BAB II DASAR TEORI 2.1 Pengertian Kalibrasi -...

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Pengertian Kalibrasi

Akurasi suatu instrumen (INKUBATOR PRAWATAN) tidak sendirinya

timbul dari suatu rancangan yang baik, tetapi dipengaruhi oleh kinerjanya

(performance), stabilitas kehandalan dan biaya yang tersedia (pemeliharaan).

Akurasi hanya timbul dari kalibrasi yang benar, artinya hasil pengukurannya

dapat ditelusuri melalui pengujian dan kalibrasi terhadap instrumen dengan

teratur.

Sekalipun alatnya masih baru, tetap harus dikalibrasi dahulu sebelum

dioperasikan. Kalibrasi adalah serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan

antar-nilai yang ditunjukkan oleh instrumen pengukuran atau sistem pengukuran,

atau yang diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah diketahui yang

berkaitan dari besaran yang diukur dengan kondisi tertentu.

Dewan Standarisasi Nasional (DNS/1990) mendefinisikan bahwa kalibrasi

adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional penunjukan instrumen

ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkannya terhadap standart

ukurannya yang ditelusuri (traceable) ke standart Nasional atau Internasional.

Definisi lain kalibrasi adalah kegiatan penerapan untuk menentukan kebenaran

nilai penunjukan alat ukur dan data bahan ukur, (definisi : Permenkes No. 363

Tahun 1998).

Sedangkan pengujian adalah keseluruhan tindakan yang meliputi

pemeriksaan fisik dan pengukuran untuk membandingkan alat ukur dengan

standart untuk satuan ukur sesuai guna menetapkan sifat ukurnya (sifat

metrologik) atau menentukan besaran atau kesalahan pengukuran. Pengukuran

adalah kegiatan atau proses mengaitkan angka secara empiris dan obyektif kepada

sifat-sifat obyek atau kejadian nyata sedemikian rupa sehingga angka tadi dapat

memberikan gambaran yang jelas mengenai obyek atau kejadian tersebut,

(definisi: Permenkes No . 363 Tahun 1998).

Setiap peralatan terlebih lagi alat kesehatan yang berhubungan langsung

dengan manusia dan sangat kritis (berhubungan dengan nyawa) wajib dilakukan

kalibrasi untuk menjamin kebenaran nilai keluaran dan keselamatan atau kalibrasi

alat kesehatan, maka alat ukur dan kebesaran standart yang dipergunakan untuk

Universitas Sumatera Utara

pengujian dan kalibrasi alat kesehatan wajib dikalibrasi secara berkala pula oleh

Institusi Penguji Rujukan (seperti LIPI).

Adapun untuk alat kesehatan, pengujian dan kalibrasi wajib dilakukan dengan

kriteria sebagai berikut:

1. Belum memiliki sertifikat dan tanda lulus pengujian dan kalibrasi

2. Sudah berakhir jangka waktu sertifikat atau tanda pengujian dan kalibrasi

3. Diketahui penunjukan keluaran kinerjanya (performance) atau keamanannya

(safety) tidak sesuai lagi, walaupun sertifikasi dan tanda masih berlaku

4. Telah mengalami perbaikan walaupun sertifikat dan tanda masih berlaku

5. Telah berpindah tempat atau dipindahkan dan memerlukan pemasangan

instalasi listrik baru, walaupun sertifikat dan tanda masih berlaku

6. Jika ada layak pakai pada alat kesehatan tersebut hilang atau rusak, sehingga

dibutuhkan data kalibrasi terbaru untuk dapat memberikan informasi yang

sebenarnya.

2.2 Tujuan dan Manfaat Kalibrasi

Tujuan kalibrasi adalah:

1. Menentukan deviasi kebenaran konvensional nilai yang menunjukkan suatu

instrumen atau deviasi dimensi nominal yang seharusnya untuk suatu bahan

ukur

2. Menjamin hasil-hasil pengukuran sesuai dengan standart nasional maupun

internasional (Dewan Standarisasi Nasional/DNS 1990).

Manfaat kalibrasi adalah menjaga kondisi instrumen ukur dan bahan ukur

agar tetap sesuai dengan spesifikasinya (DNS 1990). Sedangkan tujuan umum

kalibrasi ialah agar tercapai kondisi layak pakai atau menjamin ketelitian dalam

rangka mendukung peningkatan mutu pelayanan kesehatan, (Dirjen Pelayanan

Medik Depkes, 2001). Fungsinya tentu saja sebagai tolak ukur jaminan

keakuratan alat tersebut pada pemanfaatannya.

2.3 Waktu Kalibrasi

Waktu kalibrasi suatu alat ukur tergantung pada karakteristik dan tujuan

pemakaiannya. Ditinjau dari karakteristiknya, maka makin tinggi kualitas

metrologis, makin panjang selang kalibrasinya. Bila ditinjau dari tujuan


pemakaiannya, semakin kritis pemakaiannya, semakin kecil dampak hasil

ukurnya, maka semakin pendek selang kalibrasinya.

Secara umum selang waktu kalibrasi dipengaruhi oleh jenis alat ukur,

frekuensi pemakaian dan pemeliharaan dari alat tersebut. Adapun waktu-waktu

kalibrasi biasanya dinyatakan dalam beberapa cara yaitu:

1. Dinyatakan dalam waktu kalender, misalnya enam bulan sekali, setahun sekali

dan seterusnya

2. Dinyatakan dalam pemakaian, misalnya 1000 jam pakai, 5000 jam pakai dan

seterusnya

3. Kombinasi cara pertama dan kedua di atas, misalnya enam bulan sekali atau

1000 jam pakai, tergantung mana yang dahulu.

Untuk alat kesehatan khususnya, telah diatur dalam peraturan Menteri

Kesehatan atau Permenkes No. 363/Menkes/per/IV/1998, tentang pengujian dan

kalibrasi alat kesehatan bahwa setiap alat kesehatan yang dipergunakan atau

sarana pelayanan kesehatan wajib dilakukan pengujian dan kalibrasi oleh institusi

penguji, untuk menjamin keteletian dan ketetapan serta keamanan pengguna alat

kesehatan. Waktu pengkalibrasian alat kesehatan tertera pula dalam Permenkes

No. 363/Menkes/per/IV/1998, tentang pengujian dan kalibrasi alat kesehatan yang

dipergunakan atau sarana pelayanan kesehatan wajib diuji atau kalibrasi secara

berkala, sekurang-kurangnya satu kali setiap tahun.

Suatu kegiatan bisa dikatakan merupakan kegiatan kalibrasi jika kegiatan

tersebut menghasilkan:

1. Sertifikasi kalibrasi,

2. Lembar hasil atau laporan hasil kalibrasi yang memuat, mencantumkan atau

berisi angka koreksi, deviasi atau penyimpangan, ketidakpastian dan batasan-

batasan atau standart penyimpangan yang diperkenankan, dan

3. Label atau penanda.

Kalibrasi diperlukan hanya untuk alat yang baik atau sedang

dioperasionalkan dan bukan untuk alat yang rusak. Alat rusak haruslah diperbaiki

dahulu baru kemudian dilakukan pengujian dan kalibrasi untuk memastikan

bahwa alat tersebut betul-betul baik.

Dari hasil kalibrasi dapat diketahui kesalahan penunjukan instrumen ukur,

sistem pengukuran atau bahan ukur, untuk pemberian nilai pada tanda skala

tertentu dan juga dapat dicatat dalam suatu dokumen disebut sebagai sertifikat


kalibrasi atau laporan kalibrasi, dan suatu alat kesehatan dinyatakan lulus kalibrasi

bila:

1. Penyimpanan hasil pengukur dibandingkan dengan nilai yang dibandingkan

pada alat kesehatan tersebut tidak lebih menyimpang dari yang diijinkan, dan

2. Nilai hasil pengukuran keselamatan kerja, berada dalam nilai ambang batas

yang diijinkan.

2.4 Kalibrasi Alat INKUBATOR PERAWATAN dan Metode Pengujiannya

Adapun acuan pengujian Departemen Kesehatan sebagai rujukan

pengujian dan kalibrasi INKUBATOR (berdasarkan pedoman pengujian dan

kalibrasi alat kesehatan Depkes 2001/lihat lampiran) adalah berdasarkan IEC 601-

1-1, ECRI 410-059/410-20010301 (lihat lampiran), dan dalam penilaian hasil

ketidakpastian pengukuran mengacu pada metode ISO Guide/GUM (ISO Guide to

the Expression of Uncertainty in Measurement) dari PUSLIT KIM LIPI (lihat

Daftar Pustaka).

