BAB III RANCANG BANGUN ALAT - RANCANG BANGUN ALAT INKUBATOR BAYI DENGAN KONTROL SUHU DAN KELEMBABAN BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA8535 - POLSRI REPOSITORY

BAB III RANCANG BANGUN ALAT

  3.1 Umum Rancang bangun peralatan merupakan hal yang sangat pokok dalam

pembuatan proyek laporan akhir ini. Tahap perencanaan merupakan perwujudan

awal dari pembuatan proyek akhir ini. Dalam tahap ini akan meliputi beberapa

langkah perancangan hingga terwujudnya satu kesatuan sesuai dari hasil

rancangan yang diinginkan. Di dalam melakukan perancangan sangat

diperlukan buku-buku petunjuk yang berkaitan dengan perancangan alat yang

akan dibuat sehingga pada akhirnya diperoleh hasil perancangan yang baik.

  3.2 Tujuan Perancangan Adapun tujuan dari tahap perencanaan ini adalah untuk mendapatkan

suatu alat atau sistem yang baik seperti yang diharapkan, dengan mempertimbangkan

karakteristik komponen yang digunakan. Untuk itulah kita harus karakteristik-

memilih lebih dahulu dengan petunjuk data sheetbook atau buku petunjuk lain, guna

mendapatkan data-data komponen yang dibutuhkan. Selain itu dengan adanya

perancangan yang dilaksanakan secara sistematis dan saling berkaitan maka akan

diperoleh peralatan dengan spesifikasi yang baik sesuai dengan fungsi alat.

  Perancangan ini terdiri dari beberapa langkah yaitu pembuatan bagian

elektronik dan bagian mekanik. Setiap langkah dikerjakan tahap demi tahap,

namun setiap tahap harus berhubungan satu dengan yang lain agar terjadi kesesuaian

antara bahan satu dengan bahan-bahan yang lain agar bisa mendapatkan hasil yang

baik sesuai dengan yang diharapkan.

  Langkah-langkah perencanaan dan perancangan terdiri atas perancangan

elektronik dan perancangan mekanik. Peracangan elektronik adalah dengan merancang

3.3 Metode Perancangan

  Perancangan adalah tahap penting dalam pembuatan suatu perangkat

elektronik tetapi sebelum melakukan perancangan terhadap benda kerja

maka terlebih dahulu dipersiapkan suatu perencanaan yang baik untuk

mendapatkan hasil yang memuaskan. Dalam pembuatan alat dalam Laporan

Akhir ini diselesaikan dengan langkah kerja yaitu :

  a. Pembuatan bagian elektronik, meliputi :  Pemilihan komponen.

• Pembuatan Layout rangkaian di PCB.
• Pemasangan komponen.

  b. Pengisian program pada IC Mikrokontroler ATMega8535.

  c. Pembuatan bagian mekanik, meliputi :  Mendesain bentuk alat inkubator bayi.

  Sedangkan pembuatan bagian mekanik meliputi proses pengerjaan alat

inkubator bayi dan mendesain seberapa besar alat inkubator bayi tersebut yang akan

digunakan, misalnya ukuran panjang, lebar dan tingginya. Proses ini harus

mendukung bagian elektronik sehingga terbentuklah alat yang diharapkan.

3.4 Blok Diagram

  Blok diagram rangkaian merupakan salah satu bagian terpenting

dalam perancangan suatu alat. Dari blok diagram maka dapat diketahuui

prinsip kerja rangkaian keseluruhan. Sehingga keseluruhan blok diagram

rangkaian akan menghasilkan suatu sistem yang dapat difungsikan bagaimana

prinsip kerja dari rancangan suatu alat. Untuk blok diagram Rancang

Bangun Alat Inkubator Bayi Dengan Kontrol Suhu Dan Kelembaban

Gambar 3.1 Blok Diagram Alat Inkubator Bayi

  Dari gambar 3.1 Blok diagram alat inkubator bayi dapat diketahui apa saja

komponen-komponen yang digunakan. Berikut ini adalah keterangan blok

diagram diatas :

  1. SMS Adalah suatu informasi untuk memberikan hasil kontrol dan menerima hasil kondisi suhu dan kelembaban pada alat inkubator bayi dengan cara menerima pesan singkat dari modem.

  2. Modem Wavecom Adalah suatu alat yang berfungsi sebagai perantara antara handphone dan

  ATMega8535 LCD

  Dimmer Lampu

  Relay Relay Fan Fan

  Lampu Lampu Lampu Lampu Modem Wavecom

  SMS Sensor DHT11 Sensor LM35

  Push Button Power Supply

  5. Push Button Sebagai tombol settingan pada alat inkubator bayi untuk menentukan suhu dan kelembaban sesuai dengan kebutuhan.

  6. Power Supply Power supply disini terdapat dua buah keluaran yaitu keluaran 5v untuk menghidupkan mikrokontroller, sensor, lcd, dan pushbutton. Sedangkan yang 12v untuk kontak relay yang menghidupkan fan. Adapun tegangan AC 220v untuk menghidupkan bola lampu.

  7. Mikrokontroller Adalah sebuah IC yang berfungsi sebagai pengontrol dari seluruh rangkaian pada alat inkubator bayi

  8. LCD Sebagai tampilan yang terdapat pada alat inkubator bayi yang menampilkan suhu dan kelembaban yang terdapat pada alat inkubator.

  9. Relay Sebagai kontak penghubung antara outputan mikrokontroler untuk menghidupankan fan.

  10. Fan Sebagai komponen yang memberikan sirkulasi udara dan kelembaban pada alat inkubator bayi

  11. Dimmer Lampu Suatu rangkaian elektronika yang berfungsi untuk mengatur kecerahan lampu pada alat inkubator bayi.

  12. Lampu Sebagai sumber yang memberikan udara panas pada alat inkubator bayi.

3.5 Flow Chart

  Mulai Inisialisai Deklarasi Variable Input Setting

  Tampilkan ke lcd dan kirim sms hasil setting dan aktifkan 4 lampu Cek suhu dengan sensor lm35 dan cek RH dengan sensor DHT11 Tampilkan ke lcd hasil baca sensor lm35 dan DHT11

  Ya Lcd tampilkan suhu, RH, Pwm, Mode kirim sms

  Suhu o mode 1, nilai suhu, RH, Pwm, kondisi lampu

  > 38 C (Redup) Tidak Ya

  Lcd tampilkan suhu, RH, Pwm, Mode kirim sms Suhu o mode 1, nilai suhu, RH, Pwm, kondisi lampu

  >= 37 C (Redup) Tidak Ya

  Lcd tampilkan suhu, RH, Pwm, Mode kirim sms Suhu o o mode 2, nilai suhu, RH, Pwm, kondisi lampu

  35 C- 36 C (Setengah Redup) Tidak Ya Lcd tampilkan suhu, RH, Pwm, Mode kirim sms

  Suhu mode 3, nilai suhu, RH, Pwm, kondisi lampu o o

  2

1 Ya

  Lcd t am pilkan suhu, RH, Pwm, M ode kirim sms Suhu m ode

  4, nilai suhu, RH, Pw m, kondisi lam pu o

  <= 32 C ( Terang) Tidak Ya

  Lcd t am pilkan suhu, RH, Pwm, M ode kirim sms Suhu o m ode

  4, nilai suhu, RH, Pw m, kondisi lam pu < 31 C ( Terang)

  Tidak

3.6 Prinsip Kerja Alat

  Rancang bangun alat inkubator bayi dengan kontrol suhu dan kelembaban

ini terdiri dari IC LM35 sebagai sensor pendeteksi perubahan temperatur didalam

inkubator, sensor DHT11 sebagai sensor pendeteksi kelembaban didalam

inkubator, SMS sebagai kontrol nirkabel pada alat inkubator bayi serta

mikrokontroller sebagai pusat kendali pada alat inkubator bayi tersebut.

