Vol. 12. No. 3, September 2021: 141-144 http://publikasi.mercubuana.ac.id/index.php/jte p-ISSN: 2086 ‐ 9479   e-ISSN: 2621-8534

## Pandemic Covid-19

## Jafar Sodiq Alkaff
PT. Tower Bersama Infrastructure Tbk , Jakarta jafar.rnp@gmail.com
Abstrak— Sebuah  fenomena  dibidang  kesehatan  dunia sedang  terjadi  akibat  dari  virus  yang  menyerang  pada fungsi  vital  dari  kehidupan  manusia,  yaitu  fungsi pernapasan.  Virus  ini  dinamakan  Corona  Virus  yang merupakan  keluarga  besar  virus  yang  menyebabkan penyakit  mulai  dari  gejala  ringan  sampai  berat. Coronavirus  Disease  2019  (COVID-19)  adalah  penyakit jenis  baru  yang  belum  pernah  diidentifikasi  sebelumnya pada  manusia.  Virus  penyebab  COVID-19  ini  dinamakan Sars-CoV-2.  WHO  mendorong  setiap  negara  didunia kedokteran  untuk  membuat  dan  mengembangkan  alat ventilator,  khususnya  Ventilator  Emergency.  Pemerintah mengintruksikan  ke  Kementerian  Kesehatan  R.I.  melalui Instansi  Balai  Pengamanan  Fasilitas  Kesehatan  (BPFK) Jakarta  untuk  melakukan  pengujian  terhadap  ventilator tersebut.  Dengan  memanfaatkan  sistem  gerak  motor servo,  dan  pengontrolan  menggunakan  mikrokontroler Arduino,  maka  dapat  dibuat  miniatur  Ventilator Ambubag,  yang  bisa  digunakan  sebagai  pertolongan pertama  dalam  penanganan  pasien  COVID-19  ini.  Dari hasil  pengujian  didapatkan  nilai  error  Breath  Rate  / Respiratory Rate (RR) 3%, Inspiratory dan Expiratory Time Ratio (I : E Ratio) 6%, dan Tidal Volume (TV) >10%. Dan untuk menghindari penularan virus akibat dari pengendalian ventilator ini, digunakan remote control atau pengendalian  dari  jarak  jauh  sejauh  20m dengan  NLOS (Non Line Of Sight).
Kata Kunci— Ambubag, Arduino, COVID-19, LoRA, Ventilator
DOI: 10.22441/jte.2021.v12i3.007

## I. P ENDAHULUAN
Sebuah  fenomena  dibidang  kesehatan  masyarakat  dunia sedang  terjadi.  Fenomena  ini  terjadi  akibat  dari  virus  yang menyerang  pada  fungi  vital  dari  kehidupan  manusia,  yaitu fungsi  pernapasan.  Virus  ini  dinamakan Corona  Virus yang merupakan  keluarga  besar  virus  yang  menyebabkan  penyakit mulai  dari  gejala  ringan  sampai  berat. Coronavirus  Disease 2019  (COVID-19)  adalah  penyakit  jenis  baru  yang  belum pernah  diidentifikasi  sebelumnya  pada  manusia.  Virus penyebab COVID-19 ini dinamakan Sars-CoV-2. Virus corona adalah zoonosis (ditularkan  antara  hewan  dan  manusia). Penelitian  menyebutkan  bahwa  SARS  ditransmisikan  dari kucing  luwak  ( civet  cats )  ke  manusia  dan  MERS dari  unta  ke manusia [1].
Dalam  dunia  medis,  ventilator  dikenal  juga  sebagai respirator ,  mesin  pernapasan  atau  alat  bantu  penapasan mekanik  bagi  pasien  yang  mengalami  masalah  pernapasan. Ketika  pernapasan  terganggu  dan  berhenti,  organ-organ  tubuh tak  lagi  disuplai  oleh  oksigen  sehingga  dapat  memicu terjadinya  kematian.  Ventilator  [2]  pun  telah  digunakan  pada sebagian  pasien  Covid-19  yang  terbilang  parah  meski mayoritas pasien hanya mengalami gejala ringan [3].
