PEMILIHAN LAMPU SEBAGAI PEMANAS PADA INKUBATOR …

Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Multimedia 2015STMIK AMIKOM Yogyakarta, 6-8 Februari 2015

ISSN : 2302-3805

4.3-25

PEMILIHAN LAMPU SEBAGAI PEMANAS PADA INKUBATOR BAYINoor Yulita Dwi Setyaningsih 1), Oyas Wahyunggoro 2)

Department of Electrical Engineering and Information TechnologyFaculty of Engineering, University of Gadjah Mada, Yogyakarta, Indonesia

E-mail: [email protected] 1), [email protected] 2)

Tel : +62-857-3808-0234 1)

Abstrak

Pemanas merupakan salah satu komponen yang pentingyang harus ada untuk pengendalian plant inkubator.Lampu dipilih sebagai pemanas karena harganya yangterjangkau, perawatan yang mudah, dapat didapatkandengan mudah. Jika dalam penggunaan lampu ada yangmati , pengguna inkubator dapat dengan mudah untukmenggantinya. Selain itu lampu pijar dengan ini memilikikeluaran panas yang stabil dan linier.Antara suhu dandaya memiliki hubungan yang lurus. Semakin besar dayayang dimiliki oleh lampu itu, maka suhu yang dihasilkanjuga semakin panas. Pada penelitian didapatkan hasilbahwa hubungan antara daya dan suhu dari jenis lampupijar ini adalah y = 0.144x + 30.027 dengan y adalahnilai suhu dan x adalah nilai daya, dari persamaantersebut diperoleh nilai R² = 0.9457, ini mengartikanbahwa hubungan antara daya dan suhu memiliki tingkatkecocokan yang baik yaitu mendekati linier.Keyword : Lampu, Suhu, Daya, Intensitas.

1. PendahuluanAngka tingkat kematian bayi paling tinggi dilaporkanterjadi di sejumlah negara berkembang. Hal inidisebabkan oleh sebagian besar penduduk negaraberkembang tidak cukup memiliki akses ke dokter dantidak mampu membayar penggunaan peralatan perawatankelahiran bayi prematur.Tingkat angka kematian bayi diindonesia masih relatif tinggi, Data angka kematian bayidapat dilihat dari hasil survei Badan Pusat Statistika padatahun 1971, 1980, 1990, 1994, 1997, 2000, 2002, 2007,2010. Meskipun dari tahun 1971 sampai dengan 2010 adapenurunan angka kematian untuk rata-rata data sensusseluruh Indonesia, namun angka kematian bayi itu masihrelatif tinggi, seperti di daerah Gorontalo pada tahun 2010angka kematian bayi masih 56,33 [1]. Kematian bayiadalah kematian yang terjadi antara saat setelah bayi lahirsampai bayi belum berusia tepat satu tahun. Banyak faktoryang dikaitkan dengan kematian bayi. Dari sisipenyebabnya, kematian bayi ada dua macam, yaituendogen dan eksogen. Kematian bayi endogen ataudisebut juga dengan kematian neonatal adalah kematianbayi yang terjadi pada bulan pertama setelah dilahirkandan umumnya disebabkan oleh faktor-faktor yang dibawaanak sejak lahir yang diperoleh dari orang tuanya padasaat konsepsi atau didapat selama kehamilan. Kematianbayi eksogen atau kematian post-neonatal, adalahkematian bayi yang terjadi setelah usia satu bulan sampai

