SISTEM PEMROSESAN LIMBAH MEDIS BERBASIS...

SISTEM PEMROSESAN LIMBAH MEDIS BERBASIS MIKROKONTROLER

Aditya Nugroho

Jurusan Sistem Komputer

Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi

Universitas Gunadarma

Margonda Raya 100 Depok 16424 telp (021) 78881112, 7863788

ABSTRAKSI

Rumah sakit merupakan salah suatu tempat yang mempunyai potensi besar

menurunkan kualitas lingkungan, terutama yang berasal dari aktivitas medis. Dari aktivitas

medis banyak dihasilkan limbah-limbah medis yang merupakan salah satu penyebab

pencemaran lingkungan. Pengolahan limbah medis yang kurang baik menjadi dampak

buruk bagi lingkungan dan kesehatan masyarakat. Untuk mengurangi dampak buruk

tersebut diperlukan pengelolaan yang baik. Sistem pemrosesan limbah medis merupakan

suatu sistem yang digunakan untuk mengolah limbah medis menjadi bersih bebas dari

kuman dan bakteri. Sistem ini menggunakan mikrokontroler AT89S52 sebagai pusat

pengendali dengan bahasa pemrograman assembler. Dalam proses pengoprasianya alat ini

aktif selama selama 4 menit 40 detik.

Kata Kunci : Mikrokontroler AT89S52, Pemrosesan, Limbah Medis

Tanggal pembuatan : 25 September 2012

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Rumah sakit merupakan salah

suatu tempat yang mempunyai potensi

besar menurunkan kualitas lingkungan,

terutama yang berasal dari aktivitas

medis. Dari aktivitas medis banyak

dihasilkan limbah-limbah medis yang

merupakan salah satu penyebab

pencemaran lingkungan. Pengolahan

limbah medis yang kurang baik menjadi

dampak buruk bagi lingkungan dan

kesehatan masyarakat. Untuk mengurangi

dampak buruk tersebut diperlukan

pengelolaan yang baik.

Dalam pada penulisan ilmiah

sebelumnya telah dibuat sistem

pemrosesan limbah medis sederhana,

namun sistem tesebut masih sangat

sederhana, oleh karena itu penulis akan

mengembangkan sistem tersebut, agar

dapat digunakan untuk umum. Sistem ini

bernama “Sistem Pemrosesan Limbah

Medis Berbasis Mikrokontroler” dimana alat ini menggunakan prinsip

kerja seperti mesin cuci, yang kemudian

airnya akan disaring menggunakan

saringan sederhana. Hasil akhir dari

proses kerja alat ini yaitu limbah medis

akan bebas dari kuman-kuman serta virus,

sedangkan airnya bisa digunakan untuk

pengolahan limbah medis yang

berikutnya.

1.2 Batasan Masalah

Dalam penulisan ini, penulis

hanya membahas mengenai komponen

yang digunakan, diantarnya sistem

pengendali yaitu mikrokontroler

AT98S52 dengan bahasa pemograman

Asembler, relay sebagai saklar otomatis

dan output berupa motor AC dan 3

pompa air.

2. LANDASAN TEORI

Untuk membuat sistem

Pemrosesan Limbah Medis, maka

diperlukan tinjauan pustaka dari

komponen yang akan dipergunakan

sehingga dapat diketahui karakteristik dan

prinsip kerja dari sistem tersebut serta

dapat menghasilkan keluaran yang

diharapkan. Secara umum sistem ini

terdiri dari :

2.1 Mikrokontroler

Mikrokontroler AT89S52

merupakan versi terbaru dibandingkan

dengan mikrokontroler AT89C51 yang

telah banyak digunakan saat ini.

Mikrokontroler AT89S52 merupakan

mikrokontroler CMOS 8 bit dengan 8

Kbyte Flash programmable dan Erasable

read Only Memory (PEROM).

Adapun fitur yang dimiliki

Mikrokontroler AT89S52 adalah sebagai

berikut :

1. Sebuah CPU (Central Processing

Unit) 8 bit yang termasuk keluarga

MCS51.

2. Osilator internal dan rangkaian

pewaktu, RAM internal 256 byte (on

chip).

3. Tiga buah Timer Counter 16 bit.

4. Sebuah port serial dengan kontrol

serial full duplex UART.

