Simulasi Blood Warmer (Wisnu Mastrano) [PDF]

Citation preview

EM.08.54



SIMULASI BLOOD WARMER



OLEH WISNU MASTRANO P2 31 380 05 082



JURUSAN TEKNIK ELEKTROMEDIK POLITEKNIK KESEHATAN JAKARTA II 2008



SIMULASI BLOOD WARMER



Buku Tugas Akhir Ini Diajukan Untuk Melengkapi Sebagian Persyaratan Menjadi Ahli Madya Teknik Elektromedik



OLEH WISNU MASTRANO P2 31 380 05 082



JURUSAN TEKNIK ELEKTROMEDIK POLITEKNIK KESEHATAN JAKARTA II 2008



PERNYATAAN KEASLIAN BUKU TUGAS AKHIR Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa buku tugas akhir dengan judul :



Simulasi Blood Warmer



yang dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Ahli Madya Teknik Elektromedik pada Jurusan Teknik Elektromedik Politeknik Kesehatan Jakarta II, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari buku tugas akhir yang sudah diduplikasikan dan atau pernah dipakai untuk mendapatkan jenjang diploma di lingkungan Politeknik Kesehatan Jakarta II maupun perguruan tinggi atau instansi maupun, kecuali bagian yang sumber informasinya dicantumkan sebagaimana mestinya.



Jakarta, Agustus,2008



Wisnu Mastrano P2 31 380 05 082



ii



PERSETUJUAN Buku tugas akhir dengan judul :



Simulasi Blood Warmer



dibuat oleh Wisnu Mastrano ( P2 31 380 05 082 ) untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Ahli Madya Teknik Elektromedik pada Jurusan Teknik Elektromedik Politeknik Kesehatan Jakarta II dan disetujui untuk diajukan dalam sidang ujian akhir program.



Jakarta, Agustus, 2008 Dosen Pembimbing,



Nanang Sujana, ST. NIP 140 324964



iii



PENGESAHAN



KETUA JURUSAN TEKNIK ELEKTROMEDIK POLITEKNIK KESEHATAN JAKARTA II DEPARTEMEN KESEHATAN REPUBLIK INDONESIA



Dr. Hj. Rusmini B, AIM, MM Nip. 140 074 041



iv



KATA PENGANTAR



Bismillahhirrahmannirrahim, Segala puji selalu triring atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala nikmat serta karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya tulis ilmiah ini dengannpenuh tanggung jawab. Shalawat serta salam selalu tercurah kepada junjungan kita nabi besar nabi Muhhamad SAW beserta keluarga da sahabat Nya. Dalam kesempatan ini penulis tidak lupa menyampaiakan terimakasih yang sedalam-dalamnya kepada : 1. Ayah, Ibu dan adikku yang telah memberikan dukungan moril maupun materil serta doa yang selalu dipanjatkan untukkku 2. Ibu DR.Ir.Hj Rusmini B, AIM, MM selaku ketua jurusan Teknik Elektromedik Politeknik Kesehatan Jakarta II. 3. Bapak Nanang Sujana ST. selaku pembimbing modul. 4. Bapak Winda Wirasa ST. selaku pembimbing akademis. 5. Para sahabatku Budi, Heri, Agus dan Oji. 6. Teman-teman seperjuangan angkatan 2005 pada umumnya. Semoga segala kebaikan yang kalian berikan mendapatkan balasan yang baik dari ALLAH SWT. Penulis berharap Karya Yulis Ilmiah ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya, amin.



Jakarta, Juli 2008 Penyusun,



Wisnu Mastrano P2 31 380 05 082



v



ABSTRAK Wisnu Mastrano “Simulasi Blood Warmer”, di bawah bimbingan bapak Nanang Sujana, ST , 2008, 43 halaman + xiii + 20 lampiran.



Berdasarkan judul diatas, karya tulis ilmiah ini bertujuan untuk menjelaskan gambaran tentang Blood Warmer. Alat ini berfungsi untuk untuk menghangatkan darah yang akan ditransfusikan ke pasien. Darah yang akan ditransfusikan diharapkan suhunya sesuai dengan suhu tubuh manusia niormal, yaitu 37 oC. Dalam penyusunan karya tulis ilmia ini penulis menggunakan beberapa metode. Metode yang penulis gunakan diantaranya yaitu studi leteratur, perencanaan dan pembuatan sistem modul, pungujian dan pendataan. Penyusunan karya tulis ini dijelaskan pula mengenai cara kerja dari rangkaian kontrol suhu, rangkaian sensor suhu, rangkaian setting suhu, dan rangkaian display. Kesemua itu bekerja secara sinkron untuk mendapatkan hasil yang sesuai dengan perencanaan. Berdasarkan hasil pengujian, pendataan, dan penganalisaan yang telah penulis lakukan, dapat ditarik kesimpulan bahwa Simulasi Blood Warmer ini dapat bekerja dengan bai dengan tingkat kesalahannya sebesar 5,12 %.



vi



BIODATA



Nama mahasiswa



:



Wisnu Mastrano



Tempat, tanggal lahir :



Jakarta, 18 Februari 1986



Alamat rumah



Jl.Bungur No: 43B, PET-UT, Pesanggrahan, Jakarta



:



Selatan. Telepon rumah



:



(021)5858820



Telepon seluler



:



085692930564



Alamat email



:



[email protected]



Riwayat sekolah



:



SDN 05 PG JAK-SEL 1999 SLTP Negeri 245 Jakarta 2002 SMA Negeri 63 Jakarta 2005 Teknik Elektromedik 2008



Jakarta, Agustus 2008



Wisnu Mastrano P2 31 380 05 082



vii



DAFTAR ISI



Halaman SAMPUL DALAM



i



PERNYATAAN KEASLIAN BUKU TUGAS AKHIR



ii



PERSETUJUAN



iii



PENGESAHAN



iv



KATA PENGANTAR



v



ABSTRAK



vi



BIODATA



vii



DAFTAR ISI



viii



DAFTAR TABEL



xi



DAFTAR GAMBAR



xii



DAFTAR LAMPIRAN



xiii



BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang



1



1.2 Tujuan Penelitian Terapan



2



1.3 Pembatasan Masalah



3



1.4 Metodologi Penelitian Terapan



3



1.5 Sistematika Penulisan



3



BAB 2 DASAR TEORI 2.1 Pengertian Darah Secara Umum



5



2.2 Transfusi Darah



6



2.2.1



Manfaat transfusi darah



6



2.2.2



Pembagian transfusi darah



7



2.2.3



Reaksi transfusi



8



2.2.4



Pembekuan darah



8



2.3 Gambaran Umum Pesawat Blood Warmer



9



2.4 LM 35 Sebagai Sensor Suhu



10



2.5 LM741 Sebagai Penguat Operasional Amplifier



11



2.6 Op-Amp Sebagai Penguat Penyangga / Buffer



14



2.7 LM 741 Sebagai Pembanding ( Comparator )



14



viii



2.8 LM 741 sebagai Penguat Non Inverting



15



2.9 Transistor Sebagai Saklar



16



2.9.1 Karakteristik transistor



17



2.9.2 Transistor dalam kondisi terbuka



18



2.9.3 Transistor dalam kondisi tertutup



19



2.10 IC CA 3162E Sebagai Analog to Digital Converter



20



2.11 IC CA3161E Sebagai Dekoder



21



2.12 Seven Segmen Sebagai Display



23



2.12.1 Common anoda



24



2.12.2 Common katoda



25



2.13 Relay Sebagai Saklar



26



2.14 IC MOC 3020 Sebagai PhotoTriac



26



2.15 TRIODA AC (TRIAC) Sebagai Switch



27



BAB 3 KEGIATAN PENELITIAN TERAPAN 3.1 Perencanaan Blok Rangkaian



28



3.2 Perencanaan Rangkaian Sensor Suhu Darah



29



3.3 Rangkaian Sensor Suhu Lebih



31



3.4 Rangkaian Kontrol Suhu



31



3.5 Rangkaian Suhu Lebih



33



3.6 Perencanaan Kontrol Heater



34



3.7. Perencanaan Kontrol Suhu Lehih



35



3.8. Rangkaian Display



36



BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISIS 4.1 Pengujian Alat dan Bahan



37



4.1.1 Persiapan alat



37



4.1.2 Komponen dan Bahan



38



Metode Pendataan



39



4.3. Hasil Penelitian Terapan



39



4.4. Analisa Data



40



4.5. Prosedur Pengoperasian Blood Warmer



41



4.2



BAB 5 KESIMPULAN



ix



DAFTAR ACUAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN



x



DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Tabel kebenaran IC CA3161E sebagai decoder Tabel 2.2. Tabel format display LED seven segmen common anoda Tabel 2. 3. Tabel format display LED seven segmen kommon katoda Tabel. 4.1. Daftar komponen



xi



Halaman 22 24 25 38



DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Blood warmer Gambar 2.2 IC LM 35 Gambar 2.3 Grafik IC LM 35 Gambar 2.4. Simbol op amp Gambar 2.5. Bentuk fisik IC LM 741 Gambar 2.6. Op amp sebagai buffer Gambar 2.7. Op amp sebagai komparator



Halaman 9 10 11 12 13 14 14



Gambar 2.8. Penguat non inverting



15



Gambar 2.9. Simbol transistor Gambar 2.10. Rangkaian switching transistor Gambar 2.11. Garis beban daerah kerja transistor Gambar 2.12. Transistor dalam kondisi terbuka Gambar 2.13. Transistor sebagai saklar tertutup Gambar 2.14. IC CA3162E Gambar 2.15. IC CA3161E Gambar 2.16. Konfigurasi seven segment Gambar 2.17. Konstruksi seven segment common anoda Gambar 2.18. Kontruksi seven segmen kommon katoda Gambar 2.19. Konstruksi relay Gambar 2.20. konfigurasi MOC 3020 Gambar 2.21. Simbol triac Gambar 3.1. Diangam blok rancang simulasi blod warmer Gambar 3.2. Grafik kenaikan suhu Gambar 3.3. Rangkaian sensor suhu Gambar 3.4. Rangkaian sensor suhu lebih Gambar 3.5. Rangkaian setting suhu Gambar 3.6. Rangkaian setting suhu lebih Gambar 3.7. Rangkaian pengendali heater Gambar 3.8. Rangkaian suhu lebih Gambar 3.9. Rangkaian display



16 17 17 18 19 20 21 23 24 25 26 27 27 28 29 30 30 31 32 33 34 34



xii



DAFTAR LAMPIRAN Gambar blok rangkaian blood warmer Sensor LM 35 Data sheet LM741 Data sheet IC CA 3161E Data sheet IC CA 3162E Data sheet TRIAC BT 137 Data sheet MOC 3020 Data sheet BC 107



45 46 49 53 55 51 57 61



xiii



BAB 1 PENDAHULUAN 1.1



Latar Belakang Pembangunan dibidang kesehatan penting artinya guna meningkatkan



derajat kesehatan masyarakat yang optimal. Tercapainya kesehatan masyarakat yang optimal sesuai dengan tujuan pembangunan kesehatan nasional. Karena bidang kesehatan adalah suatu bidang yang menjadi prioritas utama dalam pembangunan bangsa Indonesia. Dimana sasaran yang ingin dicapai dalam bidang kesehatan ini adalah tercapainya kehidupan yang sehat, baik jasmani maupun rohani bagi setiap penduduk Indonesia. Agar sasaran itu dapat tercapai perlu dilakukan upaya untuk meningkatkan derajat kesehatan masyarakat tersebut, salah satu caranya adalah dengan mengembangkan ilmu dan teknologi yang mendukung perkembangan dunia kesehatan yaitu dibidang alat-alat medis. Untuk itu peralatan yang digunakan dalam setiap pelayanan kesehatan diharapakan memiliki kemampuan yang optimal. Baik itu dalam tingkat keakurasian yang tinggi, kualitas hasil yang baik, cepat dan efisien kerja yang tinggi. Kesemuanya itu ditunjukan untuk pelayanan kesehatan yang lebih teliti dan mendekati kesempurnaan. Upaya untuk melakukan peningkatan mutu pelayanan harus didukung juga dengan sarana dan prasarana yang baik, serta di dukung juga dengan pendayagunaan sistem instrumentasi atau peralatan sebagai penunjang pelayanan kesehatan. Salah satu alat kesehatan tersebut adalah “Blood Warmer”. Alat ini biasanya digunakan untuk menghangatkat atau menjaga kestabilan suhu darah pada saat transfusi darah. Pada alat ini temperatur menjadi indikator yang terpenting dalam menjaga suhu darah. Suhu darah harus disesuaikan dengan suhu tubah manusia yaitu 37° C saat transfusi darah berlangsung. Tujuannya agar transfusi darah dapat dilakukan secara cepat, biasanya dilakukan saat operasi. Darah merupakan bagian penting dari sistem transportasi didalam tubuh manusia.



Darah adalah jaringan yang cair, beredar dalam tubuh melalui jantung, pembuluhpembuluh darah, kapiler dan pembuluh darah vena. Didalamnya terdapat bendabenda padat yang melayang, dinamakan sel-sel darah. Transfusi Darah adalah upaya kesehatan yang bertujuan agar penggunaan darah berguna bagi keperluan pengobatan dan pemulihan kesehatan. Kegiatan ini mencakup antara lain :pengerahan donor, penyumbangan darah, pengambilan, pengamanan, pengolahan, penyimpanan, dan penyampaian darah kepada pasien. Kegiatan tersebut harus dilakukan dengan sebaik-baiknya sesuai standar yang telah ditetapkan, sehingga darah yang dihasilkan adalah darah yang keamanannya



terjamin.



Demikian



juga



dengan



donornya,



donor



yang



menyumbangkan darahnya juga tetap selalu sehat. Kelancaran pelaksanaan kegiatan tersebut sangat tergantung oleh beberapa faktor, diantaranya adalah faktor peralatan yang memadai. Dengan latar belakang yang telah diuraikan diatas, maka dirancanglah suatu rangkaian elektronika yang mampu menjaga kestabilan suhu darah pada saat proses transfusoi darah. Dan penulis menyusunnya dalam bentuk karya tulis ilmiah yang berjudul :



“SIMULASI BLOOD WARMER”



1.2



Tujuan Penelitian Terapan



1. Umum Sebagai syarat untuk dapat menyelesaikan pendidikan di Politeknik Kesehatan Jakarta II jurusan Teknik Elektromedik. 2. Khusus a. Membuat dan merancang modul pesawat blood warmer. b. Melakukan pengujian dan pendataan serta memahami prinsip kerja dari rangkaian-rangkaian yang mendukung sistem kerja pesawat blood warmer.



2



1.3 Pembatasan Masalah Agar tidak terjadi kerancuan dan pelebaran masalah maka dalam penyusunan karya tulis ini, penulis akan membatasi pokok-pokok bahasan yang berkaitan dengan alat blood warmer. Adapun rincian dari rangkaian yang menjadi pembahasan dalam karya tulis ini adalah sebagai berikut : 1.



Rangkaian sensor suhu



2.



Rangkaian kontrol suhu.



3.



Rangkaian suhu lebih



4.



Rangkaian heater



5.



Rangkaian display



1.4 Metodelogi Penelitian Terapan Dalam penyusunan karya tulis ini, penulis mengambil



langkah – langkah



sebagai berikut: 1. Studi pustaka dilaksanakan dengan mencari dan mempelajari buku buku dari sumber literatur, yang ada hubungannya dengan penulisan karya tulis ilmiah ini. 2. Studi lapangan, dilakukan dengan membuat modul rancang bangun pesawat bloode warmer. 3. Menuangkannya dalam bentuk karya tulis.



1.5 Sistematika Penulisan Untuk mempermudah dalam memahami dan menelaah karya tulis ilmiah ini, tahapan serta sistematika penulisan dapat diuraikan menjadi beberapa bab sebagai berikut



BAB 1 PENDAHULUAN Memberikan gambaran secara singkat mengenai latar belakang masalah, pembatasan masalah, tujuan penelitian terapan, metodologi penelitian terapan, dan sistematika penulisan.



3



BAB 2 DASAR TEORI Menjelaskan teori yang menunjang baik berupa penjelasan mengenai komponen eletronika, rangkaian ataupun rumus-rumus yang berkaitan dengan pembahasan karya tulis ilmiah ini.



BAB 3 EKGIATAN PENELITIAN TERAPAN Mengandung uraian tentang penetapan masalah, berupa alat/modul yang akan diteliti, diagram blok dan perencanaan atau pembahasan rangkaian untuk masing-masing blok yang akan dibuat.



BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISA Menyajikan data pengukuran terhadap beberapa titik pengukuran dan membahas data yang telah diperoleh dari hasil pengukuran dengan data yang diperoleh dari perhitungan secara teori.



BAB 5 PENUTUP Menguraikan dan menyimpulkan dari hasil pengamatan yang telah dilakukan secara keseluruhan.



DAFTAR ACUAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN



4



BAB 2 DASAR TEORI



2.1



Pengertian Darah Secara Umum1 Sistem sirkulasi adalah sistem transpor yang mengantarkan O2 dan berbagai



zat yang diabsorbsi dari traktus gastrointestinal menuju ke jaringan, serta mengembalikan CO2 ke paru-paru dan hasil metabolisme lainnya menuju ke ginjal. Sistem sirkulasi juga berperan dalam pengaturan suhu tubuh, dan mendistribusi hormon serta berbagai zat lain yang mengatur fungsi sel. Darah, yang merupakan pembawa berbagai zat tersebut, dipompakan oleh jantung melalui suatu sitem pembuluh darah yang tertutup. Unsur seluler darah terdiri dari sel darah putih, sel darah merah, dan trombodit yang tersuspensi di dalam plasma. Volume darah total yang beredar pada keadaan normal sekitar 8% dari berat badan ( 5600 ml pada pria 70 kg). Sekitar 55% dari volume tersebut adalah plasma. Pada orang dewasa, sel darah merah, sebagian besar sel darah putih serta trombosit dibentuk di dalam sumsum tulang. Pada anak-anak sel darah secara aktif dihasilkan di dalam ronggo sumsum tulang seluruh tulang. Sel darah putih mempunyai peranan penting dalam perlindungan badan terhadap mikroorganisme. Pada keadaan normal terdapat 4000 sampai dengan 11000 sel darah putih per mikroliter darah manusia. dari jumlah tersebut, jenis terbanyak adalah granulosit. Sel grannulosit muda memiliki inti berbentuk sepatu kuda, yang akan berubah menjadi multilobuler dengan meningkatnya umut sel. Dua jenis sel lain yang lazim ditemukan dalam darah tepi adalah limfosit, yang memiliki inti bulat besar dan sitoplasma sedikit, serta monosit, yang mengandung banyak sitoplasma dan mempunyai inti berbentuk menyerupai ginjal.