menjelang usia satu tahun yang disebabkan oleh faktor-faktor yang bertalian dengan pengaruh lingkungan luar.Adapun penyebab kematian bayi antara lain 39,8%disebabkan karena komplikasi akibat pengaturan suhubayi, 23,4% karena komplikasi pada saat kehamilan dansaat ibu melahirkan, dan 23,1% akibat gangguanpernafasan dan cardiovascular. Di pedesaan, umurneonatus saat meninggal paling banyak adalah neonatusumur < 24 jam (78,0%) [2]. Selain itu hipotermia danhipertermia merupakan salah satu gangguan kesehatandan penyebab kematian pada bayi baru lahir yangdiakibatkan oleh ketidakseimbangan termal pada tubuhbayi. Hal ini terjadi karena mekanisme produksi panasdan kehilangan panas (termoregulasi) pada bayi tidakseimbang akibat lingkungan sekitar bayi baru lahiryang kurang optimal. Padahal hipotermia ataupunhipertermia yang diderita oleh bayi tersebut berisikomenyebabkan terjadinya ketidakseimbanganmetabolisme tubuh, gangguan pertumbuhan dan IQ,trauma dingin, dan bahkan kematian [3]. Salah satutempat untuk meletakkan bayi adalah pada inkubator bayi.Dimana inkubator bayi adalah sebuah wadah tertutupyang kehangatan lingkungannya dapat diatur dengan caramemanaskan udara dengan suhu tertentu yang berfungsiuntuk menghangatkan bayi[4][5].Pemanas juga diacu pada penetas telor, pada sistem inipemanas yang digunakan adalah 4 buah lampu, dengatotal 20 watt, menggunkan lampu sebagai pemanas agarmenghasilkan keadaan temperature yang homogeny(merata) [6]. Dan untuk penelitian inkubator bayi,digunakan lampu pijar sebagai pemanas dengan besardaya 200 w untuk membantu proses pemanasan denganwaktu yang cukup cepat[7].Pemanas berfungsi untuk membantu menjaga kestabilansuhu ruangan inkubator bayi agar bayi yang ada di dalamruang tetap nyaman dan tidak menaglami hipotermiaatapun hipetermia. Pemilihan jenis pemanas juga penting,yaitu dari konsumsi daya yang dibutuhkan , suhu yangdikeluarkan dari pemanas, hal ini berpengaruh padapencapaian rise time untuk mengkondisikan ruangansesuai dengan kebutuhan yang diinginkan.

2. Materi dan MetodeA. MateriAlat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah:

Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Multimedia 2015STMIK AMIKOM Yogyakarta, 6-8 Februari 2015

ISSN : 2302-3805

4.3-26

a. Lampu pijar susu 100 wattb. Lampu pijar biasa 60 wattc. Lampu spot line R63 60 wattd. Lampu lede. Lampu LHEf. Variac regulatorg. Multimeter digital digunakan untuk mengukur

daya, tegangan dan arus.h. Lux meter digunakan untuk mengukur

lumen/intensitas cahaya.i. Thermo/Hygrometer digunakan untuk mengukur

suhu dan kelembaban ruangj. Thermometer digital laser digunakan untuk

mengukur suhu pada lampu.k. Box tertutup dengan ukuran 120x120x120cm

Adapun gambar alat dan bahan yang digunakan dapatdilihat pada Gambar 2.

Gambar 1. Alat dan Bahan

B. MetodeMetode yang dilakukan adalah dengan menguji berbagaijenis lampu pijar yang sudah disebutkan pada bab 2bagian materi, dengan mencari nilai tegangan, arus, daya,lumen dan suhu yang dihasilkan, menggunakan lux meter,multimeter digital dan thermo digital laser.Pengujian dilakukan pada ruang khusus untuk mengujilumen dan suhu yang dikeluarkan oleh lampu tersebut.Pengujian dilakukan pada ruang tertutup dengan ukuran120x120x120 cm

3. PengujianAlgoritma pengujian pertama yang dilakukan adalahmenyiapkan alat dan bahan yang digunakan, yaitumultimeter digital untuk mengukur nilai tegangan, arusdan daya, lux meter, sumber tegangan AC variable,thermo digital, dan jenis lampu yang akan diujikan,kemudian memasang lampu pada box uji, setelah itumengambl data yang dibutuhkan, yaitu mencari nilaidaya, arus, tegangan,lumen dan suhunya. Adapunalgoritma Pengujian yang dilakukan dapat terlihat padaGambar 2.

