65

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1Pengujian dan Analisa Catu Daya

Pada pengujian ini untuk mengetahui tegangan output catu daya yang akan

diberikan ke rangkaian sistem.Pengujian catu daya yang dibutuhkan adalah

12 V. Pada hasil pengujian tegangan yang terukur untuk catu daya adalah

8,64 VDC. Dari pengujian tersebut dapat dijelaskan bahwa hasil pengujian

tegangan yang dibutuhkan dengan hasil pengujian tidak jauh berbeda

sehingga masih bisa ditoleransi. Pengujian catu daya ini dapat dianalisa

dengan menggunakan persamaan rangkaian catu daya gelombang penuh

dengan menggunakan empat buah diode.

Vin TR Vout TR TP1

Gambar 4.1 Titik Pengukuran Rangkaian Power Supply

66

Data untuk menguji tegangan yang terukur terdapat pada Tabel 4.1

Tabel 4.1 DataPengujian Catu Daya

Vin TR ( VAC ) Vout TR ( VAC )

221,9 7,83

Vin (VDC ) TP1(VDC )

12 8,64

Analisa Rangkaian

Prinsip kerja dari penyearah gelombang penuh dengan empat buah diode

dimulai pada saat ouput transformator memberikan level tegangan sisi positif,

maka D1, D4 pada posisi forward bias dan D2, D3 pada posisi reverse bias

sehingga level tegangan sisi puncak positif tersebut akan dilewatkan melalui

D1 ke D4. Kemudian pada saat output transformator memberikan level

tegangan sisi puncak negative maka D2, D4 pada posisi forward bias dan D1,

D2 pada posisi reverse bias sehingga level tegangan sisi negative tersebut

dialirkan melalui D2, D4.Dari data yang ada maka dapat dihitung keluaran

tegangan DC. Vm merupakan tegangan keluaran dari transformator yaitu 12

Volt DC sehingga tegangan DC menjadi :

Vdc = V max / πx 12 V = 0.636 x 12 V = 7, 632 V

67

Dari pengujian pengukuran tegangan output Vdc tidak jauh berbeda dengan

hasil pada pengukuran yaitu 8,64 VDC. Fungsi kapasitor pada rangkaian catu

daya adalah untuk menekan ripple yang terjadi dari penyearahan gelombang

AC ( alternating current ).

4.2 Pengujian dan Analisa Driver Relay

Pengujian rangkaian driver relaydilakukan dengan carra memberikan

tegangan 0 dan 5 V pada kaki basis transistor 2N2222A melalui resistor 1K5

ohm. Transistor 2N2222A merupakan transistor jenis NPN, transistor jenis ini

akan aktif jika pada basis diberi masukan tegangan > 0,7 Volt dan tidak aktif

jika diberi tegangan < 0,7 Volt, aktifnya transistor akan mengaktifkan relay.

Relay pada rangkaian ini digunakan untuk memutuskan hubungan listrik

dengan motor, dimana saat relay aktif maka motor akan terhubung dengan

sumber listrik dan sebaliknya saat relay dalam kondisi off maka motor akan

terputus dari sumber listrik.

68

2

TP2 TP3

Gambar 4.2 Titik Pengukuran Rangkaian Relay

Tabel 4.2 Data Pengujian Relay

Kondisi Relay ( TP2 ) Tegangan ( VDC )

On 4,95

Off 0,0

Kondisi Relay ( TP 3 ) Tegangan ( VDC )

On 0,7

Off 0.0

69

Analisa Rangkaian

Dari data pengujian, dapat dianalisa bahwa saat transistor 2N2222A diberikan

tegangan Vin = 0 Volt, maka saat itu transistor berada pada kondisi cut off

( transistoroff ) karena tegangan pada basis transistor dibawah 0,7 Volt yang

menjadi standar transistor jenis silicon dapat bekerja. Sedangkan saat diberi

Vin = 5 Volt transistor berada pada kondisi saturasi atau bekerja karena

tegangan basis ( Vbe ) sebesar 0,78 Volt sehingga relay menarik kontak

menjadi aktif. Dapat dianalogikan bahwa transistor ini bekerja sebagai saklar

push button sehingga saklar dapat difungsikan, diperlukan gaya yang

bergantung pada konstanta pegas yang terdapat pada saklar tersebut sedangkan

pada transistor diperlukan arus tertentu pada basis agar dapat menghidupkan

saklar transistor.

