BAB I - UNNOCS | Indonesian electronics for … · Web viewHanya dibatasi untuk paramerer warna gigi putih, kuning dan coklat. 1.3 RUMUSAN MASALAH 1.3.1 Dapatkah dibuat alat uji warna

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Sejalan dengan semakin pesatnya kemajuan teknologi yang

mendorong manusia untuk berfikir melakukan kegiatan maupun aktifitas

dengan mudah dan ringan, sehingga cara-cara lama dan butuh waktu yang

lama semakin ditinggalkan. Di bidang kedokteran perkembangan teknologi

ini akan mempermudah pengoperasian alat kedokteran, salah satunya adalah

alat kedokteran gigi.

Sebagaimana diketahui bahwa gigi merupakan bagian yang penting

dalam proses pencernaan. Dengan adanya pengaruh genetic maupun

pengaruh luar seperti pola makan serta perbedaan sensitifitas gigi, dapat

mempengaruhi warna gigi. Menurut pengamatan penulis terhadap

pemeriksaan perubahan warna gigi saat ini masih dilakukan secara manual

yaitu dengan cara menyamakan dengan kartu pengukuran warna gigi.

Dengan alasan tersebut maka dalam tugas akhir ini penulis ingin

merancang sebuah “ ALAT UJI WARNA GIGI” secara otomatis. Alat ini

nantinya penulis berharap dapat mengurangi human error dari petugas medis

yang melakukan pemeriksaan. Selain hal – hal tersebut alat ini juga sangat

berguna untuk menentukan warna –warna gigi sesuai dengan parameter

yang ada.

1

1

1.2 BATASAN MASALAH

Adapun batasan masalah pada penyusunan Tugas Akhir ini adalah:

Hanya dibatasi untuk paramerer warna gigi putih, kuning dan coklat.

1.3 RUMUSAN MASALAH

1.3.1 Dapatkah dibuat alat uji warna gigi menggunakan sensor LED dan

LDR?

1.3.2 Bagaimana pembacaan warna gigi menggunakan LED dan LDR?

1.4 TUJUAN

1.4.1 Tujuan Umum

Merancang’’ALAT UJI WARNA GIGI ’’ secara otomatis.

1.4.2 Tujuan Khusus

Membuat rangkaian sensor gigi

Membuat rangkaian ADC 0804

Membuat rangkaian mikrokontroller beserta software

Membuat rangkaian LCD sebagai outputan akhir.

1.5 MANFAAT

1.5.1 Manfaat Teoritis

Menambah pengetahuan mahasiswa tentang macam-macam warna gigi.

1.5.2 Manfaat Praktis

Memudahkan para petugas medis untuk menentukan warna gigi pasien.

2

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 GAMBARAN UMUM

Gigi mempunyai fungsi yang sangat berarti bagi manusia yaitu untuk

membantu mengunyah, memotong makanan. Maka dari itu gigi haruslah

dirawat dengan benar. Walaupun sudah dilakukan perawatan namun masih

juga terdapat perubahan warna gigi.

Perubahan warna gigi adalah kelainan warna gigi rata – rata yang dapat

dilihat secara klinis. Perubahan warna dapat dibedakan atas kategori sebagai

berikut :

Perubahan warna Formatif

Perubahan warna jenis ini bersifat turun temurun atau congenital.

Penyebab perubahan warna formatif ini adalah:

a. Erythroblastosis Fetalis

Erythroblastosis Fetalis adalah Anemi hemolitis congenital,

pecahnya darah yang mengakibatkan gangguan struktur dan perubahan

warna gigi – geligi. Hal ini terjadi karena ketidak cocokan protein dalam

foetus dan darah ibu, yang dinamakan rhesusfactor ( Rh ). Akibat dari

3

3

rhesusfactor adalah suatu anemi hemolitis parah, yang muncul sebagai

penyakit kuning ( Icterus Gravis Neonatorum ).

Perubahan warna gigi yang akan terjadi sangatlah bervariasi

diantaranya: hijau, biru, abu – abu, kuning dan coklat. Penyebab dari

perubahan ini adalah adanya bilirubin didalam tulang gigi dan perubahan

ini akan menghilang sedikit demi sedikit.

b. Fluorosis Endemila

Fluorosis Endemila adalah Email yang mengalami fluorosis yang

menunjukkan opasitas. Perubahan warna coklat terjadi karena infiltrasi

bahan warna dari makanan.

Perubahan warna Tetrasiklin

Perubahan warna gigi yang terjadi karena antibiotika yang diberikan

pada saat bayi, antibiotika ini sering dikenal dengan Tetrasiklin.

Tetrasiklin asli yang dipakai menyebabkan perubahan warna kuning

yang dibawah sinar UV berfluoresensi. Oksidasi yang dipengaruhi sinar

matahari menggelapkan warna kuning menjadi coklat. Macam warna

gigi yang disebabkan oleh obat antara lain :

Klortetrasiklin dapat menyebabkan gigi berwarna abu – abu -

coklat.

Demiklosiklin dapat menyebabkan gigi berwarna kuning.

Oksitetrasiklin dapat menyebabkan gigi berwarna kuning, coklat

dan krem – putih.

4

Tetrasiklin dapat menyebabkan gigi berwarna kuning

Doksisiklin kurang lebih tidak ada perubahan.

