BAB 2

5
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1
Bayi Baru Lahir
Pengertian bayi adalah makhluk hidup yang baru lahir oleh seorang ibu
dari kandungannya (rahim) yang dikandung selama 9 bulan (38–40 minggu). Bayi
yang lahir sesuai dengan waktu yang sudah ditentukan yaitu 9 bulan, maka dapat
dikatakan bayi tersebut sehat dengan berat badan lebih dari 2500 gram.
Bayi baru lahir ada dua kemungkinan pertama adalah bayi dengan keadaan
normal dan kedua adalah bayi dengan kondisi prematur. Bayi dengan kondisi
normal adalah bayi yang lahir sesuai dengan umur dalam kandungan yaitu 259
hari dihitung dari hari terakhir haid ibu dan dari berat badan bayi ≥2kg.
Sedangkan bayi prematur dapat disebabkan dari berbagai hal seperti dari umur
bayi didalam kandungan, berat badan bayi, kandungan bilirubin, kandungan sel
dalam darah, kondisi fisik bayi.
Bayi baru lahir sangat riskan terhadap faktor lingkungan, sehingga untuk
mendapatkan suhu stabil yang diinginkan maka bayi yang baru lahir perlu
ditempatkan dalam infant warmer dimana fungsinya untuk menjaga suhu bayi
untuk bisa beradaptasi dengan faktor lingkungan luar.
Bayi prematur beresiko sangat tinggi terhadap sejumlah penyakit pasca
lahir, antara lain : penyakit kuning akibat fungsi hati yang belum sempurna,
Asfiksia (kegagalan bernafas spontan dan teratur pada menit-menit pertama
setelah lahir), kekurangan oksigen dalam otak, gangguan pendengaran, gangguan
http://digilib.mercubuana.ac.id/
6
penglihatan, dan hypotermia.Bayi prematur dapat mengalami pertumbuhan
normal yang bisa dilihat melalui lingkar kepala, berat badan, dan panjang badan.
2.2
Infant Warmer
Infant Warmer berasal dari bahasa inggris yaitu “infant” dan “Warmer”.
Infant berarti bayi, sedangkan warmer yaitu penghangat, jadi Infant Warmer
mempunyai arti yaitu alat penghangat yang digunakan untuk menghangatkan bayi.
Telah kita ketahui bahwa bayi yang baru lahir biasanya tidak langsung mampu
menyesuaikan dengan suhu lingkungannya hal ini disebabkan bayi yang
mengalami suatu periode atau masa peralihan dari kehidupan Intra Uterine (dalam
rahim) ke kehidupan Extra Uterine (luar rahim). Untuk menjaga suhu tubuh bayi
agar sesuai dengan suhu kandungan (rahim ibu) sekitar 34 oC -37 oC, maka
diciptakan suatu alat yang mampu mengantisipasi suatu keadaan peralihan suhu
pada bayi tersebut, alat tersebut dinamakan Infant Warmer.
Infant Warmer didalam dunia kedokteran sangat berguna untuk
membantu seorang bayi yang baru lahir untuk memberikan kehangatan dan
kenyamanan bagi bayi dengan cara mengontrol kehangatan tersebut melalui
pemanasan yang dihasilkan oleh elemen pemanas. Kenyamanan seorang bayi
yang baru lahir kedunia, biasanya disebabkan oleh perbedaan suhu yang ia
rasakan didalam kandungan ibunya, atau juga disebabkan oleh faktor-faktor
lingkungan yang kurang baik dimana terdapat polusi baik itu dari suara maupun
udara, dan dapat disebabkan oleh keadaan disekitarnya termasuk sewaktu seorang
bayi terkena air kencingnya sendiri, maka bayi akan merasa kedinginan dan
biasanya bayi akan mengeluarkan respon berupa tangisan atau hanya terdiam saja.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
7
2.3
Gambaran umum alat infant warmer
Alat Infant Warmer biasanya berada diruang perinatologi atau Neonatal
Intensive Care (NICU), dimana kondisi bayi dinyatakan sehat atau normal dilihat
dari faktor umur bayi dalam kandungan dan faktor berat badan bayi. Fungsi dari
alat infant warmer sendiri yaitu sebagai tempat peralihan setelah bayi baru lahir
dari kandungan ibunya dengan tetap menjaga suhu bayi dari kandungan ibunya
dengan tetap menjaga suhu bayi.