Namun,  setelah  alat  bantu  pernapasan  ini  (ventilator) diperoleh  oleh  fasilitas  kesehatan,  permasalahan  lain  yang muncul  adalah  sharing  alat  [4]  dengan  pasien  lain  dan  ikut tertularnya  virus  ini  kepada  tenaga  medis  akibat  interaksinya dengan  pasien.  Tenaga  medis  memang  rentan  tertular  virus corona.  Pasalnya,  mereka  diharuskan  untuk  berinteraksi langsung  dengan  pasien  yang  terkena  virus  corona  termasuk dalam  pengoperasian ventilator ini. Dengan risiko yang tinggi, para  tenaga  medis  perlu  menerapkan  prosedur  dan  protokol tertentu  untuk  mencegah  penularan  virus.  Prosedur  dan protokol kesehatan untuk mencegah infeksi termasuk jaga jarak antara tenaga medis dengan  pasien. Maka dari itu penggunaan alat-alat  medis,  termasuk  ventilator,  dengan  pengoperasi  dan pengendaliannya  dari  jarak  jauh.  Hal  ini  dilakukan  untuk membuat kenyamanan dan keamanan bagi tenaga medis dalam menangani pasien-pasien.

## II. P ENELITIAN T ERKAIT
Dalam  penulisan  ini,  penulis  merujuk  kepada  beberapa jurnal dan penelitian yang ada sebagai berikut:
1.  Vent-I,  Institut  Teknologi  Bandung  yang  bekerjasama dengan  UNPAD  Bandung.  Vent-I  adalah  alat  bantu pernapasan  bagi  pasien  yang  masih  dapat  bernapas  sendiri. Dimana menggunakan tipe ventilasi mekanik, dan menggunakan  tabung  pompa  sebagai  sumber  oksigen  dan pengendalian dari jarak dekat. [5]
2.  Covent-20,  Kampus  Universitas  Indonesia  (UI) Jakarta.Ventilator  dengan  mode  ventilasi  mekanik,  dan menggunakan  ambubag  sebagai  sumber  oksigen,  dan pengendalian masih dari jarak dekat. [6]
3.  E-VITS, Institut Teknologi Surabaya.Ventilator dengan mode  ventilasi  mekanik  dan  memanfaatkan  ambubag  sebagai sumber oksigen, dan kendali dari jarak dekat. [7]
4.  VeNu-1, Universitas Islam Negeri Bandung. Ventilator dengan  mode  tabung  ventilasi,  dan  tipe  pompa  mekanik.

## Perancangan Kendali Jarak Jauh Alat Bantu Pernapasan (Ventilator) Memanfaatkan Lora Dalam Menghadapi
J. S. Alkaff et al., Perancangan Kendali Jarak Jauh Alat Bantu Pernapasan ( Ventilator ) Memanfaatkan Lora Dalam …..
Namun kendali sudah menggunakan Bluetooth dari jarak jauh sesuai kapasitas Bluetooth. [8] 5.  Robovent-1, Unibersitas Gunadharma Depok.
Ventilator dengan mode ventilasi mekanik dan memanfaatkan ambubag  sebagai  sumber  oksigen.  Tipe  kendali  sudah menggunakan teknologi internet dan dikendalikan menggunakan smartphone. [9]

## III. M ETODOLOGI P ENELITIAN
Rancang  Bangun  Kendali  Alat  Bantu  Pernapasan (Ventilator)  Menggunakan  Layar  Sentuh  Memanfaatkan  Lora ini  digunakan  untuk  membantu  tenaga  medis  dalam menghadapi pandemic Covid-19.  Rancang  bangun  ini  terdiri dari  dua  perancangan  yaitu  perancangan  perangkat  keras ( Hardware ) dan perancangan perangkat lunak ( Sofware ).
Ventilator  ini  dirancang  sebagai  alat  yang  dapat meringankan  beban  kerja  tenaga  medis,  dengan  meng- otomisasi  [10]  kerja  manual  untuk  menekan  suatu  ambu-bag (kantong  udara)  guna  mempertahankan  aliran  oksigen  ke seorang  pasien,  dan  dengan  kendali  jarak  jauh  (IoT)  [11], diharapkan akan mengurangi resiko terpaparnya petugas medis akan virus ini.
