Pembuatan Alat Otomasi Monitoring Gizi Bayi dengan Arduino

Pada pertemuan kali ini, kita akan membahas pembuatan timbangan bayi digital. Judul diatas lebih tepatnya adalah Alat Otomasi Monitoring Gizi Buruk Pada Bayi. Jadi parameter pada alat ini adalah mengukur berat badan pada bayi, panjang badan pada bayi dan lingkar kepala bayi yang hasilnya ditampilkan pada display yang menyimpulkan bayi tersebut termasuk kategori gizi baik atau masuk ke kategori bayi dengan gizi buruk. Jadi display akan mencantumkan indeks bayi, apakah bayi tersebut normal sehat atau tidak normal (bergizi buruk).

Sistem Kerja Alat Monitoring Gizi Buruk Pada Bayi
Pada alat yang dirancang ini digunakan untuk melakukan penimbangan bayi digital, dimana timbangan digital itu sendiri merupakan alat yang digunakan sebagai pengukuran untuk mengukur suatu berat atau beban maupun massa pada suatu zat. Skala digital pada alat ini digunakan dengan berbagai tujuan mulai dari berat bayi, tinggi dan diameter kepalanya. Skala digital sangat bervariasi namun berdasarkan tujuan yang digunakannya. Timbangan yang sering digunakan untuk mengukur suatu berat umumnya tidak perlu tepat sebagai perbedaan antar gram dengan beberapa lainnya. Timbangan pada umumnya digunakan untuk pengaturan laboratorium khususnya digunakan pada kegiatan laboratorium kimia, fisika dan penelitian medis harus sangat akurat.
Dan dengan alat ini yang dibantu dengan 2 sensor yaitu sensor load cell dan sensor ultrasonik, dan komponen lainnya seperti LCD dan Arduino Nano. Untuk pengukuran berat badan bayi adalah dengan menggunakan sensor load cell yang terhubung dengan modul hx711, hx711 itu sendiri berfungsi untuk mengondisikan sinyal analog dari sensor load cell sekaligus mengkonversikannya menjadi sinyal digital, kemudian agar data yang berasal dari sensor dapat diterima dan diolah oleh arduino nano ,
Kemudian yang kedua adalah sensor ultrasonic yg berfungsi mengukur suatu objek. Kisaran jarak yang dapat diukur sekitar 2-450 cm, dan dalam timbangan digunakan untuk mengetahui informasi tinggi badan pada bayi dengan pengukurannya yaitu pada asli wadahnya dikurangi hasil ukuran asli ultrasonik, dan ukuran diameter kepala bayi dengan pengukurannya lebar wadah dikurangi hasil pengukuran ultrasonik bagian kanan kemudian ditambah ultrasonik bagian kiri, lalu untuk semua hasil penimbangan pada kedua sensor tersebut akan ditampilkan pada LCD I2C.

Alat dan komponen yang diperlukan dalam Pembuatan Alat Otomasi Monitoring Gizi Buruk Pada Bayi

