## RANCANG BANGUN INFANT WARMER BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
Salomo Sijabat 1* , Hotromasari Dabukke 1 , Adiansyah 2
1 Program Studi Teknik Elektro Medis
2 Program Studi Kimia Universitas Sari Mutiara Indonesia
* Email : slm.jabat@gmail.com

## ABSTRAK
Infant  warmer  adalah  alat  yang  digunakan  untuk  menjaga  suhu  bayi  agar  tetap stabil,  yaitu bayi  yang  baru  lahir  premature  atau  pengobatan    pasca    beroprasi  dengan    cara    memanfaatkan elemen kering  atau heater yang   diletakan    diatas    bayi  dengan   jarak    ±50cm    diatas    bayi   dengan suhu  yang  diatur  antara  35ºC-37ºC,  Tombol  setting  suhu  di  box  system  akan  dipermudah  dengan adanya  Liquid  Cracter  Digital  (LCD)  ukuran    16  x  2    sebagai    penampil   suhu    ruangan   dan    suhu yang  ditentukan,  yang  bekerja  sesuai  perintah  Mikrokontroler Automatic  Voltage  Regulator (AVR) ATmega8535.  LCD  berfungsi  untuk  menampilkan  angka  suhu  yang  diukut  oleh  sensor  LM  35, sedangkan  AVR  berfungsi  untuk  menstabilkan  tegangan  pada  level  5V  Terdapat    pengaman    yaitu sensor LM35 sebagai penjaga stabilitas suhu disekitar  bayi.
Infant    warmer    memiliki    temperature    ±    0,3ºC    pada    34ºC,    36ºC,    39ºC    hanya  tampilan,  dan Akurasi alat Tinggi, rendah <0,5%. [3]
Kata Kunci : Heater, LCD, AVR ATMega8535, LM35, Temperatur