4.3 Pengujian dan Analisa waktu pada alatterhadap waktupada stopwatch

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kinerja waktu pada alat yang

dibandingkan dengan waktu pada stopwatch. Berikut adalah hasil pengujian

pada Tabel 4.3

Tabel 4.3 Hasil Pengujian waktu pada alat terhadap waktu pada stopwatch

Waktu padaAlat

( detik )

WaktuStopwatch( detik )

Ralat Mutlak

( detik )

Ralat Relatif

( % )

160 162 2 1.23

70

380 387 7 1.80

600 613 13 2.12

820 838 18 2.14

1040 1060 20 1.88

1260 1282 22 1.71

Rata – rata error 1.81

Dari hasil pengukuran pada tabel 4.3 maka dapat diperoleh ralat mutlak dan

ralat relative untuk masing-masing data yang ada. Dimana perhitungannya

sebagai berikut :

Contoh data pertama :

Ralat Mutlak = ǀ 160 – 162 ǀ = 2 detik

Ralat Relatif = x 100 % = 1,23 % ( seterusnya sampai data terakhir )

Waktu pada pertama yang diharapkan 160 detik tetapi data yang diperoleh

pada stop watch lebih banyak yaitu 162 detik begitu juga dengan data

selanjutnya diperoleh hasil data yang berbeda akan tetapi masih dalam batas

toleransi yaitu 5 %. Dari hasil yang didapatkan dapat dianalisa bahwa

terdapat perbedaan antara waktu pada alat dan waktu pada stopwatchkarena

keterlambatan atau jeda waktu saat menekan tombol stopwatch dan tombol

start pada alat dan masih ada sisa cairan dari hasil penguapan sehingga masih

kurang presisi untuk mengukur waktu secara tepat.

71

4.4 Pengujian dan Analisa Volume cairan obat terhadap waktu penguapan

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kerja nebulizer saat menguapkan

cairan obat diukur dengancara membandingkan dengan waktu penguapan

yang telah disetting sebelumnya. Berikut hasil pengujian volume cairan

terhadap waktu penguapan ditunjukkan pada Tabel 4.4

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Volume Cairan terhadap waktu penguapan

Volume (cc) Waktu (dtk) Vout( Volt ) Waktu/Volume(dtk/cc)

Vout/Volume(detik/cc )

1 160 7,82 160 7,82

2 380 7,82 190 3,91

3 600 7,82 200 2,60

4 820 7,82 205 1,95

5 1040 7,82 208 1,56

6 1260 7,82 210 1,30

Rata-rata 195,5 3,19

Berdasarkan data dari tabel 4.4 dapat dilihat bahwa waktu yang dibutuhkan

untuk menguapkan cairansemakin lama bersamaan dengan banyaknya jumlah

cairan yang akan diuapkan. Setelah dilakukan perhitungan untuk mengetahui

rata-rata waktu yang dibutuhkan nebulizer untuk menguapkan cairan adalah

195,5 detik/cc dengan tegangan rata-rata per cc adalah 3,19 V/cc

72

4.5 Pengujian dan Analisa Mikrokontroler

Pengujian mikrokontroler dilakukan untuk mengetahui system board

Arduino Uno dapat bekerja dengan baik sesuai dengan yang diharapkan.

Pengujian dilakukan dengan menyalakan sebuah LED yang tersedia pada

board Arduino Uno sendiri yang terhubung langsung dengan pin 13 ( pin

digital). Listing program menyalakan dan mematikan LED dapat dilihat pada

tabel 4.5

Tabel 4.5 Listing program menyalakan dan mematikan LED

intledPin=13;

voidsetup()

{

pinMode(ledPin,OUTPUT);

}

voidloop()

{

digitalWrite(ledPin,HIGH);delay(1000);digitalWrite(ledPin,LOW);delay(1000);

}

Pada tabel 4.5 dapat dianalisa bahwa pada listing program tersebut dibuat

sebuah variable ledPin dengan type integer dengan nilai 13. Pada bagian void

setup() variable tersebut diatur sebagai keluaran dengan perintah

pinMode(ledPin OUTPUT). Pada bagian program utama void loop () dengan

73

memberikan perintah digitalWrite(ledPin HIGH) maka LED pada board

arduino uno menyala. Perintah delay (1000) memberikan waktu tunda pada

LED untuk bernilai HIGH selama 1000 ms. Perintah berikutnya digitalWrite

(ledPin LOW) maka LED akan padam. Perintah delay(1000) memberikan

waktu tunda padaLED untuk bernilai LOW selama 1000 ms. Berdasarkan

pengujian dan analisa yang telah dilakukan. Berikut gambar 4.3 merupakan

gambar menyalakan dan mematikan LED pada board arduino uno

Gambar 4.3 merupakan proses pengujian board Arduino Uno sebelum

mengisi program untuk rangkaian nebulizer kompresor dan board dinyatakan

bekerja dengan baik yang ditandai dengan nyala dari LED

74

4.6 Pengujian dan Analisa Rangkaian LCD

LCD ( Liquid Crystal Display ) adalah suatu jenis media tampil yang

menggunakan Kristal cair sebagai penampil utama. Proses inisialisasi pin

Arduino yang terhubung ke pin LCD adalah Rs, Rw,Enable, D4, D5, D6, D7

dimana LCD merupakan variable yang dipanggil setiap kali instruksi terkait

LCD yang digunakan.

