Perancangan Dan Pembuatan Alat Monitoring Cairan Infus Dengan Menggunakan Komunikasi Wireless Pada Pc Berbasis Mikrokontroler Atmega 16

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT MONITORING

CAIRAN INFUS DENGAN MENGGUNAKAN KOMUNIKASI

WIRELESS PADA PC BERBASIS MIKROKONTROLER

ATMEGA 16

SKIRIPSI

ARDY BERNARD SINAGA 120821022

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2014

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT MONITORING

CAIRAN INFUS DENGAN MENGGUNAKAN KOMUNIKASI

WIRELESS PADA PC BERBASIS MIKROKONTROLER

ATMEGA 16

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi dan memenuhi syarat mencapai gelar sarjana sains

ARDY BERNARD SINAGA NIM : 120821022

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2014

PERSETUJUAN

Judul : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

MONITORING CAIRAN INFUS DENGAN

MENGGUNAKAN KOMUNIKASI WIRELESS

BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16

Kategori : SKRIPSI

Nama : ARDY BERNARD SINAGA NIM : 120821022

Program Studi : SARJANA ( S1) FISIKA Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan Di Medan, 29 Agustus 2014 Diketahui/Disetujui oleh

Pembimbing I Pembimbing II

Drs. Takdir Tamba,M.Eng.Sc Junedi Ginting, MSi NIP .1960060319866011002 NIP .197306222003121001

Diketahui Oleh Ketua Departemen Fisika

Dr. Marhaposan Situmorang Nip. 195510301980031003

PERNYATAAN

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT MONITORING CAIRAN INFUS DENGAN MENGGUNAKAN KOMUNIKASI WIRELESS BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA 16

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya.

Medan, Agustus 2014

ARDY BERNARD SINAGA NIM. 120821022

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan karuniaNya sehinga penulisan laporan tugas akhir ini dengan judul “PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT MONITORING CAIRAN INFUSE DENGAN MENGGUANAKAN KOMUNIKASI WIRELESS PADA PC BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16 “, dapat diselesaikan dengan baik.

Laporan ini disusun sesuai dengan percobaan-percobaan yang dilakukan dan disesuaikan dengan literatur yang ada ,baik dari buku penunjang maupun internet, sehingga berguna bagi semua orang yang akan memperoleh informasi laporan ini.

Dalam penulisan laporan ini, penulis banyak mengucapkan terimakasih kepada:

 Bapak Dr.Sutarman,M.sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

 Bapak Dr.Marhaposan Situmorang selaku Ketua Program Studi Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

 Bapak Drs.Takdir Tamba,M.Eng,Sc dan Bapak Junedi Ginting,SSi.MSi selaku dosen pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan penulis, sehingga laporan ini dapat diselesaikan dengan baik.

 Seluruh Dosen pengajar departemen Fisika Fakultas Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

 Teristimewa kepada Ayahanda Pariaman Sinaga dan Ibunda Desmi Girsang yang telah banyak memberikan dukungan doa, moril, materil, serta kasih sayang dan kepercayaan yang telah diberikan selama ini. Dan kepada adik adiku Helbert sinaga,

Rizal Fernando Sinaga dan Yuni Lestari Sinaga yang selalu memberikan semangat, doa dan motovasi.

 Buat teman teman seperjuangan Fisika Ekstensi 12, khususnya Aswan Afif, Timbul Y siahaan, M.Iqbal, M.Habibi, Faisal Ari yang sama-sama merasakan pahit manisnya selama kuliah dan kerja sama selama masa perkuliahan.

Dalam rancangan alat ini masih terdapat hal-hal yang perlu disempurnakan. Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif bagi rakitan tugas akhir ini sehingga menjadi peralatan yang lebih sempurna dan modern bagi dunia sains dan teknologi.

Akhir kata penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada semua pihak yang membantu dalam menyelesaikan laporan proyek ini. Semoga Tuhan selalu memberkati.

Medan, Agustus 2014

Abstrak

Penggunaan infuse sangatlah fital kegunaanya dibidang kesehatan. infuse sangat banyak kegunaan dibidang kesehatan salah satu yaitu untuk menambah cairan pada pasien terutama pada pasien yang tidak dapat mengkonsumsi makan secara langsung Oleh sebab itu penggantian infuse pada pasien tidak bisa terlambat karena keterlambatan penggantian infuse sangat fatal bagi pasien yang sedang dirawat. Untuk mengatasi masalah tersebut maka perlu dibuat satu alat yang dapat memantau pemakaian infuse untuk menghindari keterlambatan, dengan cara menampilkan seberapa besar sisa cairan yang terdapat pada infuse yang sedang terpasang pada seseorang pasien. untuk mendeteksi tetesan cairan infuse digunakan sensor potodioda dan kemudian hasil pembacaan sensor tersebut dikirimkan ke mikrokontroler ATmega 16 untuk diolah. Hasil pengolahan data akan dikirimkan melalui radio TWS 433 dan diterima oleh RWS 374 kemudian ditampilkan pada display komputer dengan menggunakan bahasa pemrograman visual basic 6.0.

Abstract

The use of infusion is vital their role in health. infusion so many uses in the field of one's health is to add fluid in patients, especially in patients who can not consume meals directly Therefore replacement infusion in patients can not be late because of delays in reimbursement fatal infusion for patients who are being treated. To overcome these problems it needs to make a tool that can monitor the use of infusion to avoid delay, by way of showing how much residual liquid contained in the infusion which was mounted on one patient. to detect droplets of fluid administered potodioda used sensors and sensor readings are then transmitted to the microcontroller ATmega 16 to be processed. The results of the processing of data will be transmitted by radio TWS received by RWS 433 and 374 are then displayed on the computer display by using Visual Basic 6.0 programming language.

Halaman

Persetujuan ………..…… i

Pernyataan ………... ii

Penghargaan ……… iii

Abstrak ……….. v

Abstract ………. vi

Daftar isi ……….. vii

Daftar gambar ………. ix

Daftar table ……….. x

BAB I PENDAHULUAN 1.1 latar belakang ……….. 1

1.2 rumusan masalah ……….. 2

1.3 batasan masalah ……….. 2

1.4 tujuan penelitian ……….. 3

1.5 manfaat penelitian ……….. 3

1.6 sistematika penulisan……….. 3

BAB II LADASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler ……… 5

2.1.1 Mikrokontroler ATMega 16………. 6

2.1.1.1 Arsitektur ATMega 16……….. 6

2.1.1.2 Konfigurasi Pena (Pin) ATMega16………... 7

2.1.1.3 Deskripsi Mikrokontroler ATMega16………….. 8

2.1.1.4 Peta Memory ATMega 16_……….. 10

2.1.2 Software Mikrokontroler ATMega16 _……… 12

2.2 Fotodioda ……….. 14

2.2.1 Prinsip Kerja sensor fotodioda _………. 15

2.3LCD ( liquid Crystal Display )_……….. 16

2.3.1 Pengendali / Kontroler LCD (Liquid Cristal Display)_….. 17

2.4.1 Konfigurasi Pin Tansmitter TWS 434_………. 20

2.5 Radio Frekuensi RWS 374……….. 21

2.5.1 Konfigurasi Pin Receiver RWS 374……….. 22

2.6 Komunikasi Serial _………. 23

2.6.1 USB to TTL CP 2102_……… 25

2.7 Visual Basic 6.0……… 26

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Diagram blok rangkaian………. 30

3.2 Rangkaian sensor photodiode ……….. 31

3.3 Rangkaian mikrokontroler ATmega 16 ………. 32

3.4 Rangkaian disply LCD……….. 34

3.5 Rangkaian converter USB to TTL………... 35

3.6 Rangkaian Radio Frekuensi RWS 374 dan TWS 433_……… 36

3.7 Flowcart Rangkaian_……….. 38

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA RANGKAIAN 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Atmega 16 Dan Lcd_………… 39

4.2 Pengujian Rangkaian Photodioda _……….. 41

4.3 Pengujian Rangkaian _{Konverter Usb To TTL………..} 43

4.4 Pengujian Rangkaian Radio Frekuensi Rws 374 Dan Tws 433_……. 43

4.5 Hasil Tampilan Pa_{da komputer……...………}. 48

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan……… 50

5.2 Saran……….. 50 DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR GAMBAR

halaman :