## 1. Pendahuluan
Perkembangan  Ilmu  Pengetahuan  dan  Teknologi  sangat  berpengaruh  pada  kehidupan manusia  khususnya  dalam  bidang  kesehatan  karena  kesehatan  itu  sendiri  adalah  kebutuhan manusia  sejak  lahir.  Bidang  kesehatan  merupakan  salah  satu  bidang  yang  menjadi  prioritas utama  dalam  perkembangan  teknologi  di  Indonesia.  Kemajuan  teknologi  dituntut  untuk mendukung sistem kesehatan baik untuk rumah sakit hingga tingkat puskesmas.
Kecanggihan  alat-alat  medik  yang  menunjang  fasilitas  kesehatan  tersebut  tentunya sebanding  dengan  tenaga  ahli  dibidangnya.  Hal  ini  menjadi  tuntutan  utama  di  karenakan  alat- alat  yang  digunakan  akan  berhubungan  langsung  dengan  manusia,  tentunya  berkaitan  dengan nyawa klien/pasien.
Salah  satu  yang  menjadi  perhatian  terhadap  perkembangan  teknologi  alat  kesehatan tentu  saja  keselamatan  pasien  dan  penggunaan  alat.  Keselamatan  pasien  sangat  diprioritaskan oleh para dokter dan tim pelayanan medis khususnya pasien yang sedang dalam perawatan. Pada ruang  perawatan  untuk  bayi  baru  lahir  terdapat  beberapa  peralatan  kesehatan  salah  satunya adalah infant warmer .
Infant  warmer berfungsi  memberikan  kehangatan  pada  bayi  yang  baru  dilahirkan  agar bayi  baru  lahir  nyaman,  dimana  bayi  tersebut  membutuhkan  suhu  yang  sesuai  dengan  suhu dalam rahim ibu yaitu antara 35 o C-37 o C. Menurut WHO suhu normal pada bayi baru lahir 36,5- 37,5  °C.  Proses  penghangatan  pada  alat  infant  warmer  dilakukan  dengan  menggunakan komponen heater sebagai pemanasnya, dan fan sebagai penurun suhu. Pada beberapa alat infant warmer  sering  dijumpai  suhu  pada  alat  tidak  stabil,mengakibatkan  luka  bakar  terhadap  kulit bayi jika terjadi panas yang berlebih.
Oleh karena hal tersebut penulis termotivasi untuk membuat rancangan pengontrol suhu otomatis  pada  bayi  normal  untuk  tetap  menjaga  suhu  disekitar  bayi  agar  tetap  stabil  secara otomatis, dengan kontrol suhu otomatis menggunakan sensor DHT11 yang ditampilkan pada
LCD.  Adapun  judul  Tugas  Akhir  yang  penulis  ajukan  adalah ”Rancang  Bangun  Infant Warmer Secara Berbasis Mikrokontroler ATMega8535”.
Berdasarkan  uraian  diatas,  maka  penulis  merumuskan  beberapa  masalah  diantaranya  :  adalah pertama  bagaimana  cara  mengoperasikan  alat  sistem  pengontrol  suhu  secara  otomatis  ?  dan kedua bagaimana prinsip kerja dari Sensor DHT11 ?
Adapun  tujuan  dilakukan  penelitian  rancang  bangun  Infant  Warmer  berbasis  mikrokontroler Atmega 8535 ini dilakukan adalah pertama menghasilkan alat untuk mengamankan suhu secara otomatis,  kedua  mengetahui  prinsip  kerja  Sensor  DHT11  pada  alat  infant  warmer.  Dan  ketiga dapat  merancang  mikrokontroller  agar  menjadi  satu  sistem  untuk  mengendalikan  sistem pengaman pada alat infant warmer,
Adapun  manfaat  dari  perancangan  dan  pembuatan  rancang  bangun  Infant  Warmer  berbasis mikrokontroler  Atmega  8535  adalah  ini  adalah  pertama  mempermudah  pekerjaan  tim  medis (bidan,perawat,analis),  kedua  meningkatkan  kualitas  pelayanan  pada  rumah  sakit  maupun puskesmas,  ketiga  menambah  wawasan  penulis  tentang  bagaiamana  merancang  alat  sistem Infant warmer dan keempat sebagai referensi untuk membuat penghangat bayi bagi mahasiswa/i Teknik Elektromedik.

## Metodologi Penelitian

## Blok Diagram Perancangan Infant Warmer
Salah  satu  terpenting  dalam  melakukan  perancangan  sebuah  alat  adalah  membuat  blok diagram  rangkaian.  Dari  blok  diagram  maka  dapat  diketahui  prinsip  kerja  rangkaian keseluruhan. Dengan begitu blok diagram rangkaian akan menghasilkan suatu sistem yang dapat difungsikan  bagaimana  prinsip  kerja  dari  rancangan  suatu  alat.  Dibawah  ini  merupakan  blok diagram dari Rancang Bangun pengontrol suhu bayi normal secara Otomatis pada infant warmer Berbasis Mikrokontroler ATMega8535.

