Pencacah Tablet (software bisa di download) 20/01/2009

Posted by Dian Agus in Computer, Elektronika, MCS-51, otomatis.
Tags: 8051, counter, Elektronika, MCS-51, otomatis, pencacah, pengukuran, tablet, tips, tutorial
3 comments

Oleh:

Dian Agus Maryanto

Jurusan Fisika, FMIPA Universitas Ahmad Dahlan

Kampus III, Jl. Prof. Dr. Soepomo, Janturan, Yogyakarta

dianagus_m@yahoo.com

Abstrak

Pada industri kecil farmasi yang produknya berupa padatan dalam bentuk tablet, diperlukan alat yang dapat mencacah tablet tersebut dan mengisikannya ke dalam suatu wadah secara mudah dengan biaya murah. Tujuan penelitian ini untuk merancang dan menguji sistem pencacah tablet elektronik.

Rancangan alat secara umum terdiri atas bagian transducer, mikrokontroler dan bagian penampil. Bagian transducer tersusun dari sensor cahaya menggunakan foto transistor yang digunakan untuk mengirim pulsa-pulsa sesuai jumlah tablet yang tercacah ke mikrokontroler AT89S51. Oleh mikrokontroler, jumlah tablet akan dihitung dan ditampilkan pada penampil 7-segmen. Data yang masuk akan dibandingkan dengan set point, dan pencacahan akan berhenti jika nilainya sama dengan set point. Selain itu, mikrokontroler juga berfungsi mengendalikan pergeseran wadah tablet setiap terpenuhinya set point.

Sistem dapat mencacah 60 tablet tiap menit untuk satu ukuran tablet berdiameter 0,6 cm dengan pencacahan maksimum 1000 tablet.

Kata kunci: pencacah, tablet, otomatis, mikrokontroler AT89S51, set point.

1. LATAR BELAKANG
   

   Pada industri kecil farmasi yang produknya berupa padatan dalam bentuk tablet, diperlukan alat yang dapat mencacah tablet tersebut dan mengisikannya ke dalam suatu wadah secara mudah. Menurut informasi yang terpasang pada internet, alat yang khusus diproduksi untuk memenuhi kebutuhan penghitungan tablet merupakan peralatan yang sangat mahal (Anonim, 2002). Pada suatu web site, peralatan tersebut ditawarkan dengan harga US$ 5000 (www.pharmaceutical-equipment.com/pricelist.htm). Bagi industri farmasi berskala menengah ke atas harga tersebut dapat dianggap tidak besar, namun bagi industri farmasi kecil (home industry) harga tersebut sudah tentu merupakan harga yang sangat mahal.
   

   Atas dasar kenyataan tersebut, perlu dirancang alat yang dapat mencacah tablet sekaligus mengisikannya ke dalam suatu wadah secara otomatis dengan biaya yang relatif murah. Karena harganya murah, diharapkan industri farmasi berskala kecil dapat memilikinya untuk meningkatkan kinerja proses produksinya.
   

   Dari aspek teknis, untuk objek-objek kecil seperti tablet dan semacamnya, penggunaan sensor cacahan dari foto transistor cukup efisien, murah, mudah dirakit serta tersedia cukup banyak di pasaran. Pemikiran ini menimbulkan gagasan untuk merancang sistem pencacah berbasis mikrokontroler yang nantinya diharapkan dapat dipakai pada industri-industri kecil atau home industry. Pemakaian mikrokontroler memungkinkan pencacah dikembangkan menjadi sistem yang lebih kompleks namun masih cukup murah dari segi pengadaannya.
   

2. PERUMUSAN MASALAH
   

   Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dikemukakan di atas, dapat dirumuskan masalah-masalah sebagai berikut: Bagaimana rancangan alat pencacah tablet elektronik dengan biaya yang rendah? Bagaimana kinerja alat tersebut?
   

3. TUJUAN
   

   Program ini bertujuan untuk merancang, membuat dan menguji sistem otomatis dalam pencacah tablet elektronik
   

4. MANFAAT

   Program ini dapat bermanfaat untuk membantu industri farmasi berskala kecil dalam pengadaan alat pencacah tablet. Dengan biaya yang relatif murah maka memungkinkan industri farmasi berskala kecil dapat memiliki alat tersebut dan diharapkan dapat meningkatkan kinerja produksinya.
   

