Perencanaan Dan Pembuatan Modul Centrifuge

USULAN TUGAS AKHIRPERENCANAAN DAN PEMBUATAN MODUL CENTRIFUGE

Dengan Tema : Penujang Media Pembelajaran

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan

Program Pendidikan Diploma Tiga (D-III) Teknik Elektro Medik

Pada Akademi Teknik Elektro Medik Semarang

Diajukan Oleh :YOSUA ANDI SANTOSO

(015 12 094)

AKADEMI TEKNIK ELEKTRO MEDIK SEMARANG

TAHUN AJARAN 2015Usulan

PERENCANAAN DAN PEMBUATAN MODUL CENTRIFUGE

Diajukan oleh:

Yosua Andi Santoso015 12 094Telah disetujui oleh :

tanggal .....................................

Pembimbing Utama

............................................

tanggal ..................................

Pembimbing Pendamping

............................................

tanggal .....................................1. Latar BelakangSeiring dengan kemajuan ilmu teknologi pada saat sekarang ini sudah semakin pesat, dan merambah keberbagai sisi kehidupan manusia diantaranya dalam bidang laboratorium klinik. Perkembangan yang pesat ini mendorong manusia untuk menciptakan suatu alat atau modul sehingga membantu memudahkan dan mempercepat manusia dalam proses pembelajaran. Pelayanan kesehatan yang optimal bagi masyarakat merupakan hal yang harus diperhatikan guna membentuk masyarakat Indonesia yang sehat jasmani dan rohani, kebutuhan dan tuntutan masyarakat akan suatu pelayanan kesehatan semakin meningkat seiring dengan peningkatan pengetahuan dan kemampuan masyarakat maupun perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi kesehatan. Tuntutan tersebut harus didukung dengan kemajuan dan perkembangan peralatan kesehatan yang lebih efisisen sehingga mutu pelayanan kesehatan dapat meningkat dengan baik. Dengan semakin meningkatnya kesejahteraan masyarakat, maka tuntutan pelayanan dibidang kesehatan semakin meningkat pula. Salah satunya pelayanan dibidang laboratorium klinik. Centrifuge merupakan alat kesehatan yang pada umumnya digerakkan oleh motor listrik (beberapa model lama yang berputar dengan tangan), yang menempatkan obyek di rotasi sekitar sumbu tetap, menerapkan kekuatan untuk tegak lurus sumbu. Centrifuge bekerja menggunakan prinsip sedimentasi, dimana percepatan sentripetal menyebabkan zat padat untuk memisahkan sepanjang arah radial (bagian bawah tabung). Oleh objek yang sama ringan tanda akan cenderung bergerak ke atas (tabung, dalam gambar berputar, pindah ke pusat). Dalam bentuk yang sederhana centrifuge terdiri atas sebuah rotor dengan lubang-lubang untuk melatakkan wadah/tabung yang berisi cairan dan sebuah motor atau alat lain yang dapat memutar rotor pada kecepatan yang dikehendaki. Semua bagian lain yang terdapat pada sentrifus modern saat ini hanyalah perlengkapan yang dimaksudkan untuk melakukan berbagai fungsi yang berguna dan mempertahankan kondisi lingkungan dimana rotor tersebut bekerja. Penggunaan centrifuge cukup luas, meliputi koleksi dari pemisahan sel, organel dan molekul (Hendra 1989).Pemisahan centrifuge menggunakan prinsip dimana objek diputar secara horizontal pada jarak tertentu. Apabila objek berotasi di dalam tabung atau silinder yang berisi campuran cairan dan partikel, maka campuran tersebut dapat bergerak menuju pusat rotasi, namun hal tersebut tidak terjadi karena adanya gaya yang berlawanan yang menuju kearah dinding luar silinder atau tabung, gaya tersebut adalah gaya sentrifugasi.Berdasarkan kenyataan di Institusi Akademi Teknik Elektro Medik Semarang belum mempunyai fasilitas penunjang praktikum dibidang laboratorium klinik, terutama modul centrifuge. Padahal fasilitas penunjang praktikum dibidang laboratorium klinik sangatlah dibutuhkan mahasiswa untuk bahan pembelajaran di kampus, sebagai bekal untuk diaplikasikan di dunia kerja setelah lulus dari ATEM Semarang. Melihat pentingnya mahasiswa ATEM Semarang untuk mempelajari dan memahami alat centrifuge, maka penulis sangat berminat untuk merancang dan membuat modul centrifuge , sehingga dapat digunakan sebagai modul pembelajaran bagi mahasiswa ATEM Semarang serta dapat dipelajari prinsip kerjanya.Dengan latar belakang yang telah diuraikan diatas, maka penulis mencoba membuat suatu modul pembelajaran yang akan disajikan dalam bentuk Karya Tulis Ilmiah dengan ini penulis memilih usulan: PERENCANAAN DAN PEMBUATAN MODUL CENTRIFUGE2. Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang masalah yang telah dipaparkan, maka penulis menyusun rumusan masalah, antara lain :1. Bagaimana merencanakan dan membuat modul centrifuge sebagai media pembelajaran? 2. Bagaimana merancang rangkaian per blok centrifuge guna mempermudah dalam pembelajaran? 3. Batasan MasalahUntuk mengantisipasi dan menghindari adanya perluasan masalah dan kesalah pahaman dalam pembahasan masalah, maka penulis membatasi pokok-pokok bahasan yang hanya berkaitan dengan Modul Pasien Monitor yang sesuai dengan judul yang diajukan, meliputi:1. Modul centrifuge yang penulis sajikan menggunakan pengaturan program dengan IC mikrokontroller ATMEGA 16.

