RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAUAN TEKANAN GAS MEDIS

BERBASIS IoT (INTERNET of THINGS) MENGGUNAKAN ARDUINO

DAN SENSOR MPX 5700

DI RSUP DR. SOERADJI TIRTONEGORO KLATEN

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik pada Universitas Widya Dharma Klaten

Disusun oleh:

HERBOWO HARYANTO

NIM. 1941100007

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS WIDYA DHARMA KLATEN

2021

ii

iii

iv

v

MOTTO dan PERSEMBAHAN

Motto

Tidakada kata menyerah sebelum bertanding.

Lebih baik mencoba daripada tidak sama sekali.

Kesempatan hanya datang satu kali, begitu juga kepercayaan.

Ikhtiar menuju tawakal, dan berakhir keterharuan atas kesabaran.

Keberhasilan tidak datang secara tiba-tiba, tapi karena usaha dan kerja keras.

Persembahan

Karya ilmiah ini saya persembahkan kepada:

Allah SWT.

Ibu tercinta.

Istri dan anakku yang kusayangi.

Bapak dan Ibu Dosen UNWIDHA

Teman-teman di UNWIDHA khususnya S1 Teknik Elekro.

Teman-teman IPSRS RSUP dr. Soeradji Tirtonegoro.

vi

PRAKATA

Dengan rahmat Allah SWT dan bantuan berbagai pihak, tersusunlah naskah

skripsi ini. Meskipun telah diupayakan secara maksimal sesuai masukan berbagai

pihak, tentu saja terdapat banyak kekurangan dalam laporan ini, sehingga

masukan-masukan lebih lanjut masih diperlukan.

Diucapkan terimakasih kepada pihak-pihak berikut:

1. Rektor Universitas Widya Dharma Klaten

2. Bapak Hari Purnomo, S.T, M.T Pembimbing I dan selaku Dekan Fakultas

Teknik

3. Bapak I Wayan Angga Wijaya K,S.T,M.Eng selaku Dosen Pembimbing II

4. Bapak Dr. Sutiyo, M.Eng selaku Ketua Prodi Teknik Elektro

5. Bapak Sugeng Santoso, S.T, M.Eng selaku Dosen di Fakultas Teknik

Elektro

6. Bapak Widodo selaku Kasie Fakultas Teknik Unwidha

7. Seluruh staf Administrasi di Rektorat Universitas Widya Dharma Klaten

8. Rekan-rekan sejawat angkatan 2019 Fakultas Teknik Elektro Universitas

Widya Dharma Klaten

9. Rekan Rekan Teknik Umumnya dan rekan Elektromedis Khususnya di

RSUP dr Soeradji Tirtonegoro Klaten

10. Istri dan anakku yang telah memberikan dukungan baik secara moril

maupun materil serta doanya.

11. Pihak-pihak lain yang tidak dapat dirinci.

Semoga laporan ini memberikan manfaat yang sebesar-besarnya kepada

banyak kalangan.

Klaten, Februari 2021

Penyusun,

Herbowo Haryanto

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN PERSETUJUAN ........... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... III

SURAT PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ................................................. IV

MOTTO DAN PERSEMBAHAN .......................................................................... V

PRAKATA ............................................................................................................ VI

DAFTAR ISI ........................................................................................................ VII

DAFTAR TABEL ................................................................................................. IX

DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. X

DAFTAR SINGKATAN ...................................................................................... XI

ABSTRAKSI....................................................................................................... XIII

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ........................................................................................ 1

1.2. Perumusan Masalah ................................................................................ 3

1.3. Batasan Masalah ..................................................................................... 3

1.4. Tujuan Penelitian .................................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka..................................................................................... 6

2.2. Landasan Teori ....................................................................................... 7

1. Gas Medis ................................................................................................. 7

2. Sensor tekanan MPX 5700...................................................................... 27

3. Arduino Uno ........................................................................................... 30

4. Liquid Crystal Display ............................................................................ 32

5. Solenoid valve ......................................................................................... 37

6. Nodemcu ESP8266 ................................................................................. 39

viii

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian ................................................................ 43

3.2 Alat dan Bahan ..................................................................................... 43

3.2.1 Perangkat keras ..................................................................................... 43

3.2. 2 Perangkat lunak ..................................................................................... 44

3.3 Metode Perancangan Penelitian............................................................ 44

3.3.1 Perancangan Desain Sistem .................................................................... 45

3.3.2 Perancangan Hardware ........................................................................... 46

3.3.3 Perancangan Software ............................................................................ 48

3.3.4 Pengujian Alat ........................................................................................ 49

3.3.5 Analisis Hasil ......................................................................................... 49

BAB IV PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian ………………………………………………………….49

4.2 Pembahasan …………………………………………………………….. 52

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan ................................................................................................ 59

