler ................................................................................................... 5
Gambar 2. 2 Jantung ............................................................................................................ 7
Gambar 2. 3 ATmega328 ..................................................................................................... 9
Gambar 2. 4 Konfigurasi pin ATmega328 ........................................................................... 9
Gambar 2. 5 Speaker .......................................................................................................... 14
Gambar 2. 6 Komponen Speaker ....................................................................................... 14
Gambar 2. 7 LCD (Liquid Crystal Display) ...................................................................... 16
Gambar 2. 8 Push Button ................................................................................................... 17
Gambar 2. 9 Adaptor .......................................................................................................... 18
Gambar 2. 10 Modul Charger TP4056 .............................................................................. 19
Gambar 2. 11 Baterai Lithium ........................................................................................... 21
Gambar 3. 1 Blok Diagram ................................................................................................ 25
Gambar 3. 2 Flow Chart .................................................................................................... 26
Gambar 3. 3 Skematik Rangkaian ..................................................................................... 27
Gambar 3. 4 Desain Alat Tampak Depan .......................................................................... 28
Gambar 3. 5 Desain Alat Tampak Samping ...................................................................... 28
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Konfigurasi pin ATmega328 .............................................................................. 10
Tabel 3. 1 Alat .................................................................................................................... 22
Tabel 3. 2 Bahan ................................................................................................................. 24
Tabel 3. 3 Uji Fungsi .......................................................................................................... 29
Tabel 3. 4 Jadwal Penelitian ............................................................................................... 30
vii
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Detak jantung janin merupakan sebuah indikator atau dalam sebuah
pemeriksaan kandungan yang menandakan bahwa ada kehidupan di dalam kandungan
seorang ibu. Untuk memeriksa kesehatan janin di dalam kandungan ibu hamil, dokter
melakukan beberapa pemeriksaan dan denyut jantung bayi yang baru bisa dideteksi
kurang lebihnya pada usia 11 minggu. Berdasarkan The World Health Report 2005,
angka kematian ibu hamil di Indonesia pada tahun 2000 mencapai 230 jiwa dari 100.000
kelahiran hidup, sedangkan angka kematian bayi mencapai 18 jiwa dari 1000 kelahiran
hidup. Kondisi ini termasuk yang paling tinggi di Asia. Untuk nilai normal denyut
jantung janin (DJJ) adalah 120 – 160 bpm permenit. Namun frekuensi detak jantung
bisa saja melebihi 160 permenit yang dapat menyebabkan berbagai faktor (Solaikha,
2015).
Pemantauan detak jantung janin tidak bisa dilakukan secara kasat mata, jadi
diperlukan peralatan untuk membantu memantau detak jantung janin. Detak jantung
janin dapat dipantau menggunakan Doppler. Doppler berguna untuk memeriksa apakah
janin tumbuh normal, dengan detak jantung yang ditandai pada janin (Faradisa dkk,
2017).
Dalam penggunaan fetal dopper diperlukan pengukuran yang akurat yang di
mana di lakukan pengujian dan untuk menguji keakuratan Doppler diperlukan simulator
janin (kalibrator doppler). Simulator janin adalah peralatan yang digunakan untuk
melakukan tes dan memecahkan masalah pada Fetal doppler.
1
Pada permenkes No.54 tahun 2015 tentang pengujian dari kalibrasi alat
kesehatan, bahwa untuk menjamin tersedianya alat kesehatan sesuai dengan standar
pelayanan, persyaratan mutu keamanan, manfaat, keselamatan, dan laik pakai perlu
dilakukan pengujian atau kalibrasi. Pada pasal 8 yang berbunyi “Pengujian atau
kalibrasi alat kesehatan dilakukan secara berkala paling sedikit satu kali satu tahun”.
Fungsi kalibrasi adalah untuk memastikan sekaligus memantau apakah alat tersebut
masih akurat atau berfungsi dengan baik atau tidak dan untuk mengetahui seberapa
besar penyimpangan dari alat ukur tersebut.
Angka kematian bayi merupakan parameter yang signifikan dalam mengukur
tingkat kesehatan suatu negara. Ini dikarenakan bayi sangat rentan terhadap kondisi
kesehatan dan kesejahteraan yang buruk. Salah satu upaya untuk mengurangi angka
kematian perinatal yang disebabkan oleh komplikasi hipoksia janin di dalam rahim
adalah melalui pemantauan kesejahteraan janin. Tujuan dari pemantauan janin adalah
untuk mendeteksi secara dini adanya faktor-faktor risiko yang menyebabkan kematian
prenatal, seperti hipoksia/asfiksia, gangguan pertumbuhan, cacat bawaan, dan infeks
(Chabibah, 2017).