2.2 RANGKAIAN SENSOR

Pada modul ini menggunakan dua sensor yaitu LED dan LDR.

2.2.1 LED ( Light Emitting Dioda )

Dalam pembuatan tugas akhir ini, penulis menggunakan LED sebagai

sumber cahaya pada gigi yang mana nantinya akan ditangkap oleh LDR

dengan intensitas yang berbeda sesuai dengan media (gigi).

Gambar 2.1 Rangkaian LED

LED ini biasanya disebut juga dengan diode cahaya, apabila diberi

forawrd bias atau arus maju membangkitkan cahaya di pertemuan P – N nya.

Pada saat rekombinasi tersebut elektron – elektron yang melepaskan

energinya akan menghasilkan cahaya atau panas. Diode ini mempunyai dua

buah kaki yaitu anoda dan katode.

LED (Light Emitting Diode) adalah suatu diode yang dapat

mengeluarkan cahaya apabila kaki – kakinya diberikan tegangan sesuai

dengan tegangan yang dibutuhkan. Sumber tegangan LED ada dua yaitu bisa

5

diberi tegangan AC untuk LED AC dan tegangan DC untuk LED DC ( Pada

LED DC pemberian tegangan tidak boleh terbalik).

2.2.2 LDR ( Light Dependent Resistor )

Dalam pembuatan tugas akhir ini, penulis menggunakan LDR sebagai

rangkaian tranduser sensor cahaya yaitu menerima pantulan cahaya dari

media (gigi).

Gambar 2.2 Rangkaian LDR

LDR adalah resistor yang resistansinya berubah – ubah karena adanya

perubahan intensitas cahaya yang diserap. LDR juga merupakan resistor yang

memiliki koefisien temperature negative, dimana resistansinya dipengaruhi

intensitas cahaya. LDR dibentuk dari Cadmium Sulfide (CDS) atau serbuk

keramik. Secara umum CDS disebut juga peralatan Photo Conductive, selam

terdapat variasi terhadap intensitas cahaya.

2.3 RANGKAIAN BUFFER

IC LM 741 sebagai operational amplifier. Seri LM 741 ini adalah

penguat operational untuk keperluan umum yang penampilannya lebih baik

dari standart industri. Penguat ini memiliki sifat – sifat yang selalu tepat dan

6

dapat memproteksi baban yang dimasukkan maupun dikeluarkan. Op – Amp

741 yang diproduksi oleh national semikonduktor ini mempunyai 1 buah

Op-Amp yang dioperasikan dengan supply ganda yaitu +12 V dan -12 V

serta memiliki karakteristik sebagai berikut :

Band width 1.5 MHz

Arus supply 1,7 Ma

Arus bias 80 nA

Arus offset 20 nA

Tegangan offset 20 nA

Konsumsi daya 6 Mv

CMMR 90 dB

Op-Amp 741 pada pembuatan tugas akhir ini berfungsi sebagai buffer.

Gambar 2.3 Rangkaian Penguat

2.4 RANGKAIAN ADC 0804

ADC adalah kepanjangan dari Analog to Digital Converter yang

artinya Pengubah dari analog ke digital. Fungsi dari ADC adalah untuk

mengubah data analog menjadi data digital yang nantinya akan masuk ke

suatu komponen digital yaitu mikrokontroller AT89S51.

7

Inputan dari ADC ini ada 2 yaitu input positif (+) dan input negatif (-).

ADC 0804 ini terdiri dari 8 bit microprocessor Analog to Digital Converter.

Gambar 2.4 Rangkaian ADC 0804

V (+) dan V(-) adalah inputan tegangan analog differensial sehingga

data tegangan yang akan diproses oleh ADC adalah selisih antara Vi(+) dan

Vi(-). Vref adalah tegangan referensi ADC yang digunakan untuk mengatur

tegangan input pada Vi+ dan Vi-. Besarnya tegangan referensi ini adalah

setengah dari tegangan input maksimal. Hal ini bertujuan agar pada saat

inputan maksimal data digital juga akan maksimal. Frekuensi clok dari ADC

dapat diatur dengan komponen R dan C eksternal pada pin Rclk dan Cclk

dengan ketentuan :

Fclk = 1/ ( 1,1 RC )

Chip select fungsinya untuk mengaktifkan ADC yang diaktifkan

dengan logika low. Read adalah inputan yang digunakan untuk membaca

data digital hasil konveksi yang aktif pada kondisi low. Write berfungsi

8

untuk melakukan start konversi ADC diaktifkan pada kondisi logika low.

Instruksi berfungsi untuk mendeteksi apakah konversi telah selesai atau

tidak, jika sudah maka pin instruksi akan mengeluarkan logika low. Data

outputan digital sebanyak 8 byte ( DB0 – DB7 ) biner 0000 0000 sampai

dengan 1111 1111, sehingga kemungkinan angka decimal yang akan muncul

adalah 0 sampai 255 dapat diambil pada pin D0 sampai D7. DB0 – DB7

mempunyai sifat latching.

