Seminar Tugas Akhir
Agustus 2016
ALAT PENGUKUR BERAT BADAN, PANJANG BADAN DAN LINGKAR KEPALA BAYI (BERAT BADAN) Ilham Satrio Wibowo¹, Ir. Priyambada Cahya Nugraha, MT² dan Triana Rahmawati, ST,M.Eng.³
ABSTRAK Pengukur pertumbuhan secara kuantitatif digunakan untuk memantau pertumbuhan pada bayi. Pertumbuhan tersebut dapat diukur dengan satuan berat (gram, kilogram), satuan panjang (cm, m), umur tulang, dan keseimbangan metabolik (retensi kalsium dan nitrogen dalam tubuh). Alat Pengukur Berat Badan, Panjang Badan dan Lingkar Kepala Bayi adalah alat yang digunakan untuk mengukur berat badan, panjang badan dan lingkar kepala pada bayi. Mengamati pertumbuhan dengan parameter di atas sangat penting untuk menilai kecepatan pertumbuhan pada bayi dan apabila terjadi gejala-gejala penyimpangan pertumbuhan pada bayi dapat diberi tindakan agar kondisi bayi tidak memburuk. Alat Pengukur Berat Badan Bayi menggunakan 1 buah sensor loadcell yang digunakan untuk mengukur berat badan bayi. Hasil pengukuran diperoleh dari rata-rata pengambilan hasil data selama 2 detik yang akan ditampilkan pada LCD karakter dengan satuan kilogram (Kg). Rancangan penelitian ini menggunakan metode eksperimental dengan jenis penelitian One Group Post Test Design. Berdasarkan dari hasil pengukuran diperoleh nilai rata rata error beban tampil terhadap beban sebenarnya sebesar 0,90%, Sehingga dapat disimpulkan bahwa alat ini dapat digunakan sesuai fungsinya, karena % errornya masih dibawah standar ± 5% Kata Kunci : Berat Badan Bayi, Timbangan, Load Cell
Pendahuluan
organ maupun individu. Pertumbuhan
Latar Belakang Masalah
bersifat kuantitatif sehingga dapat diukur
Pengukur
secara
dengan satuan berat (gram, kilogram),
kuantitatif digunakan untuk memantau
satuan panjang (cm, m), umur tulang,
pertumbuhan pada bayi. Istilah tumbuh
dan keseimbangan metabolik (retensi
kembang terdiri atas dua peristiwa yang
kalsium dan nitrogen dalam tubuh).
sifatnya berbeda tetapi saling berkaitan
Pengertian pertumbuhan anak (child
dan
yaitu
growth) dibatasi pada suatu proses
perkembangan.
perubahan jasmaniyah kuantitatif pada
Pertumbuhan (growth) berkaitan dengan
tubuh seorang anak sejak pembuahan,
masalah
besar,
berupa pertambahan ukuran dan struktur
jumlah atau dimensi pada tingkat sel,
tubuh jasmaninya (Satoto, 1997; Kania,
sulit
pertumbuhan
untuk
pertumbuhan
dan
perubahan
dipisahkan,
ukuran,
1
Seminar Tugas Akhir
Agustus 2016
2006).Parameter ukuran antropometrik
sehingga dokter dapat mendeteksi dini
yang
penilaian
pertumbuhan abnormal kepala bayi yang
pertumbuhan fisik adalah tinggi badan,
dapat menjadi diagnosa dini terhadap
berat badan, lingkar kepala, lipatan kulit,
terjadinya
lingkar lengan atas, panjang lengan,
mikrosepalus (Behrman, 1996).
dipakai
dalam
makrosepalus
dan
proporsi tubuh, dan panjang tungkai.
Sebelumnya telah dibuat alat dengan
Menurut Pedoman Deteksi Dini Tumbuh
judul “Alat Pengukur Berat Badan,
Kembang Balita (Tim Dirjen Pembinaan
Tinggi Badan dan Lingkar Kepala Bayi”
Kesmas, 1997) dan Narendra (2003).
oleh Mazendha dan Alif Fitriani, 2015.
