PROPOSAL TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN INKUBATOR

Oleh :

DERRI AGUSTA PUTRA

NRP. 2410 030 015

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK INSTRUMENTASI

JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2012

LEMBAR PENGESAHANPROPOSAL TUGAS AKHIR

JURUSAN TEKNIK FISIKA FTI-ITS

1. Judul : Rancang Bangun Inkubator2. Bidang Studi : Instrumentasi3. a. Nama : Derri Agusta Putra

b. NRP : 2410 030 015c. Jenis Kelamin : Laki-laki

4. Jangka Waktu : 1 semester5. Pembimbing I : 6. Usulan Proposal ke I

Surabaya, 14 Desember 2012

Dosen Pembimbing I

Katherin In d riawati, ST, MT NIPN. 19760523 200122 001

Dosen Pembimbing II

Ir. Heri Justiono, MT.NIPN. 19531116 198003 1 001

Mengetahui,

Kepala Program StudiD3 Teknik Instrumentasi,

Imam Abadi, ST MTNIPN. 19761006 1999031 002

I. Judul:Rancang Bangun InkubatorII. Bidang Studi:InstrumentasiIII.Pembimbing: K

IV. Latar Belakang Peralatan Kesehatan sebagai fungsi diagnostik dan terapi sangat berkaitan

dengan dua aspek, yaitu aspek keselamatan dan aspek keamanan. Kedua aspek inilah yang mengharuskan alat kesehatan harus tetap terjaga tingkat akurasi dan presisinya. Kedua hal inilah yang membedakan bahwa peralatan kesehatan di golongkan sebagai peralatan yang sangat ketat. Dalam dunia keperawatan, inkubator bayi merupakan alat yang digunakan untuk menghasilkan pemanasan dalam lingkungan yang tertutup untuk meminimalkan heat loss pada bayi yang disebabkan oleh radiasi, konveksi, konduksi atau penguapan. Mengingat belum sempurnanya kerja alat-alat tubuh yang perlu untuk pertumbuhan dan perkembangan dan penyesuaian diri dengan lingkungan hidup di luar uterus maka perlu diperhatikan pengaturan suhu lingkungan, pemberian makanan dan bila perlu pemberian oksigen, mencegah infeksi serta mencegah kekurangan vitamin dan zat besi. Bayi prematur mudah sekali diserang infeksi. Ini disebabkan oleh karena daya tahan tubuh terhadap infeksi berkurang, relatif belum sanggup membentuk antibodi dan daya fagositosis serta reaksi terhadap peradangan belum baik. Oleh sebab itu, dibutuhkan inkubator bayi yang dapat menjaga kondisi bayi hingga mencapai kondisi dimana bisa beradapatsasi dengan suhu lingkungan. Bila bayi dirawat di dalam inkubator, maka suhunya untuk bayi dengan berat badan kurang dari 2 kg adalah 35°C dan untuk bayi dengan berat badan 2—2,5 kg adalah 34°C, agar ia dapat mempertahankan suhu tubuh sekitar 37°C. Kelembaban inkubator berkisar antara 50—60 persen. Kelembaban yang lebih tinggi diperlukan pada bayi dengan sindroma gangguan pernapasan. Suhu inkubator dapat diturunkan 1°C per minggu untuk bayi dengan berat badan 2 kg dan secara berangsur-angsur ia dapat diletakkan di dalam tempat tidur bayi dengan suhu lingkungan 27°C—29°C. Hal ini sangatlah dibutuhkan kelembaban, temperatur dan proses heat transer yang stabil pada inkubator bayi, untuk mewujudkan hal tersebut maka perlu dirancang pengendalian temperature dan kelembaban udara pada tabung inkubator bayi dengan monitoring kesehatan bayi melalui fungsi umur dan fungsi berat badan bayi.

