ALAT PENDETEKSI DETAK JANTUNG DAN SUHU TUBUH MENGGUNAKAN IC ATMEGA 16

(1)

TUGAS AKHIR

Oleh

FAJAR AHMAD FAUZI NIM. 20133010032

PROGRAM STUDI

D3 TEKNIK ELEKTROMEDIK

(2)

i

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Ahli Madya (A.Md.)

Program Studi D3 Teknik Elektromedik

Oleh

FAJAR AHMAD FAUZI

NIM. 20133010032

PROGRAM STUDI

D3 TEKNIK ELEKTROMEDIK

(3)

ii

yang pernah diajukan untuk memperoleh derajat Profesi Ahli Madya atau gelar

kesarjanaan pada suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan penulis juga

tidak terdapat pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain,

kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini serta disebutkan dalam daftar

pustaka.

Yogyakarta, 24 Agustus 2016

Yang menyatakan,

(4)

iii

terlimpahkan kepada nabi Muhammad SAW, yang telah memberi jalan ilmu

pengetahuan sehingga gelap gulita dunia tercerahkan atas limpahan kasih sayang

yang tak pernah henti kepada umatnya, beserta sahabat dan para keluarga yang

senantiasa mengikuti jalan kebaikannya.

Penulis sangat bersyukur dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan judul “Penghitung Detak Jantung dan Suhu Badan menggunakan IC ATMega 16”

ini tepat pada waktu yang sudah ditentukan. Laporan tugas akhir ini disusun untuk

memenuhi salah satu syarat dalam memperoleh gelar Ahli Madya pada Program

Studi D3 Teknik Elektromedik Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta.

Dalam menyelesaikan tugas akhir ini penulis telah banyak mendapatkan

bantuan moral maupu materiil dari semua pihak, baik pada saat pembuatan desain

box, perancangan hadware dan software, serta troubleshooting alat. Sehingga

penyusunan karya tulis ini dapat diselesaikan dengan baik. Untuk itu penulis

mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Dr. Sukamta, S.T., M.T., selaku Direktur Politeknik Muhammadiyah

Yogyakarta dan bapak Tatiya Padang Tunggal, S.T., selaku Ketua Program

Studi Teknik Elektromedik Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta yang

(5)

iv

3. Semua staff Teknik Elektromedik yang sabar atas segala pertanyaan dan

bantuan penyelesaian administrasi. Beserta seluruh dosen-dosen TEM PMY

yang selalu siap untuk dimintai bantuan berupa pertanyaaan-pertanyaan dari

penulis.

4. Seluruh asisten dosen TEM PMY yang telah membantu memberikan saran

pada pemrograman dan troubleshooting modul.

5. Kepada bapak dan ibu dirumah yang selalu mendoakan penulis, beserta kakak

dan adikku yang selalu menjadi penyemangat penulis dalam menyusun laporan

tugas akhir ini hingga selesai.

6. Kepada bapak KH.Muhadi Zaenuddin selaku pengasuh PP.Aji Mahasiswa

Al-Muhsin Yogyakarta yang selalu mendoakan serta mendukung santrinya agar

bisa maju dan berkembang.

7. Teman-teman TEM seangkatan tahun 2013. Dan khusus untuk teman-temanku

TEM kelas B.

8. Teman-teman seluruh santri PP.Aji Mahasiswa Al-Muhsin Yogyakarta yang

selalu membantu dan mendukung segala kegiatan yang dilakukan penulis.

9. Seluruh pihak IPSRS PKU Muhammadiyah Bantul yang telah berkenan

memberikan pinjaman berupa alat medis yang telah terkalibrasi.

Tiada gading yang tak retak. Dengan penulisan karya tulis ini penulis

(6)

v

Yogyakarta, Agustus 2016

(7)

(8)

vii

3.1.4. Ilustrasi perencanaan alat ... 28

3.1.5. Alat dan bahan ... 29

3.2. Urutan Kegiatan ... 30

3.3. Rancangan atau Desain Penelitian ... 32

3.4. Variabel Penelitian... 32

4.2. Pengujian dan Pengukuran Modul ... 35

4.3. Teknik Analisis Data ... 36

4.3.1. Rata-rata ... 36

4.3.2. Standar deviasi... 36

4.3.3. Nilai ketidakpastian ... 37

4.3.4. Nilai error ... 37

4.4. Hasil Pengukuran dan Analisa ... 38

4.4.1. Pengukuran BPM ... 38

4.4.2. Pengukuran suhu ... 40

(9)

viii

4.7.3. Mengatur tegangan referensi 0,438 volt pada

komparator ... 49

4.7.4. Melakukan pengukuran outputmonostable NE555 ... 52

4.8. Rangkaian Suhu Tubuh ... 53

4.9. Analisa Umum ... 55

4.9.1. Program ... 55

4.9.2. Kelebihan alat ... 56

4.9.3. Kekurangan alat ... 56

4.9.4. SOP penggunaan alat ... 56

BAB V PENUTUP ... 58

5.1. Kesimpulan ... 58

5.2. Saran ... 58

(10)

ix

Tabel 2.2. Fungsi khusus port B... 11

Tabel 2.3. Fungsi khusus port C... 12

Tabel 2.4. Fungsi khusus port D ... 12

Tabel 2.5. Keterangan LCD ... 22

Tabel 3.1. Bahan-bahan alat ... 29

Tabel 3.2. Definisi operasional ... 33

Tabel 4.1. Pengukuran BPM pada 5 pasien ... 39

Tabel 4.2. Pengukuran BPM pasien 1,2,3,4, dan 5 ... 40

Tabel 4.3. Pengukuran suhu badan pasien ... 41

Tabel 4.4. Pengukuran suhu badan pasien 1, pasien 2, dan pasien 3 ... 41

(11)

x

Gambar 2.2. Minimum sistem ATMega 16 ... 10

Gambar 2.3. Sensor suhu LM35 ... 13

Gambar 2.4. Heart rate sensor ... 15

Gambar 2.5. Letak jari pada heart rate sensor ... 16

Gambar 2.6. Rangkaian non-inverting ... 18

Gambar 2.7. Rangkaian komparator ... 19

Gambar 2.8. Rangkaian monostable ... 20

Gambar 2.9. LCD ... 21

Gambar 3.6. Tampak belakang ... 28

Gambar 4.1. Modul monitoring BPM dan suhu ... 34

Gambar 4.2. Alat kalibrator BPM ... 38

Gambar 4.3. Rangkaian sensor heart rate ... 42

Gambar 4.4. Output sinyal photodioda ... 43

Gambar 4.5. Rangkaian pengkondisi sinyal ... 45

Gambar 4.6. Rangkaian penguatan pertama ... 46

Gambar 4.7. Output sinyal penguatan pertama ... 47

Gambar 4.8. Rangkaian penguatan kedua... 48

Gambar 4.9. Output sinyal penguatan kedua ... 49

Gambar 5.0. Rangkaian komparator... 50

Gambar 5.1. Output sinyal pembatasan tegangan oleh komparator ... 51

Gambar 5.2. Rangkaian monostable ... 52

(12)

xi

Lampiran 2 Skematik layout rangkaian minsis, sensor, mainpanel Lampiran 3 Rangkaian keseluruhan

Lampiran 4 Datasheet AVR ATMega 16 Lampiran 5 Datasheet LM35

(13)

(14)

(15)

pemompaan jantung melalui fenomena fotoelektrik sehingga diketahui kondisi kesehatan pengguna. Ditambah parameter pengukur suhu tubuh manusia untuk mengetahui suhu kondisi terkini dari pengguna.