1. Gambar 2.1. Pena-Pena Atmega16 ……… 8

2. Gambar 2.2. peta memory ATmega 16_……… 11

3. Gambar 2.3. rangkaian fotodioda _……… 16

4. Gambar 2.4. konfigurasi pin LCD _……… 19

5. Gambar 2.5 Transmitter TWS-434 _……… 20

6. Gambar 2.6 Transmitter RWS-374 _……… 22

7. Gambar 2.7 USB to TTL CP 2102 ……… 27

8. Gambar 2.8 tampilan IDE Visual Basic 6.0 ……… 28

9. Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian ……… 30

10.Gambar 3.2 rangkaian sensor fotodioda ………. 32

11.Gambar 3.3 rangkaian minimum ATmega16 ……… 33

12.Gambar 3.4 rangkaian LCD 2x16 ……… 34

13.Gambar 3.5 skematik converter USB to TTL ……….. 35

14.Gambar 3.6 rangkaian radio TWS ……….. 36

15.Gamba_{r 3.7 rangkaian radio RWS 374 ………..} 37

16.Gambar 3.8 flowchart rangkaian monitoring cairan infuse ……… 38

17.Gambar 3.9 flowcahrt pada komputer ……… 39

18.Gambar 4.1 diagram blok rangkaian pengujian ATmega 16 dan LCD .. 40

19.Gamba 4.2 tampilan test LC_{D dan mikrokontroler ATmega 16 ………} 41

20.Gambar 4.3 tamp_{ilan test fotodioda pada LCD ………..} 42

DAFTAR TABEL

Halaman:

1. Tabel 4.1. Pengujian Jarak Maksimum Radio tanpa Penghalang ……... 43 2. Tabel 4.2. Pengujian Jarak _{Maksimum Radio Di dalam Ruangan ………} 44 3. Table 4.3 percobaan untuk mendapatkan jumlah tetes infuse ………….. 46 4. Table 4.4 percobaan keakuratan pembacaan rangkaian dengan kecepatan

Tetes 90-119 tetes/menit _……… 47 5. Table 4.4 percobaan keakuratan pembacaan rangkaian dengan kecepatan

Abstrak

Penggunaan infuse sangatlah fital kegunaanya dibidang kesehatan. infuse sangat banyak kegunaan dibidang kesehatan salah satu yaitu untuk menambah cairan pada pasien terutama pada pasien yang tidak dapat mengkonsumsi makan secara langsung Oleh sebab itu penggantian infuse pada pasien tidak bisa terlambat karena keterlambatan penggantian infuse sangat fatal bagi pasien yang sedang dirawat. Untuk mengatasi masalah tersebut maka perlu dibuat satu alat yang dapat memantau pemakaian infuse untuk menghindari keterlambatan, dengan cara menampilkan seberapa besar sisa cairan yang terdapat pada infuse yang sedang terpasang pada seseorang pasien. untuk mendeteksi tetesan cairan infuse digunakan sensor potodioda dan kemudian hasil pembacaan sensor tersebut dikirimkan ke mikrokontroler ATmega 16 untuk diolah. Hasil pengolahan data akan dikirimkan melalui radio TWS 433 dan diterima oleh RWS 374 kemudian ditampilkan pada display komputer dengan menggunakan bahasa pemrograman visual basic 6.0.

Abstract

The use of infusion is vital their role in health. infusion so many uses in the field of one's health is to add fluid in patients, especially in patients who can not consume meals directly Therefore replacement infusion in patients can not be late because of delays in reimbursement fatal infusion for patients who are being treated. To overcome these problems it needs to make a tool that can monitor the use of infusion to avoid delay, by way of showing how much residual liquid contained in the infusion which was mounted on one patient. to detect droplets of fluid administered potodioda used sensors and sensor readings are then transmitted to the microcontroller ATmega 16 to be processed. The results of the processing of data will be transmitted by radio TWS received by RWS 433 and 374 are then displayed on the computer display by using Visual Basic 6.0 programming language.

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dizaman yang semakin berkembang di bidang tegnologi elektronika seperti sekarang ini mendorong manusia menciptakan berbagai peralatan elektronika untuk dimanfaatkan membantu pekerjaan manusia di segala bidang dalam kehidupan sehari hari.

Tidak terkecuali di bidang kesehatan, salah satu peralatan kedokteran yang sering digunakan adalah infus. Infus merupakan bagian penting di dunia kesehatan salah satu penggunaan infus yaitu untuk pemberian obat, makanan, dan lain sebagainya. Pergantian dan pengontrolan botol infus harus benar benar di perhatikan karena keterlambatan pengantian infuse yang telah habis dapat berakibat fatal bagi pasien. Oleh karena itu penulis ingin membuat alat yang dapat memonitoring pemakain infus tersebut dirumah sakit. Dengan menambahkan sensor yang dapat mendeteksi seberapa besar cairan yang masih terkandung pada botol infus tersebut, kemudian hasil pendeteksian sensor tersebut akan di monitoring pada komputer. Pengiriman data ke komputer penulis menggunakan frekuensi radio dan ditampilankan pada komputer menggunakan pemrograman visual basic 6.0.

Hal ini tentu mempermudah perawat dalam bekerja pada rumah sakit karena setiap botol infuse yang telah di pasang dapat dimonitoring pada kompuer dan sekalius meningkatkan kualitas pelayanan di suatu rumah sakit.

1.2 Rumusan Masalah

Masalah yang diangkat dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana membuat dan merancang alat monitoring cairan infuse menggunakan komunikasi wireless dengan menampilkan hasil pada PC 2. Bagaimana mengubah besaran fisis menjadi tegangan dan menyampaikan

hasil deteksi oleh sensor dengan menggunakan komunikasi wireless. 1.3 Batasan Masalah

Pembatasan masalah diperlukan agar masalah yang diamati tidak terlalu luas dan penelitian menjadi lebih fokus. Pembatasan masalah pada Tugas Akhir ini adalah :

1 Membuat suatu perangkat yang dapat di gunakan untuk memonitoring penggunaan infus.

2. Mengetahui bagaimana fungsi dari masing masing komponen utama yaitu photodiode, mikrokontroller, modul RF yaitu TWS 433 dan RWS 374 . 3. Software yang duigunakan untuk mikrokontroler memakai program Code

Vision AVR

4. Pemrograman pada komputer menggunakan bahasa pemrograman visual basic 6.0

5. Carian infuse yang digunakan adalah cairan Nacl dengan isi 500 ml

6. Untuk pengiriman dan penerima data memanfaatkan media komunikasi RF dengan pita frekuensi 433 MHz menggunakan sepasang modul RF yaitu TWS 433 dan RWS 374 .

1.4 Tujuan penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Untuk mengembangkan fungsi dan kerja sensor dengan cara membuat alat pengukur indeks volume cairan pada penggunaan infus dalam bidang instrumentasi.

2. Untuk memanfaatkan mikrokontroler ATMEGA 16 sebagai pusat kendali suatu rangkaian pemonitoring jarak jauh dengan memanfaatkan penggunaan komunikasi wireless melalui modul RF yaitu TWS 433 dan RWS 374 .

1.5 Manfaat Penelitian

Mempermudah pekerjaan dalam bidang memonitoring pemakain infus yang telah terpasang pada pasien pada suatu rumah sakit dan juga untuk menghindari keterlambatan penggantian infus.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan dalam tugas akhir ini terdiri dari 5 bab yaitu:

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang dibuatnya aplikasi yang mendukung sistem manajemen terintegrasi. Selain menjelaskan latar belakang dikembangkannya aplikasi tersebut, bab ini juga menjelaskan mengenai ruang lingkup dari permasalahan dalam pengembangan aplikasi, tujuan dan

manfaat dari pengembangan aplikasi, metodologi yang digunakan dalam pengembangan aplikasi, dan gambaran dari keseluruhan isi skripsi berupa sistematika penulisan.

BAB II : LANDASAN TEORI

Bab ini berisi uraian mengenai teori dasar maupun teori-teori pendukung yang didapat dari studi kepustakaan. Selain itu bab ini juga berisi definisi serta metode-metode yang digunakan untuk mendukung penulisan skripsi ini.

BAB III : RANCANGAN SISTEM

Pada bab ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram alir dari program yang diisikan ke Mikrokontroler ATMega16.