V. Permasalahan Pada pelaksanaan tugas akhir ini terdapat permasalahan yaitu, bagaimana

cara mengetahui berat badan bayi serta suhu dan juga kelembapan pada inkubator yang digunakan oleh bayi.

VI. Batasan MasalahPerlu diberikan beberapa batasan permasalahan agar pembahasan tidak

meluas dan menyimpang dari tujuan. Adapun batasan permasalahan dari sistem yang dirancang ini adalah :

1. Inkubator dan Alat ukur berat bayi.2. Variable proses yang diukur adalah berat bayi, serta suhu dan

kelembapan pada inkubator.

V Tujuan Tujuan yang ingin dicapai dalam tugas akhir ini adalah untuk merancang

sebuah inkubator yang juga dapat berfungsi sebagi alat ukur berat.

V. Tinjauan Pustaka Pengukuran, pemantauan, dan tampilan nilai suhu adalah bagian sistem yang seringkali dibutuhkan di lingkungan, dalam suatu sistem elektronika, dalam industri, dalam bidang kesehatan, dan dalam bidang yang lainnya. Sehingga pengukuran, pemantauan, dan tampilan nilai suhu dapat diaplikasikan dalam pembuatan suatu peralatan yang efektif dan efisien yang berguna untuk membantu dalam pengerjaan atau penyalesaian suatu tugas atau pekerjaan yang bersangkutan dalam pengaturan suhu suatu ruangan. Misalnya pada bidang kedokteran atau kesehatan yaitu dalam pembuatan inkubator bayi. Inkubator bayi adalah alat yang berupa kotak penghangat yang dapat membantu bayi yang lahir secara prematur untuk bertahan hidup. Kelahiran bayi prematur merupakan kelahiran bayi yang kelahirannya tidak normal yaitu lebih awal dari waktunya dibandingkan dengan kelahiran bayi yang normal. Suhu ruang inkubator dikontrol oleh sebuah sensor, sehingga diperoleh suhu ruang inkubator yang diinginkan. Sirkulasi udara di dalam inkubator dibantu oleh fan atau kipas angin agar panasnya merata dan untuk mempertahankan suhu tubuhnya atau mencegah terjadinya kehilangan kalor dari tubuh bayi tersebut. Pada rentang waktu suhu ini bayi prematur dapat bertahan hingga bayi prematur tersebut mampu untuk beradaptasi dengan suhu lingkungannya. Kalor yang diberikan kapada bayi prematur disesuaikan dengan berat badannya. Bayi dengan berat badan yang lebih ringan mendapatkan kalor yang lebih banyak daripada bayi prematur yang mempunyai berat badan yang lebih berat, sehingga suhu inkubator pada bayi yang lebih ringan beratnya lebih panas daripada bayi yang lebih berat.

VI. Teori Penunjang Teori penunjang diantaranya ialah sebagai berikut,

6.1 Load CellStrain Gauge tersusun dari kawat yang sangat halus, yang dianyam secara

berulang menyerupai kotak dan ditempelkan pada plastik atau kertas sebagai medianya. Kawat yang dipakai dari jenis tembaga lapis nikel berdiameter sekitar seper seribu (0.001) inchi. Kawat itu disusun bolak-balik untuk meng-efektifkan panjang kawat sebagai raksi terhadap tekanan/gaya yang mengenainya. Pada ujungnya dipasang terminal. Strain Gauge bisa dibuat sangat kecil, sampai ukuran 1/64 inchi. Untuk membuat Load Cell, Strain Gauge dilekatkan pada logam yang kuat sebagai bagian dari penerima beban (load receptor). Strain Gauge ini disusun sedemikian rupa membentuk Jembatan Wheatstone.