Dalam pengambilan data detak jantung menggunakan sensor heart rate (finger tip sensor). Sistem ini bekerja mengambil data dari aliran darah pada jari telunjuk selama 60s, data akan ditampilkan melalui LCD. Untuk parameter suhu badan pengambilan data menggunakan sensor suhu LM35. Perubahan panas sensor akan di ubah menjadi aliran listrik, yang diterjemahkan ke bentuk digital melalui ADC 10 bit yang diproses oleh mikrokontroler ATMega 16 dan ditampilkan ke LCD.

Hasil dari pengukuran yang ideal menunjukan error masing-masing parameter heart rate dan suhu tubuh min <1,702% dan <0,55% .

(16)

activity of heart pump pass through electric photograph phenomenon to give information about health condition of user. And thermometer to give information temperature update.

In collecting data of heart rate using sensor heart rate (finger tip sensor). The system collecting data of bloodstreem in fore finger in 60s, and LCD would show the data. For body temperature parameter data collecting uses LM35 temperature sensor. The heat changing in the sensor would turn to electric current, later transtated to digital form by ADC 10 bit processed ATMega16 by microcontroller and show in LCD.

The result of ideal measurement shows an error of heart rate and body temperature parameter respectively minimum <1,702% and <0,55%.

(17)

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Alat diagnostik pengukur detak jantung dan pengukur suhu tubuh

adalah alat medis yang akan digunakan dalam membantu perawat dan

sangat berguna untuk mengetahui keadaan kondisi pasien. Prinsip kerja

alat diagnostik ini adalah dengan menghitung jumlah denyut jantung

dalam satuan menit. Kemudian dari hasil hitungan denyutan jantung

tersebut akan bisa ditentukan apakah kondisi pasien dalam keadaan normal

atau tidak. Biasanya orang yang mengalami kelainan penyakit jantung

aritmia, denyutannya akan menyimpang dari rentang nilai antara 60-100

BPM.

Alat diagnostik ini juga ditambah parameter pengukur suhu badan

berfungsi untuk melakukan diagnostik suhu badan pasien. Parameter ini

diletakkan atau ditempatkan pada area bagian tubuh seperti ketiak, leher,

atau bagian tubuh tertentu. Karena jika diletakkan pada bagian tubuh yang

memiliki tingkat panas tinggi, maka suhu yang terbaca akan semakin valid

dan akurat mendekati pengukuran yang presisi Physics of the human body

(Herman, 2007).

Sebelumnya sudah dibuat alat monitoring BPM secara portable karya dari Fahmi Farisandi dengan judul “PATIENT DIAGNOSTIC

PORTABLE”. dari jurusan Teknik Elektromedik Poltekkes Kemenkes

(18)

Surabaya. Karena tugas akhir sebelumnya menggunakan sensor finger tip

dengan sistem reflektan maka pada pembuatan modul ini penulis akan

menggunakan sensor finger tip sistem depan-belakang. Kemudian

keluaran dari outputnya berupa LCD display 2x16 untuk pengukuran

parameter BPM dan pengukuran suhu badan. Alat diagnosa sederhana ini

juga akan ditambahkan peringatan alarm berupa indikator LED sebagai

indikasi tidak normal (abnormal) dan normal. Pada kesimpulannya untuk

judul tugas akhir penulis adalah “ALAT PENDETEKSI DETAK JANTUNG DAN SUHU TUBUH MENGGUNAKAN IC ATMEGA 16”.

1.2. Perumusan Masalah

Bagaimanakah cara alat ini mampu mendiagnosa pasien untuk medeteksi

kesehatan detak jantung dan suhu badan dari seorang pasien ?

1.3. Pembatasan Masalah

1. Diagnosa BPM menggunakan heart rate sensor yang dipasang pada jari

telunjuk tangan pasien.

2. Pengukuran hanya untuk orang dewasa.

3. Menggunakan sensor suhu menggunakan LM35 dengan rentang suhu

32°C sampai 40°C.

4. Letak sensor suhu diletakkan pada bagian ketiak.

5. Pengambilan data BPM selama 60 detik dan suhu badan 2 menit sampai

(19)

6. Pasien harus dalam keadaan tenang dan tidak melakukan aktifitas yang

berlebihan selama menggunakan alat ini.

7. Pengukuran BPM dan suhu badan dilakukan secara bersamaaan namun

dalam alur program perhitungan BPM dilakukan terlebih dahulu

kemudian diikuti oleh perhitungan suhu badan.

1.4. Tujuan Penelitian 1.4.1. Tujuan umum

Dapat membuat alat diagnosa pasien sederhana dengan

parameter BPM dan pengukur suhu badan yang dapat memantau

denyutan jantung dan suhu badan dari pasien menggunakan

mikrokontroller IC ATMega 16.

1.4.1. Tujuan khusus

Dari permasalahan diatas maka dapat persempit tujuan

khusus dari pembuatan alat tersebut;

1. Membuat rangkaian BPM dengan heart rate sensor.

2. Membuat rangkaian pengukur suhu badan dengan sensor

LM35.

3. Membuat minimum sistem dengan IC ATMega 16.

4. Membuat pogram untuk menentukan kondisi jantung melalui

perhitungan BPM dan pengukur suhu badan.

5. Membuat rangkaian output berupa LCD display dan alarm

peringatan berupa LED.

(20)

1.5. Manfaat Penelitian 1.5.1. Manfaat teoritis

Untuk mengetahui manfaat umum tentang alat diagnosa

pasien sederhana pada bidang kesehatan dengan parameter BPM

dan pengukur suhu badan.

1.5.2. Manfaat praktis

Modul ini akan membantu peran user terutama perawat,

dokter dan pasien dalam mendiagnosa kondisi kesehatan detak

jantung dan pengukur suhu badan secara portable, kemudian

mampu mendeteksi kelainan dini pada penyakit jantung saat

perawatan pasien sehingga user dapat bekerja dengan efiesien,

cepat, dan akurat. Kemudian alat ini terdapat alarm peringatan dini

berupa indikator peringatan LED sehingga membantu kerja dari

(21)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Kajian Pustaka

Pada penelitian sebelumnya sudah dibuat alat monitoring BPM secara

portable karya dari Fahmi Farisandi dengan judul “PATIENT DIAGNOSTIC

PORTABLE”, dari jurusan Teknik Elektromedik Poltekkes Kemenkes

Surabaya. Pada penelitian tugas akhir sebelumnya menggunakan sensor

finger tip dengan sistem reflektan yang kurang akurat maka pada pembuatan

modul ini penulis akan menggunakan sensor finger tip sistem

depan-belakang. Kemudian keluaran dari outputnya berupa LCD display 2x16 yang

lebih banyak menampilkan efek visual yang detail daripada alat sebelumnya

menggunakan tampilan seven segmen (Farisandi, 2014).

Modul yang penulis buat ini juga menggunakan catu daya portable

sehingga bisa diisi ulang menggunakan charger kemudian tegangan yang

diberikan akan lebih stabil. Sensor yang digunakan juga sesuai standar alat

BPM dipasaran sehingga respon sinyal lebih efektif, akurat dan sensitif.

Alat diagnosa sederhana ini juga akan ditambahkan peringatan alarm

berupa indikatorLED warna merahsebagai indikasi tidak normal (abnormal)

dan LED warna hijau untuk indikasi normal.

