## INKUBATOR BAYI OTOMATIS DENGAN KONTROL SUHU DAN KELEMBABAN UDARA MELALUI WEB DAN SMS BERBASIS ARDUINO UNO
T.W. Wisjhnuadji 1) , Seftian Budi Andrianto 2)
1,2) Sistem Komputer, Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Budi Luhur Jl. Raya Ciledug, Petukangan Utara, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12260 Telp. (021) 5853753, Fax. (021) 5866369 E-mail : wisjhnuadji@gmail.com 1) , seftian123@gmail.com 2)

## Abstract
Nowadays many automated and practical  tools have been created. Including in  the  world  of health, for example  baby  incubator.  Infant  incubator  is  commonly  used  in  premature  babies.  Infant  incubators generally  still  use  manual  methods  of  controlling  the  temperature  of  the  incubator  chamber,  eg  the temperature  in  the  incubator  is  above  the  ideal  temperature,  or  even  the  temperature  is  below  the required temperature, the role of the operator in this case doctors or nurses are still dominant. With the problem is needed a system that can control  and monitor the temperature of baby incubator web-based and sms, making it easier for doctors and nurses to monitor the condition of the baby. This tool  will be developed  into  web-based  and  sms.  With  the  development  of  this  tool  can  help  the  task  of  doctors  and nurses in monitoring the condition of infants present in the incubator.
Keywords: Control system, Arduino, Incubator, Temperature

## Abstrak
Saat ini telah banyak diciptakan alat otomatis dan praktis. Termasuk di dunia kesehatan, sebagai contoh inkubator bayi. Inkubator bayi  umumnya digunakan pada bayi  yang terlahir prematur , Inkubator  bayi pada  umumnya  masih  menggunakan  cara  manual  dalam  hal  pengendalian  suhu  ruang  inkubator, misalnya  suhu  dalam  inkubator  berada  diatas  suhu  idealnya,  atau  bahkan  suhu  berada  dibawah  suhu yang  dipersyaratkan,  maka  peran  dari  operator  dalam  hal  ini  dokter  atau  perawat  masih  dominan. Dengan  adanya  masalah  tersebut  diperlukan  suatu  sistem  yang  dapat  mengontrol  dan  memonitoring suhu inkubator bayi berbasis web dan sms, sehingga memudahkan dokter dan perawat dalam memantau kondisi bayi. Alat ini akan dikembangkan menjadi berbasis web dan sms. Dengan pengembangan alat ini dapat membantu tugas dokter dan perawat dalam memantau kondisi bayi yang ada didalam inkubator.
Kata Kunci : Sistem Kontrol, Arduino, Inkubator, Suhu

## 1. PENDAHULUAN
Perawatan  bayi  prematur  setelah  proses persalinan  merupa-kan  hal  yang  penting  untuk dilakukan. Bayi  yang  lahir prematur  mempunyai sensitifitas tinggi terhadap lingkungan disekitarnya,  terutama  terhadap  suhu  disekitar- nya.  Penggunaan  sistem  pengendalian  suhu otomatis  pada  inkubator  akan  mempermudah bagi  operator  untuk  menggunakan  secara  lebih akurat, jika dibandingkan dengan sistem pengendalian  manual  yang  selama  ini  dilakukan pada  unit  inkubator.  Sebuah  inkubator  bayi umum-nya hanya memiliki pengontrol suhu saja. Dengan  harga  yang  cukup  mahal  tanpa disediakan  fitur  lain  untuk  menunjang  kegunaan dari  inkubator  bayi  tersebut.  Sistem  monitoring pada bayi saat ini masih dilakukan secara manual dengan cara dilihat langsung pada indikator yang terdapat pada inkubator bayi tersebut dan dengan jumlah inkubator yang banyak sistem monitoring
saat ini menjadi kurang efektif dan efisien. Dapat diciptakan  pula  fitur  untuk  mendeteksi  jika  bayi menangis atau pipis.
Pada  perancangan  ini  akan  menggunakan media  web  untuk  melakukan  monitoring  suhu pada  inkubator  bayi.  Perancangan  ini  juga  akan melakukan  kontrol  otomatis  terhadap  suhu  dan memonitoring  suhu  di  dalam  inkubator.  Kisaran suhu  yang  diperlukan  untuk  inkubator  bayi adalah  33 0 C  sampai  35 0 C.  Kemudian  pada perancangan ini diterapkan pula sensor suara dan sensor  kelembaban  yang  berfungsi  apabila  bayi menangis dan buang air kecil maka perawat akan segera diberitahu melalui via sms.
(Susanto,2013)
II. LANDASAN TEORI 2.1. Microcontroller Arduino Uno R3 Arduino Uno R3 adalah papan pengembangan mikrokontroller yang
berbasis chip Atmega328. Papan pengembangan ini digunakan untuk rancang bangun  serta  pembuatan  prototipe  dari proyek mikrokontroler. Merakit ATmega328  mulai  dari awal  menggunakan breadbord akan  lebih sulit jika dibandinkan menggunakan  papan  pengembangan  yang sudah tersedia pada Arduino.
Arduino  Uno  memiliki  14  digital  pin input / output (atau biasa ditulis I/O, dimana 6  pin  diantaranya  dapat  digunakan  sebagai output  PWM),  6  pin input analog, menggunakan  crystal  16  MHz,  koneksi USB,  jack  listrik, header ICSP  dan  tombol reset .  Hal  tersebut  adalah  semua  yang diperlukan untuk mendukung sebuah rangkaian  mikrokontroler.  Cukup  dengan menghubungkannya  ke  komputer  dengan kabel  USB  atau  diberi power dengan adaptor  AC-DC  atau  baterai,  anda  sudah dapat  bermain-main  dengan  Arduino  UNO anda  tanpa  khawatir  akan  melakukan sesuatu  yang  salah.  Bagian  yang  paling memiliki  resiko  kerusakan  adalah  pada  IC ATmega328, dimana IC ini harganya murah dan mudah didapatkan dipasaran.
(Handayani, 2015)