## Gambar 1 Blok Diagram perancangan Infant warmer
1. KEYPAD
Berfungsi sebagai inputan ke mikrokontroller untuk mengatur set point .
2. SENSOR DHT 11
Sebagai pendeteksi suhu yang terdapat pada alat infant warmer.
3. MIKROKONTROLER
HC-05 Sensor DHT11 LED LCD 16 X2 RELAY KEYPAD HEATER RELAY 8 5 3 5 Adaptor
Adalah  sebuah  IC  yang  berfungsi  sebagai  pengontrol  dari  seluruh  rangkaian  pada  alat infant warmer.
4. LCD
Sebagai  tampilan  yang  terdapat  pada alat  infant  warmer  yang  menampilkan  suhu  yang terdapat pada alat
5. ADAPTOR
Berfungsi mengubah tegangan dari AC ke DC atau memberikan tegangan.
6. HEATER
Heater  adalah  sebuah  objek  yang  memancarkan  panas  atau  menyebabkan  tubuh mencapai suhu yang diinginkan.
Perancangan  alat infant  warmer ini  pada  dasarnya  blog  diagram  pada  sistem  ini memiliki  bagian  utama  yaitu  :  input,  mikrokontroller,  dan  output.  Pada  bagian  input  alat  ini terdiri  dari  tombol  on/off,  adaptor,  sensor  DHT11,  sedangkan  pada  bagian  output  terdiri  dari. Perancangan blok diagram pada alat infant warmer ini adalah pada saat sistem dinyalakan maka seluruh rangkaian akan mendapat supply tegangan. Setelah alat nyala, setting suhu pada keypad maka  sensor  akan  mendeteksi  suhu  yang  akan  ditampilkan  pada  lcd.  Jika  suhu  yang  terdeteksi lebih  dari  37 o c  akan  dikirim  ke  mikrokontroller  untuk  diproses,  maka  komponen fan akan bekerja sebagai penurunan suhu, dan jika suhu terdeteksi dibawah 34 0 c maka komponen heater akan bekerja secara otomatis.
Blok mikrokontroller yang sudah menerima data input dari sensor akan memproses data dan memberi perintah kerja selanjutnya dengan mengirimkan data, sehingga secara otomatis alat akan bekerja.

## Perancangan Infant Warmer
Perancangan penelitian model alat ini menggunakan metode Pre-Eksperimental dengan jenis  penelitian One  Group  Pre  Post  Test  Design dan    peneliti    hanya    memodifikasi    alat Infant Warmer . 1. Rangkaian Sensor
Sensor  yang  digunakan  untuk  mendeteksi  kondisi  suhu  infant  warmer  adalah  sensor  DHT11. Sensor DHT11 ini memiliki keluaran sinyal digital yang terkalibrasi dengan kemampuan sensor suhu  dan  temperaturnya.  Sensor  ini  bisa  diintegrasikan  dengan  sebuah  mikrokontroler  8-bit dengan  kinerja  yang  tinggi.  Pada  sensor  DHT11  memiliki  4  pin  dimana  pada  pin  1  berfungsi sebagai VCC, pin2 data, vin 3 NC ( Not Used) dan pin 4 sebagai ground.

## 2. Rangkaian LCD (Liquit Crystal Display)
Untuk  menghubungkan  LCD  ke  mikrokontroler  ATM8535,  bisa  menggunakan  semua PORT  baik  PORT  A,  PORT  B,  PORT  C  dan  PORT  D.  Bagian  ini  hanya  terdiri  dari  sebuah LCD  dan  matriks  2  ×  16  karakter  yang  berfungsi  sebagai  pengukuran  dan  tampilan  dari beberapa  keterangan  LCD  dihubungkan  langsung  ke  PORT  A  dari  mikrokontroler  yang berfungsi mengirim data hasil pengeloaan untuk di tampilkan pada bentuk alfabeta dan numerik pada LCD.

## Gambar 3 Rangkaian LCD

## 3. Rangkaian Mikrokontroler ATM8535
Rangkaian  minimum  mikrokontroler  ini  berfungsi  sebagai  pemprosesan  data input dan mengolah  data  tersebut  untuk  menggerakkan output. Rangkaian  ini  dihubungkan  dengan rangkaian lain untuk menjalankan fungsi tertentu.

## Modul Rangkaian Infant Warmer
Dibawah  ini  merupakan  rangkaian  keselurusan  dari  perancangan  alat  infant  warmer menggunakan  sensor  DHT11  sebagai  indikator  suhu  dengan  tampilan  pada  LCD  berbasis Mikrokontroler ATMEGA8535.