BAB IV : PENGUJIAN RANGKAIAN

Pada bab ini akan dibahas pengujian rangkaian dan hasil pengujian dari masing _– masing pada rangkaian serta di isikan program Mikrokontroler Atmega16.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan bab terakhir dari penulisan skripsi. Pada bab ini terdapat simpulan yang merupakan uraian singkat yang menjawab atau memberi klarifikasi tujuan studi, serta saran untuk perbaikan yang akan datang.

BAB II

LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler

Mikrokontroler dapat dianalogikan dengan sebuah system computer yang dikemas dalam sebuah chip. Artinya bahwa didalam sebuah IC mikrokontroler sebetulnya telah terdapat kebutuhan minimal agar mikroprosesor dapat bekerja, yaitu meliputi mikroprosesor, ROM, RAM, I/O dan clock seperti halnya yang dimiliki sebuah computer PC. Mengingat kemasannya yang hanya berupa sebuah chip yang ukuranya relative kecil tentu saja spesifikasi dan kemampuan yang dimiliki oleh mikrokontroler menjadi lebih rendah bila di bandingkan dengan system computer seperti PC baik dilihat dari segi kecepatannya, kapasitas memori maupun fitur fitur yang dimilikinya. Meskipun dari sisi kemampuan lebih rendah tetapi mikrokontroler memiliki kelebihan yang tidak biasa diperoleh pada system computer yaitu kemasannya yang kecil dan kompak membuat mikrokontroler menjadi lebih fleksibel dan praktis digunakan terutama pada system system yang relative tidak terlalu kompleks atau tidak membutuhkan beban komputasi yang tinggi.

Ada banyak jenis mikrokontroler yang masing masin memiliki keluarga atau series sendiri sendiri. Secara garis besar pengelompokan keluarga mikrokontroler ditentukan oleh perusahaan tertentu sesuai dengan spesifikasi khusus yang dimilikinya yang membedakan dengan mikrokontroler keluarga yang lain, terutama menyangkut kompatibilitasnya dalam hal pemrogramannya salah satunya adalah Keluarga AT90, ATiny, ATmega (Atmel, arsitektur AVR)

2.1.1 Mikrokontroler ATMega 16

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer lengkap dalam satu serpih (chip). Mikrokontroler lebih dari sekedar sebuah mikroprosesor karena sudah terdapat atau berisikan ROM (Read-Only Memori), RAM (Read-Write Memory), beberapa port masukan maupun keluaran dan beberaoa pencacah/ pewaktu, ADC (Analog Digital Converter), DAC (Digital to Analog Converter) dan serial komunikasi. Salah satu mikrokontroler yang banyak digunakan saat ini yaitu mikrokontroler AVR. AVR adalah mikrokontroler RISC (Reduce Instuction Set Computer) 8 bit berdasarkan arsitektur Harvard.

Secara umum mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu keluarga AT90Sxx, ATMega dan Attiny. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori peripheral, dan fiturnya seperti mikroprosesor pada umumnya. Secara internal mikrokontroler ATMega 16 terdiri unit-unit fungsionalnya Arithmetic and Logical Unit (ALU), himpunan register kerja, register dan dekoder instruksi dan pewaktu beserta komponen kendali lainnya. Berbeda dengan mikroprosesor, mikrokontroler menyediakan memori dalam serpih sama dan prosesornya (in chip).

2.1.1.1 Arsitektur ATMega 16

Mikrokontroler ini menggunakan arsitektura Harvard yang memisahkan memori program dari memori data, baik bus alamat maupu bus data, sehingga pengaksesan program dan data dapat dilakukan secara bersamaan (concurrent).

Secara garis besar mikrokontroler ATMega16 terdiri dari :

1. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16Mhz. 2. Memiliki kapasitas Flash memori 16Kbyte, EEPROM 512 Byte, dan SRAM

1Kbyte.

3. Saluran I/O 32 buah, yaitu Bandar A, Bandar B, Bandar C, dan Bandar D. 4. CPU yang terdiri dari 32 buah register.

5. User interupsi internal dan eksternal.

6. Bandar antarmuka SPI dan Bandar USART sebagai komunikasi serial. 7. Fitur Peripheral

 Dua buah 8-bit timer/counter dengan prescaler terpisah dan mode compare.  Satu buah 16-bit timer/counter dengan prescaler terpisah, mode compare, dan

mode capture.

 Real time counter dengan osilator tersendiri

 Empat kanal PWM dan Antarmuka komparator analog

 8 kanal, 10 bit ADC.

 Byte-oriented Two-wire Serial Interface.  Watchdog timer dengan osilator internal.

2.1.1.2 Konfigurasi Pena (Pin) ATMega16

Konfigurasi pena (pin) mikrokontroler Atmega16 dengan kemasan 40- pena dapat dilihat pada Gambar 2.1. Dari gambar tersebut dapat terlihat ATMega16

memiliki 8 pena untuk masing-masing bandar A (Port A), bandar B (Port B), bandar C (Port C), dan bandar D (Port D).

Gambar 2.1 Pena-Pena Atmega16

2.1.1.3 Deskripsi Mikrokontroler ATMega16 Deskripsi Mikrokontroler ATMega 16 :

 VCC (Power Supply) dan GND(Ground)  Bandar A (PA7..PA0)

Bandar A berfungsi sebagai input analog pada konverter A/D. Bandar A juga sebagai suatu bandar I/O 8-bit dua arah, jika A/D konverter tidak digunakan. Pena - pena Bandar dapat menyediakan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk masing-masing bit). Bandar A output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Ketika pena PA0 ke PA7 digunakan sebagai input dan secara eksternal ditarik rendah, pena_–pena akan

memungkinkan arus sumber jika resistor internal pull-up diaktifkan. Pena Bandar A adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.

 Bandar B (PB7..PB0)

Bandar B adalah suatu bandar I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Bandar B output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pena Bandar B yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. Pena Bandar B adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.

 Bandar C (PC7..PC0)

Bandar C adalah suatu bandar I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Bandar C output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan umber. Sebagai input, pena bandar C yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. Pena bandar C adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.

 Bandar D (PD7..PD0)

Bandar D adalah suatu bandar I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Bandar D output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pena bandar D yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika

resistor pull-up diaktifkan. Pena Bandar D adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.

 RESET (Reset input)  XTAL1 (Input Oscillator)  XTAL2 (Output Oscillator)

 AVCC adalah pena penyedia tegangan untuk bandar A dan Konverter A/D.

 AREF adalah pena referensi analog untuk konverter A/D.

2.1.1.4 Peta Memory ATMega 16

Arsitektur ATMega16 mempunyai dua memori utama, yaitu memori data dan memori program. Selain itu, ATMega16 memiliki memori EEPROM untuk menyimpan data. ATMega16 memiliki 16K byte On-chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Instruksi ATMega16 semuanya memiliki format 16 atau 32 bit, maka memori flash diatur dalam 8K x 16 bit. Memori flash dibagi kedalam dua bagian, yaitu bagian program boot dan aplikasi seperti terlihat pada Gambar 2.3. Bootloader adalah program kecil yang bekerja pada saat sistem dimulai yang dapat memasukkan seluruh program aplikasi ke dalam memori prosesor.

Gambar 2.2 Peta Memori ATMega16

Memori data AVR ATMega16 terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 register umum, 64 buah register I/O dan 1 Kbyte SRAM internal. General purpose register menempati alamat data terbawah, yaitu $00 sampai $1F. Sedangkan memori I/O menempati 64 alamat berikutnya mulai dari $20 hingga $5F. Memori I/O merupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi terhadap berbagai fitur mikrokontroler seperti kontrol register, timer/counter, fungsi-fungsi I/O, dan sebagainya. 1024 alamat berikutnya mulai dari $60 hingga $45F digunakan untuk SRAM internal.

ATMega16 terdiri dari 512 byte memori data EEPROM 8 bit, data dapat ditulis/dibaca dari memori ini, ketika catu daya dimatikan, data terakhir yang ditulis pada memori EEPROM masih tersimpan pada memori ini, atau dengan kata lain memori EEPROM bersifat nonvolatile. Alamat EEPROM mulai dari $000 sampai $1FF.

2.1.2 Software Mikrokontroler ATMega16

Sebuah mikrokontroler tidak akan bekerja bila tidak diberikan program untuk diisikan ke dalam mikrokontroler tersebut. Oleh karena itu, dalam tugas akhir ini akan digunakan perangkat lunak CodeVisionAVR sebagai media penghubung antara program yang akan diisikan ke mikrokontroler ATMega16 yang menggunakan bahasa C.