## 2.2. Arduino Ethernet Shield
Arduino  Ethernet  Shield  digunakan untuk  mengubungkan  Arduino  ke  jaringan. Ethernet  Shield  ini  menggunakan  Wiznet W5100  ethernet  chip.  Pada  peralatan Wiznet  5100  memiliki  fasilitas  untuk setting  TCP  maupun  UDP,  kelebihannya adalah  pada  kemampuan  secara  simultan melayani  empat  koneksi  jaringan.  Ethernet Shield  dihubungkan  ke  mikrokontroler Arduino  melalui header yang  diletakan  di atas  unit  dari  alat  mikrokontroler  Arduino. (Syahwil,2015)
2.3. Modul GSM/GPRS SIM900A
SIM900 adalah modul Qual-band
GSM/GPRS  berbentuk  SMT  terbuat  dari sebuah  prosesor  canggih  ARM926EJ-S, sehingga ukurannya kecil (24mm x 24mm x 3mm)  dan  merupakan  solusi  yang  efektif sebagai  modul  komunikasi.  SIM900A memiliki  fasilitas  standar  industri    untuk komunikasi  pada  frekuensi  850MHz  - 1900MHz  untuk  GSM/GPRS,  baik  untuk voice,  SMS,  pengiriman  Data  maupun transmisi Fax. (Rozidi,2004).

## 2.4. DHT11
Sensor  ini  merupakan  sensor  dengan kalibrasi  sinyal  digital  yang  mampu memberikan informasi suhu dan kelembaban.
Stabilitas
yang baik
merupakan  salah  satu  sifat  sensor  ini, sensor  ini  tergolong  resistif,  respons  yang cepat,  memiliki  keakuratan  yang  tinggi dalam  kalibrasi,  serta  harga  yang  murah. Koefisien kalibrasi ini disimpan dalam OTP program  memory,  sehingga  ketika  internal sensor mendeteksi sesuatu, maka modul ini membaca koefisien sensor tersebut.
Sensor  kelembaban  ini  dapat  membaca jumlah kelembaban yang terdapat di udara,
Sensor  ini  menggunakan  dua  probe untuk melewati arus dan kemudian membaca  resistansi  untuk  mendapatkan tingkat  kelembaban  udara.  Prinsip  kerjanya adalah  memberikan  nilai  keluaran    berupa besaran  listrik  sebagai  akibat  adanya  air yang  berada  diantara  lempeng  kapasitor sensor  tersebut.  Lebih  banyak  uap  air  lebih mudah untuk menghantarkan listrik (resistansi  kurang),  sedangkan  udara  kering menghantarkan lebih buruk (resistansi berlebih) atau jika udara kering hambatannya  semakin  besar  maka  tegangan voltagenya  akan  turun,  jika  udara  basah maka  hambatannya  semakin  kecil  maka tegangan voltagenya akan naik. (Ichwan,2013).