Vreferensi ADC = 2MaxVin

Vresolusi ADC = Vin Max

2n - 1

2.5 RANGKAIAN MICROKONTROLLER AT 89S51

IC Mikrokontroler AT89S51 adalah komponen produksi Atmel yang

berorientasi pada kontrol dengan level logika CMOS. Komponen ini

termasuk keluarga MCS’51. Rangkaian integrasi tersebut memiliki

perlengkapan single chip mikrokomputer. Perlengkapan yang dimaksud

adalah CPU (Central Processing Unit) yang terdiri dari komponen yang

saling berhubungan dengan komponen yang lain. Diantaranya Register,

ALU (Arithmatic Logic Unit) dan Unit Pengendali.

9

Masing – masing mempunyai fungsi yang berbeda-beda, antara lain :

Gambar 2.5 Rangkaian Mikrokontroller

1. Register

Sebagai memori sementara di dalam CPU. Beberapa register mempunyai

fungsi tertentu, seperti program counter dan code register, yang lain

bersifat lebih umum yaitu bersifat sebagai akumulator. Tiap – tiap

komputer memiliki panjang kata yang merupakan karakteristik dari CPU.

Seperti pada keluarga MCS ’51 ini besarnya ditentukan oleh bus dan

memori internal, oleh karenanya mikrokontroller keluarga MCS ‘51 ini

memiliki kemampuan menyimpan data 8 bit.

2. ALU (Arithmatic Logic Unit)

10

Dari namanya dapat diketahui bahwa ALU mampu menjalankan operasi

aritmatika dan logika dengan bilangan – bilangan biner. Dalam keluarga

MCS ’51 operasi ALU datanya terbatas pada jumlah bilangan biner 8 bit,

tidak sampai pada operasi floating point (angka mengambang).

3. Unit Pengendali

Unit pengendali digunakan untuk menyerempakkan kerja yang sangat

diperlukan oleh setiap prosessor. Sebuah instruksi di ambil dan di

dekode, setelah prosessor mengetahui apa yang dimaksud dengan

instruksi, maka unit pengendali akan memberikan signal pada aksi yang

dimaksud.

Mikrokontroller AT 89C51 memiliki beberapa fasilitas yang dapat

dipakai oleh pengguna. Fasilitas yang dimaksud antara lain :

1. Flash program memori ROM internal sebesar 4 Kbyte. Dengan flash

Perom ini mikrokontroller mampu diprogram dan dihapus hingga 1000

kali.

2. Memori data RAM internal sebesar 128 Byte.

3. Kemampuan kerja clock internal dari 0 hingga 24 M Hz.

4. Terdapat 2 buah timer/counter yang dapat dipakai hingga 16 Bit.

5. Kemampuan mengalamati memori program dan data maksimum 64

Kbyte eksternal.

6. Dua buah tingkat prioritas interupsi.

11

7. Lima buah interupsi, yaitu 2 buah interupsi eksternal dan 3 buah

interupsi internal.

8. Empat buah I/O masing-masing 8 Bit.

9. Port serial full duplex UART (Universal Asincronous Receive

Transmit), dengan kemampuan pendeteksian kesalahan.

10. Mode pengontrolan daya, yaitu :

Mode Idle (daya akan berkurang jika CPU dikehendaki stad by).

Mode Power Down (oscillator berhenti yang berarti daya akan

berkurang karena intruksi yang dieksekusi menghendaki power

down)

11. Pengembalian ke mode normal setelah power down karena adanya

interupsi.

12. Dapat diprogram per bit sehingga pemrograman akan lebih leluasa dan

efektif.

Dalam IC program AT89S51 terdapat beberapa port dan program-

program lain. Diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Port 0.

Port 0 adalah 8 bit open drain bi-directional port 1/0. Pada saat

sebagai port out, tiap pin dapat dilewatkan ke 8 input TTL. Ketika

logika 1 dituliskan pada port 0, maka pin – pin ini dapat digunakan

sebagai input yang berimpedansi tinggi. Port 0 dapat dikonfigurasikan

untuk dimultiplex sebagai jalur data atau address bus selama membaca

12

program external dan memori data. Pada mode ini P0 mempunyai

internal pull up. Port 0 juga menerima kode bit selama pemrograman

flash. Dan megeluarkan kode bit selama verifikasi program.

2. Port 1.

Port 1 adalah 8-bit bi-directional Port 1/0 denga internal pull

up. Port 1 mempunyai buffer output yang dapat dihubungkan dengan 4

TTL input. Ketika logika 1 dituliskan ke port 1, pin ini dipull high

dengan menggunakan internal pull up dan dapat digunakan sebagai

input. Ketika sebagai input, pin port 1 yang secara eksternal dipull low

akan mengalirkan arus 1 L karena internal pull up. Port 1 juga

menerima address bawa selama pemrograman flash dan verifikasi.

3. Port 2.

Port 2 adalah 8 bit bi-directional port 1/0 dengan internal pull

up. Port 2 output buffer dapat melewatkan 4 TTL input. Ketika logika 1

dituliskan ke port 2, maka mereka dipull high dengan internal pull up

dan dapat digunakan sebagai input.

4. Port 3.

Port 3 adalah 8 bit bi-directional port 1/0 dengan internal pull

up. Output buffer dari port 3 dapat dilewati 4 input TTL. Ketika logika

1 dituliskan ke port 3 maka mereka akan dipull high dengan internal

pull up dan dapat digunakan sebagai input. Port 3 juga mempunyai

13

berbagai macam fungsi atau fasilitas. Port 3 juga menerima beberapa

sinyal kontrol untuk pemrograman flash dan verifikasi.

5. RST.

Input reset. Logika high pada pin ini akan mereset siklus mesin.

6. ALE/PROG.

Pulsa Output Address Latch Enable digunakan untuk lacthing

bit bawah dari address selama mengakses ke eksternal memori. Pin ini

juga merupakan input pulsa program selama pemrograman flash.

Operasi normal dari ALE dikeluarkan pada laju konstan 1/6 dari

frekuensi oscilator, dan dapat digunakan untuk pewaktu eksternal atau

pemberian pulsa. Jika dikehendaki, operasi ALE dapat di disable

dengan memberikan setting bit 0 dari SFR pada lokasi 8 EH.

Dengan bit set, ALE dapat diaktifkan selama instruksi M0VX atau

MOVC. Dengan mensetting ALE disabled, tidak akan mempengaruhi

jika mikrokontroler pada mode eksekusi eksternal.

7. Port Pin Alternate Functions.

P3.0 RXD (serial input port).

P3.1 TXD (serial output port).

P3.2 INT0 (eksternal interupt 0).

P3.3 INT1 (eksternal interup 1).

P3.4 T0 (timer 0 eksternal input).

P3.5 T1 (timer 1 eksternal input).

14

P3.6 WR (eksternal data memori write strobe).

P3.7 RD (eksternal data memori read strobe).

8. PSEN.

Program store enable merupakan sinyal yang digunakan untuk

membaca program pada memori eksternal. Ketika 8951 mengeksekusi

kode dari program memori eksternal, PSEN diaktifkan 2 kali setiap

siklus mesin, kecuali bahwa 2 aktifasi PSEN terlewati selama

pembacaan ke memori data eksternal.

9. EA/VPP.

Eksternal Access enable. EA harus diposisikan ke GND untuk

mengaktifkan divais untuk mengumpankan kode dari program memori

yang dimulai pada lokasi 0000H sampai dengan FFFFH. EA harus

diposisikan ke VCC untuk eksekusi program internal.

Pin ini juga menerima tegangan pemrograman 12 Volt (VPP) selama

pemrograman flash.

10. XTAL 1.

Input oscilator inverting amplifier dan input untuk internal clock

untuk pengoperasian 2.

11. XTAL 2.

Output dari inverting oscilator amplifier.

15

2.6 RANGKAIAN LCD ( Liquid Crystal Display )

LCD adalah sebuah display dot matrix yang difungsikan untuk

menampilkan tulisan berupa angka atau huruf sesuai dengan yang

diinginkan (sesuai dengan program yang digunakan untuk

mengontrolnya). Pada tugas akhir ini penulis menggunakan LCD dot

matrix dengan karakter 2 x 16, sehingga kaki – kakinya berjumlah 16

pin.

Gambar 2.6 Rangkaian LCD

LCD yang penulis gunakan berfungsi untuk menampilkan hasil

pembacaan warna gigi. LCD ini hanya memerlukan daya yang sangat

kecil, tegangan yang dibutuhkan juga sangat rendah yaitu +5 Volt DC.

16

Tabel 2.1 Fungsi Pin pada LCD

No Symbol Level Keterangan

1 Vss - Dihubungkan ke 0 V (Ground)

2 Vcc - Dihubungkan dengan tegangan supply +5V dengan toleransi ± 10%.

3 Vee - Digunakan untuk mengatur tingkat kontras LCD.

4 RS H/L Bernilai logic ‘0’ untuk input instruksi dan bernilai logic ‘1’ untuk input data.

5 R/W H/L Bernilai logic ‘0’ untuk proses ‘write’ dan bernilai logic ‘1’ untuk proses ‘read’.

6 E H Merupakan sinyal enable. Sinyal ini akan aktif pada failing edge dari logic ‘1’ ke logic ‘0’.

7 DB0 H/L Pin data D08 DB1 H/L Pin data D19 DB2 H/L Pin data D210 DB3 H/L Pin data D311 DB4 H/L Pin data D412 DB5 H/L Pin data D513 DB6 H/L Pin data D614 DB7 H/L Pin data D7

15 V+BL -Back Light pada LCD ini dihubungkan dengan tegangan sebesar 4 – 4,2 V dengan arus 50 – 200 mA

16 V-BL - Back Light pada LCD ini dihubungkan dengan ground

Cara kerja menjalankan LCD :

Langkah 1 : Inisialisasi LCD

Langkah 2 : Arahkan pada alamat yang dikehendaki (lihat tabel alamat)

17

Langkah 3 : Tuliskan data ke LCD, maka karakter akan tampil pada

alamat tersebut.

Beberapa fungsi interupsi dari LCD :

1. Clear Display

RS R/W DB7 BD6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

Dengan menuliskan data tersebut pada LCD maka semua tampilan akan

direset, dan kursor akan berada pada posisi kiri atas.

2. Entry Mode Set


0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S

I/D : Set increment/ decrement. I/D = 1, increment; I/D=0, decrement

S : Menggeser display keseluruhan kekanan/ kiri. S=1, geser kiri bila

I/D =1 geser kekanan bila I/D = 0. Display tidak bergeser bila

S=0.