   Program ini diharapkan juga dapat memberikan sumbangan berupa informasi ilmiah tentang penerapan teknologi mikrokontroler khususnya pada bidang industri kesehatan.

   5. TEORI

1. Transducer untuk mengasilkan pulsa-pulsa sebagai input dari pencacah digunakan foto-transistor. Foto-transistor memiliki daerah basis yang relatif lebih lebar serta daerah pertemuan basis-emitter yang peka cahaya. Jika tidak ada cahaya yang mengenai lensa foto-transistor maka hanya terdapat arus bocor yang kecil. Jika foton menghantam pertemuan basis-emitter, foto-transistor menjadi forward-biased dan arus maju mengalir melewati pertemuan basis-emitter (Maas, 2001).
   

   Keuntungan yang didapatkan dari foto-transistor adalah linearitas yang tinggi. Perubahan amplitudo arus basis secara langsung dipengaruhi oleh perubahan intensitas cahaya yang masuk lewat lensa foto-transistor. Dengan mengatur agar foto transistor berfungsi sebagai saklar, maka akan dapat digunakan sebagai sensor sistem pencacah (Maas, 2001).
   

   Mikrokontroler AT89S51 merupakan sebuah chip tunggal buatan Atmel yang diproduksi untuk memenuhi kebutuhan memori program. AT89S51 merupakan keluarga dari MCS-51 yang telah memiliki beberapa kemampuan tambahan untuk memenuhi kebutuhan dari pemakainya. Kemampuan-kemampuan yang dimiliki oleh AT89S51, yaitu: (1). Kompatibel dengan produk Atmel keluarga MCS-51, (2). 4K Bytes Memori Flash yang bisa diprogram dan didownload melalui antarmuka serial serta kemampuan 1000 kali hapus/tulis, (3).Beroperasi pada tegangan 4V sampai dengan 6V, (4). Kecepatan Operasi 0 Hz sampai 24 MHz, (5) Tiga tingkat pengunci memori program, (6). 128 x 8-bit Internal RAM, (7). 32 port I/O yang dapat diprogram, (8). Dua 16-bit Timer/Counter, (9). Enam buah sumber interupsi, (10). Kanal Serial UART yang mudah diprogram, (11). Tegangan yang rendah pada saat tidak bekerja (idle) dan power-down mode, (12). Pemulihan Interupsi dari Power-down, (13) Watchdog Timer (14). Power-off Flag (Data Sheet AT89S51, http://www.atmel.com)
   

   Mikrokontroler AT89S51 kompatibel dengan software downloader dari Atmel ISP sendiri ataupun dari AEC ISP yang memiliki konfigurasi pin seperti gambar 1 dibawah ini
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   Gambar 1. Konfigurasi Pin AT89S51

   6. METODE

1. 1. Perangkat Keras
      

      Output dari transducer akan diumpankan ke bagian pencacah 7490 dan diumpankan ke dekoder 7447 untuk ditampilkan pada penampil 7-segmen Common Anoda. Output dari pencacah akan diumpankan juga ke rangkaian pembanding (bit komparator) 74688 untuk membandingkan dengan set point yang telah diset oleh pengguna yang datanya dimasukkan melalui papan tombol (keypad) yang dikendalikan oleh mikrokontroler AT89S51. Set point tersebut juga diumpankan ke dekoder 7447 lalu ditampilkan ke penampil 7-segmen Common Anoda, sehingga dapat diketahui nilai antara pencacahan dan set point yang diberikan.
      

   2. Perangkat Lunak
      

      Software disini dibuat dengan program assembly yang diassembler menjadi file Hexa dengan program ASM51. Setelah program benar maka baru didownloadkan ke mikrokontroler dengan AEC ISP downloader. Diagram alir proses pengontrolan seperti terlihat pada gambar 2
      

.

Gambar 2. Diagram alir cara kerja software

Software dapat di download: http://www.ziddu.com/download/3324240/count_r.txt.html

1. Desain Sistem
   

   Secara ringkas dapat dijelaskan bagian depan sistem adalah cahaya dari laser pointer yang mengenai foto-transistor. Obyek tercacah akan menghalangi cahaya ini dan menghasilkan pulsa yang akan dihitung. Diagram prinsip kerja sistem diperlihatkan pada gambar 3.
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   Gambar 3. Diagram blok prinsip kerja secara umum
   

   Metode pencacahan yang digunakan adalah dengan mengumpankan pulsa-pulsa tersebut ke rangkaian clock counter yang dirakit dari pencacah desimal 7490. Selanjutnya hasil cacahan dibandingkan dengan set point yang dimasukkan melalui keypad, menggunakan komparator 74HC688. Hasilnya akan merupakan masukan bagi mikrokontroler untuk melakukan aksi-aksi pengendalian, diantaranya menghentikan proses pencacahan. Diagram proses tersebut tampak pada gambar 4.
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   Gambar 4. Diagram pengendalian pencacahan.
   