Simulator Fetal doppler sebelumnya pernah dibuat oleh (Sartika, 2018). Pada
penelitian tersebut alat yang di lengkapi pemilihan BPM dengan range 20 sampai 200
BPM dengan kenaikan 10 BPM dan menggunakan relay sebagai pengganti detak
jantung janin. Dalam Penelitian ini penulis membuat Simulator Fetal doppler yang di
lengkapi pemilihan BPM 60 sampai 240 dan menggunakan speaker sebagai pengganti
detak jantung janin.
2
B. Batasan Masalah
Adapun Batasan masalah pada alat Simulator Fetal doppler ini adalah:
1. Pengaturan BPM (Beat perminute) pada alat Simulator Fetal doppler dari 60 sampai
dengan 240 dengan kenaikan 10.
2.
Simulator Fetal doppler ini dirancang menggunakan baterai agar menjadi portable
3.
Memanfaatkan speaker sebagai pengganti detak jantung bayi
C. Rumusan Masalah
Adapun Rumusan masalah pada alat Simulator Fetal doppler ini adalah:
1. Bagaimana cara merancang Simulator Fetal doppler dengan BPM (Beat perminute)
60 sampai dengan 240 dengan menggunakan kenaikan 10?
2. Bagaimana cara merancang alat Simulator Fetal doppler menggunakan baterai agar
menjadi portable?
3. Bagaimana cara merancang speaker sebagai pengganti detak jantung bayi?
D. Tujuan
Tujuan merancang Simulator Fetal doppler ini adalah:
1. Untuk merancang alat Simulator Fetal doppler dengan pengaturan BPM (Beat per
minute) dari 60 sampai dengan 240 dengan kenaikan 10.
2. Untuk merancang alat Simulator Fetal doppler agar menjadi portable.
3. Untuk merancang alat pengganti detak jantung janin menggunakan speaker.
3
E. Manfaat
Penelitian yang dilakukan penulis adalah dengan merancang sebuah alat
Simulator Fetal doppler Berbasis ATmega328. Alat ini memiliki manfaat sebagai
berikut.
1. Manfaat Teoritis
Meningkatkan ilmu pengetahuan dan wawasan tentang alat Simulator Fetal
doppler serta meningkatkan keahlian dalam pemrograman mikrokontroler.
2. Manfaat Praktis
a. Untuk mengkalibrasi alat Fetal doppler.
b. Sebagai edukasi pembelajaran bagi mahasiswa Teknologi Elektromedis
Universitas Mandala Waluya.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Fetal doppler
Fetal doppler adalah alat diagnostik yang digunakan untuk mendeteksi detak
jantung bayi yang menggunakan prinsip pantulan gelombang elektromagnetik. Alat ini
sangat berguna untuk mengetahui kondisi kesehatan janin, dan aman digunakan dan
bersifat non invasif. Fetal doppler memberikan informasi tentang janin mirip dengan
yang disediakan oleh stetoskop janin. Satu keuntungan dari Fetal doppler dibanding
dengan stetoskop janin (murni akustik) adalah output audio elektronik, yang
memungkinkan orang selain pengguna untuk mendengar detak jantung. Untuk
mengukur tingkat jantung bayi, dokter akan menghitung detak jantung selama satu
menit penuh, atau menghitung selama 15 detik, kemudian kalikan dengan empat, oleh
karena itu alat ini pada dasarnya akan nenunjukan banyaknya detakan jantung janin
dalam satu menit (Kurniawan, 2012).
Gambar 2. 1 Fetal doppler
(Serenityindonesia.com)
5
B. Kalibrasi
Kalibrasi adalah proses untuk memeriksa dan menyesuaikan perangkat
pengukur atau instrumen dengan standar yang sudah ditentukan. Tujuan utama kalibrasi
adalah untuk memastikan bahwa perangkat pengukur memberikan hasil yang akurat dan
konsisten. Dalam kalibrasi, perangkat pengukur dibandingkan dengan standar yang
diketahui dan telah teruji keakuratannya. Standar ini biasanya merupakan perangkat
pengukur yang telah dikalibrasi secara akurat dan diakui secara internasional. Selama
proses kalibrasi, jika ada perbedaan antara perangkat pengukur dan standar, penyesuaian
dilakukan pada perangkat pengukur untuk memastikan hasil yang lebih akurat. Menurut
standar ISO/IEC
(International Organization for Standardization/International
Electrotechnical Commission), kalibrasi didefinisikan sebagai kegiatan untuk
menetapkan hubungan antara nilai yang diukur dengan perangkat pengukur yang
dikalibrasi dengan tingkat ketelitian yang ditentukan.
Kalibrasi adalah operasi yang memastikan bahwa perangkat pengukur atau
instrumen yang dikalibrasi memberikan hasil pengukuran yang sesuai dengan nilai yang
diketahui dengan ketelitian tertentu." (ISO/IEC 17000:2017)
Kalibrasi adalah pembandingan antara suatu ukuran yang diketahui (standar)
dengan ukuran yang diketahui lainnya, dilakukan dengan menggunakan instrumen yang
memiliki akurasi yang diketahui (ISO/IEC 17025:2017).