(22)

2.2. Jantung

2.2.1. Fungsi jantung

Jantung (dalam bahasa Yunani disebut cardia) adalah sebuah

rongga, organ berotot yang memompa darah lewat pembuluh darah

oleh kontraksi berirama yang berulang. Jantung adalah salah satu

organ yang berperan dalam sistem peredaran darah. Secara internal,

jantung dipisahkan oleh sebuah lapisan otot menjadi dua belah bagian,

dari atas ke bawah kemudian menjadi 2 buah pompa. Kedua pompa

ini tidak pernah menyatu sama lain. Dan belahan ini terdiri dari 2 buah

rongga dan kedua rongga tersebut selalu dipisahkan oleh dinding

jantung. Maka jantung memiliki 4 buah rongga yaitu 2 rongga serambi

kanan dan serambi kiri kemudian 2 rongga bilik kanan dan bilik kiri.

Pada saat berdenyut setiap ruang jantung mengendur dan terisi

darah yang dinamakan diastole. Selanjutnya jantung berkontraksi dan

memompa darah keluar dari ruang jantung yang dinamakan sistole.

Perubahan keadaan antara relaksasi dan kontraksi inilah yang

dimanfaatkan untuk perhitungan jumlah BPM. Sinyal interval jantung

(23)

Gambar 2.1. Sinyal interval jantung normal (Sumber : en.wikipedia.org)

Interval antara R-R menandakan periode dari detak jantung yang

dapat dikonversi menjadi heart rate.

2.2.2. Parameter heart rate

Untuk parameter heart rate, ada beberapa batasan yang diukur

berdasarkan usia. Untuk lebih jelasnya penulis cantumkan referensi

dari sumber lain, sebagai berikut:

Tabel 2.1. Batasan BPM setiap usia Usia Batasan heart rate

6 70-115 BPM

10 70-110 BPM

14 60-110 BPM

Dewasa 60-100 BPM

(Sumber: Pulse diagnostic a clinical guide, 2007)

Sehingga pada tugas akhir ini, penulis akan membahas batasan

normal heart rate untuk orang dewasa adalah 60-100 BPM. Apabila

heart rate kurang dari 60 BPM orang tersebut mengalami pernafasan

(24)

denyut jantung <60 BPM meskipun jarang gejala sampai dibawah 50

BPM ketika manusia beristirahat total. Atlet terlatih cenderung

memiliki lambat detak jantung istirahat, dan beristirahatnya

bradycardia pada atlet tidak boleh dianggap normal jika individu telah

tidak ada gejala yang terkait denganya. Terkadang angka ini dapat

bervariasi sebagai anak-anak dan orang dewasa kecil cenderung

memiliki detak jantung yang lebih cepat daripada rata-rata orang

dewasa.

Tachycardia adalah laju jantung istirahat lebih dari 100 denyut

per menit. Angka ini dapat bervariasi sebagai organ-organ yang lebih

kecil dan biasanya jantung pada anak-anak lebih cepat daripada orang

rata-rata dewasa.

2.3. Suhu Badan

Perubahan suhu tubuh diluar rentang normal mempengaruhi set point

hipotalamus sebagai kelenjar pengatur suhu tubuh. Perubahan ini dapat

berhubungan dengan produksi panas yang berlebihan, pengeluaran panas

yang berlebihan, produksi panas minimal, pengeluaran panas minimal atau

setiap gabungan dari perubahan tersebut. Sifat perubahan ini akan

mempengaruhi masalah klinis yang dialamin pasien.

Perubahan suhu tubuh dapat juga berpengaruh pada jumlah denyut

jantung seseorang Harrison’s Manual of Medicine (Kasper, 1988). Suhu

tubuh normal menusia berkisar antara 36°C-37.5°C. Suhu tubuh normal

(25)

siang, atau malam. Tempat pengukuran dalam rongga mulut, diketiak, atau

dalam dubur. Faktor usia serta tingkat metabolisme sebelum atau sesudah

makan, sebelum atau setelah melakukan aktifitas fisik. Suhu normal tubuh

normal yang terukur pada pagi hari berkisar ≤37.2°C dan ≥37.7°C Harrison’s Manual of Medicine (Kasper, 1988). Pengukuran suhu tubuh

dilakukan pada bagian yang dekat dengan organ dalam tubuh. Karena

semakin dekat dengan inti tubuh, maka suhu yang terbaca akan semakin

valid Physics of Human Body (Herman, 2007). Sehingga pengukuran suhu

dengan thermometer lewat rongga mulut atau dubur akan lebih tepat

daripada lewat ketiak (Depkes, 2007). Akan tetapi, karena dalam batasan

masalah penulis menggunakan sensor LM35 untuk sensor suhunya, maka

pengukuran suhu tubuh tetap dilakukan diketiak, yang dianggap sebagai

bagian terdekat dengan inti tubuh.

Suhu tubuh dapat diukur di tempat-tempat berikut dengan waktu minimal :

1. Ketiak/axilae : thermometer didiamkan selama 10-15 menit.

2. Anus/dubur/rectal : thermometer didiamkan selama 3-5 menit.

3. Mulut/Oral : thermometer didiamkan selama 2-3 menit.

2.4. Komponen Pembuatan Alat 2.4.1. IC ATMega 16

ATMega 16 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan

8 saluran ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode

operasinya, ADC ATMega 16 dapat dikonfigurasi, baik secara single

(26)

memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi,

dan kemampuan filter derau yang amat fleksibel, sehingga dengan

mudah disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri.

ATMega 16 memiliki 3 modul timer yang terdiri dari 2 buah

timer/counter 8 bit dan 1 buah timer/counter 16 bit. Ketiga modul

timer/counter ini dapat diatur dalam mode yang berbeda secara

individu dan tidak saling mempengaruhi satu sama lain.

(27)

Selain itu, semua timer/counter juga dapat difungsikan sebagai

sumber interupsi. Masing-masing timer/counter ini memiliki register

tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara kerjanya

(Iswanto, 2014).

Konfigurasi pin ATMega 16 dengan kemasan 40 pin DIP (Dual

Inline Package) fungsi dari masing-masing pin ATMega 16 sebagai

berikut:

1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.

2. GND merukan pin Ground.

PB3 AIN1 (Analog Comparator Negative Input), OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output) PB2 AIN0 (Analog Comparator Positive Input)

INT2 (External Interrupt 2 Input)

PB1 T1 (Timer/ Counter1 External Counter Input) PB0 T0 T1 (Timer/Counter External Counter Input)

(28)

5. Port C (PORT C 0 – PORTC 7) merupakan pin input/output dua

arah dan pin fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel dibawah

ini.

PC1 SDA ( Two-wire Serial Buas Data Input/Output Line) PC0 SCL ( Two-wire Serial Buas Clock Line)

6. Port D (PORTD 0 – PORTD 7) merupakan pin input/output dua

arah dan pin fungsi khusus, seperti yang terlihat pada tabel dibawah

ini.

Tabel 2.4. Fungsi khusus port D

Port D Fungsi khusus

PD7 OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output) PD6 ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)

PD5 OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output)

PD4 OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output)

mikrokontroler. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan

clock eksternal.

(29)

9. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

2.4.2. Sensor suhu LM35

Sensor suhu IC LM35 merupkan chip IC produksi National

Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu

objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di

definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk

mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan

besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan

temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya.

Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan

konsumsi arus DC sebesar 60 µ A dalam beroperasi.

Gambar 2.3. Sensor suhu LM35

Bentuk fisik sensor suhu IC LM35 merupakan chip IC dengan

kemasan yang bervariasi, pada umumnya kemasan sensor suhu IC

LM35 adalah kemasan TO-92 seperti terlihat pada gambar diatas .

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM35 pada

(30)

tegangan DC +5 volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam

bentuk perubahan tegangan DC pada Vout dan pin untuk ground

(Hadiyoso, 2015).

Karakteristik sensor suhu IC LM35 adalah :

1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara

tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi

langsung dalam celcius.

