METODE PENELITIAN
A. Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
Desain perancangan hardware dapat dilihat pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Blok Diagram Hardware
1. Elektroda berfungsi sebagai penghantar sinyal potensial listrik jantung menuju sistem hardware. Jenis elektroda yang digunakan adalah elektroda disposable yang ditunjukkan pada Gambar 3.4. Elektroda disposable adalah elektroda sekali pakai yang telah dilengkapi gel.
Elektroda Penguat Diferensial
Buffer Filter Laptop
Gambar 3.4 Elektroda Disposable
2. Rangkaian penguat berfungsi sebagai penguat sinyal agar dapat diproses sistem, dikarenakan sinyal dari tubuh sangat lemah dan setelah diberi penguatan maka sinyal tubuh dapat diproses oleh rangkaian hardware. Penguat yang digunakan adalah jenis diferensial amplifier yang memiliki dua input dari tubuh. Gambar rancangan rangkaian penguat dapat dilihat pada Gambar 3.5. Input tubuh berasal dari titik RA dan LA yang masuk ke pin 2 dan 3 Op-Amp dari IC LM 324. Setelah didapat selisih nilai tegangan input, maka besar penguatan dan nilai tegangan output dapat dilihat pada pin 1 Op-Amp. Rangkaian amplifier yang dirancang juga dilengkapi rangkaian driven right leg pada RL (Right Leg) yang berfungsi untuk menetralkan pada Ground. Besarnya penguatan didapat dari perhitungan nilai resistor berdasarkan persamaan pada Bab 2.4.2.
Gambar 3.5 Rangkaian Penguat Diferensial (A)
3. Buffer berfungsi sebagai penyangga dimana rangkaian ini tidak memiliki nilai penguatan. Prinsip dasar dari rangkaian buffer adalah sebagai penguat arus tanpa ada penguatan tegangan. Rangkaian buffer yang dibuat dari Op-Amp IC LM 324 sangat sederhana karena tidak membutuhkan komponen tambahan dengan input dari non-inverting. Input non-inverting yang digunakan berasal dari pin 5 Op-Amp IC LM 324. Pin 7 sebagai output dihubungkan kembali sebagai feedback pada input inverting pin 6 IC LM 324. Pada perancangan rangkaian buffer ini digunakan salah satu Op-Amp yang terdapat pada IC LM 324. Gambar rangkaian buffer yang digunakan untuk perancangan EKG dapat dilihat pada Gambar 3.6.
R2 R2
R1
Gambar 3.6 Rangkaian Buffer (A)
4. Filter berfungsi sebagai penyaring frekuensi tertentu yang akan diteruskan pada rangkaian dan frekuensi lainnya akan dibuang. Pada rangkaian EKG ini, filter yang digunakan adalah low pass filter dan high pass filter. Rangkaian filter yang digunakan tidak hanya satu jenis namun terdapat beberapa kali filter di setiap rangkaian. Nilai frekuensi yang diloloskan pada masing-masing filter didapatkan berdasarkan persamaan pada Bab 2.4.4.
Low pass filter:
High pass filter:
Gambar rangkaian low pass filter yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.7 dan gambar rangkaian high pass filter dapat dilihat pada Gambar 3.8.
Keterangan:
A: Rangkaian Low Pass Filter Aktif B: Rangkaian Low Pass Filter Pasif
Gambar 3.7 Rangkaian Low Pass Filter
Gambar 3.8 Rangkaian High Pass Filter Pasif (A)
A B
A
Gambar rangkaian EKG keseluruhan ditunjukkan pada Gambar 3.9.
Gambar 3.9 Rangkaian EKG B. Perancangan Perangkat Lunak (Software)
1. Pengiriman data berupa sinyal jantung dari tubuh yang masuk ke sistem hardware melalui elektroda disposable selanjutnya dikirim menggunakan soundcard. Setelah pengiriman data sukses, maka akan dilanjutkan dengan tampilan sinyal pada software yang ada. Tampilan software yang digunakan adalah seperti pengganti osiloskop, yaitu SoundCard Osiloskop. Adanya tampilan berupa software ini bertujuan untuk menampilkan sinyal kompleks P,Q,R,S,T dalam bentuk visual yang merupakan karakteristik dari sinyal jantung. Alur perangkat lunak (software) ditunjukkan oleh Gambar 3.10.
