## PERANCANGAN SIMULASI SISTEM PENGONTROLAN SUHU DI DALAM RUANG INKUBATOR BAYI BERBASIS MIKROKONTROLLER
Juhanis*
*) Dosen Pada Jurusan Teknik PWK Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri (UIN) Alauddin Makassar E-mail : juhanispwk@yahoo.com
Abstrak : Di dalam dunia kesehatan, bayi tidak semuanya lahir dalam keadaan normal. Salah satu ketidak normalan itu adalah adanya bayi yang  lahir  prematur  dengan  hasil  berat  badan  yang  kurang  dan  itu semua  diakibatkan  oleh  waktu  kelahiran  bayi  yang  tidak  mencukupi (selama  37  minggu).  Hal  ini  mengakibatkan  tingkat  bayi  lahir prematur  yang  cukup  banyak  khususnya  pada  rumah  sakit  milik pemerintah.  Apabila  bayi  mengalami  lahir  prematur  maka  akan sangat  membutuhkan  tingkat  kehangatan  yang  cukup  stabil, mengingat  bayi  tersebut  belum  terbiasa  beradaptasi  dengan  suhu  di luar  kandungan  sang  ibu.  Sehingga  muncul  sebuah  gagasan  untuk membuat  suatu  rancangan  sistem  pengontrolan  suhu  dalam  ruang inkubator  bayi  berbasis  mikrokontroler.  System  ini  dirancang  dari beberapa komponen yaitu mikrokontroler, sensor kelembaban, sensor suhu,  fan  DC,  filamen,  push  button,  LCD  dan  sensor  suara  serta dibangun  menggunakan  Bahasa  pemrograman  Code  Vision  AVR. System  ini  mengukur  suhu  tubuh  bayi  yang  berada  dalam  incubator kemudian  suhu  yang  ada  akan  dikelola  dalam  mikro  kontroler.  Jika suhu  dalam  incubator  lebih  tinggi  dari  suhu  normal  maka  secara otomatis  kipas  akan  dinyalakan  dan  jika  suhu  dalam  inkubator  lebih rendah maka pemanas (hair drayer) secara otomatis akan dinyalakan dan jika dalam incubator dalam keadaan lembab maka akan memberi peringatan  dalam  bentuk  bunyi  buzzer.  Dengan  adanya  system  ini diharapkan  agar  dapat  memudahkan  para  pengguna  untuk mengawasi  bayi-bayi  prematur  dalam  menjaga  kondisi  bayi  dengan temperatur suhu yang stabil.
Keywords : Inkubator, Sensor, Mikrokontroler, Code Vision AVR