2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu

25ºC.

3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55ºC sampai

+150ºC. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt. Memiliki arus

rendah yaitu kurang dari 60 µ A.

4. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu

kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.

5. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 watt untuk

beban 1 mA.

6. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah

dalam perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain,

sensor suhu LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah

dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan

dengan rangkaian kontrol khusus serta tidak memerlukan setting

(31)

yang linier dengan perubahan 10mV/°C. Sensor suhu LM35 memiliki

jangkauan pengukuran -55ºC hingga +150ºC dengan akurasi ±0.5ºC

(Hadiyoso, 2015).

Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan sebagai

berikut :

Vout LM35 = Temperature Cº x 10 mV (2-1)

Kelebihan dari sensor suhu IC LM35 antara lain :

1. Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC.

2. Low self-heating, sebesar 0.08 ºC.

3. Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30V.

4. Rangkaian menjadi sederhana.

5. Tidak memerlukan pengkondisian sinyal.

2.4.3. Finger sensor

Infrared LED memancarkan cahaya melewati jari dan ditangkap

oleh photodioda. Ilustrasi penempatan pada jari terlihat pada seperti

gambar berikut:

(32)

Gambar 2.5. Letak jari pada heart rate sensor

Kontraksi pada jantung saat memompa darah menimbulkan

denyutan yang dapat dirasakan pada pembuluh nadi dibeberapa

tempat, termasuk jari. Karena melewati darah yang berdenyut, cahaya

yang ditangkap oleh photodioda/LSD akan membentuk sinyal.

Intensitas cahaya yang dapat ditangkap oleh LSD tergantung dari

volume darah pada jari. Jadi ketika jantung berkontraksi, akan

merubah intensitas cahaya yang ditangkap oleh LSD. Pada saat

jantung berkontraksi, volume darah akan bertambah sehingga darah

menjadi lebih pekat. Hal ini akan memengaruhi resistansi LSD.

Resistansi LSD akan bertambah besar, sehingga tegangan yang

dilewatkan ke Vout semakin besar, begitupun sebaliknya (Mahruz,

(33)

Alur kerja sensor :

1. Saat terdapat denyut

Volume darah naik maka intensitas cahaya yang diterima LSD

turun kemudian jika nilai hambatan LSD naik maka output

tegangan sensor akan naik.

2. Saat tidak terdapat denyut

Volume darah turun maka intensitas cahaya yang diterima LSD

naik kemudian jika nilai hambatan LSD turun maka output

tegangan sensor turun.

2.4.4. Non-inverting amplifier

Rangkaian ini berfungsi menguatkan tegangan yang didapat dari

pantulan cahaya infra red yang ditangkap oleh LSD. Untuk

mendapatkan gain atau besar penguatannya dapat ditentukan dari

besar R1 dan R2 (Clayton, 2005).

Rumus penguatan non-inverting amplifier :

(34)

Gambar 2.6. Rangkaian non-inverting

Rumus frekuensi filter :

fc filter =

(2-3)

Keterangan :

R = Resistansi

C = Kapasitor

2.4.5. Komparator

Komparator merupakan rangkaian yang digunakan untuk

mengindera atau mendeteksi kondisi dimana sebuah sinyal yang

berubah terhadap waktu telah mencapai nilai tegangan ambangnya

(threshold). Komparator ini dapat digunakan untuk mengindera dan

mendeteksi kondisi dari sebuah sinyal elektrik ketika mencapai atau

melampaui level tegangan tertentu yang telah didefinisikan

(35)

Rangkaian komparator memiliki sebuah penguat diferensial

pada sisi masukannya. Adapun keluarannya merupakan sebuah tingkat

penggerak untuk mencapai keadaan yang dapat beralih nilainya.

Sebuah rangkaian komparator yang paling sederhana memiliki

tegangan sinyal yang dikenakan langsung pada salah satu dari

terminal masukanya, sementara diterminal masukan lainnya

dikenakan tegangan referensi .

Gambar 2.7. Komparator

2.4.6. Rangkaian monostable

Rangkaian monostable ini berfungsi agar logika yang masuk ke

mikrokontroller menjadi nilai output 5V dan 1V. Ketika monostable

mendapatkan input trigger, maka akan menghasilkan tegangan 5V

atau high, ketika tidak mendapatkan tegangan trigger maka akan

menghasilkan tegangan output 1V atau low. Untuk menghitung lama

(36)

Rumus frekuensi monostable :

f =

(2-4)

keterangan :

R = resistansi

C = kapasitor

Gambar 2.8. Rangkaian monostable

2.4.7. LCD (liquid crystal display)

LCD adalah sebuah display dot matrix yang difungsikan untuk

menampilkan sebuah tulisan berupa huruf atau angka. Penulis

menggunakan LCD 2x16 sebagai output untuk display tugas akhir.

Penulis menggunakan LCD M1632 yang mana difungsikan

untuk menampilkan hasil data pengukuran suhu tubuh sehingga dapat

(37)

LCD ini memerlukan daya yang sangat kecil, yaitu +5 VDC.

Panel TN LCD untuk pengaturan kekontrasan cahaya pada display dan

CMOS LCD drive sudah ada didalamnya. Semua fungsi display dapat

di kontrol dengan memberikan intruksi dan dapat dipisahkan oleh

MPU. Ini akan membuat LCD berguna untuk range yang luas dari

terminal display unit untuk mikrokontroller dan display unit

measuringg gages (Sumardi, 2013 dan Bejo, 2008).

Gambar 2.9. LCD

Cara kerja mengaktifkan LCD :

Langkah 1 : Inisialisasi LCD.

(38)

Langkah 3 : Tuliskan data ke LCD, maka karakter akan tampil di layar

LCD.

Beberapa keterangan dari fungsi pin pada LCD karakter 2x16 antara

lain sebagai berikut :

Tabel 2.5.Keterangan LCD

No Symbol Level Keterangan

1 Vss - Dihubungkan ke ground

2 Vcc - Dihubungkan dengan tegangan supply +5V dengan toleransi ±10%.

3 Vcc - Digunakan untuk mengatur tingkat kontras LCD.

4 Rs H/L Bernilai logika ‘0’ untuk input intruksi

dan bernilai ‘1’ untuk input data.

5 R/W H/L Bernilai logika ‘0’ untuk proses ‘write’

dan bernilai ‘1’ untuk proses ‘read’. 6 E H Merupakan sinyal enable. Sinyal ini akan

aktif pada failing edgedari logika ‘1’ ke

logika ‘0’. dengan tegangan sebesar 4 - 4,2 V dengan arus 50 – 100 mA.

(39)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Diagram Blok Sistem

3.1.1. Diagram blok heart rate dan suhu badan

Rencana teknis pertama untuk metode penilitian ini adalah

membuat diagram blok. Fungsi dari diagram blok sebagai acuan

dalam pembuatan alur sistem kerja hardware. Penentuan diagram blok

yang tepat akan menentukan hasil ide yang diinginkan dalam

membuat proyek tugas akhir yang dicapai. Berikut adalah diagram

blok yang penulis buat.

Gambar 3.1. Blok diagram BPM dan suhu

(40)

3.1.2. Cara kerja BPM

Cahaya yang dipancarkan oleh infra merah oleh heart rate

sensor ditangkap oleh photodioda/LSD setelah melewati jari tangan.

Karena adanya pengaruh aliran darah maka akan menimbulkan sinyal.

Sinyal yang timbul akan dikuatkan oleh sebuah amplifier agar dapat

dibaca. Setelah itu sinyal akan diolah oleh blok rangkaian rangkaian

filter untuk menghilangkan noise sinyal-sinyal yang mengintervensi.

