BAB 4
IMPLEMENTASI & EVALUASI
1.1. Spesifikasi Sistem
1.1.1. ECG1
• Memiliki 3 Channel lead
• Monitor Output untuk display output di oscilloscope
• Menggunakan baterai 9V sebagai power
• Pengaturan gain dalam menerima sinyal jantung
• Beat indicator sebagai indicator detak jantung
1.1.2. Arduino
• Menggunakan Mikrokontroller ATmega 328
• Beroperasi pada tengangan 5V
• Tegangan input 7 – 12V
• Memiliki 14 pin digital input/output
• Memiliki 6 pin analog
• Flash Memory 32 KB pada ATmega328 dengan 2 KB digunakan
untuk bootloader
• SRAM 2KB pada ATmega 328
1.1.3. Android
• Processor Dual-core 1,2 GHz Cortex-A9
• GPU PowerVR SGX540
• Chipset TI OMAP 4460
• Memory RAM 1GB
• Display 4,65 inch,720 x 1280 pixels
• OS android 4.1.2 Jelly Bean
Gambar 4.1 Tampilan Aplikasi Android
4.2 Daftar Komponen & Modul
Komponen dan Modul yang digunakan untuk pembuatan sistem ini dapat dilihat pada
Tabel 4.1 daftar komponen dan modul
Nama
Komponen/Modul
Tipe Jumlah
Microcontroller Arduino Uno 1
Android Galaxy Nexus 1
Bluetooth Bluetooth slave 1
Clamping Kapasitor Resistor Dioda 1 3 1 Tabel 4.1 Daftar Komponen dan Modul
4.3 Implementasi
4.3.1 Prosedur Pemasangan dan Pengoprasian
Gambar 4.2 interface ECG1
Untuk pemasangan, pasien / pengguna menghubungkan probe in dengan connector yang memiliki 3 cabang, 2 cabang (kabel berwarana merah) dihubungkan dengan pergelangan tangan kanan dan kiri (gambar 4.3) dan 1 cabang (kabel berwarna hitam) pada pergelangan kaki (gambar 4.4). Selanjutnya monitor out pada ECG1 dihubungkan dengan connector pada arduino dengan menggunakan male to male connector.
Gambar 4.3 Board arduino
Gambar 4.4 Pergelangan tangan
Gambar 4.5 Pergelangan kaki
Beri tegangan pada board arduino. Tegangan yang diberikan pada board arduino akan mengaktifkan modul bluetooth. Menyalanya modul bluetooth ditandai dengan berkedipnya lampu led merah. Bila bluetooth
sudah menyala, maka kita dapat melakukan koneksi atau hubungan dengan android. Untuk melakukan hubungan tersebut, tekan tombol “connect” pada aplikasi android.
Pada tampilan aplikasi terdapat tombol “on/off” yang digunakan untuk mulai menerima data dari arduino. Setelah switch di ECG dinyalakan dan android telah terhubung dengan Bluetooth maka data sinyal jantung dapat ditampilkan pada android.
Setelah data di tampilkan di android, pasien / pengguna dapat memberhentikan proses penampilan dan penyimpanan data di android dengan menekan kembali tombol “on/off”. Pasien / pengguna dapat mengakses web database dengan menekan tombol “send”.
Setelah tombol “send” ditekan, maka aplikasi web browser akan terbukan dan menampilkan halaman utama dan melakukan login ke database dengan username: patient dan password: patient123. Pasien akan melakukan proses unggah data dengan menekan tombol “upload” kemudian memilih data ECG yang terdapat di android. Data yang telah diunggah oleh pasien, dapat dilihat oleh dokter untuk melakukan pengecekan. Pasien pun dapat melihat daftar data yang sudah diunggah sebelumnya dan melihat hasilnya dalam bentuk grafik di web.
Proses dokter melakukan login hampir sama dengan pasien, memasukan username: skripsi dan password: vs123. Pada tampilan web dokter tidak ada tombol “upload”, hanya terdapat tombol “list” untuk menampilkan daftar data yang telah di kirim oleh pasien.
4.4 Tahapan Pengujian
4.4.1 Perbandingan ECG1 dengan ECG
Pengujian dilakukan dengan cara menjalankan EKG asli dengan ECG1 dalam waktu yang hampir bersamaan pada seorang pasien. Data yang diambil merupakan data untuk lead 1.
Gambar 4.6 Hasil Tes Menggunakan EKG asli
Gambar 4.7 Hasil ECG1 Pada Tampilan Web Hasil sinyal yang di dapat dari EKG asli memiliki bentuk sinyal yang berbeda dengan bentuk sinyal yang di dapat dari ECG1. Perbedaan bentuk sinyal ini disebabkan karena proses pengolahan sinyal input-nya berbeda dengan pengolahan sinyal pada ECG asli.
waktu
waktu tegangan
4.4.2 Pengecekan Error ADC
Input ADC (V) Nilai digital
tegangan digital (V) Error (%) 1.02 216 1.058 3.725 1.32 280 1.372 3.949 2.36 499 2.445 3.601 3.34 705 3.455 3.443 4.39 921 4.513 2.802 4.69 985 4.827 2.921 4.83 1016 4.978 3.064
Tabel 4.1 Error ADC
Pengujian dilakukan dengan memberikan tegangan DC pada pin A0 arduino yang merupakan pin ADC arduino. Tegangan DC diberikan berasal dari batterai dengan besar tegangan yang diberikan berkisar antara 0V – 5V.