Mengamati
pertumbuhan
dengan
Pada alat tersebut menggunakan IC
parameter di atas sangat penting apabila
mikrokontroler ATmega 8535 dan hasil
terjadi
pengukuran ditampilkan secara real
gejala-gejala
penyimpangan
pertumbuhan pada bayi dapat diberi tindakan
agar
kondisi
bayi
time.
tidak
Berdasarkan latar belakang masalah
memburuk. Dasar utama dalam menilai
diatas, penulis ingin membuat suatu
pertumbuhan fisik anak adalah penilaian
alat yang digunakan untuk mengetahui
menggunakan alat baku (standar). Untuk
berat badan, tinggi badan dan lingkar
menjamin ketepatan dan keakuratan
kepala pada bayi dengan menggunakan
penilaian harus dilakukan dengan teliti
IC mikrokontroler ATmega 328 dan
dan rinci. Pengukuran perlu dilakukan
hasil pengukuran data yang ditampilkan
dalam kurun waktu tertentu untuk
berupa rata-rata pengambilan data dari
menilai
kecepatan
alat tersebut selama 2 detik. Maka
Tindakan
dapat
pertumbuhan. melakukan
penulis mengangkat judul karya
penimbangan berat secara rutin (Arlene
tulis ilmiah yaitu “Alat Pengukur
E,
demikian
Berat Badan, Panjang Badan dan
mengamati perkembangan berat badan
Lingkar Kepala Bayi (Berat Badan)”.
saja
1989).
tidak
berupa
Meskipun
cukup,
juga
harus
diperhatikan tinggi atau panjang bayi
Batasan Masalah
untuk dibandingkan dengan berat badan
Agar tidak terjadi pelebaran masalah
untuk mengetahui berat ideal, dan
dalam pembuatan dan penyajian skripsi ini
lingkar kepala yaitu untuk mengetahui
maka penulis membatasi pada :
ukuran tengkorak dan juga otak bayi
1.2.1 Menggunakan
dalam
pertumbuhan
yang
normal,
Arduino
mikrokontroler
Atmega328
sebagai 2
Seminar Tugas Akhir
pengolah
Agustus 2016
data
dan
pengontrol
1.4.2.6 Melakukan uji coba dan uji fungsi
seluruh kinerja system.
alat
1.2.2 Sensor berat yang digunakan adalah load cell.
Manfaat Penelitian
1.2.3
Display menggunakan LCD 16x4
Manfaat Teoritis
1.2.4
Range berat badan yang digunakan yaitu 1 kg – 12 kg.
Menambah pengetahuan mahasiswa teknik elektromedik tentang alat ukur berat
1.2.5 Menggunakan catu daya baterai 5V
badan, panjang badan dan lingkar kepala pada bayi.
Rumusan Masalah Manfaat praktis
Dapatkah dibuat alat pengukur
Memudahkan
berat badan, panjang badan dan lingkar
perawat
untuk
mengukur panjang, berat, dan lingkar kepala
kepala pada bayi?
bayi. Tujuan Penelitian Tujuan Umum
Metodologi
Dibuatnya alat ukur berat badan, panjang badan dan lingkar kepala pada bayi (Berat Badan Bayi).
Diagram Mekanik Inkubator Bayi Diagram mekanik menunjukkan model atau bentuk dari modul yang akan dibuat. Pada modul ini mempunyai panjang ± 1
Tujuan Khusus
meter, lebar ± 65 cm, dan tinggi ± 75 cm Dengan acuan permasalahan di atas, maka secara operasional tujuan khusus pembuatan alat ini antara lain : 1.4.2.1 Membuat rangkaian mikrokontroler Atmega 328 dan rangkian display. 1.4.2.2 Membuat rangkaian pengisi baterai Membuat rangkaian sensor suhu ruang LM35. 1.4.2.3 Membuat rangkaian indikator baterai. 1.4.2.4 Membuat rangkaian sensor berat. 1.4.2.5 Membuat
program
menampilkan data berat.
untuk
Gambar 1. Diagram Mekanik Diagram Blok 1. Diagram blok keseluruhan 3
Seminar Tugas Akhir
Agustus 2016
suhu yang ada di dalam ruangan baby incubator. Sensor LM35 (skin) akan mendeteksi suhu tubuh bayi. LCD karakter 20x4 berfungsi
untuk
mendisplaykan
seluruh
parameter yang ada yaitu : berat badan, suhu ruang, suhu skin, kelembaban dan usia bayi. Thermostat berfungsi sebagai pengaman suhu berlebih atau berkurang, jika terjadi Gambar 2. Diagram Blok Keseluruhan Inkubator dinyalakan, pemanasan awal di suhu 31C, setelah suhu tercapai buzzer berbunyi. Ada dua mode pemilihan kontrol
suhu berlebih atau berkurang maka buzzer menyala. 2.