Pada alat infant warmer pada umumnya bersifat mobile dengan accesoris
yang lengkap sesuai dengan perkembangan jaman dan perkembangan ilmu
pengetahuan dan teknologi. Dimana kelengkapan tambahan dapat berupa outlet
O2 untuk kebutuhan apabila dibutuhkan tindakan dengan alat Bantu pernafasan.
Dapat juga berupa alat terapi lainnya seperti blue light maupun blanket baby
ataupun tiang infuse untuk mengoptimalkan kerja dan efisiensi penggunaan alat
yang berlebihan.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
8
Gambar 2.1 Alat Infant Warmer
Contoh spesifikasi alat infant warmer :
Daya AC 220V, 50 Hz
Konsumsi daya 700 W
Fisik Spesifikasi
Dimensi App.
100 W x 61 D x 186 cm H
Berat App. 60 Kg
Kastor 4 inci, dua dikunci Mattress Ukuran App. 72 cm X 52 cm
Elevasi Mattress 0 to12 °
http://digilib.mercubuana.ac.id/
9
Kasur tinggi dari App tanah. 90 cm
Pengobatan jarak App. 85 cm
2.4
IC Mikrokontroler ATMega 16
Mikrokontroler merupakan suatu system kendali dengan program yang
tertanam di dalamnya digunakan untuk suatu aplikasi tertentu.
Pada alat ini, digunakan mikrokontroler dari ATMEL yaitu ATMega 16.
Gambar 2.2 IC ATMega 16
IC ini memiliki 40 buah pin yang dibagi menjadi beberapa port dan pin –
pin dengan fungsi yang berbeda. Setiap port dapat digunakan sebagai masukan
ataupun keluaran setiap instruksi dan informasi yang tersedia.
Beberapa fungsi dari setiap pin ATMega 16 yaitu :
VCC
:
Tegangan supply +5V
GND
: Ground / Pembumian
Port A
: Port A menyediakan input tegangan analog ke ADC,
sebagai port I/O 8 bit (Jika fungsi ADC tidak digunakan)
dengan internal pull-up.
Port B
:
Port B sebagai port I/O 8 bit dengan internal pull-up
http://digilib.mercubuana.ac.id/
10
resistor.
Port C
:
Port C sebagai port I/O 8 bit dengan internal pull-up
resistor.
Port D
: Port D sebagai port I/O 8 bit dengan internal pull-up
resistor.
Input reset. Sinyal low pada pin ini untuk pulsa yang lebih
:
panjang dari minimum akan membangkitkan reset, bahkan
jika clock sedang tidak berjalan.
XTAL1
: Input ke penguat inverting isolator dan input ke rangkaian
pengoperasian clock internal.
XTAL2
: Output dari penguat inverting isolator.
AVCC
:
AVCC adalah pin tegangan supply untuk port A dan ADC.
Port ini sudah seharusnya terhubung ke Vcc, meskipun
ADC tidak digunakan
AREF
:
AREF adalah pin referensi analog untuk ADC.
ATMega 16 memiliki dua buah memori utama, yaitu memori program dan
memori data. ATMega 16 memiliki 16kb on-chip in-system reprogrammable
flash memory untuk menyimpan program. Memori flash dibagi ke dalam dua
bagian, yaitu bagian program boot dan aplikasi. Sedangkan untuk memori data
ATMega 16 dibagi menjadi tiga bagian, yaitu 32 register umum, 64 buah register
I/O dan 1kb SRAM internal.
2.5
LCD (Liquid Crystal Display)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
11
Alat yang saya rancang ini menggunakan LCD 2 x 16 (dengan karakter 2
baris dan 6 kolom) dengan 16 pin konektor sebagai tampilan, yaitu menampilkan
waktu waktu yang dihitung oleh hour meter.
Gambar 2.3 LCD 2 x 16 karakter
Dalam penggunaannya, LCD ini dikendalikan di satiap pin yang memiliki
kegunaan yang berbeda untuk setiap perintah yang diberikan. 16 pin tersebut
yaitu:
Tabel 2.1 Keterangan pin LCD
PIN
Name
Function
1
VSS
Ground voltage
2
VCC
+5V
3
VEE
Contrast voltage
Register Select
4
RS
0 = Instruction Register
1 = Data Register
Read/ Write, to choose write or read mode
5
R/W
0 = write mode
1 = read mode
http://digilib.mercubuana.ac.id/
12
Enable
6
E
0 = start to lacht data to LCD character
1= disable
14
DB7
MSB
15
BPL
Back Plane Light
16
GND
Ground voltage
Pusat pengendalian LCD ini terletak pada 3 buah pin yaitu En, RS, dan
RW.