5.2 Saran……………….. .................................................................................. 59

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 61

LAMPIRAN

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 PIN OUT LCD...................................................................................... 15

Tabel 2.2 Spesifikasi dan versi NodeMCU............................................................39

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Macam-macam Sensor MPX5700......................................................29

Gambar 2.2 Grafik perbandingan tegangan dengan

tekanan.................................29

Gambar 2.3 Gambar Arduino Uno......................................................................... 30

Gambar 2.4. Ringksan Spesifikasi Arduino

Uno....................................................32

Gambar 2.5. Contoh bentuk

LCD…………….......................................................33

Gambar 2.6. bentuk fisik dari LCD 2x16 karakter.................................................36

Gambar 2.7. Bentuk fisik dan simbol solenoid valve............................................ 38

Gambar 2.8. Modul NodeMCU ESP 8266.............................................................39

Gambar 3.1 Langkah

Penelitian.............................................................................43

Gambar 3.2 Disain Blok Alat pemantauan tekanan gas

medis...............................44

Gambar 3.3 Diagram Blok Alat pemantauan tekanan gas medis...........................45

Gambar 3.4 WiringDiagram..................................................................................46

Gambar 3.5. Deteksi melalui

hanphone..................................................................46

Gambar 3.6 Diagram Alir Perancangann Software...............................................47

Gambar 4.1 Skema Ramgkaian.............................................................................50

Gambar 4.2 Display Thinger IO…………………………….................................50

Gambar 4.3 Grafik Sensor……………………………………..............................51

Gambar 4.4 Notifikasi Telegram…..…………………………..............................52

xi

DAFTAR SINGKATAN

LCD

kPa

DC

AC

LPG

SMS

PC

USB

AVR

V

PLN

mV

NO

NC

SoC

Liquid Crystal Display

Kilopascal

Direct Current

Alternating Curent

Liquefied petroleum gas

Short massage service

Personal Computer

Universal Serial Bus

Automatic Voltage Regulator

Volt

Pembangkit Listrik Negara

Mili Volt

Normally Open

Normally Cloce

System on Chip

xiii

ABSTRAK

Gas medis adalah gas dengan spesifikasi khusus yang digunakan untuk

pelayanan kesehatan. Instalasi perpipaan gas medis adalah seperangkat prasarana

beserta peralatan yang menyediakan gas medis tertentu yang dibutuhkan untuk

menyalurkan gas medis ke titik outlet di ruang tindakan atau perawatan. Sentral

gas medis adalah seperangkat prasarana atau tabung gas yang menyimpan

beberapa gas medis tertentu yang dapat disalurkan melalui pipa instalasi gas

medis. Instalasi gas medis adalah seperangkat gas medis, instalasi pipa gas medis

sampai outlet.

Tujuan dari penelitian ini adalah membuat sistem pemantauan tekanan gas

medis menggunakan arduino dan sensor mpx5700 di RSUP Dr. Soeradji

Tirtonegoro Klaten, mengoptimalisasikan sistem perpindahan gas menggunakan

selenoid valve dan membuat alat dapat memberi informasi ke hanphone android.

Dari hasil penelitian berhasil dirancang bangun sebuah alat deteksi dini

tekanan gas medis berbasis internet of things. Tekanan yang dapat diukur untuk

rancang bangun pemantauan tekanan gas medis ini dibatasi sampai 200 kPa,

tekanan gas medis ini dapat dideteksi melalui laptop dan handphone sehingga

cepat dilakukan monitoring dimana saja dan kapan saja. Jika tekanan kurang

dari 150 kPa alarm akan berbunyi, dan jika tekanan oksigen pada tabung utama

habis, secara otomatis berpindah ke tabung cadangan sehingga petugas dapat

segera memberitahu penyedia gas medis untuk segera diisi. Antarmuka alat

pendeteksi tekanan gas medis dengan handphone menggunakan mikrokontroler

Arduino WeMos D1 R1 WiFi UNO ESP8266 dan program aplikasi Telegram

Kata-kunci: detektor, gas medis, IoT,

1

2

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Gas medis adalah gas dengan spesifikasi khusus yang digunakan untuk

pelayanan kesehatan. Instalasi perpipaan gas medis adalah seperangkat prasarana

beserta peralatan yang menyediakan gas medis tertentu yang dibutuhkan untuk

menyalurkan gas medis ke titik outlet diruang tindakan atau perawatan. Sentral

gas medis adalah seperangkat prasarana atau tabung gas/liquid yang menyimpan

beberapa gas medis tertentu yang dapat disalurkan melalui pipa instalasi gas

medis. Instalasi gas medis adalah seperangkat gas medis, instalasi pipa gas medis

sampai outlet. Gas yang digunakan pada gas medis antara lain Oxygen (O²),

Nitrous Oksida (N²O), Nitrogen (N²), Karbon dioksida (CO²), Compressed Air.

