View
249
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
SISTEM PEMROSESAN LIMBAH MEDIS BERBASIS MIKROKONTROLER
Aditya Nugroho
Jurusan Sistem Komputer
Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi
Universitas Gunadarma
Margonda Raya 100 Depok 16424 telp (021) 78881112, 7863788
ABSTRAKSI
Rumah sakit merupakan salah suatu tempat yang mempunyai potensi besar
menurunkan kualitas lingkungan, terutama yang berasal dari aktivitas medis. Dari aktivitas
medis banyak dihasilkan limbah-limbah medis yang merupakan salah satu penyebab
pencemaran lingkungan. Pengolahan limbah medis yang kurang baik menjadi dampak
buruk bagi lingkungan dan kesehatan masyarakat. Untuk mengurangi dampak buruk
tersebut diperlukan pengelolaan yang baik. Sistem pemrosesan limbah medis merupakan
suatu sistem yang digunakan untuk mengolah limbah medis menjadi bersih bebas dari
kuman dan bakteri. Sistem ini menggunakan mikrokontroler AT89S52 sebagai pusat
pengendali dengan bahasa pemrograman assembler. Dalam proses pengoprasianya alat ini
aktif selama selama 4 menit 40 detik.
Kata Kunci : Mikrokontroler AT89S52, Pemrosesan, Limbah Medis
Tanggal pembuatan : 25 September 2012
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Rumah sakit merupakan salah
suatu tempat yang mempunyai potensi
besar menurunkan kualitas lingkungan,
terutama yang berasal dari aktivitas
medis. Dari aktivitas medis banyak
dihasilkan limbah-limbah medis yang
merupakan salah satu penyebab
pencemaran lingkungan. Pengolahan
limbah medis yang kurang baik menjadi
dampak buruk bagi lingkungan dan
kesehatan masyarakat. Untuk mengurangi
dampak buruk tersebut diperlukan
pengelolaan yang baik.
Dalam pada penulisan ilmiah
sebelumnya telah dibuat sistem
pemrosesan limbah medis sederhana,
namun sistem tesebut masih sangat
sederhana, oleh karena itu penulis akan
mengembangkan sistem tersebut, agar
dapat digunakan untuk umum. Sistem ini
bernama “Sistem Pemrosesan Limbah
Medis Berbasis Mikrokontroler” dimana alat ini menggunakan prinsip
kerja seperti mesin cuci, yang kemudian
airnya akan disaring menggunakan
saringan sederhana. Hasil akhir dari
proses kerja alat ini yaitu limbah medis
akan bebas dari kuman-kuman serta virus,
sedangkan airnya bisa digunakan untuk
pengolahan limbah medis yang
berikutnya.
1.2 Batasan Masalah
Dalam penulisan ini, penulis
hanya membahas mengenai komponen
yang digunakan, diantarnya sistem
pengendali yaitu mikrokontroler
AT98S52 dengan bahasa pemograman
Asembler, relay sebagai saklar otomatis
dan output berupa motor AC dan 3
pompa air.
2. LANDASAN TEORI
Untuk membuat sistem
Pemrosesan Limbah Medis, maka
diperlukan tinjauan pustaka dari
komponen yang akan dipergunakan
sehingga dapat diketahui karakteristik dan
prinsip kerja dari sistem tersebut serta
dapat menghasilkan keluaran yang
diharapkan. Secara umum sistem ini
terdiri dari :
2.1 Mikrokontroler
Mikrokontroler AT89S52
merupakan versi terbaru dibandingkan
dengan mikrokontroler AT89C51 yang
telah banyak digunakan saat ini.
Mikrokontroler AT89S52 merupakan
mikrokontroler CMOS 8 bit dengan 8
Kbyte Flash programmable dan Erasable
read Only Memory (PEROM).
Adapun fitur yang dimiliki
Mikrokontroler AT89S52 adalah sebagai
berikut :
1. Sebuah CPU (Central Processing
Unit) 8 bit yang termasuk keluarga
MCS51.
2. Osilator internal dan rangkaian
pewaktu, RAM internal 256 byte (on
chip).
3. Tiga buah Timer Counter 16 bit.
4. Sebuah port serial dengan kontrol
serial full duplex UART.