## Gambar 5 Modul Rangkaian Infant Warmer

## FlowChart
Jenis  flowchart  yang  digunakan  dalam  perencangan  infant  warmer  adalah  jenis flowchart  sistem.  Flowchart  sistem  merupakan  bagan  yang  menunjukkan  alur  kerja  atau  yang sedang  dkerjakan  didalam  sistem  secara  keseluruhan  dan  menjelaskan  urutan  dari  prosedur  – prosedur yang ada didalam sistem. Dibawah ini merupakan flowchart cara kerja infant warmer.
Gambar 6 Flowchart perancangan Infant Warmer
Proses kerja dari sistem perancangan alat infant warmer dimulai dengan START (untuk memulai program) setelah itu pembacaan program akan bekerja, setelah itu cek keypad yang
Start Cek data DHT11 Suhu > set point Tidak suhu Ya < set point Matikan heater Selesai Aktifkan Heater Aktifkan Fan Matikan fan Input nilai Set point
bertujuan  untuk  memasukkan  nilai  set  point  ditekan  masukkan  sesuai  nilai  yang  telah ditentukan,  setelah  set  point  terbaca,  maka  sensor  dht11  akan  mendeteksi  suhu  pada  alat,  jika nilai  set  point  lebih  besar  dari  nilai  set  point  maka  fan  akan  aktif,  heater  akan  mati  dan  begitu sebaliknya jika niai suhu lebih  kecil  dari nilai set point maka secara otomatis  heater hidup  dan fan akan mati.
Hasil Pengukuran Dan Analisis

## 1. Grafik Suhu Metode Konvensional
Pada penggunaan metode konvensional pada seting 34 0 C dapat dilihat pada grafik di bawah ini:
Gambar Grafik Suhu Metode Konvensional pada Seting 34 o C Dari grafik diatas didapatkan hasil data sebagai berikut: 1. Suhu tertinggi pada infant warmer setelah suhu seting tercapai adalah 34.05 O C atau
0,5 O C diatas suhu seting
2. Suhu terendah pada infant warmer setelah suhu tertinggiadalah 33.90 O C atau 0,10 O C dibawah suhu seting
3. Selisih suhu tertinggi dan terrendah sebesar 0.15 O C
2. Grafik Suhu Metode Fuzz
Gambar Grafik Suhu Metode Fuzzy pada Seting 34 o C
Dari grafik diatas didapatkan hasil data sebagai berikut:
1. Suhu tertinggi pada infant warmer setelah  suhu  seting tercapai  adalah  34.07 O C atau 0,07 O C diatas suhu seting
2. Suhu terendah pada infant warmer setelah suhu tertinggi adalah 33.89 O C atau .11 O C dibawah suhu seting 1.18 O C

## Hasil Pengukuran dan Pengujian
1. Pengukuran LM35
Gambar (a) Bentuk Fisik LM35 (b) Bagian- bagian LM35 (Datasheet) Secara      prinsip        sensor        akan        melakukan  penginderaan  pada  saat  perubahan  suhu  setiap suhu  1ºC  akan  menunjukan  tegangan  sebesar  10  mV.  Pada  penempatannya  LM35  dapat ditempelkan    dengan    perekat    atau    dapat    pula    disemen    pada    permukaan    akan    tetapi suhunya  akan  sedikit  berkurang  sekitar  0,01ºC  karena  terserap  pada  suhu  permukaan  tersebut. Dengan  cara  seperti  ini  diharapkan  selisih  antara  suhu  udara  dan  suhu  permukaan  dapat dideteksi  oleh  sensor  LM35  sama  dengan  suhu  disekitarnya,  jika  suhu  udara  disekitarnya  jauh lebih  tinggi  atau  jauh  lebih  rendah  dari  suhu  permukaan,  maka  LM35  berada  pada  suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya Berikut tabel spesifikasi LM35 :
Tabel 1 Spesifikasi LM35 MIN  MAX UNIT Supplay Voltage -0.2 35 V Output Voltage -0.2 35 V Output Curret 10 mA Maxsimum Junction Temperature 150 O C Storage Temperature TO-CAN, TO-92 Package -60 150 O C TO-220, SOIC Package -65 150
Sensor  LM35  bekerja  dengan  mengubah  besaran  suhu  menjadi  besaran  tegangan. Tegangan  ideal  yang  keluar  dari  LM35  mempunyai  perbandingan  100°C  setara  dengan  1  volt. Sensor  ini  mempunyai  pemanasan  diri  (self  heating)  kurang  dari  0,1°C,  dapat  dioperasikan dengan  menggunakan  power  supply  tunggal  dan  dapat  dihubungkan  antar  muka  (interface) rangkaian control yang sangat mudah.
IC  LM  35  sebagai  sensor  suhu  yang    teliti    dan    terkemas    dalam    bentuk    Integrated Circuit  (IC),  dimana  output    tegangan    keluaran    sangat    linear    terhadap    perubahan    suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke besaran tegangan yang memiliki koefisien  sebesar  10  mV  /°C  yang  berarti  bahwa  kenaikan  suhu  1°  C  maka  akan    terjadi kenaikan tegangan sebesar 10mV.
Tabel 2 Data hasil pengujian sensor suhu LM35 NO Data Suhu Yang Tampil Pada LCD ( O C) Tegangan output sensor suhu yang terukur pada multimeter (Volt) 1 34 3.26 2 35 3.37 3 36 3.47 4 37 3.58

