## Aplikasi Iot Pada Sistem Monitoring Cairan Infus
Berbasis Raspberry PI
Marfin
1 Fakultas Teknik, Program Studi Teknik Elektro, Universitas Pamulang, Tangsel, Indonesia Email: dosen00929@unpam.ac.id
Submitted 16-02-2022 ; Accepted 25-02-2022 ; Published 25-02-2022

## Abstrak
Dalam dunia medis, peran cairan infus sangat penting karena dapat menunjang proses pengobatan pasien. Namun saat ini, perbandingan tenaga  medis  dengan  jumlah  pasien  sering  menemukan  cairan  infus  yang  terpasang  tidak  termonitoring  dengan  baik  oleh  petugas, sehingga berpengaruh terhadap proses penyembuhan dan kepuasan pasien maupun keluarga pasien. Di sisi lain, kemajuan teknologi yang sangat pesat dapat dimanfaatkan untuk segala bidang termasuk medis, oleh karena itu peneliti membuat suatu perangkat pintar yang memanfaatkan photodioda [1] sebagai sensor untuk mendeteksi cairan infus serta dapat memberikan informasi kepada petugas medis secara real time melalui perangkat smartphone [2]. Perangkat ini memanfaatkan board Raspberry PI sebagai pengolah data dan eksekutor data yang diterima dari sensor. Raspberry PI sendiri merupakan perangkat pintar yang dapat mengolah data sampai eksekusi data karena dilengkapi pin GPIO yang dapat di koneksikan dengan perangkat luar lainnya [3]. Dengan dirancangnya perangkat ini, petugas mendapatkan informasi cairan infus yang terpasang mulai dari tetesan, debit hingga kecepatan tetesan. Selain itu, apabila cairan infus mau habis maka smartphone petugas akan memberikan notifikasi berupa getar dan dering agar petugas dapat segera bertindak cepat dan tepat.

## Kata Kunci: Cairan Infus; Photodioda; Raspberry PI

## Abstract
In the medical world, the role of intravenous fluids is very important because it can support the patient's treatment process. However, at  this  time,  the  comparison  of  medical  personnel  with  the  number  of  patients  often  finds  that  the  installed  infusion  fluids  are  not properly monitored by the officers, thus affecting the healing process and satisfaction of patients and their families. On the other hand, rapid technological advances can be used for all fields including medical, therefore the researchers made a smart device that utilizes a photodiode [1] as a sensor to detect intravenous fluids and can provide information to medical staff in real time via smartphone devices. [2]. This device utilizes the Raspberry PI board as a data processor and executor of the data received from the sensor. Raspberry PI itself is a smart device that can process data to data execution because it is equipped with a GPIO pin that can be connected to other external devices [3]. With the design of this device, officers get information on the installed infusion fluids starting from the drip, the discharge to the drip rate. In addition, if the infusion fluid is about to run out, the officer's smartphone will give a notification in the form of vibration and ringing so that the officer can act quickly and precisely.
Keywords : Infusion Fluid; Photodioda; Raspberry PI

