---
title: Laporan Infusion Pump
tags: Project magang Xirka.
description: Membuat projek magang berupa alat kesehatan Infusion pump
---
# <span style="color:#fff/; font-family: 'Bebas Neue'; font-size: 2em;">INFUSION PUMP</span>
# Infusion Pump

*Infusion pump* merupakan salah satu alat medis yang digunakan untuk memompa cairan infus ke tubuh pasien secara terkontrol. Walaupun proses pengaliran cairan infusnya terjadi secara mekanik, akan tetapi pengendalian pompa tetap dilakukan secara elektronik. *Infusion pump* bertugas untuk mengatur mekanisme dari alat tersebut dan memonitori proses kerjanya.

---

## Spesifikasi Fungsional yang Diharapkan

- *Peristaltic finger* dapat mengalirkan cairan infus secara terkontrol
- Memiliki indikator keamanan
- *Compatible* dengan beberapa *IV (*intravenous*) set*
- Dapat mendeteksi hambatan pada proses injeksi cairan infus
- Dapat berjalan dalam mode ml/h dan *weight*
- Dapat menghentikan motor dan memberikan notifikasi bila terjadi kesalahan

## Spesifikasi teknis yang Diharapkan

- Putaran stepper dapat mengatur laju *peristaltic* untuk mengatur kecepatan aliran cairan infus
- *Keypad* dapat menginput data untuk VTBI, Rate, Time, Weight, dan Conc
- TFT LCD shield dapat menampilkan mode dan mengubah mode yang berlangsung
- Dapat mengakumulasikan total volume yang akan di infus berdasarkan mode yang dipilih
- Dapat membaca adanya *bubble* (gelembung udara) yang terdeteksi dalam selang infus
- Dapat menghentikan motor secara otomatis apabila tekanan pada selang melebihi kriteria

---

## Komponen yang Digunakan

### 1. Peristaltic pump
*Peristaltic pump* adalah pompa yang berguna untuk mengalirkan cairan infus dari *IV set* sampai ke pasien secara terkontrol. *Peristaltic pump* yang digunakan pada *infusion pump* berbeda dengan *peristaltic pump* yang terdapat di pasaran. *Peristaltic pump* yang digunakan pada *infusion pump* memiliki tekanan yang lebih rendah terhadap selang infus, sehingga selang infus tidak rusak dan tetap aman saat dipasang ataupun dilepas. Berbeda dengan *peristaltic pump* yang pada umumnya dijual di pasaran,* peristatic pump* ini mengambil prinsip seperti jari tangan dimana *peristaltic finger* akan menekan selang infus secara bergantian dan mengalirkan cairan secara perlahan.

### 2. Weight load sensor
Sensor weight load berguna untuk mendeteksi cover dan panel penutup *infusion pump* telah tertutup rapat. Alat ini bekerja dengan cara membaca berat yang terletak tepat di atas dari sensor tersebut, setelah ditaruhkan benda ataupun objek dengan masa tertentu, sensor tersebut akan membaca berat dari objek tersebut. Sensor ini memiliki batas toleransi maksimal beban yang dapat ditaruh.

### 3. Stepper motor (Nema-17)
Motor stepper ini digunakan sebagai penggerak peristaltic pump. Motor stepper yang digunakan adalah Nema-17, dimana motor inidigunakan untuk projek infusion pump ini. Dikarenakan tingkat kepresisiannya yang tinggi sehingga dapat mengontrol laju aliran dari cairan infus dengan mudah dan teliti.

### 4. Motor driver (ACT DM420)
ACT DM420 merupakan komponen yang berfungsi untuk mengontrol laju putaran peristaltic pump dengan mengontrol laju dari motor stepper Nema-17. ACT DM420 memiliki batas toleransi untuk kuat arus, yaitu 3 Ampere. Apabila kuat arus yang diberikan lebih dari batas, maka motor driver akan berhenti secara instan. Disamping terdapat beberapa saklar (switch) dengan angka 1 hingga 6. saklar ini digunakan untuk menentukan jumlah revolusi dan juga besar arus yang akan disalurkan ke stepper motor. Untuk pemberitahuan lebih lanjut terdapat pada bagian atas dari motor driver.