6
C. Detak Jantung Janin
Jantung adalah organ otot berongga yang terdapat di pusat dada. Dua pertiga
jantung berada disebelah kiri atrium yang mengumpulkan darah dan ruang sebelah
bawah (ventrikel) yang mengeluarkan darah. Fungsi jantung ialah menyediakan oksigen
ke seluruh tubuh dan membersihkan tubuh dari hasil karbondioksida. Jantung
menjalankan fungsi tersebut dalam mengumpulkan darah yang kekurangan oksigen dari
seluruh tubuh lalu memompanya ke paru-paru (Arizki, 2019).
Gambar 2. 2 Jantung
(blogspot.com)
Heart rate (HR) atau detak jantung janin dapat dideteksi kurang lebih pada usia
kehamilan 6 minggu dan lebih jelas digambarkan pada usia kehamilan 7 minggu.
Normalnya, denyut jantung janin usia 6 minggu adalah 90 hingga 110 denyut per menit
(dpm) sedangkan pada usia 9 minggu ke atas berkisar antara 140 dpm dengan variasi
normal 20 dpm di atas atau di bawah nilai rata-rata tersebut. Jadi, nilai normal denyut
jantung bayi berkisar antara 120 hingga 160 dpm. HR pada janin normalnya memang
jauh lebih cepat dibanding HR orang dewasa atau bahkan anak-anak. Ditambah lagi
bahwa perkembangan jantung janin itu telah cukup fungsional setelah mencapai umur
kehamilan kurang lebih 12 minggu (Yuliza, 2019).
7
D. Mikrokontroller ATmega328
Mikrokontroller adalah suatu rangkaian terintegrasi (IC) yang bekerja untuk
aplikasi pengendalian. Untuk mendukung fungsi pengendaliannya suatu microcontroller
memiliki bagian-bagian seperti Central processing unit (CPU), Read only memory
(ROM), Random access memory (RAM), pewaktu/pencacah dan Unit I/O (Iswanto,
2011).
Mikrokontroller adalah pengontrol utama perangkat elektronika saat ini,
termasuk robot dan mesin lainya. Pemrograman microcontroller merupakan dasar dari
prinsip pengontrolan suatu alat, dimana diorientasikan penerapan microcontroller
adalah untuk mengendalikan suatu sistem berdasarkan informasi input yang diterima,
lalu diproses oleh microcontroller yang dilakukan aksi pada bagian output sesuain
dengan program yang telah ditentukan sebelumnya (Budiharto, 2012).
ATmega328 ini adalah otak papan pada Arduino Uno, Komponen ini adalah
sebuah IC (Integreted Circuit), yang dipasang ke header socket sehingga memungkinkan
untuk dilepas. Chip ATmega328 memiliki banyak fasilitas dan kemewahan untuk
sebuah chip mikrokontroler. Chip tersebut memiliki 23 jalur general purpose I/O
(input/output), 32 buah register, 3 buah timer/counter dengan mode perbandingan,
interupt internal dan external, serial programmable USART, 2- wire interface serial,
serial port SPI, 6 buah channel 10-bit A/D converter, programmable watchdog timer
denganoscilator internal, dan lima power saving mode. Chip bekerja pada tegangan
antara 1.8V ~ 5.5V. Output komputasi bisa mencapai 1 MIPS per Mhz. Maximum
operating frequency adalah 20 Mhz. ATmega328 menjadi cukup popular setelah chip
ini dipergunakan dalam board Arduino. Dengan adanya Arduino yang didukung oleh
software Arduino IDE, pemrograman chip ATmega328 menjadi jauh lebih sederhana
dan mudah (Kadir, 2014).
8
Gambar 2. 3 ATmega328
(Rokhmad.com)
Gambar 2. 4 Konfigurasi pin ATmega328
(Arduino Indonesia)
9
Tabel 2. 1 Konfigurasi pin ATmega328
No
Nama Pin
Fungsi
1
Pin 1
PC6 (PCINT14 atau Reset)
2
Pin 2
PD0(PCINT16 atau RXD)
3
Pin 3
PD1(PCINT17 atau TXD)
4
Pin 4
PD2(PCINT18 atau INT0)
5
Pin 5
PD3(PCINT19 atau OC2B/INT1)
6
Pin 6
PD4(PCINT20 atau XCK/T0)
7
Pin 7
VCC
8
Pin 8
GND
9
Pin 9
PB6(PCINT6 atau XTAL1/TOSC1)
10
Pin 10
PB7(PCINT7 atau XTAL2/TOSC2)
11
Pin 11
PD5(PCINT21 atau OC0B/T1)
12
Pin 12
PD6(PCINT22 atau OC0A/AIN0)
13
Pin 13
PD7(PCINT23 atau AIN1)
14
Pin 14
PB0(PCINT0 atau CLKO/ICP1)
15
Pin 15
PB1(OC1A/PCINT1)
16
Pin 16
PB2(SS/OC1B/PCINT2)
17
Pin 17
PB3(MOSI/OC2A/PCINT3)
18
Pin 18
PB4(MISO/PCINT4)
19
Pin 19
PB5(SCK/PCINT5)
20
Pin 20
AVCC
21
Pin 21
AREF
22
Pin 22
GDN
23
24
25
26
27
Pin 23
Pin 24
Pin 25
Pin 26
Pin 27
PC0(ADC0/PCINT8)
PC1(ADC1/PCINT9)
PC2(ADC2/PCINT10)
PC3(ADC3/PCINT11)
PC4(ADC4/SDA/PCINT12)
28
Pin 28
(Sumber : Tyagi, 2013)
PC5(ADC5/SCL/PCINT13)
10
ATmega328 memiliki tiga buah PORT utama yaitu PORT B, PORT C, dan
PORT D dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. PORT tersebut dapat
difungsikan sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai periperal lainnya
(Wicaksono, 2017).
