i
PERANCANGAN TAPIS TAKIK ( NOTCH FILTER)
DENGAN GYRATOR UNTUK MEREDAM DERAU
JALA-JALA PADA SENSOR ISYARAT JANTUNG
oleh
Thesesiana Novie Purwaningtyas NIM : 612006045
Skripsi ini untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik
dalam
Konsentrasi Teknik Elektronika
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
ffi
PEnPUSTAKAAN UNIvERSITAS UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA Jl. Diponegoro 52 - 50 Salatiga 5071 IJawa Tengah, Indonsia
Telp. 0298 - 321212, Fu. 0298 32 1433
Email: library@adn.ulsw.edu ; http:,//llbrary.uksw.edu
PERNYATAAN
TIDAK
PIJTGIAT
Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama
NIM
Fakultas
Judultugas akhir :
Thesesiana Novie Purwaningtyas
612006045
Email:
thesesiana_mirie@yatroo. co. idPembimbing
Teknik Elektronika dan Komputer Program Studi: Teknik Elektro
PERANCANGAN TAPIS
TAKIK
(
NOrcH
FILTER) DENGAN GYMTORUNTIJK MEREDAM DERAU JALA-JALA
PADA
SENSOR ISYARATJANTI.]NG
1. Ir. Budihardja Murtianta, M.Eng.
2. h. F. Dalu Setiaji, M.T.
Dengan ini menyatakan bahwa:
1. Hasil karya yang saya serahkan ini adalah asli dan belum pernah diajukan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan baik di Universitas Kristen Satya Wacana maupun di institusi pendidikan lainnya.
2. Hasil karya saya
ini
bukan saduran/terjemahan melainkan merupakan gagasarL flrmusan, dan hasilpelaksanaan penelitian/impleme,ntasi saya sendiri, tanpa bantuan pihak lain, kecuali aratran pembimbing
akademik dan narasumber penelitian.
3. Hasil karya saya ini merupakan hasil revisi t€rakhir setelah diujikan yang telah diketahui dan disetujui oleh pembimbing.
4. Dalam karya saya ini tidak terdapat karya atau pe{dapat yang telah ditulis atau dipublikasikan orang lairu
kecuali yang digunakan sebagai acuan dalam naskah dengan me,nyebutkan nama pengamng dao dicantumkan dalam dafta pustaka.
Pemyataan ini saya
bux
dengan sesungguhnya Apabila di kerrudian hari terbukti ada penyimpangan dan ketidakbenaran dalam pemyataan ini maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelaryang telah diperoleh karena karya saya ini, serta sanksi lain yang sesuai de,ngan ketentuan yang berlaku di Univenitas Kristen Satya
ffi
PERPUSTAKAAN UNIYERSITAS UNIVERSTTAS KRISTEN SATYA WACANAJl. Diponegoro 52 - 50 Sdatiga 5071 I
Jawa Tengah, Indoresia
Telp. 0298 - 321212,F*.0298321+33 Emil: library@adm,uksw.edu ; http://library.ulcw.edu
PERNYATAAN
PERSETUJUAN AKSESSaya yang bertanda tangan di bawah ini:
Fakultas
Judul tugas akhir :
Thesesiana Novie Purwaningtyas
612006045
: thesesiana-miri@yahoo.co.id
Teknik Elektronika dan Komputer Program Studi: Teknik Elel:tro
PERANCANGAN TAPIS
TAKIK
(
NOTCH FILTER) DENGAN GYMTORI]NTI.JK MEREDAM
DERAU JALA-JALA
PADA
SENSOR ISYARATJANTT'NG
Dengan ini saya menyerahkan hak non-eksklusif kepda Perpustakaan Universitas
-
Universitas Kristen SatyaWacana untuk menylmpan, m€,lrgatur akses serta melakukan pengelolaan terhadap karya saya
ini
dengan mengacu pada ketentuan akses tugas akhir elektronik sebagai berikut (beri tanda pada kotak yang sesuai):EI
a.
Saya mengijinkan karya tersebut diunggah ke dalam aplikasi Repositori PerpustakaanUniversitas,danlilauportal GARLTDA
tr
b.
Saya tidak mengijinkan karya tersebut diunggah ke dalam aplikasi Repositori Perpustakaan Universitas, danl af;ilt portal GARUDAT *Demikian pemyataan ini sayabuat dengan sebenamya.
Salatiga, 13 Maret 2014
Mengetahui,
Ir. Budihardj a Murtiantq M. Eng.