En atau disebut “Enable”, digunakan untuk memberitahu pada kita bahwa
kita sedang mengirim data. Untuk mengirim data ke LCD, program kita harus
memastikan bahwa pada pin ini dalam keadaan “low” (0) dan kemudian atur dua
pin pengendali lainnya dan / atau mengambil data pada bus data. Ketika pin lain
selesai melakukan “pembacaan”, berikan kondisi “high” (1) pada En dan tunggu
selama jumlah waktu minimum sesuai spesifikasi LCD, dan akhirnya kembalikan
keadaan pin ini pada posisi “low” (0).
RS atau disebut “Register Select”, ketika RS dalam keadaan “low” (0),
data diperlakukan sebagai perintah atau instruksi khusus (seperti mengosongkan
layar, posisi kursor, dsb). Ketika RS “high” (1), data yang dikirim adalah data teks
yang ditampilkan pada layar.
RW atau disebut Read/Write, ketika dalam keadaan “low” (0), informasi
pada bus data dituliskan pada LCD. Ketika dalam keadaan “high” (1), progam
membaca LCD secara efektif. Hanya satu unstruksi yang merupakan perintah
http://digilib.mercubuana.ac.id/
13
membaca, sedangkan lainnya menulis (write), sehingga pin ini hampir selalu
dalam keadaan “low” (0).
2.6
LM 35
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi
untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.
Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen
elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35
memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan
dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang
rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan
dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang
diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu
daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60
µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (selfheating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah
yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .
2.6.1 Struktur Sensor LM35
http://digilib.mercubuana.ac.id/
14
Gambar 2.4 Sensor Suhu LM35
Gambar diatas menunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan tampak
bawah. 3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1
berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan
sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai
dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan
antar 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap
derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :
VLM35 = Suhu* 10 mV
Gambar 2.5 PIN LM 35
Gambar diatas kanan adalah gambar skematik rangkaian dasar sensor suhu
LM35-DZ. Rangkaian ini sangat sederhana dan praktis. Vout adalah tegangan
keluaran sensor yang terskala linear terhadap suhu terukur, yakni 10 milivolt per
1 derajad celcius. Jadi jika Vout = 530mV, maka suhu terukur adalah 53
http://digilib.mercubuana.ac.id/
15
derajad Celcius.Dan jika Vout = 320mV, maka suhu terukur adalah 32 derajad
Celcius. Tegangan keluaran ini bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke
rangkaian pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional dan rangkaian
filter, atau rangkaian lain seperti rangkaian pembanding tegangan dan rangkaian
Analog-to-Digital Converter.
Rangkaian dasar tersebut cukup untuk sekedar bereksperimen atau untuk
aplikasi yang tidak memerlukan akurasi pengukuran yang sempurna. Akan tetapi
tidak untuk aplikasi yang sesungguhnya. Terbukti dari eksperimen yang telah saya
lakukan, tegangan keluaran sensor belumlah stabil. Pada kondisi suhu yang
relatif sama, jika tegangan suplai saya ubah-ubah (saya naikkan atau turunkan),
maka Vout juga ikut berubah. Memang secara logika hal ini sepertinya benar, tapi
untuk instrumentasi hal ini tidaklah diperkenankan. Dibandingkan dengan tingkat
kepresisian, maka tingkat akurasi alat ukur lebih utama karena alat ukur
seyogyanya dapat dijadikan patokan bagi penggunanya. Jika nilainya berubahubah untuk kondisi yang relatif tidak ada perubahan, maka alat ukur yang
demikian ini tidak dapat digunakan.
2.6.2 Karakteristik Sensor LM35.
1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu
10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC seperti
terlihat pada gambar 2.2.
3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
16
4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1
ºC pada udara diam.
7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
Gambar 2.6 Grafik akurasi LM35 terhadap suhu
Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran
tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan
100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating)
kurang dari 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply
tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control yang
sangat mudah.
IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk
Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap
http://digilib.mercubuana.ac.id/
17
perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke
besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa
kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.
Gambar 2.7 Rangkaian Sensor LM35
IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar
karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada
temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC
LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator
tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay
sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam
suhu ruangan.
Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat
dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic
temperature sensor.
Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :
 Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.
 Lineritas +10 mV/ º C.
 Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
18
 Range +2 º C – 150 º C.
 Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.
 Arus yang mengalir kurang dari 60 μA
2.7 Perangkat Lunak
Perangkat lunak adalah istilah umum untuk data yang diformat dan
disimpan secara digital, termasuk program komputer, dokumentasinya, dan
berbagai informasi yang bisa dibaca dan ditulis oleh komputer. Dengan kata
lain, bagian sistem komputer yang tidak berwujud. Istilah ini menonjolkan
perbedaan dengan perangkat keras computer. Perangkat lunak yang digunakan
adalah CodeVisionAVR.
CodeVisionAVR
merupakan
sebuah
cross-compiler
C,
Integrated
Development Environtment (IDE), dan Automatic Program Generator yang
didesain untuk mikrokontroler buatan Atmel seri AVR. CodeVisionAVR dapat
dijalankan pada sistem operasi Windows 95, 98, Me, NT4, 2000, dan XP.
Cross-compiler C mampu menerjemahkan hampir semua perintah dari bahasa
ANSI C, sejauh yang diijinkan oleh arsitektur dari AVR, dengan tambahan
beberapa fitur untuk mengambil kelebihan khusus dari arsitektur AVR dan
kebutuhan pada sistem embedded.
File object COFF hasil kompilasi dapat digunakan untuk keperluan debugging
pada tingkatan C, dengan pengamatan variabel, menggunakan debugger Atmel
AVR Studio.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
19
IDE mempunyai fasilitas internal berupa software AVR Chip In-System
Programmer yang memungkinkan Anda untuk melakukan transfer program
kedalam chip mikrokontroler setelah sukses melakukan kompilasi/asembli
secara otomatis. Software In-System Programmer didesain untuk bekerja
dengan Atmel STK500/AVRISP/AVRProg, Kanda Systems STK200+/300,
Dontronics DT006, Vogel Elektronik VTEC-ISP, Futurlec JRAVR dan
MicroTronics ATCPU/Mega2000 programmers/development boards. Untuk
keperluan debugging sistem embedded, yang menggunakan komunikasi serial,
IDE mempunyai fasilitas internal berupa sebuah Terminal.
Selain library standar C, CodeVisionAVR juga mempunyai library tertentu
untuk:
• Modul LCD alphanumeric
• Bus I2C dari Philips
• Sensor Suhu LM35 dari National Semiconductor
• Real-Time Clock: PCF8563, PCF8583 dari Philips, DS1302 dan DS1307 dari
Maxim/Dallas Semiconductor
• Protokol 1-Wire dari Maxim/Dallas Semiconductor
• Sensor Suhu DS1820, DS18S20, dan DS18B20 dari Maxim/Dallas
Semiconductor
• Termometer/Termostat DS1621 dari Maxim/Dallas Semiconductor
• EEPROM DS2430 dan DS2433 dari Maxim/Dallas Semiconductor
http://digilib.mercubuana.ac.id/
20
• SPI
• Power Management
• Delay
• Konversi ke Kode Gray CodeVisionAVR juga mempunyai Automatic
Program Generator bernama CodeWizardAVR, yang mengujinkan Anda untuk
menulis, dalam hitungan menit, semua instruksi yang diperlukan untuk
membuat fungsi-fungsi berikut:
• Set-up akses memori eksternal
• Identifikasi sumber reset untuk chip
• Inisialisasi port input/output
• Inisialisasi interupsi eksternal
• Inisialisasi Timer/Counter
• Inisialisasi Watchdog-Timer
• Inisialisasi UART (USART) dan komunikasi serial berbasis buffer yang
digerakkan oleh interupsi
• Inisialisasi Pembanding Analog
• Inisialisasi ADC
• Inisialisasi Antarmuka SPI
• Inisialisasi Antarmuka Two-Wire
http://digilib.mercubuana.ac.id/
21
• Inisialisasi Antarmuka CAN
• Inisialisasi Bus I2C, Sensor Suhu LM35, Thermometer/Thermostat DS1621
dan Real-Time Clock PCF8563, PCF8583, DS1302, dan DS1307
• Inisialisasi Bus 1-Wire dan Sensor Suhu DS1820, DS18S20
• Inisialisasi modul LCD
CodeVisionAVR merupakan hak cipta dari Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.
http://digilib.mercubuana.ac.id/