1



dr. M. Djauhari Widjajakusumah, “Buku ajar fisiologi kedokteran”, EGC, 1998.



Trombosit adalah jasat kecil dengan diameter 2-4 µm. Jumlahnya sekitar 300.000/µL darah dan pada keadaan normal mempunyai waktu paruh sekitar empat hari. Trombosit mempunyai cincin microtubulus disekeliling tepinya serta invaginasi (lekukan) membran yang luas dilengkapi dengan sistem saluran kompleks yang berhubungan dengan cairan ekstraseluler. Trombosit mengandung protein yang di dalamnya terdapat faktor pembekuan dan faktor pertumbuhan asal trombosit (platelet-derived growth fator, PDGF). PDGF merangsang penyebuhan luka dan merupakan mitogen kuat bagi otot polos vaskuler. Sel darah merah (eritrosit) membawa hemoglobin ke dalam sirkulasi selama 120 hari. Sel ini berbentuk lempengan bikonkaf dan dibentuk disumsum tulang. Sel darah merah, seperti sel-sel lainnya, mengerut didalam larutan yang mempunyai tekanan osmotik lebih rendah. Sel darah merah berfungsi untuk mengantarkan oksigen dan sari-sari makanan ke seluruh jaringan. Bagian cairan pada darah, plasma, merupakan suatu larutan yang luar biasa yang mengandung banyak sekali ion, molekul anorganik, dan molekul organik yang sedang diangkut ke berbagai bagian tubuh atau membantu transpor zat-zat lain.



2.2 Transfusi Darah[2] Penggantian darah atau tranfusi darah adalah tindakan medis pemberian darah kepada penderita, yang darahnya yang telah tersedia dalam kemasan yang memenuhi syarat kesehatan dan telah melalui pemeriksaan-pemeriksaan dan diberikan secara langsung.



2.2.1 Manfaat transfusi darah2 a. Meningkatkan volume sirkulasi darah setelah pembedahan, trauma atau perdarahan b. Meningkatkan jumlah sel darah merah dan untuk mempertahankan kadar hemoglobin pada klien yang mengalami anemia berat.



2



wikipedia.org/wiki/Transfusi_darah



6



c. Memberikan komponen seluler yang terpilih sebagai terapi pengganti (misal : faktor pembekuan plasma untuk membantu mengontrol perdarahan pada klien yang menderita hemofilia). d. Memelihara keadaan biologis darah atau komponen – komponennya agar tetap bermanfaat. e. Memelihara dan mempertahankan volume darah yang normal pada peredaran darah (stabilitas peredaran darah).



2.2.2 Pembagian transfusi darah[3] a. Darah lengkap Diberikan pada penderita yang mengalami perdarahan aktif yang kehilangan darah lebih dari 25 %. b. Darah komponen 1). Sel darah merah a). Sel darah merah pekat Diberikan pada kasus kehilangan darah yang tidak terlalu berat, transfusi darah pra operatif atau anemia kronik dimana volume plasmanya normal. b). Sel darah merah pekat cuci Untuk penderita yang alergi terhadap protein plasma. Sel Darah Merah Miskin Leukosit. Untuk penderita yang tergantung pada transfusi darah. c). Sel darah merah pekat beku yang dicuci Diberikan untuk penderita yang mempunyai antibodi terhadap sel darah merah yang menetap. d). Sel darah merah diradiasi Untuk penderita transplantasi organ atau sumsum tulang. 2). Leokosit Diberikan pada penderita yang jumlah leukositnya turun berat, infeksi yang tidak membaik/ berat yang tidak sembuh dengan pemberian Antibiotik, kualitas Leukosit menurun.



7



3). Trombosit Diberikan pada penderita yang mengalami gangguan jumlah atau fungsi trombosit. 4). Plasma Untuk mengganti faktor pembekuan, penggantian cairan yang hilang.



2.2.3 Reaksi transfusi[3] Meskipun tranfusi darah penting untuk mengembalikan homeostasis, tranfusi darah dapat membahayakan. Banyak komplikasi dapat ditimbulkan oleh terapi komponen darah, contohnya reaksi hemolitik akut yang



kemungkinan



mematikan, penularan penyakit infeksi dan reaksi demam. Kebanyakan reaksi tranfusi yang mengancam hidup diakibatkan oleh identifikasi pasien yang tidak benar atau pembuatan label darah atau komponen darah yang tidak akurat, menyebabkan pemberian darah yang inkompatibel. Reaksi transfusi yang berbahaya terjadi kalau darah ditransfusikan kepada seseorang yang mempunyai darah yang tidak cocok, yaitu seseorang yang mempunyai aglitinugen terhadap sel darah merah yang akan ditransfusikan. Beratnya reaksi transfusi yang timbul dapat bervariasi dari peningkatan ringan kadar bilirublin plasma hingga mengakibatkan kerusakan tubulus ginjal.



2.2.4 Pembekuan darah[5] Reaksi mendasar dalam pembekuan darah adalah konversi protein plasma yang larut yaitiu fibrinogen menjadi fibrin yang tidak larut. Kecenderungan darah membeku diimbangi dengan reaksi-reaksi pembatas yang cenderung menghambat pembekuan di dalam pembuluh darah dan memecah bekuan yang sudah terbentuk. Faktor pembekuan adalah protein plasma yang secara normal bekerja dengan trombosit untuk membantu membekunya darah. Bila darah ditumpahkan maka cepat ia menjadi lekat dan segera mengendap sebagai zat kental berwarna merah. Jeli atau gumpalan itu mengerut dan keluarlah cairan – bening berwarna kuning jerami yang disebut serum.



8



2.3



Gambaran Umum Blood Warmer



Gambar 2.1. Blood warmer3



Darah sebelum di transfusikan kepada pasien disimpan terlebih dahulu pada blood bank dengan suhu antara 2° C sampai dengan 6° C. Agar darah dapat di transfusikan kepada pasien secara cepat maka diperlukan suatu alat yang disebut dengan blood warmer. Tujuannya supaya darah yang diberikan kepada pasien dapat langsung menyesuaikan dengan kondisi suhu tubuh yaitu 37° C. Pesawat blod warmer adalah suatu peralatan medis yang berfungsi untuk menghangatkat atau menjaga kestabilan suhu darah pada saat transfusi darah. Alat ini biasanya digunakan untuk proses transfusi darah secara cepat, misalnya pada saat pelaksanaan operasi. Secara umum pesawat blood warmer bekerja dengan memanfaatkan panas yang dihasilkan oleh heater untuk melakukan proses pemanasan. Selain heater alat ini juga dilengkap dengan sensor suhu yang berfungsi untuk mendeteksi suhu pada slang sebagai media mengalirnya darah yang akan diberikan kepada pasien. Alat ini juga dilengkapi dengan rangkaian pengontrol suhu gar suhu darah yang akan ditransfusikan tetap stabil. Dan rangkaian display sebagai indikator suhu. Pada prinsipnya darah yang akan ditransfusikan kepasien disalurkan melalui selang yang disusun melingkar pada plat pemanas. Plat tersebut akan dipanaskan oleh heater yang suhunya telah diatur oleh rangkaian pengontrol suhu. 3



www.Google/Blood warmer.com



9



Selama darah melewati selang tersebut maka proses pemanasan akan berlangsung. Kemudian darah yang keluar dari selang akan dideteksi suhunya oleh rangkaian sensor suhu. Suhu yang dibaca ole sensor suhu akan ditampilkan pada rangkaian display.



Masing-masing



blok



rangkaian



bekerja



secara



sinkron



untuk



mendapatkan suhu darah yang sesuai.



2.4



LM 35 sebagai Sensor Suhu IC LM 35 adalah rangkaian sensor suhu dalam derajat celcius (°C). LM 35



merupakan sebuah tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik. Dimana IC ini mampu mendeteksi keadaan suhu di sekitarnya dengan perubahan kenaikan 1°C. dengan kenaikan suhu ini akan menaikkan tegangan yang linier yaitu keluaranny sebesar 10 mV/°C. Keunggulan lain dari IC LM 35 adalah dapat digunakan dengan catu daya tunggal atau tegangan catu daya ganda. Dengan komsumsi arus yang sangat kecil yaitu 60µA menyebabkan panas yang dihasilkan rendah (kurang dari 0,10C). Jangkaun operasi suhu -55° C sampai 150 °C denagn ketelitian kurang lebih ¼°C.



Gambar 2.2 IC LM 35



IC LM 35 mempunyai spesifikasi antara lain : 1.



Kalibrasi langsung dalam °C



2.



Outputnya linier 10 mV / °C



3.



Jangkauan suhunya adalah –55 °C sampai + 150 °C



4.



Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 Volt



5.



Komsumsi arus 60 µA



6.



Ketidak linieran hanya sekitar ± 1 / 4 oC



7.



Impedansi keluaran yang rendah, yaitu 0,1Ω



10



Pada Gambar 2.3 dapat kita lihat perbandingan antara suhu dan tegangan yang linear.



Gambar 2.3 Grafik IC LM 35



2.5 LM741 sebagai Penguat Operasional Amplifier Penguat operasional atau lebih dikenal dengan Op-Amp adalah salah satu komponen elektronika terintegrasi yang luas sekali pemakaiannya. Dengan semakin meningkatnya teknologi semi kondutor, maka bentuk dari penguat operasional ini semakin kecil dan kompak dibanding dengan pendahulunya. Op – Amp IC yang umum terduiri atas tiga rangkaian dasar, yaitu penguat deferensial impedansi masukan tinggi, penguat tegangan penguat tinggi, dan penguat keluaran impedansi rendah. Op – Amp memerlukan catu daya positif dan catu daya negative, oleh karena itu tegangan outputnya dapat positif atau negative terhadap ground. Sebuah OP-Amp mempunyai karakteristik sebagai berikut: 1. Mempunyai penguatan tak terhingga Artinya jika terjadi sedikit saja perubahan pada terminal masukannya, maka akan menyebabkan perubahan yang besar pada terminal keluarannya. 2. Impedansi masukan yang tak terhingga Artinya tegangan sekecil apapun sudah dapat mengaktifkan Op-Amp. 3. Impedansi keluaran sama dengan nol Artinya bahwa apabila keluaran diberikan beban, maka tegangan pada keluarannya tetap.



11



4. Tanggapan frekuensinya tak terhingga Artinya dapat menerima berapapun besarnya frekuensi yang masuk. 5. Tidak ada tegangan Offset Artinya apabila tegangan pada masukannya nilainya nol maka keluarannya akan bernilai nol juga. 6. Tidak berpengaruh oleh perubahan suhu Adapun bentuk simbol dari op-amp dinyatakan dengan sebuah segitiga yang dapat dilihat pada Gambar 2. 4 di bawah ini :



Gambar 2.4. Simbol op amp



Keterangan gambar : 1. Terminal masukan non inverting (V1) 2. Terminal masukan inverting (V2) 3. Terminal catu daya positif (+ Vcc) 4. Terminal catu daya negatif (- Vcc) 5. Terminal keluaran (Vo) Ada empat sifat dasar dalam operational amplifier ini. Adapun ke empat sifat dasar tersebut adalah : 1. Jika ada sebuah sinyal inputan masuk kedalam kaki inverting pada sebuah op amp maka output yang dihasilkan akan berlawanan fasa terhadap inputannya. 2. Jika ada sebuah sinyal inputan masuk kedalam kaki non inverting pada sebuah op amp maka output yang dihasilkan akan sefase terhadap sinyal inputannya.



12



3.



Jika ada dua buah sinyal inputan yang sama dan sefase masuk ke kedua inputan op amp tersebut baik ke kaki inverting maupun kaki non inverting, maka output yang akan dihasilkan adalah nol.



4. Jika ada dua buah sinyal yang sama tetapi berlawanan fasa masuk ke dalam sebuah inputan op amp baik itu ke kaki inverting maupun kaki non inverting, maka output yang dihasilkan adalah penguatan yang terjadi pada op-amp tersebut dikali dua kali sinyal inputan yang masuk. Adapun bentuk fisik dari LM 741 itu sendiri adalah seperti pada Gambar 2.5 dibawah ini



Gambar 2.5. Bentuk fisik IC LM 741



Keterangan Gambar : 1.



Zero offset



2.



Terminal masukan inverting



3.



Terminal masukan non inverting



4.



Terminal catu daya negatif (-Vcc)



5.



Zero off set



6.



Terminal keluaran (output)



7.



Terminal catu daya positif (+Vcc)



13



2.6



Op-Amp sebagai Buffer



Gambar 2.6. Op amp sebagai buffer



Rangkaian penyangga atau buffer sering juga dikenal dengan rangkaian pengikut tegangan. Rangkaian ini mempunyai besar tegangan keluaran sama dengan besar tegangan masukannya dan dalam phase yang sama pula, maka gain tegangannya sama dengan satu. Pengikut tegangan digunakan karena tahanan masukannya yang tinggi, karena itu arus yang di alirkan dari sebuah sumber isyarat dapat diubah. Pada penguat buffer / penyangga dapat diperoleh beberapa persamaan yaitu sebagai berikut: Vout



= Av x Vin



(2.1)



AV



=



Vout Vin



(2.2)



Dimana : AV = besarnya penguatan 1 kali.



2.7



LM 741 sebagai Pembanding



Gambar 2.7. Op amp sebagai pembanding



14



Rangkaian pembanding tegangan ( Voltage Comparator ) adalah suatu rangkaian elektronika yang membandingkan suatu nilai tegangan dengan nilai tegangan yang lain pada sinyal masukannya. Gambar 2. 7 ini menunjukkan sebuah penguatan operasional sebagai pembanding. Adapun ciri-ciri dari rangkaian pembanding adalah sebagai berikut: a.



Memiliki tegangan referensi di salah satu inputannya



b.



Hanya memiliki dua keadaan keluaran, yaitu positif saturasi (+Vsat) dan negatif saturasi (-Vsat)



c.



Jika tegangan masukan (Vin) lebih besar dari tegangan referensi (Vref) atau tegangan masukan (Vin) lebih kecil dari tegangan referensi (Vref) maka output saturasinya akan tergantung dari kaki masukan tegangan referensi tersebut Karena penguatan loop terbuka sangat tinggi, maka dengan adanya



perbedaan tegangan antara tegangan masukan (Vin) dengan tegangan referensi (Vref) akan membuat keluaran dari penguat operasi akan mengayun ke keadaan saturasi. Jika tegangan masukan (Vin) lebih besar dari tegangan referensi (Vref), maka keluarannya akan mengayun ke kondisi negatif saturasi (-V sat). Sebaliknya jika tegangan masukan (Vin) lebih kecil dari tegangan referensi (Vref), maka keluaran penguat operasi akan mengayun ke kondisi positif saturasi (+V sat). VOUT = ± VSAT



2.8



LM 741 sebagai Penguat Non Inverting



Gambar 2.8. Penguat non inverting



15



(2.3)



(2.4) Salah satu kegunaan Op-Amp adalah sebagai penguat tak membalik, dimana tegangan keluarannya memiliki polaritas yang sama dengan dengan tegangan masukan pada pin non inverting. Besarnya tegangan output dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :



2.9 Transistor sebagai Saklar Transistor merupakan komponen elektronik yang terbuat dari bahan semikonduktor yang terdiri dari tiga bagian yaitu basis, kolektor dan emiter. Transistor yang digunakan sebagai saklar adalah dengan memanfaatkan karakteristik transistor ketika berada pada daerah saturasi dan cut off. Jika sebagai saklar tertutup, maka transistor dalam keadaan saturasi. Dan jika sebagai saklar terbuka, maka transistor dalam keadaan cut off (tersumbat). Untuk membuat agar transistor dapat bekerja, maka transistor harus mendapat tegangan bias pada basisnya. Tegangan basis tersebut besarnya sekitar 0,7 Volt untuk transistor dari bahan silikon dan 0,3 Volt untuk transistor dari bahan germanium. Karena transistor tersebut dari jenis bahan yang berbeda, maka tegangan bias basis pada transistor harus disesuaikan dengan jenis transistornya. Menurut jenisnya transistor dibedakan menjadi dua jenis yaitu, jenis PNP dan jenis NPN.



Gambar 2.9. Simbol transistor



16



2.9.1 Karakteristik transistor Untuk dapat mengetahui karakteristik dari transistor, haruslah diketahui terlebih dahulu mengenai jalannya arus dari transistor, seperti yang dapat dilihat pada Gambar 2.10.



Gambar 2.10. Rangkaian switching transistor



Pada gambar dapat diketahui nilai arus basis berdasarkan hukum Ohm IB = VBB - VBE RB



(2.5)



Dan dengan hukum Kirchoff tegangan dapat diketahui : VCE = VCC - ICC x RC



(2.6)



Untuk dapat mengetahui dimana daerah kerja transistor, maka dibuatlah garis beban pada grafik daerah kerja transistor, dimana garis beban memotong sumbu vertikal (sumbu IC) pada Vcc/ Rc. Dan garis beban tersebut memotong pula sumbu horizontal (sumbu VCE) pada Vcc.