2. Pembahasan yang penulis paparkan pada modul centrifuge membahas blok dari rangkaian timer, kecepatan motor dari dari 0 - 3000rpm4. Tujuan Adapun tujuan yang ingin hendak dicapai dalam penelitian ini adalah sebagai berikut 4.1 Tujuan umum1. Sebagai salah satu syarat kelulusan D3 Akademi Teknik Elektro Medik Semarang.4.2 Tujuan khusus

Tujuan khusus Karya Tulis Ilmiah ini adalah :1. Sebagai media pembelajaran program menggunakan IC mikrokontroller Atmega 16 dalam pengaplikasian mata kuliah mikrokontroller.

2. Dapat membuat dan merancang rangkaian Timer, dan pengontrol kecepatan dari 0 - 3000rpm.5. Tinjauan Pustaka

1. Kuncoro A, Ir.Yerri Susatio, Analisa getaran (simpangan gerak terhadap waktu) pada pusher centrifuge sz630/2 dengan kesetimbangan massa di unit za ii pt petrokimia gresik. Jurusan Teknik Fisika-Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh November2. Masruroh Hidayatul.2013. Penggunaan gaya centrifugasi terhadap pengujian kandungan lemak pada susu pemerahan sapi dengan susu rendah lemak pasteurisasi. Program studi diploma iii teknik kimia program diploma fakultas teknik universitas diponegoro semarang.3. Nizar Muhamad.dkk.juni 2012. Pengembangan metode centrifuge pemeriksaan darah tebal malaria. Studi Kasus di Kabupaten Musi Rawas.4. Zaman Mukliz.2007. Rancang bangun pesawat centrifuge dengan pengaturan waktu digital. politeknik kesehatan jakarta II jurusan teknik elektromedik Jakarta.5. Zagita Dede.2009. Rancang bangun alat centrifuge berbasis mikrokontroller AT89S52. Jurusan teknik elektromedik politeknik kesehatan Jakarta II jurusan teknik elektromedik Jakarta.