  Prinsip kerja alat inkubator bayi ini adalah pada awalnya kita harus mensetting suhu pada alat inkubator berkisar 36 C sampai 37 C. Jika sudah di

setting maka hasil settingan tersebut akan ditampilakan di Lcd dan Sms. Jika

sudah terkirim maka sensor LM35 akan membaca temperatur alat inkubator

perdetik. Ketika sensor LM35 telah mendapatkan suatu nilai temperatur, yaitu

dengan menerjemahkan temperatur menjadi energi listrik berupa perubahan

tegangan output, maka output akan dibaca oleh ADC internal dari mikrokontroller

ATMega8535 dan kemudian data akan dikalkulasikan dengan rumus tertentu

sehingga dapat menentukan apakah temperatur di dalam kotak inkubator tersebut

sudah sesuai atau belum. Sedangkan untuk sensor DHT11 akan membaca

kelembaban di inkubator. Pada dasarnya kontrol yang dilakukan disini apabila

nilai temperatur >= 37 C maka kondisi lampu pada mode 1 yaitu lampu redup,

o o

  

terjaga secara otomatis. Fan DC akan hidup untuk sirkulasi udara panas. Nilai

untuk perubahan suhu dan kondisi lampu akan di tampilkan ke LCD dan sms

setiap ada perubahan nilai suhu.

3.7 Rangkaian Elektronik

  Pada perancangan Alat Inkubator Bayi ini memerlukan rangkaian-

rangkaian elektronika yang menunjang dari sistem kerja dan sistematisnya.

Berikut merupakan rangkaian-rangkaian yang digunakan :

3.7.1 Rangkaian Power Supply

  Dibawah ini merupakan gambar dari skema rangkaian catu daya pada alat inkubator bayi.

Gambar 3.2 Skema Rangkaian Power Supply

  Pada rangkaian catu daya digunakan IC 7805 dan IC 7812. IC 7805 dan 7812 mempunyai karakeristik diantaranya sebagai berikut :

1. Tegangan keluaran IC 7805 adalah 4,8 V sampai 5 V dan tegangan keluaran IC 7812 adalah 11,8 V sampai 12 V .

  Berikut ini adalah layout untuk rangkaian power supply pada alat inkubator bayi.

Gambar 3.3 Layout Power Supply

3.7.2 Rangkaian Sistem Minimum ATMega8535

Gambar 3.4 Skema Sistem Minimum ATMega8535

  9 P D

  X D

  1 /T

  6 P D

  1

  2 /I N T

  7 P D

  1

  1

  3 /I N T

  8 P D

  1

  1 B

  4 /O C

  1

  5 P D /R

  1 A

  5 /O C

  2 P D

  1

  6 /I C P

  8 P D

  7 /S C K

  1 P B

  2 P B /T /X C K

  1

  1 /T

  3 P B

  2

  IN /I N T

  1

  X D

  4 P B

  2 U1

  T x

  2 R T M R x

  1 M

  2 M

  1 L

  7 R s L

  6 D

  5 D

  4 D

  S c E D D

  C3 22pF

  X1 CRYSTAL C2 10u

  10K C1 22pF

  ATMEGA8535 R1

  3

  1

  3 A R E F

  V C C

  2 A

  1

  2

  3 X T A L

  1

  1

  9 X T A L

  1 R E S E T

  2

  2

  7 /O C

  4 P D

  2 /A

  1 /O C

  Gambar diatas merupakan rangkaian sistem minimum ATMega8535 yang

berfungsi sebagai unit pemprosesan data input dan mengolah data tersebut untuk

menggerakan output.

  2

  4 P A

  3

  6

  6 /A D C

  9 P A

  2

  2

  7 /T O S C

  2 P C

  2

  3 P C /S C L

  2

  1 /S D A

  4 P C

  2

  5

  5 P C

  2

  3

  6 P C

  2

  4

  7 P C

  2

  5

  8 P C

  2

  1

  6 /T O S C

  P C

  5 /A D C

  3

  IN

  9 P A /A D C

  Dibawah ini merupakan gambar dari skema rangkaian sistem minimum ATMega8535 pada alat inkubator bayi.