Ic



Vcc



Rc



I b > (sat) saturasi



I b = (sat) Q



Ib cut off



I b= 0



0



Vcc



Gambar 2.11. Garis beban daerah kerja transistor



17



Vce



Garis beban yang mengenai kurva IB = IB (sat) dan VCE = 0 Volt merupakan daerah saturasi transistor, sedangkan garis beban yang mengenai kurva IB = 0 dan VCE = VCC adalah daerah cut off transistor.



2.9.2 Transistor dalam kondisi terbuka Pada transistor jenis PNP, bila arus basisnya lebih positif dari emiter maka transistor tersebut tidak menghantar. Dalam keadaan ini dianggap saklar tebuka, dimana tegangan kolektor dan emitter adalah mendekati atau sama dengan tegangan catu. Pada Gambar 2.12 diperlihatkan rangkaian transistor dalam keadaan cut off. Bila transistor dalam keadaan cut off, maka arus basis sama dengan nol dan arus kolektor sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Penjumlahan tegangan disekitar loop input adalah : ( IB x RB ) + VBE – VBB = 0



(2.7)



Karena IB = 0, maka tegangan basis emiter adalah : VBE = VBB



(2.8)



Karena VBE = VBB, maka diode emiter tidak lagi dibias maju dan transistor kehilangan kerja normalnya. Tegangan kolektor emiter dapat dituliskan : VCE = VCC – IC . RC



(2.9)



Karena IC = 0, maka tegangan kolektor emiter adalah VCE ≅VCC



(2.10)



Gambar 2.12. Transistor dalam kondisi terbuka



18



2.9.3 Transistor dalam kondisi tertutup Untuk transistor jenis PNP, apabila basis lebih negatif dari emitter, maka arus akan mengalir dari kolektor ke emitter. Pada transistor dalam keadaan saturasi dapat dianggap sebuah saklar tertutup, sehingga idealnya tidak ada perbedaan tegangan antara kolektor dan emitter (VCE= 0). Besarnya arus yang mengalir ke kolektor saat saturasi : IC = (VCC – VCE) / RC



(2.11)



Karena VCE = 0, maka besarnya arus kolektor dapat ditulis : IC = VCC / RC



(2.12)



Pada gambar 2.13 diperlihatkan rangkaian transistor dalam keadaan saturasi.



Gambar 2.13. Transistor sebagai saklar tertutup



2.10 IC CA 3162E sebagai Analog to Digital Converter Pada waktu dilakukan pengukuran temperatur, tekanan udara, tegangan listrik atau besaran fisis lainnya secara analog, artinya alat ukur dari besaranbesaran tersebut akan memberikan bentuk informasi dalam bentuk analog. Kita menentukan suatu besaran yang diukur dengan suatu petunjuk pada garis skala yang tertera pada meter alat tersebut. Suatu besaran analog tidak dapat langsung ditampilkan menjadi informasi digital, besaran ini harus terlebih dahulu diubah atau dikonversikan dari kodekode biner menjadi desimal agar ditampilkan menjadi informasi digital.



19



Pada alat rancangan ini panas yang dihasilkan terlebih dahulu dikonversikan oleh termistor menjadi tegangan listrik. Tagangan yang masih dalam bentuk analog ini, kemudian dikonversikan lagi menjadi besaran-besaran digital dan ditampilkan dalam bentuk informasi digital oleh rangkaian ADC.



Gambar 2.14. IC CA3162E



Jadi pada alat ini dilakukan dua kali proses konversi didalam memberikan informasi digital yaitu perubahan panas menjadi tagangan-tegangan listrik (analog) dan perubahan tegangan listrik menjadi informasi digital. Pada rangkaian ini IC yang digunakan adalah IC CA3162E, tagangan analog yang merupakan input IC CA3162E terdiri dari tegangan dua inputan. Tegangan inputan yang pertama adalah tegangan yang berasal dari tegangan output rangkaian sensor suhu. Sehingga BCD (Binary Converter to Digital) outputnya ke dekoder adalah BCD output dari sensor suhu. Sedangkan tegangan input yang kedua adalah tegangan yang berasal dari tegangan setting, sehingga BCD outputnya ke dekoder merupakan BCD output dari tegangan setting. Pada IC CA3162E ini, pin yang digunakan untuk tgangan input analog ini di inputkan melalui pin 11 yang merupakan input tegangan analog high dari IC CA3162E. Sedangkan input tegangan analog low inputnya melalui pin 10. Pada pin 8 dan pin 9 dari IC CA3162E yang dihubungkan ke R variabel dimana fungsinya adalah untuk mengkalibrasi angka digital output ke nol.



20



Selanjutnya tegangan analog yang masuk ke ADC ini akan melawati internal dari IC CA3162E, serta penguatannya akan dapat diatur yaitu pada pin 13. Keluaran pada IC CA3162E adalah pin 15, 16, 1 dan 2. karena data BCD yang digitnya dari IC CA3162E dioutput kan ke dekoder (IC CA3161E) maka diperlukan rangkaian digit driver yang sinkron dengan output BCD.



2.11



IC CA3161E sebagai Dekoder



Gambar 2.15. IC CA3161E



Dalam perancangan ini IC CA3161E adalah sebagai dekodernya, adapun pengartian dari dekoder adalah suatu rangkaian logika yang berfungsi untuk merubah kode-kode biner menjadi tanda-tanda yang dapat ditandai secara visual. Keluaran suatu dekoder merupakan data yang diterima dalam bentuk kode biner. Setiap kombinasi pada masukan hanya mengaktifkan satu terminal keluaran. Salah satu tipe dari dekoder adalah BCD seven segmen dekoder, dimana fungsi dari BCD tersebut adalah merubah kode biner menjadi kode desimal yang akan ditampilkan pada display. Masukan BCD mendapat masukan yang berasal dari keluaran counter. Kalau dilihat dari jenisnya, BCD seven segmen mempunyai dua jenis yaitu BCD seven segmen yang aktif rendah dan seven segmen yang aktif tinggi. IC CA3161E adalah salah satu jenis BCD seven segmen dekoder yang aktif tinggi.



21



Output dari BCD adalah merupakan inputan untuk decoder (IC CA3161E), dan inputan dekodernya terletak pada pin 6, 2, 1 dan 7. Data biner yang masuk pada dekoder ini kemudian dikembalikan ke seven segmen sebagai data input berupa desimal ke seven segmen.



Tabel 2.1. Tabel kebenaran IC CA3161E sebagai decoder



Fungsi



Masukan



desimal



2 2 2 2



abcdefg



Tampilan



0



0



0



0 0



0000001



0



1



0



0



0 1



1001111



1



2



0



0



1 0



0010010



2



3



0



0



1 1



0000110



3



4



0



1



0 0



1001100



4



5



0



1



0 1



0100100



5



6



0



1



1 0



0100000



6



7



0



1



1 1



0001101



7



8



1



0



0 0



0000000



8



9



1



0



0 1



0000100



9



3



2



Keluaran



1 0



2.12 Seven Segmen sebagai Display Tampilan tujuh sevent segment adalah kumpulan tujuh buah LED (Light



Emitting Diode) yang disusun sedemikian rupa dimana masing-masing LED akan menyala apabila diberi beda potensial. Seven segmen merupakan alat peraga yang biasa digunakan untuk menampilkan keluaran pada sistem digital. Alat ini biasanya terdiri dari 7 buah LED yang disusun membentuk konfigurasi angka 8, dimana masing-masing LED itu akan menyala pada arus yang melaluinya. Dengan susunan seperti itu kita dapat membentuk angka desimal dari 0 sampai 9.



22



Dilihat dari cara pemberian beda potensialnya, maka tampilan seven segment dibagi menjadi 2 tipe yaitu Common Anoda dan Common katoda



Gambar 2.16. Konfigurasi seven segment



2.12.1 Common anoda



Gambar 2.17. Konstruksi seven segment common anoda



Pada tipe ini anoda dari masing-masing segment digabungkan dan dihubungkan ke Vcc, segment/ LED ini mempunyai taraf rendah untuk menyalakan rangkaian driver.



23



Pada saat taraf rendah diberikan pada masukkan segment maka segment akan dibias maju, arus akan mengalir dari Vcc ke segment menuju taraf rendah yang disediakan driver.



Tabel 2.2. Format display LED seven segmen common anoda



DIGIT



SEGMEN YANG AKTIF LOW



0



a-b-c-d-e-f



1



b-c



2



a-b-d-e-g



3



a-b-c-d-g



4



b-c-f-g



5



a-c-d-f-g



6



c-d-e-f-g



7



a-b-c



8



a-b-c-d-e-f-g



9



a-b-c-d-f-g



2.12.2 Common katoda



Gambar 2.18. Kontruksi seven segmen common katoda



Pada tipe kedua dari masing-masing segment digabungkan dan dihubungkan ke ground, pada tipe ini diperlukan driver yang menggunakan taraf tinggi untuk menyalakan sebuah segment.