IEC (International Electrotechnical Commission) merupakan acuan standart

keselamatan kelistrikan dalam semua evolusi teknologi, termasuk evolusi

teknologi pelayanan kesehatan (Health Care Technology) yang berkembang

dengan cepat saat ini. Sedangkan ECRI ( Emergency Research Intitute Care)

adalah suatu badan riset pelayanan kesehatan dan mutu (Agency for Health Care

Research And Quality) yang ada di Amerika, yang mengeluarkan laporan hasil-

hasil riset terhadap nilai-nilai dan batasan keluaran beberapa parameter alat

kesehatan. Berdasarkan standart tersebut Departemen Kesehatan mengeluarkan

nilai-nilai penyimpangan untuk alat INKUBATOR PERAWATAN sebagai

berikut:

A. Nilai keselamatan dan nilai ambang batas:

1. Tahanan isolasi kabel catu daya dengan pembumian ≤ 2 MΩ

2. Tahanan isolasi kabel catu daya dengan selungkup > 2 MΩ

3. Arus bocor pada kabel pembumian polaritas normal ≤500µA

4. Arus bocor pada kabel pembumian polaritas terbaik ≤500µA

5. Arus bocor pada selungkupan polaritas normal dengan pembumian ≤100µA

6. Arus bocor pada selungkupan polaritas terbalik dengan pembumian ≤100µA

7. Arus bocor pada selungkupan polaritas normal tanpa pembumian ≤500µA

8. Arus bocor pada selungkupan polaritas terbalikl tanpa ≤500µA

9. Nilai resitansi kawat pembumian ≤0,2Ω


B. Jenis keluaran dan nilai penyimpangan yang diijinkan:

1. Suhu udara rata-rata UUT = ± C

2. Rata -rata variasi suhu udara = ± C

3. Suhu matras = ≤ C

4. Kebisingan = ≤ 65 Dba

5. Kecepatan udara = ≤ 0,35 m/detik

Metode ISO Guide digunakan mendefinisikan ketidakpastian pengukuran

sebagai parameter hasil pengukuran yang mengkarakteris disperse nilai-nilai yang

dapat dikenakan pada besaran ukur. ISO Guide juga mengandung definisi-definisi

penjelasan dan contoh pemakaian serta daftar acuan dan bersifat universal karena

dapat digunakan dalam tiap jenis pengukuran . Ada 2 gagasan atau inovasi penting

dalam ISO Guide yaitu konsep memakai 2 evaluasi type A dan type B.

Type A: dievaluasikan dengan menggunakan metode statistik baku untuk

menganalisis satu himpunan pengukuran dan mencakup kesalahan - kesalahan

acak. Kesalahan-kesalahan ini dikarakteristikkan dengan taksiran variasi atau

simpangan baku, nilai rata-rata atau ekivalen dan derajat kebebasan . Type inilah

yang kita gunakan dalam pengujian INKUBATOR PERAWATAN nantinya.

Type B: dievaluasikan dengan cara selain statistik pada jumlah

pengamatan. Ketidakpastian ini mencakup kesalahan-kesalahan sistematik. Dalam

mengevaluasi perlu dicari besaran yang dapat diambil sebagai variasi

(keberadaannya diasumsikan). Kesalahan-kesalahan ini dikarakteristikkan dengan

taksiran variasi dan simpangan baku, nilai rata-rata (yang mungkin nol) dan

derajat kebebasan. Evaluasi Type B diperlukan antara lain dalam, kasus atau

untuk sumber kesalahan seperti menafsir sembarangan pengukuran jika

pengukuran dilakukan satu kali (tidak dilakukan berulang). Variasi yang berbeda

digabungkan dengan menggunakan simpangan baku gabungan. Simpangan baku

gabungan adalah ketidakpastian baku dari hasil pengukuran yang didapat dari

nilai-nilai sejumlah besaran lain, yaitu akar positif dan jumlah suku-suku yang

merupakan variasi besran-besaran dengan bobot sesuai perubahan hasil

pengukuran terhadap perubahan besaran tersebut. Ketidakpastian yang

dicantumkan dalam sertifikasi kalibrasi dapat dianggap mempunyai bentuk

sebaran yang mendekati normal, yang merupakan akibat proses penggabungan

komponen-komponen ketidakpastian dalam proses kalibrasi tersebut keteknikan

dibutuhkan tingkat kepercayaan yang lebih tinggi atau 95%, dan ini dituangkan

dalam sertifikat kalibrasi alat yang digunakan pada penelitian ini atau disingkat

dengan dibagi factor cakupannya (lihat table 4.5).

Adapun pengujian dan kalibrasi yang dilakukan terhadap INKUBATOR

(gambar 2.3) pada penelitian ini meliputi dua unsur penting, yaitu:


1. Uji kualitatif yaitu untuk mengetahui kondisi lingkungan, kondisi fisik dan

fungsi komponen alat kesehatan yang meliputi:

a. Pengukuran kondisi lingkungan: catu tegangan, konsumsi arus, suhu dan

kelembaban ruangan, ini dilakukan dengan avometer, thermometer,

hygrometer

b. Pemerisaan kondisi fisik dan fungsi komponen yang ada pada alat meliputi

1) Chassis (selungkup)

2) Sekering

3) Tanda atau tampilan

4) Assesoris

5) Kotak kontak

6) Konektor

7) Baterai charger

8) Kabel jala-jala

9) Chamber

10) Temperature probe

11) Matras dan Alarm

12) Sistem perekaman suhu kelembaban

13) Label spesifikasi alat

Uji kuantitatif yaitu kegiatan pengukuran untuk mengetahui keselamatan

kerja dan kinerja alat kesehatan yang meliputi:

A. Pengukuran keselamatan listrik meliputi: tahanan isolasi catu daya,

impendasi pembumiaan alat, arus bocor pada chassis (selungkup) dengan

menggunakan alat Safety Analyzer (gambar 2.1).

B. Pengukuran pemeriksaan kinerja INKUBATOR PERAWATAN

menggunakan INKUBATOR ANALYZER (gambar 2.2) yang meliputi:

pengukuran parameter kinerja inkubator menggunakan incu analyzer

a. Inkubator adalah alat bagi bayi yang dapat melihat bayi dan dilengkapi

dengan alat pengontrol lingkungan bayi terutama suhu dengan

menggunakan udara yang dipanaskan.


b. Inkubator dengan kontrol udara (udara terkontrol) adalah

inkubator infan dimana temperatur udara secara otomatis dengan sensor

temperature sesuai dengan temperature yang disetel.

c. Inkubator dengan kontrol bayi adalah inkubator dengan kontrol

udara untuk memiliki kemampuan tambahan dalam mengontrol secara

otomatis temperature yang disetel oleh operator.

d. Temperatur inkubator adalah temperatur udara pada titik 10 cm di

atas titik tengah permukaan matras.

Posisi sensor suhu atau temperatur udara

Keterangan :

M = Sensor suhu atau temperatur inkubator

A, B, C, D = Sensor temperatur udara (titik pengukuran A sampai D dan M

adalah sejajar rata dan jarak 10 cm terhadap matras).

e. Temperatur rata-rata inkubator adalah rata-rata bacaan temperatur

inkubator diambil pada selang waktu regular yang diperoleh selama

kondisi temperatur stabil atau mantap atau steady.

f. Kebisingan adalah suara alat tersebut, pada saat bekerja tidak

mengganggu kondisi pasien dan lingkungannya.

g. Kelembaban adalah tingkat kelembapan pada daerah pasien

ditempatkan sesui dengan suhu tubuh dan box incubator.

A

B M

D

C


Karakteristik Perubahan Temperatur Inkubator

h. Temperatur rata-rata adalah rata-rata bacaan temperatur diambil pada

setiap titik yang ditentukan dalam kompartemen selama kondisi

temperatur stabil.

i. Teperatur stabil atau ajek adalah kondisi yang diperoleh pada saat

temperatur inkubator tidak berubah lebih dari 1˚C selama periode waktu

satu jam.

j. Temperatur kulit adalah temperatur kulit dari infant pada titik dimana

sensor temperatur kulit diletakkan

k. Sensor temperatur kulit adalah sensor/gawai yang dimaksudkan untuk

mengukur suhu kulit bayi

l. Pengontrol temperatur adalah temperatur yang dipilih pada kontrol.

m. Kompartemen adalah selungkup yang terkontrol lingkungannya

dimaksudkan untuk tempat infant dan dengan bagian yang transparan

sehingga dapat melihat infant.

11OC

Temp. Ruangan

Waktu Pemanasan Kondisi Temperature Stabil

Over Shut

Perubahan Temperatur

Temperatur Incubator

rata-rata

Waktu

u

Temperatur Inkubator


Gambar 2.1 International Safety Analyzer 601 Pro XL

Gambar 2.2 Incu Analyzer

Keterangan gambar:

Temperature Sensor T1: digunakan utuk pengukuran Convection

Temperature Sensor T2: digunakan untuk pengukuran Convection atau

pengukuran Radiant, digunakan dengan radiant baby adapter supplai

dengan INCU

Temperature Sensor T3: digunakan utuk pengukuran Convection

Temperature Sensor T4: digunakan untuk pengukuran Mattress

Temperature, dibuat dari kondisi

Relative Humidity: terletak di dalam cover sebelah kanan pada top cover

(cover harus dibuka untuk proper pengukuran)

Air Flow: Detachable for storage


ON/OFF Switch: tombol untuk penekanan power on/off INCU automatis

Temperature Probe Holder: di gunakan untuk hold temperature probe

T2 ketika terjadi pengukuran convection

Sound Sensor: Internal Microphone di gunakan untuk pengukuran sound.

RS-232 port : 9 pin D tipe conector jantan

Adapun diagram alur penelitian adalah sebagai berikut:

Inkubator dengan kabel dihubungkan ke safety analyzer

Incu Analyzer Safety Anayzer 601 Pro

Gambar 2.3 Pengujian dan Kalibrasi

Periksa kondisi lingkungan, kondisi fisik dan fungsi komponen atau

aksesoris dari peralatan yang akan digunakan dengan avometer, dan

thermometer, serta menghubungkan peralatan dengan sumber arus

Hasil uji inkubator dengan

menggunakan incu analyzer dapat

diihat dari tampilan incu analyzer

sebagai data hasil.

