## MONITORING BABY INCUBATOR SENTRAL DENGAN KOMUNIKASI WIRELESS

## Ary Sulistyo Utomo
Teknik Elektro Medik, Akademi Teknik Elektro Medik Email: ary.utomo@gmail.com
Antonius Bagus Satrya Teknik Elektro Medik, Akademi Teknik Elektro Medik
Yandri Tapparan Teknik Elektro Medik, Akademi Teknik Elektro Medik

## ABSTRAK
Baby  Incubator adalah  suatu  alat  yang  digunakan  untuk  menghangatkan  bayi  yang  baru  lahir  dan sering  digunakan  pada  bayi  yang  lahir  secara premature. Baby    Incubator ini  juga  berfungsi  menjaga kehangatan,  kelembaban  tubuh  bayi  serta  dapat  mencegah  terjadinya infeksi pernapasan  pada  bayi  dan untuk  mengisolasi  bayi  yang  baru  lahir  terutama  bayi  yang  lahir  secara premature .  Dengan  kondisi tersebut diperlukan pengamatan atau monitoring terhadap bayi yang berada di baby incubator . Pembuatan baby  incubator dengan  sistem monitoring sentral  ini  digunakan  untuk  pemantauan  kondisi  lingkungan yang  terdapat  di  ruang incubator . Baby  Incubator ini  terdiri  dari  rangkaian arduino  nano ,  rangkaian pengendali heater dan wireless  serial dengan  modul  kyl  1020.  Prinsip  kerja  pemanasan  menggunakan heater, yang  dapat  dikendalikan  sudut  penyalaan  dari heater tersebut.  Pembuatan  aplikasi monitoring suhu  menggunakan  Microsoft  Visual  Studio.  Hasil  pengamatan  disimpan  pada database menggunakan microsoft  acces .  Dari  hasil  percobaan  yang  dilakukan  jarak  yang  dapat  dicapai  untuk  pengiriman  data dalam  kondisi line  of  sight  (LOS) adalah  0-220m  sedangkan  untuk Non-Line  of  sight  (NLOS) adalah 180m.  Pengujian  suhu  ruang baby incubator menggunakan  termometer  sebagai  perbandingan  dengan nilai suhu  yang dibaca pada alat. Dari pengukuran diperoleh tingkat  perbedaan 0% pada suhu 30 o C dan 2,8% pada suhu 37 o C.
Kata kunci:  baby incubator, sistem monitoring sentral, microsoft visual studio, arduino.

## ABSTRACT
Baby Incubator is anotherapy used for newborns and premature babies. Baby Incubator also helps maintain  the  baby's  warmth,  moisture,  and  also  can  prevent  infections  in  premature  babies  and newborns. Under these conditions it is necessary to observe or monitor the infants in the infant incubator. Make  infant  incubators  with  centralized  system  monitoring  for  the  environment  in  the  incubator  room. This  Baby  Incubator  consists  of  a  series  of  arduino  nano,  series  of  wireless  heater  and  serial  controls with kyl module 1020. The working principle of heating using a heater, which can be used for heating. Create a temperature monitoring app using Microsoft Visual Studio. Observation results are stored in the database using microsoft acces. From the experimental results the distance that can be achieved for data transmission in line of sight condition (LOS) is 0-220m while for Non-Line of sight (NLOS) is 180m. The room  temperature  test  of  the  infant  incubator  uses  a  thermometer  in  comparison  with  the  temperature value read on the tool. From measurement level 0% at temperature 30 o C and 2.8% at 37 o C.
Keywords: baby incubator, central monitoring system, microsoft visual studio, arduino.