Gambar 2. Algoritma Pengujian Lampu

4. Hasil Pengujian dan AnalisisHasil pengujian untuk lampu pijar susu dapat dilihat padaTabel4.1, Semakin tinggi daya yang dihasilkan makansemakin tinggi juga lumen dan suhu yang dihasilkan.Dengan daya yang dimiliki lampu pijar susu inididapatkan suhu antara 30°C sampai 80°C. Dapat diaturpada tegangan yang diberikan untuk menghasilkanintensitas lampu dan panas yang diinginkan. Antara dayayang terukur oleh multimeter digital dengan hasilpengukuran daya (P = V x I) terdapat eror antara 0,34sampai 2,74, hal ini bisa disebabkan karena adanya bebanyang terdapat pada multimeter itu sendiri sertapenggunaan kabel juga berpengaruh pada perbedaan nilaitersebut.

Tabel 1. Hasil Pengujian Lampu Pijar Susu dengan daya100 watt

Untuk mengetahui hubungan antara daya dengan suhuyang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 3

Gambar 3. Hubungan antara Daya dan Suhu

Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Multimedia 2015STMIK AMIKOM Yogyakarta, 6-8 Februari 2015

ISSN : 2302-3805

4.3-27

Dari hasil Gambar 4.1 dapat dilihat bahwa semakin besardaya yang dihasilkan maka suhu yang dihasilkan semakinbesar, hal ini menunjukkan bahwa daya yang dihasilkanberbanding lurus dengan suhu yang dihasilkan. Hubunganantara daya dan suhu dapat di implementasikan denganfungsi y = 0,144x + 30,027 dimana x adalah nilai daya dany adalah nilai suhu yang diinginkan. Dengan nilai R2 =0,9457 , nilai ini menunjukkan bahwa kecocokan antaranilai x dan nilai y baik, semakin nilai R2 mendekati nilai1 maka tingkat kecocokan variabel yang dibandingkansemakin baik.

Untuk hasil pengujian jenis lampu pijar biasa 60 wattmerk’philips’ dapat dilihat pada Tabel 4.2. dapat dilihatbahwa suhu yang dihasilkan untuk jenis lampu ini adalahantara 28 °C sampai 51 °C. selanjutnya data daya yangterukur oleh multimeter digital dan hasil perhitunganterdapat eror antara 1,03 watt sampai 2,41 watt.

Tabel 2. Hasil Pengujian Lampu Pijar Biasa 60 Watt

Hubungan daya dan suhu dari lampu pijar biasa ini dapatdilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Hubungan Daya dan Suhu Lampu PijarBiasa

Dari hasil Gambar 4 dapat dilihat bahwa semakin besardaya yang dihasilkan maka suhu yang dihasilkan semakinbesar, hal ini menunjukkan bahwa daya yang dihasilkanberbanding lurus dengan suhu yang dihasilkan. Hubunganantara daya dan suhu dapat di implementasikan denganfungsi y = 0,4657x + 23,933 dimana x adalah nilai dayadan y adalah nilai suhu yang diinginkan. Dengan nilai R2

= 0,996 , nilai ini menunjukkan bahwa kecocokan antara

nilai x dan nilai y baik, semakin nilai R2 mendekati nilai1 maka tingkat kecocokan variabel yang dibandingkansemakin baik.Untuk hasil pengujian jenis lampu sorot 60 watt dapatdilihat pada Tabel 4.3. dapat dilihat bahwa suhu yangdihasilkan untuk jenis lampu ini adalah antara 28 °Csampai 44 °C. selanjutnya data daya yang terukur olehmultimeter digital dan hasil perhitungan terdapat erorantara 0,3 watt sampai 2,41 watt.

Tabel 3. Lampu Sorot 60 watt

Hubungan daya dan suhu dari lampu sorot ini dapat dilihatpada Gambar 5

Gambar 5. Hubunga Daya dan Suhu Pada Lampu Sorot

Dari hasil Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa semakin besardaya yang dihasilkan maka suhu yang dihasilkan semakinbesar, hal ini menunjukkan bahwa daya yang dihasilkanberbanding lurus dengan suhu yang dihasilkan. Hubunganantara daya dan suhu dapat di implementasikan denganfungsi y = 0,3006x + 23,813 dimana x adalah nilai dayadan y adalah nilai suhu yang diinginkan. Dengan nilai R2