The s e siana Novie P ww aningtyas
PERANCAI\TGAI\T
TAPIS
TAKIK
(NOfiCII
FILTER) DANGAN
GYRATOR UNTTJK
MEREDAM DERAU
JALA.JALA
PADA
SENSOR
ISYARAT
JAI\TI]NG
oleh
Thesesiana Novie Pwwaningtyas
N[rd:
612M6045Stripsi
ini telah diterima dan disahkatlUntuk melengkapi salah satu syarat menrperoleh
Gelm Sarjana Teknik
dalam
Konsentasi Teknik Elekhonika
Program Studi
TeknikEtelrtro
\ir
Fakultas Teknik Elektronika
Dar
Komputer Universitas Kristen Satya WacanaSalatiga
Disahkan oleh
Pembimbing
I
PembimbinsIl
W
h. Budihardja Murtianta M.Eng.
rgr.
:.q.!.?.YY!.?::...Y'v
h.
F. Dalu Setiaji, M.T.rgr.
:27...*!r:::!
;ntv
iii
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya yang bertanda tangan dibawah ini :
NAMA : Thesesiana Novie Purwaningtyas
NIM : 612006045
JUDUL SKRIPSI : Perancangan Tapis Takik ( Notch Filter ) dengan
Gyrator untuk Meredam Derau Jala-jala pada Sensor
Isyarat Jantung
Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan di unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apa pun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga, 7 Januari 2014
iv
INTISARI
Tapis Takik (Notch filter) adalah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk menghalangi atau menahan sinyal-sinyal dengan frekuensi antara (median) dan akan meneruskan sinyal-sinyal dengan frekuensi di bawah dan di atas frekuensi antara. Hasil pengujian Notch filter yang telah dilakukan oleh Hanapi Gunawan pada skripsinya berjudul “Alat Untuk Memperagakan Irama Denyut Jantung Sebagai Bunyi dan Pengukur Kecepatan Denyut Jantung Melalui Elektroda pada Telapak Tangan” mengalami pelemahan sebesar -22,499 dB pada frekuensi 50 Hz untuk meredam derau jala-jala pada frekuensi 50 Hz. Serta pengujian yang dilakukan oleh Leo Hartono pada skripsinya berjudul ”Alat Bantu Analisa Heart Rate Variability”,nilai pelemahnnya sebesar -20 dB untuk meredam derau jala-jala pada frekuensi 50Hz.
v
ABSTRACT
The notch filter (Notch filters) are electronic circuits that serve to hinder or hold signals with a frequency between (median) and will forward the signal with frequencies below and above the intermediate frequency. Notch filter testing results conducted by the Gunawan Hanapi thesis entitled "Tool To Demonstrate For Heartbeat Rhythm Sound and Speed Measuring Heart Rate Through Electrodes on Palms" weakened by -22.499 dB at a frequency of 50 Hz to dampen noise meshes on frequency of 50 Hz. As well as testing conducted by Leo Hartono on his thesis entitled "Aid Heart Rate Variability Analysis", the value of -20 dB pelemahnnya to dampen noise nets at 50Hz frequency.
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan hikmah, nikmat, kekuatan dan kesabaran dalam menyelesaikan perancangan dan penulisan skripsi sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik sebagai syarat untuk menyelesaikan studi Strata satu di Fakultas Teknik Elektro dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.
Pada kesempatan ini juga, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak, antara lain :
1. Papa mama yang sudah dengan sabar mensupport doa tenaga dan semuanya dari awal kuliah sampai sekarang ini, terima kasih masih percaya dengan anaknya buat menyelesaikan kuliah ini, papa Purwoto mama Indriyani terima kasih semoga bisa membalas semuanya segera setelah gelar S.T ini diperoleh dengan perjuangan yang amat panjang.
2. Pak Budiharja dan pak Dalu yang sudah menuntun selama kuliah di Elektro ini dan khususnya dalam skripsi ini, terima kasih untuk arahan bimbingan waktu saran revisi dan waktu yang sudah diberikan sampai selesainya skripsi ini terima kasih sekali pak, semoga setelah lulus bisa makin membanggakan. 3. Budi Santoso “Onip Qwak” sang soulmate sejati dalam hidup nyata..khayalan
dan di hati tentunya, makasih buat semua-muanya, buat tuntunan belajarnya, buat marah-marahnya, buat sebel-sebelnya, buat nangis-nangisnya dan buat pengertiannya yang banyak banget dan buat kasih sayangnya nemeni aku dari awal sampai akhir ini. Makasih banget I love you so much..forever ^^.tanpa kamu apa jadinya aku hehhehe..