ARDUINO NANO 1 BUAH

Arduino merupakan sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembang, tetapi merupakan kombinasi dari hardware, bahasa pemrogaman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih IDE adalah sebuah software yang berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan mengupload ke dalam memory microcontroler.
Arduino Nano adalah salah satu board mikrokontroler yang berukuran kecil, lengkap dan mendukung penggunaan breadboard. Arduino Nano diciptakan dengan basis microcontroler ATmega328 (untuk Arduino Nano versi 3.x) atau Atmega 16(untuk Arduino versi 2.x). Arduino Nano kurang lebih memiliki fungsi yang sama dengan Arduino Duemilanove, tetapi dalam paket yang berbeda. ArduinoNano tidak menyertakan colokan DC berjenis Barrel Jack, dan dihubungkan ke komputer menggunakan port USB Mini-B. Arduino Nano dirancang dan diproduksi oleh perusahaan Gravitecth.
• Konfigurasi pin Arduino Nano.Arduino Nano memiliki 30 Pin.
Berikut Konfigurasi pin Arduino Nano:
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya digital.
2. GND merupakan pin ground untuk catu daya digital.
3. AREF merupakan Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan fungsi analogReference().
4. RESET merupakan Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan ulang) mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama Arduino
5. Serial RX (0) merupakan pin sebagai penerima TTL data serial.
6. Serial TX (1) merupakan pin sebagai pengirim TT data serial.
7. External Interrupt (Interupsi Eksternal) merupakan pin yang dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah, meningkat atau menurun, atau perubahan nilai.
8. Output PWM 8 Bit merupakan pin yang berfungsi untuk dataanalogWrite().
9. SPI merupakan pin yang berfungsi sebagai pendukung komunikasi.
10. LED merupakan pin yang berfungsi sebagai pin yag diset bernilai
11. HIGH, maka LED akan menyala, ketika pin diset bernilai LOW maka LED padam. LED Tersedia secara built-in pada papan Arduino Nano.
12. Input Analog (A0-A7) merupakan pin yang berfungsi sebagi pin yang dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt, juga memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah mereka menggunakan fungsi analog Reference().
• Spesifikasi Arduino
Berikut ini adalah spesifikasi yang dimiliki oleh Arduino Nano:
1. Chip Mikrokontroller menggunakan ATmega328p atau Atmega168.
2. Tegangan operasi sebesar 5volt.
3. Tegangan input (yang disarankan) sebesar 7volt – 12 volt.
4. Terdapat pin digital I/O 14 buah dan 6 diantaranya sebagai output PWM.
5. 8 Pin Input Analog.
6. 40 Ma Arus DC per pin I/O
7. Flash Memory16KB (Atmega168) atau 32KB (Atmega328) 2KB digunakan oleh Bootloader.
8. 1 KbyteSRAM (Atmega168) atau 2 Kbyte 32KB (Atmega328).
9. 512 Byte EEPROM (Atmega168) atau 1 Kbyte (Atmega328).
10. 16MHz Clock Speed.
11. Ukuran 1.85cm x 4.3cm.

SENSOR ULTRASONIC 3 BUAH

Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah
besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini
didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat
dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu.
Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang
ultrasonik (bunyi ultrasonik).
Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi
sangat tinggi yaitu 20.000 Hz. Bunyi ultrasonik tidak dapat di dengar oleh telinga
manusia. Bunyi ultrasonik dapat didengar oleh anjing, kucing, kelelawar, dan lumbalumba. Bunyi ultrasonik nisa merambat melalui zat padat, cair dan gas. Reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat padat hampir sama dengan reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat cair. Akan tetapi, gelombang bunyi ultrasonik akan diserap oleh tekstil dan busa. Pada sensor ultrasonik, gelombang ultrasonik dibangkitkan melalui sebuah alat yang disebut dengan piezoelektrik dengan frekuensi tertentu. Piezoelektrik ini akan menghasilkan gelombang ultrasonik (umumnya berfrekuensi 40kHz) ketika sebuah osilator diterapkan pada benda tersebut. Secara umum, alat ini akan menembakkan gelombang ultrasonik menuju suatu area atau suatu target. Setelah gelombang menyentuh permukaan target, maka target akan memantulkan kembali gelombang tersebut. Gelombang pantulan dari target akan ditangkap oleh sensor, kemudian sensor menghitung selisih antara waktu pengiriman gelombang dan waktu gelombang pantul diterima.

MODUL TIMBANGAN IC HX711 1 BUAH

IC 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 melakukan komunikasi dengan computer/mikrokontroller melalui TTL232.
• Prinsip kerja IC HX711
Prinsip Kerja sensor tegangan ketika mendapat tekanan beban. (sumber datasheet HX711) Ketika bagian lain yang lebih elastic mendapat tekanan, maka pada sisi lain akan mengalami perubahan regangan yang sesuai dengan yang dihasilkan oleh straingauge, hal ini terjadi karena ada gaya yang seakan melawan pada sisi lainnya. Perubahan nilai resistansi yang diakibatkan oleh perubahan gaya diubah menjadi nilai tegangan oleh rangkaian pengukuran yang ada. Dan berat dari objek yang diukur dapat diketahui dengan mengukur besarnyanilai tegangan yang timbul. Prinsip operasi rangkaian strain gauge. (sumber datasheet HX711).
• Kelebihan
Struktur yang sederhana, mudah dalam penggunaan, hasil yang stabil dan reliable, memiliki sensitivitas tinggi, dan mampu mengukur perubahan dengan cepat.
1. Aplikasi
Digunakan pada bidang aerospace, mekanik, elektrik, kimia, konstruksi, farmasi dan lainnya, digunakan untuk mengukur gaya, gaya tekanan, perpindahan, gaya tarikan, torsi, dan percepata..
2. Spesifikasi Teknis modul HX711 Weight Scale ADC Module:
a. Dua kanal ADC (dapat digunakan untuk 2 load cell) dengan keluaran TTL (serial tersinkronisasi, DI dan SCK).
b. Tegangan opersional 5 Volt DC.
c. Tegangan masukan diferensial ±40 mV pada skala penuh.
d. Akurasi data 24 bit (24-bit ADC).
e. Frekuensi pembacaan (refresh rate) 80 Hz.
f. Konsumsi arus kurang dari 10 mA.
g. Ukuran: 38 x 21 mm dengan berat 20 gram

LOAD CELL ARAU SENSOR BERAT 4 BUAH

Merupakan komponen utama pada sistem timbangan digital. Bahkan tingkat ke-akurasian suatu timbangan digital tergantung dari jenis dan tipe Load Cell yang dipakai. Load Cell merupakan sensor berat, apabila Load cell diberi beban pada inti besinya maka nilai resitansi di strain gauge akan berubah. Umumnya Load cell terdiri dari 4 buah kabel, dimana dua kabel sebagai eksitasi dan dua kabel lainnya sebagai sinyal keluaran.
Keterangan warna kabel :
a. Kabel merah adalah input tegangan sensor.
b. Kabel hitam adalah input ground sensor.
c. Kabel putih adalah output ground sensor
Load Cell adalah alat electromekanik yang biasa disebut Transducer, yaitu gaya yang bekerja berdasarkan prinsip deformasi sebuah material akibat adanya tegangan mekanis yang bekerja, kemudian merubah gaya mekanik menjadi sinyal listrik. Untuk menentukan tegangan mekanis didasarkan pada hasil penemuan Robert Hooke, bahwa hubungan antara tegangan mekanis dan deformasi yang diakibatkan disebut regangan. Regangan ini terjadi pada lapisan kulit dari material sehingga menungkinkan untuk diukur menggaunakan sensor regangan atau Strain Gauge.
• Fungsi Load cells
Pada dasarnya sangat banyak, namun dapat dikelompokkan berdasarkan jenis dari load cells itu sendiri. Fungsi load cells berdasarkan fungsinya antara lain:
a. Menimbang bench scale dengan cara dipasang pada bagian tengah platform timbangan (load cells single point).
b. Diaplikasikan pada floor scale (load cells shear beam).
c. Digunakan untuk menimbang truk dengan cara menekan bagian atasnya (loadcell compress) atau dengan menekan sisi tengahnya (load cells ended).
d. Menimbang barang yang cukup berat dengan lebih akurat (load cells S).
• Prinsip kerja Load Cell
Secara umum, cara kerja load cells mirip dengan sensor tekanan yaitu untuk mengukur tekanan suatu zat. Beban yang diberikan akan mengakibatkan reaksi terhadap elemen logam pada load cells sehingga mengakibatkan perubahan bentuk secara elastis. Sedangkan, gaya yang ditimbulkan oleh regangan tersebut kemudian dikonversikan ke dalam sinyal listrik oleh strain gauge.

LCD 16X2 SEBANYAK 2 BUAH

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. koneksi LCD I2C lebih ngirit bin hemat pin. Jika tanpa I2C maka sebuah LCD text akan memerlukan 6 pin Arduino (RS, E, D4, D5, D6, D7), sedangkan jika memakai koneksi I2C cukup 2 pin saja : SDA dan SCL. Kapan kita memerlukan koneksi I2C ? ya ketika pada aplikasi Arduino jumlah pin tidak cukup untuk sambungan LCD secara normal maka kita perlu memakai modul tambahan yaitu modul Backpack I2C Module LCD.
GND : terhubung dengan GND Arduino
VCC : terhubung dengan 5V
SDA : terhubung dengan pin SDA (A4)
SCL : terhubung dengan pin SCL (A5)
Jumper backlight berfungsi untuk memilih apakah LED backlight (LED lampu latar LCD) nyala atau padam (opsional). Jika ingin LED nyala maka jumper pada posisi ON (terpasang). A0, A1, A2 untuk pemilihan address (alamat) dari I2C. Pada kondisi default (tidak terhubung antara A0,A1,A2) maka alamatnya 0x27.