= 0,9142 , nilai ini menunjukkan bahwa kecocokan antaranilai x dan nilai y baik, semakin nilai R2 mendekati nilai1 maka tingkat kecocokan variabel yang dibandingkansemakin baik.

y = 0,4657x + 23,933R² = 0,996

0102030405060

0 20 40 60 80

Suhu

Daya

Lampu Pijar Biasa

B Linear (B)

y = 0,3006x + 23,813R² = 0,9142

0

10

20

30

40

50

0 20 40 60 80

Suhu

Daya

Lampu Sorot

C Linear (C)

Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Multimedia 2015STMIK AMIKOM Yogyakarta, 6-8 Februari 2015

ISSN : 2302-3805

4.3-28

Untuk hasil pengambilan data lampu jenis LHE 8 wattdengan merk Philips dapat dilihat pada Tabel 4.4. dimanapada tabel terlihat bahwa untuk jenis ini arus yangdimiliki begitu konstan, lampu ini mulai mengeuarkancahayanya padategangan 80v atau pada daya 3 wattdengan nilai luxnya adalah 78.6 lumen. Antara tegangan100 sampai 120 memiliki daya sebesar 4 watt dengan ratarata lux yang dimiliki antara 117,6 lumen sampai 155.6lumen, untuk daya 5 watt berada pada tegangan 130sampai 160 v, dengan nilai lux diantara 175,6 sampai225,8 lumen. Untuk daya 6 watt berada pada tegangan170-180 v dengan nilai lux diantara 239,8 sampai 257,6.untuk daya 7 watt berada pada tegangan 190 sampai 210v dengan nilai lux antara 273,6 sampai 300,2 lumen. Suhuyang dihasilkan pada jenis lampu ini tidak terlalu panasyaitu antara 29-32 °C. hal ini mengartikan bahwa lampujenis ini termasuk lampu yang hemat daya dan memilikimasa hidup yang lama, karena panas yang dikeluarakantidak terlalu tinggi dengan intensitas cahaya yangdipancarkan.

Tabel 4. Data Pengamatan Lampu LHE 8 Watt

Hubungan daya dan suhu dari lampu jenis LHE dapatdilihat pada Gambar 6.

Gambar 6. hubungan antara daya dan suhu lampu jenisLHE 8 watt

Dari hasil Gambar 6 dapat dilihat bahwa semakin besardaya yang dihasilkan maka suhu yang dihasilkan semakinbesar bahkan bisa dikatakan konstan, hal ini menunjukkanbahwa daya yang dihasilkan berbanding lurus dengansuhu yang dihasilkan. Hubungan antara daya dan suhudapat di implementasikan dengan fungsi y = 0.6699x +27.516 dimana x adalah nilai daya dan y adalah nilai suhuyang diinginkan. Dengan nilai R2 = 0.7323 , nilai inimenunjukkan bahwa kecocokan antara nilai x dan nilai ybaik, semakin nilai R2 mendekati nilai 1 maka tingkatkecocokan variabel yang dibandingkan semakin baik.

Untuk hasil pengamatan lampu jenis led dapat dilihat padaTabel 5. Dari Tabel 5 dapat dilihat bahwa jika lampu inidimanfaatkan untuk pemanas, hal ini tidak akan efektifkarena terlihat dari hasil pengujian untuk suhu yangdikeluarkan oleh lampu ini terlihat konstan berapapuntegangan yang diberikan. Jika dimanfaatkan untukkeperluan penerangan lampu ini sangat efektif dan efisien,karena untuk mendapatkan lux yang besar konsumsi dayayang dibutuhkan begitu kecil, sehingga akan lebihmenghemat biaya.