5. 32 jalur I/O yang dapat di program
6. Kecepatan pelaksanaan instruksi per
siklus 1 microdetik pada frekuensi
clock 12 MHz
7. 8 sumber interrupt
8. Watchdog timer dan dual dat pointer
9. 8 Kbytes Flash ROM yang dapat diisi
dan dihapus sampai 10.000 kali
10. In-System Programmable Flash
Memory
Gambar 2.1 Blok ikrokontroler [5]
.
2.2 Motor AC
Motor AC merupakan perangkat
elektromagnetis yang mengubah energy
listrik menjadi energi mekanik. Energi
mekanik ini digunakan untuk, misalnya
memutar impeller pompa, fan,
menggerakan kompresor, mengangkat
bahan,dll. Motor AC menggunakan arus
listrik yang membalikan arahnya dengan
teratur dengan rentang waktu tertentu.
Motor ini memilik dua bagian dasar yaitu
stator (bagian yang tidak berputar) dan
rotor (bagian yang berputar). Stator
merupakan komponen listrik statis,
sedangkan rotor adalah komponen listrik
berputar untuk memutar as motor [12]
.
.
Gambar 2.7 Bagian-bagian Motor AC [12]
.
2.3 Relay
Relay merupakan saklar
elektromekanik yang bekerja berdasarkan
prinsip elektromagnetik pada lilitan.
Apabila lilitan dialiri arus listrik akan
timbul medan magnet yang kemudian
akan menarik lengan relay dan mengubah
posisi saklar, yang sebelumnya terbuka
menjadi terhubung.
Pada relay tunggal, biasanya
terdapat lima pin. Dua pin untuk tegangan
masukan yang menyuplai lilitan dan tiga
pin untuk jalur dikendalikan. Tiga pin
pada jalur yang dikendalikan terdiri atas
common (COM), normally open (NO)
dan normally closed (NC). Pada saat arus
mengalir pada lilitan, pin NO akan
tersambung ke pin COM, sedangkan pin
NC akan terputus dengan pin COM.
Sedangkan pada relay yang dual control
terdapat tujuh pin. Dua pin sama dengan
relay tunggal yaitu untuk tegangan
masukan yang menyuplai lilitan dan lima
pin jalur dikendalikan. Lima pin pada
jalur yang dikendalikan terdiri atas 1
common (COM), 2 normally open (NO)
dan 2 normally closed (NC) [3]
.
Gambar 2.8 Bentuk Fisik Relay
[3].
2.5 Pompa Air
Pompa adalah suatu alat yang
berfungsi mengalirkan, memindahkan dan
mensirkulasikan zat cair dari suatu tempat
ke tempat lain, dengan cara menaikan
tekanan dan kecepatan. Kenaikan tekanan
cairan tersebut digunakan untuk
mengatasi hambatan-hambatan
pengaliran. Hambatan-hambatan
pengaliran itu dapat berupa perbedaan
tekanan, perbedaan ketinggian atau
hambatan gesek. Pompa air yang
digunakan dalam sistem pemrosesan
Limbah Medis adalah pompa air
aquarium, dengan sepesifikasi 700L/H
dengan ketinggian maksimum 1,15 meter.
Gambar 2.9 Pompa Air [9]
.
2.6 Bahasa Assembler
Bahasa Assembly adalah bahasa
pemrograman tingkat rendah. Dalam
pemrograman komputer dikenal dua jenis
tingkatan bahasa, jenis yang pertama
adalah bahasa pemrograman tingkat
tinggi (high level language) dan jenis
yang kedua adalah bahasa pemrograman
tingkat rendah (low level language).
Bahasa pemrograman tingkat tinggi lebih
berorientasi kepada manusia yaitu
bagaimana agar pernyataan-pernyataan
yang ada dalam program mudah ditulis
dan dimengerti oleh manusia. Sedangkan
bahasa tingkat rendah lebih berorientasi
ke mesin, yaitu bagaimana agar komputer
dapat langsung mengintepretasikan
pernyataan-pernyataan program.
Secara fisik, kerja sebuah
mikrokontroler dapat dijelaskan sebagai
siklus pembacaan instruksi yang
tersimpan di dalam memori.