Hasil uji inkubator dengan

menggunakan safety analyzer

dapat dilihat dari hasil print out

safty analyzer dan dimasukkan

ke dalam data hasil.


2.5 INKUBATOR PERAWATAN

Inkubator adalah selungkup diperuntukkan bagi bayi, memiliki bagian

transparan yang dapat untuk melihat bayi yang dilengkapi dengan alat pengontrol

lingkungan bayi yang dilengkapi dengan alat pengontrol lingkungan bayi terutama

suhu, dengan menggunakan udara yang dipanaskan.

Adapun fungsi inkubator adalah:

1. Oksigenasi, melalui oksigen suplemen dengan tudung kepala atau kanula

hidung, atau bahkan saluran udara tekanan positif continue (CPAP) atau

ventilasi mekanik. Bayi dengan sindrom gangguan pernafasan adalah

penyebab utama kematian bayi prematur, dan ini dapat diminimalisasi oleh

fungsi dari CPAP, selain itu juga dengan mengelola surfaktan dan

menstabilkan gula darah, cairan fisiologis tubuh dan tekanan darah.

2. Observasi, perawatan intensif neonatanmodern yang canggih meliputi

pengukuran suhu, respirasi, fungsi jantung, oksigenasi, dan aktivitas otak

3. Perlindungan dari suhu dingin, infeksi, kebisingan, draft dan penanganan

kelebihan inkubator dapat digambarkan sebagai bassinets tertutup dalam

plastik, dengan peralatan kontrol suhu yang dirancang untuk menjaga mereka

tetap hangat dan membatasi eksposur merekea terhadap kuman

4. Penyediaan gizi melalui sebuah intravena kateter atau NG tube

5. Administrasi obat (pemberian obat-obatan)

6. Mempertahankan keseimbangan cairan dengan menyediakan cairan dan

menjaga kelembaban udara, baik kelembaban yang tinggi dari kulit dan

penguapan dari pernafasan bayi.

Jenis-jenis inkubator perawatan, yaitu:

1) Inkubator perawatan baby adalah inkubator perawatan bayi yang lahir

prematur dan bayi normal dilengkapi hanya dengan oksigen saja.

2) Infant inkubator baby adalah jenis inkubator perawatan bayi yang lahir tidak

normal bayi baru lahir neonatal yang emergensi dilengkapi dengan oksigen,

blue light, heater pemanas di atas bayi.


2.6 CARA KERJA INKUBATOR PERAWATAN

2.6.1 Mengatur Sensor Kelembaban

Inkubator bayi merupakan salah satu alat medis yang berfungsi untuk

menjaga suhu sebuah ruangan supaya suhu tetap konstan atau stabil. Pada

modifikasi manual-otomatis inkubator bayi, terdapat sebuah boks kontrol yang

dibagi menjadi 2 bagian (bagian atas dan bagian bawah). Boks bagian atas

digunakan untuk meletakkan sensor, kontroler, rangkaian elektronik, sedangkan

box bagian bawah dibagi menjadi 3 ruangan yang dibatasi dengan sekat, yang

digunakan untuk meletakkan heater, tempat atau wadah air dan kipas. Sensor yang

digunakan adalah sensor suhu (PT 100) dan sensor kelembaban diletakkan di

dalam box tidur bayi (di luar boks kontrol).

Pada sensor suhu PT 100 dan sensor kelembaban terdapat display yang

sekaligus sebagai driver sensor digunakan untuk mengetahui serta memberikan

setting suhu dan kelembaban dalam ruangan boks tidur bayi sesuai yang

dikehendaki. Yang menjadi aktuator dari alat ini adalah heater dan kipas. Heater

berfungsi sebagai pemanas ruangan, sedangkan kipas berfungsi untuk

menyalurkan udara panas yang dipancarkan heater menuju ruangan tempat air dan

menuju boks tidur bayi melalui selang.

Sedangkan kontrolernya, digunakan sebuah PIC Microchip 16F877A.

Dimana PIC tersebut juga berfungsi untuk menghubungkan boks kontrol dengan

computer (CPU) secara serial supaya dapat memberikan tampilan serta dapat

memberikan setting sesuai dengan yang dikehendaki melalui komputer.

Sebuah inkubator (buka hangat atau isolett) adalah suatu alat yang

digunakan untuk mempertahankan kondisi lingkungan yang sesuai untuk neonates

(bayi yang baru lahir). Hal ini digunakan dalam kelahiran prematur atau untuk

beberapa bayi baru lahir yang rentan penyakit.

2.6.2 Cara Pengoperasian dan Fungsi Tombol Inkubator

1. Tempelkan inkubator pada ruangan dengan suhu 250C-30

0C dan tidak terkena

semprotan langsung udara dingin AC atau radiasi sumber panas

2. Isi botol reservoir dengan aquades atau air destilasi sampai strip maksimum

water level dan check selama pemakaian jika level air di bawah strip minimum

water level maka harus ditambah air lagi.

3. Pasang konektor skin probe pada inkubator kemudian masukkan steker arde

inkubator pada tegangan 220V AC kemudian tekan switch power ON

4. Pilih sistem operasi inkubator skin atau servo atau air manual dengan menekan

switch servo manual sistem yang dipilih ditujukan oleh led hijau


5. Tentukan suhu yang dibutuhkan oleh bayi kemudian tekan switch up + set

secara bersamaan, untuk menurunkan seting down-set

6. Suhu inkubator akan tercapai dalam ± waktu 30 menit dan inkubator siap

digunakan masukkan pasien ke dalam inkubator dan tempelkan skin probe

pada kulit bayi bagian perut pakai plester

7. Kelemahan dalam inkubator ditunjukkan dalam lcd humudyti level ke kanan

untuk menurunkan ke kiri untuk menaikkan kelembaban dalam inkubator

8. Gunakan switch mute di bagian bawah panel untuk mematikan suara alarm

selama ± 5 menit.

2.6.3 Cara Penggunaan Suhu Pada Alat Inkubator

Cara memakai suhu inkubator bayi modern yang temperaturnya diatur oleh

sistem kontrol. Temperatur pada saluran-saluran supllai udara merubah tahanan

thermisor dibandingkan dengan suatu tahanan tetap identik dengan suhu yang

dikehendaki atau diset. Jika suhu udara memasuki tempat bayi atau chamber lebih

rendah dari pada suhu yang diset, daya dihubungkan ke heater untuk mengoreksi

perbedaan ini. Pada sistem kontrol, jumlah daya yang diberikan ke heater

sebanding dengan perbedaan atau selisih suhu di antara suhu udara yang

sebenarnya dengan suhu yang diset. Hal ini berarti daya berkurang sewaktu suhu

mencapai set poin (suhu yang diset), merupakan gambaran penting mengenai

contoh lebih presisi dan untuk memperkecil kemungkinan melebihi setting. Bila

suhu yang dikehendaki tidak tercapai, alarm akan berbunyi.

Hal-hal yang perlu diperhatikan:

a. Tegangan

b. Kebersihan chamber

c. Setting suhu

d. Alarm

e. Aksesoris

f. Pembumian

Inkubator bayi adalah tempat penyimpanan bayi yang baru lahir, suhu di

dalam bayi inkubator disesuaikan dengan suhu tubuh ibunya yaitu sekitar 32-

360C, perlengkapan sebuah baby inkubator pada umunnya terdiri dari sensor suhu,

heater, dan sistem alarm (buzzer). Setting suhu dilakukan dengan menekan tombol

pemilihan (keypad) dan ditampilkan pada LCD, sehingga sensor suhu digunakan

IC LM35 yang mendeteksi suhu di dalam inkubator tak satupun orangtua yang

menginginkan bayinya lahir premature pada usia kehamilan kurang dari 37

minggu. Namun bila harus demikian, apa boleh buat! Tentu harus menerima


kenyataan dengan berbesar hati. Bayi prematur memang cenderung lebih mudah

terserang infeksi dibandingkan bayi cukup bulan karena fungsi organ belum

sempurna. Sering kali bayi prematur tetap harus tinggal di rumah sakit walaupun

si ibu sudah diperbolehkan pulang. Selama dirawat, bayi mungil tersebut

diletakkan ke dalam kotak kaca bernama inkubator.

Selama ia berbaring di sana, dokter, suster maupun orangtua harus ekstra

sabar dan cermat menangani perkembangan kesehatannya. Inkubator aman

informasi mengenai efek samping inkubator yang dapat menyebabkan dampak

buruk terhadap kesehatan bayi sempat mencuat pemberitaannya beberapa waktu

lalu. Tak ayal hal ini membuat resah beberapa orangtua yang bayinya sedang

dirawat di inkubator. Padahal, inkubator bagi bayi prematur aman sepanjang

dilakukan sesuai dengan standar proses. Perlu diketahui, setiap bayi prematur

yang lahir memiliki kondisi yang berbeda-beda. Ada yang termasuk dalam kondisi

“aman” atau menderita penyakit ringan, ada pula bayi prematur yang menderita

penyakit berat. Semua ini tergantung dari daya tahan tubuh masing-masing bayi

prematur. Kondisi seperti inilah yang membuat bayi-bayi tersebut “berjuang”

demi mendapatkan perkembangan yang lebih baik. Nah, inkubator berfungsi

untuk menjaga agar bayi tetap mendapatkan suhu yang stabil. Kondisi suhu yang

sesuai membuat bayi merasa nyaman dan aman. Tergantung kondisi bayi lamanya

bayi berada di dalam inkubator tergantung kepada kondisi masing-masing bayi.