Kemudian sinyal akan diteruskan ke komparator untuk mendapatkan

nilai output berupa tegangan yang diinginkan dengan melakukan

perbandingan tegangan. Setelah itu tegangan itu akan diolah oleh

rangkaian monostable. Monostable berfungsi untuk mentrigger sinyal

yang didapat dan meredam jika tidak ada sinyal yang masuk.

Kemudian output dari rangkaian monostable akan dicacah dala

mikrokontroller untuk diolah datanya kembali. Selain sinyal finger tip,

sinyal analog dari sensor LM35 juga diolah. Untuk menyestabilkan

tegangan maka diberi rangkaian buffer, setelah itu data diolah oleh

mikrokontroller. Kedua sinyal tersebut akan ditampilkan oleh LCD

dan diidentifikasi oleh pogram yang sudah dibuat untuk menentukan

normal atau tidak normal dari sinyal yang didapat dengan

(41)

3.1.3. Diagram alir

(42)

Gambar 3.3. Flow chart subrutin tampilan BPM

(43)

Proses kerja alur flow chart BPM dan suhu:

Ketika sensor telah dipasang di dengan baik sesuai dengan

prosedur kemudian tekan tombol start maka sensor finger tip akan

menghitung jumlah denyut jantung selama 60 detik. Jika belum

tercapai maka akan mengulang sampai waktu terpenuhi. Jika sudah

tercapai 60 detik maka akan dihitung kembali oleh mikro, jika denyut

<60 maka kondisi jantung berasa pada posisi abnormal, jika no maka

diolah dengan aturan >=60 dan <=100 jika yes maka kondisi jantung

dalam keadaan normal kemudian jika no dengan nilai rentang >100

lalu yes maka kondisi jantung dalam keadaan abnormal dan kemudian

akan ditampilkan di LCD. LED merah akan hidup jika kondisi detak

jantung kondisi abnormal sedangkan LED hijau akan hidup jika

kondisi normal.

Kemudian sensor suhu akan mengukur suhu ketika proses

perhitungan BPM sedang berlangsung sampai batas waktu yang tidak

ditentukan, dan suhu tersebut dihitung hasilnya sesuai dengan

ketentuan berikut jika <36°C maka kondisi suhu dalam keadaan

abnormal, jika no masuk ke perhitungan selanjutnya dengan aturan

>=36,4°C dan <=37,5°C jika yes maka kondisi suhu badan dalam

keadaan normal kemudian jika no,masuk ke tahap selanjutnya dengan

aturan >37,5°C jika yes maka kondisi suhu badan dalam keadaan

abnormal dan kemudian hasil yang sudah ditentukan tersebut akan

(44)

keadaan abnormal dan LED hijau akan hidup jika kondisi dalam

keadaan normal.

3.1.4. Ilustrasi perencanaan alat

Gambar 3.5. Tampak depan (18 cm x 16,5 cm)

(45)

3.1.5. Alat dan bahan

Dalam pembuatan sebuah alat elektronika medik tentunya harus

dipersiapkan segala hal untuk keberhasilan pembuatan alat tersebut.

Salah satu faktor penting adalah persiapan bahan. Bahan yang

dipersiapkan tersebut harus ada dan mudah dicari, jika dibutuhkan.

Tidak hanya tersedianya bahan namun juga sesuai datasheet dan

fungsi bahan yang akan digunakan. Ketepatan dalam memilih bahan

menjadi faktor tersendiri didalam keberhasilan membuat alat. Berikut

alat-alat yang dipakai dalam pembuatan modul ini.

Tabel 3.1. Bahan-bahan alat

Nama komponen Jumlah

Switch DP 4 1 Buah

Resistor 1k / 1

/2 Watt 3 Buah

Capacitor 10 µF / 10V 3 Buah

Capacitor 22 nF 2 Buah

Frekuensi osilator 12 MHz 1 Buah

Resistor variabel 5k 3 Buah

Resistor 220 Ω / 1/2 Watt 6 Buah

Transistor BC107 1 Buah

(46)

Nama komponen Jumlah

Sebagai sarana pendukung dalam pembuatan tugas akhir ini,

dapat penulis sebutkan sebagai berikut :

1. Solder

membuat rancangan jadwal pelaksanaan kegiatan, agar penulis mampu

memaksimalkan waktu supaya lebih efisien dan efektif. Meliputi kegiatan

(47)

1. Mempelajari teori-teori dan literatur yang berhubungan dengan

permasalahan yang dibahas melalui studi perpustakaan.

2. Menentukan topik untuk judul modul.

3. Mempelajari dan merancang teknis pembuatan modul tersebut.

4. Merencanakan biaya operasional pembuatan modul.

5. Membuat diagram blok sistem, diagram mekanis, dan diagram alir

secermat mungkin.

6. Menyusun proposal.

7. Menyiapkan bahan-bahan komponen dan peralatan untuk pembuatan

modul.

8. Membuat jadwal kegiatan untuk mengatur waktu pembuatan modul.

9. Merancang rangkaian-rangkain kecil atau rangkaian per blok.

1) Rangkaian BPM.

2) Rangkaian suhu.

3) Rangkaian supply.

4) Rangkaian LCD, LED dan push button.

5) Rangkaian minimum sistem ATMega 16.

6) Membuat program.

10. Melakukan percobaan dan pengukuran pada modul.

11. Menyatukan modul-modul membentuk sistem modul.

12. Menguji kembali sistem modul dan mengukur besaran-besaran fisis

yang diperlukan.

(48)

14. Menarik kesimpulan dan saran untuk perbaikan sistem.

15. Menyusun laporan karya tulis ilmiah.

3.3. Rancangan/Desain Penelitian

Jenis penelitian dan pembuatan modul ini menggunakan metode

eksperimen, yaitu metode penelitian yang digunakan untuk mencari pengaruh

perlakuan tertentu terhadap lain dalam kondisi yang terkendalikan. Bentuk

desain penelitian ini adalah Pre-eksperimental, after only design.

3.4. Variabel Penelitian 3.4.1. Variabel bebas

Sebagai variabel bebas meliputi jari tangan dan bagian tubuh terutama

ketiak untuk pengukuran suhu badan.

3.4.2. Variabel terikat

Sebagai variabel terikat adalah heart rate sensor dan LM35.

3.4.3. Variabel terkendali

(49)

3.5. Definisi Operasional

Untuk menentukan besaran-besaran dalam pengukuran maka penulis

menyertakan definisi operasional.

Tabel 3.2. Definisi operasional

Variabel Definisi Alat ukur Hasil

(50)

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Spesifikasi Alat

Dalam pembahasan spesifikasi alat ini penulis memberikan keterangan

kapasitas tegangan yang dipenuhi supaya alat dapat bekerja dengan baik.

Berikut ini penulis cantumkan spesifikasi alat beserta gambar modul yang

sudah dibuat.

Fungsi Alat : Monitoring BPM dan Suhu

Tegangan Catu Daya : 5 Volt DC

Arus : 1 Ampere

Tegangan Sumber Charger : 110/220 Volt AC

Gambar 4.1. Modul monitoring BPM dan suhu

(51)

Setelah membuat modul, maka langkah berikutnya melakukan

pengujian dan pengukuran. Untuk itu penulis, melakukan pendataan melalui

beberapa tahap proses pengukuran dan pengujian. Tujuan pengukuran dan

pengujian adalah untuk mengetahui ketepatan dari pembuatan modul dan

memastikan masing-masing bagian (komponen) dari seluruh rangkaian alat

telah berfungsi sesuai apa yang telah direncanakan.

