TUGAS AKHIR - Sterilisator basah menggunakan ATMega8535 - USD Repository
TUGAS AKHIR
STERILISATOR BASAH MENGGUNAKAN
ATMega8535
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Oleh:
ZEFNI REINHARD SOPACUA
NIM : 085114015
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2013
FINAL PROJECT
WET STERILISATOR USING ATMega8535
Presented as Partial Fullfillment of Requirements
To Obtain the SarjanaTeknik Degree
In Electrical Engineering Study Program
ZEFNI REINHARD SOPACUA
NIM : 085114015
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2013
iii
iv
v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP MOTTO Berdoa, Bekerja dan Melayani adalah Senjata Menuju Kesuksesan Dengan ini kupersembahkan karyaku ini untuk.....
Tuhanku Yesus Kristus Pembimbingku yang setia, Keluargaku tercinta, Pacarku tersayang, Teman-temanku seperjuangan,
Dan semua orang yang mengasihiku Terima Kasih untuk semuanya.......
vi
vii
INTISARI
Pada saat ini banyak sekali bakteri-bakteri yang menular melalui barang-barang ataubenda-benda yang bekas dipakai oleh orang sakit, contohnya pisau bedah, pinset, gunting, dan
lain-lain. Instrumen-instrumen medis tersebut biasanya sering digunakan untuk membedah
maupun untuk mengobati luka, sehingga instrumen-instrumen tersebut mudah terkontaminasi
bakteri. Bakteri-bakteri tersebut akan mati apabila disterilkan dengan suhu panas uap air
tertentu. Sterilisator basah menggunakan ATMega8535 memberikan solusi untuk membasmi
bakteri pada instrumen-instrumen medis dengan menggunakan uap air.Pada penelitian ini, sterilisator basah menggunakan ATMega8535 sebagai pengendali
sensor suhu LM35 dan pemanas air (heater), sensor suhu LM35 sebagai pengukur suhu,
heater sebagai pemanas air dan keypad sebagai input dari user. Jika sensor suhu LM35
mendeteksi suhu kurang dari suhu yang dimasukkan oleh user maka heater akan ON dan jika
sensor suhu LM35 mendeteksi suhu lebih dari suhu yang dimasukkan oleh user maka heater
akan OFF.Sterilisator basah menggunakan ATMega8535 dapat berfungsi dengan baik. Sensor
suhu LM35 mampu mendeteksi suhu dalam boks sterilisator. Steady state error sterilisator
basah dalam menstabilkan suhu sebesar 1.51%.Kata kunci : sterilisaor basah, ATMega8535, sensor suhu LM35, heater, keypad
viii
ABSTRACT
At this time a lot of bacteria that are transmitted through the goods or secondhandobjects used by the sick, for example, scalpel, tweezers, scissors, and others. Medical
instruments are typically used to dissect and to treat wounds, so that these instruments are
easily contaminated bacteria. These bacteria will die if the temperature sterilized with hot
steam particular. Wet sterilizer uses ATMega8535 provide solutions to eradicate the bacteria
on medical instruments using water vapor.In this study, using a wet sterilizer ATMega8535 as controller and LM35 temperature
sensor water heater (heater), LM35 temperature sensor as a temperature gauge, water heater
and the heater as the keypad as input from the user. If the LM35 temperature sensor detects a
temperature less than the temperature of the heater is inserted by the user will be ON and if the
LM35 temperature sensor detects the temperature over temperature entered by the user then
the heater will be OFF.ATMega8535 wet sterilizer uses to function properly. LM35 temperature sensor
capable of detecting the temperature in the sterilizer box. Steady state error in the wet sterilizer
temperature stabilizes at 1:51%. Keywords: wet sterilizer, ATMega8535, LM35 temperature sensor, heater, keypad
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL........................................................................................................ iHALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................................ iii
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................................... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA......................................................................... vHALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP .............................................. vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJAN KARYA ILMIAHUNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ....................................................................... vii
INTISARI ......................................................................................................................... viii
ABSTRACT ....................................................................................................................... ix
KATA PENGANTAR ..................................................................................................... xDAFTAR ISI .................................................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................... xiv
DAFTAR TABEL ............................................................................................................ xvii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................... xix
BAB I PENDAHULUAN1.1. Latar Belekang.......................................................................................................... 1
1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian................................................................................. 2
1.3. Pembatasan Masalah................................................................................................. 2
1.4. Metodogi Penelitian.................................................................................................. 3
BAB II DASAR TEORI
2.1. Mikrokontroler ATMega8535 .................................................................................. 5
2.1.1 Konstruksi ATMega8535 ............................................................................. 5
2.1.2 Reset dan Osilator Eksternal......................................................................... 8 Timer/Counter
2.1.3 1 ............................................................................................ 8
2.1.3.1. Register Pengendali Timer/Counter1........................................... 9
2.1.3.2. Mode Operasi ............................................................................... 14
2.1.4 ADC (Analog to Digital Converter)............................................................. 15
2.1.4.1. Register Pengendali ADC ............................................................ 16
2.2. Sensor Suhu LM35 ................................................................................................... 18
2.3. LCD (Liquid Crystal Display) 16x2......................................................................... 20
2.4. Relay ......................................................................................................................... 23
2.5. Transistor Sebagai Saklar ......................................................................................... 24
2.6. Keypad ...................................................................................................................... 25
2.7. IC Regulator ............................................................................................................. 26
2.8. Filter Kapasitor ........................................................................................................ 27
2.9. Heater ....................................................................................................................... 27
2.10. Suhu Pemanasan Alat ............................................................................................... 28
2.11. Hukum Ohm ............................................................................................................. 29
2.12. Analisis Respon Transien ......................................................................................... 29
2.13. Steady State Error .................................................................................................... 30
BAB III PERANCANGAN
3.1. Proses Kerja Sistem .................................................................................................. 32
3.2. Perancangan Perangkat Keras .................................................................................. 32
3.2.1. Desain Boks Sterilisator............................................................................... 32
3.2.2. Perancangan Rangkaian Penyearah .............................................................. 34
3.2.3. Rangkaian Sensor Suhu ................................................................................ 37
3.2.4. Perancangan Rangkaian Relay ..................................................................... 37
3.2.5. Perancangan Rangkaian LCD....................................................................... 39
3.2.6. Perancangan Keypad..................................................................................... 40
3.2.7. Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535 ......................................... 41
3.3. Perancangan Rangkaian Lunak ................................................................................ 43
3.3.1. Diagram Alir Utama ..................................................................................... 43
3.3.2. Diagram Alir Manual.................................................................................... 44
3.3.3. Diagram Alir Otomatis ................................................................................. 46
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Bentuk Fisik Sterilisator dan Hardware Elektronik ................................................ 48
4.1.1. Bentuk Fisik Sterilisator Basah.................................................................... 48
4.1.2. Cara Penggunaan Alat .................................................................................. 49
4.5. Rangkaian Penyearah ............................................................................................... 61
5.1. Kesimpulan............................................................................................................... 72
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
4.7.5 Program Keypad ........................................................................................... 70
4.7.4 Program Pengaturan ADC ............................................................................ 70
4.7.3 Program Mode Manual (Mode B) ................................................................ 67
4.7.2 Program Mode Otomatis (Mode A).............................................................. 65
4.7.1 Program Utama............................................................................................. 64
4.7. Pembahasan Software ............................................................................................... 64
4.6. Pengujian Rangkaian Relay ...................................................................................... 63
4.4. Hasil Pengujian Bakteri ............................................................................................ 60
4.1.3. Hardware Elektronik.................................................................................... 49
4.3. Analisis Hasil Pengujian........................................................................................... 59
C....................................... 58
4.2.2.3. Pengujian Mode B Dengan Suhu 93 o
C....................................... 56
4.2.2.2. Pengujian Mode B Dengan Suhu 90 o
C....................................... 54
4.2.2.1. Pengujian Mode B Dengan Suhu 87 o
4.2.2 Pengujian Mode B (Mode Manual) .............................................................. 54
4.2.1 Pengujian Mode A (Mode Otomatis)............................................................ 52
4.2. Pengujian Keberhasilan ............................................................................................ 51
5.2. Saran ......................................................................................................................... 72
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 73
LAMPIRAN ..................................................................................................................... 74
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Diagram blok perancangan ......................................................................... 3Gambar 2.1. Konfigurasi pin ATmega8535 .................................................................... 6Gambar 2.2. Rangkaian reset........................................................................................... 8Gambar 2.3. Bentuk fisik LM35 ...................................................................................... 19Gambar 2.4. Grafik akurasi LM35 terhadap suhu ........................................................... 20Gambar 2.5. Bentuk fisik LCD16x2 ................................................................................ 21Gambar 2.6. Konfigurasi pin LCD .................................................................................. 21Gambar 2.7. Bentuk fisik relay........................................................................................ 24Gambar 2.8. Bentuk schematic relay ............................................................................... 24Gambar 2.9. Konfigurasi transistor sebagai saklar .......................................................... 25Gambar 2.10. Keypad ........................................................................................................ 26Gambar 2.11. Rangkaian dasar regulator 78xx.................................................................. 27Gambar 2.12. Bentuk fisik heater...................................................................................... 28Gambar 2.13. Rangkaian arus ........................................................................................... 29Gambar 2.14. Spesifikasi respon transien ......................................................................... 30Gambar 3.1. Blok diagram perancangan sistem pada sterilisator.................................... 32 Gambar 3.2a. Tampak belakang ........................................................................................ 33
Gambar 3.2b. Tampak samping ......................................................................................... 33
Gambar 3.2c. Tampak atas ................................................................................................ 34
Gambar 3.3. Rangkaian catu daya 12 volt dan 5 volt ...................................................... 34Gambar 3.4. Rangkaian sesnsor LM35............................................................................ 37Gambar 3.5. Rangkaian relay .......................................................................................... 38Gambar 3.6. Konfigurasi LCD......................................................................................... 39Gambar 3.7. Konfigurasi keypad 4x4 .............................................................................. 40Gambar 3.8. Rangkaian osilator ATmega8535................................................................ 41Gambar 3.9. Rangkaian reset ATmega8535.................................................................... 41Gambar 3.10. Rangkaian system minimum ATmega8535 ................................................ 43Gambar 3.11. Diagram alir utama...................................................................................... 44xiv
Gambar 3.12. Diagram alir manual.................................................................................... 45Gambar 3.13. Diagram alir otomatis.................................................................................. 46Gambar 3.14. Tampilan pada LCD.................................................................................... 47Gambar 4.1. Bentuk fisik sterilisator basah .................................................................... 48Gambar 4.2. Boks hardware elektronik........................................................................... 49Gambar 4.3. Boks sterilisator.......................................................................................... 49Gambar 4.4. Hardware elektronik ................................................................................... 50Gambar 4.5. Peletakan heater dan sensor suhu LM35 .................................................... 50Gambar 4.6. Rangkaian LCD........................................................................................... 50Gambar 4.7. Rangkaian minimum sistem........................................................................ 51Gambar 4.8. Rangkaian relay .......................................................................................... 51Gambar 4.9. Keypad ........................................................................................................ 51Gambar 4.10. Rangkaian penyearah 5 dan 12 volt ............................................................ 51Gambar 4.11. Grafik perbandingan suhu LCD dengan suhu thermometer terhadap waktu ............................................................................................ 53Gambar 4.12. Grafik perbandingan suhu LCD dengan suhu thermometer terhadap waktu ............................................................................................ 56Gambar 4.13. Grafik perbandingan suhu LCD dengan suhu thermometer terhadap waktu ............................................................................................ 57Gambar 4.14. Grafik perbandingan suhu LCD dengan suhu thermometer terhadap waktu ............................................................................................ 59Gambar 4.15. Rangkaian penyearah 5 dan 12 volt ............................................................ 62Gambar 4.16. Rangkaian relay .......................................................................................... 63Gambar 4.17. Tampilan awal............................................................................................. 64Gambar 4.18. Tampilan jika data masukkan dari keypad salah......................................... 64Gambar 4.19. Program utama ............................................................................................ 65Gambar 4.20. Program mode otomatis .............................................................................. 66Gambar 4.21. Tampilan mode otomatis (mode A)............................................................. 67Gambar 4.22. Tampilan untuk kembali ke menu utama .................................................... 67Gambar 4.23. Tampilan peringatan (warning) sebelum tutup boks dibuka ...................... 67Gambar 4.24. Program mode manual ................................................................................ 68xv
Gambar 4.25. Tampilan mode manual (mode B)............................................................... 69Gambar 4.26. Tampilan jika data suhu darik keypad salah ............................................... 69Gambar 4.27. Tampilan jika data waktu dari keypad salah ............................................... 69Gambar 4.28. Tampilan peringatan (warning) sebelum tutup boks dibuka ...................... 69Gambar 4.29. Tampilan untuk kembali ke menu utama .................................................... 70Gambar 4.30. Program pengaturan ADC........................................................................... 70Gambar 4.31. Program keypad........................................................................................... 71xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Fungsi khusus portB........................................................................................ 6Tabel 2.2. Fungsi khusus portC........................................................................................ 7Tabel 2.3. Fungsi khusus portD........................................................................................ 7Tabel 2.4. Tegangan dan frekuensi kerja.......................................................................... 8Tabel 2.5. Register TCCR1 A ............................................................................................ 9
Tabel 2.6. Normal dan CTC ............................................................................................. 9Tabel 2.7. Mode fest PWM ............................................................................................... 9Tabel 2.8. Mod phase correct dan phase & frekuensi correct PWM................................ 10Mode
Tabel 2.9. operasi.................................................................................................... 10Tabel 2.10. Register TCCR B ............................................................................................ 111 Tabel 2.11. Prescaler timer/counter1................................................................................. 12
Tabel 2.12. Register 1A ...................................................................................................... 12Tabel 2.13. Register 1B ...................................................................................................... 13Tabel 2.14. Register 1......................................................................................................... 13Tabel 2.15. Register TIMSK .............................................................................................. 13Tabel 2.16. Register TIFR .................................................................................................. 14Tabel 2.17. Register ADMUX............................................................................................ 16Tabel 2.18. Pemilihan tegangan referensi........................................................................... 16Tabel 2.19. Pemilihan pin input ADC ................................................................................ 17Tabel 2.20. Register ADCSRA........................................................................................... 17Tabel 2.21. ADC prescaler................................................................................................. 18Tabel 2.22. Register data ADC, ADLAR=0 ...................................................................... 18Tabel 2.23. Register data ADC, ADLAR=1 ...................................................................... 18Tabel 2.24. Operasi dasar LCD .......................................................................................... 22Tabel 2.25. Konfigurasi pin LCD ....................................................................................... 22Tabel 2.26. Konfigurasi pin LCD ....................................................................................... 23Tabel 2.27. Nilai tegangan IC 78xx.................................................................................... 26Tabel 3.1. Konfigurasi keypad 4x4................................................................................... 40Tabel 3.2. Penggunaan port-port pada mikrokontroler .................................................... 42xvii
xviii
Tabel 4.1. Hasil pengujian mode A (mode otomatis) ...................................................... 52Tabel 4.2. Hasil pengujian mode B dengan suhu 87o C .................................................... 55
Tabel 4.3. Hasil pengujian mode B dengan suhu 90o C .................................................... 56
Tabel 4.4. Hasil pengujian mode B dengan suhu 93o C .................................................... 58
Tabel 4.5. Presentase keberhasilan alat dalam mensterilkan suhu ................................... 60Tabel 4.6. Hasil pemeriksaan bakteri dengan menggunakan NA..................................... 61Tabel 4.7. Hasil pengujian arus dan output penyearah ..................................................... 62Tabel 4.8. Hasil pengujian relay....................................................................................... 64
DAFTAR LAMPIRAN
L1. Tabel hasil pengujian alat ........................................................................................ L1
L17. Grafik perbandingan suhu LCD dengan suhu thermometer terhadap waktu ......................................................................................................... L17 L21. Grafik perbandingan mode A dan mode B o dengan suhu 93 C terhadap waktu .......................................................................... L21L22. Listing program........................................................................................................ L22
L23. Rangkaian keseluruhan ............................................................................................ L37
xix
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Seiring dengan berkembangnya teknologi kesehatan di Indonesia semakin
meningkatkan kebutuhan akan instrumen medis. Instrumen medis sangat bepengaruh
sebagai penunjang untuk penyembuhan luka atau penyakit terhadap kesembuhan pasien.
Malpraktek pada dunia kedokteran banyak terjadi akibat faktor teknis dalam masa
penyembuhan. Salah satu faktor teknis penyebab terjadinya malpraktek adalah kontaminasi
terhadap alat yang digunakan dalam dunia kesehatan. Mikroorganisme sering menjadi
penyebab terjadinya kontaminasi karena menempel pada peralatan yang digunakan untuk
pengobatan dan tidak kasat mata.Salah satu cara untuk mencegah terjadinya kontaminasi pada peralatan medis yaitu
dengan melakukan sterilisasi. Sterilisasi biasanya dilakukan pada intrumen pakai ulang
seperti gunting, pisau bedah dan pinset. Pada penelitian yang dilakukan di Rumah Sakit
Umum Daerah (RSUD) Dr. Moewardi, kontaminasi sering terjadi pada hari keenam
setelah pemakaian intrumen pakai ulang [1]. Kontaminasi dapat menghambat proses
penyembuhan pada pasien. Salah satu akibat dari kontaminasi adalah terinfeksinya
jaringan tubuh manusia karena penggunaan instrumen medis yang tidak steril. Bakteri yang
menyebabkan infeksi diantaranya bakteri gram negatif (E. coli), gram positif
(Enterococcus), dan bakteri anaerob [2]. Bakteri tersebut akan musnah pada suhu 121 C -
124 C selama 15 menit. Salah satu cara untuk memusnahkan bakteri pada instrumen medis
yaitu dengan memberikan suhu tertentu pada instrumen yang akan digunakan.Berdasarkan permasalahan tersebut, penulis berusaha mengembangkan sebuah
sistem sterilisasi agar dapat dimanfaatkan sebagai pencegah terjadinya kontaminasi pada
instrumen medis. Sterilisasi dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu sterilisasi basah,
sterilisasi kering dan sterilisasi ultraviolet. Penulis akan mengembangkan sebuah alat
dengan metode sterilisasi basah. Sterilisasi basah merupakan proses penghilangan seluruh
mikroorganisme dengan melakukan pengukusan menggunakan uap air.Salah satu jenis sterilisator basah yang telah ada di pasaran yaitu Sterilisator Basah
SMIC [3]. Sterilisator ini terbuat dari bahan insulator panas dari glass wool, sehingga dapat
meminimalkan panas yang terbuang. Instrumen ini dapat bekerja secara otomatis dengan
pengaturan waktu. Kelemahan dari sterilisator ini adalah tidak dapat dilakukan pengaturan
suhu panas yang diinginkan dan hanya dapat diatur lama pemanasan menggunakan timer.
Pada penelitian ini penulis akan mengembangkan sebuah sterilisator basah yang dapat
diatur suhu pemanasan dan waktu pemanasan menggunakan mikrokontroler dan dilengkapi
dengan mode yang bisa dipilih sesuai kebutuhan.Sterilisator basah yang akan dibuat menggunakan dua buah mode, yaitu mode
otomatis dan manual. Pada saat menggunakan mode otomatis, user tidak perlu
memasukkan nilai suhu dan waktu, karena di dalam mikrokontroler sudah ditentukan nilai
suhu dan waktu untuk jumlah instrumen yang digunakan. Pada saat menggunakan mode
manual, user harus memasukkan nilai suhu dan waktu yang diinginkan menggunakan
keypad sebagai input mikrokontroler dan kemudian akan ditampilkan pada LCD.Penelitian ini akan menggunakan sensor suhu LM35 sebagai pengukur suhu
sterilisator. Sensor suhu LM35 akan dikontrol oleh mikrokontroler ATmega8535.
Penelitian ini akan menggunakan heater sebagai pemanas air dan akan diletakkan di dalam
boks sterilisator. Mikrokontroler akan mengontrol relay sebagai saklar untuk heater.
Ketika suhu melebihi nilai yang ditentukan, maka relay akan memutus arus yang menuju
ke heater. Sebaliknya, ketika suhu kurang dari nilai yang ditentukan, maka relay akan
menghubungkan arus yang menuju ke heater. Proses tersebut akan terjadi selama waktu
yang ditentukan, sehingga suhu akan tetap stabil. Dengan proses tersebut diharapkan
mikroorganisme yang terdapat pada instrumen medis dapat musnah.1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah menciptakan suatu alat sterilisator basah yang dikontrol oleh mikrokontroler ATmega8535.
Manfaat penelitian ini bagi dunia kesehatan adalah menyediakan suatu instrumen
yang dapat dipergunakan sebagai sterilisator bagi instrumen-instrumen medis, terutama
untuk instrumen pakai ulang.1.3. Pembatasan Masalah Agar Tugas Akhir ini bisa mengarah pada tujuan dan untuk menghindari terlalu
kompleksnya permasalahan yang muncul, maka perlu adanya batasan-batasan masalah
yang sesuai dengan judul dari tugas akhir ini. Adapun batasan masalah adalah :1. Menggunakan mikrokontroler keluarga AVR ATmega8535 sebagai pengolah
2. Sensor yang digunakan adalah Integrated Circuit (IC) LM35 sebagai sensor suhu.
3. Suhu maksimal yang dapat diukur adalah 150 C.
4. Sistem pengendalian heater menggunakan perantara relay sebagai saklar.
5. Menggunakan Heater sebagai pemanas, dengan daya 350 watt.
6. Menggunakan keypad sebagai input suhu dan waktu referensi.
7. Menggunakan dua buah mode, yaitu mode otomatis dan manual.
1.4. Metodologi Penelitian
Berdasarkan pada tujuan yang ingin dicapai metode-metode yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah:
1. Studi literatur, yaitu dengan cara mendapatkan data dengan membaca buku- buku dan jurnal-jurnal yang berkaitan dengan permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini.
2. Dokumenter, yaitu dengan mendapatkan sumber informasi berdasarkan data atau arsip yang telah ada sehingga dapat membantu penulis dalam mengerjakan tugas akhir ini.
3. Eksperimen, yaitu dengan langsung melakukan praktek maupun pengujian terhadap hasil pembuatan alat dalam pembuatan tugas akhir ini.
4. Perancangan subsistem hardware. Tahap ini bertujuan untuk mencari bentuk model yang optimal dari sistem yang akan dibuat dengan mempertimbangan dari berbagai faktor-faktor permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan.
Gambar 1.1 memperlihatkan blok model yang akan dirancang.5. Pembuatan subsistem hardware. Berdasarkan gambar 1.1, rangkaian akan bekerja jika suhu air dan waktu sterilisasi melebihi batas yang telah ditentukan.
Suhu air digunakan sebagai input pada sensor suhu LM 35.
6. Proses pengambilan data. Pengambilan data dilakukan dengan cara
memasukkan instrumen pakai ulang dengan jumlah yang berbeda, yaitu 1, 2, atau 3 alat. Data yang diambil adalah suhu dan waktu.
7. Analisis dan penyimpulan hasil percobaan. Analisis data dilakukan dengan
mendeteksi kenaikan suhu, menganalisa performe alat (misal : kestabilan sistem, rise time, setting time, dll) dan mengecek keberadaan kuman dalam gunting, pisau bedah dan sarung tangan. Penyimpulan hasil percobaan dapat dilakukan dengan menghitung presentasi error yang terjadi. Untuk mengecek masih ada atau tidaknya kuman dapat dilakukan dengan cara mengecek pada Balai Pemeliharaan Fasilitas Kesehatan (BPFK).BAB II DASAR TEORI
2.1. Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroler adalah sebuah sistem microprocessor yang di dalamnya sudah
terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, clock dan peralatan internal lainya yang sudah saling
terhubung dan terorganisasi (teralamati) dengan baik oleh pabrik pembuatnya dan dikemas
dalam satu chip yang siap pakai [4]. Sehingga pengguna tinggal memprogram isi ROM
sesuai aturan penggunaan oleh pabrik yang membuatnya.2.1.1. Konstruksi ATMega8535
Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori flash, memori data dan memori EEPROM [4]. Ketiganya memiliki ruang sendiri dan terpisah.
a. Memori flash ATmega8535 memiliki kapasitas memori flash sebesar 8 Kbyte yang terpetakan dari alamat 0000h – 0FFFh, masing-masing alamat memiliki lebar data 16 bit. Memori program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian program boot dan bagian program aplikasi.
b. Memori data ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang terbagi menjadi 3 bagian yaitu register serba guna, register I/O dan SRAM. ATmega8535 memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte register I/O yang dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM (menggunakan instuksi LD atau ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT), dan 512 byte digunakan untuk memori data SRAM.
c. Memori EEPROM ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah dari memori program maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya dapat diakses dengan menggunakan register-register I/O yaitu register EEPROM Address, register EEPROM Data, dan register EEPROM Control. Untuk mengakses memori EEPROM ini diperlakukan seperti mengakses data eksternal, sehingga waktu eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan dengan mengakses data dari SRAM.
Gambar 2.1. Konfigurasi pin ATmega8535 [4]Konfigurasi pin ATmega8535 dapat dilihat pada Gambar 2.1. Dari gambar dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing pin ATmega8535 sebagai berikut [4]: 1) VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai input catu daya. 2) GND merukan pin Ground. 3) Port A (portA0…portA7) merupakan pin input/output dua arah dan pin input ADC. 4) Port B (portB0…portB7) merupakan pin input/output dua arah dan dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Fungsi khusus portB [4]Pin Fungsi Khusus
PB7 SCK (SPI Bus Serial Clock) PB6 MISO (SPI Bus Master Input/ Slave Output) PB5 MOSI (SPI Bus Master Output/ Slave Input) PB4 SS (SPI Slave Select Input) PB3 AIN1 (Analog Comparator Negative Input)
OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output) PB2 AIN0 (Analog Comparator Positive Input)
INT2 (External Interrupt 2 Input) PB1 T1 (Timer/ Counter1 External Counter Input) PB0 T0 T1 (Timer/Counter External Counter Input)
XCK (USART External Clock Input/Output)
5) Port C (portC0…portC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi
khusus, seperti dapat dilihat pada Tabel 2.2.
6) Port D (portD0…portD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi
khusus, seperti yang terlihat pada Tabel 2.3.INT0 (External Interrupt 0 Input) PD1 TXD (USART Output Pin) PD0 RXD (USART Input Pin) 7) RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.
INT1 (External Interrupt 1 Input) PD2
ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin) PD5 OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output) PD4 OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output) PD3
PD7 OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output) PD6
Pin Fungsi khusus
Tabel 2.3 Fungsi khusus port D [5]PC2 Input/Output PC1 SDA ( Two-wire Serial Buas Data Input/Output Line) PC0 SCL ( Two-wire Serial Buas Clock Line)
Tabel 2.2 Fungsi khusus portC [4]Input/Output
PC3
Input/Output
PC4
Input/Output
PC7 TOSC2 ( Timer Oscillator Pin2) PC6 TOSC1 ( Timer Oscillator Pin1) PC5
Pin Fungsi khusus
8) XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin input clock eksternal. 9) AVCC merupakan pin input tegangan untuk ADC. 10) AREFF merupakan pin input tegangan referensi ADC.