Desain instalasi pipa gas medis harus dilengkapi dengan kran, penunjuk tekanan,

dan tanda peringatan atau alarm (KMKRI, 2002). Penunjuk tekanan berfungsi

mengetahui tekanan dalam tabung gas. Cara kerja penunjuk tekanan pada gas

adalah membaca besar tekanan saat kran pada tabung gas dibuka. Besar tekanan

pada tabung gas terbaca oleh penunjuk tekanan dan akan sama terbaca di outlet

pada pipa saluran gas dengan ukuran yang sama besar, seperti hukum dasar fluida

(Pauliza, 2009).

Pada saat ini di kebanyakan rumah sakit masih menggunakan instalasi gas

medis sentral konvensional. Pada instalasi sentral gas medis konvensional terdapat

alarm untuk indikator tekanan. Tekanan kerja normal 300 – 500 kPa, indikator

2

akan memberikan peringatan saat tekanan melebihi 500 kPa atau kurang dari 300

kPa. Alarm indikator tabung gas habis, permasalahan gas medis konvensional

dilapangan masih terdapat kelalaian pengisian tabung gas akibat pemberitahuan

tabung gas habis yang tidak efektif. Dampak dari regulator yang berkualitas

rendah adalah keterlambatan pembacaan nilai tekanan pada tabung (Albert, 2009).

Akibat pemakaian regulator yang bermutu rendah adalah keterlambatan

pengiriman sinyal alarm untuk kondisi tabung gas medis yang dapat menyebabkan

terganggunya kinerja dalam setiap instalasi di rumah sakit . Pemberitahuan gas

habis harus sedini mungkin dan tepat tertuju pada penanggung jawab sentral gas

medis untuk mengantisipasi tindakan penggantian tabung pada instalasi sentral

gas medis.

.Penelitian tentang sistem gas medis sebelumnya pernah dilakukan Wijaya,

Untara, Khoirunnisa (2019) dengan sensor MPX5700 dan mikrokontroller

ATMega8 dan tampilan di LCD serta buzzer yang akan berbunyi saat tekanan gas

medis low pressure. Tetapi tidak ada pemantauan dan pengamanan untuk

kebocoran medis di ruangan.

Kebocoran gas medis harus dipantau dan segera diatasi karena akan

mengganggu pelayanan, membahayakan pasien, menyebabkan alat medis yang

menggunakan gas medis tidak berfungsi dan dapat menimbulkan bahaya

kebakaran.

Untuk itu peneliti mengembangkan sebuah alat monitoring tekanan

instalasi gas medis digital yang berfungsi melakukan pemantauan gas medis yang

dapat menunjukkan informasi indikator low and high pressure yang tertampil

3

pada layar LCD dengan penanda suara buzzer. Untuk perpindahan gas medis

sendiri akan menggunakan selenoid valve yang lebih efektif di bandingkan dengan

mode konvensional. Jika tabung habis maka selenoid valve akan bekerja dan Line

gas akan berpindah dari tabung 1 ke tabung 2 Alat ini bekerja dengan cara

memantau tekanan pada tabung gas medis yang memanfaatkan sensor tekanan

MPX5700 yang dikendalikan oleh mikrokontroller Arduino. Alat ini juga di

lengkapi dengan IoT berbasis ESP 8266 sehingga teknisi dapat memantau tekanan

gas dari mana saja

1.2.Perumusan Masalah

Perumusan masalah dalam penulisan skripsi ini adalah:

1. Bagaimana merancang dan membuat Sistem Pemantauan Tekanan Gas

Medis Berbasis Iot Menggunakan Selenoid Valve Dan Sensor MPX 5700

di RSUP Dr. Soeradji Tirtonegoro Klaten ?

2. Bagaimana mengoptimalkan sistem perpindahan gas menggunakan

selenoid valve.

3. Bagaimana menampilkan antar muka dengan handphone android ?

1.3.Batasan Masalah

Sehubungan dengan luasnya metode perancangan maka perlu

diambil batasan-batasan guna menyederhanakan perancangan, pembatasan-

pembatasan tersebut adalah:

1. Menggunakan 2 (dua) tabung gas oksigen

2. Menggunakan 1(satu) saluran utama gas oksigen

4

3. Menggunakan selenoid valve

4. Menunjukkan tekanan dalam satuan “kPa”

1.4.Tujuan Penelitian

Tujuan dari perancangan dan pembuatan alat pemanggil perawat

bangsal rawat inap rumah sakit ini adalah:

1. Membuat sistem deteksi dini ketidaknormalan tekanan gas medis

menggunakan arduino dan sensor mpx5700 di RSUP Dr. Soeradji

Tirtonegoro Klaten

2. mengoptimalisasikan sistem perpindahan gas menggunakan selenoid valve.