Mikrokontroler menentukan alamat dari
memori program yang akan dibaca dan
melakukan proses baca data di memori.
Data yang dibaca diinterpretasikan
sebagai instruksi. Alamat instruksi
disimpan oleh mikrokontroler di register
yang dikenal sebagai program counter.
Bahasa assembler terdiri dari
simbol-simbol yang merupakan
respresentasi dari konstanta numerik,
alamat dan register. Simbol-simbol bisa
dibentuk dengan Abjad A hingga Z dan
bisa dikombinasikan dengan angka (0-9),
simbol garis bawah ‘_’ (underscore).
Untuk abjad, tidak dibedakan antara huruf
besar dengan huruf kecil. Tidak boleh
mengawali simbol dengan angka dan
tidak boleh menggunakan spasi, untuk
spasi digunakan garis bawah. Saat ini IC
yang kami gunakan kompatibel dengan
instruksi pada mikrokontroler Mcs-51 [11]
.
3. PERANCANGAN SISTEM
Pada bab ini akan menjelaskan
tentang perancangan sistem pemrosesan
limbah medis berbasis mikrokontroler.
Dimana perancangan yang akan di bahas
adalah hardware dan software.
perancangan hardware menjelaskan
komponen-komponen yang digunakan
dalam rangkaian sedangkan perancangan
software menjelaskan software yang
digunakan dalam pembuatan program.
3.1 Perancangan Komponen Hardware
dan Software
Gambar 3.1 Rangkaian Sistem
Pemrosesan Limbah Medis Secara
Keseluruhan
Dalam rangkaian diatas terdapat
komponen-komponen hardware dan
software yang mempunyai fungsi masing-
masing diataranya input, process dan
output. Di bawah ini adalah gambaran
secara blok diagram dari masing-masing
input, process dan output yang
merupakan bagian dari perancangan
sistem pemrosesan limbah medis ini.
Gambar 3.2 Blok Diagram
3.2 Sumber Tegangan (Aktifator)
Tegangan 12 volt ini adalah
sebagai sumber tegangan dari adaptor
karena output yang digunakan adalah
hasil dari ic AT89S52. Selain digunakan
untuk mengaktifkan ic AT89S52 yang
dihubungkan menggunakan saklar,
sumber tegangan ini juga untuk
mengaktifkan rangkaian pada masing-
masing blok.
Tegangan 12 volt yang dihasilkan
pada rangkaian blok ini berfungsi untuk
mengaktifkan, 4 buah relay. Untuk
Outputnya tegangan yang dipakai sebesar
220 volt untuk motor AC dan 3 Pompa
air.
Gambar 3.3 Adaptor (Sumber Tegangan
Aktifator)
3.3 Blok Input
Pada blok input terdapat saklar.
Saklar merupakan suatu komponen
elektronika yang digunakan sebagai
penghubung dan pemutus tegangan.
Dimana dalam Sistem Pemrosesan
Limbah Medis ini digunakan sebagai
pemicu untuk menjalankan program
utama yang ada di dalam memori
mikrokontroler. Saklar akan
menghubungkan port 0.6 pada
mikrokontroler dengan VCC.
3.4 Blok Proses
Pada blok proses terdapat
mikrokontroler AT89S52 yang
didalamnya terdapat program. Di dalam
memori mikrokontroler terdapat program
yang didownload dari komputer
menggunakan Kit Mikrokontroler.
Program tersebut memakai bahasa
assembler yang ditulis menggunakan
software compiler Reads51. Reads51
disini berfungsi untuk mencari kesalahan
dari penulisan pemrograman dengan
bahasa assembler, selain itu pada reads51
terdapat simulasi untuk output program.
Gambar 3.8 Rangkaian Mikrokontroler
Gambar 3.9 Gambar Fisik Bagian Proses
Mikrokontroler dan Relay
3.5 Blok Output
Pada blok output terdapat 4 relay
yang akan mengaktifkan beberapa
keluaran yaitu 3 pompa air (Pengisian,
larutan pencuci & Filter) ,1 motor AC dan
4 led sebagi indikator, berikut
penjelasanya :
1. Relay 1 (Pompa pengisian air)
Pada gambar 3.9 terdapat Relay
pertama di gunakan untuk mengaktifkan
pompa pengisian air. Jika dilihat pada
program perintahnya berada pada label
out1 dengan Instruksi mov p2, #04h
untuk mengaktifkan relay 1 yang
menyalakan pompa pengisian air dan
instruksi mov p1, #0fbh untuk
mengaktifkan led 1. Sedangkan acall
delay sebanyak 5 kali, merupakan waktu
yang diberikan selama ponpa pengisian
air aktif yaitu selama 2 menit 30 detik.