TP4 TP5

Tabel 4.6 Hasil Pengukuran pada LCD (TP4 dan TP5)

Keadaan Alat Tegangan ( VDC )

Off 2,6

On 5,0

75

4.7 Pengujian dan Analisa Rangkaian Keypad

Pada pengujian mikrokontroler dapat melakukan scan keypad harus diberikan

logika Low “0” ketika tombol keypad tidak ditekan dan logika High “1”

pada saat tombol keypad ditekan.

Tabel 4.7 Hasil Pengukuran Pada Rangkaian Keypad

Keadaan Keypad Tegangan ( VDC )

Off ( Logika 0 ) 2,4

On( Logika 1 ) 5,0

Proses Scaning Matrix Keypad 4×4 untuk Mikrokontroler adalah proses

scaning untuk membaca penekanan tombol pada matrix keypad 4×4 untuk

mikrokontroler diatas dilakukan secara bertahap kolom demi kolom dari

kolom pertama sampai kolom ke 4 dan baris pertama hingga baris ke 4.

Program untuk scaning matrix keypad 4×4 dapat bermacam-macam, tapi pada

76

intinya sama. Misal kita asumsikan keyapad aktif LOW (semua line kolom

dan baris dipasang resistor pull-up) dan dihubungkan ke port mikrokontrolr

dengan jalur kolom adalah jalur input dan jalur baris adalah jalur output maka

proses scaning matrix keypad 4×4 diatas dapat dituliskan sebagai berikut.

Mengirimkan logika Low untuk kolom 1 (Col1) dan logika HIGH untuk

kolom yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan

maka data baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca

adalah 0111, atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke

2 akan LOW sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang

ditekan sehingga data yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan

maka data yang dibaca adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom

pertama yang di tekan maka data pembacaan baris akan 1111. Mengirimkan

logika Low untuk kolom 2 (Col2) dan logika HIGH untuk kolom yang lain

kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data baris

pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111,

atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW

sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga

data yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang

dibaca adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di

tekan maka data pembacaan baris akan 1111. Mengirimkan logika Low untuk

kolom 3 (Col3) dan logika HIGH untuk kolom yang lain kemudian membaca

data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data baris pertama (Row1) akan

LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111, atau tombol yang ditekan

77

tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW sehingga data yang

terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data yang terbaca

1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca adalah 1110

dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan maka data

pembacaan baris akan 1111. Mengirimkan logika Low untuk kolom 4 (Col4)

dan logika HIGH untuk kolom yang lain kemudian membaca data baris, misal

tombol SW1 ditekan maka data baris pertama (Row1) akan LOW sehingga

data baris yang dibaca adalah 0111, atau tombol yang ditekan tombol SW5

maka data pada baris ke 2 akan LOW sehingga data yang terbaca 1011, atau

tombol SW9 yang ditekan sehingga data yang terbaca 1101, atau tombol

SW13 yang ditekan maka data yang dibaca adalah 1110 dan atau tidak ada

tombol pada kolom pertama yang di tekan maka data pembacaan baris akan

1111. Kemudian data pembacaan baris ini diolah sebagai pembacaan data

penekanan tombol keypad. Sehingga tiap tombol pada matrix keypad 4×4

diatas dengan teknik scaning tersebut akan menghasilkan data penekanan

tiap-tiap tombol sebagai berikut

SW1 = 0111 0111 SW9 = 0111 1101

SW2 = 1011 0111 SW10 = 1011 1101

SW3 = 1101 0111 SW11 = 1101 1101

SW4 = 1110 0111 SW12 = 1110 1101

SW5 = 0111 1011 SW13 = 0111 1110

SW6 = 1011 1011 SW14 = 1011 1110

SW7 = 1101 1011 SW15 = 1101 1110

78

SW8 = 1110 1011 SW16 = 1110 1110

Data port mikrokontroler, misalkan pada SW2 = 1011 0111 tersebut terbagi

dalam nible atas dan nible bawah dimana data nible atas (1011) merupakan

data yang kita kirimkan sedangkan data nible bawah (0111) adalah data hasil

pembacaan penekanan tombol keypad SW2 pada proses scaning matrix

keypad4×4 diatas.