## I. PENDAHULUAN
enurut  Budiharto  (2008:1)  : microcontroler merupakan  pengontrol utama  standar  industri  dan  riset  saat  ini.  Hal  ini  dikarenakan berbagai kelebihan yang dimiliki dibandingkan mikroprocessor yaitu
M
198 _ Jurnal Teknosains, Volume 9 Nomor 2, Juli-Desember 2015 , hlm. 197 – 204
murah,  dukungan  software  dan  dokumentasi  yang  memadai  dan  memerlukan komponen pendukung yang sangat sedikit.
AVR  merupakan  seri microcontroler CMOS  8-bit  buatan  Atmel,berbasis arsitektur  RISC  ( Reduced  Instruction  Set  Computer ).  Hampir  semua  instruksi dieksekusi  dalam  satu  siklus clock. mempunyai  32 register  general-purpose, timer/counter  fleksibel dengan mode  compare , interrupt  internal dan eksternal , serial UART, programmable Watchdog Timer, dan mode power saving , ADC dan PWM  internal,  juga  mempunyai In-System  Programmable  Flash  on-chip yang mengizinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan  serial  SPI,  dan  dapat  dikelompokkan  menjadi  empat  kelas  yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega,  dan  AT86RFxx .  Pada dasarnya  yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral dan fungsinya.
Pengembangan  sebuah  sistem  menggunakan microcontroler buatan ATMEL menggunakan software STUDIO dan Codevision .  STUDIO merupakan software  khusus  untuk  bahasa  assembly  yang  mempunyai  fungsi  yang  sangat lengkap,  yaitu  digunakan  untuk  menulis  program  kompilasi,  simulasi  dan download program  ke  IC microcontroler .  Sedangkan Codevision merupakan software  C-Cross  Compiler ,  dimana  program  dapat  ditulis  dalam  bahasa  C.
Codevision memiliki  IDE  ( Integrated  Development  Environment )  yang  lengkap dimana penulisan program, compile, link, pembuatan kode mesin (assembler) dan download program ke chipdapat dilakukan pada codevision, selaik itu ada fasilitas terminal  yaitu  untuk  melakukan  komunikasi  serial  dengan microcontroler yang sudah  diprogram.  Proses  download  program  ke  IC microcontroler dapat menggunakan System download secara ISP (In-System Programming).
Alur Pemrograman microcontroler menggunakan Codevision dapat dilihat pada gambar 7.
Software  yang  digunakan  dalam  membuat  program  pada    disini  adalah Codevision C  Compileryang  selanjutnya  dalam  pembahasan  disebut  cv. Pemrograman  dengan  menggunakan  software  ini  lebih  mudah  karena  tersedia dengan  bahasa  pemrograman  C  selain  itu  dengan  cv  dimudahkan  dengan  code wizad  dimana  pemakai  tinggal  meng-klik  untuk  membuat  inisialisasi  ataupun fungsi-fungsi sesuai property yang tampil.
Sebelumnya  penelitian  serupa  pernah  dilakukan  oleh  Prasetyo  (2011), pada Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur yang merancang “Pengendalian  Ruang  Inkubator  bayi  berbasis Mikrokontroller” .  Selanjutnya penelitian  serupa  dilakukan  oleh  Riza  (2009),  pada  Universitas  Diponegoro Semarang  yang  merancang  “sistem  Pengendali  suhu  dan  memonitoring kelembaban  dengan  menggunakan Personal  Computer” dengan  bantuan  bahasa pemrograman Borland Delphi 6 .
Juhanis , Rancangan Simulasi Sistem Pengontrolan Suhu di dalam Ruang incubator Bayi …_ 199
Perbedaan sistem kontrol yang terdapat di atas dengan sistem kontrol atau alat  yang akan dibuat oleh penulis yaitu berupa sensor suhu yang digunakan dan bahasa  pemrograman  yang  digunakan  penulis  pada  tugas  akhir  ini  adalah  C++ ( Condevision  AVR )  yang  akan  diisikan  pada Microkontroller  AVR sebagai perintah otomatis untuk sistem kerja alat.
Saat  ini  ilmu  dan  teknologi  telah  berkembang  dengan  begitu  pesatnya sesuai  kebutuhan  manusia  yang  semakin  meningkat.  Hal  ini  dapat  dibuktikan dengan    munculnya  berbagai  peralatan  pengontrolan  sederhana  dan  kompleks, baik  yang  menggunakan  sistem  manual  maupun  yang  menggunakan  sistem kontrol  secara  otomatis.  Implementasi  peralatan  pengontrolan  telah  berkembang diberbagai  bidang,  salah  satunya  dibidang  kesehatan.  Dimana  dalam  dunia kesehatan,  salah  satu  peralatan  kontrol  adalah  pada  ruang  inkubator  yang berfungsi untuk mengatur suhu khususnya untuk bayi yang lahir prematur.
Di  dalam  dunia  kesehatan,  bayi  tidak  semuanya  lahir  dalam  keadaan normal.Salah  satu  ketidak  normalan  itu  adalah  adanya  bayi  yang  lahir  prematur dengan  hasil  berat  badan  yang  kurang  dan  itu  semua  diakibatkan  oleh  waktu kelahiran bayi yang tidak mencukupi (selama 37 minggu). Hal ini mengakibatkan tingkat bayi lahir prematur yang cukup banyak khususnya pada rumah sakit milik pemerintah.Apabila  bayi  mengalami  lahir  prematur  maka  akan  sangat membutuhkan  tingkat  kehangatan  yang  cukup  stabil,  mengingat  bayi  tersebut belum terbiasa beradaptasi dengan suhu di luar kandungan sang ibu.
Bayi yang baru lahir membutuhkan waktu untuk beradaptasi dengan dunia luar, sedangkan saat – saat paling rawan bagi bayi adalah sesaat setelah bayi baru lahir.  Untuk  itu  dibutuhkan  perhatian  khusus  pada  saat  itu.  Salah  satu    prosedur standart pasca neonatal (setelah kelahiran bayi)adalah semua bayi  yang lahirnya prematur harus dimasukkan  ke dalam  inkubator. Jangka waktu yang dibutuhkan tergantung dari tingkat kesehatan, daya tahan dan sistem organ bayi itu sendiri.
Inkubator  bayi  adalah  sebuah  wadah  tertutup  yang  kehangatan lingkungannya dapat diatur dengan cara memanaskan udara dengan suhu tertentu yang berfungsi menjaga temperatur disekitar bayi supaya tetap stabil. Dilihat dari segi  efisiensi,  inkubator  yang  ada  pada  saat  ini  masih  menggunakan  sistem pengontrolan    manual,  sehingga  disaat  -  saat  tertentu  inkubator  harus  dicek perubahan  tingkat  suhu  di  dalamnya.  Kondisi  ini  tentu  saja  mengharuskan  bidan dan perawat untuk mengontrol inkubator bayi setiap saat.
Disisi  lain,  perkembangan  teknologi  komputer  sebagai  suatu  produk  ilmu pengetahuan  dan  teknologi  telah  memberikan  kemudahan  bukan  hanya sebagaisarana  informasi,  penyimpan  arsip,pengolahan  data,dan  lain  sebagainya. Tetapi  juga  telah  dikembangkan  menjadi  suatu  alat  yang  digunakan  untuk
200 _ Jurnal Teknosains, Volume 9 Nomor 2, Juli-Desember 2015 , hlm. 197 – 204
membantu  perancangan  alat  otomatis  yang  berfungsi  untuk  mengefisiensikan waktu dan tenaga.