Suhu yang digunakan pun disesuaikan dengan kebutuhan akan kondisi

bayi. Setiap bayi baru lahir dilihat dahulu kondisinya lalu dicocokkan dengan

tabel yang sudah disediakan, di sana sudah tertera mengenai suhu yang akan

dipasang. Ini berlaku pada semua inkubator. Sepanjang dilakukan sesuai dengan

standar prosedur penggunaan maka tata laksana inkubator akan berjalan baik.

Sayangnya, kebanyakan inkubator yang digunakan di Indonesia teknologinya

masih kurang bila dibandingkan dengan inkubator buatan luar negeri seperti

Eropa. Harga yang terlalu mahal menjadi alasan utama mengapa kebanyakan

rumah sakit menggunakan produksi dalam negeri dan China. Walau begitu,

inkubator tersebut tetap bisa digunakan secara optimal. Inkubator yang biasanya

digunakan untuk mengasuh bayi prematur, ternyata memiliki efek yang tidak baik

bagi kecepatan detak jantung sang buah hati.

Hasil studi penelitian yang dipimpin Carlo Bellieni dari Rumah Sakit

Umum Universitas Studi di Siena Italia menemukan gelombang elektromagnetik

pada inkubator menyebabkan perubahan pada detak jantung bayi. Peneliti

mengamati detak jantung pada 43 bayi yang baru lahir yang dirawat dalam

inkubator. Mereka mengukur angka kecepatan detak jantung (HRV) bayi ketika

inkubator dihidupkan atau dimatikan. Belliani dan koleganya menemukan, saat

inkubator dihidupkan, bayi terpapar frekuensi elektromagnetik 8,9 milligauss

(level normal sekitar 1 milligauss). Sementara HRV-nya drop atau melemah 50%


lebih rendah dibandingkan level normal. “Ini sama sekali bukan sesuatu yang

baik, kata Belliani. Namun, Belliani tidak ingin memberikan peringatan kepada

orangtua. Sebab, kebanyakan bayi yang lahir prematur tidak akan mampu

bertahan tanpa bantuan inkubator.

Selain itu juga belum ditemukan korelasi antara masalah kesehatan dan

inkubator. Sekadar diketahui, jantung manusia berdetak dengan angka kecepatan

yang hampir sama sepanjang waktu. Namun, pada saat tertentu terjadi percepatan

dan kemudian melambat pada saat manusia menarik dan mengeluarkan napas.

Variasi kecepatan ini adalah sehat. Selain itu, pola inilah yang digunakan oleh

para praktisi medis dan ilmuwan untuk mengukur seberapa baik sistem

kegelisahan bekerja. Bagi orang dewasa, HRV rendah merupakan kunci terkena

risiko penyakit jantung. Selama ini, inkubator digunakan para dokter untuk

menjaga kondisi bayi yang prematur dalam beberapa minggu. Fungsi utama alat

ini adalah menjaga supaya udara hangat tetap menyelimuti tubuh bayi. Namun

begitu, penggunaan mesin penggerak atau motor telah menimbulkan medan

magnet di sekitar.

2.6.4 Alasan Bayi Prematur Dimasukkan ke Dalam Inkubator

Persalinan yang terjadi sebelum usia kehamilan genap 37 minggu atau 9

bulan disebut kelahiran preterm. Bayi yang dilahirkan juga disebut bayi prematur

atau kurang bulan. Walaupun sebenarnya berbagai sistem di dalam tubuhnya

belum berkembang sempurna, kebanyakan bayi ini tampil normal secara fisik.

Beberapa kemungkinan penyebab terjadinya kelahiran preterm adalah kehamilan

kembar, preeklampsi, kelainan plasenta, dan ketuban pecah sebelum waktunya.

Ada 3 masalah utama bayi kurang bulan, yaitu kemampuan bernapasnya belum

sempurna, belum optimalnya kemampuan isap untuk mendapatkan ASI, dan

kemampuan mengontrol suhu tubuh.

Oleh karena itu, kita sering melihat bayi kurang bulan yang dirawat di

inkubator, diberi O2 agar kebutuhan oksigennya terpenuhi, serta dijamin suhu

lingkungannya tetap hangat. Selain itu, bayi dalam inkubator juga diberi makanan

lewat selang cairan yang kecil dan terpasang lewat hidung menuju lambungnya.

Karena bayi ini masih terlalu muda, masalah utama yang harus dicegah

adalah terjadinya infeksi. Inkubator harus selalu berada dalam keadaan steril dan

semua tenaga kesehatan yang menyentuhnya perlu melakukan persiapan-

persiapan, seperti mencuci tangan yang baik dan benar serta memakai jubah

khusus yang disediakan rumah sakit. Bila keadaannya telah stabil, bayi ini dapat

dirawat oleh ibu dengan cara perawatan bayi lekat atau perawatan metode

„kanguru‟. Dengan metode ini, bayi yang membutuhkan sentuhan kasih sayang ini

akan mendapatkan kehangatan dari tubuh ibu atau ayahnya seperti saat dalam

kandungan. Cara perawatan yang sekarang telah diakui keberhasilannya ini akan


sangat menguntungkan karena kebutuhan fisik, psikis, dan ASI untuk bayi

terpenuhi secara optimal.

Pada proses kelahiran prematur, temperatur kulit bayi dan suhu badan cenderung

mengalami penurunan, disebut perubahan pada sistem Thermogenik yang

disebabkan oleh 4 cara, antara lain:

1. Konveksi : Proses hilangnya panas tubuh melalui kontak degan udara

yang dingin di sekitarnya

2. Radiasi : Proses hilangnya panas tubuh apabila bayi diletakkan dekat

degan benda-benda yang lebih rendah suhunya dari suhu

tubuhnya

3. Evaporasi : Proses hilangnya panas tubuh dari prmukaan kulit apabila

bayi berada dalam keadaan basah

4. Konduksi : Proses hilangnya panas tubuh melalui kontak langsung degan

benda-benda yang mempunyai suhu lebih rendah.

2.6.5 Inkubator Timbulkan Efek Negatif bagi Bayi

Medan elektromagnet dari sebuah inkubator dikhawatirkan dapat

menimbulkan efek negatif bagi kesehatan seorang bayi. Meski selama ini

inkubator bisa memberi kenyamanan bagi si bayi, namun alat ini disinyalir juga

dapat mempengaruhi detak jantung bayi. Para ahli dari Italia menemukan adanya

indikasi medan elektromagnet dari inkubator dapat mempengaruhi detak jantung

bayi. Hasil penelitian menunjukkan, perubahan normal rata-rata detak jantung

bayi mengalami penurunan ketika mesin inkubator dinyalakan.

Namun demikian, para peneliti tidak menemukan bukti yang kuat adanya

dampak nyata terhadap kesehatan yang diakibatkan inkubator. Fungsi utama alat

ini adalah menjaga supaya udara hangat tetap menyelimuti tubuh bayi. Namun,

penggunaan mesin penggerak atau motor telah menimbulkan medan magnet di

sekitar alat dan tempat bayi. Dalam risetnya, peneliti melibatkan 27 bayi yang

sebenarnya tidak membutuhkan perawatan di inkubator. Para bayi dipantau dalam

tiga periode, yang masing-masing berlangsung selama lima menit. Periode

pertama inkubator dinyalakan, kemudian periode berikutnya dimatikan, dan

terakhir dinyalakan lagi.

Selama periode nyala-mati, perubahan rata-rata jantung terasa signifikan.

Para peneliti mengecek dan memastikan apakah kebisingan motor inkubator

memberikan pengaruh karena pada saat bersamaan dinyalakan alat perekam suara.

Namun, pengaruh itu tidak ditemukan. Untuk melihat sejauh mana pengaruh

medan magnet ini pada bayi, peneliti dari Universitas Siena, Italia, menganalisis


perubahan rata-rata detak jantung yang secara alami terjadi saat naik dan turunnya

rata-rata jantung. Perubahan ini diyakini para ahli adalah hal yang baik. Pada

pasien dewasa pengidap jantung, perubahan rata-rata detak jantung yang menurun

digunakan untuk memprediksi kondisi paling buruk. Namun, dari riset ini tidak

ada bukti bahwa mekanisme sama dapat berlaku pada bayi. Para peneliti dari Italia

itu mengambil kesimpulan, belum ada bukti sangat kuat bahwa medan

elektromagnet inkubator dapat mempengaruhi kesehatan bayi. Namun demikian,

hal yang perlu dipertimbangkan adalah modifikasi desain inkubator agar tidak

menimbulkan kekhawatiran bagi kesehatan bayi.

CHARGER

BATTER

Y

POWER

SUPPLA

Y

CONTRO

L

CIRCUIT

HEATER DISPLAY

SKIN

TEMPERATURE

TEMP.CHEMBE

R

FAN SENSOR

FAN/

BLOWER

MECHANIC

AL

CONTROL

HUMIDITY

OXYGEN

ALARM

Blok Diagram Inkubator

Perawatan

TEMPERAT

UR


Gambar 2.4. Blok Diagram Inkubator Perawatan

Gambar 2.5 Blog diagram temperatur suhu

Gambar 2.6 Pemilihan temperatur kelembapan dan level oksigen untuk bayi

Thermi

stor

Bridge

Set-Point

Resistor

1-Hz

Sawtooth

generator

Compara

tor

Amplifie

r

Gate

Pulse

genera

tor

Silicon

controlled

Swith

Heater

Power

Line

V

1

V

2

V

3

V

4

V

5

BLOK DIAGRAM

TEMPERATUR SUHU


2.7 BAGIAN-BAGIAN INKUBATOR BAYI

1. Pintu untuk memasukkan bayi

Pintu dapat dibuka untuk memasukkan atau mengeluarkan bayi yang dirawat

2. Pintu untuk mengadakan tindakan

Pintu ini digunakan untuk mengadakan tindakan pada bayi misalnya

memeriksa suhu, membetulkan posisi bayi, dan lain-lain.