## 2. Pengujian Sensor Suhu Skin Menggunakan Osiloscop
Gambar 4.11 (a) Bentuk Fisik DS18B20 (b) Bagian-bagian DS18B20 (Datasheet)
Temperature sensor DS18B20 beroperasi pada suhu    -55º  celcius hingga +125 º celcius. Keunggulan DS18B20 yaitu output berupa data digital dengan nilai ketelitian 0.5 º celcius selama kisaran  temperature  10  º  celcius  sampai  +  85   º celcius  hingga mempermudah pembacaan oleh mikrokontroller.

## Gambar 3.3 Rangkaian Sensor DS18B20
Tabel 3.3 Data Pengukuran Suhu Skin DS18B20 Dengan Pembanding Termometer Badan Digital
PENGUK URAN DISP LAY ( O C) TERMO METER ( O C) SIMPA NGAN %ER ROR X1 34.3 35.0 0.7 2.0 X2 34.8 35.6 0.8 2.25 X3 34.6 35.1 0.5 1.42 X4 34.6 34.1 0.5 1.47 X5 34.7 35.3 0.6 1.70 X6 34.2 35.0 0.8 2.29 RATA-RATA 0.65 1.86 Stdv 0.14 0.38 UA 0.06 0.16

## Pembahasan
Pada  crisp  input  -0.9  berada  pada  label  Negatif  Small  dan  Negatif  Big,  maka  digunakan reprentasi  linear  turun  dan  reprentasi  liniear  segitiga  untuk  menentukan  nilai  keluaran  dari masing masing label.
* Reperentasi liniear turun
Gambar 4.2 Reperentasi liniear turun Nilai derajat keanggotaan untuk himpunan Negatif Big pada variabel Error didapatkan dalam perhitungan berikut: µ NB [-0.9] = (-0.5)-(-0.9) / (-0.5)-(1.5)
= 0.4/1
= 0.4
Gambar 4.3Reperentasi liniear segitiga
Nilai  derajat  keanggotaan  untuk  himpunan  negatif  Small    pada    variabel    Error    didapatkan dalam perhitungan perhitungan berikut:
µ NB [-0.9] = (-0.9)-(-1.5) / (-0.5)-(1.5) = 0.6/1 = 0.6 Setelah mendapat nilai dari derajat keanggotaan dari masing masing label maka didapatkan nilai masukan  fuzzy  Negatif  Big  adalah  0.4  dan  Negatif  Small  adalah  0.6  dapat  dilihat  seperti gambar di bawah
Gambar 4.4 Proses Fuzzyfikasi
Setelah mendapatkan nilai masukan fuzzy dari masing masing label, langkah selanjutnya adalah evaluasi rule untuk menentukan nilai keluaran fuzzy.