3. Display ON/Off Control

18


0 0 0 0 0 0 1 D C B

B : Cursor blink jika B = 1; Tanda berkedip pada layar LCD tidak

akan tampak, bila B = 1.

C : Cursor display jika C = 1; Tanda berkedip pada layar LCD akan

tampak, jika C berlogika 1.

D : Display On jika D = 1; Cahaya pada layar LCD akan menyala

(Turn On Display), jika D diberi logika 1.

D : Display Off jika D = 0; Cahaya pada layar LCD akan padam

(Turn Off Display), jika D = 0.

4. Function Set


0 0 0 0 1 DL N F X X

DL : Set Data Length

DL = 1, dipakai untuk interface data 8 bit.

DL = 0, dipakai untuk interface data 4 bit.

N : Set Jumlah baris

N = 0 maka jumlah baris yang diaktifkan hanya 1 baris.

N = 1 maka jumlah baris yang diaktifkan adalah 2 baris.

19

F : Set Character font

F = 1 maka ukuran karakter yang digunakan adalah 5 X 10 dots

F = 0 maka ukuran karakter yang digunakan adalah 5 X 7 dots

Tabel 2.2 Posisi Karakter Pada LCD Karakter 2 X 16

80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 8a 8b 8c 8d 8e 8f

C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 Ca Cb Cc Cd Ce Cf

20

BAB III

KERANGKA KONSEP

Gambar 3.1 Diagram Blok

Jala-jala listrik memberikan tegangan pada power supply, pada power

supply tegangan AC tersebut akan dirubah menjadi tegangan DC. Tegangan

tersebut akan mensupply semua rangkaian apabila switch On ditekan

sedangkan untuk memulai pemeriksaan maka tekan tombol start.

21

LDR Penguat ADC

LCDμc

AT 89s51

LED

Obyek

Jala – Jala Listrik

Power Supply

Start

Reset

Switch On

Clear

LED memberikan cahaya pada obyek sehingga cahaya tersebut

dipantulkan ke LDR, yang mana outputan dari LDR akan di inputkan ke

penguat untuk di kuatkan agar ADC dapat membacanya.

Outputan dari penguat akan masuk ke rangkaian ADC untuk dirubah

menjadi data digital yang mana outputannya akan diolah oleh IC

Mikrokontroller yang kemudian hasil olahan tersebut akan ditampilkan pada

LCD.Untuk mengulangi pemeriksaan maka tekan tombol clear.

22

21

Tidak

Ya

Tidak

Ya

Ya

23

BEGIN

LCD Menampilkan hasil akhir dari Mikrokontroller

Mikrokontroller AT89S51 mengolah data

ADC mengkonversikan data ke Mikrokontroller

InisialisasiADC

InisialisasiLCD

END

Tombol Start

Switch ON

Ulangi

Tidak

Gambar 3.2Diagram AlirKeterangan Diagram Alir :

1. Begin :

Mulai proses alat

2. Switch On:

Untuk mulai pengenalan LCD dan ADC

3. Inisialisasi LCD :

Pengenalan LCD

4. Inisialisasi ADC :

Pengenalan ADC

5. Start :

Untuk memulai pembacaan

6. ADC mengkonversi data ke Mikro :

ADC mengubah tagangan analog yang masuk untuk di jadikan tagangan

digital sehingga dapat dikirim ke Mikro.

7. Mikrokontroller AT89s51 mengolah data :

Mengambil data ADC dari hasil konversi

8. LCD Menampilkan hasil akhir dari Mikrokontroller :

LCD ini berfungsi untuk menampilkan hasil akhir dari Mikro yang berupa

tulisan wrana gigi.

24

9. Clear :

Jika ya maka kembali ke proses awal, namun jika tidak maka turun ke

bawah ( END ).

10. END :

Selesi proses alat.

25

BAB IV

METODOLOGI

4.1 DESAIN PENELITIAN

Desain penelitian yang digunakan dalam penyusunan Tugas Akhir ini

adalah desain penelitian yang bersifat Pre-Experimental.

4.2 JENIS PENELITIAN

Jenis penelitian yang digunakan dalam penyusunan Tugas Akhir ini

merupakan jenis penelitian “ After Only Design “ yaitu hanya melihat hasil

pengukuran warna gigi secara otomatis tanpa melihat sebelumnya.

Tetapi sudah ada kelompok control yaitu pengukuran warna gigi

secara manual. Kelemahan dari penelitian ini adalah tidak tahu keadaan

awalnya, sehingga hasil yang didapat sulit disimpulkan.

X O

Non Random :

( - ) O

Keterangan :

X = Pengukuran Warna gigi Otomatis

26

( - ) = Pengukuran warna gigi manual

O = Hasil pengukuran

4.3 VARIABEL PENELITIAN

Pada penyusunan Tugas Akhir ini terdapat dua variable yang

digunakan diantaranya adalah :

a. Variabel Bebas : Variabel bebas sering disebut variable pengaruh

variable perlakuan, dalam hal ini yang bertindak

sebagai variable bebas adalah Tingkat warna gigi.

b. Variabel Terikat : Variabel terikat sering disebut juga variable efek,

variable terpengaruh, tak bebas, dalam hal ini

yang bertindak sebagai variable terikat adalah

Resistansi pada LDR.