## II. BAHAN DAN METODE

## 1.  Bahan Penelitian
Adapun  alat  dan  bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  terbagi menjadi  dua  komponen  penting  yaitu  perangkat  keras  ( hardware )  dan  perangkat lunak  ( software ).  Perangkat  keras  adalah  komponen  yang  digunakan  dalam penelitian  yang  sifatnya  bisa  dilihat  dan  diraba  secara  langsung  atau  berbentuk nyata,  yang  berfungsi  untuk  mendukung  perancangan  sistem.  Sedangkan perangkat lunak adalah sekumpulan data elektronik yang disimpan dan diatur oleh komputer  yang  sifatnya  tidak  tampak  secara  fisik  dan  tidak  berwujud  benda namun bisa untuk dioperasikan.

## 2. Pengujian Perangkat Keras
Pengujian  dilakukan  dengan  cara  melakukan  uji  coba  dimana  rancangan mekanik  maupun  elektronika  untuk  komponen  herdware  dicoba  hingga  dapat bekerja sesuai dengan tujuan dan target yang diinginkan.
Untuk tahap pengujiannya sebagai berikut :
a. Semua  komponen  dialiri  tegangan  yang  sesuai  dengan  kebutuhannya.  Untuk Driver sensor suhu , Driver micro , Driver relay menggunakan tegangan inputan sebesar 5 Volt.
b. Jika  kondisi  lampu  indikator  pada  masing-masing Driver menyala  maka dipastikan  kondisi  masing-masing Driver dalam  kondisi  normal,  sedangkan jika ada salah satu atau beberapa Driver tidak menyala maka Driver yang tidak menyala  tersebut  harus  dilakukan  pemerikasaan  ulang  hingga  kondisi  lampu indikator menyala.
c. Pengguna  memberikan  inputan  udara  pada Driver suhu,  jika  sensor  suhu mendapat  inputan  udara  dan  indikator  lampunya  menyala,  maka  data  akan dikirim  ke  mikro  dan  mikro  akan  mengirim  data  perintah  ke  relay  untuk memutar fan DC dan menyalakan filamen pemanas.
d. Jika  kondisi  pada  tahap  sebelumnya  belum  sesuai  dengan  yang  dikehendaki maka akan dilakukan  pengecekan dan penyetingan ulang pada sensor suhu dan program yang diinputkan pada Driver micro .
e. Lakukan pengujian hingga kondisi yang diharapkan sesuai.

## 3. Pengujian Perangkat Lunak
Metode  pengujian perangkat lunak pada penelitian ini menggunakan White - box testing dengan langkah-langkah adalah sebagai berikut:
Juhanis , Rancangan Simulasi Sistem Pengontrolan Suhu di dalam Ruang incubator Bayi …_ 201
a. Membuat Flow graph Notation dari Flowchart program yang dibuat.
b. Menghitung Cyclomatic Complexity
c. Menentukan  jalur  bebas  dengan  ketentuan: independent  path (jalur  bebas)  = jalur  program  yang  merupakan  satu  kumpulan  perintah  pengolahan  atau  satu kondisi pengolahan.
d. Menyiapkan kasus uji untuk setiap jalur bebas (Graph Matrices) .

