Pemantauan Volume Infus Berbasis Internet of Things

 Pemantauan Volume Infus Berbasis Internet of Things

Kelompok B-10

1. Ivan Jakeh Dwi Utomo (3.32.19.1.12)

2. Nimas Ayu Oktaviana (3.32.19.1.20)

Ivan Jakeh Dwi Utomo1, Nimas Ayu Oktaviana2, Samuel Beta Kuntarjo3.

Mahasiswa dan Dosen Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, 

Politeknik Negeri Semarang.

E-mail: ivanjakeh04@gmail.com 1, nimasayuokta@gmail.com 2, sambetak2@gmail.com 3

Abstract— Infusion is one of the actions that under certain conditions is used to replace lost fluids and balance electrolytes in the body. However, in daily practice, problems often occur due to nurse negligence and lack of nurse resources in hospitals when monitoring patient infusions. Therefore, it is necessary to build a prototype of the infusion volume monitoring system that can be monitored from outside the room. So, a load cell sensor is mounted on the infusion pole to detect the volume of the infusion fluid in percent (%).The sensor reading data is processed and sent by the NodeMCU ESP8266 to the blynk application via a WiFi network. The volume of the infusion fluid is displayed on the LCD and the blynk application. If the infusion fluid volume is less than 20%, there will be a warning on the buzzer and LED. The infusion volume monitoring system that was created serves to assist medical officers in checking infusion fluids in patient rooms by monitoring infusion conditions through the blynk application on a smartphone.

Intisari— Infus adalah salah satu tindakan yang dalam kondisi tertentu digunakan untuk menggantikan cairan yang hilang dan menyeimbangkan elektrolit dalam tubuh. Tetapi pada pengaplikasiannya sehari-hari kerap terjadi masalah yang di sebabkan oleh kelalaian penjaga pasien serta kurangnya sumber daya perawat yang ada di rumah sakit dalam memantau infus yang terpasang di pasien. Dalam hal ini perlu dibangun prototype sistem pemantauan volume infus yang dapat dilakukan dari luar ruangan. Sehingga, pada tiang infus dipasang sensor loadcell untuk mendeteksi volume cairan infus dalam satuan persen (%). Data hasil pembacaan sensor diproses dan dikirim oleh NodeMCU ESP8266 ke aplikasi blynk melalui jaringan WiFi. Volume cairan infus ditampilkan pada LCD dan aplikasi blynk. Apabila volume cairan infus kurang dari 20 % maka akan ada peringatan buzzer dan led. Sistem pemantauan volume infus yang dibuat berfungsi untuk membantu petugas medis dalam pengecekan cairan infus pada kamar pasien dengan memantau kondisi infus melalui aplikasi blynk pada smartphone.

Kata Kunci— Infus, NodeMCU ESP8266, Loadcell, WiFi.

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Infus merupakan metode pemberian obat yang di lakukan secara berlangsung melalui pembuluh darah. Penggunaan cairan infus diperlukan penanganan yang khusus terutama dalam pergantian tabung infus tidak boleh mengalami keterlambatan. Namun, masih banyak rumah sakit yang saat ini mekanisme dalam monitoring infus dilakukan secara manual. Dimana perawat harus memeriksa satu persatu kondisi infus pasien secara berkala. Penggunaan alat yang mampu memantau kondisi infus jarak jauh sangat diperlukan untuk menangani keterbatasan waktu dan jarak antara ruang pasien dengan ruang perawat serta keterbatasan jumlah tenaga medis yang dapat menyebabkan banyak kendala. Salah satunya, keterlambatan dalam mengganti kantung cairan infus pasien. Hal ini, dapat menyebabkan timbulnya komplikasi antara lain darah dari pasien dapat tersedot naik ke selang infus dan dapat membeku pada selang infus sehingga mengganggu kelancaran aliran cairan infus.

Solusi tepat guna untuk mengatasi permasalahan tersebut yaitu dengan “Pemantauan Volume Infus Berbasis Internet of Things (IoT)”. Dengan adanya pemantauan ini diharapkan dapat membantu tenaga medis dalam memantau kondisi volume infus menggunakan aplikasi blynk pada smartphone secara berkala dan bersifat real time.

1.2 Perumusan Masalah

Dari identifikasi yang ada, dapat ditarik beberapa rumusan masalah sebagai berikut.

1. Bagaimana merancang alat pemantauan volume infus menggunakan NodeMCU ESP8266 dengan modul sensor berat (Load Cell)?

2. Bagaimana cara merancang program alat pemantauan volume infus menggunakan blynk berbasis NodeMCU ESP8266 dengan pemrograman Arduino IDE?