## 2.5. Sensor Suara
Sensor  suara  adalah  sebuah  alat  yang mampu  mengubah  gelombang  Sinusioda  suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating  Sinusioda  Electric  Current).  Prinsip kerja dari sensor suara adalah dengan memasang membran  serta  kumparan  magnetik  pada  bidang penerimaan  gelombang  suara,  jika  membran bergerak  naik  turun  ,  maka  kumparan  magnetik akan  terpengaruh,  dan  serta  merta  menghasilkan gelombang  listrik  sebagai  outputnya.    Dengan demikian jika ada suara yang terpantau mengenai membran,  segera  dirubah  menjadi  gelombang listrik  yang  seirama  dengan  variasi  suara  yang masuk,  dengan  demikian  maka  sinyal  yang dihasilakn  oleh  sensor  ini  dapat  diumpankan kepada  prosesor  guna  memicu  peroses  lain  agar segera berjalan. Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu electric condenser microphone atau mic condenser.(Saludin,2015). . III. PERANCANGAN SISTEM 3.1. Diagram Blok
Blok  rangkaian  dari  Alat  ini  dapat dilihat  selengkapnya  pada  gambar  3.1 dibawah ini.
Gambar 3.1. Diagram Blok
3.2. Konstruksi Alat
Pada  perancangan  alat  ini  akan  dibuat sebuah  miniatur  dari  inkubator  yang dilengkapi  dengan  sensor  DHT11,  sensor suara,  dan  sensor  kelembapan  tanah. Dengan  spesifikasi  seperti  yang  ada  pada tabel 3.1, serta gambar kontruksi alat dapat dilihat pada gambar 3.2 dan gambar 3.3.
Tabel 3.1.  Dimensi Miniatur In-kubator
Dimensi Ukuran (cm) Panjang 52 Lebar 35 Tinggi 40
Gambar 3.2.Konstruksi Alat Tampak Atas
Gambar 3.3.Konstruksi Alat Tampak Depan

## 3.3. Rangkaian Keseluruhan Sistem
Rangkaian  keseleruhan  ini  terdiri  dari
Arduino  Uno  R3,  modul  GSM/GPRS SIM900A,  Ethernet  shield,  DHT11,  sensor kelembaban,  sensor  suara,  relay,  regulator
7805,  dan  regulator  7812.  Rangkaian keseluruhan dapat dilihat pada gambar 3.4.
Gambar 3.4.Rangkaian Keseluruhan
Sistem

## 3.4. Flowchart
Di  dalam  menggambarkan  urutan  proses pada  sistem  kontrol  suhu  dan  kelembaban udara  otomatis  dan  monitoring  pada inkubator  bayi  via  web  dan  sms  berbasis arduino  uno,  akan  digunakan  flowchart untuk  memperjelas  aliran  proses.  Pada gambar  3.5,  gambar  3.6,  dan  gambar  3.7 berikut  ini  akan  digambarkan  flowchart untuk masing-masing proses.
Gambar 3.6.  Flowchart  2
Gambar 3.7. Flowchart 3

## IV. PENGUJIAN DAN ANALISA

## 4.1. Pengukuran Tegangan Regulator IC7805
Untuk  menguji  kestabilan  regulator  IC 7805  digunakan  multimeter  dan  hasilnya dapat dilihat pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1.Hasil Pengukuran Tegangan Regulator Pada IC7805 VDC Pengukuran VIN VOUT 1 12 v 4,6  v 2 12 v 4,6 v 3 12 v 4,6 v 4 12 v 4,7 v 5 12 v 4,7 v 4.2. Pengukuran Tegangan Regulator IC7812 Pengukuran ini dilakukan meng- gunakan  multimeter  dan  diukur  hasil keluaran  regulator  pada  ic  7812.  Di  tabel 4.2  ini  adalah  hasil  beberapa  pengukuran pada regulator IC7812. Tabel 4.2.Hasil Pengukuran Tegangan Regulator Pada IC7812 VDC Pengukuran VIN VOUT 1 12 v 11,7  v 2 12 v 11,8 v 3 12 v 11,9 v 4 12 v 11,7 v 5 12 v 11,8 v

## 4.3. Pengujian Sensor DHT11
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  menguji coba  sensor  DHT11.  Pada  pengujian  ini sensor  DHT11  di  uji  coba  mengukur  suhu dan  kelembaban  meng-gunakan  korek  api sebagai pemanas selama 1 menit. Tabel 4.3.Hasil Pengujian Sen-sor DHT11 Saat Di-panaskan No Waktu (Detik) Suhu ( 0 C) Kelem baban Udara (%) 1. 1 27 77 2. 15 29 69 3. 30 31 55 4. 45 35 42 5. 60 38 37 Tabel 4.4.Hasil Pengujian Sen-sor DHT11 Setelah Dipanaskan No Waktu (Detik) Suhu ( 0 C) Kelem baban Udara (%) 1. 1 38 39 2. 15 37 44 3. 30 35 51 4. 45 32 57 5. 60 29 66
Pada  tabel  4.3  dapat  dilihat,  bahwa  hasil pengujian  menggunakan  sensor  DHT11 yang dipanaskan dengan korek api selama 1 menit  menunjukkan  kenaikan  suhu  dari kondisi  awal  suhu  27 0 C  sampai  dengan 38 0 C dan penurunan pada nilai kelembaban udara dari kondisi awal 77% sampai dengan 37%. Setelah dipanaskan kondisi suhu akan kembali  normal  sesuai  dengan  keadaan suhu dan kelembaban  yang ada di ruangan, dapat  dilihat  pada  tabel  4.4  suhu  dan kelembaban  udara  yang  menyesuaikan kondisi  suhu  dan  kelembaban  udara  di ruangan  secara  perlahan.  Setiap  15  detik suhu  akan  turun  sebanyak  1 0 -3 0 C  dan kelembaban udara kembali naik ±6%.