Untuk mendapatkan tegangan yang seharusnya, penulis melakukan perhitungan :
Vb = V(max) / Resolusi ADC (Persamaan 4.1)
= 5V / 1024
= 0,0049V
Vd = nilai digital * Vb (Persamaan 4.2)
= nilai digital * 0,0049V
Vb = tegangan untuk 1 bit ADC
Vd = tegangan digital
Vi = tegangan input ADC
Dari data yang didapat di atas, besar error ADC yang di dapat berkisar antara 2,8% sampai 3,9%. Dengan besar error ADC tersebut, bentuk sinyal digital yang diperoleh masih sama dengan bentuk sinyal analognya.
4.4.3 Perbandingan Data Analog dan Digital
Gambar 4.8 Sinyal sebelum dan sesudah proses ADC
= CH1 = CH2 = MATH
CH1 = 1,76Vpp (scale 1v)
CH2 = 1,54Vpp (scale 1v) MATH = 1,76Vpp (scale 2v)
CH1 merupakan channel untuk menampilkan sinyal dari ECG1 (sebelum dilakukan proses ADC). CH2 merupakan channel untuk menampilkan sinyal dari ECG1 yang sudah melewati proses ADC dan
Waktu tegangan
dilakukan proses DAC kembali. Pada channel 1 dan 2 memiliki bentuk sinyal yang sama, namun waktu terlihat berbeda, hal ini disebabkan karena pada proses mengubah sinyal dari ADC dan DAC kembali membutuhkan waktu, sehingga terjadi pergeseran waktu pada CH2. Pada CH2 terlihat ada pengurangan tegngan, hal ini dapat disebabkan karena pengaruh pengiriman sinyal dari ECG1 ke ADC dan adanya proses DAC, sehingga tegangannya berkurang.
MATH merupakan channel pada oscilloscope dimana hasil pengurangan dari CH1 dan CH2. Dengan scale yang digunakan pada MATH adalah 2V, sehingga hasil dari sinyalnya terlihat lebih kecil.
Dari gambar 4.8 di atas, dapat disimpulkan bahwa sinyal dari ECG1 (sebelum dilakukan proses ADC) dan sinyal setelah dilakukan ADC masih memiliki karakteristik yang sama. Resolusi ADC yang digunakan adalah 10 bit.
Gambar 4.9 FFT menggunakan Oscilloscope Frequency (Hz)
Data FFT pada tampilan oscilloscope diambil secara langsung dari alat (sebelum proses ADC), sedangkan data FFT pada tampilan Matlab diambil dari data digital (setelah proses ADC). Pada gambar 4.9, frekuensi cutoff sekitar 14,84Hz. Frekuensi cutoff didapat dari 0,707 atau -3db dari magnitude sinyal yang dilewatkan.
Gambar 4.10 rangkaian low pass filter aktif orde 2 pada ECG1
Besar resistor dan kapasitor yang digunakan dalam proses low pass filter ini adalah :
R7 = R8 = 100KΩ C6 = C7 = 100nF
fc = (Persamaan 4.4)
fc = Frekuensi cutoff
Maka didapat bahwa frekuensi cutoff berada pada 15.92 Hz.
Sesuai dengan teori Nyquist, agar tidak ada informasi sinyal yang hilang, maka frequency sampling yang digunakan harus minimal dua kali frekuensi sinyal aslinya. Dengan demikian, frekuensi sampling yang digunakan oleh arduino sebesar 125KHz, sudah cukup dalam melakukan sampling sinyal ECG1.
4.5 Evaluasi
Bentuk sinyal yang dihasilkan dari ECG1 masih memiliki perbedaan dengan bentuk sinyal dari ECG asli. Proses ADC sudah dapat berjalan dengan baik. Walaupun masih terdapat error pada proses ADC, namun bentuk sinyal digital sama dengan bentuk sinyal analognya. Pada web proses penampilan data ECG1 dalam bentuk grafik sudah dapat dilakukan.
Kelebihan :
• Proses digitalisasi untuk ECG sudah dapat dilakukan, dan bentuk sinyal analog dan digital sudah serupa,
• Sudah dapat mengunggah data text ke server,
• Sudah dapat menampilkan data dalam bentuk sinyal di web,
• Dapat menampilkan bentuk sinyal pada android, Kekurangan :
• ECG1 tidak dapat digunakan dalam pengecekan kondisi jantung, dikarenakan bentuk sinyal yang didapat dari ECG1 berbeda dengan bentuk sinyal yang didapat dari ECG asli,
• Aplikasi android belum dapat menampilkan grafik secara realtime,