Langkah-langkah pengukuran dan pengujian modul ini dapat diuraikan

dalam beberapa tahap, sebagai berikut:

1. Menyiapkan peralatan yang dibutuhkan, terutama alat ukur dan alat

pembanding.

2. Menyiapkan tabel untuk mencatat hasil pengukuran.

3. Menguji alat dengan mengadakan pengukuran terhadap test point

masing-masing bagian sesuai pengukuran yang telah kami tentukan.

4. Menguji alat dengan mengadakan pengukuran BPM dan suhu pada SPO2

dan Thermometer sebagai pembanding modul.

5. Mencatat hasil pengukuran dan perhitungan dalam tabel yang telah

disediakan.

6. Melakukan penghitungan terhadap hasil pengukuran untuk mengetahui

(52)

Rangkaian BPM menghasilkan output berupa sinyal jantung pasien

yang akan diukur. Dari sinyal tersebut nantinya akan dicari titik tertinggi

sinyal dan akan dihitung jumlahnya dalam 60s untuk menentukan jumlah

BPM pasien. Sedangkan untuk suhu, nilai pembacaan suhu dari output sensor

akan diolah untuk menentukan suhu tubuh pasien. Dari pengukuran dilakukan

beberapa kali percobaan kemudian hasil pengukuran dibandingkan dengan

nilai standart dan dicari nilai rata-rata, nilai standart deviasi (SD),

ketidakpastian dan nilai error dengan rumus sebagai berikut :

4.3.1. Rata-rata

Rata-rata adalah bilangan yang di dapat dari hasil pembagian

jumlah nilai data oleh banyaknya data dalam kumpulan tersebut.

Rumus rata-rata :

(4-1)

Dimana,

X’ = Rata-rata

X1...Xn = Nilai data

N = Banyak data

4.3.2. Standar deviasi

Standar deviasi adalah suatu nilai yang menunjukan tingkat

(53)

semakin presisi.

Rumus standar deviasi :

√ (4-2)

Dimana,

X’ = Rata- rata

X1,...,Xn = Nilai data

N = Banyak data

4.3.3. Nilai ketidakpastian

Ketidakpastian merupakan suatu parameter berupa dispersi

nilai-nilai yang mungkin diambil sebagai nilai-nilai besaran ukur. Ketidakpastian

merupakan ketidakpastian yang dievaluasi berdasarkan metode

statistikyang dapat dirumuskan sebagai berikut :

Rumus ketidakpastian :

_√ (4-3)

Dimana,

Sn = Standar deviasi

n = Jumlah seluruh data

4.3.4. Nilai Error

Error (Rata-rata Simpangan) adalah selisih antara mean terhadap

(54)

(4-4)

Dimana,

X = data yang diukur

X’= Rata-rata

4.4. Hasil Pengukuran dan Analisa 4.4.1. Pengukuran BPM

Dalam pengukuran BPM ini penulis akan membandingkan alat

kalibrator yang sudah laik digunakan dengan alat modul yang dibuat

oleh penulis sendiri. Berikut alat kalibrator beserta spesifikasi alat:

Merek : Pulse Oximeter Mindray

Type : MEC-1000

Tegangan : 5 volt

(55)

terhadap 5 orang pasien, dengan masing-masing pasien 5 kali

pengukuran. Dalam proses pengambilan data pasien dikondisikan

tenang tidak melakukan aktifitas yang berlebihan.

(56)

Keterangan :

Ref. = Alat kalibrator atau alat pembanding yang sudah standar (laik

pakai).

F = Alat yang dibuat oleh penulis.

(57)

KKeterangan :

pakai).

4.4.2. Pengukuran suhu

Data berikut ini merupakan data yang diperoleh dari hasil

pengukuran terhadap 3 orang pasien, dengan masing-masing pasien 3

kali pengukuran. Dalam proses pengambilan data, sensor diletakkan di

ketiak.

Tabel 4.3.Pengukuran suhu badan 3 pasien

(58)

2 Pasien 2 37 36 38 37 37 36 36 36 37 37 3 Pasien 3 37 37 37 36 38 37 37 36 37 36

Keterangan :

pakai).

Tabel 4.4.Analisis data suhu badan 3 pasien

Pengukuran

pakai).

4.5. Analisa Keseluruhan Data Pengukuran

Dari hasil pengukuran BPM dan Suhu tubuh dapat ambil kesimpulan

(59)

hasil yang diperoleh tidak berbeda jauh dari hasil yang di dapat melalui alat

yang sudah terkalibrasi (laik digunakan). Banyak faktor yang mempengaruhi

hasil pengukuran, diantaranya:

1. Pasien tidak tenang dalam pengukuran.

2. Peletakan sensor yang tidak tepat.

3. Peletakan sensor suhu tidak sama pada kalibrator.

4.6. Rangkaian SensorHeart Rate

Melakukan pengukuran terhadap sensor heart rate di output photodioda

dengan alat osiloskop. Berikut rangkaian sensor heart rate yang dipakai

dalam pembuatan modul ini.

Gambar 4.3 Rangkaian sensor heart rate

(60)

Gambar 4.4. Output sinyal photodioda

Output photodioda masih sangat kecil dalam skala orde ukuran mV.

Secara perhitungan matematis amplitudo dapat dihitung dengan rumus

sebagai berikut:

Amplitudo = Tinggi gelombang x volt/div

= 2,8 x 0,1

= 0,28 V atau 280 mV.

4.7. Rangkaian Pengkondisi Sinyal

Dalam membuat project ini penulis memberikan sedikit gambaran

bagian-bagian layout rangkaian. Rangkaian berikut ini merupakan rangkain

(61)

Gambar 4.5.Rangkaian pengkondisi sinyal

Kontraksi jantung pada saat memompa darah menimbulkan denyutan

yang dapat dirasakan pada pembuluh nadi dibeberapa tempat, namun

penelitian ini penulis menitikberatkan pada bagian jari telunjuk. Peristiwa

inilah yang dimanfaatkan untuk melakukan pengukuran denyut jantung

menggunakan sistem depan-belakang.

Menurut penelitian penulis pengukuran yang efektif dilakukan dengan

sistem depan-belakang, karena dapat meningkatkan performa ketelitian

(62)

berhadapan. Maka penulis menggunakan sistem depan-belakang, untuk

memperoleh hasil yang lebih baik. Setelah dilakukan penelitian dengan

menggunakan sistem tersebut didapatkan nilai pengukuran yang akurat dan

baik. Karena sistem depan belakang memanfaatkan sinar infra merah untuk

menembus darah, sehingga langsung efektif tingkat penetrasi dari infra merah

jika terjadi kondisi 2 hal; pertama kondisi dimana darah memiliki kandungan

yang lebih banyak CO2, kedua kondisi dimana darah memiliki kandungan O2

yang lebih banyak daripada CO2. Sinar tersebut akan ditangkap oleh

photodioda. Intensitas cahaya yang ditangkap oleh photodioda tergantung dari

volume darah sendiri. Jadi ketika jantung berkontraksi, akan merubah

intensitas cahaya yang ditangkap oleh photodioda. Perubahan amplitudo yang

kecil inilah yang dikonversi menjadi pulsa denyut nadi.

4.7.1. Penguatan pertama

Output dari sensor akan difilter menggunakan low pass filter agar

dapat melewatkan sinyal tubuh. Kemudian sinyal diteruskan ke

(63)

Gambar 4.6. Rangkaian penguatan pertama

Besar penguatan pertama dapat dihitung dengan rumus penguat

non-invertingamplifier sesuai dengan persamaanrumus(2-2).