4.8 Uji Fungsi Alat

Uji fungsi pada suatu alat perlu dilakukan untuk mengetahui apakah alat yang

dibuat dapat berfungsi sesuai yang telah direncanakan. Tahap-tahap yang

perlu dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Menekan tombol on pada saklar sehingga power supply aktif

2. Memilih ukuran takaran obat dengan tombol keypad satu per satu mulai

dari 1-6 ml sambil melihat waktu pada tampilan LCD

3. Sebelum berpindah test point selanjutnya, catat terlebih dahulu hasil

tampilan pada LCD

4. Melakukan proses pengambilan data sebanyak lima kali

5. Hasil uji fungsi alat

Tabel 4.8 Hasil Uji Fungsi alat dalam menit

Takaran obat(ml)

1 ml 2 ml 3 ml 4ml 5 ml 6 ml

Waktu pada alat 02.40 06.20 10.00 13.40 17.20 21.00Waktu padastopwatch

02.42 06.28 10.12 13.55 17.40 21.22

02.42 06.27 10.12 13.58 17.39 21.2302.42 06.28 10.13 13.58 17.39 21.2302.42 06.27 10.14 13.58 17.40 21.2302.42 06.27 10.13 13.58 17.42 21.23

79

Hasil uji fungsi alat dalam hitungan menit karena waktu yang dibutuhkan

cakupan wilayahnya hanya sebatas menit, dengan 5 kali percobaan yang

menggunakan ukuran mulai dari 1-6 ml

Tabel 4.9 Hasil Uji Fungsi alat dalam detik

Takaran obat(ml)

1 ml 2 ml 3 ml 4 ml 5 ml 6 ml

Waktu padaalat

160 380 600 820 1040 1260

Waktu padastopwatch

162 388 612 835 1060 1282

162 388 613 838 1059 1283163 387 614 838 1060 1283163 387 6.13 838 1062 1283

Hasil uji fungsi alat dalam hitungan menit pada tabel 4.8 dirubah ke hasil

uji fungsi pada tabel 4.9 karena dalam satuan internasional, waktu harus

dalam satuan detik, dengan 5 kali percobaan yang menggunakan ukuran

mulai dari 1-6 ml

4.8.1 Bahan dan Alat Pengujian

a. Stop watch

Gambar 4.4 Stopwatch yang berfungsi untuk menghitung waktu

b. Air steril ( Aquabides )

80

Gambar 4.5 Air steril sebagai pengganti cairan obat

c. Nebulizer Kompresor Rancangan dan Nebulizer Kompresor

Pembanding

Gambar 4.6 Nebulizer Pembanding dan Rancangan Nebulizer

4.8.2 Pengujian

1. Pengujian Nebulizer Kompresor ( Alat Pembanding )

Nama Alat : Nebulizer Kompresor

Merk/Type : SportNeb / 3050-230CE

SN : EU101682

81

Gambar 4.7 Nebulizer Kompresor pembanding

Hasil Pengujian waktu dengan Stop watchadalah 09 menit 55.5 detik

Gambar 4.8 Pengujian waktu nebulizer pembanding

2. Pengujian Rancangan Nebulizer Kompresor

Hasil Pengujian waktu dengan Stop watchadalah 06 menit 20.6 detik

82

Gambar 4.9 Pengujian waktu rancangan Nebulizer

3. Pengujian Rancangan Nebulizer Kompresor dengan sample Dosis 2 ml

a. Pengambilan Sample Dosis obat 2 ml ( Pengujian I ) dengan

stopwatch, hasilnya adalah 06 menit28.7 detik

Gambar 4.10 Pengujian I

b. Pengambilan Sample Dosis obat 2 ml ( Pengujian II ) dengan

stopwatch, hasilnya adalah 06 menit 27.7 detik

83

Gambar 4.11 Pengujian II

c. Pengambilan Sample Dosis obat 2 ml ( Pengujian III ) dengan

stopwatch, hasilnya adalah 06 menit 28.4 detik

Gambar 4.12 Pengujian III

d. Pengambilan Sample Dosis obat 2 ml ( Pengujian IV) dengan

stopwatch, hasilnya adalah 06 menit 27.7 detik

84

Gambar 4.13 Pengujian IV

e. Pengambilan Sample Dosis obat 2 ml ( Pengujian V) dengan

stopwatch, hasilnya adalah 06 menit 27.7 detik

Gambar 4.14 Pengujian V

4.9 Hasil Pengujian

a. Hasil Pengujian waktu dengan stop watch pada Nebulizer

Kompresor sebagai alat pembanding adalah 09 menit 55.5 detik

b. Hasil Pengujian waktu dengan stop watch rancangan Nebulizer

Kompresor adalah 06 menit 20.6 detik

85

86

87

88

89

90

91