6. Landasan Teori6.1. CentrifugeCentrifuge merupakan alat kesehatan yang pada umumnya digerakkan oleh motor listrik (beberapa model lama yang berputar dengan tangan), yang menempatkan obyek di rotasi sekitar sumbu tetap, menerapkan kekuatan untuk tegak lurus sumbu. Centrifuge bekerja menggunakan prinsip sedimentasi, dimana percepatan sentripetal menyebabkan zat padat untuk memisahkan sepanjang arah radial (bagian bawah tabung). Oleh objek yang sama ringan tanda akan cenderung bergerak ke atas (tabung, dalam gambar berputar, pindah ke pusat). Dalam bentuk yang sederhana centrifuge terdiri atas sebuah rotor dengan lubang-lubang untuk melatakkan wadah/tabung yang berisi cairan dan sebuah motor atau alat lain yang dapat memutar rotor pada kecepatan yang dikehendaki. Semua bagian lain yang terdapat pada sentrifus modern saat ini hanyalah perlengkapan yang dimaksudkan untuk melakukan berbagai fungsi yang berguna dan mempertahankan kondisi lingkungan dimana rotor tersebut bekerja. Penggunaan centrifuge cukup luas, meliputi koleksi dari pemisahan sel, organel dan molekul (Hendra 1989).Pemisahan centrifuge menggunakan prinsip dimana objek diputar secara horizontal pada jarak tertentu. Apabila objek berotasi di dalam tabung atau silinder yang berisi campuran cairan dan partikel, maka campuran tersebut dapat bergerak menuju pusat rotasi, namun hal tersebut tidak terjadi karena adanya gaya yang berlawanan yang menuju kearah dinding luar silinder atau tabung, gaya tersebut adalah gaya sentrifugasi. Sentrifugasi dapat digunakan untuk pemisahan padat cair menyediakan padatan berat dari cairan. Centrifuge juga dapat digunakan untuk memisahkan fase berat, dan dua fasa cair ringan, dengan salah satu fase ringan yang lebih ringan dari lainnya. Padatan dapat lebih ringan dari cairan dan pemisahan adalah dengan flotasi dari fase padat terdispersi.6.1.1 Macam macam Centrifuge

1. General Purpose CentrifugeModel biasanya adalah tabletop (bisa diletakkan diatas meja) yang dirancang untuk pemisahan sampel urine, serum atau cairan lain dari bahan padat yang tidak larut. Centrifuge ini biasanya berkecepatan 0-3000 rpm, bisa menampung sampel dari 5-100 ml.

Gambar General Purpose Centrifuge2. Micro CentrifugeAlat ini disebut juga micofuges yaitu memutar microtubes khusus pada kecepatan tinggi. Volume micotubes berkisar 0,5-2,0 ml

Gambar Micro Centrifuge3. Speciality CentrifugeMerupakan centrifuge yang dipakai untuk keperluanyang lebih spesifik. Seperti microhematokrit centrifuges dan blood bank centrifuges, yang dirancang untuk pemakaian spesifik di laboratorium klinik.Microhematokrit centrifuge adalah merupakan variasi dari microcentrifuge yang dapat menampung sampel kapiler untuk pengukuran volume hematokrit pack cell.Blood bank Centrifuge adalah centrifuge yang dipakai dibank darah dan serologi yang dirancang untuk memisahkan sampel serologis dalam tabung.

Gambar Speciality Centrifuge4. Centrifuge Berkecepatan TinggiUltracentrifuge yaitu centrifuge berkecepatan tinggi yang berputar dengan kecepatan diatas 50.000 rpm. Centrifuge ini dilengkapi dengan system pendinginan untuk menjaga agar sampel tetap dingin selama sentrifuges. Centrifuge ini lazim dipakai dilaboratorium penelitian.Refrigerated centrifuge adalah centrifuge berkecepatan tinggi yang berputar dengan kecepatan 0-20.000 rpm. Centrifuge ini dilengkapi dengan system pendinginan untuk menjaga agar sampel tetap dingin selama sentrifuges. Centrifuge ini lazim dipakai dilaboratorium penelitian.