### 5. Motor driver (A4988)

### 6. Buzzer
Buzzer berguna untuk memberikan peringatan atau pemberitahuan berupa suara jika terjadi malfungsi dari peristaltic pump-nya, dan juga sebagai pengganti pemberitahuan ketika infusion pump telah tertutup dengan baik.

### 7. Optocoupler Sensor & Encoder Wheel
Optocoupler dan encoder wheel berguna untuk memberikan feedback berupa kecepatan putaran motor. encoder wheel berperan untuk input yang akan dibaca oleh sensor. Optocoupler bekerja dengan menggunakan 1 pasang infrared sensor, yang kemudian digunakan untuk membaca celah pada encoder wheel. setiap celah yang lewat dan dibaca akan dimasukan sebagai indikator kecepatan per detiknya.

### 8. 3.5 inch TFT shield ILI9346

TFT shield digunakan sebagai *interface* keluaran untuk memilih mode dan menginput data yang di perlukan untuk mengoperasikan infusion pump.

---

## Flow Chart


---
## Use Case Diagram


---
## Block diagram


---
## Desain Sirkuit


---
## Design alat
### 1. Prototype design
Design prototype awal yang dibuat berdasarkan hasil riset mengenai infusion pump, dengan membuat mekanisme dari peristaltic pump-nya sendiri dan membuktikan bahwa alat mampu menjalankan mekanismenya berdasarkan desain yang dibuat.

1. Design finger
Design finger awal masih terlalu lebar sehingga tidak cukup presisi. Hal ini mengakibatkan jarak spasi antar finger yang terlalu jauh sehingga ketika finger bergerak pelan saat menekan selang, aliran infus akan kembali ke atas.

2. Design ring, spacer, dan penyangga
Ring yang dibuat berdasarkan desain awalnya memiliki ketebalan yang terlalu tipis dibandingkan fingernya, sehingga tidak mampu untuk memutar fingernya secara maksimal. Selain itu, nilai derajat yang dibentuk pada ring-nya masih terlalu besar dan mengakibatkan malfungsi sistem saat infusi berjalan.

3. Design cover
Berdasarkan hasil dari design yang dibuat untuk prototype alat ini, keseluruhan part sudah bisa terpasang dan berfungsi satu sama lain. Akan tetapi terdapat kendala berupa sistem infusinya yang tidak sepenuhnya bisa berjalan lancar dan tidak maksimal. Antara lain seperti kurangnya tekanan pada selang untuk menahan free flow, sehingga aliran infusi mengalir kembali ke atas.

### 2. Reverse Engineer design
Design yang dibuat berdasarkan hasil ukur dan design ulang dari alat infusion pump yang tersedia di pasaran. Infusion pump yang tersedia dibongkar dan dipelajari lebih lanjut mengenai mekanismenya.

1. *Design finger*
Pada design finger yang baru ini memiliki desain yang lebih kompleks dan lebih kecil. Design untuk finger ini memiliki lekukan masuk yang berfungsi untuk mengurangi terjadinya gesekan dengan dinding cover. Terdapat pula lubang yang lebih luas, yang telah dihitung secara presisi untuk ring-nya. Perubahan lainnya adalah design di bagian bawah finger yang diubah lebih tinggi untuk memudahkan menekan selang infus dan menahan alirannya.

2. *Design ring*
Untuk design dari cincinnya sendiri terdapat perubahan design berupa 3/4 lingkaran sebagai lubang untuk memasukkan shaftnya dan juga terdapat 7 design ring dengan nilai derajat yang berbeda tiap 30 derajat dan dengan tebal yang sama untuk tiap cincinnya.

Perubahan derajat ini dibuat hingga terdapat total 12 ring dengan keseluruhan 360 derajat. Semua ke-12 cincin tersebut dipasang berdasarkan urutan 1-2-3-4-5-6-7-6-5-4-3-2, dimana setelah cincin ke-7 untuk cincin kedua hingga keenam dimasukkan ke shaft dari sisi sebaliknya.

3. *Design cover finger*
ruang atau pemisah yang ada di dalam design cover finger berguna untuk memastikan figer berada pada tempat seharusnya, dan memastikan tidak terjadinya malfungsi saat motor menggerakan finger melalui cincin yang menempel pada shaft.