5. 32 jalur I/O yang dapat di program

6. Kecepatan pelaksanaan instruksi per

siklus 1 microdetik pada frekuensi

clock 12 MHz

7. 8 sumber interrupt

8. Watchdog timer dan dual dat pointer

9. 8 Kbytes Flash ROM yang dapat diisi

dan dihapus sampai 10.000 kali

10. In-System Programmable Flash

Memory

Gambar 2.1 Blok ikrokontroler [5]

.

2.2 Motor AC

Motor AC merupakan perangkat

elektromagnetis yang mengubah energy

listrik menjadi energi mekanik. Energi

mekanik ini digunakan untuk, misalnya

memutar impeller pompa, fan,

menggerakan kompresor, mengangkat

bahan,dll. Motor AC menggunakan arus

listrik yang membalikan arahnya dengan

teratur dengan rentang waktu tertentu.

Motor ini memilik dua bagian dasar yaitu

stator (bagian yang tidak berputar) dan

rotor (bagian yang berputar). Stator

merupakan komponen listrik statis,

sedangkan rotor adalah komponen listrik

berputar untuk memutar as motor [12]

.

.

Gambar 2.7 Bagian-bagian Motor AC [12]

.

2.3 Relay

Relay merupakan saklar

elektromekanik yang bekerja berdasarkan

prinsip elektromagnetik pada lilitan.

Apabila lilitan dialiri arus listrik akan

timbul medan magnet yang kemudian

akan menarik lengan relay dan mengubah

posisi saklar, yang sebelumnya terbuka

menjadi terhubung.

Pada relay tunggal, biasanya

terdapat lima pin. Dua pin untuk tegangan

masukan yang menyuplai lilitan dan tiga

pin untuk jalur dikendalikan. Tiga pin

pada jalur yang dikendalikan terdiri atas

common (COM), normally open (NO)

dan normally closed (NC). Pada saat arus

mengalir pada lilitan, pin NO akan

tersambung ke pin COM, sedangkan pin

NC akan terputus dengan pin COM.

Sedangkan pada relay yang dual control

terdapat tujuh pin. Dua pin sama dengan

relay tunggal yaitu untuk tegangan

masukan yang menyuplai lilitan dan lima

pin jalur dikendalikan. Lima pin pada

jalur yang dikendalikan terdiri atas 1

common (COM), 2 normally open (NO)

dan 2 normally closed (NC) [3]

.

Gambar 2.8 Bentuk Fisik Relay

[3].

2.5 Pompa Air

Pompa adalah suatu alat yang

berfungsi mengalirkan, memindahkan dan

mensirkulasikan zat cair dari suatu tempat

ke tempat lain, dengan cara menaikan

tekanan dan kecepatan. Kenaikan tekanan

cairan tersebut digunakan untuk

mengatasi hambatan-hambatan

pengaliran. Hambatan-hambatan

pengaliran itu dapat berupa perbedaan

tekanan, perbedaan ketinggian atau

hambatan gesek. Pompa air yang

digunakan dalam sistem pemrosesan

Limbah Medis adalah pompa air

aquarium, dengan sepesifikasi 700L/H

dengan ketinggian maksimum 1,15 meter.

Gambar 2.9 Pompa Air [9]

.

2.6 Bahasa Assembler

Bahasa Assembly adalah bahasa

pemrograman tingkat rendah. Dalam

pemrograman komputer dikenal dua jenis

tingkatan bahasa, jenis yang pertama

adalah bahasa pemrograman tingkat

tinggi (high level language) dan jenis

yang kedua adalah bahasa pemrograman

tingkat rendah (low level language).

Bahasa pemrograman tingkat tinggi lebih

berorientasi kepada manusia yaitu

bagaimana agar pernyataan-pernyataan

yang ada dalam program mudah ditulis

dan dimengerti oleh manusia. Sedangkan

bahasa tingkat rendah lebih berorientasi

ke mesin, yaitu bagaimana agar komputer

dapat langsung mengintepretasikan

pernyataan-pernyataan program.

Secara fisik, kerja sebuah

mikrokontroler dapat dijelaskan sebagai

siklus pembacaan instruksi yang

tersimpan di dalam memori.

Mikrokontroler menentukan alamat dari

memori program yang akan dibaca dan

melakukan proses baca data di memori.