3. Bagaimana unjuk kerja hasil pengujian volume cairan infus serta hasil pengujian pada blynk?

1.3 Tujuan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan Proyek ini adalah sebagai berikut :

1. Membuat alat pemantauan volume infus menggunakan blynk secara online berbasis IoT dengan NodeMCU ESP8266 dan pemrograman Arduino IDE.

2. Menerapkan teknologi Internet of Things dalam Electronic Medical.

3. Mampu membuat sistem pemantauan volume infus berbasis NodeMCU ESP8266 yang efisien dan mudah dalam penggunaannya.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. NodeMCU ESP8266 Nodemcu merupakan sebuah open source platfrom IoT dan pengembangan kit yang menggunakan bahasa pemrograman Lua untuk membantu pembuat dalam membuat produk IoT atau bisa dengan memakai sketch dengan arduino IDE. ESP8266 adalah sebuah modul WiFi yang sudah bersifat SoC (System on Chip) sehingga mampu melakukan programming langsung ke ESP8266 tanpa memerlukan mikrokontroller tambahan. Kelebihan lainnya, ESP8266 dapat menjalankan peran sebagai adhoc akses poin maupun klien sekaligus serta memiliki deep sleep mode sehingga penggunaan daya akan relatif jauh lebih efisien dibandingkan dengan modul WiFi. ESP8266 beroperasi pada tegangan 3,3 Volt.

Gambar 2.1 NodeMCU ESP8266

B. Sensor Loadcell

Sensor berat yang digunakan adalah Load cell. Load cell adalah komponen elektronika yang dipakai untuk mengukur tekanan. Sensor ini berbentuk foil logam atau kawat logam yang bersifat isolasi yang dipasang pada benda yang akan diukur tekanannya, dan tekanan berasal dari pembebanan. Prinsip kerja sensor ini adalah ketika obyek terkena tekanan, kertas foil atau kawat akan terdeformasi sehingga benang-benangnya akan tertarik memanjang. Ketika hal ini terjadi, benang-benang tersebut menjadi lebih panjang dan tipis sehingga tahanan listriknya bertambah.

Sensor Load cell dalam penelitian ini berfungsi untuk mengukur volume cairan infus. Dalam perancangan ini dibuat beban pengukuran maksimal 100 ml. Pada saat load cell digunakan dengan diberi alas dibawahnya dan tempat diatasnya, pada saat kondisi tidak ada beban tegangan keluaran dari sensor load cell tersebut adalah 0 volt.

Gambar 2.2 Sensor Loadcell

C. Modul HX711

Modul HX711 adalah modul timbangan yang memiliki prinsip kerja mengkonversi perubahan yang terukur dalam perubahan resistansi dan mengkonversinya ke dalam besaran tegangan melalui rangkaian yang ada. Modul HX711 digunakan untuk mengubah sinyal listrik dari sensor berat menjadi sinyal listrik yang dikuatkan terlebih dahulu. Dalam perancangan, modul HX711 akan menerima input dari output sensor loadcell berupa sinyal analog kemudian output HX711 akan masuk ke mikrokontroler berupa data digital.

Gambar 2.3 Modul HX711

D. LCD 16 x 2

LCD (Liquid Crystal Dispay) merupakan komponen elektronika yang berfungsi sebagai pencetak data hasil dengan kemampuan tidak hanya menampilkan berupa angka tetapi juga huruf, karakter dan semua sarana simbol dengan lebih bagus daripada penampilan-penampilan yang menggunakan seven segment

Gambar 2.4 LCD

E. LED (Light Emitting Diode)

LED sebenarnya adalah diode (komponen elektronik yang membatasi arah pergerakan arus listrik). Jika dipasang secara sesuai, maka LED akan mengalirkan arus listrik dan memancarkan sinar. Namun, jika dipasang terbalik LED akan memblokir arus listrik. LED umumnya dipakai sebagai indicator.

Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.

Gambar 2.5 LED

F. Buzzer

Buzzer adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Jenis buzzer yang digunakan adalah piezoelektric. Buzzer ini biasa digunakan sebagai antarmuka mikrokontroler yang prinsipnya sama dengan LED. Yang diperlukan hanya menghubungkan salah satu PIN dari mikrokontroler ke kaki positif buzzer dan kaki satunya ke ground rangkaian. Komponen ini juga menggunakan tegangan input antara 3-12V.

Pada penelitian ini, buzzer digunakan sebagai indikator alarm apabila infus akan habis. Penambahan buzzer sebagai indikator peringatan bertujuan agar petugas medis/perawat mengetahui kondisi infus ketika dalam keadaan darurat.