Diagram Blok Setting Timbangan dan kontrol suhu otomatis
suhu manual dan otomatis, Untuk mode manual
setelah
bayi
terdeteksi
berat
badannya setting suhu sesuai berat badan bayi. Untuk mode otomatis bayi dimasukan kedalam
inkubator.
Load
cell
akan
mendeteksi berat badan bayi, karena output load cell masih dalam orde mV, maka dibutuhkan psa untuk menguatkan tegangan yang keluar dalam orde Volt. Setelah
Gambar 3. Diagram Blok timbangan dan
diketahui berat yang tertimbang maka berat
kontrol suhu otomatis
badan bayi akan tampil di LCD karakter
Inkubator
dinyalakan,
pemanasan
20x4. Setelah itu setting usia bayi. Setelah
awal di suhu 31C, setelah suhu tercapai
berat badan dan usia bayi diketahui, maka
bayi dimasukan kedalam inkubator. Load
heater akan langsung otomatis mensetting
cell akan mendeteksi berat badan bayi,
suhu ruang yang dibutuhkan oleh bayi yang
karena output load cell masih dalam orde
akan
mV,
diproses
Atmega16,
maka
di
ic driver
mikrokontroler heater
maka
dibutuhkan
psa
untuk
akan
menguatkan tegangan yang keluar dalam
mengatur suhu heater yang dibutuhkan.
orde Volt. Setelah diketahui berat yang
Sensor LM35 (suhu ruang) akan mendeteksi
tertimbang maka berat badan bayi akan tampil di LCD karakter 20x4. Setelah itu 4
Seminar Tugas Akhir
Agustus 2016
setting usia bayi. Setelah berat badan dan
Gambar 4. Diagram Blok Monitor Suhu
usia bayi diketahui, maka heater akan
Tubuh
langsung otomatis mensetting suhu ruang
Sensor kulit mendeteksi suhu pada
yang dibutuhkan oleh bayi yang akan
tubuh bayi, dengan output tegangan pada
diproses di ic mikrokontroler Atmega16,
sensor LM 35. Tegangan output pada sensor
maka driver heater akan mengatur suhu
diolah oleh PSA. Output dari PSA akan
heater yang dibutuhkan. Sensor LM35
diolah oleh ADC yang mengubah data analog
(suhu ruang) akan mendeteksi suhu yang
menjadi digital dan slanjutnya di proses di ic
ada di dalam ruangan baby incubator.
mikrokontroler
LCD karakter 20x4 berfungsi untuk
mikrokontroler akan muncul dua proses yaitu
mendisplaykan seluruh parameter yang
menampilkan pada LCD karakter 20x4 dan
ada yaitu : berat badan, suhu ruang, suhu
rangkaian pemutus heater sebagai pengaman
skin,
bayi.
ketika suhu badan diatas 37°C memberikan
Thermostat berfungsi sebagai pengaman
output tertentu untuk mengaktifkan driver
suhu berlebih atau berkurang, jika terjadi
buzzer dan menyalakan buzzer.
kelembaban
dan
usia
Atmega16.
Hasil
output
suhu berlebih atau berkurang maka buzzer menyala.
3. Diagram blok Monitoring Suhu Tubuh
Diagram Alir Proses 1. Diagram Alir Setting Timbangan dan kontrol suhu otomatis
5
Seminar Tugas Akhir
Agustus 2016
Gambar 5. Diagram Alir Setting Timbangan dan kontrol suhu otomatis
Semua sensor mendeteksi suhu awal ketika alat
pertama
kali
dinyalakan
yang
akan
ditampilkan di LCD Karakter 20x4. Setelah itu heater
langsung
menyala
dan
melakukan
pemanasan awal 31C. Jika suhu tercapai 31C maka buzzer berbunyi, tetapi jika suhu belum tercapai
31C
maka
heater
akan
terus
memanaskan hingga suhu mencapai 31C. Selanjutnya pilih setting otomatis dan buzzer off. Bayi dimasukkan kedalam bed baby incubator
6
Seminar Tugas Akhir
Load Cell langsung mendeteksi berat badan bayi.