## 4.4. Pengujian Sensor Suara
Pengujian ini dilakukan disuatu ruangan untuk  mengukur  ge-lombang  suara  yang dihasilkan  dari  beberapa  orang  untuk mengukur nilai dari suara tersebut.
Tegangan  gelombang  suara  yang  masuk dikonversi  terlebih  dahulu  menjadi  data digital.  Berikut  ini  adalah  cara  menghitung untuk mengkonversi-kan nilai tegangan volt menjadi data digital seperti dibawah ini.
5 volt = 0,004887586 V 1023 Dapat dilihat pada hitungan diatas menghasilkan nilai 1, bahwa setiap angka 1 mewakili  0,004887586  volt.  Pengujian  ini mencoba  mencari  berapa  besar  tegangan dari  nilai  514.  Cara  menghitung  seperti dibawah ini.
514. 5 volt = 2,51221896 ≈ 2,51 V
1023
Pada  pengujian  diatas  dapat  disimpulkan bahwa,  hasil  nilai  tegangan  dari  dari gelombang  suara  yang  bernilai  514  adalah 2,51  volt.  Hasil  dari  beberapa  pengujian juga  dapat  dilihat  pada  tabel  4.5  dibawah ini.
Tabel 4.5.  Hasil Pada Sensor Suara No. Nilai Suara Vin (V) Vout (V) 1. 514 5,00 2,51 2. 510 5,00 2,49 3. 514 5,00 2,51 4. 516 5,00 2,52 5. 475 5,00 2,32 6. 392 5,00 1,91 7. 356 5,00 1,74 8. 347 5,00 1,69 9. 281 5,00 1,37 10. 159 5,00 0,77
Pada  pengujian  ini  sensor  diberikan  tegangan input sebesar 5,00 V. Dapat dilihat pada tabel 4.5 sensor menghasilkan nilai gelombang suara yang berbeda-beda. Pada pengujian ini sensor berfungsi  sesuai  program,  tetapi  sensor  ini memilliki  kelemahan.  Kelemahan  sensor  ini, yaitu  tidak  bisa  fokus  kepada  satu  gelombang suara  saja,  semakin  banyak  gelombang  suara yang  tertangkap  oleh  sensor  maka  semakin banyak nilai gelombang suara yang di tampilkan.

## V. PENUTUP

## 5.1. Kesimpulan
Dari  hasil  analisa  terhadap  masalah serta alat dan aplikasi yang telah dikembangkan    dapat  ditarik  kesimpulan sebagai berikut : a.  Mikrokontroller Arduino Uno melakukan  proses  pengendalian  suhu dan  tingkat  kelembaban  udara  secara optimal.
b.  Sensor  DHT11  menampilkan  kondisi suhu  dan  kelembapan  udara  pada inkubator melalui web.
c.  Sensor  DHT11  dapat  bekerja  sesuai
fungsinya. d.  Modul  GSM/GPRS  SIM900A  dapat bekerja sesuai fungsinya, tetapi memiliki  respon  yang  cukup  lama  saat mengirim SMS. 5.2. Saran Dengan menggunakan dan menambahkan  sensor  yang  lebih  canggih, untuk  meningkatkan  kinerja    secara maksimal  dan  lebih  baik  lagi  sehingga  alat tersebut  akan  bekerja  lebih  efektif  dalam penggunaannya.

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Handayani, Saptaji W, 2015, “Mudah Belajar  Mikrokontroler  Dengan  Arduino”,
Penerbit Widya media. Ichwan  ,2013,”Pembangunan  Prototipe  Sistem Pengendalian Peralatan Listrik Pada Platform    Android”,  Bandung,  Jurnal Informatika. Rozidi,  R.I  ,  2004,  “Membuat  Sendiri  SMS Gateway (ESME) BerbasisP rotokol SMPP”, Yogyakarta, Penerbit Andi. Saludin, Muis,2015, “Prinsip Dasar Penginderaan Sensor; Teori dan Aplikasinya”, Teknosain.
Susanto, Heri, dkk. 2013,  “Perancangan Sistem Telemetri  Wireless  Untuk  Mengukur  Suhu dan Kelembaban Berbasis Arduino Uno R3 ATmega 328p dan xbee Pro. p: 4”, Tanjung Pinang, Universitas Maritim Raja Ali Haji.
Syahwil, 2015, ”Simulasi dan Praktek
MikrokontrolerArduino”, Penerbit Andi.