## 1. PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi sudah merambah kesegala bidang, termasuk dunia kesehatan. Teknologi pada dunia kesehatan banyak  bermanfaat  untuk  mempermudah  tenaga  medis  dalam  mempercepat  proses  dalam  pekerjaan  maupun menyembuhkan pasien. Bukan hal asing jika kita melihat orang dirumah sakit mendapat suplai cairan dari botol-botol yang sering kita sebut cairan infus. Infus diartikan sebagai jalur masuk cairan melalui pembuluh darah vena. Cairan infus banyak macam dan jenisnya sehingga tidak serta merta bisa dikatakan bahwa infus adalah makanan bagi orang sakit.
Pada  saat  pemasangan  cairan  infus  sering  kali  kurang  pengawasan,  pasien  ataupun  keluarga  pasien  sering  kali mengubah kecepatan tetesan air tanpa sepengetahuan tenaga medis. Seharusnya yang berhak dan berkewajiban mengubah kecepatan tetesan air infus adalah tenaga medis, baik dokter ataupun perawat karena mereka yang mengetahui standar kecepatan tetesan berdasarkan ilmu medis dan kondisi pasien [4].
Hal lainnya adalah tidak jarang cairan infus habis dan tidak segera diganti (jika diperlukan) karena tidak tahunya keluarga korban ataupun kurangnya tenaga medis. Hal ini dapat berpengaruh terhadap kesehatan pasien maupun kepuasan keluarga pasien yang dirawat. Oleh karena itu dirancang prototype untuk mendeteksi cairan infus menggunakan sensor photodioda  berbasis  raspberry  pi  dengan  internet  [5].  Alat  ini  berfungsi  sebagai  alat  monitoring  pasien  dan  indicator habisnya  cairan  infus  yang  terpasang  pada  ruangan  pasien,  sehingga  tenaga  medis  dan  lebih  sigap  dalam  melakukan tindakan jika cairan infus habis.
Sebelumnya telah dilakukan penelitian tentang rancang bangun alat ukur jumlah tetes dan volume sisa cairan infus dengan  warning  system  pada  sistem  monitoring  cairan  infus  berbasis  arduino[6],  dalam  penelitian  tersebut  sistem monitoringnya  berbasis  Arduino.  Oleh  sebab  itu,  peneliti  mencoba  menyempurnakan  sistem  tersebut  menggunakan Raspberry PI.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## 2.1 Perancangan Instrumen
Untuk  mengetahui  tetesan  air  yang  mengalir  dari  tabung  infus,  diperlukan  sebuah  sensor  yang  terhubung  ke mikrokontroler. Sensor ini akan mengukur  tetesan air infus [7]. Mikrokontroler yang telah diberi set point pada air infus
tertentu  akan  menghitung  jumlah  tetes  air  infus  yang  jatuh.  Saat  tetesan  air  infus  mendekati  set  point  maka  akan memberikan  indikasi air infus didalam tabung infus mendekati habis atau  sudah habis. Saat air infus mendekati habis maka sensor yang menghitung jumlah tetesan akan memberikan signal kepada mikrokontroller dan akan diproses oleh mikrokontroler kemudian memberikan  data kepada anounciator [8]. Saat sensor membaca tetesan air infus maka akan memberikan signal pula kepada mikrokontroler yang akan di tamplikan pada HP/Tablet berbasis Android berupa data debit,  jumlah  tetesan  dan  sisa  volume  yang  berada  pada  tabung  infus  [9].  Berikut  ini  adalah  blok  diagram  yang menggambarkan sistem kerja alat secara menyeluruh:

## Gambar 1. Blok Diagram Monitoring Cairan Infus
Berdasarkan  gambar  1  di  atas  bahwa  perancangan  alat  pendeteksi  tetesan  air  infus  menggunakan  photodioda berbasis mikrokontroler raspberry pi 3 terdiri dari beberapa bagian, yaitu:
1. Input dari sensor photodioda yang memiliki fungsi sebagai pendeteksi kecepatan tetesan air infus lalu menghasilkan sinyal analog.
2. Arduino Nano yang mengubah sinyal analog dari sensor photodioda menjadi digital untuk sinyal input raspberry.
3. Mikrokontroller  raspberry  pi  3  yang  berfungsi  sebagai  pengolah  data  yang  berisikan  intruksi  pemrograman  untuk menjalankan sistem secara menyeluruh.
4. Output berupa smartphone berbasis operating system Android yang memiliki fungsi sebagai penampil dan pengakses data ketika proses pengukuran terjadi serta menjadi announciator kepada perawat atau pengakses data [10].

## 2.2. Perancangan Pemasangan Sensor pada Infus
Pada gambar 2 perancangan sensor pada infus menjelaskan dimana sensor berada, sensor tetesan air infus akan berupa dudukan fix yang akan di pasang pada penampung air infus [11]. Adapun bagian dari alat (sensor tetesan air infuse) terdiri sebagai berikut :
1. Transmitter yang berfungsi untuk menguatkan sinyal / mengirimkan sinyal.
2. Receiver sebagai penerima sinyal akan  menerima sinyal yang dikirim oleh transmitter.
3. Rangkaian  pada  PCB  ini  berisikan  resistor  dan  rangkaian  yang  menghubungkan  antara  transmitter,  receiver,  dan arduino nano.
4. Mikrokontroler yang berfungsi sebagai otak dan sebagai pengirim sinyal yang diberikan komponen sensor menjadi output yang dikirim ke data base lalu display.