Gambar 1. Venti-FAR, Ventilator Kendali Jarak Jauh
Adapun  peralatan  pendukung  yang  digunakan  dalam perancangan alat ini adalah:
1. Resusiator/Ambubag: berfungsi sebagai sumber oksigen yang akan dipompa masuk ke dalam paru – paru melalui hidung / mulut
2. Mikrokontroler/Arduino:  berfungsi  sebagai  alat  yang digunakan untuk pengontrolan dan pemrosesan pergerakan ventilator dan juga semua alat elektronik.
3. LCD  TFT:  digunakan  untuk  media  pengendalian  dan tampilan parameter
4. Motor  Servo:  digunakan  untuk  menggerakan  lengan ventilator/actuator
5. LoRa:  digunakan  sebagai  media  pengiriman  data parameter ventilator
6. Power Supply:  digunakan  sebagai  sumber  energi  untuk seluruh  rangkaian  elektronik  agar  bisa  bekerja  dengan baik.

## Gambar 1. Diagram Alur Sistem
Terlihat dari gambar 1 diatas, bahwa Diagram Alur Sistem akan  dimulai  dengan  mengaktifkan  LCD  pada  remote  /  alat pengendali,  dan  lalu  semua  parameter  diatur  nilai  sesuai kebutuhan,  termasuk timer atau  lama  waktu  yang  akan mengaktifknan  sistem  ventilator  ini.  Lalu  setelah  itu  motor servo  akan  bergerak  untuk  menekan  ambubag  sesuai  dengan besaran parameter yang sudah ditentukan.
Gambar 2. Diagram Blok Sistem
Pada  gambar  2  diatas,  menjelaskan  bahwa  sistem  terbagi menjadi  Sistem  Pengendali  / Remote ,  dan  juga  Sistem Ventilator itu sendiri.
Sistem  pengendali  hanya  terdiri  dari  layar  LCD  sentuh, LoRa  pengirim,  dan  mikrokontroler.  Sedangkan  pada  sistem ventilatornya  itu  sendiri  terdiri  dari,  Ambubag,  Layar  LCD sentuh, motor servo, lengan/aktuator, power supply, mikrokontroler dan juga LoRa penerima.

## IV. H ASIL D AN P EMBAHASAN
Pengukuran dari  nilai  parameter  yang  sudah  diatur  dengan program  mikrokontroler  akan  diuji  coba  menggunakan  alat ukur  yang  biasa  dan  sederhana,  tidak  menggunakan  alat  ukur medis. Dan berikut hasil dari pengukuran yang didapat.
Untuk  tabel  1  dibawah,  merupakan  hasil  pengukuran Respiratory Rate (RR), dimana masih didapat error rate sekitar
J. S. Alkaff et al., Perancangan Kendali Jarak Jauh Alat Bantu Pernapasan ( Ventilator ) Memanfaatkan Lora Dalam …..
2%,  namun  hasil  ini  masih  dibawah  nilai  toleransi  alat elektronik.
Tabel 1. Hasil Pengukuran Respiratory Rate (RR) Nilai Parameter RR RR = 4 RR = 5 RR = 6 Percobaan 1 4.42 5.12 6.06 Percobaan 2 4.4 4.91 6.33 Percobaan 3 3.67 5.32 6.06 Percobaan 4 4.22 4.77 5.96 Percobaan 5 3.67 5 6.02 Percobaan 6 3.14 4.86 6.23 Percobaan 7 4.31 5.1 6.24 Percobaan 8 4.15 4.89 6.18 Percobaan 9 4.78 4.85 5.99 Percobaan 10 4.24 5.2 6.08 Average 4.1 5.002 6.115 Error Rate 2% 0% 2%
Untuk  tabel  2  dibawah,  merupakan  hasil  pengukuran Inspiratory  &  Expiratory  Ratio  (IER) ,  dimana  didapat error rate yang lebih tinggi yaitu  sekitar 7%, namun hasil ini masih dibawah nilai toleransi alat elektronik.