Agustus 2016
Gambar 6. Diagram Alir Monitor suhu tubuh
Setelah itu berat badan bayi akan tampil pada
Sensor suhu mendeteksi suhu tubuh
LCD Karakter 20x4 dan secara otomatis heater
bayi, kemudian suhu tubuh bayi ditampilkan akan mensetting suhu sesuai kebutuhan bayi
ke LCD karakter 20x4. Ketika suhu tubuh
secara otomatis. Ketika berat badan bayi tidak
bayi >37°C maka buzzer akan menyala.
kurang dari 2,6-3 Kg maka setting suhu secara
Tetapi jika suhu tubuh bayi diantara < 37°C
otomatis berubah ke suhu 32 C, Jika berat badan
maka sensor akan tetap mendeteksi suhu tubuh bayi dan buzzer tidak menyala.
bayi kurang dari 2,6-3 Kg atau sama dengan 1,62,5 Kg maka setting suhu secara otomatis berubah ke suhu 33C. Apabila berat badan bayi tidak kurang dari 1,6-2,5 Kg atau sama dengan
Jenis Penelitian Jenis penelitian dan pembuatan modul ini menggunakan metode pre experimental dengan jenis penelitian one group post test
1,3-1,5 Kg maka suhu secara otomatis berubah
design yaitu langsung memberikan perlakuan
ke suhu 34C. Jika berat 1-1,2 Kg maka suhu
pada
secara otomatis berubah ke suhu 35C.
menambahkan
2. Diagram Alir Monitor Suhu Tubuh
alat
baby
inkubator
pengaturan
dengan
setting
suhu
otomatis melalui berat dan suhu skin yang kemudian langsung dilakukan pengukuran pada hasilnya. Perlakuan
diukur
X -------------------------------- 0 X
= treatmen/perlakuan yg diberikan (variabel Independen)
0 =
Observasi (variabel dependen)
Rumus-rumus 1) Rata-rata Rata-rata
adalah
bilangan
yang
didapat dari hasil pembagian jumlah data oleh banyaknya data yang terkumpul. Rumus : Dimana :
=
rata-rata 7
Seminar Tugas Akhir
Agustus 2016
X1,.,Xn = nilai data n
= banyak data (1,2,3,.
(Anak
dicap
pil
Timbang
ai
(Kg)
an)
°C
°C
er)
°C
(Kg)
,n) 2) Standart Deviasi Standart Deviasi adalah suatu nilai yang menunjukkan tingkat penyimpangan dari rata-rata yang dihasilkan.
X1
0,9
34,8
34,8
X2
1
34,8
34,8
1,1
34,8
34,8
X4
1
34,7
34,8
X5
1,1
34,7
34,8
X3
Rumus : Dimana :
SD
=
standart
deviasi
1
35,0
Rata2
1,02
Simpangan
0,02
% Error
2,00
SD
0,00 7 0,00 3
= rata-rata X1,..,Xn = nilai data n
=
banyak
UA
data
34,7 6 0,24 0 0,68 6 0,00 3 0,00 1
34,8 0,200 0,571 0 0
(1,2,3..n) Tabel.3 Hasil Pengukuran dg Range Beban 1,2-
3) Error (Kesalahan)
1,5 Kg
Error (kesalahan) adalah selisih antara Beban
rata-rata terhadap masing-masing data.