24



Taraf tinggi diberikan ke masukkan segment, maka segment akan dibias maju arus akan mengalir dan menyalakan LED. Unit penampil LED seven segment terdiri dari tujuh buah dioda yang tersusun membentuk angka delapan, dimana setiap segment tersebut ditandai dengan huruf a, b, c, d, e, f, dan g. Untuk lebih jelas format dari seven segment dapat dilihat pada tabel berikut ini:



Tabel 2. 3. Format display LED seven segmen kommon katoda



DISPLAY



SEGMENT YANG AKTIF



0



a, b, c, d, e, f



1



b, c



2



a, b,d,e,g



3



a, b, c, d, g



4



b, c, f, g



5



a, c, d, f, g



6



c, d, e, f, g



7



a, b, c



8



a, b, c, d, e, f, g



9



a, b, c, f, g



2.13 Relay sebagai Saklar Relay adalah komponen elektrik yang berfungsi sebagai saklar yang menghubungkan suatu bagian rangkaian dengan rangkaian yang lain. Relay bekerja dengan memanfaatkan elektromagnetik yang terjadi pada suatu kumparan ketika dialiri arus listrik. Sebuah relay sederhana terdiri dari satu inti magnet, lilitan yang mengitari inti magnet, terminal common, terminal normaly close (NC), dan erminal normaly open (NO). Pada saat lilitan tidak mendapat supply maka tidak ada arus yang mengalir pada lilitan sehigga tidak ada medan magnet yang terjadi pada inti besi. Pada saat ini kontaktor berada pada kondisi awal, dimana menghubungkan terminal common dengan terminal normaly close.



25



Pada saat lilitan mendapat supply, maka terjadi medan magnet pada inti besi yang menyebabkan tertariknya kontaktor sehingga menghubungkan terminal common dengan terminal normaly open. Pada gambar memperlihatkan konstruksi sebuah relay dengan sepasang kontaktor normally close (NC) dan normally open (NO).



Gambar 2.19. Konstruksi relay



2.14 IC MOC 3020 sebagai PhotoTriac



Gambar 2.20. Konfigurasi MOC 3020



Keterangan pin MOC 3020 : Kaki 1



: Anoda



Kaki 2



: Katoda



Kaki 3 dan 5 : Normally Close Kaki 4 dan 6 : Input / Output Tegangan AC



26



IC MOC 3020 merupakan sebuah IC yang berfungsi sebagai photo triac. Photo triac adalah sebuah komponen penghubung yang bekerja berdasarkan picu cahaya optik. Photo triac terdiri dari dua bagian yaitu pemancar dan penerima. Pemancar biasanya dibangun dari sebuah led infra red. Sebagai penerima dibangun dengan komponen Photo Triac, gatenya akan mendapat bias maju bila mendapat sinar dari LED sehingga triad terhubung singkat dengan kata lain Photo Triac digunakan sebagai optoisolator antara rangkaian input dan output.



2.15 TRIODA AC (TRIAC) sebagai Switch Triaoda AC adalah komponen tiga elektroda yang digunakan sebagai saklar. Prinsip kerja Triac sama dengan SCR (Silicon Control Rectifier) dan Triac sendiri dapat digambarkan sebagai penggabungan dua SCR yang dipasang anti pararel dan diberi satu elektroda pintu. Triac banyak digunakan untuk beban yang mempunyai daya besar. Gambar 2.21. dibawah ini merupakan lambang dari Triac, terminal utamanya adalah terminal satu dan dua yaitu untuk keluaran dan terminal bersama. Gerbang atau gate merupakan terminal masukan atau terminal kendali.



Gambar 2.21. Simbol triac



27



BAB 3 KEGIATAN PENELITIAN TERAPAN



3.1 Spesifikasi Alat Nama Alat



: Blood Warmer



Tegangan



: 220 Volt AC



Frekuensi



: 50 Hz



Fuse



: 2,5 A



Suhu output



: 37 °C



Display



: 3 digit display



3.1 Perencanaan Blok Rangkaian Untuk memudahkan pengertian sistem kerja secara keseluruhan maka penulis membagi rangkaian menjadi beberapa blok rangkaian yang masingmasing blok memiliki fungsi yang berbeda. Adapun gambar diagram blok dan keterangannya dapat dilihat pada Gambar 3.1 di bawah ini :



Gambar 3.1. Diangam blok simulasi blood warmer



Cara kerja blok diagram diatas adalah sebagai berikut. Pada saat pesawat mendapatkan suplay dari tegangan jala-jala dan main switch di ON kan, maka yang mendapatkan suplay adalah rangkaian power suplay. Rangkaian power suplay ini akan mendistribusikan tegangan DC sesuai dengan kebutuhan kemasing-masing blok rangkaian. Pada saat yang bersamaan rangkaian heater mendapatkan suplay, sehingga proses pemanasan langsung terjadi. Agar panas yang dihasilkan sesuai dengan yang diinginkan maka tegangan yang masuk ke rangkaian heater ini diatur oleh rangkaian kontrol suhu. Pada rangkaian kontrol suhu ini terdapat dua buah komparator yang kerjanya saling bergantian. Komparator yang pertama berfungsi sebagai kontrol heater dan komparator yang kedua berfungsi sebagai kontrol kipas. Komparator bekerja dengan membandingkan dua sinyal masukan yang berbeda, yaitu sinyal dari setting suhu dan sinyal masukan dari sensor suhu. Kedua sinyal masukan ini akan dibandingkan sehingga keluarannya didapat suatu keadaan saturasi positif atau saturasi negatif. Keluaran dari rangkaian komparator yang saturasi positif dimanfaatkan untuk menggerjakan relay. Dengan bekerjanya relay maka rangkaian heater akan mendaptkan suplay., sehingga proses pemanasan berlangsung. Kenaikan suhu pada rangkaian heater akan dideteksi oleh rangkaian sensor suhu. Jika suhu telah tercapai maka komparator akan menjadi keadaan saturasi negatif, dan relay tidak dapat bekerja. Dengan tidak bekerjanya relay maka suplay heater akan terputus dan kipas akan bekerja. Bekerjanya kipas berfungsi untuk menjaga kestabilan suhu pada rangkaian heater, supaya tidak terjadi kelebihan suhu.



3.2



Perencanaan Rangkaian Sensor Suhu Darah Rangkaian sensor berfungsi untuk mendeteksi suhu pada ruangan selang



tempat mengalirnya darah yang akan dipanaskan. Sensor suhu yang penulis gunakan adalah IC LM 35. Dimana IC LM 35 ini langsung dihubungkan dengan Vcc dan ground. Keluaran dari sensor suhu ini akan masuk ke rangkaian buffer. Keluaran dari rangkaian buffer akan masuk ke rangkaian komparator untuk dibandingkan dengan rangkaian kontrol suhu.



29



Dalam rangkaian ini menggunakan IC LM 35 agar dapat mengkonversikan tegangan yang linier terhadap suhu, oleh karena itu menggunakan LM 35 yang mempunyai kenaikan 10 mV setiap kenaikan suhu 1 0C. Dengan semakin tingginya temperatur maka tegangan keluaran akan naik, besar kenaikan tegangan pada LM 35 adalah 10 mV/ oC dapat diperoleh dengan jalan melakukan pengukuran yang telah disesuikan dengan memakai termometer standar. Dimana LM 35 ini merupakan suatu sensor suhu yang perubahannya linier terhadap suhu yang dideteksi. Dengan ketentuan perubahan linier 10 mV setiap kenaikan 10C. Dibawah ini adalah grafik perbandingan antara suhu yang perubahannya linier terhadap tegangan, sehingga dapat dibuat grafik perbandingan nilai suhu dengan tegangan.



Gambar 3.2. Grafik kenaikan suhu



Keluaran dari IC LM 35 ini cukup kecil, oleh karena itu penulis merangkai rangkaian buffer. Rangkaian buffer ini berfungsi untuk menjaga agar tidak terjadi penurunan tegangan. Rangkaian buffer adalah penguat arus pada output buffer dengan penguatan tegangan yang sama. Selain itu rangkaian buffer juga berfungsi untuk mengubah impedansi input yang tinggi ke impedansi input yang rendah. Buffer yang digunakan pada rangkaian ini yaitu berupa sebuah IC Op-amp LM 741. IC LM 741 ini bekerja jika diberi tegangan suplay sebesar -12V pada pin kaki 4 dan +12V pada pin kaki 7. Output dari IC sensor suhu ( IC LM 35) akan dimasukan pada pin kaki 3 (non-inverting), dan outputnya akan dikeluarkan melalui pin kaki 6. Pada rangkaian buffer ini tegangan inputan akan dikuatkan sebesar 1x.



30



Rangkaian sensor suhu ditunjukkan dalam Gambar 3.3 di bawah ini. 12 V



2 LM 35



output



_



7



LM 741 3 + 4



6



Ke Display Ke rangkaian pengendali heater



Gambar 3.3. Rangkaian sensor suhu



3.3



Rangkaian Sensor Suhu Lebih



LM 35



Gambar 3.4. Rangkaian sensor suhu lebih



Tidak berbeda dengan rangkaian sensor suhu darah. Pada rangkaian ini juga menggunakan IC LM 35 sebagai sensor dan menggunakan IC LK 741 sebagai rangkaian buffer. Yang membedakan dengan rangkaian sensor suhu darah adalah fungsinya yaitu untuk mendeteksi apabila terjadi kelebihan suhu pada rangkaian heater. Keluaran dari rangkaian ini tidak ditampilkan pada display.