4.4 ALAT Dan BAHAN

4.4.1 Bahan – bahan yang digunakan

Adapun bahan – bahan yang digunakan dalam pembuatan modul ini

antara lain :

LED

LDR

IC Op-Amp 741

ADC 0804

IC Mikrokontroller AT89s51

27

26

LCD

4.4.2 Peralatan yang digunakan

Sebagai sarana pendukung dalam pembuatan Tugas Akhir ini dapat

disebutkan sebagai berikut :

Solder Listrik

Soldering Pump

Timah

PCB

Power Supply

Tool Set

Multimeter

Projecboart

4.5 PERENCANAAN PEMBUATAN MODUL

4.5.1 Tempat dan Waktu

4.5.1.1 Tempat

Tempat pembuatan mobul direncanakan di lingkungan kampus

Jurusan Teknik Elektromedik POLTEKKES Surabaya serta

mengkondisikan kepentingan yang ada.

4.5.1.2 Waktu

28

Waktu pelaksanaan diperlukan selama 5 (lima) bulan, yaitu

dimulai dari bulan Januari 2008 sampai dengan bulan Mei 2008.

Keg Nov Des Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli

I

II

III

IV

V

VI

VII

Keterangan :

I. Pembuatan Proposal

II. Ujian Proposal

III. Perencanaan Modul.

IV. Pembuatan Modul.

V. Seminar awal.

VI. Pembuatan Karya Tulis Ilmiah (KTI).

VII. Ujian Sidang dan Pengumpulan Karya Tulis Ilmiah (KTI).

29

4.6 PERENCANAAN ALAT

4.6.1 Gambar Perancangan pembuatan box

Tampak Depan Tampak Belakang

27 Cm

23 Cm

10 Cm

Reset Clear Tombol On/Off Konektor AC

4.6.2 Gambar Modul

Tampak Depan Tampak Atas

30

LCD

BAB V

HASIL DAN ANALISIS

5.1 PENGUJIAN DAN PENGUKURAN MODUL

Setelah membuat modul maka perlu diadakan pengujian dan

pengukuran. Untuk itu penulis mengadakan pendataan melalui proses

pengukuran dan pengujian. Tujuan dari pengukuran dan pengujian adalah

untuk mengetahui ketepatan dari pembuatan modul yang penulis lakukan atau

untuk memastikan apakah masing – masing bagian (komponen) dari rangkaian

modul yang dimaksud telah bekerja sesuai dengan fungsinya seperti yang

telah direncanakan.

Langkah – langkah pengukuran dan pengujian modul ini dapat

diuraikan sebagai berikut :

1. Menyiapkan peralatan yang dibutuhkan terutama alat ukur.

2. Menyiapkan table untuk mencatat hasil pengukuran.

3. Melakukan pengecekan terhadap masing – masing jalur rangkaian pada

PCB tentang ketepatan komponen koneksi pin – pin pada IC.

31

4. Menguji alat dengan mengadakan pengukuran terhadap output masing –

masing bagian ( Test Point) sesuai pengukuran yang telah kita tentukan.

5. Mencatat hasil pengukuran dalamtabel yang telah kita sediakan.

5.2 HASIL PENGUKURAN

5.2.1 Besar tegangan pada pengukuran TP1

Tabel 1. Hasil pengukuran tegangan outputan warna gigi dari sensor

No. Warna gigi putih Warna gigi kuning Warna gigi coklat

1.

2.

3.

4.

5.

1,22 Volt

1,20 Volt

1,19 Volt

1,18 Volt

1,14 Volt

1,11 Volt

1,09 Volt

1,10 Volt

1,06 Volt

1,07 Volt

1,05 Volt

1,08 Volt

1,00 Volt

1,02 Volt

1,05 Volt

Analisa :

Warna gigi putih.

Xn = 1,22 Volt

X1 = 1,22 Volt

X2 = 1,20 Volt

X3 = 1,19 Volt

X4 = 1,18 Volt

X5 = 1,14 Volt

32

31

Rata – rata =

Error = Xn – ( Rata – Rata ) = 0,028

% Error = = 2,32%

SD = = 0,029

UA = = 0,01

U95 = UA x 2,57 = 0,04

Pada modul ini hasil pengukuran tegangan pada warna gigi putih

didapat persentase error sebesar 2,32%, nilai ketidakpastian dalam

pengukuran sebesar 0,01 dan alat ini layak pakai karena - U95 <

nilai ukur > + U95 yaitu : 1,152 < 1,22 >1,232

Warna gigi kuning

Xn = 1,12 Volt

X1 = 1,11 Volt

X2 = 1,09 Volt

X3 = 1,10 Volt

X4 = 1,06 Volt

X5 = 1,06 Volt

33

Rata – rata =


% Error = = 2,53%

SD = = 0,021

UA = = 0,009

U95 = UA x 2,57 = 0,03




nilai ukur > + U95 yaitu : 1,062< 1,12 >1,122

Warna gigi coklat

Xn = 1,07 Volt

X1 = 1,05 Volt

X2 = 1,08 Volt

X3 = 1,00 Volt

X4 = 1,02 Volt

X5 = 1,05Volt

34

Rata – rata =


% Error = = 2,34%

SD = = 0,031

UA = = 0,01

U95 = UA x 2,57 = 0,04




nilai ukur > + U95 yaitu : 1,005 < 1,07 >1,07.

