PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT MONITORING INFUS PADA PASIEN DENGAN MENGGUNAKAN JARINGAN WIRELESS BERBASIS MIKROKONTROLER
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT MONITORING
INFUS PADA PASIEN DENGAN MENGGUNAKAN
JARINGAN WIRELESS BERBASIS MIKROKONTROLER
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik dalam Menyelesaikan
Program Sarjana (S-1) Teknik
Disusun Oleh :
FIRMANUDDIN NUR
NIM : 2010101130311044
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2015
ii
ABSTRAK
Perencanaan
Dan Pembuatan Alat Monitoring Infus Menggunakan
Jaringan Wireless Berbasis Mikrokontroler, Disusun oleh Firmanuddin Nur,
Nim:
201010130311044, Jurusan Elektro, Fakultas
Teknik,
Universitas
Muhammadiyah Malang, Pembimbing I: Ir. Nurhadi,MT, Pembimbing II:
M.Chasrun Hasani,ST.,MT.
Dalam dunia
medis
infus merupakan alat yang
paling sering
digunakan,fungsi infus sendiri yaitu untuk memberikan cairan pada pasien secara
berkala. Kesalahan dalam pemberian cairan infus dapat berakibat buruk kepada
pasien, apabila terjadi masalah seperti penyumbatan atau kehabisan cairan jika
tidak segera di tangani akan berbahaya bagi pasien. Infus yang ada saat ini
penggunaanya masih secara
manual dimana kesalahan – kesalahan seperti
tersebut masih sering terjadi.
Pembuatan sistem pembaca tetesan infus pasien dengan transmisi data wifi
merupakan solusi yang tepat untuk pemantauan jarak jauh secara realtime.
Dengan menggunakan alat ini, kondisi tetesan infus dapat dipantau oleh dokter
atau perawat melalui komputer dan melakukan rekam medis untuk kondisi dan
status infus tanpa harus melakukan pengecekan secara langsung sehingga dapat
membantu aktifitas dokter maupun perawat dalam penangan pasien khususnya
pasien yang sedang dirawat di ICU.
. Kata Kunci: Infus, Sensor, Mikrokontroler
v
ABSTRACT
Planning And Preparation Equipment Infusion Monitoring Using Wireless
Network Based On Microcontroller, to be compiled: Firmanuddin Nur, Nim:
201010130311044, Department of Electrical Engineering, Faculty of Technique,
University of Muhammadiyah Malang, Counsellor I: Ir. Lailis Syafa’ah, MT.,
Counsellor II: M.Chasrun Hasani,ST.,MT.
In the medical world infusion is the most commonly used tools, infusion
alone function is to provide fluid in patients on a regular basis. Errors in the
administration of intravenous fluids may be detrimental to the patient, if there are
problems such as blockages or dehydration if not handled immediately be harmful
to the patient. Infusion current use is still manually where mistakes - mistakes
such as these are still common.
Making the system of drip patient reader with wifi data transmission is the
perfect solution for remote monitoring in realtime. By using this tool, the
condition of the drip can be monitored by a doctor or nurse through the computer
and perform medical records for the condition and status of the infusion without
the need to check directly that can help doctors activities although nurses in
handling patients, especially patients who are being treated in the ICU
Key Word : infusion, sensors, microcontroller
vi
vii
KATA PENGANTAR
Segala Puji dan Syukur
penulis
panjatkan
kepada
ALLAH SWT.
Karena hanya dengan rahmat dan karunia-NYA, penulis dapat menyelesaikan
skripsi ini dengan judul : “PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT
MONITORING INFUS DENGAN MENGGUNAKAN JARINGAN WIRELESS
BERBASIS MIKROKONTROLER“
Penyusunan
skripsi
ini dimaksudkan
untuk
memenuhi syarat dalam
memperoleh gelar sarjana di Jurusan Elektro Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang.
Dengan ini
penulis
menyampaikan rasa hormat dan terima kasih
sebanyak banyaknya kepada semua pihak yang meluangkan waktu, tenaga,
dan pikiran bagi kelancaran penulisan skripsi ini. Dengan tulus dan hormat
penulis haturkan kepada :
1. Kedua Orang Tuaku, Kakakku,
keluarga yang telah memberikan
do’a dan dukungan, motivasi, kasih sayang dan materi.
2. Ibu Nur Alif Mardiyah,MT
selaku
Ketua
Jurusan Elektro Fakultas
Teknik Universitas Muhamadiyah Malang
3. Bapak Machmud Effendy, ST, MEng selaku Wakil Jurusan Elektro
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
4. Bapak Dr. Ir. Ermanu Azizil Hakim,MT selaku Dosen Wali Elektro
2010.
5. Bapak Ir. Nurhadi,MT selaku Dosen Pembimbing I.
6. Bapak M. Chasrun Hasani, ST., MT selaku Dosen Pembimbing II.
7. Teman seperjuangaku angkatan 2010.
8. Teman Kontrakan yang selalu meramaikan suasana.
9. Pacarku Cantik yang selalu mengangguku dengan memberikan semangat.
10. Mas tukang solder beserta krew nya yang membantu menyelesaikan
hardwarenya.
vii
11. Semua
pihak
yang
telah
membantu
dalam penyelesaian dan
penyusunan tugas akhir ini.
Penulis menyadari akan adanya kekurangan-kekurangan baik penyusunan
maupun pembahasan masalah dalam laporan
ini
karena keterbatasan
pengetahuan penulis. Sehingga penulis selalu mengharapkan kritik dan saran yang
membangun dari semua pihak
guna
perbaikan
dalam penyusunan laporan
dimasa yang akan datang.
Besar harapan penulis bahwa laporan tugas akhir ini dapat memberikan
manfaat bagi seluruh
pembaca
khususnya Mahasiswa Jurusan Elektro
Universitas Muhammadiyah Malang serta kemajuan IPTEK khususnya pada
Elektronika Medika.
Malang,28 November 2015
Penulis
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................
i
LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................. ii
LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. iii
LEMBAR PERNYATAAN .............................................................................. iv
ABSTRAKSI...................................................................................................... v
ABSTRACT ....................................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ....................................................................................... vii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... x
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiv
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................ 2
1.3 Batasan Masalah........................................................................................... 2
1.4 Tujuan .......................................................................................................... 3
1.5 Metode Penulisan ......................................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan .................................................................................. 4
BAB II Landasan Teori ................................................................................... 5
2.1 Pengertian Infus ........................................................................................... 5
2.1.1 Teori Dasar Infus Intravena ................................................................ 6
2.1.2 Jenis Cairan Infus ................................................................................ 6
2.2. Sistem Wireless ............................................................................................ 8
2.2.1 Aplikasi Telekonikasi Nirkabel .......................................................... 9
2.2.2 WLAN(wireless Local Area Network) ............................................... 11
2.2.3 Wizfi220.............................................................................................. 13
2.3 Dioda infra merah ...................................................................................... 14
2.4 Photodioda ................................................................................................. 15
viii
2.5 OP-AMP(Operational Amplifier) ............................................................... 16
2.6 Timer 555 .................................................................................................... 16
2.6.1 Mostable Circuit .................................................................................. 17
2.6.2 Bistable Circuit ................................................................................... 18
2.6.3 Astable Circuit .................................................................................... 19
2.7 Mikrokontroler ATMEGA16 ....................................................................... 19
2.7.1 Konfigurasi pin-pin ATMEGA16 ...................................................... 20
2.7.2 Timer dan Counter pada AVR ........................................................... 25
2.8 Bahasa pemograman bascom AVR .............................................................. 28
2.8.1 Karakter Dalam BASCOM ................................................................ 28
2.8.2 Tipe Data ............................................................................................ 29
2.8.3 Variabel .............................................................................................. 30
2.8.4 Alias ................................................................................................... 31
2.8.5 Konstanta ........................................................................................... 31
2.8.6 Aray.................................................................................................... 32
2.8.7 Operasi-operasi Dalam BASCOM ..................................................... 33
2.8.8 Pipa kapiler......................................................................................... 35
BAB III PERANCANGAN SISTEM ............................................................ 35
3.1 Umum ......................................................................................................... 35
3.2
Perencanaan Hardware ............................................................................... 35
3.2.1 Block Diagram Sistem ....................................................................... 35
3.2.2 Perencanaan sensor infus dengan Photodiode ................................... 36
3.2.3 Perancangan Tombol Emergency ...................................................... 37
3.2.4 Perancangan Modul WIFI menggunakan Wizfi220 .......................... 38
3.2.5 Perancangan rangkian Driver Buzzer ................................................ 39
3.2.6 Perancangan LED Indikator ............................................................... 43
3.2.7 Perancangan Mikrokontroler ATMEGA16 ....................................... 44
3.3
Perancangan Software ................................................................................ 45
3.3.1 Perangkat lunak .................................................................................. 45
3.3.2 Flowchart ........................................................................................... 46
ix
BAB IV PENGUJIAN ...................................................................................... 48
4.1 Pengujian Input Output ................................................................................ 48
4.1.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................... 48
4.1.2 Peralatan yang digunakan .................................................................. 48
4.1.3 Langkah-langkah pengukuran ............................................................ 48
4.1.4 Pengujian Rangkian Input Output ...................................................... 48
4.1.5 Hasil Pengukuran ............................................................................... 49
4.1.6 Analisa ............................................................................................... 50
4.2 Pengujian sensor infus(Photodiode) ............................................................ 50
4.2.1 Tujuan Pengukuran ............................................................................ 50
4.2.2 Peralatan yang digunakan .................................................................. 50
4.2.3 Langkah-langkah pengukuran ............................................................ 50
4.2.4 Diagram Rangkian pengujian............................................................. 50
4.2.5 Data Hasil Pengukuran ...................................................................... 51
4.2.6 Analisa ............................................................................................... 51
4.3 Pengujian Buzzer ......................................................................................... 52
4.3.1 Tujuan ................................................................................................ 52
4.3.2 Peralatan yang digunakan .................................................................. 52
4.3.3 Langkah pengujian ............................................................................. 52
4.3.4 Pengujian Rangkian ........................................................................... 52
4.3.5 Hasil Pengujian .................................................................................. 52
4.3.6 Analisa ............................................................................................... 53
4.4 Pengujian Modul Wifi .................................................................................. 53
4.4.1 Tujuan ................................................................................................ 53
4.4.2 Alat dan Bahan ................................................................................... 53
4.4.3 Prosedur Pengujian ............................................................................ 53
4.4.4 Data Hasil Pengujian .......................................................................... 57
4.4.5 Analisa .............................................................................................. 59
4.5 Pengujian Keseluruhan................................................................................. 59
4.5.1 Tujuan ................................................................................................ 59
4.5.2 Peralatan yang digunakan ................................................................. 59
4.5.3 Prosedur yang digunakan ................................................................... 60
x
4.5.4 Hasil Pengujian .................................................................................. 60
4.5.5 Analisa ............................................................................................... 62
4.5.6 Pengujian Koversi Satuan Tetes/menit............................................... 62
BAB V PENUTUP ........................................................................................... 65
5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 65
5.2 Saran ............................................................................................................. 65
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Komponen – komponen sistem infus .......................................... . 5
Gambar 2.2
Jaringan Wireless ........................................................................ . 9
Gambar 2.3
Aplikasi Wireless LAN ...............................................................11
Gambar 2.4
Susunan paket protokol IEE802.11a ..................................... .......12
Gambar 2.5
Susunan paket protokol IEE802.11n ..................................... ......13
Gambar 2.6
Blok diagram Wizfi220 ......................................................... .. ....13
Gambar 2.7
Bentuk fisik modul Wizfi220 ................................................ ... ...14
Gambar 2.8
Diode Led infrared ................................................................ .......15
Gambar 2.9
Hubungan keluaran Photodioda dengan intensitas cahaya ... .......15
Gambar 2.10 Ic Op-Amp............................................................................. .......16
Gambar 2.11 Rangkian monostable ............................................................ .......17
Gambar 2.12 Karateristik monostable......................................................... ...... 17
Gambar 2.13 Karateristik ouput bistable .................................................... .......18
Gambar 2.14 Kararteristik ouput astable .................................................... .......19
Gambar 2.16 Konfigurasi Pin AVR ATMEGA16 ...................................... .......21
Gambar 2.18 Blok diagram peneriman UART ........................................... .......25
Gambar 2.19 Register TCCR0 .................................................................... .......26
Gambar 2.20 Regiter TCCR0...................................................................... .......26
Gambar 2.21 Regiter TCCR1A ................................................................... .......27
Gambar 2.22 Register TCCR1A ................................................................. .......27
Gambar 2.23 Pipa Kapiler ..................................................................................34
Gambar 3.1
Block Diagram............................................................................. 35
Gambar 3.2
Rangkian sensor Photodioda ...................................................... 36
Gambar 3.3
Rangkian Tombol emergency...................................................... 38
Gambar 3.4
Rangkian Wizfi220 ...................................................................... 39
Gambar 3.5
Rangkian Driver Buzzer ......................................................... .... 40
Gambar 3.6
Rangkian LED indikator.............................................................. 43
Gambar 3.7
Rangkian minimum sistem ATMEGA16......................................44
Gambar 3.8
Flowchart sensor ........................................................................ 45
xii
Gambar 3.9
Flowchart wizfi .......................................................................... 46
Gambar 4.1
Rangkian pengujian input output menggunakan LED ............... 48
Gambar 4.2
Pengujian input output .............................................................. 49
Gambar 4.3
Rangkian sensor infus ................................................................. 50
Gambar 4.4
Hasil pengujian rangkian ............................................................. 51
Gambar 4.5
Rangkian pengujian driver buzzer............................................... 52
Gambar 4.6
Diagram pengujian rangkian modul WIFI ................................. 54
Gambar 4.7 Hasil deteksi WIFI ...................................................................... 58
Gambar 4.8 Hasil masukan pasword WIFI ..................................................... 58
Gambar 4.9 Hasil pengujian WIFI Conect ..................................................... 58
Gambar 4.10 Hasil pengujian komunikasi data WIFI via delphi ...................... 59
Gambar 4.11 Hasil pengujian monitoring infus ................................................. 60
Gambar 4.12 Hasil pengujian monitoring infus ................................................. 61
Gambar 4.13 Hasil pengujian monitoring saat infus hampir habis .................... 61
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Fungsi khusus port B ....................................................................... 22
Tabel 2.2 Fungsi khusus port C ....................................................................... 22
Tabel 2.3 Fungsi khusus port D ....................................................................... 23
Tabel 2.4 Register Addreas ............................................................................. 24
Tabel 2.5 Seting Prescale ................................................................................. 25
Tabel 2.6 Seting Mode Compare1 .................................................................... 27
Tabel 2.7 Seting Mode PWM ........................................................................... 27
Tabel 2.8 Karakter dalam bascom......................................................................29
Tabel 2.9 Tipe data pada bascom........................................................................29
Tabel 2.10 Operator Relasi..................................................................................33
Tabel 4.1 Nilai clock mikrokontroler dan timer.................................................63
Tabel 4.2 Nilai eror clock mikrokontroler...........................................................63
Tabel 4.3 Nilai kecepatan tetesan dan perhitungan manual................................64
xiv
DAFTAR PUSTAKA
Anonim,”Atmel Mikrokontroler ATMega16”http://www.Atmel.com (Mikrokontroler
ATMega16).25juli2012.
Asmadi. (2008). Teknik Prosedural Keperawatan Konsep dan Aplikasi Kebutuhan Dasar
Klien. Jakarta : Salemba Medika.
Andrianto, Heri, pemrograman mikrokontroler AVR ATMega 16, Informatika.
Bandiyah, Siti. 2011. Keterampilan Dasar Praktik Klinik Keperawatan Dan Kebidanan.
Yogyakarta : Nuha Medika
Bishop, owen.2004.Dasar-dasar Elektronika.Jakarta : Erlangga
Fungsi Switch pada Jaringan Komputer. http://blogging.co.id/fungsi-switch-padajaringan. Diakses pada tanggal 2 Februari 2014.
Wahana Komputer.2007. Teknik Antar Muka Mikrokontroler dengan Komputer
Berbasis Delphi. Jakarta Salemba Infotek.
Pengertian VLAN. http://blograkata.blogspot.com/2012/03/pengertian-vlan.html. Diakses
pada tanggal 2 Maret 2014.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Perkembangan teknologi dalam dunia elektronika sekarang ini maju dengan
pesatnya, teknologi tersebut terus dikembangkan guna memunculkan teknologi yang
lebih handal. Mikrokontroler merupakan salah satu produk teknologi yang dapat
diumpamakan sebagai sebuah mikrokomputer yang berukuran kecil, akan tetapi dapat
melakukan berbagai macam perintah dengan kecepatan tinggi. Aplikasi mikrokontroler
telah digunakan pada peralatan elektronika yang telah ada, tidak hanya di bidang industri,
rumah tangga tetapi juga instansi seperti rumah sakit.
Wireless local area network (LAN) adalah sistem komunikasi data yang fleksibel
yang dapat diimplementasikan sebagai perpanjangan atau pun sebagai alternatif
pengganti untuk jaringan kabel LAN. Dengan menggunakan teknologi frekuensi radio,
wireless LAN mengirim dan menerima data melalui media udara, dengan meminimalisasi
kebutuhan akan sambungan kabel. Dengan begitu, wireless LAN telah dapat
mengkombinasikan antara konektivitas data dengan mobilitas user.
Untuk menciptakan suatu sistem pengendali atau pengontrol otomatis dibuatlah
suatu teknologi yang disebut sebagai teknologi mikrokontroler. Teknologi mikrokontroler
adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umumya
dapat menyimpan program di dalamnya.
Rumah Sakit merupakan salah satu tempat yang membutuhkan kerja ekstra agar
pelayanan terbaik menjadi prioritas utama dalam instansi tersebut. Tidak hanya
dokter,staff keperawatan harus memberikan pelayanan yang memuaskan untuk para
pelanggannya. Namun, dengan kerja ekstra tersebut, tentu akan menguras banyak tenaga
bagi pekerjanya. Terutama staff keperawatan. Lihat saja, bagaimana betapa sibuknya
perawat mondar mandir kesana kemari melayani pasien dan tentu saja mengecheck
perkembangan kesehatan pasien. Mungkin selama 24 jam dalam sehari, kegiatan tersebut
dilakukan secara continue. Apabila terjadi masalah pada infus seperti selang infus macet,
kecepatan tetesan infus berubah dari
1
yang seharusnya atau cairan infus habis, maka petugas jaga tidak mengetahuinya
sebelum ada laporan dari kerabat yang menjaga pasien.
Maka berdasarkan pemikiran diatas, dibuat kemudahan bagi para staff karyawan.
Yaitu Perancangan dan Pembuatan Alat Monitoring Infus pada Pasien Rumah Sakit
dengan Menggunakan Jaringan Wireless Berbasis Mikrokontrler, dimana para staff
perawat tidak perlu melakukan pengecekkan infus pada setiap kamar. Hanya dari ruang
perawat, mereka dapat melihat ketersediaan infus pasien dalam setiap kamar. Mereka
hanya perlu mondar mandir pada jam yang telah terjadwal. Misalnya, distribusi jam
makan atau keadaan urgent.
1.2
Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah untuk tugas akhir ini diantaranya :
1. Bagaimana merancang sistem agar terhubung dengan jaringan wifi.
2. Bagaimana merancang sensor sebagai input agar mampu
melakukan pembacaan tetetsan infus.
3. Bagaimana merancang perangkat lunak pada mikrokontroler agar
sistem dapat melakukan komunikasi data via jaringan wifi terhadap
host(PC).
1.3
Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dari tugas akhir ini diantaranya :
1. Tetesan infus di implementasikan berdasarkan simulasi
2. Tidak membahas catu daya
3. Menggunakan modul WIZFI 220 sebagai media komunikasi wifi.
4. Menggunakan ATMEGA16 sebagai pengendali utama sistem.
5. Menngunakan
bahasa
pemograman
Bascom
AVR
untuk
mikrokontroler dan menggunakan progam Delphi untuk interface
pada PC.
2
1.4
Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan tugas akhir ini diantaranya :
1. Untuk merancang suatu alat otomatis monitoring infus dalam
kamar rumah sakit.
2. Merancang dan simulasi monitoring infus pasien rumah sakit
dengan komunikasi wireless berbasis mikrokontroler.
1.5
Metodologi Pelaksanaan
Metodelogi dari penelitian ini dengan cara :
1. Studi Literatur
Studi literatur dapat berupa beberapa sumber informasi
mengenai infus, teori – teori yang digunakan sensor untuk pembacaan
objek, komunikasi LAN, serial, dan jurnal maupun media elektronik
seperti internet.
2. Pembuatan Rangkaian Kendali
Rangkain ini lah yang akan bertindak sebgai pembuatan model
dan simulasi tetesan infus. Sistem ini menggunakan mikrokontroller
sebagai penegendali utamanya. Mikrokontroller yang akan digunakan
berupa ATMEGA16
3. Melakukan Pemrograman
Hal ini betujuan untuk memberikan perintah-perintah
yang
akan dijalankan oleh tetesan infus nantinya dan dapat dilakukan secara
otomotisasi sistem. Pada pemrograman ini menggunakan progam
Bascom AVR pada mikrokontroler dan progam Delphi untuk interface.
3
1.5
Sitematika Pembahasan
Tugas akhir ini tersusun atas beberapa bab pembahasan . Sistematika
pembahasan tersebut sebagai berikut:
1. BAB I : Pendahuluan
Pendahuluan menguraikan secara singkat latar belakang,rumusan
masalah, tujuan, batasan masalah, dan sistematika pembahasan.
2. BAB II : Landasan Teori
Landasan teori berisi pembahasan secara garis besar tentang komunikasi
data serial, sensor dan teori pendukung mengenai dasar-dasar dari
perangkat yang digunakan.
3. BAB III : Perancangan Sistem
Perancangan sistem membahas tentang perencanaan sistem yang
dibangun, meliputi pembuatan perangkat lunak dan perangkat keras
secara keseluruhan.
4. BAB IV : Pengujian Alat dan Analisa
Pengujian alat dan analisa berisi analisa hasil dari alat yang dibut,
kegagalan serta penyebab kegagalan tersebut.
5. BAB V : Kesimpulan dan Sarana
Kesimpulan dan saran berisi kesimpulan yang diambil berdasarkan
analisa hal-hal penting, keunikan, kelebihan/kekurangan, serta saransaran untuk penyempurnaan alat yang dibuat.
4
INFUS PADA PASIEN DENGAN MENGGUNAKAN
JARINGAN WIRELESS BERBASIS MIKROKONTROLER
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik dalam Menyelesaikan
Program Sarjana (S-1) Teknik
Disusun Oleh :
FIRMANUDDIN NUR
NIM : 2010101130311044
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2015
ii
ABSTRAK
Perencanaan
Dan Pembuatan Alat Monitoring Infus Menggunakan
Jaringan Wireless Berbasis Mikrokontroler, Disusun oleh Firmanuddin Nur,
Nim:
201010130311044, Jurusan Elektro, Fakultas
Teknik,
Universitas
Muhammadiyah Malang, Pembimbing I: Ir. Nurhadi,MT, Pembimbing II:
M.Chasrun Hasani,ST.,MT.
Dalam dunia
medis
infus merupakan alat yang
paling sering
digunakan,fungsi infus sendiri yaitu untuk memberikan cairan pada pasien secara
berkala. Kesalahan dalam pemberian cairan infus dapat berakibat buruk kepada
pasien, apabila terjadi masalah seperti penyumbatan atau kehabisan cairan jika
tidak segera di tangani akan berbahaya bagi pasien. Infus yang ada saat ini
penggunaanya masih secara
manual dimana kesalahan – kesalahan seperti
tersebut masih sering terjadi.
Pembuatan sistem pembaca tetesan infus pasien dengan transmisi data wifi
merupakan solusi yang tepat untuk pemantauan jarak jauh secara realtime.
Dengan menggunakan alat ini, kondisi tetesan infus dapat dipantau oleh dokter
atau perawat melalui komputer dan melakukan rekam medis untuk kondisi dan
status infus tanpa harus melakukan pengecekan secara langsung sehingga dapat
membantu aktifitas dokter maupun perawat dalam penangan pasien khususnya
pasien yang sedang dirawat di ICU.
. Kata Kunci: Infus, Sensor, Mikrokontroler
v
ABSTRACT
Planning And Preparation Equipment Infusion Monitoring Using Wireless
Network Based On Microcontroller, to be compiled: Firmanuddin Nur, Nim:
201010130311044, Department of Electrical Engineering, Faculty of Technique,
University of Muhammadiyah Malang, Counsellor I: Ir. Lailis Syafa’ah, MT.,
Counsellor II: M.Chasrun Hasani,ST.,MT.
In the medical world infusion is the most commonly used tools, infusion
alone function is to provide fluid in patients on a regular basis. Errors in the
administration of intravenous fluids may be detrimental to the patient, if there are
problems such as blockages or dehydration if not handled immediately be harmful
to the patient. Infusion current use is still manually where mistakes - mistakes
such as these are still common.
Making the system of drip patient reader with wifi data transmission is the
perfect solution for remote monitoring in realtime. By using this tool, the
condition of the drip can be monitored by a doctor or nurse through the computer
and perform medical records for the condition and status of the infusion without
the need to check directly that can help doctors activities although nurses in
handling patients, especially patients who are being treated in the ICU
Key Word : infusion, sensors, microcontroller
vi
vii
KATA PENGANTAR
Segala Puji dan Syukur
penulis
panjatkan
kepada
ALLAH SWT.
Karena hanya dengan rahmat dan karunia-NYA, penulis dapat menyelesaikan
skripsi ini dengan judul : “PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT
MONITORING INFUS DENGAN MENGGUNAKAN JARINGAN WIRELESS
BERBASIS MIKROKONTROLER“
Penyusunan
skripsi
ini dimaksudkan
untuk
memenuhi syarat dalam
memperoleh gelar sarjana di Jurusan Elektro Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang.
Dengan ini
penulis
menyampaikan rasa hormat dan terima kasih
sebanyak banyaknya kepada semua pihak yang meluangkan waktu, tenaga,
dan pikiran bagi kelancaran penulisan skripsi ini. Dengan tulus dan hormat
penulis haturkan kepada :
1. Kedua Orang Tuaku, Kakakku,
keluarga yang telah memberikan
do’a dan dukungan, motivasi, kasih sayang dan materi.
2. Ibu Nur Alif Mardiyah,MT
selaku
Ketua
Jurusan Elektro Fakultas
Teknik Universitas Muhamadiyah Malang
3. Bapak Machmud Effendy, ST, MEng selaku Wakil Jurusan Elektro
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
4. Bapak Dr. Ir. Ermanu Azizil Hakim,MT selaku Dosen Wali Elektro
2010.
5. Bapak Ir. Nurhadi,MT selaku Dosen Pembimbing I.
6. Bapak M. Chasrun Hasani, ST., MT selaku Dosen Pembimbing II.
7. Teman seperjuangaku angkatan 2010.
8. Teman Kontrakan yang selalu meramaikan suasana.
9. Pacarku Cantik yang selalu mengangguku dengan memberikan semangat.
10. Mas tukang solder beserta krew nya yang membantu menyelesaikan
hardwarenya.
vii
11. Semua
pihak
yang
telah
membantu
dalam penyelesaian dan
penyusunan tugas akhir ini.
Penulis menyadari akan adanya kekurangan-kekurangan baik penyusunan
maupun pembahasan masalah dalam laporan
ini
karena keterbatasan
pengetahuan penulis. Sehingga penulis selalu mengharapkan kritik dan saran yang
membangun dari semua pihak
guna
perbaikan
dalam penyusunan laporan
dimasa yang akan datang.
Besar harapan penulis bahwa laporan tugas akhir ini dapat memberikan
manfaat bagi seluruh
pembaca
khususnya Mahasiswa Jurusan Elektro
Universitas Muhammadiyah Malang serta kemajuan IPTEK khususnya pada
Elektronika Medika.
Malang,28 November 2015
Penulis
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................
i
LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................. ii
LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. iii
LEMBAR PERNYATAAN .............................................................................. iv
ABSTRAKSI...................................................................................................... v
ABSTRACT ....................................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ....................................................................................... vii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... x
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiv
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................ 2
1.3 Batasan Masalah........................................................................................... 2
1.4 Tujuan .......................................................................................................... 3
1.5 Metode Penulisan ......................................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan .................................................................................. 4
BAB II Landasan Teori ................................................................................... 5
2.1 Pengertian Infus ........................................................................................... 5
2.1.1 Teori Dasar Infus Intravena ................................................................ 6
2.1.2 Jenis Cairan Infus ................................................................................ 6
2.2. Sistem Wireless ............................................................................................ 8
2.2.1 Aplikasi Telekonikasi Nirkabel .......................................................... 9
2.2.2 WLAN(wireless Local Area Network) ............................................... 11
2.2.3 Wizfi220.............................................................................................. 13
2.3 Dioda infra merah ...................................................................................... 14
2.4 Photodioda ................................................................................................. 15
viii
2.5 OP-AMP(Operational Amplifier) ............................................................... 16
2.6 Timer 555 .................................................................................................... 16
2.6.1 Mostable Circuit .................................................................................. 17
2.6.2 Bistable Circuit ................................................................................... 18
2.6.3 Astable Circuit .................................................................................... 19
2.7 Mikrokontroler ATMEGA16 ....................................................................... 19
2.7.1 Konfigurasi pin-pin ATMEGA16 ...................................................... 20
2.7.2 Timer dan Counter pada AVR ........................................................... 25
2.8 Bahasa pemograman bascom AVR .............................................................. 28
2.8.1 Karakter Dalam BASCOM ................................................................ 28
2.8.2 Tipe Data ............................................................................................ 29
2.8.3 Variabel .............................................................................................. 30
2.8.4 Alias ................................................................................................... 31
2.8.5 Konstanta ........................................................................................... 31
2.8.6 Aray.................................................................................................... 32
2.8.7 Operasi-operasi Dalam BASCOM ..................................................... 33
2.8.8 Pipa kapiler......................................................................................... 35
BAB III PERANCANGAN SISTEM ............................................................ 35
3.1 Umum ......................................................................................................... 35
3.2
Perencanaan Hardware ............................................................................... 35
3.2.1 Block Diagram Sistem ....................................................................... 35
3.2.2 Perencanaan sensor infus dengan Photodiode ................................... 36
3.2.3 Perancangan Tombol Emergency ...................................................... 37
3.2.4 Perancangan Modul WIFI menggunakan Wizfi220 .......................... 38
3.2.5 Perancangan rangkian Driver Buzzer ................................................ 39
3.2.6 Perancangan LED Indikator ............................................................... 43
3.2.7 Perancangan Mikrokontroler ATMEGA16 ....................................... 44
3.3
Perancangan Software ................................................................................ 45
3.3.1 Perangkat lunak .................................................................................. 45
3.3.2 Flowchart ........................................................................................... 46
ix
BAB IV PENGUJIAN ...................................................................................... 48
4.1 Pengujian Input Output ................................................................................ 48
4.1.1 Tujuan Pengukuran ........................................................................... 48
4.1.2 Peralatan yang digunakan .................................................................. 48
4.1.3 Langkah-langkah pengukuran ............................................................ 48
4.1.4 Pengujian Rangkian Input Output ...................................................... 48
4.1.5 Hasil Pengukuran ............................................................................... 49
4.1.6 Analisa ............................................................................................... 50
4.2 Pengujian sensor infus(Photodiode) ............................................................ 50
4.2.1 Tujuan Pengukuran ............................................................................ 50
4.2.2 Peralatan yang digunakan .................................................................. 50
4.2.3 Langkah-langkah pengukuran ............................................................ 50
4.2.4 Diagram Rangkian pengujian............................................................. 50
4.2.5 Data Hasil Pengukuran ...................................................................... 51
4.2.6 Analisa ............................................................................................... 51
4.3 Pengujian Buzzer ......................................................................................... 52
4.3.1 Tujuan ................................................................................................ 52
4.3.2 Peralatan yang digunakan .................................................................. 52
4.3.3 Langkah pengujian ............................................................................. 52
4.3.4 Pengujian Rangkian ........................................................................... 52
4.3.5 Hasil Pengujian .................................................................................. 52
4.3.6 Analisa ............................................................................................... 53
4.4 Pengujian Modul Wifi .................................................................................. 53
4.4.1 Tujuan ................................................................................................ 53
4.4.2 Alat dan Bahan ................................................................................... 53
4.4.3 Prosedur Pengujian ............................................................................ 53
4.4.4 Data Hasil Pengujian .......................................................................... 57
4.4.5 Analisa .............................................................................................. 59
4.5 Pengujian Keseluruhan................................................................................. 59
4.5.1 Tujuan ................................................................................................ 59
4.5.2 Peralatan yang digunakan ................................................................. 59
4.5.3 Prosedur yang digunakan ................................................................... 60
x
4.5.4 Hasil Pengujian .................................................................................. 60
4.5.5 Analisa ............................................................................................... 62
4.5.6 Pengujian Koversi Satuan Tetes/menit............................................... 62
BAB V PENUTUP ........................................................................................... 65
5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 65
5.2 Saran ............................................................................................................. 65
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Komponen – komponen sistem infus .......................................... . 5
Gambar 2.2
Jaringan Wireless ........................................................................ . 9
Gambar 2.3
Aplikasi Wireless LAN ...............................................................11
Gambar 2.4
Susunan paket protokol IEE802.11a ..................................... .......12
Gambar 2.5
Susunan paket protokol IEE802.11n ..................................... ......13
Gambar 2.6
Blok diagram Wizfi220 ......................................................... .. ....13
Gambar 2.7
Bentuk fisik modul Wizfi220 ................................................ ... ...14
Gambar 2.8
Diode Led infrared ................................................................ .......15
Gambar 2.9
Hubungan keluaran Photodioda dengan intensitas cahaya ... .......15
Gambar 2.10 Ic Op-Amp............................................................................. .......16
Gambar 2.11 Rangkian monostable ............................................................ .......17
Gambar 2.12 Karateristik monostable......................................................... ...... 17
Gambar 2.13 Karateristik ouput bistable .................................................... .......18
Gambar 2.14 Kararteristik ouput astable .................................................... .......19
Gambar 2.16 Konfigurasi Pin AVR ATMEGA16 ...................................... .......21
Gambar 2.18 Blok diagram peneriman UART ........................................... .......25
Gambar 2.19 Register TCCR0 .................................................................... .......26
Gambar 2.20 Regiter TCCR0...................................................................... .......26
Gambar 2.21 Regiter TCCR1A ................................................................... .......27
Gambar 2.22 Register TCCR1A ................................................................. .......27
Gambar 2.23 Pipa Kapiler ..................................................................................34
Gambar 3.1
Block Diagram............................................................................. 35
Gambar 3.2
Rangkian sensor Photodioda ...................................................... 36
Gambar 3.3
Rangkian Tombol emergency...................................................... 38
Gambar 3.4
Rangkian Wizfi220 ...................................................................... 39
Gambar 3.5
Rangkian Driver Buzzer ......................................................... .... 40
Gambar 3.6
Rangkian LED indikator.............................................................. 43
Gambar 3.7
Rangkian minimum sistem ATMEGA16......................................44
Gambar 3.8
Flowchart sensor ........................................................................ 45
xii
Gambar 3.9
Flowchart wizfi .......................................................................... 46
Gambar 4.1
Rangkian pengujian input output menggunakan LED ............... 48
Gambar 4.2
Pengujian input output .............................................................. 49
Gambar 4.3
Rangkian sensor infus ................................................................. 50
Gambar 4.4
Hasil pengujian rangkian ............................................................. 51
Gambar 4.5
Rangkian pengujian driver buzzer............................................... 52
Gambar 4.6
Diagram pengujian rangkian modul WIFI ................................. 54
Gambar 4.7 Hasil deteksi WIFI ...................................................................... 58
Gambar 4.8 Hasil masukan pasword WIFI ..................................................... 58
Gambar 4.9 Hasil pengujian WIFI Conect ..................................................... 58
Gambar 4.10 Hasil pengujian komunikasi data WIFI via delphi ...................... 59
Gambar 4.11 Hasil pengujian monitoring infus ................................................. 60
Gambar 4.12 Hasil pengujian monitoring infus ................................................. 61
Gambar 4.13 Hasil pengujian monitoring saat infus hampir habis .................... 61
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Fungsi khusus port B ....................................................................... 22
Tabel 2.2 Fungsi khusus port C ....................................................................... 22
Tabel 2.3 Fungsi khusus port D ....................................................................... 23
Tabel 2.4 Register Addreas ............................................................................. 24
Tabel 2.5 Seting Prescale ................................................................................. 25
Tabel 2.6 Seting Mode Compare1 .................................................................... 27
Tabel 2.7 Seting Mode PWM ........................................................................... 27
Tabel 2.8 Karakter dalam bascom......................................................................29
Tabel 2.9 Tipe data pada bascom........................................................................29
Tabel 2.10 Operator Relasi..................................................................................33
Tabel 4.1 Nilai clock mikrokontroler dan timer.................................................63
Tabel 4.2 Nilai eror clock mikrokontroler...........................................................63
Tabel 4.3 Nilai kecepatan tetesan dan perhitungan manual................................64
xiv
DAFTAR PUSTAKA
Anonim,”Atmel Mikrokontroler ATMega16”http://www.Atmel.com (Mikrokontroler
ATMega16).25juli2012.
Asmadi. (2008). Teknik Prosedural Keperawatan Konsep dan Aplikasi Kebutuhan Dasar
Klien. Jakarta : Salemba Medika.
Andrianto, Heri, pemrograman mikrokontroler AVR ATMega 16, Informatika.
Bandiyah, Siti. 2011. Keterampilan Dasar Praktik Klinik Keperawatan Dan Kebidanan.
Yogyakarta : Nuha Medika
Bishop, owen.2004.Dasar-dasar Elektronika.Jakarta : Erlangga
Fungsi Switch pada Jaringan Komputer. http://blogging.co.id/fungsi-switch-padajaringan. Diakses pada tanggal 2 Februari 2014.
Wahana Komputer.2007. Teknik Antar Muka Mikrokontroler dengan Komputer
Berbasis Delphi. Jakarta Salemba Infotek.
Pengertian VLAN. http://blograkata.blogspot.com/2012/03/pengertian-vlan.html. Diakses
pada tanggal 2 Maret 2014.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Perkembangan teknologi dalam dunia elektronika sekarang ini maju dengan
pesatnya, teknologi tersebut terus dikembangkan guna memunculkan teknologi yang
lebih handal. Mikrokontroler merupakan salah satu produk teknologi yang dapat
diumpamakan sebagai sebuah mikrokomputer yang berukuran kecil, akan tetapi dapat
melakukan berbagai macam perintah dengan kecepatan tinggi. Aplikasi mikrokontroler
telah digunakan pada peralatan elektronika yang telah ada, tidak hanya di bidang industri,
rumah tangga tetapi juga instansi seperti rumah sakit.