## Gambar 2. Perancangan Pemasangan Sensor pada Infus

## 2.3 Perancangan Eelctrical
Sumber tegangan untuk sensor didapat dari pin 5V arduino, sedangkan output analog masing-masing sensor di koneksikan ke pin input analog arduino (A0 dan A1) untuk diolah sebagai sinyal digial. Output digital dari arduino (D10 dan D11) menjadi input digital raspberry pi (GPIO 2 dan 26). Ada pula LED sensor 1 dan 2 (GPIO 4 dan 5), sebagai notifikasi adanya tetesan air infus, dan buzzer (GPIO 22) sebagai notifikasi jika cairan infus telah mencapai set poin atau mendekati habis. Untuk mereset buzzer dapat dilakukan dengan menekan push button reset sensor 1 atau 2 (GPIO 23 dan 24. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 3.4.
Gambar 3. Diagram Koneksi

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bagian ini berisi analisa, hasil serta pembahasan dari topik penelitian, yang bisa di buat terlebih dahulu metodologi penelitian. Bagian ini juga merepresentasikan penjelasan yang berupa penjelasan, gambar, tabel dan lainnya.

## 3.1 Pengujian Sensor
Pada tahap ini sensor akan di uji dan kalibrasi serta di tes kesensitifannya dengan berbagai metode agar mendapatkan hasil yang maximal dalam penempatan sensor. Adapun variasinya sebagai berikut:
1. Pengujian sensor tanpa penghalang dengan variasi jarak.
2. Pengujian sensor dengan variasi penghalang
3. Pengujian sensor dengan air infus.
3.2 Pengambilan Sampel
Sampel yang diukur berupa air infus Ringer Laktat dan  NaCl. Pengambilan sample dilakukan dengan cara memasukan sensor ke dalam tempat penampung air infus ringer laktat dan  NaCl. Pada pengambilan sample ringer laktat dan  NaCl dilakukan  untuk  menguji  sensitifitas  sensor  photodioda  [12].  Pengambilan  sampel  cairan  infus  dilakukan  untuk mendapatkan volume per-tetes setiap jenis air infus agar mengetahui konsistensi dari tetesan air infus tersebut.

## 3.3 Pengukuran Dengan Sensor Tetesan Air Infus
Berikut adalah langkah persiapan untuk pengukuran langsung menggunakan sensor air infus:
1. Memasang perangkat sensor air infus ke tempat penampungan air infus yang sudah tersambung dengan kabel arduino nano [13] ke mikrokontroller raspberry pi dan Mikrokontroller raspberry pi sudah terprogram sebelumnya.
2. Berikan tegangan ke Mikrokontroller raspberry pi yang akan memberikan input tegangan ke semua rangkaian
3. Atur kecepatan tetesan air infus dan lihat hasilnya pada tabelt/hp berbasis Android..
Sensor akan menghasilkan nilai tegangan relatif kecil. Tegangan ini nantinya akan diubah menjadi tegangan digital untuk diproses ke dalam mikrokontroler.

## 3.4 Pengujian Interface
Pengujian ini bertujuan memastikan fungsi dari tampilan anonciator berfungsi dengan baik dan dapat mudah di operasikan dengan mudah oleh operator dalam hal ini adalah tenaga medis. Anounciator disini berupa smartphone berbasis android sebagai sistem operasinya [14]

