BAB III

DESAIN PEMBUATAN MODEL MOBILE INCUBATOR

Dalam Bab ini dijelaskan desain dan pembuatan model mobile incubator, yang

meliputi diagram alir pembuatan, desain model mobile incubator dengan menggunakan

software CAD SolidWorks, desain hardware elektronika mobile incubator. Desain

hardware elektronika yang digunakan diantaranya adalah mikrokontroler, sensor-

sensor, LCD, powersupply (catu daya), dan lain-lain. Untuk pembuatannya dibuat dari

bahan acrylic 5 mm yang kemudian dipotong dengan menggunakan acrylic cutting

laser machine.

3.1 Diagram Alir Pembuatan Model Mobile Incubator

Dalam pembuatan model mobile incubator ini dilakukan beberapa tahapan.

Dimulai dari pembuatan desain yaitu menentukan fungsi-fungsi apa saja yang terdapat

pada mobile incubator ini dan membuat desain menggunakan software SolidWorks.

Setelah itu pengumpulan alat dan bahan serta pemprograman mikrokontroler untuk

menunjang fungsi-fungsi pada mobile incubator. Proses terakhir adalah pembuatan

model mobile incubator dan pengujian model mobile incubator. Gambar 3.1 dibawah

ini menunjukan diagram alir pembuatan model mobile incubator.

Gambar 3.1 Diagram alir pembuatan model mobile incubator.

3.2 Desain model mobile incubator

Frame merupakan salah satu bagian yang penting dalam sebuah konstruksi alat,

oleh karena itu pada desain mobile incubator ini menggunakan material dari alumunium

hollow yang dikenal memiliki berat yang ringan namun memiliki kekuatan yang cukup

untuk digunakan sebagai frame mobile incubator. Alumunium yang digunakan

berukuran 19 mm x 19 mm. Gambar 3.2 adalah desain frame mobile incubator yang

kami buat.

Gambar 3.2 Desain frame model mobile incubator

Untuk bagian body sendiri dibuat menggunakan acrylic 5mm yang didesain

mengikuti dari bentuk frame mobile incubator. Pembuatan body nya sendiri dibuat per

bagian yang kemudian dipasangkan ke frame menggunakan sistem puzzle. Proses

pemotongan acrylic menggunakan laser cutting untuk menjaga kepresisian ukuran part.

Gambar 3.3 adalah gambar body mobile incubator secara keseluruhan.

Gambar 3.3 Desain body model mobile incubator.

Mobile incubator ini menggunakan sistem ducting (saluran udara tertutup) untuk

mendistribusikan panas yang dihasilkan sistem heater. Material yang digunakan

menggunakan acrylic 3 mm yang dibuat perbagian sebelum disatukan menggunakan

sistem puzzle. Pada sistem ducting ini juga terdapat wadah air yang bisa dilepas-pasang

pada salah satu ujungnya. Gambar 3.4 adalah desain gambar ducting pada mobile

incubator.

Gambar 3.4 Desain ducting model mobile incubator

Pada bagian akhir adalah proses assembly dari frame, sistem ducting kemudian

body mobile incubator. Gambar 3.5 adalah desain mobile incubator secara keseluruhan.

Gambar 3.5 Desain assembly model mobile incubator

3.3 Desain Hardware Elektronika Model Mobile Incubator

Untuk sistem elektronis model mobile incubator ini terdiri atas beberapa

komponen elektronika. Beberapa komponen elektronika tersebut disusun untuk

membentuk sebuah diagram desain hardware model mobile incubator. Diagram

desainnya bisa dilihat pada Gambar 3.6 dan 3.7, serta bagian wiring diagram

ditampilkan pada Gambar 3.8.

Gambar 3.6 Diagram desain lcd board model mobile incubator.