3.4



Rangkaian Kontrol Suhu Rangkaian ini berfungsi untuk menentukan besarnya suhu yang di inginkan



untuk memanaskan darah. Pesawat blood warmer berfungsi untuk menyesuaikan suhu darah yang akan ditrasfusikan sesuai dengan suhu tubuh manusia yaitu 37oC.



31



Untuk mendapatkan suhu yang di inginkan ini, penulis menggunakan rangkaian pembagi tegangan. Karena penulis menggunakan IC LM 35 sebagai sensor suhu, yang mempunyai kenaikan 10 mV per 1oC. Maka untuk mendapatkan suhu 37oC maka dibutuhkan tegangan sebesar 370 mV. Untuk mendapatkan tegangan itu dapat menggunakan rumus pembagi tegangan sebagai berikut :



Gambar 3.5. Rangkaian Pembagi Tegangan



Berdasarkan gambar rangkaian di atas maka komponen yang digunakan untuk mendapatkan suhu settingan yang penulis inginkan, penulis menggunakan perhitungan sebagai berikut :



Berdasarkan hasil perhitungan di atas, maka penulis menggunakan resistor yang nilainya 10 Ω dan 314,3 Ω. Karena nilai resistor yang kedua tidak ada dipasaran maka penulis menggunakan variable resistor (VR) yang nilai tahanannya dapat diatur.



32



3.5



Rangkaian Suhu Lebih Rangkaian ini tidak berbeda jauh dengan rangkaian setting suhu. Yang



membedakan dengan rangkaian setting suhu adalah output yang diharapkan dari rangkaian ini adalah 400 mV. Tegangan ini untuk mendapatkan suhu settingan 40oC. Pada rangkaian ini juga menggunakan sebuah variable resistor dengan nilai tahanan 10 KΩ dan sebuah resistor dengan nilai tahanan !00 Ω. Yang disusun seri.



Gambar 3.6. Rangkaian pembagi tegangan



Untuk mendapatkan tegangan 400 mV dapat menggunakan perhitungan sebagai berikut:



33



3.6



Perencanaan Rangkaian Kontrol Heater Rangkaian ini berfungsi sebagai pengontrol suhu pada rangkaian heater agar



suhu yang dihasilkan sesuai dengan yang di inginkan, yaitu 37 oC. Pada rangkaian ini penulis menggunakan tiga buah IC LM 741, dua buah relay, dua buah transistor type PNP, dan sebuah kipas angin. Rangkaian control suhu ini terdiri dari dua buah rangkaian komparator yang kerjanya saling berlawanan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3.7. dibawah ini. 12 VDC 10K



20W47Ω 20W47Ω



2 3



20W47Ω



_



7 6



LM 741



+



TR1



20W47Ω



4 + 12 VDc



- 12V



Dari sensor suhu



110 VAC



2



_



3



+



D2



7 6



LM 741



Relay



Dari setting suhu Kipas



TR2



4 -12 V



Gambar 3.7. Rangkaian pengendali heater.



Cara kerja dari rangkaian ini adalah sebagai berikut. Rangkaian komparator menerima sinyal inputan pada kaki 2 dan kaki 3. Pada kaki 2 menerima sinyal inputan dari rangkaian sensor suhu. Dan kaki 3 menerima sinyal inputan dari rangkaian setting suhu. Dan kaki 6 sebagai outputnya. Dalam hal ini outputnya hanya terjadi dua keadaan yaitu + saturasi dan – saturasi.keadaan inilah yang berfungsi untuk mengontrol kerjanya relay. Jika sinyal inputan pada kaki 3 lebih besar dari pada sinyal inputan kaki 2 maka output pada kaki 6 adalah + saturasi. Dalam keadaan yang seperti ini maka relay akan bekerja. Relay disini berfungsi sebagai saklar. Jika relay bekerja maka akan terjadi analogi saklar tertutup, dan rangkaian heater akan bekerja. Bekerjanya rangkaian heater maka proses pemanasan akan berlangsung. Dengan berlangsungnya proses pemanasan maka akan terjadi peningkatan suhu. Kenaikan suhu ini akan ditangkap oleh sensor suhu, sehingga tegangan output pada sensor suhu akan mengalami peningkatan.



34



Jika suhu yang di inginkan telah tercapai, maka outrput rangkaian komparator akan – saturasi. Dengan keadaan ini maka relay tidak dapat bekerja dan rangkaian heater tidak mendapatkan suplay, dan proses pemanasan selesai. Pada saat yang bersamaan kipas akan menyala. Kipas ini berfungsi untuk mencagah terjadinya panas yang berlebih.



3.7



Rangkaian Kontrol Suhu Lebih



Gambar 3.8. Rangkaian suhu lebih



Rangkaian ini berfungsi sebagai pengaman apabila terjadi kerusakan pada sensor utama. Rangkaian ini hanya terdapat sebuah komparator dan sebuah relay sebagai switchnya. Komparator berfungsi untuk membandingkan sinyal inputan dari rangkaian setting suhu lebih dan dari rangkaian sensor suhu lebih. Jika inputan dari rangkaian setting suhu lebih besar dari pada inputan dari rangkaian sensor suhu, maka output dari komparator akan saturasi positif. Sehingga transistor terbias dan relay mendapat tegangan.Relay berfungsi untuk sebagai switch agar terjadi rangkaian tertutup.



35



3.8 Perencanaan Rangkaian Display 5 V



TR2



R1



TR1



12 1 1 H ig h In VR1 C1



9 VR2



Z e ro A d j Z e ro A d j



1 0 L o w In



14



CA 3162



8



6 H /B P G a in A d j 13



M SD 3 4 NSD 5 LSD 16



6



15



2



1



1



7



a b



CAV3161



Dari Setting Suhu



C2



2 7 B C D O u tp u t



c d e f g



13 12 11 10 9 15 14



VR3



Gambar 3.9. Rangkaian display



Rangkaian ini digunakan untuk menampilkan besarnya suhu yang di atur dan besarnya suhu yang sebenarnya.. Rangkaian ini terdiri dari IC CA 3162E sebagai Analog to Digital Converter, IC CA 3161E sebagai dekoder. Kedua IC ini bekerja selalu berpasangan. Inputan dari rangkaian display ini terletak pada kaki pin 11 pada IC 3162. Dimana inputan dari pin 11 ini bisa dari besarnya suhu darah. Kemudian sebagai kalibrasi terdapat pada pin 8 dan pin 9 pada IC 3162, penulis rancang dengan menggunakan sebuah variabel resistor dengan nilai tahanan sebesar 50 KΩ. Sedangkan sebagai faktor penguatan baik yang terdapat pada pin 13 dan 11 pada IC 3162, penulis menggunakan variabel resistor yang masing-masing bernilai 10 KΩ. Seven segment yang penulis gunakan adalah tipe common anoda. Fungsi seven segmen ini adalah menampilkan besarnya suhu yang diatur dan suhu yang sebenarnya. Dalam hal ini penulis menggunakan tiga buah seven segmen yang pembagiannya adalah sebagai berikut. Dua buah seven segmen yang depan menunjukkan berapa besarnya suhu yang kenaikannya satu derajat. Dan satu seven segmen menunjukkan huruf C yang berarti bahwa besaran yang penulis gunakan adalah besaran suhu yaitu Celcius. Besarnya tegangan yang diberikan pada tiap IC maupun seven segment adalah sebesar 5V. Sebelum rangkaian display ini digunakan maka kita harus mengatur (di kalibrasi) agar tampilannnya adalah 00 agar dalam penampilan sesuai dengan yang diharapkan, tidak lebih ataupun kurang.



36



BAB 4 PENDATAAN DAN ANALISA Dalam bab ini penulis akan menguraikan mengenai proses persiapan pendataan, langkah-langkah praktek dan penyajian data-data hasil pengukuran maupun



pengamatan



yang



didapat



melalui



pendataan,



serta



kegiatan



penganalisaan terhadap data-data yang telah diperoleh tersebut. Sebelum dilakukan pendataan terlebih dahulu mempelajari modul ini, baru kemudian menemukan titik-titik pengukuran. Kemudia dari hasil pendataan tersebut akan dijadikan bahan perbandingan dengan teori penunjang. Penadataan dilakukan melalui titik-titik pengukuran (TP) yang telah penulis tentukan.



4.1 Persiapan Alat Dan Bahan Pada karya tulis ilmiah ini penulis membuat modul “ Rancang Bangun Blood Warmer”. Sebelum diadakan kegiatan pengujian pada rangkaian yang telah dibuat, maka diperlukan persiapan peralatan dan bahan, guna kelancaran proses pendataan. Proses persiapan itu meliputi persiapan hal-hal sebagai berikut :



4.1.1 Persiapan alat Selama pelaksanaan poses pendataan, penulis menggunakan peralatanperalatan sebagai berikut ; 1. Tool Set. 2. Multimeter Digital Merk



: SANWA



Tipe



: RD700



Buatan



: Jepang



3. Thermometer



4.1.2 Komponen dan bahan Dalam membuat modul Blood Warmer ini penulis menggunakan komponen elektronika yang tertera dibawah ini : Tabel. 4.1Daftar komponen



No



Komponen dan jumlahnya



1.