## 1. PENDAHULUAN
Bayi  prematur  adalah  bayi  yang  lahir  dengan  usia  kehamilan  kurang  dari  37  minggu  dan  dengan berat kurang dari 2500 gram. Sebagian besar organ tubuhnya juga belum berfungsi dengan baik, karena kelahirannya masih dini. Maka dari itu, perlu diberikan perawatan khusus. Diantaranya ada penyesuaian suhu,  kelembaban dan  kebutuhan oksigen  yang  sesuai dengan kondisi dalam rahim ibu.  Untuk itu perlu adanya Baby  Incubator . Baby  Incubator adalah  suatu  alat  yang  digunakan  perawatan  untuk  bayi premature . Baby Incubator ini juga berfungsi menjaga kehangatan dan kelembaban tubuh bayi, mencegah terjadinya infeksi pernapasan pada bayi dan untuk mengisolasi bayi yang baru lahir atau bayi prematur . Maka dari itu alat Baby Incubator ini sangat diperlukan di rumah sakit sebagai upaya mengurangi angka
kematian bayi khususnya yang lahir premature . Berdasarkan observasi yang dilakukan penulis di berapa rumah  sakit  di  semarang,  tenaga  medis  dalam  hal  ini  perawat  mengalami  kendala  dalam  kinerjanya memonitoring tiap Baby  Incubator .  Dimana  perawat  harus  selalu  memonitoring  satu-persatu incubator yang menyebabkan efisiensi pelayanan rumah sakit menjadi sangat terganggu.
Penelitan  sebelumnya  yang  dilakukan  oleh    Christian  F  Ginting  dkk  berasal  dari  Universitas Sumatera  Utara  melakukan  Perancangan  inkubator  bayi  dengan  pengaturan  suhu  dan  kelembaban berbasis  mikrokontroller  Atmega8535  [1],  Syahrul  Berasal  dari  Unikom  Bandung  pada  tahun  2012 melakukan  pengembangan  inkubator  bayi  dengan  sistem  pemantaun  remote[2].  Roni  Wijaya,  F  dkk berasal  dari  Universitas  Kristen  Satya  Wacana  pada  tahun  2013  melakukan  penelitian  inkubator  bayi berbasis mikrokontroller dilengkapi sistem telemetri melalui jaringan RS 485 [3],
Apriyadi  pada  tahun  2012  melakukan  penelitian  miniatur  pemantau  suhu  inkubator  bayi  berbasis mikrokontroler  atmega  8535  dan  jaringan  nirkabel  [4],  Noor  Yulita  Dwi  Setyaningsih  dkk  berasal  dari Universitas Muria Kudus melakukan kendali suhu inkubator bayi menggunaka PID [5].
Pada  penelitian  ini  menggunakan  rangkaian arduino  nano ,  rangkaian  pengendali heater dengan prinsip  pengontrolan  sudut  penyalaan heater sehingga  perubahan  suhu  dapat  diharapkan  lebih  stabil, wireless  serial dengan  modul  kyl  1020  digunakan  sebagai interface antara baby  incubator dengan komputer dan membuat aplikasi monitoring menggunakan Microsoft Visual Studio 2013. Pengaturan dan monitoring  suhu  dapat  diatur  melalui  komputer.  Hasil  monitoring  suhu  dapat  tersimpan  di database . Database yang digunakan yaitu microsoft access.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Pada  metodologi  penelitian  yaitu  membuat  perangkat  keras  dan  perangkat  lunak.  Rangkaian perangkat keras yaitu rangkaian pengendali heater , sensor suhu dan kelembaban, dan rangkaian display . Untuk perangkat lunak yaitu membuat aplikasi menggunakan microsoft visual studio 2013 dan database microsoft access . Diagram blok sistem ditampilkan pada Gambar 1. Diagram Blok Sistem dibawah ini.
P O W E R S U P P L Y INKUBATOR 2 TX DAN RX TX DAN RX MIKROKONTROLLER MIKROKONTROLLER P O W E R S U P P L Y INKUBATOR 1 KELEMBABAN KELEMBABAN ROUTER TEMPERATURE TEMPERATURE WIRELESS ESP 8266 WIRELESS ESP 8266 KOMPUTER/ LAPTOP