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A . Hasil Perancangan Perangkat Keras
Berdasarkan gambar 1 dapat dilihat bahwa sistem yang dirancang terdapat beberapa  komponen  penting  yaitu push  button ,  modul  mikro  kontroler, LCD untuk  menampilkan  output  berupa  informasi,  kipas  sebagai  pendingin  inkubator, hair  dryer sebagai  alat  pemanas  inkubator,  sensor  suhu  untuk  mendeteksi  suhu dalam  ruang  inkubator  bayi,  sensor  suara  untuk  mendeteksi  suara  bayi  saat menangis, dan sensor air untuk mendeteksi kelembaban air dalam inkubator bayi.
Saat  sistem  dijalankan  maka  sensor  suhu  akan  bekerja,  sensor  ini  akan mendeteksi  suhu  dalam  ruang  inkubator  bayi.  Saat  suhu  dalam  inkubator  lebih dari  38 0 C  maka  kipas  yang  berada  di  bawah  inkubator  akan  aktif  sebagai pendingin  sehingga  suhu  dalam  ruang  inkubator  stabil  dan  saat  suhu  dalam inkubator  kurang  dari  suhu  standar  (31 0 C  -38 0 C)  maka hair  dryer akan  aktif sebagai pemanas dalam inkubator.
Dari  gambar  2  dapat  dilihat  rangkaian  elektronika  pada  inkubator  bayi dimana pada papan rangkaian terdapat relay, transistor, LED, elco, dioda, resistor, kapasitor, serta pin untuk mikrokontroler.
Pada  gambar  3  di  atas  merupakan  tampilan  menu  pilihan  suhu  standar manual  yang  terbagi  atas  3  pilihan  yaitu  suhu  34 0 C,  36 0 C,  dan  38 0 C  serta  pada gambar 5.5 merupakan tampilan LCD untuk menampilkan informasi berupa suhu dalam  ruang  inkubator  bayi,  frekuensi  suara,  dan  kelembaban  air  yang memudahkan pengguna untuk melihat keadaan dalam ruang inkubator.
Gambar  4  merupakan  komponen  yang  digunakan  dalam  sistem  ini.  Pada gamabar 4 (a) merupakan komponen push button yang digunakan sebagai  media inputdimana  push  button  1  digunakan  untuk  memilih  suhu  34 o C,  push  button  2 digunakan untuk memilih suhu 36 o C serta push button 3 digunakan untuk memilih suhu 38 o C. Gambar 4 (b) merupakan tampilan sensor suara yang digunakan untuk mendeteksi  suara  bayi  saat  menangis  dengan  frekuensi  suara  yang  telah ditentukan  dalam  program  dan  gambar  4  (c)  merupakan  tampilan  sensor kelembaban air dimana saat terdapat air dalam inkubator maka akan memberikan peringatan berupa suara buzzer.
202 _ Jurnal Teknosains, Volume 9 Nomor 2, Juli-Desember 2015 , hlm. 197 – 204

## B. Hasil Pengujian Sistem

## 1.  Pengujian Perangkat Keras
Pengujian  perangkat  keras  dilakukan  apabila  rangkaian  elektronika  telah selesai.  Pengujian  dilakukan  dengan  cara  mengukur  tegangan keluaran  dari rangkaian. Pengujian ini sangat penting untuk mengetahui apakah rangkaian yang dirancang  dapat  bekerja  sesuai  kehendak.  Selain  itu  juga  untuk  mengetahui  ada tidaknya  salah  satu  komponen  yang  rusak.  Pengujian  dilakukan  dengan menggunakan Avometer (Multimeter). Untuk tahap pengujiannya sebagai berikut:
a. Semua  komponen  dialiri  tegangan  yang  sesuai  dengan  kebutuhannya,  untuk Driver sensor suhu, Driver micro, Driver relay menggunakan tegangan inputan sebesar 5 Volt.
b. Pengguna memberikan inputan suhu pada Driver sensor suhu , jika sensor suhu mendapat inputan suhu dingin maka sensor akan mengirim data ke mikro dan mikro  akan  mengirim  perintah  ke  relay  untuk  menggerakan  hair  dryer  untuk menghembuskan udara panas, dan jika tidak mendapatkan inputan suhu panas maksimal  pada sensor  suhu maka  sensor  akan  mengirim  data  ke  mikro  dan mikro  akan  mengirim  perintah  ke  relay  untuk  menggerakkan  fan  DC  untuk menghisap suhu panas dari ruang inkubator.
c. Jika  kondisi  pada  tahap  sebelumnya  belum  sesuai  dengan  yang  dikehendaki maka akan dilakukan pengecekan dan penyetingan ulang pada sensor suhu dan program  yang  diinputkan  pada Driver micro  dengan  menggunakan downloader .
d. Melakukan pengujian hingga kondisi yang diharapkan sesuai
e. Jika kondisi  yang diharapkan sudah sesuai, maka perangkat elektronika sudah bias dipasangkan pada simulasi mekaniknya
Adapun  pengujian  yang  dilakukan  pada  perangakat  keras  khusus  dari komponen penting yaitu :

## 2.  Pengujian pada sensor suhu
Pengujian  terhadap  sensor  suhu  dilakukan  dengan  memberikan  inputan kondisi  suhu  ruang  dengan  ukuran  kondisi  yang  berbeda-beda  guna  mengetahui tingkat  sensitifitas  dari  sensor  suhu.Berikut  tabel  hasil  pengujian  pada  sensor suhu. Dapat dilihat pada tabel 1,2, dan 3.