Data yang dibaca diinterpretasikan

sebagai instruksi. Alamat instruksi

disimpan oleh mikrokontroler di register

yang dikenal sebagai program counter.

Bahasa assembler terdiri dari

simbol-simbol yang merupakan

respresentasi dari konstanta numerik,

alamat dan register. Simbol-simbol bisa

dibentuk dengan Abjad A hingga Z dan

bisa dikombinasikan dengan angka (0-9),

simbol garis bawah ‘_’ (underscore).

Untuk abjad, tidak dibedakan antara huruf

besar dengan huruf kecil. Tidak boleh

mengawali simbol dengan angka dan

tidak boleh menggunakan spasi, untuk

spasi digunakan garis bawah. Saat ini IC

yang kami gunakan kompatibel dengan

instruksi pada mikrokontroler Mcs-51 [11]

.

3. PERANCANGAN SISTEM

Pada bab ini akan menjelaskan

tentang perancangan sistem pemrosesan

limbah medis berbasis mikrokontroler.

Dimana perancangan yang akan di bahas

adalah hardware dan software.

perancangan hardware menjelaskan

komponen-komponen yang digunakan

dalam rangkaian sedangkan perancangan

software menjelaskan software yang

digunakan dalam pembuatan program.

3.1 Perancangan Komponen Hardware

dan Software

Gambar 3.1 Rangkaian Sistem

Pemrosesan Limbah Medis Secara

Keseluruhan

Dalam rangkaian diatas terdapat

komponen-komponen hardware dan

software yang mempunyai fungsi masing-

masing diataranya input, process dan

output. Di bawah ini adalah gambaran

secara blok diagram dari masing-masing

input, process dan output yang

merupakan bagian dari perancangan

sistem pemrosesan limbah medis ini.

Gambar 3.2 Blok Diagram

3.2 Sumber Tegangan (Aktifator)

Tegangan 12 volt ini adalah

sebagai sumber tegangan dari adaptor

karena output yang digunakan adalah

hasil dari ic AT89S52. Selain digunakan

untuk mengaktifkan ic AT89S52 yang

dihubungkan menggunakan saklar,

sumber tegangan ini juga untuk

mengaktifkan rangkaian pada masing-

masing blok.

Tegangan 12 volt yang dihasilkan

pada rangkaian blok ini berfungsi untuk

mengaktifkan, 4 buah relay. Untuk

Outputnya tegangan yang dipakai sebesar

220 volt untuk motor AC dan 3 Pompa

air.

Gambar 3.3 Adaptor (Sumber Tegangan

Aktifator)

3.3 Blok Input

Pada blok input terdapat saklar.

Saklar merupakan suatu komponen

elektronika yang digunakan sebagai

penghubung dan pemutus tegangan.

Dimana dalam Sistem Pemrosesan

Limbah Medis ini digunakan sebagai

pemicu untuk menjalankan program

utama yang ada di dalam memori

mikrokontroler. Saklar akan

menghubungkan port 0.6 pada

mikrokontroler dengan VCC.

3.4 Blok Proses

Pada blok proses terdapat

mikrokontroler AT89S52 yang

didalamnya terdapat program. Di dalam

memori mikrokontroler terdapat program

yang didownload dari komputer

menggunakan Kit Mikrokontroler.

Program tersebut memakai bahasa

assembler yang ditulis menggunakan

software compiler Reads51. Reads51

disini berfungsi untuk mencari kesalahan

dari penulisan pemrograman dengan

bahasa assembler, selain itu pada reads51

terdapat simulasi untuk output program.

Gambar 3.8 Rangkaian Mikrokontroler

Gambar 3.9 Gambar Fisik Bagian Proses

Mikrokontroler dan Relay

3.5 Blok Output

Pada blok output terdapat 4 relay

yang akan mengaktifkan beberapa

keluaran yaitu 3 pompa air (Pengisian,

larutan pencuci & Filter) ,1 motor AC dan

4 led sebagi indikator, berikut

penjelasanya :

1. Relay 1 (Pompa pengisian air)

Pada gambar 3.9 terdapat Relay

pertama di gunakan untuk mengaktifkan

pompa pengisian air. Jika dilihat pada

program perintahnya berada pada label

out1 dengan Instruksi mov p2, #04h

untuk mengaktifkan relay 1 yang

menyalakan pompa pengisian air dan

instruksi mov p1, #0fbh untuk

mengaktifkan led 1. Sedangkan acall

delay sebanyak 5 kali, merupakan waktu

yang diberikan selama ponpa pengisian

air aktif yaitu selama 2 menit 30 detik.