1.
Port B
Port B merupakan jalur data delapan bit yang dapat difungsikan sebagai
input/output. Selain itu PORT B juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti
dibawah ini.
a. ICP1 (PB0), berfungsi sebagai Timer Counter satuinput capture pin.
b. OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difungsikan sebagai keluaran
PWM (Pulse Width Modulation).
c. MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupakan jalur komunikasi
SPI.
d. Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur pemograman serial (ISP).
e. TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai sumber clock
external untuk timer.
f. XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama
mikrokontroler.
2.
Port C
Port C merupakan jalur data tujuhbit yang dapat difungsikan sebagai
input/output digital. Fungsi alternatif PORTC antara lain sebagai berikut:
ADC6 channel (PC0, PC1, PC2, PC3, PC4, PC5) dengan resolusi sebesar 10 bit.
ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan analog
menjadi data digital.
11
a. I²C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORTC. I²C
digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau devicelain yang memiliki
komunikasi data tipe I²C seperti sensor kompas, accelerometer nunchuc.
3.
Port D
Port D merupakan jalur data delapan bit yang masing-masing pin-nya juga dapat
difungsikan sebagai input/output. Sama seperti Port B dan Port C, Port D juga
memiliki fungsi alternatif dibawah ini.
a. USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan level
sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial, sedangkan RXD
kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk menerima data serial.
b. Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai
interupsi hardware. Interupsi biasanya digunakan sebagai selaan dari program,
misalkan
pada
saat
program
berjalan
kemudian
terjadi
interupsi
hardware/software maka program utama akan berhenti dan akan menjalankan
program interupsi.
c. XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk USART, namun
kita juga dapat memanfaatkan clock dari CPU, sehingga tidak perlu
membutuhkan externalclock.
d. T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external untuk timer 1 dan timer
0.
e. AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan input untuk analog comparator.
ATmega328 adalah mikrokontroler keluaran dari atmel yang mempunyai
arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang mana setiap proses eksekusi
12
data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer).
Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain (Wicaksono, 2017):
1.
Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)
sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanen karena EEPROM
tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.
2.
Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
3.
Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin enam diantaranya PWM (Pulse Width
Modulation) output.
4.
32 x 8-bit register serba guna.
5.
Dengan clock 16 MHz kecepatan mencapai 16 MIPS.
6.
32KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2
KB dari flash memori sebagai bootloader.
7.
130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.
E. Speaker
Speaker adalah perangkat elektronika yang terbuat dari logam dan memiliki
13
membrane, kumparan, serta magnet sebagai bsgisn yang saling melengkapi. Tanpa
adanya membrane, sebuah speaker tidak akan mengeluarkan bunyi, demikian juga
sebaliknya. Fungsi tiap bagian pada speaker saling terabit satu sama lain (Suyanto,
2013).
Gambar 2. 5 Speaker
(Bukalapak.com)
Menurut purnama sari, speaker adalah tranduser yang mengubah sinyal elektrik
ke frekuensi audio (suara) dengan cara menggetarkan komponen yang berbentuk
selaput. Pada dasarnya speaker terdiri dari beberapa komponen utama yaitu cone,
suspension, magnet permanen, voice, coil, dan juga kerangka speaker.