2.1.2. Reset dan Osilator Eksternal Chip akan reset jika tegangan catu nol atau pin RST dipaksa 0 [4]. Jika
membutuhkan tombol reset, dapat ditambah dengan rangkaian reset seperti pada Gambar
2.2. Pada rangkaian reset terdapat waktu pengosongan kapasitor yang dapat dihitung
dengan persamaan sebagai berikut [5]: T = R x C (2.1) Dimana :T = waktu pengosongan C = Capasitor R = Resistor
Gambar 2.2. Rangkaian reset [4]Tabel 2.4. Tegangan dan frekuensi kerja [4] Tabel 2.4 menunjukkan tegangan dan frekuensi kerja pada mikroprosesor ATmega.Tegangan kerja chip tipe L dapat beroperasi 2,7 – 5,5V.
2.1.3. Timer/Counter1 Timer/Counter1 adalah sebuah timer/Counter yang mempunyai kapasitas cacahan
16-bit (65535) baik pulsa/clock internal maupun eksternal yang dilengkapi prescaler
sumber pulsa/clock hingga 10-bit (1024) [6].Dapat digunakan untuk :
a. Timer/Counter biasa
b. Clear Timer on Compare Match (Auto Reload)
c. Counter pulsa eksternal
d. Capture Unit (unit penangkap isi TCNT 1 akibat triger pin ICP 1 /PB )
e. Generator frekuensi biasa
f. Generator frekuensi PWM
2.1.3.1. Register Pengendali Timer/Counter
1. Timer/Counter
1 Control Register A – TCCR
1 A
Tabel 2.5. Register TCCR1
1 A
1 :0: Compare Output Mode for channel A
Bit 5:4 – COM
1 B
1 :0: Compare Output Mode for channel B
Bit-bit ini bertugas mengendalikan sifat/kelakuan pin OC
1 A atau OC
1 B yang berhubungan dengan mode operasi yang digunakan [6]
Tabel 2.6. Normal dan CTC [6]Tabel 2.7. Mode Fast PWM [6]1 A [6] Bit 7:6 – COM
Tabel 2.8. Mode Phase Correct dan Phase & Frekuensi Correct PWM [6]Bit 3 – FOC
1 A: Force Output Compare for channel A Bit
2 – FOC
1 B: Force Output Compare for channel B
Bit – FOC A/FOC B hanya dapat digunakan ketika menggunakan mode operasi non-
1
1 PWM. Jika bit-bit ini di-set maka akan memaksa terjadinya compare match.
Bit 1:0 – WGM11:0: Wafeform Generator Mode
Kedua bit ini bersamaan dengan bit WGM13:12 dalam register TCCR B berguna
1 untuk memilih mode operasi yang akan kita gunakan [6].
Tabel 2.9. Mode Operasi [6] WGM WGM WGM WGM Mode TOP Update Set flag13
12
11
10 Operasi OCR1x TOV1
Normal 0xFFFF immidiet MAX
Phase
1 Correct 8- 0x00FF TOP BOTTOM
bit
PWM Phase
1 Correct 9- 0x01FF TOP BOTTOM
bit
PWM Phase
1
1 Correct 10- 0x03FF TOP BOTTOM
bit
1 CTC OCR1A immidiet MAX
Fast PWM
1 1 8-bit 0x00FF BOTTOM TOPTabel 2.9. (lanjutan) Mode Operasi [6] WGM WGM WGM WGM Mode Update Set flag TOP13
12
11
10 Operasi OCR1x TOV1
Fast PWM
1 1 9-bit 0x01FF BOTTOM TOP Fast PWM
1
1 1 10-bit 0x03FF BOTTOM TOP PWM Phase &
1 Frequency
ICR1 BOTTOM BOTTOM Correct PWM Phase &