4. Dik Agnesia Novita Avionita, makasih udah nemenin dirumah kalo pas dirumah walau sering aku yang ninggal terus hahaha…gangguin karena minta laptopku terus, jadi keganggu ni hehehe….^^ sukses buat kuliahnya dan cepet lulus y…ojo galau wae …^^
vii
6. Terima kasih buat Zacky, Vicky, Cinta, Velly, Billy, Susan, Yoga..I love you all pokoknya .
7. Terima kasih buat Gohtsters guild, Denz, Boe, Batozay, Toples, Paimo ojo galau terus y…. Brewok”ori dlu”,Dhanar, Fasla,khusus buat Desoy jangan males tu level belum 80,juga cepet lulus y….Dan buat Zxc, Stylizh, Zakura, , Tigor Pink, Immortal, Ngk, Mirie semangat untuk rusuh-rusuhan n king lagi wkkkk
8. Teman-teman seperjuangan angkatan 2006, Angling dan Chandra yang sudah bantu banget dalam menyukseskan skripsi ini..tanpa kalian apa jadinya tampilan skripsiku hehe..,Ptie’zz ‘hangga’ yang dah bantu repot angkat – angkat dan tester cadangan, dion yongky yebe bonus aryo sahat retsky andi ranjit ari samudra paskalis budikong penda yoyo danus dan semuanya semoga setelah lulus bisa makin sukses dan jangan lupa aku yang cantik ini y ^^. 9. Serta Putu’07 yang dah mengisi hari-hari di AT-6 ,kalo ga da jadi terasa
sepi..Narendra’07 yang hobinya inbox fb tentang galaunya..ojo galau-galau ndra..semangatt pasti bisa ^^
10. FTJE FTJE tetap jaya tetap jaya lambangnya lambangnya sandal jepit sandal jepit FTJE FTJE tetap jaya tetap jaya sampai tua tua FTE jaya FTE jaya FTE jaya FTE jaya sentosa FTE jaya FTE jaya FTE jaya slamanya..
Penulis berharap tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca sekalian. Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, sehingga penulis mengharap kritik dan saran dari pembaca sekalian yang dapat berguna untuk kemajuan kita bersama.
Salatiga, 1 Januari 2014
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
HALAMAN PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT ... iii
HALAMAN INTISARI ... iv
HALAMAN ABSTRACT ... v
HALAMAN KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Tujuan ... 1
1.2. Latar Belakang Masalah ... 1
1.3. Spesifikasi Alat ... 3
1.4. Sistematika Penulisan ... 3
BAB II LANDASAN TEORI ... 4
2.1. Elektrokardiogram……….. ... 4
2.1.1 Sistem Konduksi Listrik Jantung……….. ... 5
2.1.2 Gelombang Elektrokardiogram……….. ... 5
2.2. Metode Pengukuran Detak Jantung ... 8
2.3. Band Pass Filter ... 9
2.4. Notch Filter... 9
2.5. Gyrator ... 13
2.6. Penguat Instrumentasi AD620 ... 16
2.7. Mikrokontroler ATMega32 ... 17
ix
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI SISTEM ... 21
3.1. Cara Kerja Alat ... 21
3.2. Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras ... 22
3.2.1. Pengujian Perangkat Keras Secara Terpisah ... 22
3.2.1.1. Modul Penguat Elektrokardiogram ... 22
3.2.1.2. Modul Notch filter dengan gyrator ... 24
3.2.1.3. Modul Dc-offset ... 33
3.2.1.4. Modul Rangkaian Penyangga / Buffer ... 35
3.2.2. Pengujian Perangkat Keras Secara Keseluruhan ... 36
3.3. Perancangan dan Realisasi Perangkat Lunak ... 36
3.3.1. Modul Mikrokontroler ATMega32 ... 36
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ... 38
4.1. Pengujian Perangkat Keras ... 38
4.1.1. Pengujian Perangkat Keras Secara Terpisah ... 38
4.1.1.1. Pengujian Penguat Elektrokardiogram ... 38
4.1.1.2. Pengujian Notch filter dengan gyrator ... 41
4.1.1.3. Pengujian Dc-offset ... 46