Gambar 2. 6 Komponen Speaker
(Sangpengajar.com)
Dalam rangka menerjemahkan sinyal listrik menjadi suara yang dapat didengar,
speaker memiliki komponen elektromagnetik yang terdiri dari kumparan yang di sebut
14
dengan voice coil untuk membangkitkan medan magnet dan berinteraksi dengan magnet
permanen sehingga menggerakkan cone speaker maju dan mundur. Voice coil adalah
bagian yang bergerak sedangkan magnet permanen adalah bagian speaker yang tetap
pada posisinya. Sinyal listrik yang melewati voice coil akan menyebabkan arah medan
magnet berubah secara cepat sehingga terjadi gerakan “tarik” dan “tolak” dengan
magnet permanen. Dengan demikian, terjadilah getaran yang maju dan mundur pada
cone speaker. Cone adalah komponen utama speaker yang bergerak. Pada prinsipnya,
semakin besar cone semakin besar pula permukaan yang dapat menggerakan udara
sehingga yang dihasilkan speaker juga akan semakin besar. Suspension yang terdapat
dalam speaker berfungsi untuk menarik cone ke posisi semulanya setelah bergerak maju
dan mundur. Suspension juga berfungsi sebagai pemegang cone dan voice coil.
Kekakuan (rigidity), komposisi dan desain suspension sangat mempengaruhi kualitas
suara speaker itu sendiri (Kho, 2020).
F. LCD (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang
15
dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya
tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau
mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD berfungsi sebagai penampil data baik dalam
bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik. LCD adalah lapisan dari campuran
organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam
bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika
elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang
dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich
memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang
diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati
molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat
menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan (Natsir, 2019).
Gambar 2. 7 LCD (Liquid Crystal Display)
(Pixelelectric.com)
G. Push Button
Push button adalah perangkat/saklar sederhana yang berfungsi untuk
menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik dengan sistem kerja tekan unlock
16
(tidak mengunci). Sistem kerja unlock disini berarti saklar akan bekerja sebagai device
penghubung atau pemutus aliran arus listrik saat tombol ditekan dan saat tombol tidak
ditekan (dilepas), maka saklar akan kembali pada kondisi normal. Sebagai device
penghubung atau pemutus, push button hanya memiliki 2 kondisi, yaitu On dan Off (1
dan 0). Push button memiliki kontak NC (normally close) dan NO (normally open).
Prinsip kerja push button NO adalah apabila dalam keadaan normal (tidak ditekan) maka
kontak tidak berubah atau bisa dikatakan jika tidak ditekan maka tidak akan ada aliran
listrik namun apabila di tekan maka akan ada aliran listrik yang lewat. Sedangkan
prinsip kerja push button NC adalah kebalikan dari push button NO yaitu sebelum
ditekan aliran listrik sudah ada (mengalir) namun jika ditekan berarti kita memutuskan
aliran listrik teresebut. Kontak NC akan berfungsi sebagai stop (memberhentikan) dan
kontak NO akan berfungsi sebagai start (menjalankan) biasanya digunakan pada sistem
pengontrolan motor–motor induksi untuk menjalankan dan mematikan motor (Nurtado,
2019).
Gambar 2. 8 Push Button
(W.W.Grainger)
H. Adaptor
Adaptor adalah sebuah rangkaian konverter untuk mengubah tegangan AC
menjadi DC, tegangan yang dirubah dari AC yang tinggi menjadi tegangan DC yang
17
rendah. Rangkaian adaptor ada yang dipasang dalam peralatan elektronika langsung dan
ada juga yang terpisah, adaptor selalu menyesuaikan kebutuhan peralatan elektronika
yang dibutuhkan pada umumnya. Pada sebuah adaptor terdapat beberapa bagian yaitu
trafo (transformator), rectifier (penyearah) dan filter.
Adaptor berfungsi memberikan suply untuk rangkaian elektronik pada sistem
ini. Adaptor mendapatkan sumber sebesar 220 VAC yang dikonversi menjadi 5 VDC
sesuai tegangan yang dibutuhkan. Dalam sistem keamanan ini penulis menggunakan
adaptor sebagai power supply untuk menyalurkan listrik ke sistem (Juniardi, 2018).
Gambar 2. 9 Adaptor
(Rossmax.com)
I.
TP 4056
TP4056 merupakan sebuah modul yang berfungsi untuk mengisi baterai
Li-ion hingga 1A dengan tegangan yang konstan. TP4056 memiliki 2 indikator
18
LED pengisian baterai, merah ketika sedang mengisi baterai dan biru ketika
baterai sudah penuh. Perangkat ini juga mempunyai sistem pengatur suhu.
Tegangan yang dikeluarkan dari TP4056 ini sebesar 4.Modul ini akan digunakan
untuk mengisi dan meregulasi dari baterai 500mAh yang akan digunakan sebagai
sumber daya. Dengan adanya modul ini, baterai diharapkan tidak terjadi
overvoltage atau undervoltage yang dapat merusak perangkat dan membahayakan
pengguna (Yusuf, 2020).
Gambar 2. 10 Modul Charger TP4056
J.
Baterai
Baterai adalah teknologi penyimpan energi yang mampu merubah energi kimia
yang disimpan menjadi energi listrik yang dapat digunakan kembali. Penemuan baterai
19
untuk penyimpan energi ini ditemukan oleh seorang fisikawan yang berasal dari Italia
bernama Alessandro Volta pada abad ke-18. Volta menemukan baterai yang disebut
“tumpukan volta”, tumpukan tersebut terdiri dari perak dan cakram seng yang disusun
berseling terpisah oleh kertas atau kain hasil redaman air atau natrium hidroksida.