Wireless local area network (LAN) adalah sistem komunikasi data yang fleksibel
yang dapat diimplementasikan sebagai perpanjangan atau pun sebagai alternatif
pengganti untuk jaringan kabel LAN. Dengan menggunakan teknologi frekuensi radio,
wireless LAN mengirim dan menerima data melalui media udara, dengan meminimalisasi
kebutuhan akan sambungan kabel. Dengan begitu, wireless LAN telah dapat
mengkombinasikan antara konektivitas data dengan mobilitas user.
Untuk menciptakan suatu sistem pengendali atau pengontrol otomatis dibuatlah
suatu teknologi yang disebut sebagai teknologi mikrokontroler. Teknologi mikrokontroler
adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umumya
dapat menyimpan program di dalamnya.
Rumah Sakit merupakan salah satu tempat yang membutuhkan kerja ekstra agar
pelayanan terbaik menjadi prioritas utama dalam instansi tersebut. Tidak hanya
dokter,staff keperawatan harus memberikan pelayanan yang memuaskan untuk para
pelanggannya. Namun, dengan kerja ekstra tersebut, tentu akan menguras banyak tenaga
bagi pekerjanya. Terutama staff keperawatan. Lihat saja, bagaimana betapa sibuknya
perawat mondar mandir kesana kemari melayani pasien dan tentu saja mengecheck
perkembangan kesehatan pasien. Mungkin selama 24 jam dalam sehari, kegiatan tersebut
dilakukan secara continue. Apabila terjadi masalah pada infus seperti selang infus macet,
kecepatan tetesan infus berubah dari
1
yang seharusnya atau cairan infus habis, maka petugas jaga tidak mengetahuinya
sebelum ada laporan dari kerabat yang menjaga pasien.
Maka berdasarkan pemikiran diatas, dibuat kemudahan bagi para staff karyawan.
Yaitu Perancangan dan Pembuatan Alat Monitoring Infus pada Pasien Rumah Sakit
dengan Menggunakan Jaringan Wireless Berbasis Mikrokontrler, dimana para staff
perawat tidak perlu melakukan pengecekkan infus pada setiap kamar. Hanya dari ruang
perawat, mereka dapat melihat ketersediaan infus pasien dalam setiap kamar. Mereka
hanya perlu mondar mandir pada jam yang telah terjadwal. Misalnya, distribusi jam
makan atau keadaan urgent.
1.2
Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah untuk tugas akhir ini diantaranya :
1. Bagaimana merancang sistem agar terhubung dengan jaringan wifi.
2. Bagaimana merancang sensor sebagai input agar mampu
melakukan pembacaan tetetsan infus.
3. Bagaimana merancang perangkat lunak pada mikrokontroler agar
sistem dapat melakukan komunikasi data via jaringan wifi terhadap
host(PC).
1.3
Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dari tugas akhir ini diantaranya :
1. Tetesan infus di implementasikan berdasarkan simulasi
2. Tidak membahas catu daya
3. Menggunakan modul WIZFI 220 sebagai media komunikasi wifi.
4. Menggunakan ATMEGA16 sebagai pengendali utama sistem.
5. Menngunakan
bahasa
pemograman
Bascom
AVR
untuk
mikrokontroler dan menggunakan progam Delphi untuk interface
pada PC.
2
1.4
Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan tugas akhir ini diantaranya :
1. Untuk merancang suatu alat otomatis monitoring infus dalam
kamar rumah sakit.
2. Merancang dan simulasi monitoring infus pasien rumah sakit
dengan komunikasi wireless berbasis mikrokontroler.
1.5
Metodologi Pelaksanaan
Metodelogi dari penelitian ini dengan cara :
1. Studi Literatur
Studi literatur dapat berupa beberapa sumber informasi
mengenai infus, teori – teori yang digunakan sensor untuk pembacaan
objek, komunikasi LAN, serial, dan jurnal maupun media elektronik
seperti internet.
2. Pembuatan Rangkaian Kendali
Rangkain ini lah yang akan bertindak sebgai pembuatan model
dan simulasi tetesan infus. Sistem ini menggunakan mikrokontroller
sebagai penegendali utamanya. Mikrokontroller yang akan digunakan
berupa ATMEGA16
3. Melakukan Pemrograman
Hal ini betujuan untuk memberikan perintah-perintah
yang
akan dijalankan oleh tetesan infus nantinya dan dapat dilakukan secara
otomotisasi sistem. Pada pemrograman ini menggunakan progam
Bascom AVR pada mikrokontroler dan progam Delphi untuk interface.
3
1.5
Sitematika Pembahasan
Tugas akhir ini tersusun atas beberapa bab pembahasan . Sistematika
pembahasan tersebut sebagai berikut:
1. BAB I : Pendahuluan
Pendahuluan menguraikan secara singkat latar belakang,rumusan
masalah, tujuan, batasan masalah, dan sistematika pembahasan.
2. BAB II : Landasan Teori
Landasan teori berisi pembahasan secara garis besar tentang komunikasi
data serial, sensor dan teori pendukung mengenai dasar-dasar dari
perangkat yang digunakan.
3. BAB III : Perancangan Sistem
Perancangan sistem membahas tentang perencanaan sistem yang
dibangun, meliputi pembuatan perangkat lunak dan perangkat keras
secara keseluruhan.
4. BAB IV : Pengujian Alat dan Analisa
Pengujian alat dan analisa berisi analisa hasil dari alat yang dibut,
kegagalan serta penyebab kegagalan tersebut.
5. BAB V : Kesimpulan dan Sarana
Kesimpulan dan saran berisi kesimpulan yang diambil berdasarkan
analisa hal-hal penting, keunikan, kelebihan/kekurangan, serta saransaran untuk penyempurnaan alat yang dibuat.
4