   Hasil pencacahan maupun set point ditampilkan pada penampil 7 segmen seperti gambar 5.
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   
   

   Gambar 5. Unit Penampil Proses Penghitungan dan Set Poin

1. Data Teknis Pencacah Tablet Elektronik
   

   Gambar keseluruhan dari Pencacah Tablet Elektronik seperti terlihat pada gambar 6, sedangkan data teknisnya sebagai berikut:
   

   1. Dimensi Alat P x L x T         = 50cm x 40cm x 30cm
      
   2. Kecepatan Pencacahan        = 60 tablet/menit
      
   3. Konsumsi daya            = 12 V, 2 A
      
   4. Aktuator                = Motor DC 12 V, 5400 rpm
      
   5. Kapasitas Tablet            = 100 butir
      
   6. Ukuran diameter Tablet         = ø 0,6 cm
      
   7. Maksimum Pencacahan        = 1000 butir
      
   8. Berat total                = 3 kg
      

   

   Gambar 6. Pencacah Tablet Elektronik

2. Biaya Pembuatan
   

   a. Kontrol Kendali Elektronik            : Rp. 1.000.000,00
   

   b. Mekanik                    : Rp. 1.500.000,00
   

   Total: Rp. 2.500.000,00

1. Biaya pembuatan relatif murah.
   
2. Tidak ada perawatan khusus
   
3. Suku cadang banyak terdapat di dalam negeri
   
4. Relatif lebih mudah cara pengoperasiannya

1. Kurang cepatnya pencacahan
   
2. Tempat obat kecil sehingga hanya menampung beberapa tablet
   
3. Mesin ini hanya bisa mencacah 1 ukuran tablet (0,6cm)

Sistem pencacah tablet elektronik ini memiliki beberapa kelemahan seperti tersebut diatas dikarenakan adanya proses pengkondisian tablet agar jatuh satu persatu dikarenakan model sensor yang akan mendeteksi jatuhnya tablet secara satu persatu. Kurangnya kecepatan tersebut tidak akan mempengaruhi ketelitian dalam proses penghitungan.

Karena dalam penelitian ini merupakan sekala laboratorium maka tempat obat yang disediakan merupakan relatif kecil. Sehingga tidak bisa untuk menampung jumlah tablet yang banyak. Hal ini dikarenakan pengepakan yang ada selama ini jumlah obat yang terdapat dalam satu botol tidak melebihi 50 butir tablet. Bahkan di pasaran banyak terdapat kuantitas tablet dalam 1 botol hanya belasan butir.

Karena keterbatasan dalam hal pengetahuan tentang mekanik maka dalam skala laboratorium ini pencacah hanya dapat menghitung tablet pada diameter 0,6 cm.

1. Kesimpulan
   

   Sistem Pencacah otomatis yang telah dibuat telah diuji dengan kinerja yang cukup baik. Pencacah tablet elektronik ini dapat mencacah tablet dengan kecepatan 60 tablet permenit pada satu ukuran tablet berdiameter 0,6 cm.
   

2. Saran
   
   1. Peralatan ini masih harus diuji coba lagi agar pencacah dapat dipakai untuk penghitungan tablet skala industri
      
   2. Karena mesin ini hanya untuk mencacah 1 ukuran tablet maka dalam penelitian selanjutnya dapat dibuat sistem yang bisa diatur dimensi yang akan dicacah.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim,__, Data Sheet AT89S51, http://www.atmel.com

Anonim,__, Hardware Description MCS51, http://www.atmel.com

Anonim, 2002, Automated Counting Machine Guideline, Internet

http://www.pharmaceutical-equipment.com

Maas, James, 2001, Industrial Electronics, Prentice Hall, A Simon & Schuster Company Englewood, Clifts, New Jersey, (5):263-332

Maranggoni, 1987, Pengukuran mekanis, jilid I,
Erlangga