Dari hasil pengukuran tegangan pada warna gigi kuning dan coklat

tegangan range yang sama ( Warna gigi coklat : 1,08 Volt ), hal ini

bias disebabkan karena perbedaan warna gigi yang tipis dan posisi

pengukuran pembacaan, sehingga hasil pembacaan bisa berubah.

5.2.2 Besar tegangan pada pengukuran TP2

Tabel 2. Hasil pengukuran tegangan dari inputan ADC

No. Warna gigi putih Warna gigi kuning Warna gigi coklat

1. 1,22 Volt 1,12 Volt 1,07 Volt

35

2.

3.

4.

5.

1,21 Volt

1,18 Volt

1,19 Volt

1,16 Volt

1,10 Volt

1,12 Volt

1,09 Volt

1,08 Volt

1,08 Volt

1,02 Volt

1,05 Volt

1,05 Volt

Analisa :

Warna gigi putih.

Xn = 1,22 Volt

X1 = 1,22 Volt

X2 = 1,21 Volt

X3 = 1,18 Volt

X4 = 1,19 Volt

X5 = 1,16 Volt

Rata – rata =


% Error = = 1,91%

SD = = 0,024

UA = = 0,012

U95 = UA x 2,57 = 0,029

36



pengukuran sebesar 0,012 dan alat ini layak pakai karena - U95

< nilai ukur > + U95 yaitu : 1,167 < 1,22 >1,22

Warna gigi kuning

Xn = 1,12 Volt

X1 = 1,12Volt

X2 = 1,10 Volt

X3 = 1,12 Volt

X4 = 1,09 Volt

X5 = 1,08 Volt

Rata – rata =


% Error = = 1,34%

SD = 0,018

UA = = 0,008

U95 = UA x 2,57 = 0,021

37





Warna gigi coklat

Xn = 1,07 Volt

X1 = 1,07 Volt

X2 = 1,08 Volt

X3 = 1,02 Volt

X4 = 1,05 Volt

X5 = 1,05Volt

Rata – rata =


% Error = = 1,25%

SD = = 0,023

UA = = 0,01

U95 = UA x 2,57 = 0,028

38





Dari hasil pengukuran tegangan pada warna gigi kuning dan warna

gigi coklat ada tegangan yang sama ( gigi kuning : 1,08 Volt dan gigi

coklat : 1,08 Volt ), hal ini bisa disebabkan karena perbedaan warna

gigi kunng dan coklat sangat tipis, sehingga sensor disisni ( LDR )

kurang peka dalam membaca perbedaan warna ( kurang sensitive )

yang mengakibatkan perbedaan tegangan dari inputan ADC sangat

tipis.

Keterangan Rumus Perhitungan :

N : Jumlah Data

Rata – Rata

Rata –rata dalam perkataan sehari – hari, orang sudah menafsirkan dengan

rata – rata hitung. Sedangkan arti sebenarnya adalah bilangan yang didapat

dari hasil pembagian jumlah nilai data oleh banyaknya data dalam

kumpulan tersebut.

Rumus rata – rata adalah

Rata – rata

Standart Deviasi

39

Standart deviasi adalah suatu nilai yang menunjukan tingkat ( derajat )

variasi kelompok data atau ukuran standart penyimpangan dari maennya.

Rumus Standart Deviasi

Standar Deviasi ( SD ) =

Error ( rata – rata simpangan )

Error ( rata – rata simpangan ) adalah selisih antara mean terhadap masing

– masing data.

Rumus error :

Error = Xn – ( Rata – Rata )

% Error =

UA : Ketidakpastian

Rumus dari ketidakpastian adalah sebagai berikut :

Ketidakpastian =

U95

U95 adalah hasil dari perkalian antara ketidakpastian dengan 2,57 ( sudah

ketetapan ).

Rumus U95 = UA x 2,57

40

BAB VI

PEMBAHASAN

6.1 RANGKAIAN KESELURUHAN

41

Gambar Rangkaian Keseluruhan

Rangkaian ini dicatu oleh tegangan DC +5, +12 dan -12 Volt, dimana

tegangan tersebut didapat dari rangkaian regulator. Tegangan +5 Volt DC

digunakan untuk mensupply rangkaian boart target ( Mikrokontroller

AT89s51 ), ADC 0804 , LCD dan sensor ( LED dan LDR ). Tegangan +12

dan -12 Volt DC digunakan untuk mensupply rangkaian penguat ( Buffer ).

Sampel yang digunakan disini adalah gigi. Dari sample tersebut akan

mendapatkan sinar dari LED yang kemudian oleh gigi dipantulkan ke LDR,

hasil dari pantulan tersebut akan diteruskan ke rangkaian penguat ( buffer ).

Outputan dari rangkaian buffer tersebut yang berupa tegangan analog akan

diubah menjadi data digital melalui IC ADC 0804.

Setelah itu data ADC 0804 menunggu perintah dari mikrokontroller

berupa penekanan tombol start. Jika tombol start ditekan maka data ADC

akan masuk atau diterima oleh mikrokontroller melalui port 0.

Mikrokontroller kemudian mengolah data yang diterima dari ADC 0804 dan

diterjemahkan sebagai jenis warna gigi, hasil dari terjemahan tersebut akan

ditampilakn ke LCD.