Kemudian penemuan Volta ini dikembangkan dengan menguari air hydrogen dan
oxigen. Untuk menghargai penemuan Volta dalam perkembangan ilmu kelistrikan, para
ahli memberi istilah satuan listrik sesuia degnan nama Alessandro Volta yakni volt
(Noer, 2021).
Dalam sebuah baterai, terdapat sel-sel listrik yang berfungsi sebagai tempat
penyimpanan energi listrik dalam bentuk energi kimia. Energi potensial katoda (bagian
positif) lebih tinggi daripada anoda (bagian negatif). Baterai akan beroperasi saat terjadi
reaksi kimia antara katoda, anoda, dan penghantar, menghasilkan arus listrik dari
baterai. Arus yang dihasilkan oleh baterai ini berupa Arus Searah (Direct Current/DC)
(Anisah, 2023).
Baterai lithium merupakan jenis baterai yang saat ini sedang berkembang
dengan kemampuan pengisian ulang. Baterai lithium sangat dibutuhkan dalam
kebutuhan energi listrik, terutama pada kendaraan yang menggunakan energi listrik
sebagai sumber tenaga. Komponen utama baterai lithium terdiri dari elektroda positif
(katoda), elektroda negatif (anoda), elektrolit, dan separator. Baterai lithium memiliki
kemampuan penyimpanan energi yang lebih lama dan masa pakai yang lebih tinggi
dibandingkan dengan jenis baterai lainnya. Hal ini terkait dengan perkembangan pesat
dalam industri elektronika dan telekomunikasi. Baterai lithium memiliki beberapa
keunggulan, seperti kemampuan penyimpanan energi dalam jangka waktu yang lama,
daya yang tinggi, bobot yang ringan, dan masa pakai yang panjang. Oleh karena itu,
banyak produsen menggunakan baterai lithium sebagai sumber tenaga listrik pada
20
perangkat elektronik mereka. Kualitas bahan elektroda menjadi faktor penting yang
mempengaruhi kinerja dan kualitas baterai lithium agar dapat bekerja dengan baik.
Gambar 2. 11 Baterai Lithium
(Bukalapak.com)
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat
Pembuatan dan perancangan alat Simulator Fetal Doppler ini akan dilaksanakan
21
pada bulan Juni 2023 - Agustus 2023, yang akan dilaksanakan di Workshop Program
Studi Teknologi Elektro-Medis, Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas Mandala
Waluya.
B. Alat dan Bahan
1.
Alat
Adapun alat yang akan digunakan pada pembuatan alat Simulator Fetal doppler
ini dapat dilihat pada tabel dibawah ini
Tabel 3. 1 Alat
No.
Alat
Spesifikasi
Fungsi
1.
Multimeter
DT830D
Masda
Untuk
mengukur
hambatan dan arus.
2.
Tool set
-
Untuk memasang sikrup dan baut
pada alat
3.
Solder
30 Watt
Untuk menghubungkan berbagai
komponen.
4.
Papan Printed Circuit
Board (PCB)
bolong
Sebagai tempat untuk merangkai
komponen.
-
Sebagai tempat untuk merangkai
komponen
elektronika
tanpa
penyolderan
yang
bersifat
sementara.
tegangan,
5.
Bread board
6.
Laptop
Asus
Untuk membuat program yang
akan diinput pada arduino.
7.
Bor tangan
12 - 35 Watt
Untuk membuat lubang pada papan
pcb.
22
2.
8.
Sedot timah
9.
Cutter
-
Kenko L-500
Untuk menyedot timah.
Untuk memotong komponen yang
tidak terpakai atau digunakan.
Bahan
Bahan yang digunakan untuk membuat prototype pintu masuk otomatis ini
terdapat pada tabel 3.2 sebagai berikut:
23
Tabel 3. 2 Bahan
No.
Bahan
Spesifikasi
1.
Mikrokontroler
ATmega328
Fungsi
Sebagai system pengontrol pada
simulasi Fetal doppler
LCD
2.
LCD 16x2
5 V DC
16x2
digunakan
menampilkan data
untuk
yang telah
diolah oleh mikrokontroler.
3.
Adaptor
5 V DC
4.
Timah
-
5.
Saklar
-
7
Push Buton
-
.
8.
Sebagai sumber tegangan DC.
Sebagai menyambung komponenkomponen.
Untuk
menghubungkan
dan
memutuskan aliran arus listrik.
Sebagai akses pintu keluar.
Untuk melakukan pengisian ulang
Modul Charger
5 V DC
TP4056
pada
baterai
penyeimbang,
sekaligus
untuk
pemantauan
dan
proteksi pada baterai.
9.
10.
11.
12.