## Gambar 1. Diagram Blok Sistem
Pengaturan suhu Baby incubator dapat melalui komputer dan dengan menggunakan tombol yang terdapat di baby incubator . Baby incubator juga dapat di monitoring nilai suhu dan kelembabannya menggunakan komputer, komunikasi  komputer  dengan baby  incubator menggunakan  jaringan wirelles sehingga  pemantau  2  buah baby incubator dapat di sentralkan atau dapat dimonitoring secara bersamaan. Pada penelitian ini menggunakan 2 buah baby incubator . Sedangkan sistem yang terdapat di masing-masing baby incubator yaitu mengontrol suhu supaya stabil dan mengirimkan hasil pembacaan suhu dan kelembaban ke komputer. Rangakain pengendali heater seperti Gambar 2. Rangkaian Heater dibawah ini :

## Gambar 2. Rangkaian Heater [3]
Pada rangkaian diatas menggunakan zero crossing detector yang berguna untuk mendeteksi gelombang sinus AC  220  Volt  saat  melewati  titik  tegangan  nol.  Seberangan  titik  nol  yang  dideteksi  adalah  peralihan  dari positif menuju negatif dan  peralihan  dari negatif menuju positif .  Seberangan-seberangan  titik  nol  ini  merupakan  acuan yang  digunakan  mikrokontroller  untuk  menentukan  berapa  daya  yang  akan  diberikan  terhadap heater .  Besaran daya  yang  keluar  berdasarkan  nilai  sudut  penyalaan  yang  diatur  melalui  MOC3022  pada  kaki  1.  Keluaran  dari MOC3022  akan  mengatur  juga  sudut  penyaalaan  dari  triac  sehingga  panas  yang  di  hasilkan  dari  heater  dapat terkendali.  Untuk  rangakain  pembacaan  suhu  dan  kelembaban  yang  dihasilkan  dari  panas  heater  dengan menggunakan  sensor  DHT11.  Rangkaian  seperti  Gambar  3.  Rangkaian  Pembacaan  Suhu  dan  Kelembaban dibawah ini ;

## Gambar 3. Rangkaian Pembacaan Suhu dan Kelembaban [5]
Mikrokontroller menerima data yang dihasilkan dari sensor DH11 ini.  Sensor DHT11 dapat membaca nilai suhu dan kelembaban.  Tampilan aplikasi pengaturan dan monitoring sentral seperti Gambar 4. Tampilan aplikasi baby incubator sentral dibawah ini;

## Gambar 4. Tampilan Aplikasi Baby Incubator Sentral
Pada desain tampilan baby incubator sentral terdapat pengaturan suhu, monitoring suhu dan kelembaban dan juga data pasien berupa nama, jenis kelamin dan keterangan kelahiran. Terdapat opsi perekaman data dan hapus data record .

## 3. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Pengukuran suhu dan kelembaban ruang baby incubator , pengukuran dilakukan menggunakan termometer ruangan  merk  GEA  kemudian  alat  diatur  suhu  37 0 C.  Adapun  hasil  dari  pengukuran  ini  dapat  dilihat  tabel  1 Pengukuran Suhu dan kelembaban di baby incubator dibawah ini
Tabel 1. Pengukuran Suhu dan kelembaban di baby incubator
No  Perubahan Waktu LM35 (mv) LCD ( 0 C) DHT11 Termometer GEA % Kesalahan 1 0 300,1 30,0 56% 30 0 2 3,10 302,4 30,5 54% 30 1,6 3 4,10 304,5 31,2 52% 31 0,6 4 20,1 368,2 37,1 43% 36 3
Berdasarkan tabel diatas, pengukuran suhu dimulai pada suhu 30 0 C dan untuk mencapai suhu 37 0 C memerlukan waktu 20,1 menit.
Pengujian  komunikasi baby  incubator dengan  komputer  dilakukan  untuk  memastikan  data  yang dikirim  dapat  dipertanggung  jawabkan  dan  memenuhi quality  of  service  (qos). Pengujian  dengan mengunakan device  terminal .  Tampilan  pengujian  dapat  dilihat  pada  gambar  5 Tampilan pengiriman data menggunakan device terminal dibawah ini;
Gambar 5. Tampilan Pengiriman Data Menggunakan Device Terminal
Pengujian interface melalui front  end  user  inteface .  Koneksi  login  atau  pendeteksian  antara komputer  dengan  modul wireless KYL  1020  telah  berhasil  dengan  baik.  Koneksi  dapat  terjadi  dengan menyamakan baud  rate ,  memilih  konfigurasi  port  yang  dipakai  melalui USB  to  serial .    Tampilan pengujian seperti Gambar 6. Tampilan pengujian melalui front end user inteface dibawah ini.