IC LM 35



3 buah



2.



IC LM 741



6 buah



3.



IC 7805



1 buah



4.



IC 7812



1 buah



5.



IC 7912



1 buah



6.



MOC 3020



1 buah



7.



IC CA 3161



1 buah



8.



IC CA 3162



1 buah



9.



Kapasitor 4700 µF/25V



3 buah



10.



Kapasitor 470 µF/16V



3 buah



11



Kapasitor 100 µF/16V



3 buah



12



Kapasitor 0,1 µF



1 buah



13



Kapasitor 10 nF



1 buah



14



Kapasitor 470 nF



1 buah



15



Kapasitor 100 nF



1 buah



16



Kapasitor 100 pF



1 buah



17



Resistor 330 Ω



3 buah



18



Resistor 1 KΩ



4 buah



19



Resistor 1 MΩ



2 buah



20



Resistor 510 Ω



2 buah



21



Resistor 20W47ΩJ



4 buah



22



Resistor 100 K Ω



4 buah



23



Diode Brige 2A



1 buah



24



Diode 1 A



2 buah



25



Transistor 2N3025



2 buah



38



Tabel 4.1. Daftar komponen (lanjutan)



26



Transistor BC 107



2 buah



27



TRIAC BT 137



1 buah



28



Seven segmen



3 buah



29



Ralay 12V/2 kontaktor



2 buah



30



LED



3 buah



31



Saklar DPDT



1 buah



4.2 Metode Pendataan Setelah melakukan persiapan bahan dan peralatan, maka proses pendataan dapat dilakukan dengan melakukan pengukuran pada tiap-tiap titik pengukuran (Tp) yang telah ditentukan. Proses pengukuran dilakukan dengan menggunakan Multimeter Digital. Adapun titik-titik pengukuran teresebut adalah sebagai berikut : 1. Titik pengukuran 1 (TP 1) Pada titik ini dilakukan pengukuran keluaran dari IC LM 35. IC ini berfungsi sebagai sensor suhu blood warmer. Pengukuran dilakukan untuk mengetahui berapa besar tegangan keluarannya dari IC LM 35 tersebut. 2. Titik pengukuran 2 (TP 2) Pada titik ini digunakan untuk pengukuran besarnya tegangan dari rangkaian setting suhu. 3. Titik pengukuran 3 (TP 3) Pada titik ini dilakukan pengukuran besarnya tegangan pada rangkaian setting suhu lebih.



4.3. Hasil Penelitian Terapan Pendataan dilakukan dengan mengukur masing-masing titik pengukuran yang ada. Pengukuran dilakukan pada saat alat mulai dinyalakan dan pada saat suhu yang diinginkan tercapai. Setelah melakukan pengujian dan pendataan yang dilakukan berulang-ulang maka didapatkan hasil sebagai berikut. 1. Saat alat baru dinyalakan :



39



A. Pada TP 1 :( pada sensor suhu ) a. tegangan



: 0,31 V



b. display



: 30 oC



B. Pada TP 2 :( Referensi ) a. tegangan



: 0,38 V



b. display



: 37 oC



2. Saat alat dinyalakan terjadi kenaikan tegangna pada TP 1 ( sensor ) yang menandakan bahwa pemanasan terjadi. Saat heater mati. a. Pada Tp 1 tegangannya



: 0,39 V



b. Pada display



: 38 oC



c. Suhu air yang di ukur oleh termometer adalah



: 37 oC



3. Tes point 3 digunakan untuk pengukuran pada settingan suhu lebih. Saat alat dinyalakan dapat langsung diukur besar tegangan keluarannya, yaitu 0,38 V. Tegangan ini tidak ditampilkan pada display.



4.4. Analisa Data Setelah mendapatkan data dari hasil pengukuran yang telah lakukan pada rangkaian yang telah dibuat pada titik pengukuran. Maka langkah selanjtunya adalah menentukan penyimpangan yang mungkin teraji dengan perencanaan sebelumnya. Persentase kesalahan dapat dihitung dengan mengguanak rumus sebagai berikut :



% kesalahan =



hasil perhitungan − hasil pengukuran x 100% hasil perhitungan



% kesalahan = __390 mV – 370 mV_ x 100% 390 mV % kesalahan = 5,12 %



40



4.5 Prosedur Pengoperasian Blood Warmer. 4.5.1 Prasarat 1. Sumber daya manusia yang siap da teratih 2. Catu daya sesuai dengan kebutuhan alat 3. Alat layak dan siap pakai. 4. Acsesoris alat lengkap dan baik 5. Tersedianya behan operasional



4.5.2 Persiapan 1. Letakkan alat pada ruangan pasien. 2. Pasang selang darah pada heater 3. Pasang kabel power.



4.5.3 Pemanasan 1. Hubungkan alat dengan catu daya PLN. 2. Hidupkan alat dengan menekan tombo ON/OFF pada posisi ON. 3. Tunggu selama satu menit.



4.5.4 Pelaksanaan 1. Pasang selang darah yang akan ditransfusikan kepada pasien. 2. Alirkan darah yang akan ditransfusikan dengan cara membuka Flow rate secara perlahan-lahan. 3. setelah suhu pada display mulai stabil mak darah dapat di alirkan secra cepat atau sesuai dengan kebutuhan. 4. Selalu pantau display saat pelaksanaan transfusi berlangsung. 5. Tunggu sampai darah yang ditransfusikan habis. 6. setelah darah yang ditransfusikan habis, matikan alat.



4.5.5 Pengemasan 1. Matikan alat, cabut kabel power. 2. Lepaskan selang yang kepasien. 3. Lepaskan selang yang yang terdapat pada heater. 4. Bersihkan alat. 5. Simpan alat pada tempat semula



41



BAB 5 KESIMPULAN Setelah melakukan proses pembuatan alat ini, serta karya tulis ilmiah ini mulai dari study pustaka, perencanaan, percobaan sampai pada pendataan dan analisa data, maka dapat di tarik beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Terdapatnya kesesuaian



antara setting suhu



yang disetting dengan



perencanaan setting suhu pada modul simulasi blood warmer ini. 2. Terdapatnya perbedaan suhu sebesar 10 C antara suhu yang ditampilkan pada display dengan suhu output yang diukur dengan termometer. 3. Masih terdapatnya beberapa tingkat kesalahan pada alat ini dikarenakan oleh adanya penggunaan komponen yang kurang memadai, sehingga tingkat kesalahan mencapai 5,12 %.



DAFTAR ACUAN



[1], [3], [4], [5] dr. M. Djauhari Widjajakusumah, “Buku Ajar Fisiologi Kedokteran”, EGC, 1998. [2] Brosur PMI.



43



DAFTAR PUSTAKA Blood/Infusion Warmer, Animec, type AM-2S.



dr. M. Djauhari Widjajakusumah, “Buku ajar fisiologi kedokteran”, EGC, 1998.



Wasito S, “Vademekum Elektronika”, Edisi Kedua, Penerbit PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 2004.



wikipedia.org/wiki/Transfusi_darah



www.Google.com/Blood warmer.



44



Lampiran 1 Rangkaian Blood Warmer



12 V TP 3



10 K



+ 12 VDC



68 Ω 3 12 V



6



LM 741



2 2 _



D



7



+12 V



TR



4



7 6



LM 741 output 3 + 4



- 12 VDC



-12 V 12 VDC



12V TP 2



10K



20W47ΩJ



10K



20W47ΩJ



2



10 Ω



20W47ΩJ



_



7



TP 1



3



+



TR 1



+ 12 V 2 _ output



3 +



2



+ 12 VDc



3



6



Kipas



D2



_



7 6



LM 741



7 LM 741 4



20W47ΩJ



4 -12 V



12 V



110 VAC



6



LM 741



TR 2



+



4 - 12 V



5V



- 12 V



TR 2



R1



TR 1



C2 12 11 8



VR1



High In Zero Adj



14 MSD NSD LSD



C1 9 Zero Adj VR2



3



a



4



b



5



c



16



6



15



2



1



1



f



2 7 BCD Output



g



10 Low In 6 H/Bp Gain Adj 13 7



d e



13 12 11 10 9 15 14



VR 3



Title :



Rangkaian Simulasi Blood Warmer



Size : By : A4 Wisnu Mastrano (05082)



45



Rev :



Lampiran 2 Data Sheet LM 35



46



47



48



Lampiran 3 Data Sheet LM 741



49



50



51



52



Lampiran 4 Data Sheet BT 137



53



54



Lampiran 5 Data Sheet CA 3161A



55



56



Lampiran 6 Data Sheet CA 3162A



57



58



59



60



Lampiran 7 Data Sheet MOC 3020



61



62



Lampiran 8 Data Sheet BC 107



63



64



65