Tabel 2. Hasil Pengukuran Inspiratory & Expiratory Ratio
(IER) Nilai Parameter IER IER = 1:1 IER = 1:1.5 IER = 1:2 Percobaan 1 02.63/02.55 02.48/03.51 01.71/03.44 Percobaan 2 02.39/02.46 02.56/03.58 01.72/03.03 Percobaan 3 02.33/02.57 02.73/03.41 01.91/02.96 Percobaan 4 02.35/02.54 02.50/03.63 01.76/03.47 Percobaan 5 02.32/02.54 02.55/03.34 01.61/03.23 Percobaan 6 02.45/02.44 02.72/03.71 01.76/03.18 Percobaan 7 02.53/02.48 02.56/03.35 01.96/03.26 Percobaan 8 02.51/02.40 02.66/03.46 01.49/03.23 Percobaan 9 02.53/02.46 02.63/03.51 01.79/03.26 Percobaan 10 02.32/02.59 02.40/03.63 01.56/03.26 Average 0.9742 0.735096495 0.535927047 Error Rate 3% 9% 7%
Untuk  tabel  3  dibawah,  merupakan  hasil  pengukuran parameter  selanjutnya  yaitu Tidal  Volume (TV) . Untuk parameter  ini  memang  didapat error  rate yang  tinggi  yaitu smencapai  rata-rata  25%,  sudah  diatur  sedemikian  rupa  pada alat ukur, namun hasil masih sama dengan tingkat error tinggi. Kemungkinan  besar  diakibatkan  menggunakan  alat  ukur sederhana,  yaitu  hukum  Archimedes,  dimana  air  yang  keluar
dari suatu bejana/botol akan sama dengan kapasitas udara yang diberikan pada bejana/botol tersebut.
Tabel 3. Hasil Pengukuran Tidal Volume (TV) TV (mL) Aktual (mL) %Error 400 280 30% 500 400 20% 600 480 20%
Untuk  tabel  4  dibawah,  merupakan  hasil  pengukuran parameter  jarak  jangkau  sistem  kendali  dari  ventilator  yang memanfaatkan  LoRa  sebagai  media  transmisi.  Dan  dengan menggunakan LoRa SX1278, didapat jarak optimal yang masih bisa  menerima  respon  adalah  27m  dengan  NLOS,  artinya dengan penghalang tembok dan pintu.
Tabel 4. Hasil Pengukuran Jarak Kendali
Posisi Test Jarak Penerimaan Sensor A 10m Baik / OK B 21m Baik / OK C 27m Baik / OK D 33m Tidak diterima E 38m Tidak diterima V. K ESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  pengujian  alat  Venti-FAR  ini,  didapat kesimpulan sebagai berikut:
1.  Dari hasil pengukuran nilai Respiratory Rate (RR) pada Venti-FAR ini, memiliki Error Rate yang masih dalam batas  toleransi  untuk  nilai  rata-ratanya,  yaitu  masih dibawah 3%.
2.  Waktu  aktual  yang  dibutuhkan  oleh  lengan/aktuator menekan  dan  melepas  ambubag  masih  dalam  batas toleransi Error  Rate nilai  rata-rata  IER,  yaitu  dengan maksimal  9%.  Hal  ini  kemungkinan  besar  diakibatkan penggunaan alat ukur yang sederhana, yaitu stopwatch dari smartphone .
3.  Kapasitas  udara  ( Tidal  Volume )  yang  dikeluarkan ambubag  akibat  ditekan  dengan  lengan/aktuator  yang telah dibuat, mengalami perbedaan yang jauh dari hasil perencanaan,  yaitu  diatas  10% Error  Raten ya (mencapai 30%). Hal ini kemungkinan  besar disebabkan hal-hal sebagai berikut:
• Luas  penampang  tekanan  (lengan/aktuator)  yang masih  kecil  dan  sedikit  sehingga  daya  tekan  kepada ambubagnya tidak maksimal.
• Pengukuran  udara  hanya  menggunakan  bejana/botol air  mineral  dan  saat  pengukuran  masih  ada  celah udara yang ikut keluar selain air yang akan diukur
4.  Jarak  maksimal  kendali  yang  bisa  dicapai  sistem ventilator  adalah  20m  dengan  NLOS  ( Non  Line  Of Sight ),  yang  berarti  bahwa  banyak  penghalang  yang berupa tembok rumah. Hal ini disebabkan modul LoRA yang  digunakan  sudah  ada  antennanya,  dan  dalam  alat
J. S. Alkaff et al., Perancangan Kendali Jarak Jauh Alat Bantu Pernapasan ( Ventilator ) Memanfaatkan Lora Dalam …..
ini  antennanya  sangat  kecil  dan  dimasukkan  kedalam casing, sehingga daya pancar dan tangkapnya menurun drastic.