Intruksi sjmp out2, digunakan untuk

pindah ke label out2.

Gambar 3.10 Listing Program

Mengaktifkan Relay 1

Jika relay diberi logika 1 (aktif high),

maka relay mendapatkan tegangan +12

volt dan kumparan yang terdapat didalam

relay akan bersifat elektromagnetik

sehingga menarik saklar didalamnya dari

NC ke NO. Sehingga pompa air

terhubung dengan listrik mendapatkan

tegangan 220 volt dan melakukan

pengisian air ke tempat pencucian.

Gambar 3.11 Rangkaian Relay 1

2. Relay 2 (Pompa pengisian larutan

pencuci)

Proses selanjutnya, relay kedua yaitu

mengaktifkan Pompa air larutan pencuci

selama 10 detik, yang akan melakukan

pemberian larutan ke tempat pencucian.

Programnya berada pada label out2

dengan intruksi mov p2, #08h untuk

mengaktifan relay 2 yang digunakan

untuk menyalakan pompa air zat dan mov

p1, #0f7h untuk mengaktifkan led 2,

sedangkan acall delay2 merupakan waktu

yang diberikan selama pompa air aktif

selama 10 detik. Intruksi sjmp out3,

digunakan untuk pindah ke label out3.



Prosesnya sama seperti pompa

pengisian air jika relay aktif maka pompa

akan terhubung ke listrik dan memberikan

tegangan sebesar 220 volt.


3. Relay 3 (Motor AC)

Relay ketiga untuk mengaktifkan

motor AC, diamana relay akan

menghubungkan motor dengan sumber

tegangan listrik sebesar 220 volt . Motor

aktif dan berputar untuk melakukan

pencucian limbah. Untuk mengaktifkan

relay 3 digunakan program pada label

out3 dengan intruksi mov p2, #10h untuk

mengaktifkan relay3 dan menyalakan

motor AC dan mov p1, #0efh untuk

mengaktifkan led 3, sedangkan acall

delay sebanyak 2 kali merupakan waktu

yang diberikan selama motor AC aktif

yaitu selama 1 menit. Intruksi sjmp out4

digunakan untuk pindah ke label out4.




4. Relay 4 (Pompa air Filter)

Relay keempat untuk mengaktifkan

pompa air penyedotan yang prosesnya

sama seperti relay yang pertama. Pompa

air ini melakukan penyedotan air hasil

pencucian limbah yang akan disaring

menggunakan filter sederhana dan air

hasil penyaringan ditampung di tempat

penampungan air /pengisian air. Untuk

mengaktifkan relay ini pada program

dapat dilihat pada label out4 dengan

intruksi mov p2, #20h untuk

mengaktifkan relay 4 dan pompa filter

dan intruksi mov p1, #0dfh untuk

mengaktifkan led 4, sedangkan acall

delay sebanyak 2 kali merupakan waktu

yang diberikan selama pompa filter aktif

yaitu selama 1 menit. Intruksi sjmp mati

digunakan untuk pindah ke label mati

yang merupakan sebuah inisialisai dan

sjmp mulai untuk pindah ke label mulai

kembali.




3.6 Diagram Alur (Flowchart)

Flowchart merupakan sebuah diagram

alur yang menggambarkan proses logika

bagaiamana alat tersebut bekerja. Berikut

flowchart dari sistem pemrosesan limbah

medis.

Gambar 3.23 Diagram Alur Program

Sistem Pemrosesan Limbah Medis

Seperti yang terlihat pada gambar

3.23 di atas, proses diawali dengan

pemberian inisialisasi atau nilai awal

kepada masing-masing port

mikrokontroler. Kemudian diberikan

input dari penekanan pada saklar (P0.6)

yang akan diolah oleh mikrokontroler

sehingga dihasilkan output berupa pompa

air aktif yang mengalirkan air dari tabung

penampungan ke tabung pencucian

selama 2 menit 30 detik, setelah 2 menit

30 detik pompa zat akan aktif

mengalirkan zat ke tabung pencucuian,

setelah pompa zat aktif selama 10 detik

maka motor AC aktif untuk melakukan

pencucian limbah medis selama 1 menit,

lalu pompa filter aktif untuk mengalirkan

air hasil pencucian ke tabung penyaringan

selama 1 menit dan terakhir air hasil

penyaringan berada di tabung

penampungan.