4.1.1.4. Pengujian Rangkaian Penyangga / Buffer ... 48
4.1.2. Pengujian Perangkat Keras Secara Keseluruhan ... 49
4.2. Pengujian Perangakat Lunak ... 52
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 53
5.1. Kesimpulan ... 53
5.2. Saran ... 54
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Rangkaian Notch Filter 50Hz ... 1
Gambar 1.2. Tanggapan Frekuensi Notch Filter 50Hz ... 2
Gambar 2.1. Sistem konduksi jantung ... 5
Gambar 2.2. Depolarisasi pada nodus SA dan atrium berkontraksi ... 6
Gambar 2.3. Gelombang P pada elektrokardiogram ... 6
Gambar 2.4. Depolarisasi pada ventrikel dan terjadi kontraksi pada ventrikel ... 6
Gambar 2.5. Gelombang QRS pada elektrokardiogram ... 7
Gambar 2.6. Repolarisasi pada ventrikel ... 7
Gambar 2.7. Gelombang T pada elektrokardiogram ... 7
Gambar 2.8. Sinyal elektrokardiogram secara utuh ... 8
Gambar 2.9. Mengukur detak jantung pada pergelangan tangan ... 8
Gambar 2.10. Tanggapan Frekuensi Band Pass Filter………..9
Gambar 2.11. Tanggapan Frekuensi Band Reject Filter. ... 10
Gambar 2.12 Rangkaian Dan Output Band Reject Filter (BRF) Bidang Lebar ... 10
Gambar 2.13 Rangkaian Band Reject Filter (BRF) Bidang Sempit………...12
Gambar 2.14. Faktor Q (kualitas ) suatu filter ... 12
Gambar 2.15. Symbol dari Gyrator ... 14
Gambar 2.16. Susunan pin IC AD620 tampak atas ... 16
Gambar 2.17. Susunan Pin ATMega32 ... 18
Gambar 2.18. Register ADCSRA ... 19
Gambar 2.19. Register ADMUX. ... 20
Gambar 3.1. Blok Diagram Alat Keseluruhan ... 21
Gambar 3.2. Kabel lead ... 22
Gambar 3.3. Elektroda yang ditempel pada tangan dan kaki ... 22
Gambar 3.4. Penempatan Elektroda pada tubuh manusia ... 23
Gambar 3.5. Rangkaian penguat AD620 ... 23
Gambar 3.6. Rangkaian Notch Filter 50Hz ... 24
xi
Gambar 3.8. Transfer Function Rangkaian Notch Filter 50Hz ... 26
Gambar 3.9. Rangkaian Notch Filter 50Hz dengan Gyrator ... 28
Gambar 3.10. Tanggapan Frekuensi Rangkaian Notch Filter 50Hz dengan Gyrator 28 Gambar 3.11. Rangkaian Pembagi Tegangan ... 34
Gambar 3.12 Rangkaian Dc offset dengan penguatan ... 34
Gambar 3.13. Rangkaian Buffer / Penyangga ... 35
Gambar 3.14. Rangkaian Mikrokontroler ATMega32 ... 36
Gambar 3.15. Diagram alir program mikrokontroler ... 36
Gambar 4.1. Penempatan elektroda pada subyek yang diuji ... 38
Gambar 4.2. Blok Pengujian Penguat Elektrokardiogram ... 39
Gambar 4.3. Isyarat masukan Pengujian Penguat Elektrokardiogram ... 39
Gambar 4.4. Hasil Pengujian Keluaran Penguat Instrumentasi ... 40
Gambar 4.5. Tanggapan frekuensi tapis Notch 50Hz ... 42
Gambar 4.6. Keluaran dari Notch Filter pada frekuensi 1 Hz ... 43
Gambar 4.7. Keluaran dari Notch Filter pada frekuensi 50 Hz ... 44
Gambar 4.8. Keluaran dari Notch Filter pada frekuensi 100 Hz ... 45
Gambar 4.9. Keluran dari DC offset tanpa diberi inputan ... 46
Gambar 4.10. Keluran dari DC offset tanpa diberi inputan dengan penguatan ... 46
Gambar 4.11. Inputan AC pengujian DC offset. ... 47
Gambar 4.12. Keluran dari DC offset dengan inputan menggunakan penguatan ... 47
Gambar 4.13. Keluran dari rangkaian Buffer ... 48
Gambar 4.14. Blok Diagram Alat Keseluruhan ... 49
Gambar 4.15. Sinyal Keluaran Penguat Elektrokardiogram ... 49
Gambar 4.16. Sinyal Keluaran dari Notch Filter dengan gyrator ... 50
Gambar 4.17. Sinyal Keluaran dari DC offset ... 51
xii