Intruksi sjmp out2, digunakan untuk
pindah ke label out2.
Gambar 3.10 Listing Program
Mengaktifkan Relay 1
Jika relay diberi logika 1 (aktif high),
maka relay mendapatkan tegangan +12
volt dan kumparan yang terdapat didalam
relay akan bersifat elektromagnetik
sehingga menarik saklar didalamnya dari
NC ke NO. Sehingga pompa air
terhubung dengan listrik mendapatkan
tegangan 220 volt dan melakukan
pengisian air ke tempat pencucian.
Gambar 3.11 Rangkaian Relay 1
2. Relay 2 (Pompa pengisian larutan
pencuci)
Proses selanjutnya, relay kedua yaitu
mengaktifkan Pompa air larutan pencuci
selama 10 detik, yang akan melakukan
pemberian larutan ke tempat pencucian.
Programnya berada pada label out2
dengan intruksi mov p2, #08h untuk
mengaktifan relay 2 yang digunakan
untuk menyalakan pompa air zat dan mov
p1, #0f7h untuk mengaktifkan led 2,
sedangkan acall delay2 merupakan waktu
yang diberikan selama pompa air aktif
selama 10 detik. Intruksi sjmp out3,
digunakan untuk pindah ke label out3.
Gambar 3.13 Listing Program
Mengaktifkan Relay 2
Prosesnya sama seperti pompa
pengisian air jika relay aktif maka pompa
akan terhubung ke listrik dan memberikan
tegangan sebesar 220 volt.
Gambar 3.14 Rangkaian Relay 2
3. Relay 3 (Motor AC)
Relay ketiga untuk mengaktifkan
motor AC, diamana relay akan
menghubungkan motor dengan sumber
tegangan listrik sebesar 220 volt . Motor
aktif dan berputar untuk melakukan
pencucian limbah. Untuk mengaktifkan
relay 3 digunakan program pada label
out3 dengan intruksi mov p2, #10h untuk
mengaktifkan relay3 dan menyalakan
motor AC dan mov p1, #0efh untuk
mengaktifkan led 3, sedangkan acall
delay sebanyak 2 kali merupakan waktu
yang diberikan selama motor AC aktif
yaitu selama 1 menit. Intruksi sjmp out4
digunakan untuk pindah ke label out4.
Gambar 3.16 Listing Program
Mengaktifkan Relay 3
Gambar 3.17 Rangkaian Relay 3
4. Relay 4 (Pompa air Filter)
Relay keempat untuk mengaktifkan
pompa air penyedotan yang prosesnya
sama seperti relay yang pertama. Pompa
air ini melakukan penyedotan air hasil
pencucian limbah yang akan disaring
menggunakan filter sederhana dan air
hasil penyaringan ditampung di tempat
penampungan air /pengisian air. Untuk
mengaktifkan relay ini pada program
dapat dilihat pada label out4 dengan
intruksi mov p2, #20h untuk
mengaktifkan relay 4 dan pompa filter
dan intruksi mov p1, #0dfh untuk
mengaktifkan led 4, sedangkan acall
delay sebanyak 2 kali merupakan waktu
yang diberikan selama pompa filter aktif
yaitu selama 1 menit. Intruksi sjmp mati
digunakan untuk pindah ke label mati
yang merupakan sebuah inisialisai dan
sjmp mulai untuk pindah ke label mulai
kembali.
Gambar 3.19 Listing Program
Mengaktifkan Relay 4
Gambar 3.20 Rangkaian Relay 4
3.6 Diagram Alur (Flowchart)
Flowchart merupakan sebuah diagram
alur yang menggambarkan proses logika
bagaiamana alat tersebut bekerja. Berikut
flowchart dari sistem pemrosesan limbah
medis.