3. Tempat bayi

Ruang tempat bayi sebaiknya terbuat dari bahan sejenis plastik atau acrylic,

jangan dari jenis kaca. Sebab dikhawatirkan bila terbuat dari bahan jenis kaca

apabila terjadi kecelakaan kaca tersebut dapat melukai bayi.

4. Panel kontrol

Pada panel kontrol ini terdapat saklar on dan off, pengatur suhu, penunjuk

suhu yang ada di dalam ruang tempat bayi, lampu indikator, dan lain-lain.

5. Tempat tidur bayi

Merupakan tempat meletakkan bayi, terbuat dari bahan yang empuk dan

dilapisi bahan yang tidak tembus air, sehingga pada saat bayi mengompol, air

tidak sampai masuk ke dalamnya

6. Lubang untuk memasukkan atau membuang air

Berfungsi untuk menambah atau membuang air yang sudah lama digunakan.

Lubang ini juga sekaligus untuk mengetahui banyak sedikitnya air yang ada.

7. Box

Di dalam box ini terdapat tempat air, pemanas, blower, dan rangkaian listrik.

8. Di bagian belakang terdapat saluran untuk memasukkan 02 bila diperlukan

untuk pemberian 02.

9. Tempratur probe

2.8 PRINSIP KERJA INKUBATOR

Inkubator untuk bayi prematur, bayi yang berat lahirnya rendah, anak yang

sakit kritis, bayi yang baru lahir untuk memberikan pelatihan serupa peralatan

lingkungan ibu rahim, suhu juga bisa digunakan untuk pemulihan bayi, infus,

penyelamatan, dan seterusnya dirawat di rumah sakit untuk observasi. Sebagai

kemampuan sendiri untuk melawan bayi sangat lemah, yang membutuhkan

kinerja inkubator stabil, dapat memberikan yang lebih dekat dengan bayi di


lingkungan rahim ibu lebih kondusif bagi kesehatan bayi. Pekerja kesehatan perlu

memahami prinsip kerja dasar dari operasi mereka dengan penggunaan peralatan

yang benar kinerja dapat dimainkan lebih.

Inkubator produksi saat ini di pasar terdapat banyak produsen, prinsip-

prinsip dasar kurang lebih sama, sebagian besar memiliki “peraturan termal

konveklif” diberikan dalam bentuk pemurnian udara, suhu, dan kelembaban

lingkungan dengan kualitas yang cocok untuk penggunaan teknologi komputer

pada suhu inkubator (Kotak temperatur atau suhu kulit) untuk menerapkan kontrol

servo, boot secara otomatis ke dalam keadaan kotak kontrol suhu. Temperatur

kontroller adalah komponen inti dari peralatan, pengaturan suhu, real-time

monitoring suhu dan fungsi lainnya, ketika staf medis dapat mengatur suhu ketika

suhu di dalam surveilans terus menerus. Mesin diperlukan untuk membuka

perspektif operasi dan dari waktu ke waktu untuk mengubah hasil buaian baik,

sehingga tenaga medis dalam perawatan sisanya tidak akan mempengaruhi bayi

atau bayi terbangun, efektif mengurangi metabolisme energi bayi.

Inkubator perlu mengalami kegagalan sistem alarm yang dapat diandalkan,

untuk mencapai kekuasaan, temperatur kotak, suhu kulit dan saluran aliran

pemantauan, jika ada indikator harus telah melampaui kisaran diperbolehkan

suara dan alarm cahaya, perhatian prompt untuk staf perwalian. Alarm inkubator

ketika staff medis ditemukan menjadi segera mengakhiri budidaya bayi, bayi

pindah ke tempat yang aman untuk menjamin keselamatan bayi dan segera

memberitahu pemeliharaan insinyur profesional untuk melalarkan pemeliharaan

pada peralatan, hanya inkubator penggunaan sumber daya AC 220V, harus sesuai

ketat dengan sistem tiga-kawat fasa tunggal-prinsip, untuk memastikan landasan

yang baik, aparat dengan antarmuka jaringan untuk jaringan perawatan bayi

umum dengan sistem inkubator bayi untuk memberikan khusus outlet.

Bayi inkubator dengan karya negara hubungan antara keselamatan bayi

dalam penggunaan perawatan kesehatan tidak mau berhati-hati. Sebelum

digunakan, untuk berurusan dengan berbagai fungsi sistem pemeriksaan serius.

1. Kegagalan listrik, laporan pemeriksaan untuk fungsi polisi: kursus pelatihan

pada bayi yang memiliki kekuatan apa pun, akan membawa perubahan

dramatis dalam suhu, membahayakan kehidupan bayi. Dalam penggunaan

fitur ini sebelum pemeriksaan, lepaskan power supply AC 220V inkubator dan

terhubung ke kontroller temperatur membuka saklar daya mati setelah alarm

perangkat akan muncul, matikan saklar daya setelah alarm secara otomatis

akan menghilangkan. Alarm power supply disediakan oleh baterai, di bawah


penggunaan normal dari sistem akan secara otomatis mengisi baterai, baterai

memiliki periode tertentu gunakan untuk periode harus mengganti baterai.

2. Inspeksi pengendali suhu: suhu kontroller melalui kipas, sensor dan pipa

pemanas untuk menyelesaikan bayi dalam sirkulasi pemanas dan udara,

terlepas dari komponen langsung akan mempengaruhi kerusakan lingkungan

di mana bayi. Power supply AC 220V tersambung, buka saklar daya

pengendali kelembaban, lampu indikator setelan suhu kotak, mengatur

tampilan suhu berkedip untuk menunjukkan kotak kontrol suhu mengatur nilai

default 320C, tidak melakukan operasi, apxat, kontrol suhu otomatis untuk

memasukkan kotak, dan suhu real-time menunjukkan tampilan jendela suhu

real-time.

3. Alarm over-fungsi temperatur set inkubator umumnya tidak tunduk pada

kontrol suhu untuk mengontrol sistem alarm over-temperatur independen, alat

pengatur suhu untuk kegagalan untuk memonitor suhu kotak, ukuran yang

sangat dalam inkubator untuk meningkatkan keamanan dan keandalan.

Inspeksi, dalam kotak di bawah kontrol suhu, mengatur nilai yang akan

ditetapkan pada 360C, setelah memasuki thermostat, segera diikuti oleh

Kanada dan kunci, ketika jendela tampilan suhu disetel tidak menunjukkan

bahwa pengontrol suhu untuk memasukkan negara lebih dari temperatur

percobaan, daya pemanasan ini ketika lampu semua menyala. Setelah sekitar

10 menit, aparat akan muncul alarm over-suhu. Dengan tombol reset setelah

akhir alarm over-suhu, alat untuk kembali bekerja.

4. Lihat laporan inspeksi ke mesin posisi: kerja mesin, tahan jari “untuk

menghentikan kipas” untuk test tombol, sehingga kecepatan kipas untuk

mengurangi atau menghentikan rotasi, aparat akan muncul lampu terang dan

tanda alarm suara kipas.

5. Inkubator bayi modern yang temperaturnya diatur oleh sistem kontrol.

Temperatur pada saluran-saluran suplly udara merubah tahanan thermisor

dibandingkan dengan suatu tahanan tetap identik dengan suhu yang

dikehendaki atau diset. Jika suhu udara memasuki tempat bayi atau chamber

lebih rendah dari pada suhu yang diset, daya dihubungkan ke heater untuk

mengoreksi perbedaan ini. Pada sistem kontrol, jumlah daya yang diberikan ke


heater sebanding dengan perbedaan atau selisih suhu di antara suhu udara

yang sebenamya dengan suhu yang di set.

Pemanasan umumnya sekitar 45 menit, tetapi waktu pemanasan yang

biasanya diperlukan 2 jam untuk mencapai suhu keseimbangan dalam bayi yang

diizinkan untuk melaksanakan pelatihan. Tampilkan real-time suhu dalam

pengaturan instrumen untuk mencapai awal bayi di kereta api tidak benar.

Setelah pergantian pasien bagi setiap bayi, inkubator harus pembersihan,

menyeluruh sterilisasi, disinfeksi (menggunakan proses setidaknya sekali

seminggu), untuk beberapa komponen akan dibongkar oleh pembersihan.

Hubungan antara inkubator bayi untuk efektivitas budaya bayi dan keselamatan

dalam penggunaan standar ketika kita harus, menggunakannya untuk mencegah

kecelakaan, berarti daya berkurang sewaktu suhu mencapai set poin (suhu yang

diset), merupakan gambaran penting mengenai contoh lebih presisi dan untuk

memperkecil kemungkinan melebihi setting. Bila suhu yang dikehendaki tidak

tercapai, alarm akan berbunyi.