Untuk mengulangi pembacaan maka tekan tombol clear yang

kemudian tekan tombol start.

6.2 RANGKAIAN SENSOR

42

41

Gambar Rangkaian Sensor

Sampel yang digunakan disini adalah gigi. Dari sample tersebut akan

mendapatkan sinar dari LED yang kemudian oleh gigi dipantulkan ke LDR,

hasil dari pantulan tersebut akan diteruskan ke rangkaian penguat ( buffer ).

Outputan dari rangkaian buffer tersebut yang berupa tegangan analog akan

diubah menjadi data digital melalui IC ADC 0804.

Listing Program

ADC :

Clr p3.3

Nop

Nop

Nop

Stb p3.3

Eoc : jnb p3.2, eoc

Mov A, p0

Mov dataadc, p0

43

Mov a, dataadc

Ret

Penjelasan software

ADC akan membaca data dari sensor ( LDR ) yang mana inputan

ADC pada pin no 6

Penjelasan sensor

Tegangan dari sensor yang diinputkan pada ADC adalah untuk

warna gigi putih 1,22 V; gigi kuning 1,12V dan gigi coklat 1,07V, dan

nilai Ua yang didapat dari hasil pengukuran adalah 0,01 yang artinya

nilai dari ketidakpastian dalam pengukuran warna gigi adalah 0,01, dan

nilai U95 adalah 0,04

6.3 RANGKAIN LCD

Gambar Rangkaian LCD

Listing Program

Program ini digunakan untuk memulai menuliskan instruksi dan data

ke LCD, berikut listing programnya.

44

Write_inst :

Clr p3.6

Mov p2,R1

Setb p3.7

Acall delay

Clr p3.7

Ret

;

Write_data :

Setb p3.6

Mov p2,R1

Stb p3.7

Acall delay

Clr p3.7

Ret

;

Penjelasan software

LCD_RS mendapat logika “ 0 “ dan LCD_CS juga mendapat

logika “ 0 “ selanjutnya mengisi data LCD untuk menuliskan instruksi

pada LCD. Selanjutnya mengisi data pada data LCD untuk mengirimkan

data ke ADC, sehingga LCD akan memunculkan Tulisan – tulisan.

45

BAB VII

PENUTUP

7.1 KESIMPULAN

1. Setelah melakukan percobaan ternyata Alat Uji Warna Gigi dapat dibuat

dengan menggunakan sensor LED dan LDR, LED disini difungsikan

sebagai sumber cahaya dan LDR berfungsi sebagai tranduser sensor

cahaya yaitu menerima pantulan cahaya dari media ( gigi ), dari sensor

tersebut dihasilkan tegangan 1,22Volt; 1,12Volt dan 1,07Volt yang mana

46

tegangan tersebut akan diolah oleh mikro sehingga hasilnya akan

ditampilkan ke LCD yaitu warna gigi putih, kuning dan coklat.

2. Pembacaan Warna gigi menggunakan LED dan LDR yaitu dengan cara

menyinarkan LED pada gigi yang kemudian hasil pantualan dari gigi

diterima oleh LDR, dengan besar cahaya yang digunakan adalah

1345Lux dan dengan jarak pembacaan 2,5 Cm.

3. Alat uji warna gigi biasanya digunakan untuk mengetahui waran gigi,

yang mana pada kehidupan sehari – hari biasa digunakan dalam

melakukan pemasangan gigi palsu.

4. Pada modul ini persentase rata – rata error pada warna gigi putih yaitu

+ 2,32%, warna gigi kuning yaitu + 2,53%, sedangkan warna gigi coklat

yaitu + 2,34%, dan nilai Ua dari hasil pengukuran tersebut adalah 0,01

sedangkan nilai U95 adalah 0,04.

5. Dari hasil pengukuran tegangan pada warna gigi kuning dan coklat ada

tegangan yang sama, hal ini dikarenakan perbedaan warna gigi yang

tipis, posisi pengukuran pembacaan dan pemilihan sensor serta sumber

cahaya yang digunakan.

6. Pemakaian rangkaian mikrokontroller dalam alat ini sangat mendukung

untuk pengontrolan warna gigi secara otomatis, membaca hasil ukuran

dan menyimpulakan hasil ukuran termasuk gigi putih, kuning atau

coklat.

47

46

7.2 SARAN

1. Dalam setiap melakukan pekerjaan agar lebih hati – hati terutama dalam

mengerjakan modul.

2. Meskipun modul tersebut sudah berjalan secara otomatis tetapi masih

memerlukan beberapa peningkatan dalam kualitas ( tidak mudah rusak )

dan kwantitasny ( tingkat errornya kecil ).

3. Penambahan jumlah jenis pengukuran warna gigi agar lebih sempurna.

4. Sebaiknya sensor yang digunakan harusnya lebih sensitive agar didapat

hasil yang lebih maksimal.

5. Dalam mengerjakan modul sebaiknya tidak terlalu teoritis karena teori

jauh dengan praktek.

6. Seringnya melakukan eksperimen agar dapat menambah ilmu dan

pengalaman.

48

BAB I - UNNOCS | Indonesian electronics for … · Web viewHanya dibatasi untuk paramerer warna gigi putih, kuning dan coklat. 1.3 RUMUSAN MASALAH 1.3.1 Dapatkah dibuat alat uji warna

Documents