3. Dapat membuat arduino memberi informasi ke hanphone android

1.5. Manfaat Perancangan / Penelitian

Manfaat perancangan sistem Sistem Pemantauan Tekanan Gas Medis

Berbasis Iot Menggunakan Selenoid Valve Dan Sensor MPX 5700 adalah :

1. Mempermudah rumah sakit untuk memantau kondisi tekanan gas medis

2. Efisiensi waktu dan biaya

3. Untuk safety pasien dan staf rumah sakit

1.6. Sistematika Penulisan

1. Bab I Pendahuluan, berisi latar belakang, perumusan masalah, batasan

masalah, tujuan penelitian, dan sistematika penulisan.

5

2. Bab II Tinjauan Pusaka dan Landasan Teori, merupakan tinjauan pusaka, dan

landasan teori mengenai gas medis, sensor tekanan MPX 5700, arduino uno,

Liquid Crystal Display, solenoid valve, Nodemcu ESP8266

3. Bab III Metodologi Penelitian, berisi langkah penelitian, peralatan penelitian,

lokasi dan waktu penelitian

4. Bab IV Hasil Perancangan / Penelitian dan Pembahasan, merupakan hasil

penelitian, pembahasan, dan perbandingan dengan penelitian yang lain

5. Bab V Penutup, berisi kesimpulan dan saran

59

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari pembahasan-pembahasan dalam

laporan ini adalah sebagai berikut.

1. Telah berhasil dirancang bangun sebuah alat deteksi dini tekanan gas medis

berbasis internet of things. Tekanan yang dapat diukur untuk rancang bangun

alat deteksi dini tekanan gas medis ini dibatasi sampai 200 kPa, tekanan gas

medis ini dapat dideteksi melalui laptop dan handphone sehingga cepat

dilakukan monitoring dimana saja dan kapan saja.

2. Jika tekanan kurang dari 150 kPa alarm akan berbunyi, dan jika tekanan

oksigen pada tabung utama habis, secara otomatis berpindah ke tabung

cadangan sehingga petugas dapat segera memberitahu penyedia gas medis

untuk segera diisi.

3. Antarmuka alat pendeteksi tekanan gas medis dengan handphone

menggunakan mikrokontroler Arduino WeMos D1 R1 WiFi UNO ESP8266

dan program aplikasi Telegram

5.2 Saran

Ada beberapa hal yang perlu disikapi secara bersama, sebagai berikut.

1. Dalam merancang bangun alat harus tahu spesifikasi alat agar tidak terjadi

kendala.

60

2. Tentunya banyak dalam rancang bangun alat ini yang masih belum sempurna

karean keterbatasan biaya sehingga mahasiswa lain bisa mengembangkan

lebih baik lagi.

61

DAFTAR PUSTAKA

A. Andriana, Z. Zulkarnain, and S. B. Herpuji, 2018, “Monitoring dan Kendali

Jarak Jauh Kebocoran Gas LPG Berbasis Android,” J. Tiarsie, vol. 15, no. 2,

pp. 1–5, doi: 10.32816/tiarsie.v15i2.32.

A. Roihan, A. Permana, and D. Mila, 2016, “MONITORING KEBOCORAN

GAS MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARDUINO UNO dan

ESP8266 BERBASIS INTERNET OF THINGS,” ICIT J., vol. 2, no. 2, pp.

170–183, doi: 10.33050/icit.v2i2.30.

Budiharto, Widodo, 2005,Perancangan Sistem dan Aplikasi Mikrokontroler, Elex

Media Komputindo, Jakarta.

D. Zakki Hanif, 2017, “Alat Ukur Pendeteksi Besaran Volume Penggunaan Gas

Medis Oksigen Sebagai Dasar Penentuan Tarif,” Prosiding, vol., no., p.

Junaidi, Yuliyan Dwi Prabowo, 2018, Project Sistem Kendali Elektronik Berbasis

ARDUINO, AURA CV. Anugrah Utama Raharja, Bandar Lampung

Muhammad Syahwil, 2013, Panduan Mudah Simulasi & Praktek Mikrokontroler

Arduino, Andi Yogyakarta.

N. Ismail, Komarujaman, and Atam, 2016, “Sistem Pneumatic Control Valve

Pada Discharge Valve Main Cooling Water Pump (MCWP),” no.

November, pp. 26–27.

N. H. Wijaya, B. Untara, and I. Khoirunnisa, 2019, “Monitoring Tekanan Gas

Medis Pada Instalasi Gas Medis Rumah Sakit,” Med. Tek. J. Tek.

Elektromedik Indones., vol. 1, no. 1, pp. 2–7, doi: 10.18196/mt.010104.