Pemband ing
Rumus :
(Anak
Dimana : Xn
=
rata-rata
Timbang
data
an)
kalibrator
(Kg)
= rata-rata data modul 4) UA (Ketidakpastian) Rumus ketidakpastian adalah
Dimana :
Ua
= ketidakpastian
SD
= standart deviasi
n
= banyaknya data
yg harus dicap ai
°C
Beba n Tam pil (Kg)
33,9
34,1
1,3
34,0
34,1
X4
1,3
34,1
34,0
X5
1,3
33,8
34,0
1,3
34,0
1,2 Kg
% Error
1,54
SD
0,00 2
Pemband
yg
n
Tam
Pembanding
ing
harus
Tam
pil
(Thermomet
°C
1,3
0,02
Suhu
er)
X2
Simpangan
Suhu
°C
(Thermomet
34,2
Tabel.2 Hasil Pengukuran dg Range Beban 1 -
Beba
pil
33,8
1,28
Suhu
Tam
Suhu Pembanding
1,2
Rata2
Beban
Suhu
X1
X3
Rumus :
Suhu
33,9 2 0,08 0 0,23 5 0,01 7
34,08 0,080 0,235 0,007
8
Seminar Tugas Akhir
Agustus 2016
0,00 1
UA
0,00 8
0,00313
X3
2,8
33,0
33
X4
2,8
32,9
33
X5
2,8
32,9
33
Tabel.4 Hasil Pengukuran dg Range Beban 1,52,5 Kg Beban Pemband ing (Anak Timbang an) (Kg)
Suhu Beba
yg
n
harus dicap
Tam pil
ai
(Kg)
°C
Suhu Tam pil
°C
2,0
33,1
33,2
2,1
33,1
33,0
X4
2,0
33,0
33,0
X5
2,0
33,0
33,0
Simpangan
0
% Error
0
SD
0,00 5 0,00 2
UA
% Error
0,71
SD
0,00 2 0,00 1
33 -0,20 -0,61 0 0
X1
X2
X3
X4
X5
(°C)
(°C)
(°C)
(°C)
(°C)
Rat aRat a
Ket :
Suhu <37 Suhu
33,0 6 0,24 0 0,72 1 0,00 3 0,00 1
0,02
°C
X2
2
Simpangan
32,9 6 0,16 0,49 0,00 3 0,00 1
Tabel.6 Hasil Pengukuran Suhu Skin
er)
33,2
Rata2
2,78
(Thermomet
33,1
33,3
Rata2
Pembanding
1,9
2
32,8
UA
Suhu
X1
X3
2,8
33,
34,
33,
34,
36,
34,
bayi
5
5
0
7
0
3
dikata
Tam pil
kan
33,08
norma 0,220
Suhu
l, suhu
Pem
0,661 0,012
mom eter
Tabel.5 Hasil Pengukuran dg Range Beban 2,5 -
bayi
ng (Ther
0,005367
>37
bandi
33,
34,
32,
35,
37,
34,
4
9
7
0
0
6
dikata kan dema
bada
m
n)
3 Kg Beban Pembandi ng (Anak Timbanga n) (Kg)
Suhu yg
Beban
Suhu
harus
Tampi
Tampi
dicapa
l
l
i
(Kg)
°C
°C
Suhu Pembanding (Thermomete
DAFTAR PUSTAKA Khosim, M.Sholeh. 2003. Buku panduan
r)
Manajemen Masalah Bayi Baru Lahir
°C
Untuk Dokter, Perawat, Bidan di Rumah
X1
2,7
33,0
33
X2
2,8
33,0
33
Sakit. Jakarta.
9
Seminar Tugas Akhir
Agustus 2016
Not Ordinary Idiot Weblog (2012). Prinsip
2015
Kerja Inkubator Bayi. Diakses: Kamis, 2
http://timbanganstatik.blogspot.co.id/p/l
Oktober
oad-cell-troubleshooting.html
2014.
http://planetcopas.blogspot.com/2012/07 /prinsip-kerja-inkubatorbayi.html
Makalah iwan sugriwan (2012). Load cell. jumat
25
september
2015
http://dokumen.tips/documents/teoriTONK-Q
inkubator
(2014).
Pengertian
Thermostat
dan
Jenisnya.
Diakses:
Kamis,
3
Oktober
2014.
load-cell.html WordPress.com. handbook.
Sabtu
(2011). 26
Load
cell
september
2015
http://tonkq.blogspot.com/2014/02/peng
https://loadcellteori.wordpress.com/
ertian termostat-dan-jenisnya.html
Brighton and Sussex University Hospital, NHS (2013), Jum’at 09 Oktober 2015
Winkjosastro, Hanifa. 2006. Ilmu Kebidanan. Jakarta: Yayasan Bina Pustaka Sarwono Prawirohardjo. Mochtar, Rostam. 1998. Sinopsis Obstetri. Jakarta. Buku Kedokteran EGC. Not Ordinary Idiot Weblog (2012). Prinsip Kerja
Inkubator
Bayi.
Senin,
September
21
2015.
http://planetcopas.blogspot.com/2012/07 /prinsip-kerja-inkubatorbayi.html Fahmizal
(2010).
Fitur
Mikrokontroler
Atmega16. Senin, 21 September 2015 https://fahmizaleeits.wordpress.com/tag/ fitur-atmega16/ Donald, Frank. 2012. Interfacing LCD with ARM7
Microcontroller.
Kamis,
September
24
2015.
http://www.gadgetronicx.com/interfacin g-lcd-with-arm7/ Bangun
Suprapto
(2010).
Load
Cell
Troubleshoting. Jumat 25 September 10
Seminar Tugas Akhir
Mei 2016
11