Gambar 3.10 Diagram Alir Perangkat Lunak (software) Start Soundcard Transfer data ke laptop Apakah sudah diterima laptop T Y Cek Data Tampilkan sinyal End Ada data masuk? T Y
3.4.3 Tahap Pembuatan
Pada tahap pembuatan, semua rancangan rangakaian (layout) dibuat dan dirangkai sesuai dengan yang diharapkan. Pada saat tahap pembuatan ini juga harus disertai dengan pemilihan komponen yang tepat sehingga hasil yang didapat akan sesuai harapan. Kesalahan dalam pemilihan komponen dapat menyebabkan kegagalan kerja alat dan menambah jangka waktu pengerjaan dari yang di targetkan.
3.4.4 Tahap Pengujian dan Perbandingan
Pada tahap ini dilakukan pengujian dan perbandingan pada alat yang telah dibuat. Pengujian bertujuan untuk mengetahui kinerja rangkaian yang dibuat. Perbandingan alat bertujuan untuk mengetahui kinerja rangkaian EKG yang berhasil dibuat untuk dibandingkan dengan EKG yang sudah terstandarisasi.
Pengujian alat dilakukan pada rangkaian EKG. Rangkaian yang dilakukan pengujian adalah rangkaian diferensial amplifier dan rangkaian filter. Hasil pengujian ini nantinya akan dapat diketahui kekurangan-kekurangan yang ada. Untuk melakukan pengujian pada kedua rangkaian, digunakan perangkat osiloskop dan function generator.
Untuk menguji kinerja rangkaian penguat diferensial dilakukan dengan mencari linieritas dari rangkaian tersebut. Cara yang dilakukan adalah dengan memberikan variasi tegangan input pada rangkaian penguat diferensial menggunakan function generator sebagai pengganti sinyal yang berasal dari tubuh dan diamati pada osiloskop. Variasi tegangan input yang digunakan adalah antara 0 mV-80 mV. Setelah itu dibuat grafik linieritas sumbu X sebagai tegangan input dan sumbu Y
sebagai tegangan output sehingga diketahui tingkat linieritas dari rangkaian penguat diferensial.
Sedangkan untuk menguji kinerja rangkaian filter dilakukan uji respon frekuensi terhadap rangkaian tersebut. Cara yang dilakukan adalah dengan memberikan input variasi frekuensi pada rangkaian filter dimana nilai tegangan selalu tetap pada input. Variasi frekuensi yang digunakan adalah antara 0,1 Hz-20 Hz. Hasil yang didapat berupa nilai amplitudo yang terdapat pada output dan untuk mengamati perubahan tegangan amplitudo dapat diamati pada osiloskop.
3.4.5 Analisis Data
Data yang diambil dari masing-masing pengujian digunakan untuk menentukan kinerja dari alat yang telah dibuat. Analisis data pada perancangan EKG antara lain:
1. Mengetahui kinerja rangkaian penguat diferensial apakah didapat grafik yang linier antara tegangan input dan tegangan output dan seberapa besar rata-rata nilai penguatan yang dihasilkan.
2. Mengetahui kinerja rangkaian filter apakah frekuensi yang berhasil ditangkap oleh rangkaian telah sesuai dengan teori, yaitu sebesar 0,16 Hz-16 Hz.
3. Memastikan sinyal yang ditampilkan telah sesuai dengan yang diharapkan menggunakan laptop. Sinyal yang seharusnya ditampilkan pada laptop adalah sinyal PQRST yang merupakan sinyal karakteristik jantung.
4. Mengetahui kinerja EKG yang dibuat setelah dilakukan perbandingan dengan EKG yang sudah standard. EKG hasil rancangan dinyatakan telah bekerja dengan baik ketika nilai rata-rata setelah dilakukan tiga kali pengukuran yang didapat masih termasuk dalam rentang ketelitian EKG Standard yang dinyatakan dalam simbol
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN