Embed Size (px)
Citation preview
ALAT PEMANTAUAN VOLUME INFUS BERBASIS
INTERNET OF THINGS (IoT) MENGGUNAKAN ESP32 DAN
RASPBERRY PI
MONITORING SYSTEM OF INFUSE VOLUME BASED ON
INTERNET OF THINGS (IoT) USING ESP32 AND RASPBERRY
PI
SKRIPSI
Disusun oleh :
HENDIYANSYAH DIAN PRASTYANA
181042029
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND
YOGYAKARTA
2020
ii
ALAT PEMANTAUAN VOLUME INFUS BERBASIS
INTERNET OF THINGS (IoT) MENGGUNAKAN ESP32 DAN
RASPBERRY PI
MONITORING SYSTEM OF INFUSE VOLUME BASED ON
INTERNET OF THINGS (IoT) USING ESP32 AND RASPBERRY
PI
SKRIPSI
Disusun oleh :
HENDIYANSYAH DIAN PRASTYANA
NIM : 181042029
Program Studi : Teknik Elektro
Jenjang Studi : Strata Satu (S-1)
Konsentrasi : Elektronika
Jurusan : Teknik Elektro
Fakultas : Teknologi Industri
INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND
YOGYAKARTA
2020
iii
iv
v
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan
barokah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “ALAT
PEMANTAUAN VOLUME INFUS BERBASIS INTERNET OF THINGS (IoT)
MENGGUNAKAN ESP32 DAN RASPBERRY PI”.
Laporan skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam
memperoleh gelar Sarjana Teknik (S.T.) pada Program Studi S1 Teknik Elektro
Fakultas Teknik Industri Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.
Dalam melakukan penelitian dan penyusunan laporan skripsi ini penulis
telah mendapatkan banyak dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Penulis
mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada:
1. Rektor IST AKPRIND Yogyakarta Dr. Ir. Amir Hamzah, MT.
2. Dekan Fakultas Teknologi Industri Dr. Ir. Toto Rusianto, MT.
3. Bapak Sigit Priyambodo, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
sekaligus selaku Dosen pembimbing 2 yang membimbing penulis dari awal
penyususnan penelitian.
4. Bapak Muhammad Andang Novianta, S.T., M.T. selaku Dosen pembimbing 1
yang memberikan bimbingan Skripsi dari awal sampai akhir dan banyak
masukan yang membangun kepada penulis.
5. Para Dosen Program Studi S1 Teknik Elektro Fakultas Teknik Industri Institut
Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta yang telah memberikan bekal ilmu
kepada penulis.
6. Para Karyawan/wati Program Studi S1 Teknik Elektro Fakultas Teknik Industri
Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta yang telah membantu
penulis dalam proses belajar.
7. Ibu dan Bapak beserta keluarga yang selalu memberi dukungan dan doa.
8. Tiara Hayyu Wijaya yang selalu memberikan dukungan dan telah banyak
menemani dan membantu dalam berbagai hal kepada penulis.
vii
9. Agung Wibisono dan Muhammad Abi Darda Ferbe, rekan bimbingan yang
telah memberikan bantuan, semangat dan motivasi selama mengerjakan
Skripsi.
10. Teman-teman IST Akprind, khususnya ekstensi tahun 2018 yang telah
memberikan semangay dan motivasi selama menempuh bangku kuliah dan
mengerjakan Skripsi.
11. Semua pihak yang telah membantu dalam penulisan laporan Skripsi yang tidak
dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa laporan Skripsi ini masih jauh dari
sempurna, untuk itu semua jenis saran, kritik dan masukan yang bersifat
membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata, semoga tulisan ini dapat
memberikan manfaat dan memberikan wawasan tambahan bagi para pembaca dan
khususnya bagi penulis sendiri.
Yogyakarta, 10 Maret 2020
Hendiyansyah Dian Prastyana
viii
MOTO
“Maka nikmat Rabb-kamu yang manakah, yang kamu dustakan”
(Ar-rahman: 13)
“Allah tidak akan mengubah nasib suatu kaum sampai kaum itu sendiri yang
mengubah apa-apa yang pada diri mereka”
(Al-Ra’d: 11)
“Jangan pernah puas apa yang kamu dapat sekarang, karena kepuasan hanya
akan memperhambat kamu yang akan datang”
(CatatanPenulis)
ix
INTISARI
Dalam dunia medis, infus merupakan alat yang paling sering digunakan.
Infus digunakan untuk memberikan asupan tambahan melalui pembuluh darah vena
untuk mempercepat proses asupan tambahan ke dalam tubuh pasien. Meskipun
cairan infus pada umumnya digunakan sebagai terapi kesembuhan pasien, namun
beberapa kasus fungsi cairan infus juga dapat digunakan untuk menjaga daya tahan
tubuh. Petugas medis saat memeriksa infus masih secara manual, sehingga apabila
terjadi masalah seperti kehabisan cairan sangat berbahaya bagi pasien jika tidak
segera ditangani.
Guna mengatasi masalah tersebut dibuatlah sistem monitoring volume
cairan infus secara real time dan terkomputerisasi. Sistem tersebut menggunakan
mikrokontroler ESP-32 sebagai kontroler, Raspberry Pi berfungsi sebagai mini PC
untuk menampilkan Node-RED. Sensor load cell membaca berat cairan infus dan
diproses di ESP-32 dan selanjutnya data dikirim ke software Node-RED sehingga
menjadi dashboard monitoring secara real time. Hasil pembacaan sensor
ditampilkan dalam bentuk volume yang ditampilkan pada LCD (Liquid Crystal
Display) dan platform IoT (Internet of Things) dashboard monitoring Node-RED.
Sistem monitoring volume infus yang dibuat berfungsi untuk membantu
petugas medis dalam pengecekan cairan infus pada kamar pasien. Petugas medis
dapat memantau kondisi infus pada ruang jaga dengan mengakses alamat
dashboard monitoring Node-RED menggunakan web browser pada PC (Personal
Computer) dan HP (Handphone). Tampilan dashboard Node-RED berbentuk
gauge dan chart, apabila tampilan gauge berubah warna menjadi merah
menandakan cairan infus hampir habis. Pada alat terdapat buzzer yang berbunyi
apabila kondisi infus di bawah <50 ml. Pembacaan alat mempunyai nilai error
sebesar 0.0085 % dan mempunyai akurasi pembacaan sebesar 99.992 %.
Kata kunci: Infus, ESP-32, Load Cell, Internet of Things, Node-RED
x
ABSTRACT
In medical world, infuse is a tool that mostly used. Infuse used to give extra
energy through vena cava to speed up the extra energy process into the patient
body. Eventhough infuse fluid mostly used as patient healing therapy, but for some
cases infuse also can be used to keep body endurance. Nurse still check the infuse
by manual, so when there is a trouble like the infuse bag is empty it can be very
dangerous for the patient if not treated soon.
To solve that problem then infuse fluid volume monitoring by real time and
computerized system is made. This system use ESP-32 microcontroller as a
controller, Raspberry Pi used as mini PC to show Node-Red. Load cell sensor read
the weight of infuse fluid and processed by ESP-32 and then the data sent to Node-
Red software so become monitoring dashboard by real time. The sensor reading
results will be showed in volume form on LCD (Liquid Crystal Display) and Node-
Red dashboard monitoring IoT (Internet of Things) platform.
The infuse volume monitoring system that has been made used to help the
nurses when the nurses check the infuse in patient room. The nurse can monitored
the condition of the infuse in nurse station by accessing the Node-Red dashboard
monitoring website using web browser on PC (Personal Computer) and
Handphone. Node-Red dashboard use gauge and chart display. When gauge
display turning red it means that infuse fluid is almost empty. Buzzer is used on the
device to make a sound when the infuse is less than 50 ml. The device reading has
error value about 0.0085% and has reading accuracy about 99.992%.
Keywords: Infuse, ESP-32, Load Cell, Internet of Things, Node-Red
xi
DAFTAR ISI
JUDUL .................................................................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iii
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................... iv
HALAMAN PERNYATAAN ................................................................................ v
KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi
MOTO .................................................................................................................. viii
INTISARI ............................................................................................................... ix
ABSTRACT ............................................................................................................ x
DAFTAR ISI .......................................................................................................... xi
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xv
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................................ 1
1.2 Perumusan Masalah ..................................................................................... 3
1.3 Batasan Masalah .......................................................................................... 3
1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian ................................................................... 3
1.4.1 Tujuan Penelitian .................................................................................... 3
1.4.2 Manfaat penelitian .................................................................................. 4
1.5 Keaslian Penelitian ...................................................................................... 4
1.6 Sistematika Penulisan .................................................................................. 8
xii
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ............................. 10
2.1 Tinjauan Pustaka ....................................................................................... 10
2.2 Landasan Teori .......................................................................................... 14
2.2.1 Sensor Berat (Load Cell Sensor) .......................................................... 14
2.2.2 Mikrokontroler ESP-32 ........................................................................ 17
2.2.3 Raspberry Pi ......................................................................................... 20
2.2.4 Modul HX711 ....................................................................................... 24
2.2.5 Node-RED ............................................................................................ 25
2.2.6 LCD (Liquid Crystal Display) .............................................................. 26
2.2.7 Buzzer ................................................................................................... 28
2.2.8 Internet of Things (IoT) ........................................................................ 29
2.2.9 Infus ...................................................................................................... 31
2.2.10 Konversi Berat (Kg) ke Volume (L) ................................................ 33
2.2.11 Ketidakpastian Pengukuran ............................................................. 34
2.3 Hipotesis ...................................................................................................... 35
BAB III METODOLOGI PENELITIAN.............................................................. 36
3.1 Alat dan Bahan .......................................................................................... 36
3.1.1 Alat Penelitian ...................................................................................... 36
3.1.2 Bahan .................................................................................................... 37
3.2 Tahapan Penelitian .................................................................................... 38
3.3 Perancangan Sistem ................................................................................... 39
xiii
3.4 Perancangan Hardware ............................................................................. 40
3.4.1 Perancangan Cara Kerja Alat ................................................................ 40
3.4.2 Perancangan Wiring Komponen ........................................................... 41
3.4.3 Perancangan Besain Box Komponen .................................................... 42
3.4.4 Perancangan Penempatan Box pada Tiang Infus .................................. 43
3.5 Perancangan Software ............................................................................... 44
3.5.1 Perancangan Program Mikrokontroler .................................................. 44
3.5.2 Perancangan Program Dashboard Node-RED ..................................... 46
3.6 Implementasi Hardware ............................................................................ 48
3.6.1 Implementasi Cara Kerja Alat............................................................... 48
3.6.2 Implementasi Wiring Komponen .......................................................... 50
3.6.3 Implementasi Box Komponen ............................................................... 50
3.6.4 Implementasi Penempatan Box pada Tiang Infus ................................. 52
3.7 Implementasi Software .............................................................................. 53
3.7.1 Implementasi Program Mikrokontroler ................................................ 53
3.7.1 Implementasi Program Dashboard Node-RED .................................... 56
3.8 Cara Analisa .............................................................................................. 63
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 64
4.1 Hasil Penelitian .......................................................................................... 64
4.2 Pengujian Sensor Load Cell ....................................................................... 68
4.3 Pengujian Sistem ....................................................................................... 70
xiv
4.4 Perbandingan Sistem Manual dengan Sistem Monitoring Real Time ........ 72
4.5 Pembahasan ............................................................................................... 73
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 76
5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 76
5.2 Saran .......................................................................................................... 77
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 78
LAMPIRAN .......................................................................................................... 81
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Keaslian Penelitian .................................................................................. 4
Tabel 2.1 Karakteristik Sensor Load Cell ............................................................. 15
Tabel 3.1 Daftar Perangkat Lunak yang Digunakan dalam Peneletian ................ 36
Tabel 3.2 Peralatan Kerja ...................................................................................... 37
Tabel 3.3Daftar Bahan dalam Penelitian .............................................................. 37
Tabel 4.1 Data Percobaan Sensor Load Cell ......................................................... 69
Tabel 4.2 Perbandingan Sistem Existing dengan Sistem Monitoring Real Time .. 73
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Bentuk Fisik Load Cell ..................................................................... 14
Gambar 2.2 Rangkaian Jembatan Wheatstone ...................................................... 16
Gambar 2.3 Mikrokontroler ESP-32 ..................................................................... 17
Gambar 2.4 Blok Diagram ESP-32 ....................................................................... 18
Gambar 2.5 GPIO Mikrokontroler ESP32 ............................................................ 20
Gambar 2.6 Lambang Raspberry Pi ...................................................................... 22
Gambar 2.7 Raspberry Pi dan GPIO Header ........................................................ 24
Gambar 2.8 Modul HX711 ................................................................................... 24
Gambar 2.9 Contoh Flow Node-RED ................................................................... 25
Gambar 2.10 Pin LCD .......................................................................................... 27
Gambar 2.11 Tampilan Depan LCD ..................................................................... 27
Gambar 2.12 Buzzer .............................................................................................. 28
Gambar 3.1 Flow Chart Jalannya Penelitian ......................................................... 38
Gambar 3.2 Diagram Alir Perancangan Sistem .................................................... 39
Gambar 3.3 Perancangan Implementasi Alat ........................................................ 41
Gambar 3.4 Perancangan Perangkat Keras ........................................................... 41
Gambar 3.5 Desain Box Komponen ...................................................................... 42
Gambar 3.6 Desain Penempatan Box pada Tiang Infus ........................................ 43
Gambar 3.7 Diagram Alir Pemrograman Mikrokontroler .................................... 45
Gambar 3.8 Diagram Alir Pemrograman Dashboard Node-RED ........................ 47
Gambar 3.9 Implementasi Alat pada Ruang Pasien .............................................. 48
Gambar 3.10 Implementasi Alat pada Ruang Jaga ............................................... 49
Gambar 3.11 Implementasi Wiring Komponen .................................................... 50
Gambar 3.12 Box Komponen Alat ........................................................................ 51
Gambar 3.13 Implementasi Penempatan Box pada Tiang Infus ........................... 52
Gambar 3.14 Kode Program Inisialisasi ............................................................... 54
Gambar 3.15 Kode Program Void Setup .............................................................. 54
Gambar 3.16 Kode Program Void Loop ............................................................... 55
Gambar 3.17 Flow Proses Node-RED .................................................................. 56
xvii
Gambar 3.18 Palette Http In ................................................................................ 57
Gambar 3.19 Palette getData ............................................................................... 58
Gambar 3.20 Palette Function Ruang .................................................................. 59
Gambar 3.21 Palette Dashboard Text Output ...................................................... 59
Gambar 3.22 Palette Dashboard Gauge Volume Infus ....................................... 60
Gambar 3.23 Palette Dashboard Chart ............................................................... 61
Gambar 3.24 Palette Date Timestamp ................................................................. 61
Gambar 3.25 Palette Function getDate ............................................................... 62
Gambar 3.26 Palette Dashboard Text Waktu ...................................................... 62
Gambar 4.1 Alat Tampak Luar dan Dalam ........................................................... 64
Gambar 4.2 Tampilan Gauge Volume Infus ......................................................... 65
Gambar 4.3 Tampilan Chart Volume Infus ........................................................... 66
Gambar 4.4 Tampilan Menu General Info ............................................................ 66
Gambar 4.5 Tampilan Dashboard Monitoring di PC ........................................... 67
Gambar 4.6 Tampilan Dashboard Monitoring di HP ........................................... 67
Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Pengukuran Sensor dan Data Sebenarnya ...... 69
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Infus merupakkan alat yang digunakan dalam bidang kesehatan yang
berfungsi untuk mengganti cairan dalam tubuh dan membuat stabil elektrolit tubuh.
Pada kondisi emergency misalnya pada pasien dehidrasi, stress metabolic berat
yang menyebabkan syok hipovolemik, asidosis, gastroenteritis akut, demam
berdarah dangue (DBD), luka bakar, syok homoragik serta trauma, infus sangat
dibutuhkan untuk mengganti cairan yang hilang dari pasien. Fungsi infus juga untuk
larutan pertama apabila keadaan elektrolit pada tubuh pasien belum terdeteksi,
contohnya dehidrasi karena asupan kurang, demam, dll. (Handaya, 2010)
Biasanya cairan infus ditempatkan pada botol plastik, kantung plastik dan
botol kaca. Perawat harus mengganti kantung infus dengan yang baru saat cairan
infus akan habis, akan tetapi kejadian pasien lupa atau tidak mengetahui cairan
infusnya habis dan kerepotan untuk memberitahukan kepada petugas medis yang
jaga untuk mengganti cairan infus yang baru. Apabila masalah seperti kehabisan
cairan infus sering terjadi dan tidak ditangani oleh petugas medis berakibat
berbahaya bagi pasien. Pengecekan infus saat ini masih menggunakan cara manual,
perawat harus menerka-nerka kapan infus itu habis, sedangkan pasien atau keluarga
yang menunggu harus mengecek secara berkala keadaan infus. Pengecekan secara
manual masih menimbulkan kesalahan-kesalahan yang tidak diinginkan.
Penggunaan infus ini yang digunakan pada rumah sakit sebenarnya tidak
begitu bermasalah bila pasien dapat diawasi dan dikontrol secara periode dalam
waktu tertentu. Namun kebanyakan rumah sakit jumlah pasien tidak seimbang
dengan jumlah tenaga medisnya, khususnya pada bagian pelayanan keperawatan
yang bertugas 24 jam memantau kondisi pasien rawat inap satu per satu. Akibat
keterbatasan itu kemungkinan kelalaian petugas jaga sangat bisa terjadi, terutama
pada pemantuan kondisi infus pasien biasanya perawat harus memeriksa kondisi
infus pasien secara berkala yang telah diperkirakan sebelumnya, sehingga perawat
harus memeriksa keadaan infus pasien setiap saat ke ruangan pasien satu per satu.
2
Oleh karena itu perlu solusi untuk mengatasi masalah di atas dengan membuat alat
monitoring volume cairan infus berbasis Internet of Things (IoT) di rumah sakit.
Sehingga tugas perawat atau tenaga medis yang sedang berjaga dapat dimudahkan
untuk mengontrol dan mengamati keadaan infus pasien dengan mengawasi monitor
yang telah menampilkan jumlah volume cairan infus pada komputer yang berada
pada ruang jaga.
Seiring ini dengan perkembang zaman serta teknologi yang semakin cangih
dan pengetahuan yang berkembang, manusia sudah menggunakan alat-alat dengan
teknologi yang sudah serba canggih. Khususnya teknologi elektronika yang dapat
diaplikasikan di berbagai bidang seperti bidang industri, pendidikan, informasi dan
kesehatan. Penggunaan teknologi elektronika dalam bidang kesehatan dapat
diterapkan di beberapa peralatan medis di rumah sakit. Peralatan medis yang
menggunakan teknologi elektronika mempunyai kelebihan dari peralatan medis
biasa karena lebih memperhitungkan kepresisian, ketepatan dan sudah
terkomputerisasi. Pada bidang kesehatan atau medis masih memerlukan kemajuan
teknologi, walaupun sudah banyak kemajuan teknologi di bidang tersebut.
Teknologi di bidang medis tersebut diharapkan mampu membantu tenaga medis
untuk meningkatkan pelayanan kesehatan masyarakat.
Hal ini melatarbelakangi ide untuk membuat alat monitoring volume cairan
infus yang bersifat IoT. Dengan adanya monitoring ini diharapkan dapat membantu
tenaga medis dalam memantau kondisi volume infus secara berkala dan bersifat real
time. Infus digantungkan pada sensor berat yang bertugas membaca berat infus
selanjutnya berat infus akan dikonversi menjadi volume yang selanjutnya sensor
akan mengirimkan informasi volume tersebut ke internet menggunakan
mikrokontroler ESP-32. Untuk menampilkan pembacaan menggunakan LCD
(Liquid Crystal Display) dan Raspberry Pi sebagai mini PC untuk mengakses
program visual editor Node-RED, sehingga kondisi volume infus dapat dimonitor
secara real time menggunakan dashboard monitoring dari Node-RED dengan
mengakses web browser menggunakan perantara PC (Personal Computer) atau
melalui HP (Handphone) petugas medis yang berjaga, sehingga infus dapat diganti
sebelum infus tersebut kehabisan cairan. Pada alat juga terdapat buzzer apabila
3
cairan infus mendekati habis maka buzzer akan berbunyi. Hal ini tentunya
menguntungkan untuk petugas medis dan pasien dari segi efisiensi waktu dan
kinerja, karena petugas medis dapat langsung mengetahui kondisi infus dari ruang
jaga dan pasien diganti infusnya tepat waktu sebelum infus akan habis cairannya.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang ada, maka didapat rumusan masalah yang
dijelaskan sebagai berikut:
a. Bagaimana merancang sistem monitoring volume infus menggunakan load cell.
b. Bagaimana membaca volume infus melalui sensor berat load cell untuk dapat
ditampilkan dalam dashboard monitoring Node-RED.
c. Bagaimana proses pengiriman data dari mikrokontroler ESP-32 yang
ditampilkan pada dashboard monitoring Node-RED secara nirkabel.
1.3 Batasan Masalah
Agar masalah yang dibahas dalam pembuatan laporan tidak menyimpang
dari maksud dan tujuannya, maka dilakukan pembatasan masalah sebagai berikut:
a. Menggunakan load cell sebagai pendeteksi volume cairan infus.
b. Tampilan dashboard monitoring Node-RED dalam bentuk volume dan grafik
secara real time.
c. Menggunakan mikrokontroler ESP-32 sebagai pemroses data dan komunikasi
sensor ke Raspberry Pi.
d. Penggunaan Raspberry Pi sebagai mini PC untuk menampilkan dashboard
monitoring Node-RED.
1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian
1.4.1 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah dijelaskan sebagai berikut:
a. Membaca volume infus dengan memanfaatkan load cell dan mengirimkan data
ke internet melalui mikrokontroler ESP-32.
b. Penyajian data pembacaan sensor pada dashboard monitoring secara real time
dalam bentuk volume dan grafik yang mudah diakses dan mudah dipahami.
4
c. Pemanfaatan mikrokontroler ESP-32 untuk pemroses dan penghubung antara
sensor load cell dan Raspberry Pi.
d. Pemanfaatan Raspberry Pi sebagai mini PC untuk mengakses dashboard
monitoring Node-RED untuk digunakan sebagai penampil pembacaan sensor
load cell.
1.4.2 Manfaat penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah dijelaskan sebagai berikut:
a. Adanya suatu sistem monitoring infus menggunakan sensor berat load cell pada
rumah sakit secara manual menjadi sistem monitoring real time dan
terkomputerisasi.
b. Membantu dan memudahkan petugas medis untuk memantau keadaan volume
cairan infus pada masing-masing kamar pasien menggunakan dashboard
monitoring Node-RED.
c. Adanya suatu sistem komunikasi nirkabel (IoT) untuk pembacaan volume infus
dengan memanfaatkan ESP-32 dan Raspberry Pi untuk meminimalisir pasien
kehabisan cairan infus tanpa sepengetahuan petugas medis.
1.5 Keaslian Penelitian
Untuk mendapatkan hasil yang optimal dari alat yang dibuat serta
analisisnya, maka digunakan berbagai pendekatan. Keaslian penelitian ditunjukkan
dengan menampilkan beberapa metode dari penelitian yang telah dilakukan
sebelumnya yang berhubungan dengan sistem yang dibuat, kemudian dibandingkan
dengan yang dilakukan oleh peneliti. Tabel 1.1 menujukan beberapa penelitian
yang sudah dilakukan sebelumnya.
Tabel 1.1 Keaslian Penelitian
Nama Publikasi Judul Penelitian Yang
Dilakukan Keterangan
Septian Prasetyo
Aji
Universitas
Negeri
Yogyakrta,
2017
Alat Monitoring
Tetesan Infus
Menggunakan
WEB Secara
Online Berbasis
ESP-8266
Pendeteksian tetesan
infus dengan
menggunakan sensor
InfraRed yang
dikirim ke web
server dan
Monitoring
tetesan infus
5
Dengan
Pemrograman
Arduino IDE
ditampilkan pada
antarmuka
Dani Sasmoko
dan Yanuar Arief
W
Sekolah
Tinggi
Elektronika
dan
Komputer
Semarang,
2017
Implementasi
Penerapan
Internet of
Things (IoT)
Pada Monitoring
Infus
Menggunakan
ESP-8266 Dan
WEB Untuk
Berbagi Data
Membuat sistem
monitoring dengan
penerapan teknologi
Internet of Things
(IoT) untuk
mendeteksi berat
botol infus
Tidak ada
dashboard
monitoring
secara real time
Hartono Pranjoto,
dkk
Universitas
Katolik
Widya
Mandala
Surabaya,
2018
Monitor Sisa
Cairan Infus
Intravena
Dengan
Penimbangan
Berat
Membuat alat
monitoring berat
cairan infus yang
tersisa dengan sensor
load cell dan
ditampilkan lewat
LCD (Liquid Crystal
Display)
Menggunakan
LCD untuk
menampilkan
pembacaan
sensor
Cita Kusuma,
Farida Erinie dan
Mochammad
Taufik
Politeknik
Negeri
malang, 2018
Rancang
Bangun Sistem
Monitoring
Tetes Siklus
Periodik Infus
Berbasis
Arduino pada
WEB
Membuat alat
berfungsi
memberikan
peringatan saat
cairan infus habis,
mendeteksi intravena
masuk pada selang
infus dan mendeteksi
tetesan infus
berhenti
Bersifat
pengingat
belum
memonitor
secara real time
Tony Kusuma
dan Muhammad
Tirta M
Universitas
Pasundan,
2018
Perancangan
Sistem
Monitoring
Infus Berbasis
Mikrokontroler
Wemos D1 R2
Melakukan
monitoring sisa
cairan infus dengan
sensor load cell
Data
pembacaan
ditampilkan
pada serial
monitor
Arduino IDE
Hendiyansyah
Dian P
Universitas
Gadjah
Mada, 2018
Pengamatan
Volume Air
Bersih Instalasi
Pengolahan Air
Berbasis
Membuat sistem
monitoring dan co-
ntrol secara real time
dan otomatis pada
Water Treatment
Monitoring
volume Water
Treatment Plant
(WTP)
6
Internet of
Things (IoT)
Menggunakan
Arduino UNO
Dan Raspberry
Pi Pada PT.
PAMAPERSA-
DA
NUSANTARA
Plant (WTP) yang
ditampilkan di
dashboard
monitoring Node-
RED pada PT.
PAMAPERSADA
NUSANTARA
Suyanti dan Eppy
Yundra
Universitas
Negeri
Surabaya,
2019
Rancang
Bangun Deteksi
Detak Jantung
Manusia
Dengan Metode
Pulse Sensor
Berbasis IoT
Melakukan
monitoring detak
jantung manusia
yang terhubung
dengan internet
Monitoring
detak jantung
pasien
Hasanuddin
Muhammad
Universitas
Islam Negeri
Alauddin
Makassar,
2017
Sistem
Monitoring
Infus
Menggunakan
Arduino
Membuat alat
monitoring tetesan
infus dengan sensor
tetesan dan
menggunakan
Arduino Mega
sebagai
mirokontroler
Monitoring
tetesan infus
Akhmad Z, Didik
R Santoso dan M.
Aziz Muslim
Jurnal
EECCIS Vol.
6, No. 1,
2012
Monitoring dan
identifikasi
Gangguan Infus
Menggunakan
Mikrokontroler
AVR
Merancang sebuah
sistem pendeteksi
kondisi cairan infus,
penyumbatan cairan
infus dan aliran
darah dengan
pengiriman data
kondisi infus
menggunakan
komunikasi wireless
Data yang
ditampilkan
berupa data
serial
Dika Febri, dkk Politeknik
Elektronika
Negeri
Surabaya,
2010
Pengembangan
Sistem
Monitoring
Tetesan Infus
pada Ruang
Perawatan
Rumah Sakit
Membuat sebuah
sistem monitoring
dan mengontrol laju
tetesan infus sesuai
dengan setting batas
atas dan batas bawah
user. Sistem ini
mengirimkan data
melalui komunikasi
Belum bersifat
Internet of
Things (IoT)
7
serial pada PC, yaitu
jumlah tetesan infus
per menit.
Moh. Masruri Universitas
Jember, 2009
Rancang
Bangun
Detektor
Elektronik dan
Monitoring pada
Liquid Level dan
Liquid Flow
Infus Secara
Komputerisasi
Membuat sistem
monitoring liquid
level dan liquid flow
infus dengan
memberikan
informasi berupa
indikator LED yang
terdapat pada
komputer.
Sistem
monitoring
belum bersifat
real time,
menggunakan
indikator LED
Hendiyansyah D
P
Alat
Pemantauan
Volume Infus
Berbasis
Internet of
Things (Iot)
Menggunakan
ESP-32 dan
Raspberry Pi
Membuat sistem
monitoring volume
kantong infus
menggunakan sensor
load cell,
mikrokontroler ESP-
32 dan Raspberry Pi
sebagai mini PC
untuk menampilkan
dashboard
monitoring Node-
RED. Terdapat
buzzer sebagai alarm
apabila cairan infus
akan habis.
Mengggunakan
mikrokontroler
ESP-32 yang
sudah terdapat
modul Wi-Fi
dan bluetooth.
Alat ini
menggunakan
Raspberry Pi
sebagai mini PC
untuk
mengakses
Node-RED
sebagai
penampil
dashboard
monitoring
secara real time.
Berdasarkan ringkasan keaslian penelitian Tabel 1.1, dapat ditemukan
perbedaan sistem yang dirancang pada skripsi ini dengan penelitian yang telah
dilakukan sebelumnya. Perbedaan yang mendasar pada alat monitoring volume
infus berbasis Internet of Things (IoT) terletak pada penggunaan mikrokontroler
yang digunakan yaitu ESP-32 yang digunakan sebagai mikrokontroler dan
Raspberry Pi yang digunakan sebagai mini PC. Alat ini mengimplementasikan
sistem Internet of Things (IoT) yang memungkinkan penggunanya bisa mengakses
keadaan objek atau parameter yang diukur yaitu volume cairan infus melalui
internet. Hasil dari penelitian ini adalah alat monitoring volume cairan infus
8
menggunakan dashboard monitoring Node-RED dengan menggunakan sensor load
cell yang diimplemetasikan pada box komponen dan digantungkan pada tiang infus,
sehingga alat yang dibuat menjadi lebih efisien dan efektif penggunaanya daripada
alat yang dibuat sebelumnya. Terdapat buzzer berfungsi sebagai alarm apabila
cairan infus akan habis dan segera diganti, karena apabila cairan infus habis dan
terdapat udara pada selang infus sangat membahayakan kepada pasien. Serta yang
menjadi perbedaan antara penelitian ini dan penelitian terdahulu adalah sensor load
cell akan membaca berat kantong infus dan hasil pembacaan akan dikonversikan
ke dalam bentuk volume dan perbedaan selanjutnya adalah dashboard monitoring
yang digunakan yaitu dashboard monitoring Node-RED yang diakses melalui web
browser pada Personal Computer (PC) dan Handphone (HP).
1.6 Sistematika Penulisan
Laporan penelitian skripsi ini disusun dengan sistematika penulisan sebagai
berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Berisi latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan
penelitian, manfaat penelitian, metode penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II: TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Menjelaskan tentang tinjauan pustaka, dasar-dasar teori tentang komponen-
komponen yang digunakan, dan hipotesis penulis.
BAB III: METODOLOGI PENELITIAN
Menjelaskan metodologi dan perancangan alat berupa memaparkan ide
dasar pembuatan meliputi perangkat keras perangkat lunak, dan penyusunan
penyelesaian masalah.
BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian dan analisis memberikan penjelasan mengenai langkah-langkah
pengujian dan memberikan data hasil yang diperoleh dari pengujian, kemudian
diberikan analisis dan pembahasan secara ilmiah mengenai sistem elektronis dan
perangkat lunak serta pembuktian hipotesis dengan hasil sebenarnya.
9
BAB V: PENUTUP
Bagian penutup memaparkan kesimpulan dari hipotesis yang telah dibuktikan
dengan analisis yang telah dilakukan, sehingga akan memberikan kecenderungan
arah keberhasilan dari penelitian, serta mencakup saran yang diberikan untuk
peneliti selanjutnya.
10
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Penelitian yang dilakukan oleh Suyanti dan Eppy Yundra pada tahun 2019
yang berjudul “Rancang Bangun Deteksi Detak Jantung Manusia Dengan Metode
Pulse Sensor Berbasis IoT” menggunakan sebuah mikrokontroller Arduino Atmega
2560 pro mini dan ESP-8266, alat ini memonitor detak jantung manusia yang
terhubung dengan internet. Selain terhubung dengan internet, alat ini menggunakan
2 modul yaitu modul HC-06 dan modul GSM SIM800L yang dapat mengirimkan
data lewat bluetooth dan melalui pesan singkat SMS. Data yang dikirimkan lewat
internet kemudian ditampilkan pada antarmuka ThingSpeak yang menampilkan
data secara grafik berdasarkan data detak jantung dan waktu.
Penelitian yang dilakukan oleh Septian Prasetyo Aji pada tahun 2017 yang
berjudul “Alat Monitoring Tetesan Infus Menggunakan WEB Secara Online
Berbasis ESP-8266 Dengan Pemrograman Arduino IDE” menggunakan NodeMCU
ESP-8266 sebagai mikrokontroller yang juga terdapat modul Wi-Fi menjadi
komponen utama pada alat ini. Alat ini mendeteksi tetesan infus dengan
menggunakan sensor InfraRed. Tetesan dihitung setiap satu menit kemudian data
tersebut dikirim ke web server untuk ditampilkan data tersebut pada antarmuka.
Antarmuka yang digunakan adalah Cayenne dimana data ditampilkan pada
antarmuka tersebut.
Penelitian yang dilakukan oleh Citra Kusuma Wardani, Farida Erinie, dan
Mochammad Taufik pada tahun 2018 yang berjudul “Rancang Bangun Sistem
Monitoring Tetes Siklus Periodik Infus Berbasis Arduino pada WEB”. Alat ini
terdapat sistem peringatan ketika cairan infus pada kondisi (± 100 ml) dengan
menggunakan sensor berat, mendeteksi tetesan infus terhenti menggunakan sensor
LDR (Light Dependent Resistor) serta photodiode untuk mendeteksi saat intravena
masuk ke selang infus. Pembacaan yang didapat dari sensor alat ini diterima oleh
Arduino. Selanjutnya nilai tersebut dikirim dengan Arduino masuk ke database.
11
Database selanjutnya dimasukan ke web monitoring, dimana web monitoring
berada di ruang perawat yang memonitor cairan infus dari jarak jauh.
Penelitian yang dilakukan Tony Kusuma dan Muhammad Tirta Mulia pada
tahun 2018 yang berjudul “Perancangan Sistem Monitoring Infus Berbasis
Mikrokontroler Wemos D1 R2”. Alat ini monitoring sisa cairan infus berbasis
mikrokontroler wemos D1 R2 dengan pendeteksi berat cairan infus menggunakan
sensor berat load cell dan data kemudian dikirim ke mikrokontroler wemos D1 R2.
Alat ini menggunakan HX711 yaitu sebuah chip yang mengkorversi data fisik
cairan infus menjadi digital. Hasil dari penelitian yang dilakukan adalah alat yang
berguna untuk memberikan informasi sisa cairan infus kepada petugas medis untuk
mengganti infus yang baru apabila cairan infus akan habis menggunakan serial
monitor pada Arduino IDE.
Penelitian yang dilakukan Hartono Pranjoto dkk pada tahun 2018 yang
berjudul “Monitor Sisa Cairan Infus Intravena Dengan Penimbangan Berat”.
Penelitian ini berfungsi untuk memberi informasi jumlah cairan infus yang sudah
masuk ke dalam tubuh pasien secara akurat dengan memonitor berat cairan yang
tersisa. Alat ini bekerja menimbang kantung infus dan cairan infus selama pasien
menjalani proses terapi intravena dengan alat sensor berat load cell. Sensor load
cell berfungsi membaca berat infus dan diterima modul analog to digital converter
HX711 yang mengkonversi data fisik menjadi digital. Arduino UNO berfungsi
sebagai mikrokontroler atau otak sistem, dan tayangan jumlah cairan infus
menggunakan LCD.
Penelitian yang dilakukan Dani Sasmoko dan Yanuar Arief Wicaksono pada
tahun 2017 yang berjudul “Implementasi Penerapan Internet of Things (IoT) Pada
Infus Menggunakan ESP-8266 Dan WEB Untuk Berbagi Data”. Alat ini
menggunakan teknologi Internet of Things (IoT) yaitu konsep yang bertujuan untuk
mengirimkan data dari objek fisik melalui internet, jadi memungkinkan penerima
di ujung lain untuk memonitor, memproses dan membuat keputusan berdarsarkan
data yang diukur. Alat ini memonitor berat cairan infus dengan sensor load cell dan
terhubung dengan modul ESP-8266 untuk mengirimkan data melalui internet secara
12
real time. Alat ini juga terhubung pada database MySQL dan dapat diakses melalui
WEB.
Penelitian yang dilakukan Hendiyansyah Dian Prastyana pada tahun 2018
yang berjudul “Pengamatan Volume Air Bersih Instalasi Pengolahan Air Berbasis
Internet of Things (IoT) Menggunakan Arduino UNO Dan Raspberry Pi Pada PT.
Pamapersada Nusantara”. Penulis membuat sebuah alat monitoring dan kontrol
Water Treatment Plant (WTP) secara real time dan otomatis. Alat ini meggunakan
Arduino UNO sebagai mikrokontroller dan Raspberry Pi 3 yang dijadikan sebagai
mini PC. Sensor ultrasonik berfungsi membaca ketinggian air tandon kemudian
sensor mengirimkan hasil ke Arduino UNO untuk mengontrol rele yang terhubung
ke pompa pengisian. Data selanjutnya dikirim ke Raspberry Pi 3 yang selanjutnya
diproses oleh aplikasi Node-RED sehingga menjadi dashboard monitoring.
Penelitian yang dilakukan Hasanuddin Muhammad pada tahun 2017 yang
berjudul “Sistem Monitoring Infus Menggunakan Arduino Mega 2560”. Penulis
membuat sebuah sistem monitoring dengan menggunakan 3 parameter, yaitu
menggunakan sensor tetesan untuk memantau tersumbatnya infus, sensor darah
untuk memantau naiknya darah ke selang infus pasien dan sensor cairan infus untuk
memantau cairan infus. Peneliti menampilkan hasil pembacaan sensor ke aplikasi
desktop yang dapat monitoring atau melihat kondisi infus pasien pada ruang
perawat. Mikrokontroller yang digunakan peneliti adalah Arduino Mega dan
software yang digunakan Microsoft Visual Studio untuk perangkat monitoring.
Penelitian yang dilakukan Akhmad Zainuri, Didik R Santoso dan M Aziz
Muslim pada tahun 2012 yang berjudul “Monitoring Dan Identifikasi Ganguan
Infus Menggunakan Mikrokontroler AVR”. Peneliti membuat suatu sistem untuk
mendeteksi keadaan cairan infus secara real time untuk memonitor gangguan infus
berupa penyumbatan dan laju aliran darah. Peneliti menggabungkan sensor strain
gauge, RPS, mikrokontroller dan modul Rx-Tx. Pengiriman data kondisi infus
menggunakan komunikasi wireless dengan baudrate serial sebesar 4800bps. Alat
ini berfungsi monitoring keadaan infus yang disampaikan ke perawat.
Penelitian yang dilakukan Dika Febri A, Ir. Ratna Adil, M.T., Ir. Moch
Rohcmad, M.T. dan Paulus Sustyo W., S.T. yang berjudul “Pengembangan Sistem
13
Monitoring Tetesan Infus Pada Ruang Perawatan Rumah Sakit”. Peneliti membuat
sistem kontrol dan monitoring laju tetesan infus sesuai dengan setting batas atas dan
setting batas bawah user. Alat ini mengirimkan data melalui komunikasi serial pada
PC, yaitu jumlah tetesan infus per menit atau rate infus. Untuk kontrol tetesan infus
yaitu umpan balik sistem dari setting input batas atas dan batas bawah yang
dikontrol dengan motor yang mwnggunakan penjepit selang infus untuk menahan
laju aliran. Sensor yang digunakan berupa LED (Light Emitting Diode) dan
photodioda yang membaca kondisi infus dan mengirimkan data ke mikrokontroler
ATMEGA16.
Penelitian yang dilakukan oleh Moh. Masruri pada tahun 2009 dengan judul
“Rancang Bangun Detektor Elektronik Dan Monitoring Pada Liquid Level Dan
Liquid Flow Infus Secara Komputerisasi”. Untuk memonitor liquid level dan liquid
flow infus menggunakan detektor elektronik dan komputer yang digunakan untuk
menampikan informasi dari kondisi level dan aliran infus. Detektor yang digunakan
terdiri dari pemancar dan penerima optik yang berfungsi sebagai pendeteksi level
dan aliran infus. Sinyal dari detektor elektronik infus dikirimkan ke komputer
menggunakan interface Labjack. Sistem ini memberikan informasi berupa
indikator LED yang terdapat pada komputer. Saat cairan infus penuh kondisi LED
menyala dan saat cairan infus habis kondisi LED mati.
Berdasarkan penelitian yang dijadikan acuan maka penelitian ini ditujukan
untuk membuat sistem yang lebih baik dari penelitian sebelumnya yaitu membuat
alat monitoring volume cairan infus yang dapat melakukan monitoring secara real
time pada dashboard monitoring Node-RED dengan menggunakan ESP-32 sebagai
mikrokontroler dan Raspberry Pi sebagai mini PC pada penelitian ini. Untuk
dashboard monitoring menggunakan program visual editor bawaan pada Raspberry
Pi yaitu Node-RED. Alat ini nantinya akan mempermudah pekerjaan perawat atau
petugas medis dalam memonitor volume cairan infus pada ruang pasien, karena alat
ini dapat monitoring keadaan infus dari segi volume secara real time dan dapat
diakses melalui web browser dengan mengakses dashboard monitoring Node-RED
dengan alamat server yang didapat dari Raspberry Pi. Alat ini juga terdapat alarm
dalam bentuk buzzer sebagai penanda saat cairan infus mendekati habis.
14
2.2 Landasan Teori
2.2.1 Sensor Berat (Load Cell Sensor)
Sensor load cell adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mendeteksi
berat atau tekanan sebuah beban benda, sensor berat load cell digunakan pada
sistem timbangan digital sebagai komponen utama dan juga digunakan sebagai alat
untuk menimbang muatan truk bahan baku pada jembatan timbang, sensor load cell
mengukur berat suatu benda menggunakan prinsip tekanan. Pada Gambar 2.1 di
bawah ini merupakan bentuk fisik dari sensor load cell.
Gambar 2.1 Bentuk Fisik Load Cell (America Module H, 2010)
Keterangan warna kabel pada sensor load cell:
Kabel merah: Input tegangan sensor.
Kabel hitam: Input ground sensor.
Kabel hijau: Output positif sensor.
Kabel putih: Output ground sensor.
Sensor load cell memiliki spesifikasi kerja sebagai berikut:
a. Kapasitas 5 Kg.
b. Input tegangan sensor yaitu 5-10 VDC atau 5-10 VAC.
c. Ukuran sensor kecil dan praktis.
d. Input atau output resistansi rendah 3.
e. Non lineritas 0.05%.
f. Range temperature kerja -10°C - +50°C.
15
2.2.1.1 Karakteristik Sensor Load Cell
Di bawah ini merupakan karakterisitik sensor load cell yang ditunjukkan
pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Karakteristik Sensor Load Cell
Mekanikal
Bahan Dasar Alumunium Alloy
Load Cell Type Strain Gauge
Kapasitas 5 kg
Dimensi 55.25x12.7x12.7 mm
Lubang Pemasangan M5 (ukuran baut)
Panjang Kabel 550 mm
Ukuran Kabel 30 AWG (0.2mm)
No Urutan Kabel 4
Elektrikal
Presisi sensor 0.05%
Non-Linieritas sensor 0.05% FS
Rata-rata output sensor 1.0±0.15mv/V
Non-Pengulangan 0.05% FS
Hysteresis 0.05% FS
Efek Temperatur Pada Nol (per 10°C) 0.05% FS
Creep (per 30 menit) 0.1% FS
Efek Temperatur Pada Span (per 10°C) 0.05% FS
Keseimbangan Nol ±1.5% FS
Output Impedansi 1000±10 Ohm
Hambatan Isolasi (di bawah 50VDC) ≥5000 MOhm
Input Impedansi 1130±10 Ohm
Kebutuhan Voltase 5 VDC
Toleransi Jarak Temperatur -10 to ~ +40°C
Pengoperasian Jarak Temperatur -20 to ~ +55°C
Safe Overload 120% Kapasitas
Ultimate Overload 150% Kapasitas
16
2.2.1.2 Prinsip Kerja Sensor Load Cell
Selama proses penimbangan beban terdapat elemen logam yang bekerja dan
mengakibatkan reaksi gaya secara elastis terhadap elemen logam tpada sensor.
Selanjutnya gaya reaksi regangan ini akan dikonversikan menjadi sinyal elektrik oleh
pengukur regangan atau strain gauge yang terdapat pada sensor load cell. Berikut
merupakan prinsip kerja dari sensor load cell menurut rangkaian jembatan Wheatstone
I dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.2 Rangkaian Jembatan Wheatstone (America Module H, 2010)
Pada gambar 2.2 nilai R = 350 Ω, arus yang mengalir pada R1 dan R3 sama
dengan arus yang mengalir di R2 dan R4, hal ini dikarenakan nilai semua resistor
sama dan tidak ada perbedaan tegangan antara titik 1 dan 2, oleh karena itu
rangkaian ini dikatakan seimbang. Apabila rangkaian ini diberikan beban, nilai R
pada rangkaian jembatan Wheatstone akan berubah. Nilai R2 = R3 dan R1 = R4.
Hal ini membuat kondisi tidak setimbang pada sensor berat load cell dan
mengakibatkan beda potensial. Output dari sensor load cell adalah beda potensial
tersebut.
Prinsip kerja dari sensor load cell menurut rangkaian jembatan Wheatstone
yaitu apabila sensor load cell diinput beban maka nilai resistansi akan berubah.
Nilai resistansi dari R2 dan R4 terjadi kenaikan, dan nilai resistansi dari R1 dan
R3 mengalami penurunan. Sedangkan pada kondisi setimbang nilai Vout sensor
adalah 0 volt, tapi pada kondisi resistansi R1 dan R3 mengalami kenaikan maka
akan terjadi perubahan nilai Vout. R1 mempengaruhi kondisi input data (+) dan
R3 mempengaruhi output (-).
17
2.2.2 Mikrokontroler ESP-32
Mikrokontroller ESP-32 diproduksi dari Espressif Systems, ESP-32
menggunakan seri chip (SoC) dengan menggunakan biaya dan berdaya rendah
yang sudah include bluetooth dua mode dan modul Wi-Fi. Keluarga ESP-32
termasuk chip ESP32-S0WD, ESP32-D0WD, ESP32-D2WD, ESP32-D0WDQ6
yang menggunakan sistem (SiP) ESP32-PICO-D4. Mikrokontroller ESP-32
mempunyai mikroprosesor singlecore dan dualcore yaitu Tensilica Xtensa LX6
dengan clock rate hingga 240 MHz. Alat ini terintegrasi dengan power
management modules, built in antenna switches, power amplifier, filters, low noise
receive amplifier and RF balun.
Alat ini didesain untuk perangkat elektronik yang diaplikasikan untuk
sistem IoT, ESP-32 mempunyai konsumsi daya yang rendah, karena terdapat
komponen hemat daya. Terdapat multiple power modes, dynamic power scaling
and fine resolution clock gating. Modul sebelumnya yaitu module ESP-8266 dan
sekarang sudah diupgrade menjadi ESP-32. Pada ESP-32 terdapat inti CPU
(Central Processing Unit) serta Wi-Fi yang lebih cepat, GPIO (General Purpose
Input Output) yang lebih, dan mendukung Bluetooth Low Energy. Berikut
merupakan bentuk fisik dari ESP-32 pada Gambar 2.3 di bawah ini.
Gambar 2.3 Mikrokontroler ESP-32 (edukasielektronika.com, 2019)
Pada pin out mikrokontroler ESP-32 tersebut terdiri dari:
18 ADC (Analog Digital Converter), berfungsi untuk merubah sinyal analog ke
digital).
18
2 DAC (Digital Analog Converter), kebalikan dari ADC.
16 Pulse Width Modulation (PWM).
10 Sensor sentuh.
2 jalur antarmuka Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART).
Pin antarmuka I2C, I2S, dan SPI.
Berikut ini adalah arsitektur dan block diagram dari mikrokontroler ESP-32
yang ditunjukan pada Gambar 2.4 di bawah ini.
Gambar 2.4 Blok Diagram ESP-32 (edukasielektronika.com, 2019)
Fitur dan spesifikasi Mikrokontroler ESP-32 sebagai berikut:
1. Processors
Tensilica Xtensa 32-bit LX6 microprocessor.
2 or 1 (depending on variation).
Up to 240 MHz clock frequency.
Up to 600 DMIPS performance.
Ultra low power co-processor ADC.
19
Computation, and level thresholds while in deep sleep.
2. Wireless connectivity
Wi-Fi: 802.11 b/g/n/e/i (802.11n @ 2.4 GHz up to 150 Mbit/s).
Bluetooth: v4.2 BR/EDR and Bluetooth Low Energy (BLE).
3. Memory
Internal memory:
ROM: 448 KiB.
SRAM: 520 KiB.
RTC fast SRAM: 8 KiB.
RTC slow SRAM: 8 KiB.
eFuse: 1 Kibit.
Embedded flash:
- 0 MiB (ESP32-D0WDQ6, ESP32-D0WD, and ESP32-S0WD chips).
- 2 MiB (ESP32-D2WD chip).
- 4 MiB (ESP32-PICO-D4 SiP module).
- ESP32 can access the external QSPI flash and SRAM through high-speed
caches.
- Up to 16 MiB of external flash are memory-mapped onto the CPU code
space, supporting 8-bit, 16-bit and 32-bit access.
- Up to 8 MiB of external flash memory are mapped into the CPU data space,
supporting 8-bit, 16-bit and 32-bit access.
4. Peripheral input/output: Rich peripheral interface with DMA that includes
capacitive.
Touch, ADCs (analog-to-digital converter), DACs (digital-to-analog
converter), I²C.
(Inter-Integrated Circuit), UART (universal asynchronous
receiver/transmitter).
Controller Area Network, Serial Peripheral Interface (SPI), I²S.
(Reduced Media-Independent Interface) / RMII.
Pulse Width Modulation (PWM).
20
5. Security
IEEE 802.11 standard security features all supported, including WFA.
WPA/WPA2 and WAPI.
Secure boot.
Flash encryption.
1024-bit OTP, up to 768-bit for customers.
Cryptographic hardware acceleration: AES, SHA-2, RSA, Elliptic
Curve Cryptography (ECC), Random Number Generator (RNG).
Berikut ini adalah GPIO dari mikrokontroler ESP-32 yang ditunjukan pada
Gambar 2.5 di bawah ini.
Gambar 2.5 GPIO Mikrokontroler ESP32 (edukasielektronika.com, 2019)
2.2.3 Raspberry Pi
Raspberry Pi adalah sebuah mini kit atau komputer papan tunggal (Single
Board Circuit atau SBC) yang bisa dijadikan komputer mini seukuran kartu kredit
dengan berat hanya 45 gram. Mini komputer Raspberry Pi ini menggunakan sistem
berbasis Linux. Yang mengembangkan alat ini adalah lembaga Raspberry Pi
21
Foundation. Raspberry Pi bisa berfungsi sebagai mini PC untuk keperluan media
player, spreadsheet, game bahkan bisa untuk memutar video high definition.
Raspberry Pi terdiri dari dua model yaitu A dan B. Perbedaan dari kedua
modul tersebut adalah pada memori alat, model B menggunakan memori 512 MB
sedangkan model A menggunakan memori 256 MB, tentunya model B telah
diupgrade untuk keperluan penyimpanan yang lebih besar. Raspberry Pi model B
terdapat penambahan dari model A yaitu semacam kartu jaringan atau ethernet port.
Terdapat juga penyimpanan data menggunakan kartu SD (SD memory card)
semacam hard disk dan SSD (Solid State Drive) yang berfungsi untuk menyimpan
jangka panjang dan booting.
Raspberry Pi tidak mempunyai hardware yang support real time clock, oleh
karena itu OS Linux harus menambahkan semacam timer sebagai server pengganti
dari real time clock. Raspberry Pi mudah dikembangkan karena dapat ditambah
dengan fungsi real time clock seperti DS1307, melalu saluran GPIO (General
Purpose Input Output) via antarmuka I2C (Inter Integrated Circuit).
Ada beberapa sistem operasi luar biasa yang bisa digunakan di Raspberry
Pi, yaitu:
1. Raspbian berbasi Linux Debian
2. Arch Linux ARM
3. Raspbmc
4. Open LEC
5. Android
2.2.3.1 Kelebihan Raspberry Pi
Raspberry Pi mempunyai kelebihan yang sangat banyak seperti alat
elektronik laptop dan komputer dengan menggunakan sistem operasi Linux. Alat
ini dapat membuat program dan server dengan pemrograman banyak bahasa,
contohnya bahasa tingkat tinggi Phyton. Alat ini dapat menjalankan GUI sebagai
sistem operasi yang digunakan, sehingga dapat melakukan kegiatan browsing,
nonton film, mendengarkan music, bermain game, membuat aplikasi dll.
Pengembangan aplikasi dari alat Raspberry Pi sangat banyak dilakukan pada zaman
22
sekarang yang merujuk pada industry 4.0 yang lebih menekankan pada
pengembangan teknologi. Tentunya penggunaan Raspberry Pi hampir tidak ada
batasan seperti halnya dengan PC atau perangkat elektronik lainnya, banyak
pengembangan aplikasi yang bisa didapatkan dengan menggunakan Raspberry Pi.
Raspberry Pi juga bisa terkoneksi dengan internet sama halnya yang bisa dilakukan
oleh perangkat computer. Pada dunia elektronika Raspberry Pi digunakan sebagai
komponen utama dalam melakukan pemrograman yang menghasilkan suatu sistem
atau alat yang menunjang IoT.
Fungsi komputer dan laptop seakan tergantikan oleh sistem dari Raspberry
Pi. Pada dunia elektronika Raspberry Pi biasa disebut computer mini, karena
ukurannya yang kecil hanya sebesar mouse komputer. Alat ini terdapat sistem
operasi yang cukup lengkap diantaranya sistem operasi Android dan Linux. Saat
menggunakan Raspberry Pi dapat membuat program yang dapat mengontrol sistem
input dan output yang terdapat pada alat. Desain hardware telah terintegrasi yang
bisa digunakan untuk peralatan ethernet, audio, video, processing, jumlah
penyimpanan yang besar dan jumlah RAM yang tinggi.
Sistem operasi yang digunakan pada Raspberry Pi adalah open source,
dimana sistem membebaskan pengguna untuk melihat, mengedit bahkan membuat
program dalam sistem operasi tersebut. Pengaplikasian Raspberry Pi juga bisa
dihubungkan pada layar monitor dengan kabel HDMI dengan tambahan port untuk
mouse dan keyboard. Raspberry Pi berjalan di atas arsitektur ARM11 seperti yang
dapat ditemui pada iphone 3G maupun smartphone.
Gambar 2.6 Lambang Raspberry Pi (Ika Kumala Dwi, 2016)
2.2.3.2 Kekurangan Raspberry Pi
Kekurangan dari Raspberry Pi adalah tidak bisa dihubungkan langsung
dengan sensor yang bersifat analog karena hanya bisa membaca sensor digital.
23
Untuk menggunakan SD card dan sistem operasi Raspberry Pi harus menambahkan
prosedur khusus saat akan mematikannya. Prosedur mematikan alat ini yaitu seperti
komputer pada umumnya dengan tombol shutdown.
Sistem Raspberry Pi berjalan lebih lambat karena kernel Linux yang
digunakan mempunyai fungsi prioritas, jadi sistem Linux menangani lebih banyak
proses yang telah ditentuka, sehingga sistem jauh lebih lambat dari komputer pada
umumnya.
2.2.3.3 Spesifikasi Raspberry Pi
Berikut merupakan spesifikasi dari Raspberry Pi:
1. Chip: Broadcom BCM2835 (COU, GPU, DSP, and SDRAM).
2. CPU: 700 MHz.
3. GPU: Open GL ES 2.0, Broadcom VideoCore IV, 1080p30 h.264/MPEG-4
AVC.
4. Memory (SDRAM): 512 MB (GPU).
5. USB 2.0 ports: 2 (USB hub).
6. Video outputs: Composite RCA HDMI (rev 1.3 &1.4), (PAL & NTSC), raw
LCD Panels via DSI 14 HDMI resolutions *640x350 to 1920x1200 plus
various PAL and NTSC standarts.
7. Audio outputs: 3.5 mm jack, HDMI.
8. Onboard storage: SD, MMC dan SDIO card slot.
9. Onboard network: 10/100 Ethernet (RJ45).
10. Low-level peripherals: 8 x GPIO, UART, I2C, SPI with two chip selects, =3.3
V, 5 V, GND [58] [63].
11. Power ratings: 700 mA (3.5 W).
12. Power source: 5 volts via Micro USB or GPIO header.
13. Size: 85.60 x 53.98 mm (3.370 x 2.125 in).
14. Weight: 45 gram (1.6 oz).
15. Operating systems L Debian GNU/Linux, Fedora, Arch Linux ARM, RISC OS.
24
Pada Gambar 2.6 di bawah ini merupakan bentuk fisik dari atas dan GPIO
header dari Raspberry Pi.
Gambar 2.7 Raspberry Pi dan GPIO Header (Ika Kumala Dwi, 2017)
2.2.4 Modul HX711
Modul HX711 adalah modul amplifier yang diguanakan dalam timbangan
dari sensor berat atau sensor load cell. Prinsip kerja dari modul ini adalah
mengkonversi nilai yang terbaca atau terukur pada perubahan resistansi,
selanjutnya mengkonversi ke dalam besaran tegangan. Kepresisian dari modul ini
sebesar 24-bit analod to digital converter (ADC) yang digunakan dalam aplikasi
kontrol industry dan timbangan digital yang terhubung dengan sensor berat dan
jembatan wheatstone. Prinsip kerja dari modul HX711 adalah sebagai penguat
tegangan pada sensor load cell pada saat sensor bekerja. Di bawah ini merupakan
bentuk fisik dari modul HX711.
Gambar 2.8 Modul HX711 (Wahyudi, 2017)
25
2.2.5 Node-RED
Node-RED adalah sebuah software visual editor yang terdapat pada OS
rasbian pada Raspberry Pi yang berbasis browser dan bersifat open source untuk
membuat aplikasi Internet of Things (IoT) yang diproduksi oleh IBM (International
Business Machines Corporation). Pada pemrograman visual Node-RED
menggunakan flow untuk membuat aplikasi. Bahasa pemrograman yang digunakan
sangat beragam dan luas yang meliputi berbagai jenis gaya dan paradigma
pemrograman.
Node-RED menggunakan pemrograman visual, artinya tidak seperti
kebanyakan software lainnya yang menggunakan barisan koding untuk
pemrogamannya. Sedangkan Node-RED fokus pada program menggunakan flow
yang berisi node yang terlihat sederhana untuk menjadi ikon yang diseret dan
diletakkan pada kanvas atau lembar kerja dan disambungkan untuk menjadi sebuah
sistem yang diharapkan. Setiap node menawarkan fungsi yang bisa menjangkau
dari simple debug node yang dapat untuk melihat apa yang sedang terjadi pada flow
yang dibuat. Pada Gambar 2.9 adalah contoh flow di dalam Node-RED.
Gambar 2.9 Contoh Flow Node-RED (Hendiyansyah, 2018)
26
Pada Gambar 2.9 terdapat flow dari node-node yang saling berhubungan
dimana setiap node melakukan tugas tertentu. Node-RED terdapat macam-macam
jenis node atau palette yang digunakan untuk membuat developer menjadi sangat
efisien, seperti:
1. Dapat menampilkan input dan output node sehingga menjadi sebuah subskripsi
untuk dapat menerima topik MQTT (MQ Telemetry Transport) dan output dari
topik MQTT ke broker.
2. Dapat mengembangan semacam web browser lewat permintaan beserta
pembuatan balasan HTTP dan user sebagai layanan datagram protocol TCP
level rendah yang digunakan untuk bekerja menghasilkan ouput, menerima
output dan membuat server.
Pembuatan node-node pada Node-RED dengan menekankan fungsi dalam
JavaScript, dapat menghasilkan pesan pemicunya yang berbasis waktu, dan dapat
menunda sebuah pesan untuk mengetahui batas flow (Sri Mulyono, 2018).
2.2.6 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu perangkat keras elektronik yang
digunakan atau berfungsi untuk menampilkan angka, tulisan dan gambar sebuah
sistem digital atau mikrokontroler. LCD merupakan jenis media penampil yang
mengubah kristal cair untuk penampil utama. Komponen ini dapat memunculkan
tulisan karena terdapat banyak pixel yang mempunyai sebuah titik cahaya dari satu
buah kristal cair. Tapi kristal cair tersebut tidak bisa memancarkan cahaya sendiri,
karena sumber dari cahaya tersebut adalah lampu neon yang tedapat dalam
perangkat LCD.
Perangkat LCD sendiri terdiri dari dua bagian, yaitu kristal cair dan
blacklight. Backlight merupakan sumber cahaya dari LCD yang di dalamnya terdiri
beberapa buah lampu neon yang jumlahnya 1-4 lampu. Warna lampu backlight ini
adalah putih. Kristal cair berfungsi menyaring cahaya backlight yang berwarna
putih. Cahaya putih atau blacklight tersebut mengalami refleksi dan selanjutnya
akan terlihat dengan beberapa ratus cahaya. Pada Gambar 2.10 merupakan tampilan
dari kaki LCD.
27
Gambar 2.10 Pin LCD (Andriyanan, 2018)
Berdasarkan pada Gambar 2.10 fungsi pin LCD tersebut adalah sebagai
berikut:
a. VCC (pin 1) merupakan sumber tegangan +5V.
b. GND 0V (pin 2) merupakan sambungan ground.
c. RS Register Select (pin 4) adalah register pilihan 1= register data, 0= register
perintah.
d. VEE (pin 3) adalah input tegangan LCD.
e. R/W (pin 5) adalah read select, 1= read, 0= write.
f. D0 – D7 (pin 7–pin 14) adalah data bus 1–7 ke port.
g. Enable clock (pin 6) adalah input logika 1 ketika melakukan pembacaan dan
pengiriman data.
h. Katoda (pin 16) adalah input tegangan (-) backlight.
i. Anoda (pin 15) merupakan input tegangan (+) backlight.
Pada LCD terdapat display karakter yang diatur menggunakan pin RS, RW
dan EN. Jalur EN adalah enable berfungsi untuk mengetahui LCCD mempunyai
sebuah data yang sedang dikirim.Data dikirim ke LCD berupa ASCII yang
selanjutnya ditampilkan pada layar LCD, maka dari itu program EN dikirim logika
0 “low” dan mengatur dua jalur control pada RS dan RW. Dua jalur LCD saat sudah
siap maka atur EN menggunakan logika high “1” dan kemudian menunggu pada
setting berikutnya. Berikut tampilan bagian depan LCD.
Gambar 2.11 Tampilan Depan LCD (Andriyanan, 2018)
28
Fungsi dari memori LCD tersebut adalah sebagai pengendali untuk
menampilkan karakter dan terdiri dari sebagai berikut:
- Display Data Random Access Memory (DDRAM) adalah memori sebagai tempat
atau posisi untuk karakter yang disuguhkan. Contoh, untuk karekter ‘L’ atau 4CH
yang ditulis dngan alamat 00, karakter yang akan tampil pada baris satu dan kolom
1 pada LCD. Ketika karakter pada program ditulis dengan alamat 40, maka
karakter yang akan tampil pada LCD adalah baris 2 kolom 1 di LCD.
- Character Generator Random Access Memory (CGRAM) adalah memori yang
berfungsi mengubah-ubah bentuk karakter sesuai keinginan. Apabila tidak ada
power supply maka karakter yang tersimpan pada CGRAM akan hilang karena
memori ini tidak permanen
- Character Generator Read Only Memory (CGROM) adalah suatu memori yang
dapat menyimpan beberapa karakter permanen pada LCD, jadi bentuk karakter
tidak dapat di ubah oleh pengguna. Tapi karena memori ini bersifat permanen,
ketika alat dimatikan atau tidak terdapat catu daya karakter tidak akan hilang.
2.2.7 Buzzer
Buzzer merupakan komponen dengan cara kerja merubah dari sinyal listrik
ke getaran suara. Alat ini biasa digunakan pada sistem alarm dengan indikasi suara
sebagai pertanda. Buzzer tergolong alat elektronika tranduser. Komponen ini
mempunyai 2 kaki yaitu kaki panjang merupakan positif dan kaki pendek
merupakan negatif. Pada saat aliran listrik atau tegangan listrik mengalir pada
rangkaian komponen buzzer yang menggunakan piezoelektrik, piezo buzzer dapat
bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekuensi pada kisaran 1-6 kHz hingga
100 kHz. Komponen ini juga menggunakan tegangan input antara 3-12V. Berikut
tampilan hardware yang digunakan.
Gambar 2.12 Buzzer (Ajifahreza, 2017)
29
2.2.8 Internet of Things (IoT)
Internet of Things (IoT) adalah bentuk aktifitas yang saling berinteraksi
antara pelaku atau pengguna dengan memafaatkan jaringan internet. Dalam
berbagai aktivitas, banyak ditemui penggunaan IoT, contoh pada dunia e-
commerce, transportasi online, streaming, pemesanan tiket online, e-learning, dll.
Sampai pada alat-alat yang digunakan manusia dalam membantu kegiatam seperti
GPS tracking, remote suhu sensor dan lain-lain. Kebanyakan menggunakan
jaringan internet sebagai media dalam melakukannya.
Banyak manfaat dari IoT, yaitu membuat segala sesuatu pekerjaan manusia
menjadi lebih mudah dan cepat. IoT sangat berfungsi sebagai penunjang aktivitas
dengan menggunakan suatu sistem internet sebagai sistem penunjang kegiatan.
2.2.8.1 Fitur Utama IoT
Berikut merupakan fitu yang sangat penting pada sistem IoT yang terdiri
dari kecerdasan buatan, sensor, keterlibatan aktif, penggunaan perangkat kecil dan
konektivitas. Di bawah ini penjelasan dari beberapa fitur berikut:
1. AI: IoT prinsip kejanya membuat apapun “smart”, artinya meningkatkan
beberapa aspek dengan algoritma kecerdasan, jaringan dan pengumpulan data
secara buatan.
2. Konektivitas: Konektivitas melibatkan teknologi yang berguna untuk jaringan
khusus IoT yang bersifat baru, jaringan yang dibuat bersifat tidak terikat dengan
sistem utama. Skala yang dibuat jauh lebih kecil dari jaringan sebelumnya,
harganya lebih murah dan tetap praktis.
3. Sensor: Sensor merupakan komponen utama dalam sistem IoT untuk bertindak
sebagai pembaca parameter yang diukur dan mengubah jaringan pasif standar
menjadi perangkat yang aktif dan bisa terintegrasi ke internet.IoT
4. Active Engagement: Sebagian besar interaksinya dengan teknologi terhubung
terjadi melalui keterlibatan pasif. IoT memerkenalkan paradigma baru untuk
konten aktif, produk atau keterlibatan layanan.
5. Perangka kecil (small device): Perangkat ini berbentuk lebih kecil dari perangkat
lainnya, lebih kuat dan lebih murah harganya. Perangkat kecil ini dimanfaatkan
30
untuk stabilitas, ketepatan dan fleksibilitas. Perangkat kecil ini dibuat khusus
untuk perangkat IoT.
2.2.8.2 Manfaat dan Kelebihan IoT
Kelebihan dari rentang IoT disetiap gaya hidup dan bisnis. Berikut
merupakkan daftar dari keuntungan yang ditawarkan IoT:
1. Optimalisasi teknologi: Optimalisasi teknologi tentunya bertujuan memberikan
manfaat kepada pengguna untuk penggunaan perangkat. Membantu
memperbaiki teknologi menjadi lebih berkembang dari sebelumnya. Teknologi
IoT membuat lapangan kritis dan membuka data fungsional.
2. Peningkatan keterlibatan pelanggan: Pada dunia modern sangat dibutuhkan
keterlibatan yang lebih optimal dan lebih efektif dari sebelumnya. Analisis yang
sekarang dilakukan masih belum jelas arahnya dan belum mencapai target yang
diharuskan.
3. EDC (Enhanced Data Collection): EDC merupakkan kumpulan data yang
mempunyai keterbatasan dan berfungsi untuk user yang bersifat pasif. EDC
menempatkan pengguna untuk benar-benar berkeinginan menganalisis pada
dunia nyata. Hal semacam ini tentunya untuk kedepannya ang mempunya
gambaran secara akurat tentang berbagai hal.
4. Mengurangi limbah: Manfaat dari IoT salah satunya mengurangi limbah dari
segi penggunaannya karena membuat kejelasan dari area perbaikan. IoT
memberikan kejelasan tentang pengolahan sumber daya.
2.2.8.3 Kekurangan IoT
Sistem IoT juga terdapat beberapa kekurangan yang diakibatkan oleh sistem
yang digunakan meskipun banyak menghadirkan manfaat bagi penggunanya.
Berikut dijelaskan beberapa kekurangan IoT di bwah ini:
1. Privasi: IoT tentunya snagat rentan terhadap pembajakan maupun hacker karena
data pengguna secara luas terhubung dengan internet.
2. Kepatuhan: Teknologi IoT seperti teknologi yang merujuk pada teknologi pada
bidang bisnis dan harus patuh keaturan yang ada. Sangat banyak pengguna
31
mempertimbangkan dari kepatuhan yang dibuat pada perangkat lunak. Karena
merupakan hal yang sangat penting untuk sistem kerja alat.
3. Keamanan: IoT memberikan sistem keamanan yang menciptakan pengguna
merasa aman dalam penggunaanya yang dapat berkomunikasi lewat jaringan
internet tanpa ada mengurangi resiko yang diberikan. Sistem IoT menawarkan
kontrol bagi pengguna yang terpapar oleh penyerang.
4. Fleksibilitas: Fleksibilitas sistem IoT sangat berpengrauh dengan kerja alat
karena mudah berintegrasi dengan alat lain. Sistem sangat khawatir dengan
sistem yang lain yang terkunci atau bertentangan dari sistem yang ada.
5. Kompleksitas: Sistem IoT sangat rumit untuk dipecahkan karena dalam desain,
pemeliharaan dan penyebaran yang melibatkan pengguna mengarah ke
perkembangan teknologi yang ada saat ini.
2.2.9 Infus
Infus merupakan botol yang berisi larutan dengan ukuran beragam mulai
dari 100 ml sampai 2000 ml tergantung dari kebutuhan cairan obat yang masuk ke
tubuh pasien. Cairan infus masuk ke intravena darah seseorang dengan bantuan
semacam selang yang ujungnya terdapat jarum suntik. Elektrolit tubuh dan dan
asupan air dapat didapatkan dari minuman dan makanan yang dimakan seseorang.
Untuk pemberian cairan infus dilakuka secara injeksi volume dengan
jumlah yang kecil dan harus bersifat steril karena cairan yang dimasukkan ke dalam
pembuluh darah vena bersifat isotonis ke darah. Biasanya cairan infus dikemas atau
terbungkus oleh botol plastic atau kaca dengan ukuran 100 ml-2000 ml. Pada tubuh
seseorang terdapat kandungan air sebesar 60% yang terdiri dari cairan intraseluler.
$0% merupakan kandungan ion-ion Mg+, K+, fosfat, sulfat, senyawa organik asam
fosfat (heksosa, monosfat dan ATP) dan protein. Pada air terdapat kandungan cairan
ekstraseluler yang terdapat pada luar sel dan mengandung beberapa ion yaitu
klorida, Na+ dan bikarbonat. Cairan itu terbagi menjadi cairan intersesier yang
berada diantara kapiler dan plasma darah.
Pada satu wadah atau botol infus dibuat menggunakan dosis tunggal yang
harus steril, bebas partikel-partikel lain dan bebas prirogen. Karena infus
32
mempunya volume cairan yang cukup besar jadi cairan infus tidak menggunakan
pengawet dalam bahan yang digunakan untuk pembuatan cairan ifnus. Pada cairan
intravena seseorang terdapat kandungan zat-zat desktrosa, elektrolit, amino dan
vitamin. Fungsi dari infus ini adalah untuk menetralisir trauma pada pembuluh
darah dengan menggunakan larutan isotonis yang dimasukan. Tapi dengan
menggunakan cairan hipertonis dan hipotonis juga dapat digunakan untuk
menetalisir pembuluh darah (Anief, 1993).
Berikut merupakan syarat-syarat infus yang harus dipenuhi:
a. Harus aman, tidak boleh mengakibatkanefek toksis dan iritasi jaringan.
b. Harus Jernih, yang berarti tidak ada partikel padat berada pada cairan.
c. Harus tidak berwarna, kecuali infus yang obatnya memang mempunyai warna.
e. Infus harus isohidris, dengan pH larutan mempunyai nilai yang sama dengan
darah yaitu 7.4.
f. Infus harus steril, Infus haru bebas dari mikroorganisme hidup maupun mati dan
non potagen atau potagen. Yang berbentuk vegetative maupun bentuk spora (non
vegetative).
g. Infus harus isotonis, yang berarti infus mempunyai sebuah tekanan osmosi yan
bernilai seimbang dengan darah, cairan lmbai dan air mata dengan tekanan
larutan NaCl 0.9 %.
h. Infus harus bebas pirogen, karena cairan infus yang terdapat cairan pirogen
dapat mengakibatkan pasien panas dan demam. Pirogen merupakan senyawa
yang bersifat kompleks polisakarida dan mengandung radikal yang terdpaat
beberapa unsur diantaranya unsur P dan unsur N.
Infss mempunyai keuntungan apabla tersedia, yaitu:
1. Biovaibilitas dalam traktus gastrointenstinalis dapat tidak terjadi.
2. Obat mempunyaui onset yang cukup cepat.
3. Kerusakan obat karena tractus gastrointestinal dapat terhindarkan.
4. Obat bisa diberikan kepada pasien yang dalam kondisi koma dan sakit keras.
5. Efek infus atau obat dapat diramalkan karena pasti.
Terdapat juga kerugian ketersediaan infus yaitu:
1. Bisa memberikan efek secara fisikologis pada pasien yang takut untuk disuntik.
33
2. Kekeliruan saat pemberian dosis pada hamper tidak bisa diperbaiki pada saat
pemberian cairan ke intravena.
3. Mengakibatkan rasa nyeri saat disuntik apalagi harus diberikan berulang-ulang.
4. Infus lebih mahal dengan bentuk non steril, karena sangat ketat dalam
persyaratan dari segi bebas pyrogen, steril, praktis, jernih dan bebas partikel.
5. Obat infus hanya bisa diberikan kepada pasien atau penderita pada tempat
praktek dokter oleh perawat yang sudah kompeten.
Pemberian infus mempunyai fungsi sebagai berikut:
1. Dapat membawa obat seperti antibiotic.
2. Sebagai dasar nutrisi, karena kebutuhan kalori disuplai denganbintravenous.
Intravenous seperti karbohdrat dan protein.
3. Dapat menggantikan cairan tubuh yang hilang karena dehidrasi.
4. Dapat menyeimbangkan elektrolit pada tubuh pasien yang sebelumnya terjangkit
diare, syok, muntah, mual dan membutuhkan cairan intravenous.
2.2.10 Konversi Berat (Kg) ke Volume (L)
Satuan kilogram adalah satuan massa (berat) dalam satuan internasional
(SI). Simbol resmi yang digunakan pada satuan kilogram adalah kg. Pada satuan
dasar untuk berat adalah gram. 1 kilogram sama dengan 1.000 gram. Terdapat juga
beberapa satuan berat yang lain berbasis gram diantaranya milligram (mg),
sentigram (cg), desigram (dg), dst.
Satuan Liter ialah satuan volume, satuan liter pada dasarnya tidak
merupakan satuan volume dalam SI (Sistem Internasional), tapi satuan dikonversi
dan digunakan pada SI. Pada satuan liter mempunyai symbol resmi yaitu l (L kecil),
tapi sering digunakan simbol L (L kapital). Beberapa satuan volume berbasis liter
misalnya mililiter (ml), sentiliter (cl), desiliter (dl), dst. Dalam sistem internasional,
satuan dasar pada volume yaitu m3 (meter kubik). Beberapa satuan volume lainnya
berbasis kubik misalnya milimeter kubik (mm3), sentimeter kubik (cm3), desimeter
kubik (dm3), dst.
Besaran massa (berat) tidak dapat langsung dikonversikan kebesaran
volume. Jadi satuan kilogram (kg) tidak dapat dikonversi secara langsung ke satuan
34
liter (L). Apabila mengkonversi besaran berat kebesaran volume, digunakan besaran
yang lain dengan menggunakan massa jenis (berat jenis) atau densitas. Jika sebuah
benda mempunyai massa (m) dan volume (v), maka massa jenisnya (ρ) adalah
sebagai berikut.
ρ = (𝑚
𝑉) (2.1)
Berdasarkan rumus di atas yaitu massa jenis maka untuk mengkonversi
berat ke volume adalah sebagai berikut.
V = (𝑚
ρ) (2.2)
Pada air terdefinisikan mempunyai densitas atau massa jenis air sebesar 1
kg/liter, maka dari rumus di atas volume 1 kg air bisa dihitung sebagai berikut.
V = (𝑚
ρ) = (
1 kg
1kg/liter) = 1 𝐿 (2.3)
Jadi didapatkan hasil 1 kg air bernilai sama 1 liter atau sebaliknya yaitu 1
liter sama dengan 1 kg. Karena berat maksimal kantong infus sekitar 2 kg atau 2000
g maka kantong infus itu mempunyai volume 2 liter atau 2000 ml.
2.2.11 Ketidakpastian Pengukuran
Pengukuran merupakan sebuah proses mendapatkan sebuah atau banyak
informasi tentang besaran fisis yang terdiri dari suhu (T), tekanan (P), arus listrik
(I), tegangan listrik (A), kecepatan (V) dan lain-lain. Setelah melakukan
pengukuran didapatkan informasi yang berupa nilai dalam bentuk kuantitatif
(angka) maupun pernyataan yang dapat menjawab suatu nilai (kualitatif). Untuk
dapat meperoleh sebuah informasi yang diperlukan saat proses pengukuran harus
menggunakan ala penunjang seperti alat ukur. Misalkan untuk mengukur arus (I),
tegangan (V) dan hambatan (R) harus menggunakan alat multimeter.
2.2.11.1 Ralat (Error) dan Ketidakpastian (Uncertainty)
Pada konsep pengukuran, terutama saat terjadi keterbatasan alat mapupun
lainnya yang mengakibatkan suatu pengukuran tidak berjalan seperti yang
diharapkan dengan kondisi lingkungan. Pastinya setiap pengukuran selalu
menghasilkan nilai ukur yag didapat tidak mendapatkan nilai yang sesungguhnya.
35
Selisih atau simpangan yang terjadi selama proses pengukuran disebut sebagai nilai
error atau ralat. Harus sangat dicermati definisi ralat atau error bukan salah
mengukur, tapi tepatnya terdapat semacam deviasi yang mendapatkan hasil baca
alat ukur terhadap nilai sesungguhnya atau nilai benar dari besaran fisis yang diukur
oleh alat ukur. Suatu alat pengukuran dikatakan presisi apabila mempunyai akurasi
yang sangat baik atau nilai error yang sedikit. Tentunya alat menunjukan hasil ukur
ketidapastian yang kecil. Dapat dikatakan nilai hasil ukur sangat dekat dengan nilai
benar.
Untuk dapat mendapatkan ukuran dari nilai penyimpangan apabila kedua
nilai pengukuran berbeda, maka bisa dihitung besar dari diskrepansi (discrepancy)
Z seperti di bawah ini. Diskrepansi Z merupakan dua buah besaran fisis yang sama
(�̅� ± ∆𝑋) dan (�̇̅� ± ∆𝑌), dengan Y sebagai acuan adalah:
𝑍 = (�̅� − �̅�
�̅�) . 100% (2.4)
Oleh karena itu bila diskrepansi hasil ukur sangat kecil, kita bisa
mendapatkan kesimpulan bahwa hasil ukur kita sangat baik. Akurasi
mengambarkan seberapa baik (kualitas) pengukuran kita terhadap pengukuran
standar, sedangkan nilai diskrepansi menyatakan ukuran kuantitas dari pengukuran
yang dilakukan.
2.3 Hipotesis
Pada penelitian ini memiliki hipotesis yaitu terbentuknya suatu purwarupa
sistem monitoring volume cairan infus bersifat Internet of Things (IoT)
menggunakan sensor berat load cell untuk mengukur berat infus yang kemudian
berat infus dikonversi menjadi volume infus dan ditampilkan pada LCD (Liquid
Crystal Display) dan dashboard monitoring Node-RED dalam bentuk volume dan
grafik. Terdapat buzzer sebagai alarm apabila cairan infus akan habis atau dalam
kondisi cairan infus kurang dari 50 ml. Mikrokontroler yang digunakan adalah
mikrokontroler ESP-32 yang sebagai permroses data dan penghubung ke software
Node-RED pada Raspberry Pi yang digunakan sebagai mini PC untuk
menampilkan dashboard monitoring Node-RED.
36
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini meliputi porses perancangan baik software maupun hardware yang
membutuhkan beberapa hal, baik berupa alat dan bahan serta referensi yang
berhubungan dengan penelitian ini.
3.1 Alat dan Bahan
Berdasarkan pada identifikasi kebutuhan pada penelitian ini, maka
diperlukan beberapa analisa kebutuhan penelitian yang dibuat dengan spesifikasi
alat dan bahan yang tertera pada sub bab 3.1.1 untuk kebutuhan alat penelitian dan
sub bab 3.1.2 untuk kebutuhan bahan atau komponen yang digunakan.
3.1.1 Alat Penelitian
3.1.1.1 Perangkat Lunak (Software)
Terdapat beberapa peralatan yang digunakan dalam penelitian ini, peralatan
tersebut terdiri dari perangkat lunak dan perangkat keras.
Tabel 3.1 Daftar Perangkat Lunak yang Digunakan dalam Peneletian
No. Nama Software Spesifikasi Jumlah
1. Microsoft Office 2013 1
2. SketchUp 2015 1
3. Arduino IDE 1.6.8 1
4. Microsoft Office Visio 2007 1
5. Software 3D Buider 15.2 1
6. Eagle 6.5.0 1
7. Node-RED 2019 1
8. OS Raspbian Linux 1
3.1.1.2 Perangkat Keras (Hardware)
1. Komputer/Laptop
Operating System : Windows 8 Pro 64-bit
Manufacture : SONY VAIO
Processor : Intel(R) Core(TM) i5-3230M CPU @2.60GHz
37
Memory : 4096MB RAM
2. Peralatan Kerja
Peralatan kerja yang digunakan dalam perancangan sistem
ditunjukkan pada Tabel 3.2 sebagai berikut:
Tabel 3.2 Peralatan Kerja
No. Nama Peralatan Jumlah
1. Solder 1 buah
2. Atraktor 1 buah
3. Obeng 1 set
4. Bor tangan 1 buah
5. Tang potong 1 buah
6. Tang jepit 1 buah
7. Multimeter digital 1 buah
8. Cutter 1 buah
3.1.2 Bahan
Beberapa bahan dan komponen yang digunakan pada peneletian ini, bahan
dan komponen tersebut secara umum tertera pada Tabel 3.3 berikut ini.
Tabel 3.3Daftar Bahan dalam Penelitian
No. Nama Bahan Spesifikasi Jumlah
1 Raspberry Pi 3B 1
2 Mikrokontroler ESP-32 1
3 Sensor berat Loadcell 5 kg 1
4 Modul amplifier HX711 1
5 LCD 16x2 + i2c 1
6 Kabel jumper 6 pin 4
7 Pin header 5 pin 3
8 SD card 32 Gb 1
9 Saklar 2 input 1
10 Tiang infus 1,5 meter 1
11 Infus + selang 1 set 1
12 Power bank 5000 mAh 1
13 Buzzer 5 V 1
38
3.2 Tahapan Penelitian
Penelitian ini, langkah-langkah penelitian mengacu pada flowchart yang
dibatasi hanya pada penelitian perencanaan pembuatan alat monitoring volume
infus. Berikut langkah-langkah penelitian yang dijelaskan pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Flow Chart Jalannya Penelitian
MULAI
LANDASAN TEORI
IDENTIFIKASI MASALAH
BATASAN MASALAH
TUJUAN PENELITIAN
PERANCANGAN ALAT
PERLU
PENGUJIAN
ALAT?
Tidak PENGUJIAN ALAT
Tidak AKURASI
PENGOLAHAN DATA
PENGOLAHAN MANUAL PENGOLAHAN SOFTWARE
ANALISIS
KESIMPULAN DAN SARAN
SELESAI
Ya
Ya
39
3.3 Perancangan Sistem
Pada tahap perancangan sistem ini terdiri dari prinsip kerja alat sistem
monitoring volume infus secara keseluruhan yang dibuat untuk memperbaiki sistem
pemantaun infus yang masih manual menjadi sistem yang terkomputerasi dan
bersifat real time. Untuk mengetahui perancangan sistem secara keseluruhan dapat
dilihat dari diagram blok sistem pada Gambar 3.2 di bawah ini.
Sensor Load
Cell+Modul HX711
Mikrokontroler
ESP-32
Raspberyy Pi 3
(Dashboard
NodeRED)
Layar Monitor LCD 16x2 + i2c
Internet
Buzzer
Gambar 3.2 Diagram Alir Perancangan Sistem
Berdasarakan Gambar 3.2 di atas yaitu diagram alir alat monitoring volume
infus secara real time ini memperlihatkan bagian-bagian hardware yang digunakan
dalam rangkaian monitoring infus, juga menjelaskan aliran proses sistem kerja
rangkaian dari input hingga output. Terdapat beberapa bagian dari diagram alir di
atas antara lain sensor, modul amplifier, buzzer, mikrokontroler dan layar monitor.
Alat ini menggunakan sensor load cell 5 kg dan modul amplifier HX711
untuk membaca berat kantong infus dan nantinya dikonversikan dalam satuan
volume ciaran infus yang digantungkan pada sensor load cell. Prinsip kerja dari
sensor load cell ini adalah ketika infus digantung pada sensor cell mengakibatkan
reaksi terhadap elemen logam pada sensor yang berakibat gaya secara elastis, gaya
yang ditimbulkan oleh regangan ini dikonversi ke dalam sinyal elektrik oleh strain
gauge (pengukur regangan) yang terpasang pada load cell. Modul amplifier HX711
40
disini berguna untuk mengubah sinyal analod menjadi digital dari sensor load cell.
Kemudian sensor load cell mengirim hasil pembacaan volume ke mikrokontroler
ESP-32 diproses menjadi data sesuai dengan algoritma pemrograman ESP-32. ESP-
32 berfungsi sebagai pemroses data, memberikan intruksi untuk mengukur volume
infus. Data yang terbaca yaitu volume pada sensor load cell ditampilkan pada LCD
16x2 dengan bantuan i2c dan dashboard monitoring Node-RED. Terdapat sebuah
buzzer yang berfungsi sebagai alarm apabila cairan infus akan habis.
Mikrokontroler ESP-32 ini mempunyai kemampuan untuk terhubung
dengan internet melalui jaringan wireless tanpa tambahan board lagi, karene ESP-
32 sudah terdapat kemampuan Wi-Fi dan bluetooth. Data dari ESP-32 dikirim ke
Raspberry Pi dan selanjutnya data tersebut diproses oleh servis aplikasi Node-RED
sehingga menjadi dashboard report real time di layar monitor pada Personal
Computer (PC) atau handphone (HP).
3.4 Perancangan Hardware
Tahapan perancangan hardware atau perangkat keras merupakan tahap
pengaplikasian ide dari perencanaan suatu alat yang dibuat pada penelitian ini
dengan cara membuat suatu rancangan rangkaian elektronis dan mekanis.
Perancangan ini meliputi bagian perancangan implementasi alat, perancangan
wiring komponen, perancangan desain box komponen dan perancangan
penempatan box pada tiang infus.
3.4.1 Perancangan Cara Kerja Alat
Pada peranacangan cara kerja alat ini untuk menjelaskan tentang penerapan
dan pemasangan alat. Pada Gambar 3.3 di bawah adalah penempatan alat yang
nantinya diimplementasikan pada sistem yang berada di rumah sakit. Dimana pada
ruang pasien dipasang sensor load cell yang berfungsi mengukur volume infus.
Setelah mendapatkan pembacaan sensor, data dari sensor diproses menggunakan
mikrokontroler ESP-32 yang ditempatkan pada box yang dipasang pada tiang infus.
Di dalam box juga terpasang LCD untuk pengecekan secara lansung di ruang pasien
apabila terjadi error pada pembacaan sensor. Berikut merupakan gambar
perancangan cara kerja alat.
41
Gambar 3.3 Perancangan Implementasi Alat
Mikrokontroler ESP-32 mengirimkan data pembacaan sensor berupa volume
infus ke Raspberry Pi yang berada pada ruang perawat. Raspberry Pi berfungsi
sebagai mini PC untuk menampilkan dashboard monitoring Node-RED, sehingga
data pembacaan sensor load cell yaitu volume infus bisa dimonitor perawat
menggunakan device Personal Computer (PC) atau Handphone (HP) yang
terhubung ke internet. Data pembacaan sensor selain ditampilkan pada dashboard
monitoring Node-RED juga ditampilkan di LCD yang terpasang pada box
komponen pada ruang pasien. Pada box alat juga terdapat semacam buzzer sebagai
alarm apabila cairan infus akan habis.
3.4.2 Perancangan Wiring Komponen
Gambar 3.4 Perancangan Perangkat Keras
42
Gambar 3.4 di atas adalah rancangan rangkain alat, rangkaian ini terdiri dari
komponen-komponen untuk input. Komponen input berupa sensor load cell dan
modul amplifier HX711 yang dapat membaca volume pada kantong infus dengan
metode infus digantungkan pada sensor load cell tersebut. Pin yang digunakan yaitu
DT ke pin D2 dan SCK ke pin D4 pada mikrokontroler ESP-32, dan untuk tegangan
input terhubung ke Vin pada ESP-32. Untuk perangkat LCD + i2c terdiri dari SCL
ke pin D21 dan SDA ke pin D22 pada mikrokontroler ESP-32, dan meggunakan
pin Vin untuk mendapatkan tegangan input sebesar 5V. Untuk komponen buzzer
menggunakan pin D15 yang terhubung kaki positif dan pin GND terhubung pada
kaki negatif, buzzer juga mendapat tegangan input 5V pada ESP-32.
Mikrokontroler ESP-32 mendapatkan suplai tegangan dari power bank, powerbank
yang digunakan mempunyai tegangan output sebesar 5V agar ESP-32 bisa
digunakan dengan maksimal. Nantinya power bank terhubung dengan ESP-32
dengan menggunakan kabel USB (Universal Serial Bus) yang diatur sedimikian
rupa sehingga kabel VCC dan GND dapat dihubungkan pada ESP-32. Untuk
Raspberry Pi dan Mikrokontroler ESP-32 terhubung dengan internet secara
nirkabel. Raspberry Pi menggunakan adaptor dengan tegangan ouput sebesar 5V.
3.4.3 Perancangan Besain Box Komponen
Gambar 3.5 Desain Box Komponen
43
Pada Gambar 3.5 di atas merupakan desain box komponen yang akan
digantungkan pada tiang infus sebagai tempat untuk menempatkan komponen-
komponen yaitu mikrokontroler ESP-32, sensor load cell dan modul amplifier
HX711, LCD + i2c, buzzer sebagai alarm, sumber daya yang menggunakan power
bank dan saklar untuk mematikan dan menghidupkan alat. Box ini juga berfungsi
untuk melindungi komponen elektronis dari benturan benda lain dan untuk
mempermudah pengguna dalam menggunakan alat monitoring ini. Box ini
mempunyai ukuran 14.5 x 9.5 x 5 cm dengan design seperti pada Gambar 3.5 di
atas.
3.4.4 Perancangan Penempatan Box pada Tiang Infus
Gambar 3.6 Desain Penempatan Box pada Tiang Infus
Pada Gambar 3.6 di atas merupakan penempatan box alat yang akan
mengukur volume cairan infus. Sensor load cell ditempatkan di dalam box bersama
dengan komponen yang lain seperti modul amplifier HX711, mikrokontroler ESP-
32, LCD, saklar, buzzer dan sumber daya. Sensor load cell tidak ditempelkan pada
tiang infus yang bertujuan untuk mempermudah petugas medis dalam
memindahkan alat monitoring di tempat pasien. Apabila pasien sudah sembuh dan
44
ruangan sudah tidak lagi ditempati maka alat bisa dipindahkan ke ruangan yang
terdapat pasien baru, sehingga petugas medis tidak keropotan dalam memindahkan
alat tersebut karena tidak harus memindahkan beserta tiang infusnya. Tujuan lain
juga lebih ekonomis dalam segi packing karena tidak terdapat kabel jumper yang
keluar sehingga meminimalisir terjadi kabel tertarik oleh pasien dan petugas medis.
3.5 Perancangan Software
Pada tahapan perancangan software atau perangkat lunak merupakan tahap
yang dilakukan setelah melakukan perancangan hardware atau perangkat keras.
Software berfungsi untuk menjalankan fungsi dari perangkat keras yang dibuat
karena hardware yang dirancang tidak bisa digunakan apabila tidak diintegrasikan
dengan perancangan software. Untuk perancangan perangkat lunak kali ini terdiri
dari beberapa bagian, yaitu perancangan program utama atau program
mikrokontroler yang berisi perintah untuk alat tersebut bekerja sesuai yang
diinginkan. Yang kedua perancangan program dashboard Node-RED yang
nantinya program ini untuk menampilkan dashboard monitoring dari pembacaan
volume sensor load cell.
3.5.1 Perancangan Program Mikrokontroler
Perancangan program mikrokontroler dibuat untuk memprogram
mikrokontroler sebagai otak dari sistem monitoring volume infus yang bekerja.
Mikrokontroler digunakan sebagai otak untuk memerintah suatu sistem sehingga
mendapatkan output yang diinginkan. Untuk sistem monitoring ini menggunakan
mikrokontroler ESP-32. Mikrokontroler ESP-32 berfungsi umtuk memproses data
dari sensor load cell yang nantinya diinisialisasi sebagai volume pada cairan infus.
Hasil pembacaan sensor juga nantinya ditampilkan pada LCD yang terpasang pada
box komponen. Selain menggunakan LCD untuk menampilkan pembacaan sensor,
alat ini juga bisa diakses lewat internet dengan mengirimkan pembacaan monitoring
dan selanjutnya ditampilkan pada dashboard monitoring Node-RED yang bersifat
real time dengan menggunakan Raspberry Pi. Alat ini terdapat buzzer sebagai
alarm apabila cairan infus akan habis, buzzer akan berbunyi pada kondisi cairan
infus di bawah 50 ml.
45
Mulai
Inisialisai
library dan
pin
ESP32
terhubung ke
internet
Sensor Load Cell
membaca volume
kantong infus
Tampilkan
pembacaan
sensor di
LCD
Kirim data
ke Node-
REDRaspbe
rry Pi
Tidak
Ya
Volume infus
<50 ml
Buzzer berbunyi
Ya
Tidak
Gambar 3.7 Diagram Alir Pemrograman Mikrokontroler
Pada Gambar 3.7 di atas merupakan diagram alir dari proses pemrograman
mikrokontroler. Alur proses pemrograman mikrokontroler dimulai dari
46
mikrokontroler ESP-32 menginisialisasi pin-pin dan library yang digunakan.
Setelah itu ESP-32 terhubung dengan jaringan internet atau Wi-Fi. Kemudian
setelah ESP terhubung dengan Wi-Fi maka berlanjut ke sensor load cell membaca
kondisi volume dari cairan infus, apabila tidak terhubung Wi-Fi maka ESP-32 akan
mencari jaringan internet yang sudah dimasukkan dalam kode program.
Selanjutnya data pembacaan sensor load cell ditampilkan pada LCD sebelum
dikirimkan ke Node-RED Raspberry Pi. Buzzer berbunyi pada kondisi volume
cairan infus <50 ml yang menandakan cairan infus mendekati habis. Mikrokontroler
ESP-32 akan mengirimkan data hasil pembacaan sensor ke Raspberry Pi yang
nantinya data tersebut akan diterima menggunakan software Node-RED yang
kemudian akan diproses sehingga dapat ditampilkan di dashboard monitoring
Node-RED dan dapat diakses melalui internet lewat web server.
Tujuan utama alat ini adalah petugas medis dapat mengakses kondisi
monitoring volume infus dengan menggunakan PC atau HP lewat jaringan internet.
Untuk menghubungkan atau mengintegrasikan mikrokontroler ESP-32 dengan
perangkat Raspberyy Pi menggunakan sistem pada Node-RED yang bersifat
nirkabel. Pemrograman mikrokontroler ESP-32 menggunakan sistem compiler
Arduino IDE (Integrated Development Environment). IDE bersifat multiplatform
yang bisa digunakan pada beberapa sistem operasi seperti Windows dan Linux. Pada
penelitian yaitu menggunakan sistem operasi dari Raspberry Pi yaitu sistem Linux.
Untuk mempermudah dalam menjelaskan cara kerja dari alat yang dibuat maka
dibuat sebuah diagram alir atau flowchart dari program mikrokontroler. Flowchart
ini berisi urutan cara kerja dari inisialisasi pin pada mikrokontroler sampai dengan
pengirman data ke Raspberry Pi.
3.5.2 Perancangan Program Dashboard Node-RED
Pada perancangan program dashboard monitoring menggunakan software
visual editor bawaan pada Raspberry Pi yaitu Node-RED. Untuk menyusun atau
membuat sistem monitoring pada Node-RED menggunakan node-node yang
disusun sehingga menjadi flow programming dengan mendapatkan output yang
diinginkan. Cara menyusun node tersebut yaitu dengan cara download node yang
47
dibutuhkan selanjutnya disusun dengan cara mengambil node kemudian diletakan
pada lembar kerja Node-RED.
Node-RED menyediakan flow editor berbasis browser yang dapat
digunakan untuk menyusun device hardware. Node-RED sendiri didesain untuk
aplikasi Internet of Things (IoT). Hasil dari penyusan yaitu flow yang menampilkan
dashboard monitoring hasil pembacaan sensor load cell yaitu volume cairan infus.
Untuk bisa mengakses Node-RED pada Raspberry Pi harus install terlebih dahulu
dan selanjutnya mendapatkan alamat server dari Node-RED. Alamat server Node-
RED selanjutnya diakses melalui web server. Pada Gambar 3.8 berikut merupakan
diagram alir atau flowchart perancangan program dashboar Node-RED.
Mulai
Menerima data
dari ESP32
Parsing dan
inisialisai
data yang
masuk
Tampilkan data
volume infus
dan waktu pada
dashboard
Selesai
Gambar 3.8 Diagram Alir Pemrograman Dashboard Node-RED
Pada Gambar 3.8 di atas merupakan diagram alir pemrograman dashboard
Node-RED. Pertama platform IoT yaitu Node-RED pada Raspberry Pi menerima
data dari ESP-32 berbentuk string. Selanjutnya data diparsing atau dipisah-
48
pisahkan untuk mempermudah Node-RED mengolah data volume kantong infus.
Setelah itu data volume kantong infus akan diproses agar dapat ditampilkan secara
real time pada dashboard monitoring Node-RED yang bisa diakses pada web
browser pada PC dan HP. Dashboard Node-RED berfungsi sebagai tampilan
pembacaan sensor atau HMI (Human Machine Interface) yang mempermudah
petugas medis dalam pengecekan berkala kantong infus.
3.6 Implementasi Hardware
Setelah melakukan perancangan hardware tentunya melakukan
implementasi hardware agar perangkat keras yang dirancang menjadi kesatuan
yang bisa bekerja sebagai tujuan alat monitoring volume kantong infus.
Perancangan hardware di atas terdiri dari perancangan implementasi alat,
perancangan wiring komponen, perancangan desain box komponen dan
perancangan penempatan box pada tiang infus. Maka dibuatlah implementasi
hardware di bawah ini.
3.6.1 Implementasi Cara Kerja Alat
Pada implementasi cara kerja alat ini yaitu cara penempatan komponen yang
seolah-olah akan diaplikasikan pada ruang rawat pasien dan ruang jaga petugas
medis. Berikut merupakan implementasi alat pada ruang jaga pasien.
Gambar 3.9 Implementasi Alat pada Ruang Pasien
49
Pada Gambar di atas merupakan implementasi alat pada ruang jaga pasien.
Yang pertama komponen yang terpasang pada ruang rawat pasien yaitu box alat
yang di dalamnya terdiri dari sensor load cell dan modul amplifier HX711 yang
akan membaca volume kantong infus, mikrokontroler ESP-32 yang digunakan
sebagai otak dari sistem untuk memproses data volume kantong infus dari sensor
load cell dan data tersebut akan dikirim ke Node-RED yang sudah terinstall pada
Raspberry Pi yang bertindak sebagai mini PC untuk memproses data yang masuk
pada platform IoT Node-RED. Di dalam box juga terdapat LCD ukuran 16x2
beserta i2c untuk menampilkan pembacaan sensor, power bank sebagai input power
untuk ESP-32 dan saklar untuk menghidupkan dan mematikan alat. Alat monitoring
juga terdapat sebuah buzzer sebagai alarm apabila cairan infus mendakati habis.
Sedangkan implenetasi alat pada ruang jaga ditampilkan pada gambar di bawah ini.
Gambar 3.10 Implementasi Alat pada Ruang Jaga
Untuk implementasi alat pada ruang jaga petugas medis pada gambar di atas
yaitu terdiri dari Raspberry Pi yang terhubung ke layar display atau monitor dengan
kabel HDMI to HDMI. Raspberry Pi disini berfungsi sebagai mini PC dan layar
display berfungsi untuk menampilkan dashboard monitoring Node-RED. Nantinya
dashboard monitoring akan menampilkan hasil pembacaan volume kantong infus
yang dapat diakses lewat web browser pada PC dan HP. Hal ini dapat memudahkan
petugas medis dalam pengecekan rutin atau daily check kantong infus pada setiap
ruang rawat pasien. Petugas medis tinggal memantau lewat PC pada ruang jaga dan
50
HP masing-masing. Daily check kantong infus jadi lebih efisien, efektif dan lebih
cepat daripada pengecekan yang sebelumnya dengan cara manual yaitu mendatangi
setiap ruang pasien atau menunggu laporan dari penunggu bahwa cairan infus sudah
habis. Berikut merupakan tampilan implemetasi alat pada ruang jaga petugas medis.
3.6.2 Implementasi Wiring Komponen
Implementasi wiring komponen merupakan penyusunan masing-masing pin
dari sensor load cell, modul amplifier HX711, LCD + i2c, buzzer dengan
mikrokontroler ESP-32. Komponen yang disebutkan di atas nantinya ditempatkan
pada box komponen yang didesain sedimikian rupa untuk digantungkan pada tiang
infus. Untuk sensor load cell dimodifikasi yang biasanya peggunaan dengan cara
menimbang benda di atas sensor load cell, pada penelitian ini sensor load cell akan
dimodifikasi mengukur berat benda dengan cara digantungkan seperti timbangan
gantung. Untuk penjelasanya akan dijelaskan pada bab implementasi penempatan
box pada tiang infus. Di bawah ini merupakan gambar penempatan komponen yang
di pasang pada box, dimana box tersebut akan digantungkan pada tiang infus.
Gambar 3.11 Implementasi Wiring Komponen
3.6.3 Implementasi Box Komponen
Box yang digunakan mempunyai ukuran 14.5x 9.5x 5 cm yang menjadi
tempat komponen-komponen yang digunakan seperti mikrokontroler ESP-32,
sensor load cell, modul amplifier HX711, LCD, buzzer, power bank dan saklar
51
on/off. Fungsi utama dari box ini adalah untuk melindungi komponen elektronika
yang rentan dari benturan, air ataupun gangguan yang lain, meminimalisir kabel
tertarik oleh petugas medis maupun pasien dan tentunya untuk packaging yang
lebih bagus. Box ini juga berfungsi untuk mempermudah petugas medis dalam
menjalankan alat monitoring volume cairan infus, yaitu dengan memencet saklar
yang berada pada samping box. Pada Gambar 3.12 di bawah ini merupakan
implementasi dari box komponen yang dibuat.
Gambar 3.12 Box Komponen Alat
Pada gambar di atas merupakan tampilan asli dari implementasi box yang
telah dibuat untuk menempatkan komponen-komponen yang digunakan. Pada
bagian depan terdapat layar LCD ukuran 16x2 yang menampilkan hasil pengukuran
berat cairan infus. Pada bagian kanan box terdapat saklar on/off untuk
menghidupkan dan mematikan alat. Pada bagian atas terdapat pengait yang
terhubung pada box, pengait tersebut sebagai untuk menggantungkan box pada
tiang infus. Pada bagian bawah box terdapat pengait besi berbentuk huruf S yang
terhubung pada sensor load cell. Infus digantungkan pada pengait besi untuk dapat
diukur beratnya dan kemudian berat yang didapat dikonversi menjadi satuan
volume dengan kode program ESP-32. Sensor load cell ditempatkan secara
horizontal di dalam box dan dikaitkan dengan box menggunakan baut dan mur
52
supaya kuat untuk menggantung kantong infus, untuk penempatan load cell dapat
dilihat pada Gambar 3.11 di atas. Di dalam box juga terdapat beberapa komponen
lain seperti modul amplifier HX711, mikrokontroler ESP-32, buzzer dan power
bank sebagai sumber daya. Warna box berwarna putih dikarenakan pada rumah
sakit selalu identik berwarna putih, secara psikologis warna putih mempunyai
energi positif dan memiliki sifat menenangkan bagi setiap pasien.
3.6.4 Implementasi Penempatan Box pada Tiang Infus
Pada implementasi penempatan box pada tiang infus yaitu penerapan atau
pengaplikasian alat yang digunakan untuk monitoring volume kantong infus.
Berikut merupakan gambar implementasi penempatan box pada tiang infus.
Gambar 3.13 Implementasi Penempatan Box pada Tiang Infus
Pada gambar di atas merupakan implementasi penempatan box yang telah
didesain dan dibuat. Penempatan box komponen digantungkan dengan tiang infus
yang bertujuan supaya box monitoring dapat dengan mudah digunakan dan
dipindahkan pada ruang pasien yang dimonitor berat infusnya atau fleksibel
53
penggunaanya, karena sensor load cell terpasang di dalam box komponen tidak
menempel pada tiang infus. Sensor load cell mengukur volume cairan infus dengan
cara digantungkan seperti pada gambar di atas. Tiang infus yang digunakan
mempunya ukuran tinggi 1.2m – 2.0m dengan berat tiang infus sebesar 2 kg. Bahan
tiang infus yang digunakan adalah stainless steel.
3.7 Implementasi Software
Pada bagian implementasi software ini merupakan bentuk penerapan yang
dilaksanakan setelah melakukan perancangan software. Implementasi software
terdiri dari implementasi program mikrokontroler dan implementasi program
dashboard Node-RED. Pada bagian ini menjelaskan tentang pembuatan program
mikrokontroler mulai dari pemrograman atau kode program yang dibuat sebagai
otak sistem monitoring volume infus.
3.7.1 Implementasi Program Mikrokontroler
Alat ini menggunakan mikrokontroler ESP-32 yang digunakan untuk
memprogram sistem untuk monitoring volume kantong infus. Untuk software yang
digunakan untuk pemrograman ESP-32 menggunakan Arduino IDE dengan install
terlebih dahulu driver serial to USB pada board development ESP-32. Setelah itu
pada Arduino IDE terbaca port USB to serial. Kemudian install board pada
Arduino IDE pada bagian additional board manager URLs dengan mamasukan
URL sebagai berikut “https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json”,
selanjutnya install ESP-32 pada bagian boards manager dan ESP-32 siap
digunakan pada software Arduino IDE. Kode program pada Gambar 3.14
merupakan pemrograman sistem monitoring volume kantong infus dengan
menggunakan sensor load cell.
Kode program yang dibuat yang terdiri dari memasukan library yang
digunakan. Library yang digunakan adalah library <WiFi.h> yang digunakan untuk
terhubung dengan server dan Wi-Fi, library "HX711.h" yang digunakan untuk
modul amplifier HX711 untuk mengukur volume kantong infus dengan sensor load
cell, library <LiquidCrystal_I2C.h> yang digunakan untuk komunikasi i2c
dengan LCD untuk menampilkan pembacaan sensor load cell pada layar LCD.
54
1. //Inisialisasi
2. HX711 cell(2, 4);
3. LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
4. char WEBSITE[] = "amkarine.mybluemix.net"; //alamat akun
Node-Red
5. char* MY_SSID = "Andromax-M5-EFB0"; //SSID Wifi
6. char* MY_PWD = "30000743"; //password Wifi
7. float units;
8. int val = 0;
9. float calibration_factor = 210;
10. int buzzer = 15; //inisialisasi buzzer
Gambar 3.14 Kode Program Inisialisasi
Pada bagian inisialisasi yaitu bagian menginisialisasi pin-pin yang
digunakan, modul amplifier HX711 menggunakan pin digital 2 dan 4, untuk
“LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2)” adalah alamat i2c yaitu 0x27, 16 chars
dan 2 line display. Sistem ini menggunakan alamat akun Node-RED yaitu
"amkarine.mybluemix.net", untuk modul Wi-Fi menggunakan mifi yaitu
"Andromax-M5-EFB0" dan password dari mifi adalah "30000743". “float
calibration_factor = 210” menunjukan nilai yang didapat saat kalibrasi pada
modul HX711 dan sensor load cell untuk mendapatkan akurasi dalam mengukur
volume kantong infus. Untuk pin input buzzer menggunakan pin 15 pada ESP-32.
1. void setup()
2. {
3. pinMode (buzzer, OUTPUT); //inisialisasi buzzer
4. Serial.begin(115200);
5. lcd.init();
6. lcd.backlight();
7. cell.set_scale(calibration_factor);
8. cell.tare();
9. Serial.print("Connecting to "+*MY_SSID);
10. WiFi.begin(MY_SSID, MY_PWD); 11. Serial.println("going into wl connect"); 12. while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) //not connected,
...waiting to connect
13. { 14. delay(1000); 15. Serial.print("."); 16. } 17. Serial.println("wl connected"); 18. Serial.println(""); 19. Serial.println("Credentials accepted! Connected to wifi \n
");
20. Serial.println(""); 21. lcd.setCursor(4,0); 22. lcd.print("AMKARINE");
Gambar 3.15 Kode Program Void Setup
55
Pada void setup yaitu sistem hanya satu kali berjalan pada saat program
ESP-32 pertama kali dijalankan. Bagian ini mempunyai fungsi untuk menunjukan
ESP-32 sudah terhubung dengan Wi-Fi, apabila belum terhubung maka LCD tidak
menampilkan tulisan dan angka pada layar dan sistem terus mencari jaringan Wi-
Fi untuk terhubung ke internet. Sedangkan apabila sudah terhubung maka LCD
menampilkan hasil pembacaan sensor load cell dan tulisan “AMKARINE”.
1. void loop()
2. {
3. delay(1000);
4. WiFiClient client;
5. units = cell.get_units(),10;
6. int unit = units - 30;
7. if (unit < 0)
8. {
9. unit = 0.00;
10. }
11. if (client.connect(WEBSITE, 80))
12. {
13. String vale;
14. vale = unit;
15. String postStr="field1=";
16. postStr += String(vale);
17. client.print("POST /mytopic HTTP/1.1\n");
18. client.print("Host: amkarine.mybluemix.net\n"); // domain
Node-Red
19. client.print("Connection: close\n");
20. client.print("Content-Type: application/x-www-form-
urlencoded\n");
21. client.print("Content-Length: ");
22. client.print(postStr.length());
23. client.println("");
24. client.println("");
25. client.print(postStr);
26. Serial.print(" sending data package now \n");
27. Serial.print(vale);
28. Serial.print(" finished sending http headers \n");
29. lcd.setCursor(0,1);
30. lcd.print("Volume: ");
31. lcd.print(unit);
32. lcd.print(" ml ");
Gambar 3.16 Kode Program Void Loop
Pada bagian void loop yaitu bagian dijalankan setelah fungsi void setup
selesai dan dijalankan terus-menerus selama catu daya atau power dalam kondisi
on. Bagian void loop terdapat kode “int unit = units – 30” yang artinya 30
adalah berat dari kantong infus dalam keadaan kosong, jadi untuk lebih akurat
dalam mengukur volume cairan maka hasil penimbangan dikurangin dari berat
56
kantong infus tersebut. Pengiriman data ke software Node-RED juga terjadi pada
bagian ini, yaitu data yang sebelumnya berbentuk integer (angka) akan dirubah
menjadi bentuk string (kalimat) dengan membuat inisialisasi baru “String vale”
dengan nilai vale sama dengan unit yang terbaca oleh sensor “vale = unit”. Kode
program “client.print(“POST /mytopic HTTP/1.1\n”)”, kode ini nantinya
diterima oleh software Node-RED bagian http in dengan method POST. Untuk
URL /mytopic. “String postStr=”field1” adalah kode program yang akan
terhubung dengan Node-RED dengan palette getData untuk menampilkan
pembacaan sensor load cell. Bagian void loop juga berperan dalam menampilkan
hasil pembacaan sensor dalam LCD dengan kode program “lcd.print(“Volume:
“), lcd.print(unit), lcd.print(“ ml “)”. Nantinya LCD menampilkan
tampilan dengan mamaparkan volume: 00 ml, nilai 00 akan berubah nilainya sesuai
dengan hasil pembacaan sensor load cell. Pada kondisi buzzer akan berbunyi saat
cairan infus <50 ml. Buzzer berbunyi terus-menerus yang menandakan kondisi
cairan infus mendekati habis pada kondisi kurang dari 50 ml. Cara mematikan
buzzer dengan mengganti cairan infus dengan yang baru atau menekan push button
warna merah pada bagian kanan box dan buzzer akan berhenti berbunyi.
3.7.1 Implementasi Program Dashboard Node-RED
Gambar 3.17 Flow Proses Node-RED
57
Gambar 3.17 di atas adalah flow proses Node-RED untuk dashboard
monitoring volume infus. Pada implementasi program dashboard Node-RED
menggunakan platform Node-RED dengan mengakses server Node-RED yang
didapat setelah menginstall pada Raspberry Pi, website Node-RED dapat diakses
melelui web browser pada PC maupun HP asalkan tersambung dengan internet.
Rancangan dashboard monitoring volume kantong infus dengan Node-RED ini
berfungsi sebagai HMI (Human Machine Interface).
Dalam membuat peracangan dashboard pada Node-RED harus install
palette yang diperlukan. Palette yaitu terdiri dari node-node untuk menyusun
program pada Node-RED. Palette yang diperlukan pada sistem ini adalah palette
dashboard, fungsi dari palette ini adalah untuk menampilkan pembacaan sensor
load cell yaitu volume kantong infus. Tampilan palette dashboard ini berbentuk
gauge dan chart. Flow di atas terdiri dari 3 bagian utama, yaitu dashboard untuk
menampilkan volume infus berbentuk gauge dan chart, menu untuk menampilkan
waktu dan menu untuk menampilkan nama ruang. Dahsboard monitoring Node-
RED ini bersifat real time karena seiring pembacaan sensor berubah dashboard
monitoring menampilkan hasil pembacaan tersebut. Menu waktu menampilkan
tanggal dan waktu sesuai dengan Waktu Indonesia Barat (WIB). Berikut akan
dijelaskan satu-persatu dari palette yang digunakan. Palette pertama yang dibahas
adalah http in yang bernama [post]/mytopic, berikut isi dalam palette tersebut.
Gambar 3.18 Palette Http In ( )
58
Palette http in ini berfungsi sebagai penghubung Node-RED dengan server
yang selanjutnya server terhubung dengan mikrokontroler ESP-32. URL (Uniform
Resource Locator) yang digunakan adalah /mytopic, mytopic nantinya terhubung
client.print pada kode program mikrokontroler ESP-32. Dan sistem ini
menggunakan method berbentuk post, post berfungsi untuk menampilkan pada
server hasil pembacaan sensor load cell. Karena server mengambil dan
menampilkan hasil pembacaan volume cairan infus pada web server. Selanjutnya
adalah palette getData, gambar di bawah ini merupakan isi dari palette getData.
Gambar 3.19 Palette getData ( )
Palette getData berfungsi untuk inisialisasi data yang diambil dari objek
yang diukur yaitu volume cairan infus dan ditampilkan pada dashboard monitoring.
Sistem palette ini juga berfungsi memisahkan data yang akan ditampilkan pada
dashboard monitoring, info untuk menampilkan data ruang, data level volume infus
dan data chart volume infus menggunakan palette getData. Pada
msg.payload.field1 merupakan data dari mikrokontroler ESP-32 bagian “String
postStr” yang diterima palette getData. Palette selanjutnya adalah function
bernama ruang. Berikut gambar dari palette tersebut.
59
Gambar 3.20 Palette Function Ruang ( )
Palette function ini adalah untuk membuat inisialisasi baru yaitu ruang
dengan kode program “msg.payload = "Merbabu 1"”. Nama ruang yang dibuat
adalah Merbabu 1, untuk menampilkan data ruang pada dashboard monitoring
voume cairan infus menggunakan palette dashboard dengan bentuk text output.
Berikut isi dari palette dashboard text output.
Gambar 3.21 Palette Dashboard Text Output ( )
Palette ini berfungsi menampilkan data dalam bentuk text yang ditampilkan
pada dashboard monitoring volume cairan infus. Pada properties menu group dipilih
60
pada bagian general info. Bagian general info berisi pemberitahuan tentang nama
ruang dan waktu. Palette dashboard text output dapat diatur text yang muncul
dengan mengganti nama label, value format yaitu menggunakan msg.payload, jenis
layout yang digunakan dan nama dari palette pada bagian editing Node-RED.
Palette untuk menampilkan pembacaan volume cairan infus pada dashboard
monitoring Node-RED yaitu mengggunakan palette dashboard dengan nama gauge
output. Palette gauge ini nantinya diatur mulai dari tipe dashboard yang digunakan
adalah gauge, nama labelnya adalah volume infus, units satuan yang digunakan
adalah ml (mili liter), dan range gauge mempunyai nilai minimal pembacaan 0 ml
dan maksimal pembacan yaitu 500 ml. Karena pada rumah sakit biasanya
menggunakan infus 500 ml. Nama pada software Node-Red yaitu level volume
infus. Berikut merupakan isi dari palette dashboard tipe gauge.
Gambar 3.22 Palette Dashboard Gauge Volume Infus ( )
Palette dashboard gauge ini juga berfungsi sebagai alarm karena dalam
kondisi kantong infus akan habis maka warna gauge berubah menjadi warna merah,
apabila volume kantong infus mendekati penuh maka gauge berwarna hijau dan jika
kondisi volume infus di tengah-tengah maka gauge berwarna kuning. Selain dalam
bentuk gauge, dashboard monitoring juga menampilkan chart volume infus. Berikut
merupakan isi tampilan palette chart volume infus.
61
Gambar 3.23 Palette Dashboard Chart ( )
Palette chart ini menampilkan volume infus dengan bentuk grafik secara real
time dengan 2 sumbu atau parameter yaitu sumbu x waktu dan sumbu y volume.
Chart volume infus ini ditampilkan di bawah gauge volume infus. Selanjutnya
palette untuk menampilkan tanggal dan waktu. Palette yang digunakan adalah
inject. Berikut isi di dalam palette inject.
Gambar 3.24 Palette Date Timestamp ( )
Pada palette inject terdapat menu payload untuk menampilkan tanggal dan
waktu yaitu timestamp. Waktu dan tanggal nantinya berubah atau update setiap 1
detik sesuai dengan pengaturan yang dibuat.
62
Gambar 3.25 Palette Function getDate ( )
Gambar di atas merupakan palette function getDate yang berfungsi
menginisialisai waktu dan tanggal yang ditampilkan pada dashboard monitoring
Node-RED. Data yang diinisialisasi untuk menjadi output berbentuk
“msg.payload” dengan urutan (“tanggal-bulan-tahun” “jam:menit:detik”). Untuk
menampilkan tanggal dan waktu pada dashboard monitoring Node-RED
menggunakan palette dashboard dengan tipe text. Berikut isi dalam palette
dashboard text untuk menampilkan tanggal dan waktu.
Gambar 3.26 Palette Dashboard Text Waktu ( )
63
Palette ini berfungsi menampilkan tanggal dan waktu dalam bentuk text
pada dashboard monitoring volume infus pada software Node-RED. Menu waktu
dan tanggal akan ditempatkan pada bagian general info dan diberi nama label
waktu.
3.8 Cara Analisa
Analisa sangat penting dilaksanakan karena dapat mengetahui apakah
sistem yang dibuat bekerja dengan baik sesuai dengan yang diharapkan, Maka dari
itu disusun beberapa metode analisa sebagai berikut:
a. Melakukan pembahasan mengenai hasil penelitian baik hardware dan software
alat monitoring volume infus.
b. Melakukan pengukuran dan pengujian sensor load cell pada alat monitoring.
c. Melakukan pengujian sinkronisasi pada sistem hardware dan sistem software.
d. Melakukan perbandingan sistem pengecekan infus secara manual dengan
sistem monitoring infus secara real time dan terkomputerisasi.
e. Malakukan pembahasan tentang hasil pengujian dari alat yang dibuat dengan
menjelaskan kelebihan dan kekurangan dari alat.
64
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini membahas data hasil yang didapatkan pada saat penelitian
berlangsung kemudian diberikan analisis serta pembahasan dari setiap data
tersebut. Data yang didapatkan berupa hasil pengujian dari segi hardware maupun
software yang sudah dirancang dan dibuat.
4.1 Hasil Penelitian
Berdasarkan latar belakang masalah pada penelitian ini adalah sistem
monitoring atau pengecekan kondisi cairan infus pada kamar pasien masih
menggunakan cara manual, yaitu petugas medis melakukan pengecekan dengan
mendatangi kamar pasien satu persatu dengan memperhitungkan kapan infus akan
habis. Petugas medis juga mendapat laporan apabila cairan infus habis dari keluarga
pasien dengan mendatangi ke ruang jaga atau lewat telepon apabila disediakan pada
kamar pasien. Maka dibuatlah suatu alat untuk monitoring volume infus secara real
time dan bersifat IoT. Alat ini menggunakan sensor load cell dan modul HX711
untuk mengukur berat cairan infus, kemudian berat cairan infus dikonversi menjadi
satuan mili liter pada kode program ESP-32. Berikut tampilan hardware alat yang
dibuat.
Gambar 4.1 Alat Tampak Luar dan Dalam
65
Gambar 4.1 di atas merupakan tampilan alat tampak luar dan dalam. Alat
ini berbentuk balok dengan ukuran 14.5x9.5x5 cm dengan bagian depan terpasang
LCD 16x2 untuk menampilkan pembacaan volume dari sensor load cell, LCD ini
berfungsi untuk pengecekan secara langsung pada ruang pasien. Pada bagian
samping kanan terdapat saklar on/off yang berfungsi untuk mematikan dan
menghidupkan alat apabila ingin digunakan. Bagian samping kiri terdapat push
button warna merah untuk mematikan buzzer. Bagian bawah box alat terdapat
lubang sebagai tempat gantungan yang terpasang pada sensor load cell untuk
menggantungkan infus sehingga cairan infus dapat dibaca oleh sensor.
Alat ini bersifat IoT sehingga dapat diakses atau dibuka lewat jaringan
internet dengan menggunakan web server yang terdapat pada PC dan HP. Petugas
medis dapat mengakses sistem monitoring volume infus mealui dashboard Node-
RED yang sebelumnya sudah terpasang pada Raspberry Pi. Data sensor load cell
diproses dengan ESP-32 selanjutnya dikirim ke software Node-RED untuk
ditampilkan pada dashboard. Pada HMI dashboard Node-RED menampilkan hasil
pembacaan volume cairan infus berbentuk gauge dan chart, waktu, tanggal dan
nama ruang pasien. Berikut dijelaskan tampilan pada dashboard monitoring volume
infus.
Gambar 4.2 Tampilan Gauge Volume Infus
Tampilan volume infus berbentuk gauge yang menunjukan pembacaan
sensor load cell dalam mengukur volume cairan infus. Guage ini selain
menampilkan volume cairan infus juga berfungsi sebagai alarm apabila cairan infus
akan habis, karena tampilan akan berubah warna mengikuti kondisi cairan infus.
Warna hijau menunjukan kondisi cairan infus masih banyak, warna kuning
66
menunjukan volume cairan infus masih setengah dan warna merah menunjukan
volume cairan infus akan habis. Selain berbentuk gauge, terdapat juga dashboard
berbentuk chart. Berikut tampilan dashboard chart pada sistem.
Gambar 4.3 Tampilan Chart Volume Infus
Chart volume infus berfungsi sebagai tampilan dalam bentuk chart untuk
petugas medis dapat melihat volume cairan infus dalam urutan waktu. Dalam chart
terdapat sumbu x sebagai satuan tanggal dan waktu dan sumbu y sebagai satuan
volume. Pada dashboard monitoring terdapat menu general info yang menampilkan
tanggal, waktu dan nama ruang. Berikut tampilan menu general info pada Gambar
4.4 di bawah ini.
Gambar 4.4 Tampilan Menu General Info
Gambar di atas merupakan menu general info untuk menampilkan tanggal,
waktu dan nama ruang. Waktu dan tanggal update secara otomatis dengan mengikuti
WIB (Waktu Indonesia Barat). Nama ruang yang digunakan adalah Merbabu 1,
nama ruang ini bisa diubah mengikuti ruang yang digunakan.
Cara untuk membuka dashboar monitoring dengan cara membuka alamat
server Node-RED “http://amkarine.mybluemix.net/ui” yang didapat setelah
menginstall Node-RED pada Raspberry Pi. Berikut merupakan tampilan
keseluruhan software dashboard monitoring volume cairan infus pada Node-RED.
67
Gambar 4.5 Tampilan Dashboard Monitoring di PC
Gambar 4.5 di atas merupakan tampilan dashboard monitoring volume infus
dengan software Node-RED yang diakses melalui PC. Keuntungan menggunakan
sistem monitoring yang bersifat real time ini adalah petugas medis dapat mengakses
melalui PC dan HP asalkan terhubung dengan internet dan dapat ditampilkan pada
display yang terdapat di ruang jaga petugas medis. Sehingga sistem pengecekan
infus pada rumah sakit yang sebelumnya masih manual menjadi sistem monitoring
secara real time dan bersifat IoT dan terkomputerisasi. Selain bisa diakses melalui
PC sistem monitoring juga bisa diakses melalui HP, berikut tampilanya.
Gambar 4.6 Tampilan Dashboard Monitoring di HP
68
4.2 Pengujian Sensor Load Cell
Pada pengujian sensor load cell atau sensor berat yang berfungsi mengukur
keadaan volume dari kantong infus harus diuji untuk membuktikan sensor tersebut
membaca keadaan volume infus dengan akurat dan baik sesuai pengukuran yang
sebenarnya. Sensor load cell yang harusnya mengukur berat infus, pada penelitian
ini berat infus dikonversi menjadi satuan volume yaitu mili liter (ml) dengan
konversi yaitu 1000 gram = 1000 mili liter atau 1 kilogram = 1 mili liter. Konversi
dilakukan pada saat memasukan kode program ESP-32.
Pengujian sensor load cell dilakukan dengan cara membandingkan hasil
pengukuran dari sensor load cell dengan cairan infus yang sudah diukur untuk
mengetahui berat cairan infus tersebut. Hal ini dikarenakan saat pengamatan
pembacaan sensor load cell mendapatkan beda nilai ukur antara nilai data yang
terbaca sensor dengan nilai data sesungguhnya. Nilai data sesungguhnya ini didapat
dengan melakukan penimbangan dengan timbangan digital dan memanfaaatkan
gelas ukur untuk mendapatkan berat dari cairan infus yang ditimbang. Untuk lebih
akurat gelas ukur tersebut ditimbang dulu beratnya, kemudian berat cairan infus
dikurangi dengan berat gelas ukur sehingga mendapatkan berat sesungguhnya dari
cairan infus untuk membandingkan dengan nilai pembacaan sensor load cell.
Setiap pengukuran besaran alat pasti selalu mendapatkan hasil ukur yang
tidak sesuai dengan nilai sebenarnya, yaitu disebut nilai error. Alat ukur tersebut
dikatakan tepat apabila memiliki akurasi yang bagus, yaitu hasil pengukuran
mendapatkan ketidakpastian yang kecil (Pandiangan, 2014). Untuk menghitung
nilai error dari pembacaan sensor menggunakan Rumus 4.1 di bawah ini.
%E = (𝑉𝑠 − 𝑉𝑢
𝑉𝑠) 𝑥100 % (4.1)
Nilai Vs adalah nilai pengukuran data dari sensor load cell dan nilai Vu
adalah nilai data sesungguhnya dengan timbangan digital. Jika didapatkan nilai
error sangat kecil maka cara kerja alat sudah baik untuk melakukan pengukuran
volume cairan infus. Setelah melakukan 10x pengukuran dan pengamatan
didapatkan data pengukuran nilai error sensor load cell pada Tabel 4.1 di bawah
ini.
69
Tabel 4.1 Data Percobaan Sensor Load Cell
No Volume Load Cell Volume sebenarnya
Error (%) (Vs) = ml (Vu) = ml
1 26 26 0 %
2 84 86 0.02 %
3 200 202 0.01 %
4 279 281 0.01 %
5 305 306 0.003 %
6 358 361 0.008 %
7 372 375 0.008 %
8 409 412 0.007 %
9 508 511 0.005 %
10 1034 1049 0.014%
Rata-rata Error (ΣE) = Jumlah error / 10 0.0085 %
Setelah melakukan pengambilan data percobaan dengan membandingkan
data volume pembacaan sensor load cell dengan volume sebenarnya didapatkan
rata-rata error sebesar 0.0085 %. Hal ini menunjukan akurasi pembacaan sensor
sangat baik, karena nilai rata-rata error sensor load cell kurang dari 1 %. Untuk
lebih jelasnya dibuat sebuah grafik yang menunjukan perbandingan data
pembacaan volume sensor load cell dengan volume sebenarnya, berikut grafik
perbandinganya.
Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Pengukuran Sensor dan Data Sebenarnya
26 84200 279 305 358 372 409
508
1034
2686
202281 306
361 375 412511
1049
0
500
1000
1500
2000
2500
Data 1 Data 2 Data 3 Data 4 Data 5 Data 6 Data 7 Data 8 Data 9 Data 10
GRAFIK PERBANDINGAN PENGUKURAN
Pembacaan sensor (ml) Volume sebenarnya (ml)
70
Gambar 4.7 adalah grafik perbandingan data pengukuran sensor load cell
dengan data volume sebenarnya. Nilai error dari pembacaan sensor dikarenakan
beberapa hal, diantaranya adalah kalibrasi sensor yang kurang presisi dan cara
penggunaan sensor dengan cara digantungkan. Dari rata-rata nilai error (ΣE)
sebesar 0.0085% dapat dicari akurasi sensor load cell dengan menggunakan rumus
di bawah ini.
Akurasi = 100 % − ΣE % (4.2)
Rumus 4.2 di atas digunakan untuk mendatkan nilai akurasi sensor yaitu
100% - 0.0085% = 99.992 %. Alat ini mempunyai tingkat akurasi pembacaan
hampir mendekati 100%, oleh karena itu dapat disimpulkan alat ini bekerja dengan
baik untuk berfungsi monitoring volume cairan infus menggunakan sensor load cell
sebagai penimbang infus.
4.3 Pengujian Sistem
Tahap pengujian sistem adalah tahap dimana melakukan pengujian untuk
memastikan baik perangkat software dan hardware bekerja dengan baik atau sesuai
dengan keinginan. Dari hasil pengujian sistem terutama pada pengukuran sensor
load cell untuk membaca volume cairan infus, hasil pengukuran sensor load cell
masih berubah-ubah nilainya (naik/turun). Sensor akan lebih stabil setelah ±10
detik setelah saklar dinyalakan. Pada saat ingin menggunakan alat ini harus dalam
keadaan steril dari gantungan benda apapun atau tidak ada benda yang
menggantung pada sensor load cell. Karena pada saat ada benda yang digantung
saat alat dihidupkan pembacaan sensor menjadi random atau tidak sesusai dengan
pembacaan. Solusinya yaitu mematikan dan menghidupkan kembali alat tersebut,
sehingga saat dinyalakan nilai pengukuran sensor menunjukkan nilai 0 ml. Masalah
yang kedua yaitu saat alat dihidupkan, nilai pembacaan alat langsung menunjukan
nilai random walaupun tidak ada benda yang tergantung pada alat. Seharusnya nilai
pembacaan alat akan menampilkan pembacaan 0 ml pada layar LCD dan pada
dashboard monitoring. Cara kerja alat akan kembali normal jika alat dimatikan dan
dihidupkan kembali. Alat digantungkan pada tiang infus untuk mengukur volume
cairan infus. Setelah malakukan pengujian sensor load cell maka melakukan
71
pengujian software dan hardware. Caranya dengan melakukan perbandingan
pengukuran tampilan software dashboard monitoring atau antarmuka apakah sudah
sesuai dengan volume cairan infus. Apabila tampilan software dashboard antarmuka
menunjukkan kesamaan dengan volume cairan infus, maka sistem software dan
hardware sudah bekerja sesuai dengan keinginan. Berikut merupakan hasil
pengujian software dan hardware.
Gambar (a) Gambar (b)
Gambar 4.8 (a) Hasil Pengujian dashboard Node-RED (b) Kantong Cairan Infus
Pada Gambar 4.8 merupakan tampilan dari software dashboard Node-RED
dengan kantong cairan infus yang menunjukan kesamaan. Dashboard Node-RED
menunjukan nilai pembacaan alat sebesar 248 ml, untuk volume cairan infus pada
botol infus sebesar ±250 ml. Data yang terbaca oleh alat mempunyai perbedaan
yang sedikit kurang lebih 2 ml, maka dari itu dapat disimpulkan alat yang dibuat
pada penelitian ini bekerja dengan baik.
Untuk lebih jelasnya cara kerja dari sistem alat monitoring volume infus
yang ditampilkan pada dashboard monitoring Node-RED, berikut langkah kerja
dari sistem yang dibuat:
1. Menghidupkan Wi-Fi yang digunakan yang telah dipasangkan dengan
mikrokontroler ESP-32 dan Raspberry Pi.
2. Menghidupkan alat dengan cara memencet saklar pada bagian samping kanan
box dan tunggu sampai LCD menampilkan “AMKARINE” dan nilai pembacaan
-300
-200
72
sensor “0 ml”, itu menandakan alat sudah tersambung ke jaringan internet dan
siap digunakan.
3. Menggantungkan kantong infus pada alat.
4. Hubungkan perangkat Raspberry Pi dengan layar monitor dengan kabel HDMI
to HDMI.
5. Buka web browser dan ketik pada pencarian alamat
“amkarine.mybluemix.net/ui” untuk mengakses dashboard monitoring Node-
RED pada PC atau HP.
6. Dashboard monitoring Node-RED menampilkan hasil pembacaan sensor load
cell dalam bentuk volume infus dengan tampilan gauge dan chart. Alat ini juga
menampilkan nama ruang rumah sakit, tanggal dan waktu.
4.4 Perbandingan Sistem Manual dengan Sistem Monitoring Real Time
Setelah melakukan pengujian alat baik software maupun hardware maka
dilakukan perbandingan sistem yang telah dibuat dan sistem existing atau yang
sudah ada. Untuk lebih mudahnya dibuat tabel perbandingan dari kedua sistem
tersebut. Tabel 4.2 yang dibuat menunjukan perbandingan sistem yang ada (existing)
dengan sistem yang dibuat yaitu monitoring volume infus secara real time dan
terkomputerisasi. Alat yang dibuat bertujuan untuk mempermudah pekerjaan
petugas medis dalam pengecekan keadaan infus agar lebih meningkatkan efisiensi
pekerjaan dan mengurangi waktu proses pengecekan infus pada kamar pasien. Yang
sebelumnya pengecekan infus dilakukan secara manual dengan mendatangi kamar
pasien dan menunggu laporan apabila infus sudah habis, dengan dibuatnya alat ini
sistem pengecekan atau monitoring infus secara real time dan terkomputerisasi
dengan menggunakan software Node-RED yang sudah menggunakan sistem IoT
atau bisa diakses dengan web browser PC dan HP bila tersambung dengan jaringan
internet. Alat ini terdiri dari 2 bagian utama, yaitu bagian pertama untuk mengukur
volume cairan infus dengan menggunakan sensor load cell dan modul amplifier
HX711. Bagian kedua yaitu dashboard monitoring untuk menampilkan pembacaan
volume dengan menggunakan software Node-RED yang bisa diakses dengan
menggunakan web browser.
73
Tabel 4.2 Perbandingan Sistem Existing dengan Sistem Monitoring Real Time
No Parameter Sistem Existing Sistem Monitoring Real Time
1 Pengecekan
volume infus
(daily check)
Petugas medis mengecek
kondisi infus dengan
mendatangi ruang pasien
dan menunggu laporan
dari pihak yang menjaga
pasien
Petugas medis mengecek
kondisi infus dengan
dashboard monitoring Node-
RED pada ruang jaga yang
bersifat IoT dan real time
2 Waktu proses
pengecekan
keadaan infus
oleh petugas
medis
Lama waktu proses
pengecekan berlangsung
lama karena harus
mendatangi kamar
pasiesn satu persatu
untuk mengetahui
keadaan infus.
Lama waktu sangat singkat
karena sistem monitoring
menjadi real time dan bisa
diakses dimana saja dengan
web browser PC dan HP
asalkan tersambung dengan
jaringan internet.
3 Efisiensi
Pekerjaan
Pekerjaan petugas medis
kurang efektif karena
pengecekan infus
dilakukan secara menual
sehingga menghabiskan
waktu yang seharusnya
dapat melakukan
pekerjaan lainnya.
Pekerjaan petugas medis lebih
efektif karena pengecekan
infus bias dilakukan pada
ruang jaga dan bias
mengerjakan pekerjaan
penting lainnya.
4.5 Pembahasan
Pembahasan kali ini membahas tentang hasil pengjujian alat yang telah
dilakukan. Alat yang dibuat harus terhubung dengan jaringan internet, apabila tidak
terhubung maka nilai pembacaan sensor tidak keluar dan LCD tidak menampilkan
apa-apa. Alat membutuhkan waktu sekitar ±5 detik untuk dapat tersambung dengan
internet yang telah dimasukkan SSID dan password pada kode program ESP-32.
Apabila alat sudah tersambung dengan jaringan internet atau Wi-Fi maka alat baru
bisa bekerja dan pada LC menampilkan “AMKARINE” pada baris pertama dan
nilai pembacaan “Volume: 0 ml” pada baris kedua untuk mengukur volume cairan
infus. Alat akan mengirimkan data pengukuran ke software Node-RED dan
ditampilkan pada dashboard monitoring dalam bentuk gauge dan chart. Data dari
alat yang diterima Node-RED terdapat jeda sekitar ±1 detik, hal ini karena koneksi
internet yang digunakan tidak stabil dan mengakibatkan jeda. Solusinya adalah
74
memastikan jaringan internet yang digunakan mempunyai kecepatan yang cepat
dan tentunya stabil.
Setelah alat dinyalakan kadang-kadang mendapati kondisi dimana alat
selalu menampilkan volume sebesar 0 ml secara terus-menerus walaupun terdapat
benda yang digantungkan. Hal ini berakibat cara kerja alat menjadi error tidak
sesuai dengan kode program yang dimasukan pada mikrokontroler ESP-32.
Masalah ini karena pada kode program ESP-32 terdapat perintah apabila hasil
pengukuran sensor kurang dari 0, maka data yang ditampilkan adalah 0. Kondisi ini
untuk berat kantong infus dalam keadaan kosong sebesar 30 g. Solusi akan masalah
ini adalah memastikan saat menghidupkan alat harus steril terhadap benda yang
digantungkan atau tidak ada benda yang digantungkan pada saat alat pertama kali
dihidupkan. Setelah itu mematikan saklar dan menghidupkan alat kembali dan alat
akan kembali normal seperti semula.
Setelah dilakukan pengujian sensor load cell yang mendapatkan nilai error
pengukuran sebesar 0.0085 % dan alat mempunyai akurasi pembacaan sebesar
99.992 %. Nilai error pembacaan didapatkan karena beberapa hal. Yang pertama
tegangan input yang seharusnya bernilai 5V untuk masuk ke ESP-32 setelah dicek
dan diukur dengan multimeter digital didapatkan nilai tegangan output sebesar
4.89V. Hal ini mempengaruhi tingkat akurasi modul amplifier HX711 dari sensor
load cell. Karena pada datasheet modul tegangan input yang dibutuhkan sebesar
5V, apabila kurang dari nilai tersebut dapat mengurangi tingkat akurasi dari
pembacaan sensor. Yang kedua masalah hardware, dimana pemasangan sensor
load cell dimodifikasi dengan menimbang berat secara digantung (timbangan
gantung). Cara kerja sensor menjadi kurang optimal yang seharusnya benda yang
ditimbang diletakkan di atas sensor, penelitian kali ini justru benda yang ditimbang
digantung pada sensor. Yang ketiga nilai kalibrasi yang belum tepat, untuk
mendapatkan nilai akurat dari sensor harus mengubah nilai kalibrasi, sedangkan
nilai pembacaan sensor sering berubah sehingga sulit untuk mendapatkan nilai
kalibrasi yang diinginkan.
Hasil pengukuran sensor yang berubah-ubah nilainya pada saat melakukan
monitoring disebabkan karena kecepatan dari prosesor ESP-32 yaitu sebesar
75
160Mhz. Hal ini dapat mempengaruhi pengukuran sensor menjadi berubah.
Solusinya adalah memasukan delay pada sistem sehingga nilai pembacaan sensor
yang ditampilkan menjadi lebih lambat dan tentunya lebih stabil walaupun masih
berubah-ubah nilainya. Apabila kecepatan prosesor dari ESP-32 bisa dikurangi,
nilai pembacaan alat akan lebih stabil.
Alat monitoring volume cairan infus ini untuk mempermudah perawat atau
petugas medis dalam melakukan pengecekan keadaan infus pada kamar pasien.
Petugas medis menjadi lebih efisien dalam bekerja dan mengurangi waktu lama
monitoring keadaan infus yang sebelumnya pengecekan masih secara manual. Alat
ini juga meminimalisisr pasien kehabisan infus sehingga supply infus ke pasien
tidak terhenti apabila terjadi kehabisan cairan infus, karena terdapat semacam
buzzer yang berfungsi sebagai alarm apabila cairan infus pada nilai < 50 ml. Pada
kondisi volume infus kurang dari 50 ml buzzer berbunyi dan pihak pasien
mengetahui apabila infus akan habis. Buzzer akan berbunyi secara terus-menerus
dan cara mematikanya yaitu mengganti infus dengan yang baru atau memencet push
button pada bagian kanan box alat. Apabila cairan infus sampai keadaan kosong
dan yang masuk ke pembuluh darah pasien berupa gelembung udara sangat
membahayakan karena dapat menghambat aliran darah. Maka itu ketika pasien
sedang diinfus biasanya harus segera diganti sebelum benar-benar cairan habis.
Setelah dibuat alat ini pengecekan menjadi sistem monitoring yang
terkomputerisasi dengan menggunakan software Node-RED untuk menampilkan
dashboard monitoring volume cairan infus.
76
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah mengamati dan membahas dari sistem yang sudah dirancang, maka
beberapa hal yang dapat disimpulkan, yaitu:
1. Pembacaan volume cairan infus menggunakan sensor load cell dan
mikrokontrolers ESP-32 mempunyai nilai error pembacaan sebesar 0.0085 %
dan mempunyai akurasi pengukuran sebesar 99.992 %.
2. Dashboard monitoring Node-RED menampilkan tanggal, waktu, nama ruang
dan keadaan volume infus dalam bentuk gauge dan chart yang mudah dipahami
dan mudah diakses secara real time.
3. Mikrokontroler ESP-32 sebagai pemroses data dari pembacaan sensor load cell
dan dikirimkan secara nirkabel ke software Node-RED Raspberry Pi.
4. Raspberry Pi digunakan sebagai mini PC untuk dapat mengakses software Node-
RED yang nanti bisa diakses menggunakan web browser yang terhubung dengan
internet dengan mengakses alamat server “amkarine.mybluemix.net/ui” pada PC
dan HP.
5. Sensor load cell diimplementasikan menjadi timbangan gantung untuk
melakukan proses pengukuran volume cairan infus.
6. Gauge volume infus menunjukan warna merah apabila cairan infus akan habis,
warna kuning menunjukan cairan infus di tengah-tengah dan warna hijau apabila
cairan infus masih banyak.
7. Alat yang digunakan harus tersambung dengan jaringan internet atau Wi-Fi yang
sudah dimasukan SSID dan password pada kode program ESP-32 dan alat bisa
digunakan untuk monitoring volume cairan infus.
8. Sistem monitoring yang dibuat dapat mengurangi kehabisan infus pada pasien
karena terdapat buzzer yang berbunyi apabila cairan infus akan habis atau dalam
kondisi <50 ml, mengurangi waktu pengecekan infus dan menambah efisiensi
pekerjaan petugas medis.
77
5.2 Saran
Setelah mengamati hasil dari penelitian maka terdapat beberapa saran untuk
penelitian berikutnya, yaitu:
1. Kendala yang dialami saat penelitian adalah tegangan input yang masuk pada
ESP-32 sebesar 4.89V tidak sesuai dengan datasheet yaitu sebesar 5V, supaya
sistem bekerja dengan optimal maka harus dipastikan tegangan input yang
masuk pada ESP-32 harus sebesar 5V.
2. Kendala yang dialami dalam pembuatan alat adalah menentukan nilai kalibrasi
sensor load cell secara tepat sehingga nilai error pembacaan akan berkurang.
Maka harus dipastikan nilai kalibrasi sensor load cell berada pada nilai yang
sesuai sehingga hasil pembacaan sensor tidak terdapat nilai error.
3. Apabila berhubungan dengan data sistem keamaan rumah sakit, maka
diharapkan dapat diberi sistem keamanan pada dashboard monitoring Node-
RED sehingga pihak yang tidak berkepentingan tidak bisa mengakses sistem.
Contohnya untuk mengakses dashboard monitoring harus menyertakan nama ID
dan password.
4. Ditambahkan monitoring untuk mengetahui apabila tetesan infus berhenti dan
terdapat darah yang masuk pada selang infus supaya infus pasien benar-benar
termonitor secara optimal dengan memanfaatkan sensor load cell untuk
mngetahui tetesan infus berhenti dan terdapat darah yang masuk pada selang
infus. Sehingga monitoring cairan infus tidak terfokus pada volume infus.
78
DAFTAR PUSTAKA
Aji, S.P;. (2017). Alat Monitoring Tetesan Infus Menggunakan WEB Secara Online
Berbasis ESP8266 dengan Pemrograman Arduino IDE, Proyek Akhir,
Program Studi Teknik Elektronika, Universitas Negeri Yogyakarta.
Anggraini, D.F; et al;. (2017). Pengembangan Sistem Monitoring Tetesan Infis
pada Ruang Perawatan Rumah Sakit, Jurnal, Teknik Elektronika, Politeknik
Elektronika Negeri Surabaya.
Dewi, I.K;. (2016), Pengertian Raspberry Pi, Jurnal, Program Studi Informatika,
Fakultas Teknik, Universitas Darul Ulum Jombang.
Fahreza, A;. (2017). Buzzer Komponen Suara, diakses tanggal 05 Maret 2020,
https://www.ajifahreza.com/2017/04/menggunakan-buzzer-komponen-
suara
Handaya, Y;. (2010). Infus Cairan Intravena: Macam-Macam Cairan Infus, diakses
20 Januari 2020, http://dokteryudabedah.com/infus-cairan-intravena-
macam-macam-cairan-infus.
Kusuma, T; Mulia, M.T;. (2018). Perancangan Sistem Monitoring Infus Berbasis
Mikrokontroler Wemos D1 R2, Jurnal, STMIK Atma Luhut,
Pangkalpinang.
Mobberley, C;. (2014). Raspberry Pi Hosting Node-Red, diakses tanggal 20 Januari
2020, https://learn.adafruit.com/raspberry-pi-hosting-node-red.
Muhamad, H;. (2017). Sistem Monitoring Infus Menggunakan Arduino Mega 2560,
Skripsi, Teknik Informatika, UIN Alauddin, Makassar.
Pandiangan, P;. (2014). Modul Ketidakpastian dan Pengukuran, Universitas
Terbuka, Tangerang.
Patel, K.K; Patel, S.M;. (2016). Internet of Things-IOT: Definition, Characteristics,
Architecture, Enabling Technologies, Application & Future Challenges,
79
International Journal of Engineering Science and Computing, 5, 6, 6122-
6131.
Pranjoto, H; et al;. (2018). Monitor Sisa Cairan Infus Intravena dengan Penimbang
Berat, Jurnal, Jurusan Teknik Elektro, Universitas Katolik Widya Mandala,
Surabaya.
Prastyana, H.D;. (2018). Pengamatan Volume Air Bersih Instalasi Pengolahan Air
Berbasis Internet of Things (IoT) Menggunakan Arduino UNO dan
Raspberry Pi pada PT. Pamapersada Nusantara, Tugas Akhir, D3 Teknologi
Instrumentasi, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Prastyo, E.A;. (2019). Modul ESP32: Arsitektur dan Fitur ESP32 IoT, diakses
tanggal 21 Januari 2020, https://www.edukasielektronika.com-arsitektur-
dan-fitur-esp32-module-esp32.html.
Rice Lake Weighing System. Load Cell and Weigh Module Handbook., America
Module H, diakses tanggal 20 Januari 2020, https://www.ricelake.com/en-
us/resources/resource-details/10864.
Sasmoko, D; Wicaksono, Y.A;. (2017). Implementasi Penerapan Internet of Things
(IoT) pada Monitoring Infus Menggunakan ESP8266 dan WEB untuk
Berbagi Data, Jurnal Ilmiah Informatika, Sekolah Tinggi Elektronika dan
Komputer, Semarang.
Suyanti; Yundra, E;. (2019). Rancang Bangun Deteksi Detak Jantung Manusia
dengan Metode Pulse Sensor Berbasi IoT (Internet of Things), Jurnal, Teknik
Elektro, Universitas Negeri Surabaya.
Wardani, C.K; et al;, (2018). Rancang Bangun Sistem Monitoring Tetes Siklus
Periodik Infus Berbasis Arduino pada WEB, jurnal, Jaringan Telekomunikasi
Digital, Politeknik Negeri Malang.
81
LAMPIRAN
Lampiran 1. Kode Program Keseluruhan
1. //LIBRARY
2. #include <WiFi.h>
3. #include "HX711.h"
4. #include <LiquidCrystal_I2C.h>
5. //Inisialisasi
6. HX711 cell(2, 4);
7. LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
8. char WEBSITE[] = "amkarine.mybluemix.net"; //alamat akun
Node-Red
9. char* MY_SSID = "Andromax-M5-EFB0"; //SSID Wifi
10. char* MY_PWD = "30000743"; //password Wifi
11. float units;
12. int val = 0;
13. float calibration_factor = 210;
14. int buzzer = 15 ; //inisialisasi buzzer
15. void setup()
16. {
17. pinMode (buzzer, OUTPUT); //inisialisasi buzzer
18. Serial.begin(115200);
19. lcd.init();
20. lcd.backlight();
21. cell.set_scale(calibration_factor);
22. cell.tare();
23. Serial.print("Connecting to "+*MY_SSID);
24. WiFi.begin(MY_SSID, MY_PWD);
25. Serial.println("going into wl connect");
26. while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) //not connected,
...waiting to connect
27. {
28. delay(1000);
29. Serial.print(".");
30. }
31. Serial.println("wl connected");
32. Serial.println("");
33. Serial.println("Credentials accepted! Connected to wifi \n
");
34. Serial.println("");
35. lcd.setCursor(4,0);
36. lcd.print("AMKARINE");
37. }
38. void loop()
39. {
40. delay(1000);
41. WiFiClient client;
42. units = cell.get_units(),10;
43. int unit = units - 30;
44. if (unit < 0)
45. {
46. unit = 0.00;
47. }
48. if (client.connect(WEBSITE, 80))
49. {
82
50. String vale;
51. vale = unit;
52. String postStr="field1=";
53. postStr += String(vale);
54. client.print("POST /mytopic HTTP/1.1\n");
55. client.print("Host: amkarine.mybluemix.net\n"); // domain
Node-Red
56. client.print("Connection: close\n");
57. client.print("Content-Type: application/x-www-form-
urlencoded\n");
58. client.print("Content-Length: ");
59. client.print(postStr.length());
60. client.println("");
61. client.println("");
62. client.print(postStr);
63. Serial.print(" sending data package now \n");
64. Serial.print(vale);
65. Serial.print(" finished sending http headers \n");
66. lcd.setCursor(0,1);
67. lcd.print("Volume: ");
68. lcd.print(unit);
69. lcd.print(" ml ");
70. //kondisi buzzer
71. If (unit<50)
72. {
73. digitalWrite(buzzer, HIGH);
74. delay(500);
75. digitalWrite(buzzer, LOW);
76. delay(500);
77. digitalWrite(buzzer, HIGH);
78. delay(500);
79. digitalWrite(buzzer, LOW);
80. delay(500);
81. }
82. }
83. }