Pemrograman mikrokontroler AVR dapat menggunakan low level language (assembly) dan high level language (C, Basic, Pascal, JAVA, dll) tergantung compiler yang digunakan. Bahasa Assembler pada mikrokontroler AVR memiliki kesamaan instruksi, sehingga jika telah menguasai pemrograman satu jenis mikrokontroler AVR, maka akan dengan mudah untuk memprogram mikrokontroler AVR jenis lain, tetapi bahasa assembler relatif lebih sulit dipelajari daripada bahasa C, untuk pembuatan suatu proyek yang besar akan memakan waktu yang lama, serta penulisan programnya akan panjang. Sedangkan bahasa C memiliki keunggulan dibandingkan bahasa assembly yaitu penyusunan program akan lebih sederhana dan mudah pada proyek yang lebih besar. Bahasa C hampir bisa melakukan semua operasi yang dapat dikerjakan oleh bahasa mesin. CodeVisionAVR pada dasarnya merupakan perangkat lunak pemrograman mikrokontroler keluarga AVR berbasis bahasa C. Ada tiga komponen penting yang telah diintegrasikan dalam perangkat lunak ini: Compiler C, IDE dan program generator. Berdasarkan spesifikasi yang dikeluarkan oleh perusahaan pengembangnya, Compiler C yang digunakan hampir mengimplementasikan semua komponen standar yang ada pada bahasa C standar ANSI (seperti struktur program, jenis tipe data, jenis operator, dan library fungsi

standar berikut penamaannya). Tetapi walaupun demikian, dibandingkan bahasa C untuk aplikasi komputer, compiler C untuk mikrokontroler ini memiliki sedikit perbedaan yang disesuaikan dengan arsitektur AVR tempat program C tersebut ditanamkan (embedded). Khusus untuk library fungsi, disamping library standar (seperti fungsi-fungsi matematik, manipulasi string, pengaksesan memori dan sebagainya), CodeVisionAVR juga menyediakan fungsi-fungsi tambahan yang sangat bermanfaat dalam pemrograman antarmuka AVR dengan perangkat luar yang umum digunakan dalam aplikasi kontrol. Beberapa fungsi library yang penting diantaranya adalah fungsi-fungsi untuk pengaksesan LCD, komunikasi I2C, IC RTC (Real time Clock), sensor suhu, SPI (Serial Peripheral Interface) dan lain sebagainya.

Untuk memudahkan pengembangan program aplikasi, CodeVisionAVR juga dilengkapi IDE yang sangat user friendly. Selain menu-menu pilihan yang umum dijumpai pada setiap perangkat lunak berbasis Windows, CodeVisionAVR ini telah mengintegrasikan perangkat lunak downloader yang bersifat In System Programmer yang dapat digunakan untuk mentransfer kode mesin hasil kompilasi ke dalam sistem memori mikrokontroler AVR yang sedang diprogram. Selain itu, CodeVisionAVR juga menyediakan sebuah fitur yang dinamakan dengan Code Generator atau CodeWizardAVR. Secara praktis, fitur ini sangat bermanfaat membentuk sebuah kerangka program (template), dan juga memberi kemudahan bagi programmer dalam peng-inisialisasian register-register yang terdapat pada mikrokontroler AVR yang sedang diprogram. Dinamakan Code Generator, karena perangkat lunak CodeVision ini akan membangkitkan kode-kode program secara otomatis setelah fase inisialisasi pada jendela CodeWizardAVR selesai dilakukan. Secara teknis, penggunaan fitur ini

pada dasarnya hampir sama dengan application wizard pada bahasa-bahasa pemrograman visual untuk komputer (seperti Visual C, Borland Delphi, dan sebagainya)

2.2 Sensor Photodiode

Sensor photodiode adalah salah satu jenis sensor peka cahaya (photodetector). Photodiode akan mengalirkan arus yang membentuk fungsi linear terhadap intensitas cahaya yang diterima. Arus ini umumnya teratur terhadap power density (Dp). Perbandingan antara arus keluaran dengan power density disebut sebagai current responsitivity. Arus yang dimaksud adalah arus bocor ketika photodiode tersebut disinari dan dalam keadaan dipanjar mundur.Hubungan antara keluaran sensor photodiode dengan intensitas cahaya yang diterimanya ketika dipanjar mundur adalah membentuk suatu fungsi yang linier.

Photodiode dibuat dari semikonduktor dengan bahan yang populer adalah silicon ( Si) atau galium arsenida ( GaAs), dan yang lain meliputi InSb, InAs, PbSe. Material ini menyerap cahaya dengan karakteristik panjang gelombang mencakup: 2500 Å - 11000 Å untuk silicon, 8000 Å – 20,000 Å untuk GaAs. Ketika sebuah photon (satu satuan energi dalam cahaya) dari sumber cahaya diserap, hal tersebut membangkitkan suatu elektron dan menghasilkan sepasang pembawa muatan tunggal, sebuah elektron dan sebuah hole, di mana suatu hole adalah bagian dari kisi-kisi semikonduktor yang kehilangan elektron. Arah Arus yang melalui sebuah semikonduktor adalah kebalikan dengan gerak muatan pembawa. cara tersebut

didalam sebuah photodiode digunakan untuk mengumpulkan photon - menyebabkan pembawa muatan (seperti arus atau tegangan) mengalir/terbentuk di bagian-bagian elektroda. photodioda digunakan sebagai penangkap gelombang cahaya yang dipancarkan oleh Infrared. Besarnya tegangan atau arus listrik yang dihasilkan oleh photodioda tergantung besar kecilnya radiasi yang dipancarkan oleh infrared.

2.2.3 Prinsip kerja sensor photodioda

Pada rancangan sensor photodiode dibawah ini, nilai resistansinya akan berkurang bila terkena cahaya dan bekerja pada kondisi riverse bias. Untuk pemberi pantulan cahayanya digunakan infrared, komponen ini mempunyai cahaya yang sangat terang, sehingga cukup untuk mensuplai pantulan cahaya ke photodiode.

Saat photodiode tidak menerima sinar inframerah, maka arus photodioda kecil, yang meyebabkan tegangan keluaran menjadi besar.Saat photodiode menerima pantulan sinar inframerah, arus photodioda menjadi besar, menyebabkan tegangan keluaran menjadi kecil.

3

3

0

o

h

m

10 K

photodioda infrared

5 volt

Gambar2.3 Sensor photodiode

Saat photodiode terkena cahaya, maka photodiode akan bersifat sebagai sumber tegangan dan nilai resistansinya akan menjadi kecil, sehingga akan ada arus bocor yang mengalir ke komparator.

2.3 LCD ( liquid Crystal Display )

LCD merupakan salah satu perangkat penampil yang sekarang ini mulai banyak digunakan. Penampil LCD mulai dirasakan menggantikan fungsi dari penampil CRT ( Cathode Ray Tube ), yang sudah berpuluh puluh tahun digunakan Manusia sebagai penampil gambar / text baik monokrom ( hitam dan putih ), maupun yang berwarna. Tegknologi LCD memberikan lebih keuntungan dibandingkan teknologi CRT, karena pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan.

Keunggulan LCD adalah hanya menarik arus yang kecil (beberapa microampere), sehingga alat atau system menjadi portable karena dapat menggunakan catu daya yang kecil. Keunggulan lainnya adalah tampilan yang diperlihatkan dapat dibaca dengan mudah dibawah terang sinar matahari. Dibawah sinar cahaya yang remang remang atau dalam kondisi gelap, sebuah lampu ( berupa LED ) harus dipasang dibelakang layar tampilan. LCD yang digunakan adalah jenis LCD yang menampilkan data denan dua baris tampilan pada display. Keuntungan dari LCD ini adalah :

1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk membuat program tampilan.

2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya menggunakan 8 bit data dan 3 bit control.

3. Ukuran modul yang proporsional.

4. Daya yang digunakan relatif sangat kecil.

2.3.1 Pengendali / Kontroler LCD (Liquid Cristal Display)

Dalam modul LCD (Liquid Cristal Display) terdapat microcontroller yang berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display). Microntroller pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi dengan memori dan register. Memori yang digunakan microcontroler internal LCD adalah :

1. DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan berada.

2. CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.

3. CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD (Liquid Cristal Display) tersebut sehingga pengguna tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.

Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah.

1. Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses penulisan data atau tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat dibaca pada saat pembacaan data.

2. Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau keDDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut keDDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya.

Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal Display) diantaranya adalah :

1. Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.

2. Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.

3. Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data, sedangkan high baca data.

4. Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar. 5. Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini

dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.

Umumnya LCD yang digunakan adalah LCD dengan 1 controller yang memiliki 14 pin. Deskripsi pin dapat dilihat pada gambar dibawah ini

2.4 Radio Frekuensi TWS 434

Transmitter adalah serangkaian elektronika yang mengubah energi listrik kedalam gelombang radio. Energi tersebut merupakan arus yang bergerak memutar dengan sangat cepat sehingga dapat sehinngga dapat memancar pada sebuah konduktor (attenna) sebagai gelombang electromagnet.

Gambar 2.5 Transmitter TWS-434

Transmitter yang digunakan adalah TWS 434. Transmitter ini digunakan untuk pengiriman data yang beroperasi pada frekuensi 433,92 Mhz.

Spesifikasi Radio Frekuensi TWS 434 :

 Frekuensi 433.92 MHz

 Modulasi ASK

 Kecepatan pengiriman Data 8 kbps

2.4.1 Konfigurasi Pin Tansmitter TWS 434

Tranmitter TWS memiliki 4 pin, yang masing – masing pin nya memiliki fungsi yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi dari masing-masing kaki transmitter TWS.

a. GND

Pin berfungsi sebagai ground dari sebuah komponen, Pin GND terletak pada kaki pertama komponen transmitter TWS.

b. Data Input

Pin ini berfungsi sebagai sebuah masukan data akan dikirim oleh transmitter. Data tersebut berupa data serial yang dikirim oleh mikrokontroler ke transmitter melalui pin TXD atmega 16. Pin data input terletak pada kaki kedua transmitter TWS.

c. VCC

Pin berfungsi sebagai supply tegangan digital. Pin VCC terletak pada ketiga transmitter TWS.

d. ANT

Merupkan sebuah pin untuk antenna / pemancar. Pin ANT terletak pada keempat transmitter TWS.

2.5 Radio Frekuensi RWS 374

Receiver adalah serangkaian elektronika yang menerima input dari sebuah antenna, menggunakan filter elektronika dari sejumlah sinyal radio yang diharapkan dari semua sinyal radio yang diterima oleh antenna. Sinyal yang telah di terima

kemudian dikuatkan oleh amplifier dan kemudian masuk ke dalam demodulation dan decoder sehingga menghasilkan sinyal out put yang berguna, seperti suara, gambar, data digital, hasil pengukuran.

Untuk menerima data yang telah dikirim transmitter diperlukan receiver dengan frekuensi yang sama, maka digunakan RWS 374 yang juga beroperasi pada frekuensi 433,92 Mhz.

Gambar 2.6 Transmitter RWS-374

Spesifikasi Radio Frekuensi RWS 374 :

 Frekuensi 433.92MHz

 Modulasi ASK

 Kecepatan pengiriman Data 4800kbps

 Catu Daya : 5 V

Receiver RWS memiliki 8 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki fungsi yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut akan dijelaskan fungsi dari masing-masing kaki receiver RWS.

a. DGND

Pin ini berfungsi sebagai ground digital. Pin GND terletak pada kaki 1 komponen receiver RWS-374.

b. GND

Pin ini berfungsi sebagai ground dari sebuah antenna. Pin ini terletak pada kaki 6 dan 7 komponen receiver RWS-374.

c. VCC

Pin ini berfungsi sebagai supply tegangan digital. Pin VCC terletak pada kaki 4 dan 5 receiver RWS-374.

d. Digital Output

Pin ini berfungsi sebagai sebuah data keluaran akan dikirim oleh transmitter. Data tersebut berupa data serial yang akan dibaca oleh mikrokontroler melalui Pin RXD ATMega 16. Pin ini terletak pada kaki 2 receiver RWS-374.

e. ANT

Merupakan sebuah pin untuk antena / pemancar. Pin ANT terletak pada kaki 8 receiver RWS-374.

f. Linier Out

Merupakam sebuah pin yang tidak digunakan karena tidak memiliki fungsi. Pin ini terletak pada kaki 3 receiver RWS-374.

2.6 Komunikasi Serial

Komunikasi serial adalah komunikasi yang pengiriman datanya per-bit secara berurutan dan bergantian. Komunikasi ini mempunyai suatu kelebihan yaitu hanya membutuhkan satu jalur dan kabel yang sedikit dibandingkan dengan komunikasi paralel. Pada prinsipnya komunikasi serial merupakan komunikasi dimana pengiriman data dilakukan per bit sehingga lebih lambat dibandingkan komunikasi parallel, atau dengan kata lain komunikasi serial merupakan salah satu metode komunikasi data di mana hanya satu bit data yang dikirimkan melalui seuntai kabel pada suatu waktu tertentu.

Ada tiga metode yang digunakan dalam komunikasi data serial yaitu :

1. Simplex merupakan komunikasi satu arah artinya informasi atau data hanya dari pengirim ke penerima.

2. Half Duplex merupakan komunikasi dua arah yang tidak dapat dilakukan dalam waktu yang bersamaan artinya pengirim dan penerima dapat melakukan komunikasi secara bergantian namun berkesinambungan.

3. Full Duplex merupakan komunikasi dua arah yang dapat dilakukan dalam waktu yang bersamaan artinya pengirim dan penerima dapat melakukan komunikasi dalam waktu yang bersamaan dan berkesinambungan.

Komunikasi serial ada dua macam, asynchronous serial dan synchronous serial. Synchronous serial adalah komunikasi dimana hanya ada satu pihak (pengirim atau penerima) yang menghasilkan clock dan mengirimkan clock tersebut bersama-sama dengan data. Contoh pengunaan synchronous serial terdapat pada transmisi data keyboard. Asynchronous serial adalah komunikasi dimana kedua pihak (pengirim dan

penerima) masing-masing menghasilkan clock namun hanya data yang ditransmisikan, tanpa clock. Agar data yang dikirim sama dengan data yang diterima, maka kedua frekuensi clock harus sama dan harus terdapat sinkronisasi. Setelah adanya sinkronisasi, pengirim akan mengirimkan datanya sesuai dengan frekuensi clock pengirim dan penerima akan membaca data sesuai dengan frekuensi clock penerima. Contoh penggunaan asynchronous serial adalah pada Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) yang digunakan pada serial port (COM) komputer.

Dalam komunikasi data serial, baudrate dari kedua alat yang berhubungan harus diatur pada kecepatan yang sama. Kecepatan pengiriman (baudrate) dapat dipilih bebas dalam rentang tertentu. Baudrate yang umum dipakai adalah 300, 600, 1200, 2400, 9600, dsb (bit/detik). Selanjutnya, harus ditentukan panjang data (6, 7, atau 8 bit), paritas, (genap, ganjil, atau tanpa paritas), dan jumlah bit “Stop” (1, 11/2 _{atau 2} bit).

2.6.1 USB to TTL CP 2102

USB to TTL CP 2102 adalah sebuah modul yang berfungsi untuk melakukan komunikasi serial UART ke USB dan sebaliknya. Modul ini berukuran kecil dan sangat mudah digunakan yang dapat dipakai pada 2 level tegangan TTL, yaitu 5V dan 3,3V dan Memiliki generator clock 96Mhz.

Antarmuka CP2102 UART terdiri dari data out put TXD asynchronous (UART mengirimkan) dan data masukan RXD asynchronous (UART menerima),

serta sinyal kontrol RTS, CTS, DSR, DTR, DCD, dan RI .Program UART ini didukung berbagai format data dan baud. Format data dan baud rate diprogram ke dalam UART selama konfigurasi port COM pada PC.

Gambar 2.7 USB to TTL CP 2102

Spesifikasi USB to TTL CP 2102 :

 Data bits: 5, 6, 7, and 8.

 Stop bits: 1, 1.5, and 2.

 Parity: odd, even, mark, space, no parity.

 Baud rates: 300 bps to 1 Mbits.

 576 Byte receive buffer; 640 byte transmit buffer.

2.7 Visual Basic 6.0

Visual Basic adalah bahasa pemprograman windows yang berbasis grafis (GUI-Graphical User Interface). Sifat bahasa pemprogramannya adalah eventdriven, artinya program akan terjadi jika ada respon dari pemakai berupa event/kejadian

tertentu (tombol diklik, mouse ditekan dan lain-lain). Saat event terjadi maka kode yang berhubungan dengan event akan dijalankan.