Gambar 3.23 Diagram Alur Program
Sistem Pemrosesan Limbah Medis
Seperti yang terlihat pada gambar
3.23 di atas, proses diawali dengan
pemberian inisialisasi atau nilai awal
kepada masing-masing port
mikrokontroler. Kemudian diberikan
input dari penekanan pada saklar (P0.6)
yang akan diolah oleh mikrokontroler
sehingga dihasilkan output berupa pompa
air aktif yang mengalirkan air dari tabung
penampungan ke tabung pencucian
selama 2 menit 30 detik, setelah 2 menit
30 detik pompa zat akan aktif
mengalirkan zat ke tabung pencucuian,
setelah pompa zat aktif selama 10 detik
maka motor AC aktif untuk melakukan
pencucian limbah medis selama 1 menit,
lalu pompa filter aktif untuk mengalirkan
air hasil pencucian ke tabung penyaringan
selama 1 menit dan terakhir air hasil
penyaringan berada di tabung
penampungan.
4. HASIL DAN UJI COBA
4.1 Cara Kerja Alat
Dalam pengoprasianya alat ini
membutuhkan tegangan listrik sebesar
220V AC untuk menghidupkan pompa air
dan motor ac. Untuk menjalankan sistem
kendali atau mikrokontroler
membutuhkan tegangan 5V DC. Setelah
semua komponen mendapat tegangan
untuk mengaktifkan tekan saklar pada
bagian atas.
Proses pertama adalah pengisian air
dari tabung penampunagan ke tabung
pencucian, dengan mengaktifkan relay 1
dan pompa air untuk melakukan
pengisian air selama 2 menit 30 detik.
Proses selanjutnya pengisian larutan
pencuci ketabung pencucian, relay 2 aktif
dan menghubungkan pompa air yang ada
didalam tabung larutan pencuci dengan
listrik yang akan aktif selama 10 detik.
Setelah air dan larutan pencuci
tercampur proses selanjutnya adalah
pencucian dengan mengaktifkan relay 3
dan motor ac, motor aktif selama 1 menit
untuk mengaduk limbah. Setelah 1 menit
proses selanjutnya menyaring air di dalam
tabung filter dengan mengaktifkan relay 4
dan pompa air, pompa air aktif untuk
mengalirkan air ke tabung filter lalu ke
tabung penampungan.
Untuk melaukakn pencucian
selanjutnya, masukkan limbah dahulu lalu
tekan saklar merah yang terdapat diatas
alat tersebut. Gantilah air jika sudah
dipakai 2 kali, agar pencucian limbah
bekerja dengan baik.
4.2 Simulasi Program pada Software
Reads51
Langkah penggunaan Reads51 :
1. Buka program Reads51
2. Klik File, New File kemudian
pilih Asemmbly file, Ok
Gambar 4.1 Tampilan Saat Memulai
Reads51
3. Kemudian ketikkan program
Sistem Pemrosesan Limbah
Medis, lalu save program.
Gambar 4.2 Penulisan Program pada
Reads51
4. Compile program dengan klik
menu compile, build atau klik
toolbar
5. Langkah selanjutnya jalankan
program dengan klik toolbar
6. Untuk melihat outputnya klik icon
lalu pilih simIO.
7. Klik P0.6 (saklar) untuk memulai
program.