## 3.5 Pengujian Sensor dengan Cairan Infus
Pengujian  ini  dilakukan  karena  ada  sedikit  perbedaan  nilai  output  antara  jarak  2  cm  tanpa  penghalang  dengan  2  cm menggunakan penghalang akrilik bening (0.2cm). Pada pengujian sensor dengan cairan infus peneliti menggunakan dua metode dan dua jenis cairan infus. Cairan yang digunakan adalah Ringer Laktat dan  NaCL 0.9% [15]. Sedangkan infus set yang digunakan adalah infus set makro yang diperuntukan untuk orang dewasa. Infus set yang digunakan bermerk GEA medical, alasan utama pemilihan infus set ini karena mudah di dapatkan di apotek terdekat. Pada bungkus infus set tertera  keterangan  bahwa  20  tetesan  cairan  setara  dengan  1mL.  Pada  gambar  4  merupakan  perlengkapan  infus  untuk digunakan peneliti selama penelitian.
Rangkaian  sensor  pada  percobaan  ini  sudah  tidak  lagi  menggunakan  papan  percobaan.  Metode  pertama  peneliti memasangkan sensor photodioda pada penampung air infus tanpa adanya tetesan, sedangkan yang kedua menggunakan tetesan untuk mengetahui apakah ada perubahan output. Percobaan dilakukan seperti pada gambar 5
Gambar 4. Perlengkapan Infus Set
Gambar 5. Pengujian Sensor Menggunakan Infus Set
Setelah dilakukan percobaan ternyata terdapat perubahan nilai pada tegangan dan arus output. Nilai perubahan tegangan dan arus output dapat dilihat pada tabel 1 sebagai berikut.
Tabel 1. Hasil Pengujian Sensor Menggunakan Cairan Infus
No CAIRAN INFUS TANPA TETESAN DENGAN TETESAN TEGANGAN (Volt) ARUS (mA) TEGANGAN (Volt) ARUS (mA) 1  Ringer Laktat 4.73 0.71 4.71 0.7 2   NaCl 4.73 0.71 4.68 0.65

## 3.6 Pengujian Kestabilan Air Infus
Pada  pengujian  kali  ini  peneliti  bertujuan  untuk  mengetahui  volume  per-tetes  pada  setiap  cairan  infus.  Pengujian  ini dilakukan karena adanya perbedaan pada setiap cairan infus. Cairan yang digunakan adalah Ringer Laktat dan NaCl. Pada ilmu medis terdapat dua jenis infus, yaitu mikro (untuk bayi) dan infus makro (untuk dewasa). Pada 1 ml infus mikro terdapat 60 tetes maka 1 tetes bernilai 0.016 ml. Sedangkan pada 1 ml infus makro terdapat 20 tetes sehingga 1 tetes bernilai 0.05. pada percobaan ini peneliti menggunakan infus makro.

## Gambar 6. Pengujian Kestabilan Tetesan Air Infus
Pada gambar 6 dilakukan 5 kali percobaan pada tiap jenis cairan infus. Peneliti mengatur tetesan air infus pada bukaan  klem,  bukaan  klem  ini  mengatur  lamanya  waktu  tetesan  pertama  ke  tetesan  kedua  dan  selanjutnya.  Peneliti mendapatkan setiap tetesan memiliki waktu yang konstan antara tetesan seperti yang ditujukan Gambar 7.

## Gambar 7. Frekuensi Tetesan Air Infus
Selanjutnya  peneliti  melakukan  perhitungan  seberapa  banyak  tetesan  dan  lamanya  untuk  mendapatkan  volume sebanyak 2.5 ml, 5 ml, 7.5 ml, 10 ml dan 15 ml. setelah didapat hasil lalu dilakukan perhitungan untuk mendapat rata- rata volume pertetes seperti Tabel 2 untuk cairan ringer laktat dan Tabel 3 untuk cairan NaCl.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 2.5 5 7.5 10 15 FREKUENSI RINGER LAKTAT ECOSOL NaCl
Tabel 2. Hasil Pengujian Kestabilan Tetesan Ringer Laktat
NO VOLUME (ml) JUMLAH TETESAN WAKTU (DETIK) FREKUENSI (N/T) VOLUME/TETES 1 2.5 62 71 0.87 0.0403 2 5 114 143 0.79 0.0439 3 7.5 164 221 0.74 0.0457 4 10 196 278 0.70 0.0510 5 15 283 398 0.71 0.0530 JUMLAH 3.82 0.2339 RATA-RATA 0.76 0.0468 Tabel 3. Hasil Pengujian Kestabilan Tetesan NaCl NO VOLUME (ml) JUMLAH TETESAN WAKTU (DETIK) FREKUENSI (N/T) VOLUME/TETES 1 2.5 62 46 1.34 0.0403 2 5 121 90 1.34 0.0413 3 7.5 154 117 1.31 0.0487 4 10 220 162 1.35 0.0455 5 15 285 218 1.30 0.0526 JUMLAH 6.67 0.2284 RATA-RATA 1.33 0.0457
Dari pengambilan sempel terdapat perbedaan volume per tetes antara kedua cairan namun tidak terlalu besar hanya selisih  0.0011  ml,  hal  ini disebabkan  viskositas  yang berbeda  pula.  Namun  jika  dilakukan  pembulatan  bilangan maka masih  sejalan  dengan  rumus  infus  makro  dan  informasi  pada  bungkus  infus  set  yaitu  0.05  ml  per  tetes  seperti  yang ditunjukan Gambar 8.