  5 P B

  4 /S S

  6 P B

  I

  5 /M O S

  7 P B

  IS O

  6 /M

  3 P B

  3

  7

  7 /A D C

  4 P A

  3

  5 P A

  1

  1 /A D C

  8 P A

  3

  2

  2 /A D C

  7 P A

  3

  3

  3 /A D C

  6 P A

  3

  4

  4 /A D C

  3 /A Berikut adalah layout untuk rangkaian sistem minimum ATMega8535 pada alat inkubator bayi.

Gambar 3.5 Layout Sistem Minimum ATMega8535

3.7.3 Sensor LM35

  Dibawah ini merupakan gambar dari skema sensor LM35 pada alat inkubator bayi.

  VCC

1 U4

  27.0

  

2

VOUT P.A0

  3 LM35 GND

Gambar 3.6 Skema Sensor LM35

  Gambar diatas merupakan gambar sensor LM35 yang berfungsi sebagai

detector suhu. Pada sensor LM35 ini perlu menambahkan rangkaian tambahan

seperti penguat, penghilang nois dan sebagainya.

  Berikut adalah skema layout untuk rangkaian sensor LM35 pada alat inkubator bayi.

Gambar 3.7 Layout LM35

3.7.4 Sensor DHT11

  Dibawah ini merupakan gambar dari skema sensor DHT11 pada alat inkubator bayi.

  U2

  3 Sc SCK >

  11.0

  2 D DATA

  31.0 %RH °C

  

SHT11

Gambar 3.8 Skema Sensor DHT11

  Gambar diatas merupakan gambar sensor DHT11 yangg berfungsi sebagai

detector kelembapan. Pada sensor DHT11 tidak perlu menambahkan rangkaian

tambahan seperti penguat, penghilang nois dan sebagainya.

3.7.5 LCD

  Berikut adalah skema rangkaian tampilan LCD 16x2 pada alat inkubator bayi.

  LCD1 LM016L S D E S D E S

  1

  2

  3

  4

  5

  6

  7 W

  V V

  V R R E D D D D D D D D

  1

  2

  3

  

4

  

5

  6

  7

  8

  9

  10

  11

  12

  13

  14 Kegunaan LCD pada alat ini adalah sebagai tampilan untuk mengetahui

suhu dan kelembaban yang tersapat pada alat inkubator bayi. LCD juga akan

menampilkan hasil kontrol yang kita inginkan melalui isi SMS. Untuk

mempermudah pemasangan pada mekanik maka dirancang terpisah dari

prosesor ATMega8535. Layout untuk rangkaian LCD 16x2 pada alat inkubator

bayi ditunjukkan oleh dibawah ini :