5. *design cover* tutup
pada design cover tutup terdapat tonjolan kotak yang berfungsi untuk menekan selang infus sehingga dapat memastikan selang infus tidak bergerak, dan dapat megurangi laju air

6. *design panel *tutup
pada design panel tutup terdapt jalur selang yang bergerigi dimana berfungsi untuk menggantikan penekan selang infus pada posisi samping sehingga cover dapat menahan laju free flow pada selang infus secara sempurna sehingga laju selang dapat terkontrol sepenuhnya menggunakan motor.

8. *design* dudukan infusion pump
Pada design dudukan ini digunakan untuk tempat peletakan komponen seperti motor, *peristaltic pump*, weight-load sensor, optocoupler, dan buzzer. Namun terdapat kendala pada design dudukan tersebut yang diakibatkan oleh besarnya getaran pada stepper motor sehingga merusak beberapa bagian design tersebut.

---

## Drawing design infusion pump
[Prototype design](https://github.com/RickyReynardo/Infusion-Pump/tree/main/design/Prototype%20awal)
[Reverse Engineer design](https://github.com/RickyReynardo/Infusion-Pump/tree/main/design/Final%20design)

## Code yang sedang di kerjakan
[Github](https://github.com/RickyReynardo/Infusion-Pump)

## Materi
[Google Slide](https://docs.google.com/presentation/d/1nUr9EUoBE3iseFDtPLUStsjod2DDpYqW0Otf0_yFE4I/edit?usp=sharing)
[Video dan foto](https://drive.google.com/drive/folders/1A6ttCclFhKqmnniyCpKx9bisNGW6t0me?usp=sharing)
[Data Pembuktian](https://drive.google.com/drive/folders/1QibcZWCuG3mN8dosUofLEScT-3en2ScG?usp=sharing)
[Invoice](https://drive.google.com/drive/folders/1DHxzr4ey4V8zllZaATeaC7UVFMws6XOD?usp=sharing)
[Manual Book](https://drive.google.com/drive/folders/1A6ttCclFhKqmnniyCpKx9bisNGW6t0me?usp=sharing)

---

## Perbandingan dengan produk pasar

| Faktor Pembeda| Infusion pump pasar | infusion pump prototype |
| -------- | -------- | -------- |
| Mode | Mode ml/H, Mode berat badan, Mode drip | Mode ml/H |
| support IV set | Enmind ca, JB3, Boon A2, B.Braun, Terumo | no |
| air bubble sensor | yes | no |
| weight load | yes | yes |
| optocoupler | yes | yes |
| drip sensor | yes | no |
| Tampilan dan input | Touch screen | Touch screen |
| Buzzer | yes | yes |
| Mode menu | yes | yes |
| Ramp up/down | yes | yes |
| Battery | yes | no |

---

# Kalkulasi Variabel pada Mode ml/h
## Kalkulasi Pada Menu Mode
Mode mL/h merupakan mode injeksi yang mengutamakan variabel rate dan time serta volume sebagai acuan utama yang akan disuntikkan. Pada mode mL/h terdapat 2 kondisi input yang bisa dilakukan.

### Input Time
Pada kondisi ini, variabel time dan VTBI akan dimasukkan yang akan secara otomatis mengkalkulasi rate. Dengan rate yang sudah terkalkulasi secara otomatis, proses injeksi dapat dijalankan karena ketiga variabel sudah terpenuhi. Rumus untuk kalkulasi rate adalah

Rate = VTBI / Time

### Input Rate
Pada kondisi ini, variabel time dapat dikalkulasi secara otomatis dengan memasukkan rate dan VTBI. Rumus untuk kalkulasi Time secara otomatis adalah

Time = VTBI / Rate

## Kalkulasi Pada Motor
pada motor terdapat 2 rumus penting yang saling berkaitan yaitu Turn dan Ratio
### Turn
trun sendiri merupakan hasil perkalian VTBI dengan banyak nya putaran untuk mendapatkan 1 ml, turn berguna untuk mengetahui berapa banyak nya putaran yang dibutuhkan untuk mencapai total volume yang diinginkan. Rumus untuk kalkulasi Turn sebagai berikut

Turn = VTBI x 7

### Ratio
Raio sendiri merupakan hasil variable yang berguna untuk mengetahui berapa lama delay dalam micro seocnd yang di butuh kan untuk 1 step. Rumus untuk kalkulasi Turn sebagai berikut

Ratio = ((Times x 3600)/Turn) x ((1000000 x Steps Per Revolution)/2)