Diagram Blok Timbangan Bayi Digital atau Alat Otomasi Monitoring Gizi Pada Bayi

Adapun Diagram Blok alat otomasi monitoring gizi pada bayi atau timbangan digital bayi adalah sebagai berikut :

Flowchart Timbangan Bayi Digital atau Alat Otomasi Monitoring Gizi Pada Bayi

Adapun Flowchart Timbangan bayi digital atau alat otomasi monitoring gizi pada bayi adalah sebagai berikut :

Schematics Timbangan Bayi Digital atau Alat Otomasi Monitoring Gizi Pada Bayi

Adapun Schematics Timbangan bayi digital atau alat otomasi monitoring gizi pada bayi adalah sebagai berikut :

PCB Board Timbangan Bayi Digital atau Alat Otomasi Monitoring Gizi Pada Bayi

Adapun PCB Board Timbangan bayi digital atau alat otomasi monitoring gizi pada bayi adalah sebagai berikut :

Koneksi dengan Arduino :
Koneksi Load Cell ke HX711 dengan Arduino Nano

Koneksi LCD dengan Arduino

Koneksi Sensor Ultrasonic dengan Arduino

PEMROGRAMAN CODING DENGAN BAHASA C++ SOURCE CODE

#include “HX711.h”
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

#define DOUT A3
#define CLK A2

HX711 scale;
float calibration_factor = -15;
float berat;

//————————-ULTRASONIC SENSOR———————————-

#define echoPin 8
#define trigPin 9
#define echo2Pin 5
#define trig2Pin 4
#define echo3Pin 7
#define trig3Pin 6

long duration,duration2,duration3;
float distance,distance2,distance3;

int t;
//—————————————————————————-

//————————-Counter Umur—————————————
const int buttonMasuk = 11;
const int buttonKeluar = 10;
int Penghitung = 0;
int statusMasuk = 0;
int statusKeluar = 0;
int statusTerakhir = 0;
int maksimal = 20;
int status_umur=0;

void setup() {
scale.begin(DOUT, CLK);
Serial.begin(9600);
scale.set_scale();
scale.tare(50);

lcd.init();
lcd.backlight();

pinMode(buttonMasuk, INPUT_PULLUP);
pinMode(buttonKeluar, INPUT_PULLUP);

pinMode(trigPin, OUTPUT);
pinMode(echoPin, INPUT);
pinMode(trig2Pin, OUTPUT);
pinMode(echo2Pin, INPUT);
pinMode(trig3Pin, OUTPUT);
pinMode(echo3Pin, INPUT);
}

void weight() {
scale.set_scale(calibration_factor);
berat = scale.get_units(25);
Serial.print(“Berat: “);
Serial.println(berat);
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(“BB:”);
lcd.print(berat,1);
lcd.print(“g”);
}

void tinggi() {
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
distance = duration * 0.034 / 2;

//Ganti 150 Dengan ukuran panjang timbangan hasil pengukuran ultrasonic
t = 59 – distance;
Serial.print(“Tinggi: “);
Serial.print(t);
Serial.println(” cm”);

lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(“T:”);
lcd.print(t);
lcd.print(“cm”);

}

void kanan() {
digitalWrite(trig2Pin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trig2Pin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trig2Pin, LOW);
duration2 = pulseIn(echo2Pin, HIGH);
distance2 = duration2 * 0.034 / 2;
Serial.print (“kanan : “);
Serial.println(distance2);
}

void kiri() {
digitalWrite(trig3Pin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trig3Pin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trig3Pin, LOW);
duration3 = pulseIn(echo3Pin, HIGH);
distance3 = duration3 * 0.034 / 2;
Serial.print (“kiri : “);
Serial.println(distance3);
}

void itung(){
statusMasuk = digitalRead(buttonMasuk);
if (statusMasuk != statusTerakhir) {
if (statusMasuk == LOW){
Penghitung++;
}
delay(50);
}
statusTerakhir = statusMasuk;
statusKeluar = digitalRead(buttonKeluar);
if (statusKeluar != statusTerakhir) {
if (statusKeluar == LOW){
Penghitung–;
}
delay(50);
}
statusTerakhir = statusKeluar;

lcd.setCursor(10,0);
lcd.print(“Umur:”);
lcd.print(Penghitung);
Serial.println(Penghitung);
}

void loop() {
weight();
tinggi();
kanan();
kiri();
itung();