Modul Step Up
Tegangan Masukan
(XL6009)
3.8V DC - 32V DC
Memory Card
2 GB
Battery Lithium
3,7 – 4,2 V
Sebagai
18650
3500 mAh
cadangan.
Box alat
10cm x 5,5cm x
13cm
Untuk menaikkan tegangan baterai.
Sebagai penyimpanan data audio
BPM
sumber
tegangan
Sebagai kotak alat atau tempat
perakitan komponen.
C. Tahap Kerja atau Cara Kerja
a.
Blok Diagram
24
Blok diagram dari perancangan alat Simulator Fetal doppler dapat dilihat pada
gambar 3.1
Gambar 3. 1 Blok Diagram
Keterangan:
1. PLN sebagai sumber tegangan.
2. Adaptor sebagai pengubah tegangan 220V AC ke DC 5V.
3. Modul Charger TP4056, berfungsi untuk mengisi daya pada baterai.
4. Baterai, sebagai suplai daya utama pada alat.
5. Step Up, sebagai modul penaik tegangan 3,7V menjadi tegangan 5V.
6. Mikrokontroler, merupakan minimum system dari alat yang digunakan dalam
pengontrolan BPM yang dihasilkan oleh speaker.
7. Setting, sebagai tombol yang digunakan untuk mengatur BPM yang dihasilkan.
8. LCD, sebagai display dalam menampilkan settingan BPM yang dihasilkan.
9. Speaker, berfungsi sebagai penghasil ketukan sesuai input.
b. Flow Chart
25
Diagram alir perancangan prototype pintu masuk otomatis dapat dilihat pada
gambar 3.2
Gambar 3. 2 Flow Chart
26
c. Skematik Rangkaian
Gambar 3. 3 Skematik Rangkaian
27
d. Desain Alat
Gambar 3. 4 Desain Alat Tampak Depan
Gambar 3. 5 Desain Alat Tampak Samping
Keterangan:
1. LCD
2. Tombol ON OFF
3. Stand Probe
4. Port Charging
28
e.
Uji Fungsi
Adapun uji fungsi alat sebagai berikut :
1. Menyalakan alat Simulator Fetal doppler
2. Melakukan penyettingan BPM pada 60-240 dengan kenaikan 10 BPM
3. Menyiapkan alat Fetal doppler
4. Meletakkan Probe Fetal doppler pada sumber penghasil bunyi di alat Simulator Fetal
doppler
5. Lakukan pencatatan pada tabel uji fungsi
Tabel 3. 3 Uji Fungsi
No.
Set BPM
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
Alat Fetal doppler
Ya
Tidak
6. Matikan alat dengan menekan tombol OFF
29
D. Jadwal Penelitian
Jadwal penelitian untuk perancangan dan pembuatan alat Simulator Fetal doppler
dapat dilihat pada tabel 3.3 :
Tabel 3. 4 Jadwal Penelitian
No
Jenis kegiatan
1.
Studi Literatur
Pembuatan
proposal
Perumusan ide
rancangan
Pemilihan alat dan
bahan
Ujian Proposal Karya
Tulis Ilmiah
Pengumpulan alat dan
bahan
Pembuatan rangkaian
suplai daya
Pembuatan sistem
minimum ATmega 328
Pembuatan rangkaian
Simulator Fetal
doppler
Pembuatan rangkaian
keseluruhan
Pembuatan program
rangkaian
Uji fungsi
Alat
Ujian hasil
modul
Ujian
karya tulis ilmiah
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Mei
2023
Minggu
1 2 3 4
Juni
2023
Minggu
1 2 3 4
Juli
Agustus
2023
2023
Minggu Minggu
1 2 3 4 1 2 3 4
30
DAFTAR PUSTAKA
Alfauzi, S. (2021). Perancangan Bedside Monitor Dengan Parameter Ecg, Respirasi, Dan
NIBP. (Doctoral Dissertation, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta).
Anisah, N. 2023. Rancang Bangun Alat Ukur Estimasi State Of Charge (Soc) Pada Baterai
Lead Acid Menggunakan Metode Modified Coulomb Counting (Doctoral Dissertation,
Universitas Muhammadiyah Malang).
Arizki, F. 2019. Vital Signs Berbasis Arduino Mega ( Parameter NIBP, BPM dan SPO2 ).
Skripsi.
Universitas
Muhammadiyah
Yogyakarta.
Diakses
dari
http://repository.umy.ac.id/handle/123456789/29936. (Diakses pada tanggal 8 Juni
2023)
BPFK.
Permenkes
Nomor
54
Tahun
2015
Di
Akses
Dari
:
Https://Peraturan.Bpk.Go.Id/Home/Details/116264/Permenkes-No-54-Tahun-2015.
(Diakses Pada 2 Juni 2023).
Budiharto. 2012. Robot Vision. Yogyakarta: Andi.