Proses kerja suhu dalam inkubator

1) Temperatur pada saluran-saluran supply udara merubah tahanan thermistor

dibandingkan dengan suatu tahanan tetap identik dengan suhu yang

dikehendaki atau setting

2) Jika suhu udara memasuki tempat bayi atau chamber lebih rendah dari pada

suhu yang diset, daya dihubungkan ke heater untuk mengoreksi perbedaan ini

3) Pada sistem kontrol jumlah daya yang diberikan ke heater sebanding dengan

perbedaan atau selisih suhu di antara suhu udara yang sebenarnya dengan suhu

yang disetting

4) Bila suhu yang dikehendaki tidak tercapai, alarm akan berbunyi

5) Inkubator perawatan dengan pemanas element

6) Inkubator perawatan dengan pemanas bola lampu


Gambar 2.7 Inkubator Perawatan

Suhu inkubator perawatan yang di gunakan brdasarkan BBLR

Berat

lahir

Suhu inkubator umur 00 menurut

350C 34

0C 33

0C 32

0C

< 1500

gr

1-10 hari 11 hari - 3

minggu

3 - 5 minggu > 5 minggu

1500 –

2000

1 - 10 hari 11 hari - 4

minggu

> 4 minggu

2100 –

2500

1 - 2 hari 3 hari - 3

minggu

> 3 minggu

> 2500 1 - 2 hari > 2 hari

2.9 Titik Suhu Dan Pengukuran Suhu

Titik tripel (triple point): temperatur dan tekanan tunggal air, uap air, dan

es bersama-sama berada dalam kesetimbangan. Jika kita tempatkan air, es, dan

uap air dalam wadah tanpa udara, maka sistem pada akhirnya akan mencapai

suatu keadaan kesetimbangan ketika tidak ada es yang mencair atau menguap,

tidak ada air yang membeku atau menguap, dan tidak ada uap air yang

mengembun atau membeku. Ini terjadi pada tekanan 4,58 mmHg dan temperatur

0,010C atau 273,16K

Termal


∆L = αLo∆T

Tegangan Termal Sebuah benda memuai atau menyusut, diperlukan gaya untuk

mengembalikan benda itu keadaan semula sebesar:

L=

α = F=αEA T.

Hukum –hukum gas ideal

1) Hokum biyle : proses isotermik

2) Hokum Charles : proses isobaric

3) Hokum Gay –Lussac : proses isokhorik

Hukum hokum gas ideal dan bilang Avogadro

Bilangan Avogadro:

=6,02 x Molekul/Mol

Karena jumlah total molekul N dalam gas sama dengan jumlah permol

dikalikan dengan jumlah permol dikalikan dengan jumlah mol atau N= n ,maka

PV =n RT= RT atau PV=NkT

K= = =1,38 x J/K

2.9.1 Pengertian Suhu Yang Lain

Pengertian suhu adalah suatu besaran yang menyatakan ukuran derajat

panas atau dinginnya suatu benda. Pengukuran biasa dinyatakan dalam skala

Celsius (C), Reamur (R), dan Fahrenheit (F).

Berdasakan hubungan: PV=2N( ) rata-rata

( ) rata-rata= kT

Maka, energi kinetik rata-rata molekul adalah 3/2kT, jadi temperatur absolut

adalah ukuran energy kinetic translasi rata-rata molekul. Kita sertakan kata

“translasi”, karena molekul juga mempunyai energi rotasi dan vibrasi.


2.9.2 Kalor Sebagai Transfer Energi

1. Kalor adalah energi yang ditransfer dari satu benda yang lainnya karena

adanya perbedaan temperatur.

2. Kalor itu semacam usaha mekanik pada mekanika yaitu sebagai energi yang

ditransfer oleh gaya.

2.9.3 Perbedaan Temperatur, Kalor, dan Energi Dalam

1. Temperatur (dalam Kelvin): merupakan ukuran dari energi kinetik rata-rata

dari molekul secara individu.

2. Kalor (mengacu kepada) transfer energi (seperti termal) dari satu benda ke

benda lainnya karena adanya perbedaan temperatur.

3. Energi dalam: atau energi termal mengacu pada energi total dari semua

molekul pada benda. Contoh, energi dalam (u) n mol gas monoatomik (satu

atom per molekul) ideal, merupakan jumlah energi kinetik translasi dari

semua atom U=N(( ) rata-rata.

2.9.4 Kalor Jenis

Jika kalor diberikan kepada suatu benda, maka temperaturnya akan naik.

Besar kalor Q yang dibutuhkan untuk mengubah temperatur benda tertentu

sebanding dengan massa m dan perubahan temperatur:

Q =

Pada persamaan:

Q =

Q = Kalor yang diterima suatu zat (joule, kilo joule, kaori, kilo kalori)

M = massa zat (gram, kilo gram)

C = kalor jenis (joule/kilo gram ˚c, kalori gram˚c)

∆T = prubahan suhu (˚c) → (t1-t2)

2.9.5 Kalor Laten

1. Ketika sebuah materi berubah fase dari padat ke cair atau dari cair ke gas,

maka sejumlah tertentu energi terlibat pada perubahan fase ini,

2. Kalor yang dibutuhkan untuk merubah 1 kg zat dari padat menjadi cair

disebut Kalor Lebur,

3. Kalor yang dibutuhkan untuk merubah 1 kg zat dari fase cair ke uap disebut

Kalor penguapan


4. Nilai-nilai untuk kalor lebur dan kalor penguapan itu disebut kalor Laten.

Tentu saja kalor yang terlibat dalam perubahan fase tidak hanya bergantung

pada kalor laten, tetapi juga bergantung pada massa total zat tersebut,

sehingga kalor yang dibutuhkan atau dikeluarkan selama perubahan fase

adalah Q=mL

Perpindahan Kalor

Ada 3 cara perpindahan kalor, yaitu:

1. Konduksi

=kA

T1 = suhu lebih tinggi (derajat Celcius)

T2 = suhu lebih rendah (derajat Celcius)

D = panjang atau tebal benda (m).

A = luas penampang (m²).

K = konduktifitas kalor (J/s m Derajat celcius).

H = jumlah kalor yang merambat per satuan waktu

DT/L = gradien temperatur (ºK/m)

L = panjang benda (m)

2. Konveksi

=hA

K=koefisienkonveksi

DT=kenaikansuhu(ºK)

3. Radiasi kecepatan sebuah benda meradiasikan energi sebanding dengan

pangkat enoat temperatur Kelvin . Kecepatan radiasi juga sebanding dengan

luas A dari benda yang memancarkannya, sehingga kecepatan energi

meninggalkan benda adalah A .

Jika sebuah benda dengan emisivitas e dan luas A berada pada temperatur

T1, benda ini meradiasikan energi dengan kecepatan A . Jika benda

tersebut dikelilingi oleh lingkungan dengan temperatur T2 dan emasivitas tinggi

(mendekati satu), kecepatan energi radiasi oleh sekitarnya sebanding dengan


pangkat empat dari temperatur T2, dan kecepatan energi yang diserap oleh benda

sebanding dengan pangkat empat dari temperatur T2 , dan kecepatan energi yang

diserap oleh sebanding dengan pangkat empat dari temperatur T2. Kecepatan total

aliran kalor radiasi dari benda dinyatakan A - .)

e = emisivitas (o < e < 1) T = suhu mutlak (ºK)

σ = Konstanta Stefan-Boltzman = 5,67 x 10−8

W/mK4

T = suhu (Kelvin)

R = Intensitas radiasi

ε = Emisivitas bahan

W = intensitas/energi radiasi yang dipancarkan per satuan luas per satuan

waktu

s = konstanta Boltzman =5,672 x 10-8 watt/cm2.ºK4

2.9.6 Teori Dasar Sensor Thermal

AC Srivastava (1987), mengatakan bahwa temperatur merupakan salah

satu empat besaran dasar yang diakui oleh sistem pengukuran internasional

(International Measuring System).

Lord Kelvin pada tahun 1848 mengusulkan skala temperatur termodinamika pada

suatu titik tetap triple point, dimana fase padat, cair dan uap bersama equilibrium,

angka ini adalah 273,160K (derajat Kelvin) yang juga merupakan tiitk es. Skala

lain adalah Celcius, Fahrenheit dan Rankine dengan hubungan sebagai berikut:

0F = 9/5 0C + 32 atau

0C = 5/9 (0F - 32 ) atau

0R = 0F + 459, 69

Yayasan I.B. mengatakan temperatur adalah kondisi penting dari suatu

substrat. Sedangkan “panas adalah salah satu bentuk energi yang diasosiasikan

dengan aktifitas molekul-molekul dari suatu substrat”. Partikel dari suatu substrat

diasumsikan selalu bergerak. Pergerakan partikel inilah yang kemudian dirasakan

sebagai panas. Sedangkan temperatur adalah ukuran perbandingan dari panas

tersebut.

Pergerakan partikel substrat dapat terjadi pada tiga dimensi benda yaitu:

1. Benda padat,

2. Benda cair dan

3. Benda gas (udara)

Aliran kalor substrat pada dimensi padat, cair dan gas dapat terjadi secara:


1. Konduksi yaitu pengaliran panas melalui benda padat (penghantar) secara

kontak langsung

2. Konveksi yaitu pengaliran panas melalui media cair secara kontak langsung

3. Radiasi yaitu pengaliran panas melalui media udara atau gas secara kontak

tidak langsung

Pada aplikasian pendeteksian atau pengukuran tertentu, dapat dipilih salah

satu tipe sensor dengan pertimbangan:

1. Penampilan (Performance),

2. Kehandalan (Reliable), dan

3. Faktor ekonomi (Economic).

2.9.7 Pemilihan Jenis Sensor Suhu

Hal-hal yang perlu diperhatikan sehubungan dengan pemilihan jenis

sensor suhu adalah: (Yayan I.B, 1998) Level suhu maksimum dan minimum dari

suatu substrat yang diukur. Jangkauan (range) maksimum pengukuran

konduktivitas kalor dari substrat linieritas sensor jangkauan temperatur kerja

selain dari ketentuan di atas, perlu juga diperhatikan aspek fisik dan kimia dari

sensor seperti ketahanan terhadap korosi (karat), ketahanan terhadap guncangan,

pengkabelan (instalasi), keamanan dan lain-lain.