## RangkaianKoneksi  Modul i2C dengan LCD
Spesifikasi dari rangkaian koneksi modul i2C dengan LCD antara lain:
1. Tegangan supply DC +5V dan Ground
2. Menggunakan modul i2C
3. Menggunakan LCD 16 x 2 untuk menampilkan  progam
4. Mengkoneksikan kaki pin SDA dan SCL ke minimum sistem

## Gambar 4.9 Rangkaian i2C pada LCD

## Rangkaian Driver Buzzer
Spesifikasi dari rangkaian driver buzzer antara lain:
1. Tegangan supply DC +12V dan Ground
2. Menggunakan transistor NPN BD 139
3. Rangkaian  dihubungkan pada  pin digital arduino

## Gambar 4.10 Rangkaiani2C pada LCD
Rangkaian  driver  buzzer  menggunakan  kerja  transistor  ini    akan    saturasi    apabila    basis tersebut  mendapat  tegangan  lebih  dari  0.7  atau  logika  HIGH  dari  arduino.  Jika  transistor saturasi  maka  buzzer  akan  berbunyi  karena  mendapat  tegangan  12V  yang  terhubung  dengan collector transistor serta emitor transistor yang terhubung dengan ground.

## Rangkaian Sensor DS18B20
Spesifikasi   dari   rangkaian   driver   buzzer antara lain:
1. Tegangan supply DC +5V dan Ground
2. Menggunakan resistor pull up
3. Rangkaian  dihubungkan pada  pin digital arduino

## Penutup

## Kesimpulan
Berdasarkan hasil pembahasan dan tujuan pembuatan modul dapat disimpulkan bahwa:
Secara menyeluruh penelitian ini dari pembahasan diatas, dapat disimpulkan bahwa:
1. Metode   Fuzzy   kurang   dapat   mempertahankan suhu  pada  set  point   37 O C. Karena pengaruh suhu lingkungan dan nilai PWM
2. Hasil fuzzy yang paling baik diterapkan pada seting suhu 34 0 C karena suhu tersebut cepat dicapai heater.
3. Hasil   fuzzy   pada   suhu   34   dan   35  memiliki  selisih yang kecil dengan metode
konvensional karena metode konvensional dapat mencapaai kestabilan dan memiliki nilai error yang kecil. Hal tersebut disebabkan pemanasan heater memerlukan waktu yang cepat
4. Hasil kalibrasi pada suhu 34 memiliki nilai selisih yang kecil dengan suhu setting, sedangkan untuk suhu setting lainnya memiliki nilai selisih yang besar hal itu disebabkan oleh penyerapan panas oleh sensor suhu pada kalibrator

## Saran
Pengembangan penelitian ini dapat dilakukan pada:
1. Menggunakan sensor digital untuk mengurangi nilai error pembacaan suhu
2. Heater dilengkapi dengan plat besi sehingga perambatan suhu lebih  cepat
3. Desain  mekanik  lebih  diperhatikan  sehingga suhu dapat rata pada empat titik pengukuran
4. Penambahan variabel input delta error sebagai penentu besaran keluaran  pemanas
5. Pengurangan atau penambahan jumlah label masukan untuk membuat respon pemanas menjadi lebih baik.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Iswanto,  2009, Mikrokontroller  ATmega8535    dengan    Bahasa    Basic ,    Gava Media, Yogyakarta.
2. Saptadi,  Arief  Hendra.  "Perbandingan  Akurasi  Pengukuran  Suhu  dan  Kelembaban Antara Sensor DHT11 dan DHT22." Jurnal Infotel 6.2 (2014): 49-56.
3. Riyadi,  Rahmat.  Rancang  Bangun  Alat  Inkubator  Bayi  Dengan  Kontrol  Suhu  dan Kelembaban  Berbasis  Mikrokontroler  ATMEGA8535.  Diss.  Politeknik  Negeri Sriwijaya, 2015.
4. Wibowo,  Yohanes  Rikky. Pemanfaatan  Mikrokontroler  Tipe  ATMEGA  8535 sebagai  Pengendali  Iinverter  3  Fasa  Dengan  Pemograman  1/2 .  Diss.  Prodi Ilmu Komputer Unika Soegijapranata, 2013.