Gambar 4.3 Tampilan Simulasi Program
Pengaktifan Pompa Air Pengisi dan Led1
Gambar 4.4 Tampilan Simulasi Program
Pengaktifan Pompa Zat dan Led 2
Gambar 4.5 Tampilan Simulasi Program
Pengaktifan Motor AC dan Led 3
Gambar 4.6 Tampilan Simulasi Program
Pengaktifan Pompa Filter dan Led 4
4.2 Hasil Pengamatan Berdasarkan Uji
Coba Alat
Setelah membuat alat sistem
pemrosesan limbah medis ini, penulis
mencoba untuk membuat tabel hasil
pengujian. Berikut ini adalah table
pengujiannya :
Tabel 4.1 Uji Coba Pompa Pengisian Air
Rel
ay 1
Delay
Time
(seco
nd)
Vol
ume
(Lt)
Output
Pompa Air
(pengisian air ke
tempat pencucian)
akti
f
150 4 Aktif
- - - -
Sumber : Pengujian Penulis
Tabel 4.2 Uji Coba Pompa Pengisian Zat
Kimia
Rel
ay 2
Delay
Time
(seco
nd)
Vol
ume
(ml)
Output
Pompa Air
(pengisian zat
kimia ke tempat
pencucian)
akti
f
10 150 Aktif
- - - -
Sumber : Pengujian Penulis
Tabel 4.3 Uji Coba Motor AC
Rela
y 3
Dela
y
Tim
e
(sec
ond)
Output
Motor AC
(pencucian limbah)
aktif 60 Aktif
- - -
Sumber : Pengujian Penulis
Tabel 4.4 Uji Coba Pompa Penyedotan
Air Hasil Pencucian
Rela
y 4
Dela
y
Tim
e
(sec
ond)
Output
Pompa Air
(penyedotan air hasil
pencucian)
aktif 60 Aktif
- - -
Sumber : Pengujian Penulis
Dari hasil uji coba alat, semua
komponen dapat beroperasi dengan baik
mulai dari pengisian air, pengisian zat
kimia, prorses pencucian dan proses
penyaringan, dan limbah yang diolah
menjadi bersih.
5. PENUTP
5.1 Kesimpulan
Sistem pemrosesan limbah medis
telah dirancang menggunakan komponen-
komponen elektonika diantaranya :
AT89S52 sebagai pengendali , 4 relay, 3
pompa air dan 1 motor ac sebagai output.
Dalam proses pengoprasianya alat ini
aktif selama 4 menit 40 detik mulai dari
proses pengisian air, pengisian larutan
pencuci, pencucian limbah, dan
penyaringan.
5.2 Saran
Dari hasil pembuatan dan uji coba
alat ini, terdapat bebrapa saran untuk
penyempurnaan dan pengembangan
system ini, diantaranya :
1. Penyempurnaan desain maket agar
dapat lebih rapih dan menampung
limbah lebih banyak.
2. Gunakan sensor untuk menyesuaikan
jumlah air yang digunakan untuk
mencuci limbah.
3. Membuat tampilan input dan output
pada LCD, sehingga mudah diketahui
prosesnya.
DAFTAR PUSTAKA
[1.] Anonim, Modul Praktikum
Mikroprosesor S1, Laboratorium
Menengah Elektronika dan
Komputer Universitas
Gunadarma, Depok, 2010.
[2.] Anonim, Modul Laporan
Praktikum Mikroprosesor D3,
Laboratorium Menengah
Elektronika dan Komputer
Universitas Gunadarma, Depok,
2012.
[3.] Adik yulianto., dan Susanto.,
2011, ”Perancangan dan
Pembuatan Sistem Conveyor
untuk mengukur Berat dan Warna
Objek Berbasi Mikrokontroler
AT89S52”, centree engenering
journal, 8 (1), hal, 3-4 .
[4.] Widodo Buddiharto, Panduan
Lengkap Belajar Mikrokontroler
Perancangan Sistem dan Aplikasi
Mikrokontroler, Penerbit PT Elex
Media Komputindo, Jakarta,
2005.
[5.] ATMEL, “Datasheet AT89S52”,
http://www.atmel.com
[6.] URL:
http://www.artikelbagus.com/201
2/01/pengelolaan-limbah-rumah-
sakit.html,2012.
[7.] URL :
http://depokinstruments.com/2009
/12/14/di-smart-51-system-sistem-
minimum-mikrokontroler-at89s51
14 desember 2009
[8.] URL :
http://id.wikipedia.org/wiki/LED
30 juli 2012, 03.36
[9.] URL :
http://id.wikipedia.org/wiki/Saklar
5 Agustus 2011, 04.27
[10.] URL :
http://www.scribd.com/doc/23412
047/31/Pengertian-pompa 12
januari 2009
[11.] URL:http://www.mikron123.com/
index.php/Tutorial-MCS-51/
Pemrograman-AT89S51-bahasa-
Assembly.html desember 2009
[12.] URL :
luqman96.files.wordpress.com/20
09/07/motor-sinkron.doc juli
2009
Recommended