## Gambar 6. Tampilan Pengujian Melalui Front End User Inteface
Pengujian  pengiriman  data  kondisi line  of  sight  (LOS) dan Non-Line  of  sight  (NLOS) merupakan pengujian pengiriman data dengan parameter jarak yang bertujuan untuk mengetahui seberapa jauh data dapat dikirim dari Tx ke Rx tanpa adanya halangan dan dengan adanya penghalang. Setelah pengukuran jarak  dilakukan,  maka  diperoleh  data  seperti  tabel  2  Pengujian  jarak  koneksi  KYL  1020U  kondisi LOS dan tabel 3 Pengujian jarak koneksi KYL 1020U kondisi NLOS ;

## Tabel 2. Pengujian jarak koneksi KYL 1020U kondisi LOS
Jarak (m) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 230 250 Status C C C C C C C C C C C D D Tabel 3. Pengujian jarak koneksi KYL 1020U kondisi NLOS Jarak (m) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 230 250 Status C C C C C C C C C D D D D
Dapat dianalisa bahwa saat kondisi LOS , jarak terjauh data yang diterima antara baby incubator ( Tx) ke komputer( Rx) dalam transmisi data sejauh 220m. Lebih dari 220m, maka data tidak diterima. Pada saat kondisi NLOS ,  jarak  terjauh  data  yang  diterima  antara baby  incubator ( Tx) ke  komputer( Rx) dalam transmisi data sejauh 180m. Lebih dari 180m, maka data tidak akan diterima. Perbedaan jarak data yang dapat diterima antara NLOS dan LOS disebabkan faktor penghalang. Apabila ruangan dengan penghalang lebih rapat dapat memungkinkan jarak komunikasi baby incubator dengan kemputer dapat menjadi lebih pendek.
4. KESIMPULAN
a. Waktu yang dibutuhkan dalam proses untuk pencapaian suhu 37 0 C mencapai waktu 23,1 menit.
b. Maksimal jarak yang dapat dicapai untuk pengiriman data dalam kondisi line of sight (LOS) adalah 220m sedangkan untuk Non-Line of sight (NLOS) adalah 180m.
c. Komunikasi  baby  incubator  dan  komputer  sudah  terhubung  melalui  wireless  sehingga  pengaturan  dan monitoring suhu serta kelembaban melalui komputer telah berhasil.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Ginting,  Christian  F  dkk.  2012,  Perancangan  Incubator  Bayi  Dengan  Pengaturan  Suhu  dan  Kelembaban Berbasis  Mikrokontroller  ATMega8535.  Departemen  Fisika,  Fakultas  MIPA,  Universitas  Sumatera Utara, Medan.
[2] Syahrul.  Pengembangan  Inkubator  Bayi  Dan  Sistem  Pemantauan  Remote.  Jurnal  Tekno  lnsentif  Kopwil4, Volume 6, No. 2, oktober 2012. Unikom Bandung. I55N:1907-4964, halaman 9 s.d. 17, 2012.
[3] Roni Wijaya, F dkk. 2013. Inkubator Bayi Berbasis Mikrokontroller Dilengkapi  Sistem Telemetri Melalui Jaringan  RS-485  .  Prodi  Teknik  Elektro,  Fakultas  Teknik  Elektronika  dan  Komputer,  Universitas  Kristen Satya Wacana, Salatiga.
[4] M. R. APRIYADI.  2012, Miniatur Pemantau Suhu Inkubator Bayi Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535 Dan Jaringan Nirkabel. Jakarta, 2012.
[5] Noor  Yulita  Dwi  Setyaningsih  dkk.    2016,  Kendali  Suhu  Inkubator  Bayi  Menggunakan  PID,  Jurnal SIMETRIS, Vol 7 No 2 November 2016 ISSN: 2252-4983.