Gambar Centrifuge Berkecepatan Tinggi6.1.2 Jenis-jenis rotor pada centrifuge :

1. Swing Out / Horizontal RotorKeuntungan Menghasilkan butiran endapan yang terdistribusi merata Dapat disesuaikan dengan berbagai tabung. Bisa untuk volume tunggal yang besar Kerugian Kecepatannya terbatas. Menimbulkan gesekan yang tinggi (bunyi,panas, kecepatannya lambat) Ada bagian bergerak yang lebih banyak

2. Fixed Angle Rotor Keuntungan Bisa berkecepatan tinggi Memberikan jalur pemisahan yang lebih pendek Memberikan dukungan tube yang lebih maksimum. Menghasilkan gesekan dan panas yang lebih sedikit Kerugian Menghasilkan butiran endapan yang tidak rata Memiliki kapasitas yang lebih terbatas Membuat tube menerima tekanan yang tinggi Tips tube, tube tanpa tutup tidak bisa diisi penuh.3. Drum Rotor Keuntungan Menghasilkan butiran endapan yang terdistribusi merata Memiliki kapasitas besar. Kerugian Terbatas pada micro-volume tube Tidak dapat menghasilkan tenaga yang sama dengan angle rotor4. Winshield RotorKeuntungan Mengurangi tingkat gesekan dan panas. Meningkatkan kecepatan potensial dari swing-out rotor Kerugian Meningkatkan cost rotor Meningkatkan berat rotor. Memerlukan tempatyang lebih besar untuk menampung winshield.6.1.3 Blok Diagram Centrifuge secara umum

Spesifikasi pesawatMerk / Type: HettichNo.Seri : 0085770

Speed : max 6000 Rpm

Made in : Germany

Gambar Blok Diagram Centrifuge secara umumCara Kerja Blok Diagram :Tegangan PLN masuk ke blok power supply dan disearahkan untuk men- supply seluruh rangkaian. Selanjutnya lakukan setting kecepatan dan waktu. Setelah dilakukan pengaturan kecepatan dan waktu, maka kontrol circuit akan mengolah settingan tersebut supaya motor dapat berputar sesuai dengan yang diinginkan. Safety circuit berfungsi sebagai pengaman pada pesawat centrifuge. Dalam safety circuit ini terdapat rangkaian switching yang menghubungkan control circuit dengan motor yang terletak pada tutup centrifuge. Pintu centrifuge tidak akan terbuka jika motor masih berputar. Motor akan berputar saat pintu centrifuge ditutup. Selanjutnya motor akan berputar sesuai dengan kecepatan yang telah di- setting selama waktu yang telah ditentukan. Perputaran motor ini akan menggerakkan tempat sampel sehingga timbul gaya centrifugal yang akan memisahkan partikel pada sampel sesuai berat molekulnya. Setelah timer habis, maka motor akan melambat dan berhenti berputar.6.2 MikrokontrollerMikrokontroler adalah sebuah sistem komputer lengkap dalam satu serpih (chip). Mikrokontroler lebih dari sekedar sebuah mikroprosesor karena sudah terdapat atau berisikan ROM (Read-Only Memory), RAM (Read-Write Memory), beberapa Port masukan maupun keluaran, dan beberapa peripheral seperti pencacah/pewaktu, ADC (Analog to Digital converter), DAC (Digital to Analog converter) dan serial komunikasi.Konfigurasi pena (pin) mikrokontroler Atmega16 dengan kemasan 40-pin dapat dilihat pada gambar berikut ini. Dari gambar tersebut dapat terlihat ATMega16 memiliki 8 pin untuk masing-masing Gerbang A (Port A), Gerbang B (Port B), Gerbang C (Port C), dan Gerbang D (Port D).

Gambar konfigurasi pin pin Atmega 166.3 Motor AC ( Motor Induksi ) Motor atau disebut juga elektromotor adalah suatu pesawat tenaga yang prinsip kerjanya merubah daya listrik menjadi daya mekanik dalambentuk putaran. Jenis motor yang digunakan pada alat simulasi anoda putar ini adalah jenis elektromotor arus bolak-balik, yaitu elektromotor yang menggunakan jaringan arus listrik PLN. Di dalammotor AC kumparan rotor tidak menerimaenergi listrik langsung, tetapi secara induksi seperti yang terjadi pada energi kumparan sekunder transformator. Oleh karena itu motor AC dikenal dengan motor induksi. Sebenarnya motor induksi dapat diidentikan dengan transformator yang kumparan primernya sebagai kumparan stator atau armatur, sedangkan kumparan sekundernya sebagai kumparan rotor. Konstruksi dari motor AC adalah sebagai berikut :