Gambar 2.6 Buzzer

G. Aplikasi Blynk

Blynk adalah platform aplikasi yang dapat diunduh secara gratis untuk iOS dan Android yang berfungsi mengontrol Arduino, Raspberry Pi dan sejenisnya melalui Internet. Blynk dirancang untuk Internet of Things dengantujuan dapat mengontrol hardware dari jarak jauh, dapatmenampilkan data sensor, dapat menyimpan data, visual danmelakukan banyak hal canggih lainnya. Ada tiga komponenutama dalam platform yaitu Blynk App, Blynk Server, danBlynk Library.

Gambar 2.7 Aplikasi Blynk

III PERANCANGAN

Bab ini membahas keseluruhan dari perancangan sistemyang akan dibuat. Perancangan sistem terdiri dari perancangan perangkat mekanik, perancangan perangkat keras, dan perancangan perangkat lunak. Gambar 3.1 merupakan diagram blok sistem secara keseluruhan 

A. Diagram Blok Sistem

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

B. Cara Kerja Diagram Blok Sistem

Alat ini menggunakan sensor load cell dan modul amplifier HX711 untuk membaca berat kantong infus dan nantinya dikonversikan dalam satuan persen (%), kantung infus digantungkan pada sensor load cell. Modul amplifier HX711 disini berguna sebagai penguat dari sensor loadcell karena keluaran dari sensor loadcell kecil maka dikuatkan oleh modul HX711 agar dapat terbaca oleh NodeMCU ESP8266. Sensor load cell mengirim hasil pembacaan volume ke mikrokontroler NodeMCU ESP8266 yang berfungsi sebagai pemroses data sekaligus mengirimkan data ke aplikasi Blynk melalui WiFi. Data yang terbaca yaitu volume cairan infus yang ditampilkan pada LCD 16x2 dengan bantuan i2c dan aplikasi Blynk pada smartphone. Terdapat sebuah buzzer dan led yang berfungsi sebagai indicator peringatan apabila cairan infus ≤ 20%.

C. Gambar Rangkaian

Gambar 3.2 Skematik Rangkaian

D. Gambar Diagram Alir

Gambar 3.3 Diagram Alir

E. Gambar Pengawatan

Gambar 3.4 Diagram Pengawatan

IV. PERANCANGAN MEKANIK

Pada alat ini menggunakan box hitam untuk meletakkan komponen-komponen yang digunakan. Box ini dipasang pada tiang infus. Terdapat dua box yaitu yang pertama sebagai tempat sensor loadcell dan yang kedua sebagai tempat mikrokontroler NodeMCU ESP8266, modul HX711, LED, buzzer, dan LCD + i2c.

Gambar 4.1 Sistem Mekanik Volume Infus Penuh

Gambar 4.2 Sistem Mekanik Volume Infus ≤ 20%.

Gambar 4.3 Kotak Kendali Volume Infus Penuh

Gambar 4.4 Kotak Kendali Volume Infus ≤ 20%.

V. PENGUJIAN ALAT

Ada beberapa tahap pengujian yang dilakukan pada alat yang telah dibuat. Tahap-tahap tersebut yaitu pengujian perangkat hardware dan pengujian pin-pin yang digunakan.

Pada cara kerja alat ini yaitu cara penempatan komponen yang seolah-olah akan diaplikasikan pada ruang rawat pasien dan ruang jaga petugas medis. Berikut merupakan prototype alat pada ruang jaga pasien:

Gambar 5.1 Prototype Alat pada Ruang Pasien

Pada Gambar 5.1 merupakan prototype alat pada ruang jaga pasien. Yang pertama komponen yang terpasang pada ruang rawat pasien yaitu box alat yang di dalamnya terdiri dari sensor load cell, sensor yang berada dalam box ini akan di tempatkan dan dipasang di atas kantong infus dengan posisi horizontal yang berfungsi untuk mendeteksi volume cairan infus dengan mengukur massa dari kantong infus. Volume cairan infus akan dikonversi menjadi satuan persen (%). Sedangkan, pada box alat yang kedua terdapat modul amplifier HX711 sebagai penguat dari sensor loadcell karena sensor loadcell memiliki keluaran yang kecil sehingga dikuatkan oleh modul HX711 supaya dapat terbaca oleh NodeMCU ESP8266. Mikrokontroler NodeMCU ESP8266 digunakan sebagai otak dari sistem untuk memproses data volume kantong infus dari sensor load cell dan data tersebut akan dikirim ke aplikasi blynk melalui WiFi. Di dalam box kedua juga terdapat LCD ukuran 16x2 beserta i2c untuk menampilkan pembacaan sensor berupa volume cairan infus dalam satuan persen (%) serta data pasien seperti nama pasien dan ruang kamar pasien. Alat monitoring juga terdapat sebuah buzzer sebagai alarm apabila cairan infus mendakati habis yaitu ≤ 20%. Dan LED sebagai indicator volume cairan infus yang akan menyala berkedip ketika cairan infus ≤ 20%.