Chabibah, N., & Laela, E. N. 2017. Perbedaan Frekuensi Denyut Jantung Janin
Berdasarkan Paritas Dan Usia Kehamilan. Siklus: Journal Research Midwifery
Politeknik Tegal, 6(1).
Fajrin, H. R., Maharani, S., & Fitriyah, A. 2021. Simulator Fetal Doppler. Medika Teknika:
Jurnal Teknik Elektromedik Indonesia, 2(2), 66-74.
Faradisa, I. S., Sardjono, T. A., & Purnomo, M. H. 2017. Teknologi Pemantauan
Kesejahteraan Janin Di Indonesia. Prosiding SENIATI, 3(1), B32-1.
Iswanto. 2011. Belajar
Andi:Yogyakarta.
Microcontroller
AT89s51
Dengan
Bahasa
C.
Penerbit
Juniardi, L. S. (2018). Pengaman Arus Lebih Pada Kabel Listrik Dalam Instalasi Rumah
Tangga Berbasis Web. (Doctoral Dissertation, University Of Muhammadiyah
Malang).
Kadir, Abdul. 2014. Buku Pintar Pemrograman Arduino. Media Kom.Yogyakarta
Kho,
D. 2020. Pengertian Speaker Dan Prinsip Kerjanya. Diakses Dari
https://teknikelektronika.com/fungsi-pengertian-speaker-prinsip-kerja-speaker/.
(Diakses Pada Tanggal 7 Juni 2023)
Kurniawan, P. 2012. Rancang Bangun Fetal Doppler Dengan Tampilan LCD.
López Alarcón, K. E. (2014). Elaboración De La Documentación Y El Manual De Calidad
Bajo La Norma ISO/IEC 17025 Para El Laboratorio De Motores De Combustión
Interna De La Facultad De Mecánica Con Fines De Acreditación Ante El Organismo
De Acreditación Ecuatoriano (OAE) (Bachelor's Thesis).
31
Natsir, M., Rendra, D. B., & Anggara, A. D. Y. 2019. Implementasi IOT Untuk Sistem
Kendali AC Otomatis Pada Ruang Kelas Di Universitas Serang Raya. PROSISKO:
Jurnal Pengembangan Riset Dan Observasi Sistem Komputer, 6(1).
Noer, Z., & Dayana, I. Dasar-Dasar Baterai. GUEPEDIA.
Nurtado, A. 2020. Simulasi Bel Sekolah Otomatis Berbasis Arduino Uno. Jurnal Manajemen
Dan Teknik Informatika (JUMANTAKA), 3(1).
Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 54 Tahun 2015. Peraturan Menteri
Kesehatan Tentang Pengujian Dan Kalibrasi Alat Kesehatan No. 54 Tahun 2015.
Diakses Dari Https://Peraturan.Bpk.Go.Id/Home/Details/116264/Permenkes-No-54Tahun-2015. (Diakses Pada Tanggal 10 Juni 2023)
Purnamasari, Ita Dwi. Timbangan Digital Berbasis Sensor Flexiforce dengan Output Suara.
Read, S. (2017). ISO/IEC 17025: 2017. General Requirements For The Competence Of
Testing And Calibration Laboratories.
Silalahi, M. R., Virgono, A., & Saputra, R. E. (2023). Alat Pengolahan Informasi MP3
Sistem Pengumuman RT/RW Berbasis Arduino. Eproceedings Of Engineering, 10(1).
Solaikah, N. A. (2015). Simulator Fetal Doppler. Tek. Elektromedik Poltekes Kemenkes
Surabaya, Surabaya, 1-9.
Suyanto. 2013. Multimedia Alat untuk Meningkatkan Keunggulan Bersaing. Jakarta :
PT.Elex Media Komputindo.
Tyagi, T., Saha, S., & Gadre, D. V. (2013, April). Arm (R) Microcontroller Based Automatic
Power Factor Monitoring And Control System. In 2013 Texas Instruments India
Educators' Conference (Pp. 165-170). IEEE.
Wicaksono, S. (2017). Aplikasi Kran Otomatis Berbasis Arduino. (Doctoral Dissertation,
Stmik Akakom Yogyakarta).
Yuliza, Y., Ihsanto, E., & Kusnaidi, M. 2019. Analisa Fetal Simulator Yang Dilengkapi
Dengan Thermohygrometer. Jurnal Teknologi Elektro, 10(3), 176-182.
Yusuf, M. 2020. Rancang Bangun Tombol Darurat Bagi Lansia Dan Penderita
Cardiovascular Berbasis ESP8266 Dan Raspberry Pi. Journal Of Informatics And
Communication Technology (JICT), 2(2), 1-7.
Zulfa, I., Syahputra, H., & Faisal, A. 2021. Rancang Bangun System Kontrol Alat-Alat
Listrik Menggunakan Bluetooth Berbasis Mikrokontroler. Elkom: Jurnal Elektronika
Dan Komputer, 14(1), 188-199.
32