Tabel 5. Data Pengamatan Lampu LED

Dari ketiga jenis lampu dapat dilihat perbandingan dalammenghasilkan panas, adapun perbandingannya dapatdilihat pada Gambar 7. Pada gambar dapat dilihat bahwaketerangan dari garis biru (A) merupakan hasil dari jenislampu pijar susu, kemudian untuk garis orange (B)merupakan hasil dari lampu pijar biasa dan untuk garisabu-abu (C) merupakan hasil dari lampu sorot. Dari ketigajenis lampu tersebut dapat dilihat bahwa dalampenghasilan panas dengan daya yang sama, jenis lampupijar biasa memiliki tingkat panas yang lebih tinggidibandingkan dengan dua jenis lampu yang lain. Hal inibisa disebabkan karena jenis bahan kaca yang dimilikimerupakan kaca yang jernih dan ketebalan dinding kacayang melingkupi lampu cukup tipis, sehingga panas yangdikeluarkan akan tinggi, berbeda dengan jenis lampu pijarsusu, dimana dinding kaca yang digunakan terdapatlapisan putih yang pekat seperti warna susu, dari hasilpengamatan dapat dilihat bahwa dengan daya yang sama,keluaran panas yang dihasilkan cenderung tidak terlalutinggi, terlihat bahwa peningkatan panas yangdikeluarkan memiliki kenaikan yang stabil. Dan untukjenis lampu sorot, dari Gambar 7 dapat dilihat bahwakenaikan panas terjadi signifikan pada daya 50 wattsampai 60 watt.

Dan untuk perbandingan lampu lhe dan led dapat dilihatpada Gambar 8. dapat dilihat pada gambar bahwa

y = 0,6699x + 27,516R² = 0,7324

28

30

32

34

0 5 10

suhu

Daya

Hubungan daya dansuhu lampu LHE

suhu°C Linear (suhu°C)

Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Multimedia 2015STMIK AMIKOM Yogyakarta, 6-8 Februari 2015

ISSN : 2302-3805

4.3-29

produksi panas yang dihasilkan oleh led lebih konstandibandingkan dengan jenis lhe. Untuk tingkatkelangsungan hidup akan lebih lama jenis leddibandingkan dengan lhe. Konsumsi daya yangdibutuhkan juga lebih sedikit led dibandingkan lhe.

Gambar 7. hubungan daya dan panas dari 3 jenis lampu

Gambar 8. Hubungan Daya Dan Suhu Dari JenisLampu Lhe dan Led

Perbandingan antara daya dan intensitas cahaya yangdihasilkan dari ketiga jenis lampu ini dapat dilihat padaGambar 9. untuk lampu pijar susu dilihatkan pada garisbiru dengan nama lux A, untuk lampu pijar biasadilihatkan pada garis orange dengan nama lux B danlampu sorot dilihatkan pada garis abu-abu dengan namalux C. dapat dilihat bahwa semakin besar daya yangdibutuhkan maka intensitas cahaya yang dihasilkansemakin besar, yang mengartikan bahwa semakin terangcahaya yang dihasilkan. Dari ketiga jenis lampu yangsudah dilakukan pengujian, lampu sorot memiliki tingkat

intensitas yang baik untuk konsumsi daya yang sama.Dimana dengan daya yang sama pada 60 watt untuk jenislampu pijar susu memiliki nilai lumen sebesar 322 , untukjenis lampu pijar biasa memiliki nilai lumen sebesar 643sedangkan untuk lampu sorot memiliki nilai lumensebesar 1573.

Untuk perbandingan daya dan intensitas cahaya darilampu LED dan LHE dapat dilihat pada Gambar 10 untukdata intensitas yang dihasilkan lampu jenis LED lebihbaik dibandingkan dengan LHE untuk daya 8 watt LEDbisa menghasilkan intensitas cahaya sebesar 634.342sedangkan untuk LHE hanya menghasilkan 310,2.

Gambar 9. Perbandingan Daya dan Lumen Lampu pijarsusu, Lampu pijar biasa dan Lampu sorot

Gambar 10. Perbandingan Daya Dan Lumen LampuLHE dan LED

0

20

40

60

0 2 0 4 0 6 0 8 0

SUHU

DAYA

HUBUNGAN 3 JENISLAMPU

A B C

y = 4,6964x + 2,1786R² = 0,6356

y = 29R² = #N/A

-10

0

10

20

30

40

50

0 2 4 6 8 10

Suhu

Daya

Hubungan antara LHE danLED

LHE LED

Linear (LHE) Linear (LED)