Gambar Kontruksi Montor AC1. Bagian Stator

Pada bagian stator terdapat beberapa slot yang merupakan tempat kawat (konduktor ) dari tiga kumparantiga phase yang disebut kumparan stator, yang masing - masing kumparan mendapatkan suplai arus tiga phase. Jika kumparan stator mendapatkan suplay arus tiga phase, maka pada kumparan tersebut segera timbul flux magnet putar. Karena adanya flux magnet putar pada kumparan stator, mengakibatkan rotor berputar karena adanya induksi magnet.2. Bagian Rotor

Bagian Rotor adalah sebuah jangkar tanpa gulungan dan merupakan tempat kumparan yang bergerak atau berputar. Ada dua jenis kumparan rotor yaitu squirel cage rotor dan phase wound rotor. Hampir90 % kumparan rotor dari motor induksi menggunakan jenis squirel cage rotor, hal ini dikarenakan bentuk kumparannya sederhana dan tahan terhadap goncangan. Cirikhusus dari squirel cage rotor adalah ujung ujung kumparan rotor terhubung singkatsecara permanen. Lain halnya pada jenis phase wound rotor yang ujung ujung kumparan rotor akanterhubung langsung bila kecepatan putar rotor telah mencapai kecepatan putar normalnya secara otomatis melalui slip ring yang terpasang pada bagian rotor. Gaya gerak listrik stator dan rotor.6.4 Liquid Crystal Display

M1632 merupakan modul LCD matrik dengan konfigurasi 16 karakter dan 2 baris. Setiap karakternya dibentuk oleh 8 baris pixel dan 5 kolom pixel. Modul LCD ini dilengkapi dengan HDD44780 yang merupakan mikrokontroller pengendali LCD. Fasilitas antar muka dengan mikrokontroller selebar 8 bit dengan register control RS, R/W, dan E. HDD44780 merupakan mikrokontroller yang dirancang khusus untuk mengendalikan LCD dan memiliki kemampuan untuk mengendalikan proses scanning pada layar. HDD44780 terdiri dari 4 blok utama, yaitu penguat sinyal, memori, register, dan antarmuka mikrokontroller.

Gambar LCD 2X16 carakter6.5 Blok Diagram Perencanaan Alat

Keterangan:

Jala jala PLN 220 Volt AC masuk ke rangkaian power supplay guna merubah tegangan AC menjadi tegangan DC, power Suplay memberikan tegangan ke semua rangkaian. Kemudian user akan mensetting timer dan kecepatan dapat dilihat melalui tampilan Display, setelah user mensetting sesuai kebutuhan lalu tekan tombol START secara otomatis ATMEGA 16 akan memberikan printah logika 1 ke driver rangkaian pengerak motor kemudian motor akan bekerja. Kecepatan motor akan diatur oleh pulse width modulation (PWM) di dalam mikrokontroller. Bila mana setting timer sudah tercapai maka secara otomatis motor akan berhenti karna mendapatkan printah dari IC mikrokontroller.

6.6 Flow Chart

Keterangan:Start menandakan mulai, kemudian masuk ke inisialisasi yaitu persiapan sistem sebelum melakukan printah, kemudian user akan mensetting timer dan kecepatan yang di inginkan, cek bila pengaturan setting timer dan kecepatan belum siap maka akan kembali ke setting timer dan kecepatan awal, namun bila sudah siap maka montor akan bekerja sesuai dengan settingan, dan hasil pembacaan akan ditampilkan ke lcd, dengan menampilkan kecepatan rpm yang sudah tercapai, jika timer belum tercapai maka akan kembali ke pengaturan timer, namun kalau timer sudah tercapai maka montor akan berhenti yang menandakan proses sudah selesai.7. Metode PenelitianDalam penyusunan karya tulis ini metode yang digunakan oleh penulis adalah sebagai berikut:Dalam penyusunan karya tulis ini metode yang digunakan penulis adalah sebagai berikut:

1. Studi pustaka, yaitu dengan mencari dan mempelajari buku-buku dan sumber-sumber literatur yang berhubungan dengan karya tulis ini.