4. HASIL DAN UJI COBA

4.1 Cara Kerja Alat

Dalam pengoprasianya alat ini

membutuhkan tegangan listrik sebesar

220V AC untuk menghidupkan pompa air

dan motor ac. Untuk menjalankan sistem

kendali atau mikrokontroler

membutuhkan tegangan 5V DC. Setelah

semua komponen mendapat tegangan

untuk mengaktifkan tekan saklar pada

bagian atas.

Proses pertama adalah pengisian air

dari tabung penampunagan ke tabung

pencucian, dengan mengaktifkan relay 1

dan pompa air untuk melakukan

pengisian air selama 2 menit 30 detik.

Proses selanjutnya pengisian larutan

pencuci ketabung pencucian, relay 2 aktif

dan menghubungkan pompa air yang ada

didalam tabung larutan pencuci dengan

listrik yang akan aktif selama 10 detik.

Setelah air dan larutan pencuci

tercampur proses selanjutnya adalah

pencucian dengan mengaktifkan relay 3

dan motor ac, motor aktif selama 1 menit

untuk mengaduk limbah. Setelah 1 menit

proses selanjutnya menyaring air di dalam

tabung filter dengan mengaktifkan relay 4

dan pompa air, pompa air aktif untuk

mengalirkan air ke tabung filter lalu ke

tabung penampungan.

Untuk melaukakn pencucian

selanjutnya, masukkan limbah dahulu lalu

tekan saklar merah yang terdapat diatas

alat tersebut. Gantilah air jika sudah

dipakai 2 kali, agar pencucian limbah

bekerja dengan baik.

4.2 Simulasi Program pada Software

Reads51

Langkah penggunaan Reads51 :

1. Buka program Reads51

2. Klik File, New File kemudian

pilih Asemmbly file, Ok

Gambar 4.1 Tampilan Saat Memulai

Reads51

3. Kemudian ketikkan program

Sistem Pemrosesan Limbah

Medis, lalu save program.

Gambar 4.2 Penulisan Program pada

Reads51

4. Compile program dengan klik

menu compile, build atau klik

toolbar

5. Langkah selanjutnya jalankan

program dengan klik toolbar

6. Untuk melihat outputnya klik icon

lalu pilih simIO.

7. Klik P0.6 (saklar) untuk memulai

program.

Gambar 4.3 Tampilan Simulasi Program

Pengaktifan Pompa Air Pengisi dan Led1


Pengaktifan Pompa Zat dan Led 2


Pengaktifan Motor AC dan Led 3


Pengaktifan Pompa Filter dan Led 4

4.2 Hasil Pengamatan Berdasarkan Uji

Coba Alat

Setelah membuat alat sistem

pemrosesan limbah medis ini, penulis

mencoba untuk membuat tabel hasil

pengujian. Berikut ini adalah table

pengujiannya :

Tabel 4.1 Uji Coba Pompa Pengisian Air

Rel

ay 1

Delay

Time

(seco

nd)

Vol

ume

(Lt)

Output

Pompa Air

(pengisian air ke

tempat pencucian)

akti

f

150 4 Aktif

- - - -

Sumber : Pengujian Penulis

Tabel 4.2 Uji Coba Pompa Pengisian Zat

Kimia

Rel

ay 2

Delay

Time

(seco

nd)

Vol

ume

(ml)

Output

Pompa Air

(pengisian zat

kimia ke tempat

pencucian)

akti

f

10 150 Aktif

- - - -


Tabel 4.3 Uji Coba Motor AC

Rela

y 3

Dela

y

Tim

e

(sec

ond)

Output

Motor AC

(pencucian limbah)

aktif 60 Aktif

- - -


Tabel 4.4 Uji Coba Pompa Penyedotan

Air Hasil Pencucian

Rela

y 4

Dela

y

Tim

e

(sec

ond)

Output

Pompa Air

(penyedotan air hasil

pencucian)

aktif 60 Aktif

- - -


Dari hasil uji coba alat, semua

komponen dapat beroperasi dengan baik

mulai dari pengisian air, pengisian zat

kimia, prorses pencucian dan proses

penyaringan, dan limbah yang diolah

menjadi bersih.