Gambar 3.7 Diagram desain powersupply pada model mobile incubator

Gambar 3.8 Wiring diagram mobile incubator

Komponen elektronika penyusun hardware mobile incubator yang ditunjukkan

pada gambar diatas dapat dijelaskan lebih detail sebagai berikut:

3.3.1 Arduino

Arduino merupakan suatu terobosan teknologi mikroprosesor dan mikrokomputer

yang merupakan teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih

banyak namun hanya membutuhkan ruang yang sangat kecil. Lebih lanjut,

mikrokontroler merupakan sistem computer yang mempunyai satu atau beberapa tugas

yang sangat spesifik, berbeda dengan PC (Personal Computer) yang memiliki beragam

fungsi. Mikrokontroler pada model mobile incubator ini berfungsi sebagai pusat sistem

kendali. Semua fitur yang terdapat pada mobile incubator ini dikendalikan

menggunakan arduino. Pemrograman mikrokontroler ini menggunakan sebuah software

bawaan dari arduino. Arduino yang digunakan pada model mobile incubator ini bertipe

UNO produksi dari Arduino yang dapat dilihat pada Gambar 3.9, dan spesifikasi

ditampilkan pada Tabel 3.1.

Gambar 3.9 Arduino UNO.

Tabel 3.1 Spesifikasi Arduino UNO adalah:

Parameter Spesifikasi

Microcontroller ATmega328 Input voltage 7-12VOutput Pin 14 Digital I/O Pins (6 PWM outputs)Input Pin 6 Analog InputsFlash Memory 32k Clock Speed 16Mhz

3.3.2 DHT11 temperature and humidity sensor

Sensor DHT11 temperature and humidity sensor adalah sensor yang digunakan

untuk membaca suhu dan kelembaban didalam mobile incubator secara realtime.

Terdapat 3 pin pada sensor ini yaitu satu signal output, satu tegangan 5V dan satu pin

ground. Gambar 3.10 menunjukkan DHT11 temperature and humidity sensor yang

digunakan pada model mobile incubator dan spesifikasi ditampilkan pada Tabel 3.2.

Gambar 3.10 DHT11 temperature and humidity sensor

Tabel 3.2 Spesifikasi DHT11 temperature and humidity sensor adalah:

Parameter Spesifikasi

Input Voltage 3-5VdcOutput signal DigitalMeasuring range

Humidity 20-90% RH Temperature 0-50˚C

Accuracy Humidity ± 4% RH (Max ± 5% RH) Temperature ± 2˚C

Sensitivity Humidity 1% RH Temperature 0.1˚C

Dimensions 12 x 15.5 x 5.5 mm3.3.3 Modul LCD

LCD (Liquid Crystal Display) merupakan suatu komponen yang digunakan

untuk menampilkan suatu karakter yang diberikan oleh sistem, dalam hal ini sistem

diberikan oleh arduino. Pada model mobile incubator, LCD digunakan untuk

menampilkan suhu dan kelembaban didalam mobile incubator yang dibaca sensor.

Model mobile incubator ini menggunakan LCD berseri LMB162A yang dapat dilihat

pada Gambar 3.11 dan spesifikasi ditampilkan pada Tabel 3.3.

Gambar 3.11 Liquid Crystal Display (LCD)

Tabel 3.3 Spesifikasi yang dimiliki oleh LCD tipe ini adalah:

Parameter Spesifikasi

Outline Dimension 80,0(W) x 36,0(H) x 14,0 (T) mmViewing Area 64,6(W) x 16,0(H) mmNumber of Characters 16 Characters x 2 LinesCharacters Size 2,95 x 5,55 mmDot Size 0,55 x 0,65 mmDisplay Color WhiteBackground Color Blue

3.3.4 Kipas (Fan)

Pada model mobile incubator ini, kipas digunakan untuk mengalirkan udara

panas dari heater kedalam ruang incubator. Aliran udara pada mobile incubator

mengalir melalui sistem ducting yang terdapat dua buah kipas pada inlet dan outlet

sistem ducting. Kipas yang digunakan pada model mobile incubator berukuran 8 cm,

yang dapat dilihat pada Gambar 3.12 dan spesifikasi ditampilkan pada Tabel 3.4.

Gambar 3.12 Kipas.

Tabel 3.4 Spesifikasi kipas (fan) adalah:

Parameter Spesifikasi

Overall Dimension 80 x 80 x 25 mmPower Input 1.08 WOperating Voltage 10.8-13.2 VDCFan Speed 1800 ± 10% RPMNet Weight 82 gMax. Air Flow 21.8 CFMRated Current 0.09 ± 10% Ampere

3.3.5 Modul Driver

Modul Driver digunakan untuk membagi arus dari powersupply ke masing-

masing kipas, sistem heater, sensor-sensor, dan mikrokontroler. Modul ini juga

digunakan sebagai controller untuk mengatur kipas dan sistem heater pada mobile

incubator. Pada modul ini digunakan IRF540 dan LM293 yang digunakan untuk

menyuplai daya dan juga sebagai jalur data. Gambar 3.13 menunjukkan modul fan

controller yang digunakan pada model mobile incubator, dan spesifikasi ditampilkan

pada Tabel 3.5.

Gambar 3.13 Modul fan controller.

Tabel 3.5 Spesifikasi modul fan controller adalah:

Parameter Spesifikasi

Voltage Input 12 vdcVoltage Output 5 – 12 vdc

3.3.6 Sistem Pemanas (Heater)

Sistem Pemanas (Heater) adalah sebuah sistem yang digunakan untuk menaikan

suhu didalam ruangan incubator. Pada model mobile incubator ini, sistem pemanasnya

menggunakan panas yang dihasilkan dari lampu sepeda motor yang dirangkai

sedemikian rupa. Suhu keluaran dari sistem pemanas dijaga selalu pada kisaran 34˚C

dengan sistem umpan balik tertutup (close loop) dan ditampilkan pada LCD secara

realtime. Untuk sistem umpan balik tertutupnya (close loop) sendiri memanfaatkan

bacaan dari sensor DHT11 yang diatur melalui program arduino sehingga suhu didalam

incubator dapat selalu terjaga pada suhu yang optimal. Gambar 3.14 menunjukkan

lampu sepeda motor yang digunakan pada sistem pemanas model mobile incubator dan

spesifikasi ditampilkan pada Tabel 3.6.

Gambar 3.14 Sistem pemanas (heater).

Tabel 3.6 Spesifikasi sistem pemanas (heater) adalah:

Parameter Spesifikasi

Voltage Input 12 VdcType H4Power 35/35 W

3.3.7 Power Supply

Power Supply adalah bagian dari sistem elektronika yang mempunyai peranan

sangat penting yaitu sebagai penyedia aliran arus listrik. Model mobile incubator ini

menggunakan dua sumber daya, yaitu arus AC sebagai penyuplai daya utama dan arus

DC dari baterai sebagai penyuplai tegangan disaat tidak ada sumber daya listrik AC.

Model mobile incubator ini menggunakan power supply 20 ampere yang digunakan

untuk menyuplai daya arduino dan sistem elektronika lainnya. Gambar 3.15 power

supply yang digunakan pada model mobile incubator dan spesifikasi ditampilkan pada

Tabel 3.7.

Gambar 3.15 Powersupply.

Tabel 3.7 Spesifikasi powersupply adalah:

Parameter Spesifikasi

Voltage Input 110V/ 220V AC (selectable)

Voltage Output single output, 12V DC, 20 Ampere (max)

Dimensions 195 x 98 x 42 mm

3.3.8 Sensor Jarak HC SR04

Sensor jarak HC SR04 adalah sensor yang digunakan untuk menentukan jarak

objek menggunakan sonar atau gelombang ultrasonik. Modul sensor ini memberikan

jarak akurasi yang baik dan pembacaan yang stabil dan kemudahan dalam penggunaan.

Operasional modul ini tidak terpengaruh oleh sinar matahari atau material gelap.

Gambar 3.16 merupakan sensor jarak HC SR04 yang digunakan pada model mobile

incubator dan spesifikasi ditampilkan pada Tabel 3.8.

Gambar 3.16 Sensor Jarak HC SR04

Tabel 3.8 Spesifikasi sensor jarak HC SR04 adalah:

Parameter Spesifikasi

Voltage Input 5V DCQuiescent Current < 2 mAEffectual Angle < 15˚Ranging Distance 2 cm – 500 cm / 1”-16 ft

Resolution 0.3 cm

Dimensions 45 x 20 x 15 mm

Weight 8.5g