Rumus penguatan :

Gain = (1+ )

= (1+ )

(64)

Hasil penguatan melalui alat osiloskop sebagai berikut:

Gambar 4.7 Output sinyal penguatan pertama

Dengan melihat hasil gambar diatas maka amplitudo dapat dihitung

melalui rumus berikut:

= 3 x 0,5 V

= 1,5 V

Sehingga didapatkan output sinyal dipenguatan pertama, memiliki

(65)

4.7.2. Penguatan kedua

Sinyal output dikeluaran pertama masih terlalu kecil sehingga

dikuatkan kembali pada penguatan kedua. Berikut gambar rangakaian

di penguat kedua:

Gambar 4.8.Rangkaian penguatan kedua

Besar penguatan kedua dapat dihitung dengan rumus penguat non

invertingamplifier sesuai dengan persamaan rumus (2-2).

Rumus penguatan :

Gain = (1+ )

= (1+ )

(66)

Hasil penguatan melalui alat osiloskop sebagai berikut:

Gambar 4.9. Output sinyal penguatan kedua

Dengan melihat hasil gambar diatas maka amplitudo dapat dihitung

melalui rumus berikut:

= 1,8 x 2 V

= 3,6 V

Maka didapatkan output sinyal dipenguatan kedua, memiliki

tegangan sebesar 3,6 Volt. Hal ini dikarenakan karakteristik dari LM358

yang menurunkan tegangan supply hingga 1,5 Volt dari tegangan supply

5 Volt.

4.7.3. Mengatur tegangan referensi 0,438 volt pada komparator

Output dari penguatan inilah yang akan digunakan sebagai input

(67)

tegangan referensi yang telah di atur sesuai tingkat kepresisian

perhitungan counter. Karena ini akan sangat berpengaruh pada

perhitungan di pin T0 counter mikrokontroler. Jika tidak presisi maka

perhitungan dapat acak (terjadi random). Karena fungsi komparator

hanya untuk membatasi sinyal terendah yang terbaca sebagai detak,

sedikit noise akan mengganggu perhitungan counter. Berikut gambar

rangkaian komparator.

(68)

Hasil nilai komparator melalui alat osiloskop sebagai berikut:

Gambar 5.1. Output sinyal pembatasan tegangan oleh komparator

Gambar diatas memberikan ilustrasi bahwa tegangan komparator

membatasi tegangan noise sekitar 0,438 Volt. Dan akan menghasilkan

logika high atau low.

Perhitungan matematis tegangan referensi komparator sebagai berikut:

= 2,19 x 0.2 V

= 0,438 V

Output komparator yang menghasilkan logika High dan Low sesuai

(69)

4.7.4. Melakukan pengukuran outputmonostable NE555

Output dari komparator akan mentrigger transistor yang

menyebabkan monostable bekerja. Ketika monostable mendapat trigger

input berupa perubahan tegangan high ke low sekali, maka outputnya

akan berupa logika 1 selama waktu yang ditentukan melalui

perhitungan monostable.

Gambar 5.2. Rangkaian monostable

Output dari monostable akan membentuk gelombang kotak

sebesar 5V dan 0 V yang berfungsi agar bisa terbaca oleh pin counter

mikrokontroler. Perhitungan secara matematis filter sesuai dengan

persamaan rumus (2-3) sebagai berikut ini:

fc filter =

= 2,34 Hz

(70)

T =

T =

T = 0,43s

Sehingga T monostable diatur dibawah T fc filter, sesuai dengan

persamaan rumus (2-4), maka perhitungan matematis bisa diuraikan

sebagai berikut :

f =

=

= 2,75 Hz

Perhitungan matematis untuk menentukan rumus periode.

T =

T = 0,363 s

4.8. Rangkaian Suhu Tubuh

Spesifikasi dari rangkaian suhu tubuh antara lain :

1.Tegangan supply yang digunakan 5V dan Ground.

(71)

Gambar rangkaian seperti digambarkan dibawah ini :

Gambar 5.3. Rangkaian suhu tubuh

Langkah-langkah pengaturan dan pengujian yaitu:

1. Menghubungkan rangkaian dengan powersupply 5V dan Ground.

2. Melakukan pengukuran linearitas pada output LM35 serta output

rangkaian buffer dengan AVO meter pengaturan suhu 30°C-40°C.

3. Menghubungkan output buffer ke portADC di mikro kontrol.

Dibawah ini merupakan tabel pengukuran tegangan linearitas sensor suhu.

Penulis menyimpulkan bahwa pengukuran menunjukan tegangan linearitas

suhu (10 mV/1°C ) dengan tegangan output tidak jauh berbeda.

Tabel 4.5.Hasil pengukuran linearitas sensor suhu Derajat Suhu Tegangan Output LM35 (mV)

30°C 29,8

31°C 30,6

32°C 31,6

33°C 32.7

34°C 33,6

35°C 34,8

36°C 35,7

(72)

Derajat Suhu Tegangan Output LM35 (mV)

Penulis menggunakan aplikasi compiler atau penerjemah (software)

CodevisionAVRcompiler (CV AVR).

Berikut listing program BPM dan suhu badan.

Listing 4.1. listing program BPM.

sprintf(str,"%s",stdyo); //konversi

string

lcd_gotoxy(5,1);

lcd_puts(str); //menampilkan data string

lcd_putchar(223);

lcd_putsf("C");

lcd_gotoxy(8,1);

delay_ms(1000);

(73)

Listing 4.2 listing program suhu.

4.9.2. Kelebihan alat

1. Menggunakan supply daya yang dapat di isi ulang.

2. Tambahan parameter suhu.

3. Sistem yang dibuat untuk portable.

4.9.3. Kekurangan alat

1. Bentuk box yang relatif lebih besar.

2. Adanya trigger daya on.

4.9.4. SOP penggunaan alat 1. Tekan tombol trigger.

2. Tekan tombol On untuk menghidupkan dan Off untuk mematikan.

3. Pastikan sensor heart rate dan suhu terpasang dengan baik. {lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("BPM :");

bpm_START();

bpm=TCNT0; // mengubah variabel data TCNT0

sprintf(bpm1,"%i",bpm); //mengubah string

lcd_gotoxy(5,0);

lcd_puts(bpm1); // menampilkan data ke LCD

lcd_gotoxy(9,0);

lcd_putsf("BM");

if(detik>=60) //Batas waktu 60 s

{bpm_STOP(); // Batas waktu selesai

(74)

4. Tekan tombol Start untuk memulai dan Reset untuk mengembalikan

(75)

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Setelah melakukan proses pembuatan dan belajar dari literatur

perencanaan, pengujian alat, dan pendataan, maka penulis dapat

menyimpulkan beberapa hal:

1. Alat pendeteksi detak jantung dan suhu tubuh berfungsi dengan baik

setelah dilakukan perbandingan hasil data yang diperoleh melalui

percobaan oleh beberapa pasien dengan alat medis yang sama yang

memiliki standar laik digunakan oleh pihak kalibrasi alat kesehatan.

2. Dapat bekerja dengan baik dan akan mendapatkan data perhitungan yang

akurat dan stabil jika kondisi pasien dalam keadaan tenang, nyaman atau

rileks. Hal ini disebabkan kondisi pasien tidak tenang maka akan

berpengaruh terhadap pengambilan data sehingga nilai yang didapat akan

tidak akurat atau tidak sesuai dengan hasil yang diinginkan.

3. Setelah dilakukan pengukuran dengan alat pembanding yang sudah

terkalibrasi didapatkan nilai error rata-rata pengukuran, yaitu sebesar

1,702% untuk data BPM dan untuk data pengukuran suhu badan adalah

0,55%.