2. Melakukan perencanaan dan pembuatan modil Centrifuge berbasis mikrokontroler ATMEGA 16 dengan dilengkapi setting kecepatan dan timer.3. Melakukan uji fungsi dan pendataan pada titik pengukuran.

4. Menganalisa data, yaitu dengan membandingkan antara hasil yang diperoleh dari pendataan dengan hasil perhitungan teori.

5. Penyusunan laporan, yaitu dengan membuat karya tulis yang merupakan hasil dari keempat langkah tersebut diatas.

8. Cara Penyusunan

BAB I

Memuat mengenai latar belakang dan tujuan. Penjelasannya hampir sama dengan proposal namun sudah diperluas. Pembahasannya mengenai cara kerja centrifuge dan modul pembelajaran buat adek adek tingkat. BAB II

Memuat tentang tinjauan pustaka, teori pendukung, hipotesis dan rencana pelaksanaan. Mungkin isinya hampir sama dengan proposal namun muatannya sudah diperluas mengenai pembahasannya. Perincian teori dasar mengenai modul centrifuge serta aplikasi dilapangan. BAB III

Pada bab ini berisi tentang uraian rincian materi, jalanya, analisa serta kesulitan dan cara pemecahannya dalam penyusunan ini. Memuat bagaimana perencanaan pembuatan modul centrifuge dengan setting timer dan kecepatan 0-3000 rpm. BAB IV

Bab ini memuat tentang hasil dan pembahasan yang sifatnya terpadau dan tidak dipecah menjadi sub bab tersendiri. Hasil yang diuraikan sedapatnya disajikan dalam bentuk gambar, tabel atau bentuk lain dan ditempatkan sedekatnya dengan pembahasan. Sedangkan pembahasan berisi tentang hasil yang diperoleh berupa penjelasan yang dikerjakan. Berisi tentang analisa modul centrifuge. BAB V

Berisi tentang kesimpulan dan saran yang dinyatakan terpisah. Merupakan pernyataan singkat yang dijabarkan dari hasil thesis yang diperoleh. Memberikan saran atau masukan berdasarkan pengalaman dan pertimbangan dalam penyusunan.

BAB VI Bab penutup ini berisi tetang ringkasan yang merupakan intisari perencanaan dan pembuatan modul ini.9. Jadwal PenyusunanKETERANGANBULAN IBULAN IIBULAN III

BAB ISTUDY LITERATURx

BAB IIPERENCANAAN DAN PEMBUATAN MODULxx

BAB IIIPEMBUATAN MODULxx

BAB IVUJI FUNGSI xx

BAB VPENGAMBILAN DATAx

BAB VIKESIMPULAN x

10. Daftar Pustaka

1. Kuncoro A, Ir.Yerri Susatio, Analisa getaran (simpangan gerak terhadap waktu) pada pusher centrifuge sz630/2 dengan kesetimbangan massa di unit za ii pt petrokimia gresik. Jurusan Teknik Fisika-Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh November2. Masruroh Hidayatul.2013. Penggunaan gaya centrifugasi terhadap pengujian kandungan lemak pada susu pemerahan sapi dengan susu rendah lemak pasteurisasi. Program studi diploma iii teknik kimia program diploma fakultas teknik universitas diponegoro semarang.3. Nizar Muhamad.dkk.juni 2012. Pengembangan metode centrifuge pemeriksaan darah tebal malaria. Studi Kasus di Kabupaten Musi Rawas.4. Zaman Mukliz.2007. Rancang bangun pesawat centrifuge dengan pengaturan waktu digital. politeknik kesehatan jakarta II jurusan teknik elektromedik Jakarta.

5. Zagita Dede.2009. Rancang bangun alat centrifuge berbasis mikrokontroller AT89S52. Jurusan teknik elektromedik politeknik kesehatan Jakarta II jurusan teknik elektromedik Jakarta.

_1486492647.vsdATMEGA 16

Display

Setting timerDan kecepatan

Driver

Motor

Power Supplay

_1486493749.vsdStart

Inisialisasi

Sett timer dan kecepatan

CekSettingSiap?

Motor ON

Timer Tercapai?

Motor OFF

Selesai

ya

Tidak

ya

Tidak