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil Perancangan pengaturan suhu di dalam ruang inkubator kemudian  dilakukan  pengujian  alat,  maka  diperoleh  beberapa  kesimpulan  dan saran  yang  diharapkan  berguna  untuk  perbendaharaan  ilmu  dan  teknologi  serta bagi kelanjutan dalam penyempurnaan alat ini.
Juhanis , Rancangan Simulasi Sistem Pengontrolan Suhu di dalam Ruang incubator Bayi …_ 203
Berdasarkan  studi  dan  penelitian  yang  dilakukan  pada  bab  sebelumnya, maka dapat disimpulkan beberapa hal antara lain:
a. Sistem  yang  dirancang  digunakan  untuk  mengontrol  suhu  menggunakan filamen dan kipas DC berdasarkan konstruksi yang telah ditetapkan.
b. Penekanan  suhu  diatur  oleh  program  yang  telah  dibuat.  Dan  untuk mengaturkondisi  suhu  ruang,  maka  kita  harus  menginput  program  yang  telah dibuat ke dalam chip microcontroller .
c. Dari beberapa percobaan yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa konstruksi mekanik  yang digunakan tidak presisi.

## KEPUSTAKAAN
Alfatah, Arif &Muji Lestari. 2009. Bahas Tuntas 1001 Soal Fisika , Yogyakarta :
Pustaka Widyatama
Budiharto, Widodo. 2008. 10 Proyek Robot Spektakuler , Jakarta : PT. Elex Media Komputindo
Chandra,  Franky  &  DeniAfrianto,  2011, Jago  Elektronika  Rangkaian  Sistem Otomatis , Jakarta : Kawan Pustaka.
Heryanto,  Ary,  M.  &  Adi,  P,  Wisnu.  2008. Pemrograman  Bahasa  C  Untuk mikrokontroler  ATMEGA8535. Yogyakarta
Kristanto,  Andi.  2008. Perancangan  Sistem  Informasi  dan  Apilkasinya .
Yogyakarta : Gava Media
Kusrini & Koniyo, Andri. 2007. Membangun Sistem Informasi Akuntansi Dengan Visual Basic Dan Microsoft Sql Server . Yogyakarta : CV Andi Offset
Prasetiyo,  Bayu,  I.  2011. Pengendalian  Ruang  Inkubator  Bayi  Berbasis Mikrokontroler .  Teknik  Informatika.  Universitas  Pembangunan  Nasional “Veteran”. Jawa Timur
Riza, Faishol, F. 2009. Perancangan Sistem Pengendali Suhu Dan Memonitoring Kelembaban  Berbasis  Atmega8535  Pada  Plant  Inkubator .  Teknik  Elektro. Universitas Diponegoro. Semarang.
Setiadi,  Robert.  2008. Algoritma  Itu  Mudah,  Prima  Infosarana  Media ,  Jakarta  :
Gramedia
Suhadi & Taufiq, Dwi, Septian. 2010. Buku Pintar Robotika . Yogyakarta: Adi Offset
Syaefudin,  Udin.  2005 Perencanaan  Pendidikan  Pendekatan  Komprehensif. Bandung: PT Remaja Rosdakarya.
Wong,  Dona,  L.  2009. Buku  Ajar  Keperawatan  Pediatrik,  Edisi  6 , Buku Kedokteran. Jakarta : EGC
204 _ Jurnal Teknosains, Volume 9 Nomor 2, Juli-Desember 2015 , hlm. 197 – 204

## Lampiran
Gambar 5 . Tampilan LCD
Gambar 6 . Push Button (a), sensor suara (b), sensor kelembaban air (c)
(a) (b) (c) Gambar  1. Gambar Tampak Dari Depan Ruang Inkubator Bayi Gambar  2. Pendingin dan pemanas ruang inkubator bayi Gambar  3. Rangkaian elektronika pada incubator bayi
Gambar 4. Tampilan Menu Pilihan Suhu Standar Manual