//Ganti 38.2 dengan ukuran lebar timbangan hasil pengukuran ultrasonic
float ukur = 38.2 – (distance2 + distance3);
Serial.print (“Diameter kepala : “);
Serial.println(ukur);
lcd.setCursor(8,1);
lcd.print(“D:”);
lcd.print(ukur);
lcd.print(“cm”);

float keliling = 3.14*(ukur);
Serial.print (“Keliling Lingkaran : “);
Serial.println(keliling);

delay(1200);
lcd.clear();

status_umur = Penghitung;

if (status_umur == 0) {
if ((t >= 45.4 && t <= 55.6) && (berat >= 2400 && berat <= 3900)) {
Serial.println(“Bayi Normal”);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(“Bayi Normal”);
} else {
Serial.println(“Tidak Normal”);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(“Tidak Normal”);
}
}else if (status_umur == 1) {
if ((t >= 49.8 && t <= 60.6) && (berat >= 3200 && berat <= 5100)) {
Serial.println(“Bayi Normal”);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(“Bayi Normal”);
} else {
Serial.println(“Tidak Normal”);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(“Tidak Normal”);
}
} else if (status_umur == 2) {
if ((t >= 53 && t <= 64.4) && (berat >= 3900 && berat <= 5800)) {
Serial.println(“Bayi Normal”);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(“Bayi Normal”);
} else {
Serial.println(“Tidak Normal”);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(“Tidak Normal”);
}
} else if (status_umur == 3) {
if ((t >= 55.6 && t <= 67.6) && (berat >= 4500 && berat <= 7200)) {
Serial.println(“Bayi Normal”);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(“Bayi Normal”);
} else {
Serial.println(“Tidak Normal”);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(“Tidak Normal”);
}
} else if (status_umur == 4) {
if ((t >= 57.8 && t <= 70.1) && (berat >= 5000 && berat <= 7800)) {
Serial.println(“Bayi Normal”);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(“Bayi Normal”);
} else {
Serial.println(“Tidak Normal”);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(“Tidak Normal”);
}
} else if (status_umur == 5) {
if ((t >= 59.6 && t >= 72.2) && (berat >= 5400 && berat <= 8400)) {
Serial.println(“Bayi Normal”);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(“Bayi Normal”);
} else {
Serial.println(“Tidak Normal”);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(“Tidak Normal”);
}
} else if (status_umur == 6) {
if ((t >= 61.2 && t <= 74) && (berat >= 5700 && berat <= 8800)) {
Serial.println(“Bayi Normal”);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(“Bayi Normal”);
} else {
Serial.println(“Tidak Normal”);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(“Tidak Normal”);
}
} else if (status_umur == 7) {
if ((t >= 62.7 && t <= 75.5) && (berat >= 6000 && berat <= 9200)) {
Serial.println(“Bayi Normal”);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(“Bayi Normal”);
} else {
Serial.println(“Tidak Normal”);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(“Tidak Normal”);
}
} else if (status_umur == 8) {
if ((t >= 64 && t <= 77.2) && (berat >= 6300 && berat <= 9600)) {
Serial.println(“Bayi Normal”);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(“Bayi Normal”);
} else {
Serial.println(“Tidak Normal”);
lcd.setCursor(2, 0);
lcd.print(“Tidak Normal”);
}
ear();

}

PROSES CARA KERJA JALANNYA ALAT MONITORING GIZI PADA BAYI ATAU TIMBANGAN DIGITAL UNTUK BAYI:

1. Sambungkan adaptor 12V ke stop kontak
2. Ketika sudah aktif semua pada layar LCD akan mencul tampilan angka 0.
3. Letakkan bayi ke Timbangan
4. Lalu sensor akan langsung membaca.
5. Kemudian nilai berat badan, tinggi, dan diameter kepala bayi akan muncul pada layar LCD.

GAMBAR DESAIN MEKANIK ALAT MONITORING GIZI BAYI ATAU TIMBANGAN DIGITAL UNTUK BAYI:

Desain Mekanik Tampak Atas	Desain Mekanik Tampak Belakang	Desain Mekanik Tampak Depan
Desain Mekanik Tampak dari Kanan	Desain Mekanik Tampka Kiri

Demikian gambaran secara lengkap cara pembuatan Timbangan Bayi Digital atau Alat Otomasi Monitoring Gizi Pada Bayi dengan arduino. Alat ini dapat diterapkan diberbagai sektor kehidupan manusia, dengan tujuan mempermudah dan mengotomasi alat alat manual disekitar khususnya deteksi dini gizi bayi Indonesia.

Kami menerima dan membuat project project pembuatan alat otomasi lain dengan menggunakan microcontroller arduino dan Internet of Things. Apabila ada yang kurang jelas mengenai pembuatan alat ini atau apabila ada yang ingin dibuatkan alat Timbangan Bayi Digital atau Alat Otomasi Monitoring Gizi Pada Bayi kami siap membuatkannya. silahkan klik link gambar whatsapp dibawah ini untuk informasi lebih lanjut:

Pembuatan Timbangan Bayi Digital Otomatis dengan Arduino

Tinggalkan Komentar Batalkan Balasan