Visual Basic pada dasarnya adalah sebuah bahasa pemrograman komputer. Bahasa pemrograman adalah perintah-perintah atau instruksi yang dimengerti oleh komputer untuk melakukan tugas tertentu.

Untuk dapat menggunakan fasilitas dalam Microsoft Visual Basic 6.0 dengan baik, akan sangat penting untuk mengetahui IDE (Integrated development Environtment), atau lingkungan kerja Microsoft Visual Basic 6.0, yang berisi komponen-komponen

Gambar 2.8 Tampilan IDE Visual Basic 6.0

Di dalam lingkungan Visual Basic, terdapat berbagai macam komponen, yaitu:

Control Menu adalah menu yang digunakan terutama untuk memanipulasi jendela Visual Basic. Dari menu ini anda dapat mengubah ukuran, memindahkannya, atau menutup jendela.

2. Menu

Menu Visual Basic berisi semua perintah Visual Basic yang dapat dipilih untuk melakukan tugas tertentu. Isi dari menu ini sebagian hampir sama dengan program-program Windows pada umumnya.

3. Toolbar

Toolbar adalah tombol-tombol (shortcut) yang mewakili suatu perintah tertentu dari Visual Basic.

4. Form Window

Form Window atau jendela formadalah daerah kerja utama tempat membuat program-program aplikasi Visual Basic.

5. Toolbox

Toolbox adalah sebuah “kotak piranti” yang mengandung semua objek atau „kontrol‟ yang dibutuhkan untuk membentuk suatu program aplikasi. Kontrol adalah suatu objekyang akan menjadi penghubung antara program aplikasi dan user-nya, dan yang kesemuanya harus diletakkan di dalam jendela form.

6. Project Explorer

Jendela Project Explorer adalah jendela yang mengandung semua file di dalam aplikasi Visual Basic. Setiap aplikasi dalam Visual Basic disebut dengan istilah project (proyek), dan setiap proyek bisa mengandung lebih dari satu file. Pada Project

Explorer ditampilkan semua file yang terdapat pada aplikasi (proyek), misalnya form, modul, class, dan sebagainya.

7. Jendela Properties

Jendela Properties adalah jendela yang mengandung semua informasi mengenai objek yang terdapat pada aplikasi Visual Basic. Properti adalah sifat dari sebuah objek, misalnya seperti nama, warna, ukuran, posisi, dan sebagainya.

8. Form Layout Window

Form Layout Window adalah jendela yang menggambarkan posisi dari form yang ditampilkan pada layer monitor. Posisi form pada Form Layout Window inilah yang merupakan petunjuk tempat aplikasi akan ditampilkan pada layar monitor saat dijalankan.

9. Jendela Code

Jendela Code adalah salah satu jendela yang penting di dalam Visual Basic. Jendela ini berisi kode-kode program yang merupakan instruksi-instruksi untuk aplikasi Visual Basic yang dibuat.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram Blok Rangkaian

Diagram blok merupakan gambaran dasar dari rangkaian system yang akan dirancang. Setiap diagram blok memiliki fungsi masing masing. Adapun diagram blok rangkaian yang dirancang adalah seperti pada gambar berikut :

Antena

Antena

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian

FOTODIODA _ATMEGA

16

TRANSMITTER

DATA

LCD

Gambar diagram blok diatas memperlihatkan komponen-komponen yang digunakan dalam rangkaian monitoring penggunaan infuse, juga menjelaskan aliran proses system kerja rangkaian dari input hingga output. Terdapat beberapa bagian dari diagram blok diatas antara lain. Sensor, mikrokontroler ATMega 16, LCD, pemancar dan penerima, USB TTL, dan PC. Input yang di deteksi oleh sensor photodioda yaitu untuk mendeteksi setiap tetes dari cairan infuse. Hasil pembacaan yang telah diproses menjadi bentuk desimal oleh mikrokontroler, selanjutnya output mikrokontroler akan dikirimkan ke modul transmitter ( pemancar ) data. Pemancar data kemudian akan mentrasmisikan data ke penerima yaitu receiver data. Komunikasi antara penerima dan pemancar adalah komunikasi serial asinkron dengan menggunakan modulasi digital ASK (Amplitudo Shift keying ) pada frekuensi kerja 433.92 MHz. data diterima oleh receiver selanjutnya akan dihubungkan ke computer untuk ditampilkan melalui USB TTL dan tampilan yang digunakan pada PC menggunakan bahasa pemrograman visual basic 6.0.

3.2 Rangkaian Sensor photodioda

Rangkaian photodiode dihubungkan ke mikrokontroler Atmega 16 dengan out put sensor dihubungkan ke Port B mikrokontroler. Fungsi dari fotodiaoda pada penelitian ini yaitu untuk mendeteksi tetesan cairan dari infuse, sehingga dapat diketahui berapa banyak jumlah tetesan cairan dan volume infuse yang tersisa dalam botol yang sedang terpasang pada pasien. output dari sensor photodiode akan dihubungkan ke PinB2 mikrokontroler Atmega 16 untuk diproses.

Gambar 3.2 rangkaian sensor photodiode

Rangkaian diatas memiliki transmitter dan receiver, untuk transmitter rangkaian digunakan infrared dan sebagai receiver adalah potodioda. Out put yang dihasilkan potodioda berbanding terbalik dengan pantulan cahaya, semakin banyak cahaya yang diterima oleh potodioda maka out put sensor tersebut semakin kecil dan sebaliknya semakin kecil cahaya yang diterima oleh sensor maka out put semakin besar. rangkaian sensor potodioda diatas memiliki tegangan masukan sebesar 5 volt. Tegangan sensor potodioda apabila inframerah dengan sensor diberi sebuah penghalang didapat tegangan keluar dari sensor yaitu sebesar 4,6 volt dan ketika sensor dan inframerah tidak terhalang tegangan keluar dari sensor potodioda sebesar 0.16 volt.

3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA 16

Mikrokontroler AVR ATMega16 dapat dioperasikan dengan cara menambahkan beberapa komponen elektronika yang berfungsi sebagai komponen pendukungnya. Mikrokontroler dan komponen komponen pendukung tersebut tergabung dalam satu rangkaian yang disebut sebagai rangkaian sistem minimum.

Gambar 3.3 Rangkaian Minimum Atmega 16

ATMega 16 inimemiliki 4 Port input dan output, yaitu PortA, PortB, PortC dan PortD. Tiap Port memiliki 8 I/O (input dan output). Adapun komponen yang digunakan untuk rangkaian minimum Atmega16 yaitu Kristal frekuensi Kristal yang digunakan adalah 11.0592 Mhz. Kristal dihubungkan ke kaki 12 dan 13 mikrokontroler Atmega 16. Kristal tersebut berfungsi untuk pembangkit clock dimana setiap satu perintah atau intruksi program yang dilakukan dalam satu siklus clock. Nilai Kristal ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler dalam

mengeksekusi suatu perintah tertentu. Komponen lainnya yaitu kapasitor keramik yang bernilai 22 pf yang dihubungkan juga ke kaki Kristal. Pin Reset dihubungkan ke rangkaian push button agar mikrokontroler dapat di reset.

3.4 Rangkaian Display LCD

Display LCD merupakan suatu modul penampil dengan 2 x 16 karakter. Display akan menampilkan hasil dari pengukuran dari sensor photodiode yang telah diproses pada mikrokontroler Atmga 16 dalam bentuk alphanumeric yaitu huruf dan angka.

Gambar 3.4 Rangkaian LCD 16x2

Rangkaian diatas adalah rangkaian antarmuka mikrokontroler ATMega 16 dengan LCD, Pin LCD akan dihubungkan ke PORT C rangkaian

mikrokontroler, adapun kaki yang di gunakan pada PORT C tersebut yaitu pin 22 PORT C akan dihubungkan ke kaki 4 RS LCD, kaki 23 akan dihubungkan ke kaki 5 RW LCD, pin25 dihubungkan ke kaki 5 E dari LCD, ketiga pin control tersebut berfungsi untuk mengendalikan fungsi kerja dari LCD. Untuk pengriman data dari modul pengendali ke LCD hanya menggunakan 4 bit data, dengan demikian hanya pin data d4 sampai d7 saja yang dihubungkan ke PortC4 sampai PortC 7 pada mikrokontroler Atemega 16.