5. PENUTP

5.1 Kesimpulan

Sistem pemrosesan limbah medis

telah dirancang menggunakan komponen-

komponen elektonika diantaranya :

AT89S52 sebagai pengendali , 4 relay, 3

pompa air dan 1 motor ac sebagai output.

Dalam proses pengoprasianya alat ini

aktif selama 4 menit 40 detik mulai dari

proses pengisian air, pengisian larutan

pencuci, pencucian limbah, dan

penyaringan.

5.2 Saran

Dari hasil pembuatan dan uji coba

alat ini, terdapat bebrapa saran untuk

penyempurnaan dan pengembangan

system ini, diantaranya :

1. Penyempurnaan desain maket agar

dapat lebih rapih dan menampung

limbah lebih banyak.

2. Gunakan sensor untuk menyesuaikan

jumlah air yang digunakan untuk

mencuci limbah.

3. Membuat tampilan input dan output

pada LCD, sehingga mudah diketahui

prosesnya.

DAFTAR PUSTAKA

[1.] Anonim, Modul Praktikum

Mikroprosesor S1, Laboratorium

Menengah Elektronika dan

Komputer Universitas

Gunadarma, Depok, 2010.

[2.] Anonim, Modul Laporan

Praktikum Mikroprosesor D3,

Laboratorium Menengah

Elektronika dan Komputer

Universitas Gunadarma, Depok,

2012.

[3.] Adik yulianto., dan Susanto.,

2011, ”Perancangan dan

Pembuatan Sistem Conveyor

untuk mengukur Berat dan Warna

Objek Berbasi Mikrokontroler

AT89S52”, centree engenering

journal, 8 (1), hal, 3-4 .

[4.] Widodo Buddiharto, Panduan

Lengkap Belajar Mikrokontroler

Perancangan Sistem dan Aplikasi

Mikrokontroler, Penerbit PT Elex

Media Komputindo, Jakarta,

2005.

[5.] ATMEL, “Datasheet AT89S52”,

http://www.atmel.com

[6.] URL:

http://www.artikelbagus.com/201

2/01/pengelolaan-limbah-rumah-

sakit.html,2012.

[7.] URL :

http://depokinstruments.com/2009

/12/14/di-smart-51-system-sistem-

http://www.atmel.com/

http://www.artikelbagus.com/2012/01/pengelolaan-limbah-rumah-sakit.html



http://depokinstruments.com/2009/12/14/di-smart-51-system-sistem-minimum-mikrokontroler-at89s51%2014%20desember%202009

http://depokinstruments.com/2009/12/14/di-smart-51-system-sistem-minimum-mikrokontroler-at89s51%2014%20desember%202009

minimum-mikrokontroler-at89s51

14 desember 2009

[8.] URL :

http://id.wikipedia.org/wiki/LED

30 juli 2012, 03.36

[9.] URL :

http://id.wikipedia.org/wiki/Saklar

5 Agustus 2011, 04.27

[10.] URL :

http://www.scribd.com/doc/23412

047/31/Pengertian-pompa 12

januari 2009

[11.] URL:http://www.mikron123.com/

index.php/Tutorial-MCS-51/

Pemrograman-AT89S51-bahasa-

Assembly.html desember 2009

[12.] URL :

luqman96.files.wordpress.com/20

09/07/motor-sinkron.doc juli

2009

http://id.wikipedia.org/wiki/LED

http://id.wikipedia.org/wiki/Saklar

http://www.scribd.com/doc/23412047/31/Pengertian-pompa

http://www.scribd.com/doc/23412047/31/Pengertian-pompa

http://www.mikron123.com/index.php/Tutorial-MCS-51/Pemrograman-AT89S51-bahasa-Assembly.html%20desember%202009





SISTEM PEMROSESAN LIMBAH MEDIS BERBASIS...

Documents

Transcript of SISTEM PEMROSESAN LIMBAH MEDIS BERBASIS...