## Gambar 8. Volume Tetesan Air Infus

## 3.7 Pengujian Aplikasi Monitoring Cairan Infus
Pada pengujian ini peneliti mencoba langsung alat yang telah dirancang dengan memasangkannya ke penampung tetesan infus dan menggunakan smartphone sebagai display announciatornya.  Peneliti melakukan uji coba selama 5 menit untuk mengetahui debit yang terukur oleh alat dan di tampilkan oleh smartphone. Pengujian selama 5 menit ini dilakukan dengan mencatat debit yang termonitoring pada aplikasi di smartphone selama 30 detik dan kelipatannya. Selisih tiap 30 detik dapat menjadi data debit yang terukur pada tiap 30 detik. Pada Tabel 4 memperlihatkan hasil percobaan alat.
Tabel 4. Hasil Pengujian Aplikasi Monitoring Cairan Infus
Waktu (detik) Debit NaCl (mL) Debit NaCl/30s (mL) Debit Ringer Laktat(mL) Debit Ringer Laktat/30s (mL) 0 0 0 0 0 30 0.6 0.6 2.05 2.05 60 1.15 0.55 3.95 1.9 90 1.75 0.6 5.75 1.8 120 2.3 0.55 7.55 1.8 150 2.85 0.55 9.4 1.85 180 3.45 0.6 11.2 1.8
0.0000 0.0100 0.0200 0.0300 0.0400 0.0500 0.0600 2.5 5 7.5 10 15 RATA-RATA Volume/Tetes RINGER LAKTAT ECOSOL NaCl
Waktu (detik) Debit NaCl (mL) Debit NaCl/30s (mL) Debit Ringer Laktat(mL) Debit Ringer Laktat/30s (mL) 210 4 0.55 13 1.8 240 4.55 0.55 14.75 1.75 270 5.1 0.55 16.55 1.8 300 5.65 0.55 18.3 1.75

## 4. KESIMPULAN
Output yang dihasilkan oleh alat monitoring  cairan infus telah mendekati output real dimana hasil deteksi tetesan oleh alat sama dengan hasil real tetesan hal ini menjadikan pemantauan atau pun system notifikasi cairan infus menjadi efektif. Informasi  yang  tersedia  pada  aplikasi  monitoring  cairan  infus  pada  android  mudah  dalam  pembacaan  karena  sesuai kebutuhan data oleh tenaga medis yaitu berupa tetesan, debit yang mengalir ke tubuh pasien dan kecepatan tetesan secara real time serta jarak pantau dapat sejauh area wifi dapat menjangkau suatu area.