0

1000

2000

0 20 40 60 80

Lum

en

Daya

Perbandingan 3 jenislampu

Lux A Lux B Lux C

y = 49,827x - 66,35R² = 0,9763

y = 82,757x - 27,714R² = 0,9839

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

0 2 4 6 8 10

Lum

en

Daya

Perbandingan LHE danLED

LHE LED

Linear (LHE) Linear (LED)

Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Multimedia 2015STMIK AMIKOM Yogyakarta, 6-8 Februari 2015

ISSN : 2302-3805

4.3-30

5. KesimpulanDari data pengamatan dapat ditarik kesimpulanbahwa,a. lampu pijar biasa menghasilkan panas yang lebih

tinggi dibandingkan dengan lampu pijar susu,lampu sorot,lampu LHE dan lampu LED.

b. Untuk lampu yang memiliki intensitas cahayayang tinggi dengan konsumsi daya yang rendahadalah lampu LED, arus yang dibutuhkan padalampu ini sangat kecil dan konstan, sehingga lebihefisiensi dan lebih hemat.

c. Lampu pijar biasa memiliki tingkat intensitasyang tidak terlalu tinggi dibandingkan denganlampu sorot, tetapi memiliki panas yang tinggi,sehingga lampu jenis ini baik digunakan sebagaipemanas pada inkubator bayi.

6. Daftar Pustaka

[1] “bpsfile,” Sumber : Sensus Penduduk 1971, 1980, 1990, SDKI 1994dan 1997.

[2] W. D. Astuti, H. H. Sholikhah, and T. J. Angkasawati,“ESTIMASI RISIKO PENYEBAB KEMATIAN NEONATAL DIINDONESIA TAHUN 2007,” pp. 297–308, 2008.

[3] R. A. Wahyuono, R. Hantoro, and G. Nugroho, “Analisis distribusitemperatur dan aliran udara pada inkubator bayi dengan variasi tipedinding dan overhead screen,” pp. 1–11.

[4] I. Pengendalian and T. Dan, “OPTIMALISASI KELEMBABANUDARA PADA TABUNG BABY INCUBATOR MELALUIINTEGRASI PENGENDALIAN TEMPERATUR DANKELEMBABAN (CATUR,” 2007.

[5] “Temperature Controller For Baby Incubators Vivi Binti OsmanTJ223.P76.V54 2008.pdf.” .

[6] I. Nurhadi, E. Puspita, M. Jurusan, T. Elektronika, P. Elektronika,and N. Surabaya, “Rancang Bangun Mesin Penetas Telur OtomatisBerbasis Mikrokontroler ATMega 8 Menggunakan sensor SHT 11.”

[7] M. S. Arif Setiawan, Laila Katriani, M.Si., Denny Darmawan,“Rancang Bangun Prototype Sistem Kontrol TemperaturMenggunakan Sensor DS18B20 Pada Inkubator Bayi,” 2013.

Biodata Penulis

Noor Yulita Dwi Setyaningsih, memperoleh gelarDiploma, Instrumentasi Elektronika, Jurusan FisikaUniversitas Diponegoro, lulus tahun 2010. Memperolehgelar Sarjana Teknik (S.T), Jurusan Teknik ElektroFakultas Teknik Universitas Dian Nuswantoro, lulustahun 2012. Saat ini sedang menempuh pendidikan PascaSarjana Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro danTeknologi Informasi Fakultas Teknik Universitas GadjahMada Yogyakarta.

Oyas Wahyunggoro, memperoleh gelar Insinyur (Ir)Jurusan Teknik Elektro dan Teknologi Informasi FakultasTeknik Universitas Gadjah Mada Yogyakarta, lulus tahun1993. Memperoleh gelar Magister Teknik (M.T) ProgramPasca Sarjana Jurusan Teknik Elektro dan TeknologiInformasi Fakultas Teknik Universitas Gadjah MadaYogyakarta, lulus tahun 2001. Memperoleh gelar Doctorof Philosophy (Ph.D) dari Universiti Teknologi Petronas,lulus tahun 2011. Saat ini menjadi Dosen di JurusanTeknik Elektro dan Teknologi Informasi Fakultas TeknikUniversitas Gadjah Mada Yogyakarta.