Gambar 3.10 Layout Rangkaian LCD

  1

  3 45%

  4 B C

  3

  1 V O U T

  2 Q

  IL A N L C D F A N F A N

  2 pF

  2

  1 u C3

  1 k C2

  1

  RV

  2 S C K

  47 R4

  D A T A

  > °C

  1.0 %R H

  3

  1.0

  1

  1 C R Y S T A L

  X

  2 pF

  2

  0K C1

  5

  1 K R L3 R LY

5 D7

  1

  11 R

  1 IN

  2 IN

  10 R

  2 O U T

  9 T

  1 O U T

  2 O U T

  4 C

  2

  1 C

  12 T

  RL

  V S

  k R P M

  1 .0 u

  1.0 u C6

  5

  C

  3

  0.0

  1 K M E N U T in g g i R e n d a h

  R5

  4 R L Y

  V S

  1

  3 R

  37 P A 2/A DC2

  1 P B7/S CK

  2 P B0/T0 /X C K

  3 P B1/T1

  4 P B2/A IN 0/IN T2

  5 P B3/A IN 1/OC0

  6 P B4/S S

  7 P B5/M OS I

  33 P B6/M ISO

  40 P A 7/A DC7

  39 P A 0/A DC0

  38 P A 1/A DC1

  36 P A 3/A DC3

  2 V EE

  35 P A 4/A DC4

  34 P A 5/A DC5

  29 P A 6/A DC6

  22 P C 7/TOSC 2

  23 P C 0/S CL

  24 P C 1/S DA

  25 P C2

  26 P C3

  27 P C4

  28 P C5

  Gam ba r 3. K 11 G amb ar R angk aian ese lu ru han P C 6/TOSC 1

  8 P D6/ICP 1

  20 P D5/OC1A

  19 P D4/OC 1B

  14 D6

  1 V DD

  4 V SS

  5 RS

  6 RW

  7 E

  8 D0

  9 D1

  10 D2

  11 D3

  12 D4

  13 D5

  53

  18 P D3/INT1

  8

  32 U1 A TM E G A

  30 A R EF

  12 A V CC

  13 X TA L2

  9 X TA L1

  21 RE SET

  14 P D7/OC2

  15 P D0/RXD

  16 P D1/TXD

  17 P D2/INT0

• 88.8
• S P N O

  1 O U T

• 3
• 5 C 1+
• 2
• 6
• 8
• D
• S P N O

  9 F T

  3

  1K

  1

  2

  6

  4 U

  5 M O C

  3

  05

  2 R

  6

  1

  0K R8

  1

  0K D

  1 N

  1 0u R

  1

  8.8 PM kR D1 Q

  2 L A M PU A C SE N SOR R H SEN S OR SU H U T A M P

  1

  2

  1

  2

  2 INP UT A C

  5

  1

  2 pF

  2

  9

  40 B C

  2

  2

  8

  5 J1 C O N N

  1 .0 u

  9

  4

  8

  14 R

  1IN

  13 T

  3

  7 R

  2IN

  8 C 2+

  7

  2

  6

  1

  7

  

4

N C

  54

  

4

  2 IR

F

Z

  4 N Q

  4

  1 IR F Z

  3 B C

  7 Q

  U3 M A

  C

  4

  C

  2

  23

  X

  1 .0 u

3.8 Perancangan Mekanik

  Bagian mekanik merupakan bagian dari bentuk nyata dari alat inkubator

bayi ini, bahan utama pembuatan inkubator adalah kayu dan akrilik yang di

design menjadi sebuah inkubator. Adapun langkah-langkah pembuatan mekanik

inkubator ini adalah sebagai berikut: 1. Menentukan ukuran bayi yang akan dimasukkan kedalam inkubator.

  2. Membuat ukuran untuk panjang, lebar dan tinggi yang diukur sesuai komponen-komponen yang akan disusun nantinya pada alat inkubator dengan kondisi bayi baru lahir pada umumnya, untuk alat inkubator bayi ukurannya adalah: a. Bagian bawah 65x45x10 cm

  b. Bagian akrilik 65x45x45 cm

  c. Keseluruhan 65x45x55 cm Membuat kerangka alat inkubator bayi dari kayu dan akrilik sesuai ukuran diatas serta pembagian blok inkubator dibagi atas 2 yaitu : bagian bawah 10 cm untuk bagian kotak bawah serta 45 cm untuk kotak atas

  3. Bagian bawah kotak bawah menggunakan bahan kayu untuk peletakkan peralatan elektronik yang diperlukan pada alat inkubator bayi sedangkan untuk bagian atas menggunakan bahan akrilik berukuran 3 mm.

4. Pada bagian samping terdapat lobang untuk sirkulasi udara dari luar.

Gambar 3.12 Box bagian atas

  Gambar ini merupakan gambaran bentuk dari tabung inkubator dengan material akrilik 3mm.

Gambar 3.13 Box bagian bawah

  Selain tabung inkubator pada perancang ini kami masukan box kontrol

tempat atau wadah dari rangkaian elektronik pengontrol temperatur pada tabung

inkubator.

Gambar 3.13 box kontrol inkubator

  Gambar diatas merupakan bentuk rangkaian secara keseluruhan dari bagian bawah dan bagian atas pada alat inkubator bayi Selain gambar tadi terdapat juga gambar mekanik dari alat inkubator berbentuk 3D.