Sedangkan, pada ruang jaga petugas medis akan ditampilkan seperti pada gambar 5.2:

Gambar 5.2 Tampilan Volume Infus pada Blynk

Pada aplikasi blynk, akan ditampilkan hasil pembacaan volume cairan infus berbentuk gauge. Gauge ini selain menampilkan volume cairan infus juga berfungsi sebagai alarm apabila cairan infus akan habis, karena tampilan akan berubah warna mengikuti kondisi cairan infus. Warna hijau menunjukan kondisi cairan infus masih banyak, warna kuning menunjukan volume cairan infus masih setengah dan warna merah menunjukan volume cairan infus akan habis. Hal ini dapat memudahkan petugas medis dalam pengecekan rutin atau daily check kantong infus pada setiap ruang rawat pasien. Petugas medis tinggal memantau lewat smartphone masing-masing. Daily check kantong infus jadi lebih efisien, efektif dan lebih cepat daripada pengecekan yang sebelumnya dengan cara manual yaitu mendatangi setiap ruang pasien atau menunggu laporan dari penunggu bahwa cairan infus sudah habis.

VI. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Prototype Alat Pemantauan Volume Infus Berbasis NodeMCU ESP8266 telah berhasil dirancang dan dibuat.

2. Penelitian ini bertujuan untuk membuat suatu sistem yang dapat mendeteksi cairan infus akan habis, dimana ketika kondisi volume cairan infus ≤ 20 % maka led sebagai indicator akan menyala dan buzzer sebagai indicator alarm akan berbunyi.

3. Hasil dari keluaran sistem berupa volume cairan infus dalam satuan persen (%) dapat dilihat melalui LCD dan aplikasi Blynk pada smartphone.

4. Dengan pemanfaatan alat pemantauan volume infus nirkabel ini perawat pada rumah sakit tidak perlu bolak balik melakukan pengecekan infus pada kamar pasien.

B. Saran

1. Dapat ditambahkan komponen alat untuk mendeteksi indikasi masalah lain yang berhubungan dengan penggunaan infus pada pasien.

2. Diharapkan penelitian ini dapat dijadikan sebagai referensi dalam perkembangan ilmu teknologi khususnya pada bidang medis dan dapat memberikan kemudahan bagi perawat untuk memantau pasien yang menggunakan infus.

VII DAFTAR PUSTAKA

Aji, S.P. (2017). Alat Monitoring Tetesan Infus Menggunakan WEB Secara Online Berbasis ESP8266 dengan Pemrograman Arduino IDE. Program Studi Teknik Elektronika, Universitas Negeri Yogyakarta.

Frida Desmitha, Wawan Kurniawan. (2019). Rancang Bangun Sistem Monitoring Volume Infus Berbasis Arduino Mega 2560 Pada Rumah Sakit Umum Daerah Pasar Rebo. Universitas Satya Negara Indonesia.

Sasmoko, D; Wicaksono, Y.A. (2017). Implementasi Penerapan Internet of Things (IoT) pada Monitoring Infus Menggunakan ESP8266 dan WEB untuk Berbagi Data. Jurnal Ilmiah Informatika, Sekolah Tinggi Elektronika dan Komputer, Semarang.

Saputro, Anang Trisno. (2015). Monitoring Infus Pasien Menggunakan Sensol Load Cell Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno. Jurusan Teknik Elektro. Universitas Negeri Semarang.

LAMPIRAN

1. Jurnal                              download

2. PPT                                download

3. Diagram Blok                 download

4. Diagram Alir                   download

5. Diagram Pengawatan    download    

6. Skematik Rangkaian      download

7. Program                        download

8. Video                            

BIODATA PENULIS

1. Ivan Jakeh Dwi Utomo

Nama penulis Ivan Jakeh Dwi Utomo. Penulis dilahirkan di Semarang, 5 Mei 2000. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD St. Antonius 02, SMP Negeri 12 Semarang dan SMK Negeri 04 Semarang. Tahun 2018 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2019 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma(D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma(D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.19.1.12. Apabila ada kritik dan saran yang membangun mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email ivanjakeh04@gmail.com.

         2. Nimas Ayu Oktaviana

Nama penulis Nimas Ayu Oktaviana. Penulis dilahirkan di Kendal, 15 Oktober 2000. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Negeri 02 Pegulon Kendal, SMP Negeri 02 Kendal, dan SMA Negeri 01 Kendal. Tahun 2019 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2019 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.19.1.20. Apabila ada kritik dan saran yang membangun serta apabila terdapat beberapa pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui email nimasayuokta@gmail.com.