2.9.8 Cara Kerja Sensor Temperatur

Setiap sensor suhu memiliki temperatur kerja yang berbeda, untuk

pengukuran suhu di sekitar kamar yaitu antara -35° sampai 150° C, dapat dipilih

sensor NTC, PTC, transistor, diode dan IC hibrid. Untuk suhu menengah yaitu

antara 150°C sampai 700°C, dapat dipilih thermocouple dan RTD. Untuk suhu

yang lebih tinggi sampai 1500°C, tidak memungkinkan lagi dipergunakan sensor-

sensor kontak langsung, maka teknis pengukurannya dilakukan dengan

menggunakan cara radiasi. Untuk pengukuran suhu pada daerah sangat dingin di

bawah 65°K = -208°C (0°C=273,16°K) dapat digunakan resistor karbon biasa

karena pada suhu ini karbon berlaku seperti semi konduktor. Untuk suhu antara

65°K sampai -35°C dapat digunakan kristal silikon dengan kemurnian tinggi

sebagai sensor.

Suhu adalah besaran yang menyatakan derajat panas dingin suatu benda

dan alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah termometer. Dalam

kehidupan sehari-hari masyarakat untuk mengukur suhu cenderung menggunakan

indera peraba. Tetapi dengan adanya perkembangan teknologi, diciptakanlah

termometer untuk mengukur suhu dengan valid. Pada abad XVII, terdapat 30 jenis

yang digunakan sebagai pedoman pengukuran suhu.

Skala ini diberi nama sesuai dengan namanya yaitu Skala Celcius. Apabila

benda didinginkan terus maka suhunya akan semakin dingin dan partikelnya akan


berhenti bergerak, kondisi ini disebut kondisi nol mutlak. Skala Celcius tidak bisa

menjawab masalah ini maka Lord Kelvin (1842-1907) menawarkan skala baru

yang diberi nama Kelvin. Skala Kelvin dimulai dari 273 K ketika air membeku

dan 373 K ketika air mendidih. Sehingga nol mutlak sama dengan 0 K atau -

273°C. Selain skala tersebut ada juga skala Reamur dan Fahrenheit. Untuk skala

Reamur air membeku pada suhu 0°R dan mendidih pada suhu 80°R sedangkan

pada skala Fahrenheit air membeku pada suhu 32°F dan mendidih pada suhu

212°F.

Berikut ini perbandingan skala dari termometer di atas:

Yang menjadi masalah dalam bab suhu adalah kebanyakan orang kesulitan

untuk mengubah dari satu skala ke skala lainnya. Berikut ini adalah contoh

mengubah dari skala Celcius ke skala Fahrenheit.

t0F – 32 = 180

t0C – 0 100

t0F – 32 = 9

t0C 5

t0F – 32 = 9

5

t0F – 32 = t

0C

t0F = t

0C + 32

Untuk skala yang lain caranya sama dengan contoh di atas. Termometer

menurut isinya dibagi menjadi: termometer cair, termometer padat, termometer

digital. Semua termometer ini mempunyai keunggulan dan kelemahan masing-

masing. Sedangkan berdasarkan penggunaannya termometer bermacam-macam

sebagai termometer klinis dan lain-lain.

Yang menjadi masalah dalam bab suhu adalah kebanyakan orang kesulitan

untuk mengubah dari satu skala ke skala yang lainnya. Berikut ini adalah contoh

mengubah dari skala celcius ke skala Fahrenheit Untuk skala yang lain caranya

sama dengan contoh diatas. Termometer menurut isinya dibagi menjadi:

termometer cair, termometer padat, termometer digital. Semua termometer ini

mempunyai keunggulan dan kelemahan masing-masing. Sedangkan berdasarkan

penggunaannya thermometer bermacam-macam sebagai thermometer klinis dan

lain-lain.


2.9.9 Jenis-jenis dan Prinsip Kerja Termometer

Alat yang dirancang untuk mengukur suhu adalah termometer. Terdapat

banyak jenis termometer, tetapi prinsip kerjanya sebenarnya sama. Biasanya, kita

memanfaatkan materi yang bersifat termometrik (sifat materi yang berubah

terhadap temperatur). Maksudnya, kalau suhu materi tersebut berubah, bentuk dan

ukuran materi tersebut juga ikut-ikutan berubah. Kebanyakan termometer

menggunakan materi yang bisa memuai ketika suhunya berubah.

Termometer yang sering digunakan saat ini terdiri dari tabung kaca,

dimana terdapat alkohol atau air raksa pada bagian tengah tabung. Ketika suhu

meningkat, alkohol atau air raksa yang berada di dalam wadah akan memuai

sehingga panjang kolom alkohol atau air raksa akan bertambah. Sebaliknya,

ketika suhu menurun, panjang kolom alkohol atau air raksa akan berkurang. Pada

bagian luar tabung kaca terdapat angka-angka yang merupakan skala termometer

tersebut. Angka yang ditunjukkan oleh ujung kolom alkohol atau air raksa

merupakan nilai suhu yang diukur. Lihat gambar!

Jenis termometer lain yang biasa digunakan adalah termometer yang

menggunakan lembaran bimetal (dua logam yang jenisnya berbeda dan kecepatan

pemuaiannya juga berbeda). Pada saat suhu meningkat, salah satu logam

mengalami pemuaian yang lebih besar dari logam lain. Akibatnya keping tersebut

melengkung. Biasanya keping bimetal berbentuk spiral, dimana salah satu ujung

keping tetap, sedangkan ujung lain dihubungkan ke penunjuk skala. Ketika suhu

berubah, penunjuk akan berputar. Termometer yang menggunakan lembaran

bimetal biasanya digunakan sebagai termometer udara biasa, termometer ruangan,

termometer oven dan lain-lain.

Termometer yang lebih akurat alias lebih tepat, biasanya menggunakan

sifat elektris suatu materi, misalnya termometer hambatan. Pada termometer

hambatan, biasanya diukur perubahan hambatan listrik suatu kumparan kawat

tipis atau silinder karbon atau kristal germanium. Karena hambatan listrik

biasanya dapat diukur secara tepat, maka termometer hambatan bisa mengukur

suhu secara lebih tepat daripada termometer biasa.

2.9.10 Pembahasan Macam-macam Termometer

Pembuatan termometer pertama kali dipelopori oleh Galileo Galilei (1564-

1642) pada tahun 1595. Alat tersebut disebut dengan termoskop yang berupa labu

kosong yang dilengkapi pipa panjang dengan ujung pipa terbuka. Mula-mula

dipanaskan sehingga udara dalam labu mengembang. Ujung pipa yang terbuka

kemudian dicelupkan ke dalam cairan berwarna. Ketika udara dalam tabung

menyusut, zat cair masuk ke dalam pipa tetapi tidak sampai labu. Beginilah cara

kerja termoskop: untuk suhu yang berbeda, tinggi kolom zat cair di dalam pipa


juga berbeda. Tinggi kolom ini digunakan untuk menentukan suhu. Prinsip kerja

termometer buatan Galileo berdasarkan pada perubahan volume gas dalam labu.

Tetapi dimasa ini termometer yang sering digunakan terbuat dari bahan cair

misalnya raksa. Prinsip yang digunakan adalah pemuaian zat cair ketika terjadi

peningkatan suhu benda.

Raksa digunakan sebagai pengisi termometer karena raksa mempunyai

keunggulan:

1. Raksa penghantar panas yang baik,

2. Pemuaiannya teratur,

3. Titik didihnya tinggi,

4. Warnanya mengkilap, dan

5. Tidak membahasi dinding.

2.9.10.1 Termometer Ruangan

Termometer ini berfungsi untuk mengukur suhu pada sebuah ruangan.

Pada dasarnya termometer ini sama dengan termometer yang lain hanya saja

skalanya yang berbeda. Skala termometer ini antara -50°C sampai 50°C.

2.9.10.2 Termometer Digital

Karena perkembangan teknologi maka diciptakanlah termometer digital

yang prinsip kerjanya sama dengan termometer yang lainnya yaitu pemuaian.

Termometer digital menggunakan logam sebagai sensor suhunya yang kemudian

memuai dan pemuaiannya ini diterjemahkan oleh rangkaian elektronik dan

ditampilkan dalam bentuk angka yang langsung bisa dibaca.

2.9.10.3 Termokopel

Termokopel merupakan termometer yang menggunakan bahan bimetal

sebagai alat pokoknya. Ketika terkena panas maka bimetal akan bengkok ke arah

yang koefisiennya lebih kecil. Pemuaian ini kemudian dihubungkan dengan jarum

dan menunjukkan angka tertentu. Angka yang ditunjukkan jarum ini menunjukkan

suhu benda.

Sensor adalah sebuah alat yang dapat mengubah suatu isyarat atau keadaan

menjadi sinyal-sinyal listrik. Terdapat beragam jenis sensor, seperti: sensor

cahaya, sensor gaya, sensor suhu, sensor suara, sensor kelembaban, sensor getaran

atau vibrasi, sensor kecepatan, sensor gas, sensor ledakan, dan masih banyak lagi.