3.5 Rangkaian USB To TTL

Gambar 3.5 Skematik USB To TTL

Agar rangkaian dapat berkomunikasi serial dengan computer dibutuhkan rangkaian data TTL ke USB sehingga alat dapat dihubungkan ke port USB yang ada

pada PC. TTL ke USB yang digunakan adalah Cp2102. rangkaian ini memiliki 6 kaki yang terdiri dari, data output TXD asynchronous (UART mengirimkan) , data masukan RXD asynchronous (UART menerima), keluaran tegangan 5 volt, keluaran tegangan 3,3 volt dan ground (GND).

3.6 Rangkaian Radio Frekuensi RWS 374 dan TWS 433

Gambar 3.6 Rangkaian Radio TWS

Rangkaian diatas merupakan rangkaian radio pengirim data atau TWS 433 dengan rangkaian mikrokontroler ATmega 16. Hubungan kaki kaki antara modul radio dengan mikrokontroler yaitu pin 2 TWS sebagai data in radio dihubungkan ke PORT D1/TXD. Pin 3 dihubungkan kesmuber tegangan pin 1 modul TWS dihubungkan ke ground dan pin 4 sebagai antena untuk mengirimkan data ke penerima. Komunikasi yang digunakan oleh transmitter dengan receiver yaitu komunikasi serial asinkron yang bekerja secara simplex dengan menggunakan teknik modulasi digital ASK pada frekuensi kerja 433,92 MHz. nilai baudrate receiver

dengan trsmitter terlebih dahulu diatur dengan nilai yang sama yaitu pada 1200bps agar pengiriman dan juga penerima dapat bekerja dengan singkron.

Pengiriman data dilakukan secara serial asinkron menggunakan fitur USART pada mikrokontroler ATMega 16 melalui pin TXD. Sinyal radio yang dipancarkan antena pengirim ditangkap oleh antena penerima dan masukan data ini menggunakan USB TTL.

Gambar 3.7 Rangkaian Radio RWS 374

Gambar diatas menunjukan hububungan pin antara radio penerima dengan USB TTL. Hasil yang diterima oleh radio RWS 374 akan dikirimkan ke USB TTL untuk ditampilkan pada computer. Komunikasi yang dikirimkan receiver ke USB to TTL yaitu menggunakan komunikasi serial.

3.7 Flowchart Rangkaian

3.7.1 Flowchart pada mikrokontroler

tidak

Gambar 3.8 flowchart pada mikrokontroler START

Inisialisasi input/output

Timer 1 start. Count ++; tetes ++

Timer 1 stop

Volume tetes = (1000/count) * 60

Tampilkan v_tetes jumlah tetes dan kecepatan tetes ke LCD

END If PinB == 0

(Interrupt)

3.7.2 Flowcart pada komputer

Gambar 3.9 flowcahrt pada komputer start

If data serial masuk

Simpan data serial kedalam variable serial input

Parsing data serial Volume , jumlah tetes dan kecepatan tetes

If volume < 50 mL

Warning…

stop

tidak

BAB IV

PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA RANGKAIAN

Dalam Bab ini akan dibahas tentang pengujian berdasarkan perencanaan dari sistem yang dibuat. Program pengujian disimulasikan di suatu sistem yang sesuai. Pengujian ini dilaksanakan untuk mengetahui kehandalan dari sistem dan untuk mengetahui apakah sudah sesuai dengan perencanaan atau belum. Pengujian dilakukan secara terpisah, dan kemudian dilakukan ke dalam sistem yang telah terintegrasi.

4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega 16 dan LCD

Rangkaian ini merupakan otak dari seluruh rangkaian. Semua rangkaian yang ada dikendalikan input outputnya oleh rangkaian mikrokontroler ini. Proses pengujian rangkaian ini adalah dengan menghubungkan PORT C dengan LCD. Kaki 40 dihubungkan dengan sumber tegangan 5 volt, sedangkan kaki 20 dihubungkan dengan ground. Kemudian tegangan pada kaki 40 diukur dengan menggunakan Voltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan pada kaki 40 sebesar 4,9 volt. Untuk mengetahui apakah minimum sistem Atmega 16 ini dapat bekerja dengan baik maka harus menjalankan program AVR dengan menggunakan bahasa visual C++ pada minimum sistem tersebut. Yang harus dilakukan sebelum proses running program adalah mendownload program pada mikrokontroler.

Langkah-langkah yang dilakukan untuk menguji rangkaian mikrokontroler ATmega 16 dan LCD:

1. Memasang rangkaian seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.1

Gambar 4.1 Diagram blok rangkaian pengujian Atmega16 dan LCD

2. Mengetik program pengujian menggunakan Software CodevisionAVR

#include <mega16.h> #include <delay.h> #include <stdio.h> while (1)

{

// Place your code here lcd_gotoxy (0,0);

lcd_putsf ( " TEST LCD "); lcd_gotoxy (0,1);

lcd_putsf (" ARDY BERNARD "); delay_ms (1000);

}

3. Mendownload program dan Menjalankan program.

Setelah melakukan proses Download program untuk menampilkan text pada LCD maka akan terlihat seperti pada gambar 4.2. Pada program lcd_gotoxy(0,0) menunjukkan bahwa karakter pertama dari “TEST LCD” terletak pada sumbu x=0 dan y=0, maksudnya pada kolom pertama baris pertama. Kemudian

lcd_gotoxy(0,1) menunjukkan bahwa x=0 dan y=1 yaitu “.ARDY BERNARD” Dimulai dari kolom pertama pada baris kedua.

Gambar 4.2 Tampilan Test Lcd Dan Mikrokontroler Atmega16

4.2 Pengujian Rangkaian Photodioda

Pengujian photodioda dilakukan dengan menghubungkan dengan sebuah LED secara seri, kemudian diberikan catudaya sebesar 5V. dihubungkan rangkaian sensor photodiode dengan rangkaian mikrokontroler untuk mengetahui apakah sensor dapat bekerja dengan memberikan program tertentu pada mikrokontroler ATmega 16 kemudian hasil dari percobaan akan di tampilkan pada LCD. Adapun program untuk mendeteksi pengiriman sinyal dari rangkaian sensor photodiode ini adalah sebagai berikut.

#include <mega16.h>

#include <delay.h>

// Alphanumeric LCD functions

// Standard Input/Output functions

#include <stdio.h>

char buffer[33];

unsigned int tetes;

// Place your code here

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Test Photodioda");

lcd_gotoxy(0,1);

sprintf(buffer,"tetes =%3d ",tetes);

lcd_puts(buffer);

//delay_ms(200);

Apabila photodiode terkena halangan maka pada lcd akan tampak pertambahan jumlah halangan yang diterima oleh sensor. Pengujian sensor tersebut ditunjukan pada gambar 4.3 dibawah ini:

4.3 Pengujian Rangkaian Konverter USB To TTL

Pada pengujian ini Konverter USB To TTL ini merupakan port serial yang dihubungkan ke rangkaian ke PC. Dalam pengujiannya Konverter USB To TTL ini bekerja dengan baik, ketika dihubungkan antara rangkaian dengan PC maka pada tampilan pada visual basic akan dapat terlihat hasil dari pengukuran ataupun perubahan antara volume infuse dan juga jumlah tetesan yang dihasilkan oleh rangkaian dapat kita lihat perubahan tersebut dengan membandingkan hasil tampilan pada LCD dengan PC Dengan kata lain bahwa sambungan yang kita gunakan yaitu Konverter USB To TTL bekerja dengan Baik.

4.4 Pengujian Rangkaian Radio Frekuensi RWS 374 dan TWS 433

Pada pengujian ini dilakukan untuk mengetahui jangkauan maksimum pengiriman data dengan mikrokontroler melalui Radio Frekuensi TWS 433 apakah data yang diterima melalui Radio Frekuensi RWS347 sama dengan yang ditampilkan pada PC.