## REFERENCES
[1] Z.  Ayu  Kurnia  Sari,  H.  Permana,  and  W.  Indrasari,  “KARAKTERISASI  SENSOR  PHOTODIODA,  DS18B20,  DAN KONDUKTIVITAS  PADA  RANCANG  BANGUN  SISTEM  DETEKSI  KEKERUHAN  DAN  JUMLAH  ZAT  PADAT TERLARUT DALAM AIR,” 2017, doi: 10.21009/SPEKTRA.
[2] D. R. Mardiyah, I. I. Tritoasmoro, S. Rizal, and M. Eng, “SISTEM CONTROLLING DAN MONITORING CAIRAN INFUS BERBASIS  ANDROID  CONTROLLING  AND  MONITORING  SYSTEM  OF  INFUSION  FLUID  BASED  ON ANDROID.”
[3] T. Djasa Permana, “SISTEM MONITORING MENGGUNAKAN MINI PC RASPBERRY PI,” 2014. [Online]. Available: http://www.raspberrypi.org/downloads/
[4] F. Desmitha, W. Kurniawan, K. Lama, and J. Selatan, “RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING VOLUME INFUS BERBASIS ARDUINO MEGA 2560 PADA RUMAH SAKIT UMUM DAERAH PASAR REBO,” 2019.
[5] T. Dewi Hendrawati and R. Aditya Ruswandi, “Sistem pemantauan tetesan cairan infus berbasis Internet of Things,” 2021.
[6] A.  Sifa  Fauziyyah,  “RANCANG  BANGUN  ALAT  UKUR  JUMLAH  TETES  DAN  VOLUME  SISA  CAIRAN  INFUS DENGAN WARNING SYSTEM PADA SISTEM MONITORING CAIRAN INFUS BERBASIS ARDUINO,” 2019.
[7] L. Y. Astutik et al. , “KENDALI LAJU TETESAN INFUS DENGAN MENGGUNAKAN KONTROL PID,” 2018.
[8] R. Maharani et al. , “SISTEM MONITORING DAN PERINGATAN PADA VOLUME CAIRAN INTRAVENA (INFUS) PASIEN MENGGUNAKAN ARDUINO BERBASIS WEBSITE.”
[9] A.  Yudhana,  M.  Dwi  Darma  Putra,  and  A.  Dahlan  Yogyakarta  Jln  ProfDr  Supomo,  “RANCANG  BANGUN  SISTEM PEMANTAUAN INFUS BERBASIS ANDROID,” 2018. [Online]. Available:
https://ejournal.undip.ac.id/index.php/transmisi
[10] I.  Sucipta,  J.  W.  Simatupang,  C.  Kaswandi,  and  I.  Purnama,  “Prototipe  Pemantauan  Tetes  Cairan  Infus  Berbasis  IoT Terkoneksi Perangkat Android,” Jurnal Teknologi Elektro , vol. 12, no. 3, p. 113, Oct. 2021, doi: 10.22441/jte.2021.v12i3.003.
[11] Z. Fihayah, “SIMULASI SENSOR TETESAN CAIRAN, PADA INFUS KONVENSIONAL.”
[12] A. H. Noviyanto, “PENGUJIAN SENSOR CAHAYA PHOTOTRANSISTOR DAN PHOTODIODE PADA PEMANTAU DENYUT JANTUNG DENGAN METODE PHOTOPLETHYSMOGRAPH REFLEKSI,” Jurnal SIMETRIS , vol. 10, no. 1, 2019.
[13] N.  Lestari,  N.  Lestari  Program  Studi,  S.  Komputer,  and  S.  H.  Musirawas  Jl  Jend  Besar  Soeharto  KelLubuk  Kupang KecLubuklinggau Selatan I Kota Lubuklinggau, “RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING SISA CAIRAN INFUS DAN MONITORING ALIRAN INFUS BERBASIS ARDUINO DI PUSKESMAS MUARA BELITI,” 2017.
[14] M.  Diana,  K.  Kemalasari,  E.  Puspita,  and  A.  Sasongko  Jati,  “Sistem  Kendali  dan  Monitoring  Cairan  Infus  pada  Proses Tatalaksana Dehidrasi Berbasis IoT,” Jurnal Rekayasa Elektrika , vol. 17, no. 3, Sep. 2021, doi: 10.17529/jre.v17i3.21636.
[15] R. Agussalim, M. Niswar, P. Sistem Komputer, S. Handayan, and D. Jurusan Teknik Elektro dan Teknik, “MONITORING CAIRAN  INFUS  BERDASARKAN  INDIKATOR  KONDISI  DAN  LAJU  CAIRAN  INFUS  MENGGUNAKAN JARINGAN WIFI,” Jurnal Ilmiah ILKOM , vol. 8, no. 3, 2016.