Termokopel terdiri dari dua konduktor atau ”termoelemen” yang berbeda,

dihubungkan menjadi satu rangkaian seperti yang terlihat pada gambar 1. Dua

termoelemen A dan B dihubungkan (junction) dan jika temperatur antara junction

pertama (cold junction) dan kedua (hot junction) berbeda maka akan timbul arus

akibat gaya gerak listrik (EMF).

Gambar 2.8 Diagram Skematik Termokopel

Gambar 2.9 Pengukuran EMF

Jika cold junction dan open circuit dihubungkan dengan voltmeter dengan

impedansi yang tak terhingga (besar sekali), seperti yang terlihat pada gambar 2,

maka akan terbaca tegangan pada voltmeter, tegangan tersebut dikenal sebagai

tegangan Seebeck. Laju perubahan nilai tegangan akibat perubahan temperatur

disebut dengan koefisien Seebeck.

Hubungan tegangan antara termo elemen A dan B dengan perbedaan

temperatur adalah

= Δ [1]

Dimana : EAB(T) adalah tegangan Seebeck

S(T) adalah koefisien Seebeck, ΔT adalah perbedaan temperatur antara hot

junction dengan cold junction.

Prinsip Kerja : Jika salah satu bagian pangkal lilitan dipanasi, maka pada kedua

ujung penghantar yang lain akan muncul beda potensial (emf). Thermokopel

ditemukan oleh Thomas Johan Seebeck tahun 1820 dan dikenal dengan Efek

Seebeck.

Tipe-tipe kombinasi logam penghantar thermokopel:

a. Tipe E (kromel-konstantan)

b. Tipe J (besi-konstantan)


c. Tipe K (kromel-alumel)

d. Tipe R-S (platinum-platinum rhodium)

e. Tipe T (tembaga-konstantan)

Tegangan keluaran emf (elektro motive force) thermokopel masih sangat

rendah, hanya beberapa milivolt. Thermokopel bekerja berdasarkan perbedaan

pengukuran. Oleh karena itu, untuk mengukur suhu yang tidak diketahui, terlebih

dulu harus diketahui tegangan Vc pada suhu referensi (reference temperature).

Bila thermokopel digunakan untuk mengukur suhu yang tinggi maka akan muncul

tegangan sebesar Vh. Tegangan sesungguhnya adalah selisih antara Vc dan Vh

yang disebut net voltage (Vnet).

Besarnya Vnet ditentukan dengan rumus:

Vnet = Vh – Vc

Keterangan :

Vnet = tegangan keluaran thermokopel

Vh = tegangan yang diukur pada suhu tinggi

Vc = tegangan referensi

Gambar 2.10 Grafik tegangan terhadap suhu pada thermokopel tipe E, J, K dan R

2.9.11 Sensor Suhu

Sensor untuk suhu adalah thermistor yang dijelaskan pada artikel

sebelumnya. Nilai tahanan thermistor akan semakin berkurang dengan

meningkatnya suhu. Cara terbaik untuk menggunakan komponen ini adalah

dengan menyambungkannya ke sebuah rangkaian pembagian tegangan.


Selanjutnya informasi mengenai suhu akan muncul sebagai tegangan pada

persambungan (junction) rangkaian pembagi tegangan. Dengan kata lain, suhu

direpresentasikan dalam bentuk sinyal tegangan yang dihasilkan oleh rangkaian

pembagi tegangan. Di bawah ini merupakan rangkaian pembagi tegangan untuk

thermistor sebagai sensor suhu.

Gambar 2.11 IC LM 35

Berfungsi untuk mengubah suhu menjadi tegangan tertentu yang sesuai dengan

perubahan suhu.

Gambar 2.12 Rangkaian dasar IC LM 35

Tegangan keluaran rangkaian bertambah 10 mV/0C. Dengan memberikan

tegangan referensi negatif (-Vs) pada rangkaian, sesor ini mampu bekerja pada

rentang suhu -550C – 1500C. Tegangan keluaran dapat diatur 0 V pada suhu 00C

dan ketelitian sensor ini adalah ± 10C.

2.9.12 Mikrokontroler ATMega

Minimum sistem ini merupakan sistem kontrol dari keseluruhan sistem

kerja (menggunakan tiga minimum sistem). Pada proyek akhir ini digunakan


sistem minimum yang berbasis pada mikrokontroller ATmega16, digunakan

ATmega16 karena bahasa pemrograman AVR tersebut adalah bahasa C yaitu

bahasa pemrograman tingkat menengah (bahasa instruksi program mendekati

bahasa manusia) sehingga lebih mudah untuk membuat atau menerapkan suatu

algoritma program. Kelebihan lainnya adalah setiap pin dalam satu port dapat kita

tentukan sebagai input atau output secara mudah karena didalamnya sudah

dilengkapi fasilitas tersendiri untuk inisialisasi. Rangkaian I/O dari

mikrokontroller mempunyai kontrol direksi yang tiap bitnya dapat

dikonfigurasikan secara individual, maka dalam pengkonfigurasian I/O yang

digunakan ada yang berupa operasi port ada pula yang dikonfigurasikan tiap bit

I/O. Berikut ini akan diberikan konfigurasi dari I/O mikrokontroller tiap bit yang

ada pada masing-masing port yang terdapat pada mikrokontroller. Ø Port A Port

A ini dalam perancangan sistem digunakan untuk input dari sensor.

Dari 8 bit yang ada digunakan 7 bit untuk MSB difungsikan sebagai aktif

low, sedangkan LSB difungsikan sebagai aktif high. Ø Port B Ø Port C ini dalam

perancangan sistem difungsikan sebagai output LCD. Ø Port D dan PIND.0

dikonfigurasikan sebagai output aktuator lampu. Jika logika “0” maka aktuator

tersebut mati (tidak menyala), sedangkan logika “1” berarti aktuator tesebut

sedang menyala (hidup). Sedangkan pengambilan data dari sensor SHT 11

tersebut akan di up date setiap 1 detik untuk mendapatkan nilai suhu maupun

kelembaban yang kemudian ditampilkan pada LCD, dimana pengambilan data

dari sensor SHT 11 secara bergantian dalam waktu 1 detik tersebut. Dengan

mikrokontroller dapat mengendalikan suatu peralatan agar dapat bekerja secara

otomatis. Untuk mengakses LCD 2x16 harus mengkonfigurasikan pin dari LCD

dengan pin I/O mikrokontroller tersebut. Pada gambar menunjukkan konfigurasi

dari pin-pin LCD tersebut

Gambar 2.12 Mikrokontroler ATMega


2.9.13 Skala Suhu

Agar termometer bisa digunakan untuk mengukur suhu maka perlu

ditetapkan skala suhu. Terdapat dua skala suhu yang sering digunakan, antara lain

skala Celcius dan skala Fahrenheit. Skala yang paling banyak digunakan saat ini

adalah skala celcius (nama lain skala Celcius adalah skala Centigrade. Centigrade

= seratus langkah). Skala Fahrenheit paling banyak digunakan di Amerika Serikat,

mungkin ingin beda sendiri. Skala suhu yang cukup penting dalam bidang sains

adalah skala mutlak alias skala Kelvin.

Titik tetap skala Celcius dan skala Fahrenheit menggunakan titik beku dan

titik didih air berada dalam keseimbangan (tidak ada perubahan wujud

zat).Sebaliknya, titik suatu suatu zat merupakan temperatur dimana wujud cair

dan wujud gas berada dalam keseimbangan .Perlu diketahui bahwa titik beku dan

titik didih selalu berubah terhadap tekanan udara, karenanya tekanan perlu

ditetapkan terlebih dahulu. Biasanya kita menggunakan tekanan standart yakni

1atm (satu atmosfir).

2.9.14 Skala Celcius

Untuk skala Celcius temperatur titik beku normal air (disebut juga sebagai

titik es) dipilih sebagai nol derajat Celcius C) dan temperatur titik didih

normal air (disebut juga seebagai titik uap) dipilih sebagai sertus derajat Celcius

C). Di antara titik es dan titik uap terdapat 110 derajat. Pada termomter

yang menggunakan skala Celcius, temperatur yang lebih rendah dari temperatur

titik es biasanya ditandai dengan angka negatif.

2.9.15 Skala Fahrenheit

Fahrenheit menghendaki agar semua temperatur yang diukur bernilai

positif. Karenanya, ia memilih F untuk temperatur campuran es dan air garam

(temperatur terdingin yang bisa dicapai air). Ketika mengukur temperatur titik es

dan titik uap, angka yang ditunjukan pada skala Fahrenheit berupa bilangan

pecahan. Akhirnya, ia mengkonversikan lagi skalanya sehingga temperatur titik es

dan titik uap berupa bilangan bulat. Untuk skala Fahrenheit, temperatur titik beku

normal air (titik es) dipilih sebagai 32 derajat Fahrenheit, temperatur titik didih

normal air (titik uap) dipilih sebagai F) dan temperatur titik-titik didih normal

air (titik uap) dipilih sebagai 212 derajat Fahrenheit F). Di antara titik es

dan titik uap terdapat 180 derajat normal maksudnya di dalam air tidak ada unsur

lain, tidak ada unsur lain murni h20.


BAB II DASAR TEORI 2.1 Pengertian Kalibrasi -...

Documents

Transcript of BAB II DASAR TEORI 2.1 Pengertian Kalibrasi -...