5.2. Saran

Karena banyak hal yang menjadi faktor kendala alat yang penulis buat

ini jauh dari sempurna. Terutama bentuk fisik dan kinerja alat yang kurang

maksimal. Adapun analisa kekurangan dari alat yang penulis buat ini adalah:

(76)

1. Alat menggunakan daya dari sumber tegangan batu baterai. Mungkin jika

ingin dikembangkan buat sistem daya otomatis sendiri dengan

ditambahkan lampu indikator untuk mengetahui kondisi masa pemakaian

baterai.

2. Alat ini hanya menggunakan output LCD. Jika penggunaan untuk

monitoring jarak jauh bisa menggunakan tampilan seven segmen. Karena

alat ini masih memakai sistem manual, maka bisa dikembangkan menjadi

sistem monitoring jarak jauh menggunakan bluetooth atau XBEE.

3. Tampilan alat ini hanya memakai tampilan LCD, bisa dikembangkan

menggunakan sistem tampilan GUI (Graphic User Interface) yang

ditampilakan melalui layar monitor laptop atau handphone.

4. Alat ini hanya memiliki 2 parameter saja, maka tidak menutup

(77)

DAFTAR PUSTAKA

Bejo, A., 2008. C&AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C

dalam Mikrokontroller ATMega 8535 1st ed., Yogyakarta: Graha Ilmu.

Bishop, Owen., 2002. Dasar-Dasar Elektronika., Jakarta: Erlangga.

Clayton, George and Winder, S., 2005. Operational Amplifier 5th ed., Jakarta: Erlangga.

Hadiyoso, S., D., 2015. Instrumen Biomedis Berbasis PC 1st ed., Yogyakarta: Gava Media.

Iswanto, Nia, RM., 2015. Mikrokontroller :Teori dan Praktik ATMega 16 dengan Bahasa C.,Yogyakarta: Deepublish .

Pujiono., 2012. Rangkaian Elektronika Analog.,Yogyakarta: Graha Ilmu.

Sumardi., 2013.Mikrokontroller Belajar AVR Mulai dari Nol., Yogyakarta: Graha Ilmu.

Farisandi, F., 2014. Patient Diagnostic Portable. Surabaya. Elektromedik Poltekkes Kemenkes Surabaya.

Herman, Irving, P., 2007. Physics of Human Body., Berlin: Springer.

Kasper, L.,Deni, dkk, 1988. Harrison’s Manual Of Medicine 16th ed., New York: McGraw-Hill.

Machruz, E., Sony S., Achmad R. (2008) Perancangan Perangkat Monitoring Denyut Jantung (Heart - Beat Monitoring) Dengan Visualisasi LCD Grafik Berbasis Atmel AT89C51, Proseding Konferensi Nasional Sistem dan Informatika 2008, Bali

Sean, W.,Emma, K., 2007.Pulse Diagnose : A Clinical Guide., England: Elsevier.

(78)

Triwiyanto., 2011. Petunjuk Praktikum Mikrokontroller AVR. Surabaya: Elektromedik.

Www.alldatasheet.com.lm358/pdf. [Diakses pada : Tanggal 18 januari 2016].

Repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/20194/4/

Chapter%20II.pdf. [Diakses pada : Tanggal 20 januari 2016].

Http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-

Http://askep-net.blogspot.co.id/2012/05/cara-kerja-jantung.html. [Diakses pada : Tanggal 22 Agustus 2016].

Http://rbme.embs.org. [Diakses pada : Tanggal 22 Agustus 2016].

Https://en.wikipedia.org/wiki/Heart_rate. [Diakses pada : Tanggal 22 Agustus 2016].

(79)

the

CodeWizardAVR V2.60 Evaluation

Automatic Program Generator

http://www.hpinfotech.com

Project : Monitoring BPM

Version : 1

AVR Core Clock frequency: 12,000000 MHz

unsigned int suhu,V,Z, bpm;

int detik;

// Alphanumeric LCD functions

#include <alcd.h>

// Declare your global variables here

// Timer1 overflow interrupt service routine

interrupt [TIM1_OVF] void timer1_ovf_isr(void)

{

// Reinitialize Timer1 value

TCNT1H=0x48E5 >> 8; ((0<<REFS1) | (0<<REFS0) | (0<<ADLAR))

(80)

// Start the AD conversion 46875 48e5

ADCSRA|=(1<<ADSC);

// Wait for the AD conversion to complete

sprintf(ksr,"%ds",detik);

(81)

sprintf(str,"%i",suhu);

// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization

// Port A initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In

DDRA=(0<<DDA7) | (0<<DDA6) | (0<<DDA5) | (0<<DDA4) | (0<<DDA3) | (0<<DDA2) | (0<<DDA1) | (0<<DDA0);

// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T

PORTA=(0<<PORTA7) |

// Port B initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In

DDRB=(0<<DDB7) | (0<<DDB6) | (0<<DDB5) | (0<<DDB4) | (0<<DDB3) | (0<<DDB2) | (0<<DDB1) | (0<<DDB0);

// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=P

PORTB=(0<<PORTB7) |

(82)

Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In

DDRC=(0<<DDC7) | (0<<DDC6) | (0<<DDC5) | (0<<DDC4) | (0<<DDC3) | (0<<DDC2) | (0<<DDC1) | (0<<DDC0);

// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T

PORTC=(0<<PORTC7) |

// Port D initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=Out Bit3=Out Bit2=In Bit1=Out Bit0=Out

DDRD=(0<<DDD7) | (0<<DDD6) | (1<<DDD5) | (1<<DDD4) | (1<<DDD3) | (0<<DDD2) | (1<<DDD1) | (1<<DDD0);

// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=0 Bit3=0 Bit2=P Bit1=0 Bit0=0

PORTD=(0<<PORTD7) |

// Timer/Counter 0 initialization

// Clock source: T0 pin Falling Edge

// Mode: Normal top=0xFF

TCNT0=0x00;

OCR0=0x00;

// Clock source: System Clock

// Clock value: 46,875 kHz

// Mode: Normal top=0xFFFF

// OC1A output: Disconnected

// OC1B output: Disconnected

// Noise Canceler: Off

// Input Capture on Falling Edge

// Timer Period: 1 s

// Timer1 Overflow Interrupt: On

// Input Capture Interrupt: Off

// Compare A Match Interrupt: Off

// Compare B Match Interrupt: Off

TCCR1A=(0<<COM1A1) |

(0<<COM1A0) | (0<<COM1B1) | (0<<COM1B0) | (0<<WGM11) | (0<<WGM10);

(83)

OCR1AL=0x00;

OCR1BH=0x00;

OCR1BL=0x00;

// Clock source: System Clock

// Clock value: Timer2 Stopped

// Mode: Normal top=0xFF

// OC2 output: Disconnected

ASSR=0<<AS2;

TCCR2=(0<<WGM20) | (0<<COM21) | (0<<COM20) | (0<<WGM21) | (0<<CS22) | (0<<CS21) | (0<<CS20); | (0<<TICIE1) | (0<<OCIE1A) | (0<<OCIE1B) | (1<<TOIE1) | (0<<OCIE0) | (0<<TOIE0); | (0<<ISC01) | (0<<ISC00);

MCUCSR=(0<<ISC2);

// USART initialization

// USART disabled

// Analog Comparator initialization

// Analog Comparator: Off

ACSR=(1<<ACD) | (0<<ACBG) | (0<<ACO) | (0<<ACI) |

(0<<ACIE) | (0<<ACIC) | (0<<ACIS1) | (0<<ACIS0);

// ADC initialization

// ADC Clock frequency: 750,000 kHz

// ADC Voltage Reference: AREF pin

// ADC High Speed Mode: Off

// ADC Auto Trigger Source: ADC Stopped