Dengan menggunakan sebuah kolom baja persegi, lekatkan Strain Gauge pada keempat sisi jembatan wheatstone.  Panjang kolom akan berkurang ketika di sisi atas kolom diberikan beban. Kolom baja juga menjadi gembung. Dua Strain Gauge yang terpasang berbalikan akan memberikan respon pada perubahan panjang kolom secara proporsional. Dua Strain Gauge yang terletak di sisi yang lain merespon perubahan kolom saat mengalami keadaan gembung. Panjang pada sepasang Strain Gauge memendek, diameter kawatnya membesar dan hambatannya berkurang. Sementara sepasang yang lain jadi memanjang, diameter

kawatnya mengecil dan hambatannya bertambah. Jika posisi beban digantung pada bagian bawah kolom, kolom akan mengalami gaya tarik. Kolom dan Strain gauge akan merespon kebalikan dari respon diatas tetapi Strain Gauge tetap memanjang dan memendek dengan respon yang sama seperti respon diatas.

6.2 Microcontroller ATMEGA 8535ATMEGA 8535 merupakan microcontroller berbasis AVR yang

menggunakan RISC architecture, dimana untuk menjalankan satu instruksi dapat dilakukan dalam satu clock cycle saja. Hal ini jelas membuat teknologi AVR jauh lebih efisiensi dan lebih cepat dari mikrocontroller yang berbasis CISC.

Gambar 5.1 Microcontroller ATMEGA 8535

ATMEGA 8535 memiliki karakteristik sebagai berikut, microcontroller 8-bit yang memiliki kemampuan tinggi dan konsumsi daya yang rendah. 8K Byte programmable flash, 512 byte internal SRAM. 32 general pupose register, 130 instruction, 8 channel, 10 bit ADC, 32 programmable I/O, serta on-chip osilator.

Mikrokontroler AVR Atmega8535 memiliki keunggulan sebagai berikut, Sudah terintegrasinya ADC 10bit sebanyak 8 saluran, 13-260uS conversion time. Mencapai 15kSPs pada resolusi maksimum. Optional left adjustment untuk ADC result readout. Interupsi pada ADC Conversion Complete. Sleep mode noise canceler. Input ADC pada mikrokontroler dihubungkan ke sebuah 8 channel Analog multiplexer yang digunakan untuk single ended input channels. Jika sinyal input dihubungkan ke masukan ADC dan 1 jalur lagi terhubung ke ground, disebut single ended input. Jika input ADC terhubung ke 2 buah input ADC disebut sebagai differential input, yang dapat dikombinasikan sebanyak 16 kombinasi. 4 kombinasi terpenting antara lain kobinasi input diferensial (ADC0 dengan ADC1 dan ADC2 dengan ADC3) dengan penguatan yang dapat diatur. ADC0 dan ADC2 sebagai tegangan input negatif sedangkan ADC1 dan ADC3 sebagai tegangan input positif. Besar penguatan yang dapat dibuat yaitu 20dB (10x) atau 46dB(200x) pada tegangan input diferensial sebelum proses konversi ADC. Secara umum, proses inisialisasi ADC meliputi proses penentuan clock, tegangan referensi, format output data, dan mode pembacaan. Register yang perlu diset nilainya adalah ADMUX (ADC Multiplexer Selection Register), ADCSRA (ADC Control and Status Register), dan SFIOR (Special Function IO Register).

ADMUX merupakan register 8 bit yang berfungsi menentukan tegangan referensi ADC, format data output, dan saluran ADC yang digunakan.

Gambar 5.2 Register ADMUX

Untuk memilih channel ADC mana yang digunakan(single ended atau diferensial), dengan mengatur nilai MUX4 :0. Misalnya channel ADC0 sebagai input ADC, maka MUX4 :0 diberi nilai 00000B, informasi lebih lengkap dapat di lihat pada datasheet. Tegangan referensi ADC dapat dipilih antara lain pada pin AREF, pin AVCC atau menggunakan tegangan referensi internal sebesar 2.56V. Agar fitur ADC mikrokontroler dapat digunakan maka ADEN (ADC Enable, dalam I/O register ADCSRA) harus diberi nilai 1. Setelah konversi selesai (ADIF high), hasil konversi dapat diperoleh pada register hasil (ADCL, ADCH). Untuk konversi single ended, hasilnya sebagai berikut, ADC = Vin x 1024/ Vref. Dimana Vin ialah tegangan pada input yang dipilih dan Vref merupakan tegangan referensi. Jika hasil ADC =000H, maka menunjukkan tegangan input sebesar 0V, jika hasil ADC=3FFH menunjukkan tegangan input sebesar tegangan referensi dikurangi 1 LSB. Sebagai contoh, jika diberikan Vin sebesar 0.2V dengan Vref 5V, maka hasil konversi ADC ialah 41. Jika menggunakan differensial channel, hasilnya ialah 40.96, yang bila digenapkan bisa sekitar 39,40,41 karena ketelitian ADC ATmega 16 sebesar +- 2LSB. Jika yang digunakan saluran diferensial, maka hasilnya ialah ADC = (Vpos-Vneg)x512/Vref. Dimana Vpos ialah tegangan pada input pin positif. Vneg ialah tegangan input pada pin negatif, gain ialah faktor penguatan dan Vref ialah tegangan referensi yang digunakan. Dapat mengkonfigurasi fasilitas ADC pada CodeVision AVR sebagai berikut,

Gambar 5.3 Konfigurasi ADC

Dengan mencentang ADC Enabled akan mengaktifkan on-chip ADC. Dengan mencentang Use 8 bits, maka hanya 8 bit terpenting yang digunakan.

Hasil konversi 10 bit dapat dibaca pada ADC Data Registers ADCH dan ADCL. Misalnya, jika hasil konversi ADC bernilai 54(36H), dalam 10 bit biner ditulis dengan 00 0011 0110B. Jika dalam format right adjusted (ADLAR=0), maka I/O register ADCH berisi 0000 0000B(00H) dan I/O register ADCL berisi 0011 0110B (36H).

6.3 Kartu Menuju SehatKartu Menuju Sehat (KMS) merupakan salah satu parameter penting

untuk menilai tumbuh kembang balita Anda. Untuk itu Anda sebagai orang tuanya harus memahami apa saja unsur yang dapat dinilai dari KMS. Berikut merupakan contoh KMS untuk balita laki-laki. KMS balita laki-laki memiliki corak tabel dan grafik berwarna biru, sedangkan untuk balita perempuan berwarna pink. 

 Di bagian atas terdapat identitas yang berisi nama anak dan nama posyandu tempat kontrol. Di bagian berikutnya terdapat grafik umur terhadap berat badan. Di bagian dalam KMS terdapat grafik untuk anak berumur 0-24 bulan, dan di bagian luarnya terdapat grafik untuk umur 24-60 bulan. Di sisi kanan dan kiri grafik terdapat pula berbagai ilustrasi tentang proses tumbuh kembang anak yang normal.Grafik pertumbuhan yang optimal adalah apabila dari pencatatan setiap bulan diperoleh berat badan yang terus meningkat dan tetap berada dalam zona hijau. Zona kuning menandakan orang tua harus waspada dengan pertumbuhan balitanya. Zona kuning yang di bawah menunjukkan berat badan anak kurang dari berat badan rata-rata anak seusianya. Sedangkan zona kuning yang di atas menunjukkan berat badan anak lebih dari berat badan rata-rata anak seusianya. Berat anak yang terlalu rendah sampai memotong garis merah (BGM = bawah garis merah) harus dikonsultasikan ke petugas kesehatan. Demikian pula dengan anak yang berat badannya tidak naik dalam kurun waktu 2 bulan. Berat badan yang melampaui zona kuning atas juga tidak baik karena hal ini dapat menunjukkan balita Anda mengalami obesitas atau mengindikasikan gangguan kecepatan pertumbuhan.Lalu adakah faktor lain yang dapat dijadikan patokan dalam memantau pertumbuhan balita Anda? Tentu saja masih ada. Berikut beberapa patokan di antaranya:

1. Berat badan normal bayi di usia 6 bulan adalah 2 kali berat badan lahir. Berat badan normal di usia 1 tahun kira-kira 3 kali berat badan lahir.

2. Berat badan normal anak di usia 1-6 tahun adalah 2 kali umurnya ditambah 8 kg.

3. Berat badan anak yang menetap (tidak naik dan tidak turun) selama 6 bulan dapat berpengaruh pada tinggi badannya.

4. Panjang bayi pada umur 1 tahun kira-kira 1.5 kali panjang badannya waktu lahir. Pada umur 4 tahun, tinggi badannya adalah 2 kali panjang badan waktu lahir.

5. Lingkar kepala rata-rata untuk bayi baru lahir adalah 35 cm, untuk bayi 6 bulan 43.5 cm, dan untuk anak 1 tahun 47 cm.

6. Pengukuran untuk bayi prematur harus didasarkan pada umur seharusnya (umur kalender bayi ditambah selisih usia kehamilan ibu saat melahirkan sampai cukup bulan). Bayi prematur dapat mencapai berat badan usia 1 tahun relatif sama dengan bayi yang cukup bulan (yaitu kira-kira 8-9 kg) jika antisipasi tumbuh kembang dilakukan dengan baik.

7. Perlu diingat bahwa pengukuran terhadap bayi ini tidak mutlak hanya berdasarkan angka-angka di atas. Setiap hasil pengukuran memiliki rentang normal. Fisik bayi yang kurus tidak selalu menunjukkan ada masalah gizi selama berat badannya masih dalam rentang normal grafik pertumbuhan. Kondisi bayi demikian yang masih aktif dan ciri-ciri tumbuh kembang lain cukup baik, masih dianggap normal.

VII. MetodologiUntuk mencapai tujuan penyelesaian tugas akhir yang direncanakan, maka

perlu dilakukan suatu langkah - langkah dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Adapun langkah- langkahnya adalah sebagai berikut :a. Merancang sistem yang dibutuhkan b. Mendesain semua komponen – komponen dari sistem yang ada.c. Membuat mekanik dari perancangan hardwared. Membuat rangkaian pembentuk sistem keseluruhan dari perancangan penulise. Menguji rangkaian dari perancangan alat untuk mengetahui performasi alat,

baik keakuratan dan keoptimalan alat.f. Penyusunan Laporang. Menyusun hasil teori dari pembuatan hardware, analisa data dan kesimpulan

dari data dan sistem yang ada.

VIII. Waktu PelaksanaanKegiatan penelitian ini akan dilaksanakan dengan jadwal sebagai berikut:

No Jenis KegiatanBulan

I II III

IV V VI

1 Studi Literatur2 Perencanaan dan pembuatan alat

( hardware dan software )3 Pengambilan data4 Pengolahan dan analisa data5 Penulisan laporan

IX. Daftar Pustaka[1]http://tumbuhsehat.com/index.php?option=com_content&view=article&id=156&Itemid=77[;[%27]u

[2]http://www.elektronikabersama.web.id/2011/09/sensor-gaya-strain-gauge-load-cell.html

[3]http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/25152/5/Chapter%20I.pdf

HASIL PROPOSAL TUGAS AKHIR

Proposal ini harus ditanda tangani oleh mahasiswa yang bersangkutan dan pembimbingnya dengan format sebagai berikut:

Proposal ini : *)a. Ditolakb. Diterimac. Diterima dengan revisi

(proposal ini harus dilampirkan pada proposal hasil revisi).

Pembimbing II

Ir. Heri Justiono, MT.NIPN. 19531116 198003 1 001

Pembimbing I

Katherin In d riawati, ST, MT

NIPN. 19760523 200122 001

Surabaya, 15 Desember 2012

Pengusul

Derri Agusta Putra

NRP. 2410 030 015