D AFTAR P USTAKA
[1] Kementrian Kesehatan RI, “Dokumen Resmi Pedoman Pencegahan Dan Pengendalian Coronavirus Disease (COVID -19)-Rev 3”, Maret 2020
[2] W. P. King et al. , “Emergency ventilator for COVID-19,” Plos One , vol. 15, no. 12, p. e0244963, Dec. 2020, doi: 10.1371/journal.pone.0244963.
[3] D.  A.  Lestari,  “Ventilator  untuk  COVID-19:  Cara  Kerja  dan Ketersediannya,” Hello Sehat , Apr. 23, 2020.
https://hellosehat.com/infeksi/covid19/ventilator-untuk-covid-19/
(accessed May 26, 2021).
[4] J. R. Beitler et al. , “Ventilator Sharing during an Acute Shortage Caused by  the  COVID-19  Pandemic,” American  Journal  of  Respiratory  and Critical  Care  Medicine ,  vol.  202,  no.  4,  pp.  600–604,  Aug.  2020,  doi: 10.1164/rccm.202005-1586le.
[5] A.  Permana,  “ITB  Kembangkan  Ventilator  Portabel  untuk  Pasien COVID-19 -,” Institut Teknologi Bandung, Apr. 2020. https://www.itb.ac.id/news/read/57458/home/itbkembangkan-ventilator- portabel-untuk-pasien-covid-19 (accessed May 26, 2021).
[6] Humas  FKUI, “COVENT-20,  Low Cost Transport  Ventilator Invented by  Universitas  Indonesia  -  FKUI,” Universitas  Indonesia,  Fakultas Kedokteran , Aug. 14, 2020. https://fk.ui.ac.id/en/news-2/covent-20-low-
cost-transport-ventilator-invented-by-universitas-indonesia-2.html (accessed May 28, 2021).
[7] Admin  ITS,  “E-VITS  Ventilator  Declared  to  Have  Passed  the  BPFK Technical  Feasibility  Test  -  ITS  News,” ITS  News ,  May  25,  2020. https://www.its.ac.id/news/en/2020/05/25/e-vits-ventilator-declared-to- have-passed-the-bpfk-technical-feasibility-test/  (accessed  May  28, 2021).
[8] Admin Sainstek, “April  29,  2020  –  Fakultas  Sains  dan
Teknologi,” Uinsgd.ac.id , Apr. 29, 2020.
https://fst.uinsgd.ac.id/2020/04/29/ (accessed May 28, 2021).
[9] M. R. Marwan, “Robovent Ventilator dan RoboHelm Karya Universitas Gunadarma Lulus Uji Klinis oleh Balai Pengamanan Fasilitas Kesehatan (BPFK)  Jakarta  -  News  Trends,” News  Trends  Gunadarma ,  May  27, 2020. http://news.gunadarma.ac.id/2020/05/robovent-ventilator-dan- robohelm-buatan-universitas-gunadarma-lulus-uji-klinis-oleh-balai- pengamanan-fasilitas-kesehatan-bpfk-
jakarta/?utm_source=dlvr.it&utm_medium=twitter  (accessed  May  29, 2021).
[10] A.  Aryanto,  “Rancang  Bangun  Alat  Bantu  Pernapasan  Ventilator Berbasis Wireless Sensor Network,” Journal ICTEE , vol. 1, no. 1, Sep. 2020, doi: 10.33365/jictee.v1i1.692.
[11] F.  Sirait,  F.  Supegina,  and  I.  S.  Herwiansya,  “Peningkatan  Efisiensi Sistem  Pendistribusian  Air  Dengan  Menggunakan  IoT  (Internet  of Things),” Jurnal  Teknologi  Elektro ,  vol.  8,  no.  3,  2017,  doi: 10.22441/jte.v8i3.2189.