Tabel 4.1. Pengujian Jarak Maksimum Radio tanpa Penghalang

Jarak (M) Data

5 Terdeteksi

10 Terdeteksi

15 Terdeteksi

20 Terdeteksi

30 Terdeteksi

35 Terdeteksi

40 Terdeteksi

45 Terdeteksi

50 Terdeteksi

55 Terdeteksi

60 Terdeteksi

64 Terdeteksi

65 Tidak terdeteksi

70 Tidak terdeteksi

75 Tidak terdeteksi

Tabel 4.2. Pengujian Jarak Maksimum Radio Di dalam Ruangan

Jarak (M) Data

5 Terdeteksi

10 Terdeteksi

15 Terdeteksi

20 Terdeteksi

25 Terdeteksi

30 Terdeteksi

35 Terdeteksi

40 Terdeteksi

45 Terdeteksi

50 Terdeteksi

60 Tidak terdeteksi

65 Tidak terdeteksi

70 Tidak terdeteksi

Berdasarkan data hasil pengukuran pada table 4.1 dan 4.2 menunjukan bahwa Pengiriman data yang dapat di deteksi atau diterima oleh receiver dari pemancar yaitu pada jarak maksimum 64 meter tanpa halangan dan 50 meter didalam ruangan. Apabila melebihi jarak maksimum tersebut maka proses transmisi atau pengiriman data akan mengalami gangguan dengan di tandainya tampilan pada computer mengalami eror atau tidak bekerja.

4.5 Hasil Percobaan Rangkaian

Setelah dilakukan pengukuran atau penghitungan jumlah tetes dalam satu botol infuse 500 mL didapat hasil pengukuran sebesar 9265 tetes dengan kecepatan tetes 97-107 tetes permenit. Untuk mendapatkan jumlah tetes tersebut maka dilakukan perhitungan dengan cara menghitung berapa banyak jumlah tetes cairan 100 mL dan perhitungan tersebut dilakukan sebanyak 4 kali percobaan maka didapat hasil seperti pada table berikut:

Table 4.3 percobaan untuk mendapatkan jumlah tetes infus

Vol cairan Percobaan I

(tetets) Percobaan II (tetets) Percobaan III (tetets) Percobaan IV (tetets)

100 mL 1874 1845 1832 1861

Dari table diatas maka didapat jumlah tetes infuse 500 mL yaitu:

= ( 1874 + 1845 + 1832 + 1791 = 7861 ) : 4

= 1853 tetes

Maka diperoleh rata rata jumlah tetes 100mL cairan sebesar 1815.5 tetes

Maka untuk jumlah tetes 500 mL didapat sebanyak: 1815 x 5 = 9265 tetes.

Hasil percobaan rangkaian setelah didapat jumlah tetes dalam botol infuse 500 mL yaitu:

Table 4.4 Percobaan keakuratan pembacaan rangkaian dengan kecepatan tetes 90-110 tetes/menit

Percobaan 20 mL 40 mL 60 Ml 100 mL

I 21 mL 41 mL 62 Ml 102 mL

II 21 mL 42 mL 62 Ml 101 mL

III 20 mL 42 mL 61mL 102 mL

Table 4.5 Percobaan keakuratan pembacaan rangkaian dengan kecepatan tetes 60 - 70 tetes/menit

Percobaan 20 mL 40 mL 60 mL 100 mL

I 19 mL 40 mL 59 mL 99 mL

II 21 mL 41 mL 60 mL 101 mL

III 19 mL 40 mL 61 mL 99 mL

IV 20 mL 41 mL 61 mL 100 mL

4.6 Hasil Tampilan Pada Komputer

Selain pada display LCD, data infuse berupa volume dan jumlah tetesan dapat juga dilihat pada monitor computer yang terhubung kerangkaian penerima dan data ditampilkan melalui pemrograman visual basic 6.0 yang telah terprogram. Hasil tampilanya dikirim melalui radio transmitter TWS 433 dan diterima di oleh RWS 374 yang telah terhubung ke komputer. Tampilan data sensor akan tampak seperti gambar dibawah ini:

Tampilan pada monitor komputer apabila cairan pada infuse akan segera habis maka akan tampil peringatan pada layar komputer berupa tulisan atau teks kedap kedip.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diambil penulis dari penelitian ini yaitu:

1. Setelah dilakaukan penelitian dengan menggunakan sensor fotodioda dapat dideteksi seberapa besar jumlah volume cairan pada botol infuse yang sedang terpasang pada pasien dengan menghitung jumlah tetesan dari cairan infuse tersebut.

2. setelah dilakukan penelitian Pengiriman data melalui radio tws 433 dan Rws 374 dapat mencapai jarak maksimal 50 meter didalam ruangan dan dapat mencapai 64 meter tampa halangan. Dengan demikian penggunaan modul radio tersebut dapat langsung diaplikasikan, karena data yang dikirimkan oleh radio dapat ditampilkan pada komputer dengan menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic 6.0 dan tampilan pada komputer sama dengan yang ditampilkan pada LCD.

5.2 saran

setelah melakukan penelitian diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran yaitu:

1. Penggunaan sensor yang lebih sensitive akan semakin meyempurnakan peralatan ini Untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat.

2. Penambahan alaram untuk peringatan apabila volume infuse akan segera habis akan sangat membantu perawat untuk melakukan penggantian infuse segera.

3. Untuk mengembangkan penelitian ini ada baiknya dilakukan pemonitoringan untuk beberapa botol infuse.

DAFTAR PUSTAKA

Agfianto Eko Putra,”Belajar Mikrokontroler AT89S51/52/653 Teori dan Aplikasi”, Edisi 2, Yogyakarta : Penerbit Gava Media. 2002.

Bejo,A.” C dan AVR Rahasia kemudahan bahasa C dalam Mikrokontroler ATmega 8535, Edisi I. Penerbit : Graha Ilmu.2008

Heri Andrianto, “Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMega16 Menggunakan Bahasa C (CodeVisionAVR)”, Bandung, Indonesia: Informatika, 2008. Riyanto Sigit,”Robotika, Sensor dan Aktuator”, Yogyakarta : Graha Ilmu 2007.

Seriawan, afri, 20 Aplikasi mikrokontroler ATEmega 16 Menggunakan Bascom

AVR, Penerbit Andi.yogyakarta,2011

http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/lcd-liquid-cristal-display/ Copyright © Elektronika Dasar

http://ilmuef.blogspot.com/2013/11/liquid-crystal-display-lcd-adalah_9490.html http://expresikanlahdirimu.blogspot.com/2013/06/modul-radio-frekwensi-tws-dan-rws-433.html

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diambil penulis dari penelitian ini yaitu:

1. Setelah dilakaukan penelitian dengan menggunakan sensor fotodioda dapat

dideteksi seberapa besar jumlah volume cairan pada botol infuse yang sedang terpasang pada pasien dengan menghitung jumlah tetesan dari cairan infuse tersebut.

2. setelah dilakukan penelitian Pengiriman data melalui radio tws 433 dan Rws

374 dapat mencapai jarak maksimal 50 meter didalam ruangan dan dapat mencapai 64 meter tampa halangan. Dengan demikian penggunaan modul radio tersebut dapat langsung diaplikasikan, karena data yang dikirimkan oleh radio dapat ditampilkan pada komputer dengan menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic 6.0 dan tampilan pada komputer sama dengan yang ditampilkan pada LCD.

5.2 saran

setelah melakukan penelitian diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran yaitu:

1. Penggunaan sensor yang lebih sensitive akan semakin meyempurnakan

peralatan ini Untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat.

2. Penambahan alaram untuk peringatan apabila volume infuse akan segera habis

akan sangat membantu perawat untuk melakukan penggantian infuse segera.

3. Untuk mengembangkan penelitian ini ada baiknya dilakukan pemonitoringan

DAFTAR PUSTAKA

Agfianto Eko Putra,”Belajar Mikrokontroler AT89S51/52/653 Teori dan Aplikasi”, Edisi 2, Yogyakarta : Penerbit Gava Media. 2002.

Bejo,A.” C dan AVR Rahasia kemudahan bahasa C dalam Mikrokontroler ATmega 8535, Edisi I. Penerbit : Graha Ilmu.2008

Heri Andrianto, “Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMega16 Menggunakan Bahasa C (CodeVisionAVR)”, Bandung, Indonesia: Informatika, 2008. Riyanto Sigit,”Robotika, Sensor dan Aktuator”, Yogyakarta : Graha Ilmu 2007. Seriawan, afri, 20 Aplikasi mikrokontroler ATEmega 16 Menggunakan Bascom

AVR, Penerbit Andi.yogyakarta,2011

http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/lcd-liquid-cristal-display/ Copyright © Elektronika Dasar

http://ilmuef.blogspot.com/2013/11/liquid-crystal-display-lcd-adalah_9490.html http://expresikanlahdirimu.blogspot.com/2013/06/modul-radio-frekwensi-tws-dan-rws-433.html