BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Penelitian

Bimo Anjas Moro, Anip Febtriko, Diki Arisandi (2017) melakukan penelitian mengenai alat pendeteksi kondisi jantung menggunakan arduino uno dan pulse sensor [1].

Ada berbagai cara yang dapat dilakukan untuk menghitung detak jantung, yaitu dengan merasakan denyut nadi di pergelangan angan dan menghitungnya dengan menggunakan stopwatch. Cara ini tentunya memiliki kekurangan seperti human error atau kesalahan dalam menghitung denyut nadi, sehingga diperlukanlah sebuah alat yang dapat menghitung detak jantung dan mendeteksi kondisi jantung apakah dalam keadaan normal ataupun tidak normal. Alat yang berfungsi untuk menghitung denyut nadi dan mendeteksi kondisi jantung terdiri dari pulse sensor, arduino uno dan modul bluetooth. Untuk menampilkan hasil pengukuran detak jantung melalui aplikasi yang sudah tepasang didalam smartphone android yang terhubung melalui bluetooth. Hasil akhir dari penelitian ini yaitu rata-rata error yang dihasilkan dari percobaan pengukuran detak jantung dari 10 sampel yang dilakukan oleh alat dan pengukuran yang dilakukan secara manual, dan dihasilkanlah persentase rata-rata error. Sehingga dari hasil akhir tersebut dapat ditarik kesimpulan bahwa alat dapat mengukur secara akurat ataukah tidak akurat.

Eko Sulistyo (2016) melakukan penelitian mengenai alat pendeteksi denyut nadi berbasis arduino yang diinterfacekan ke komputer [2]. Metode pengukuran jumlah denyut nadi saat ini masih menggunakan cara manual yaitu dengan menghitung detak denyut jantung/nadi per menit. Untuk mengetahui denyut nadi seseorang perlu melakukan pengukuran di rumah sakit, sehingga tidak semua orang dapat mengukur denyut nadi mereka sendiri. Solusi dari permasalahan ini adalah pembuatan alat pendeteksi denyut nadi manusia otomatis yang bekerja secara real time dan dapat dihubungkan dengan komputer. Tujuan dari penelitian ini adalah dapat membantu semua orang atau tenaga medis dalam melakukan perhitungan denyut nadi secara digital.Tahapan-tahapan dari penelitian ini adalah pulse sensor yang berfungsi untuk mendeteksi denyut nadi manusia dapat diletakkan pada 3 tempat pengukuran, yaitu pada jari, telinga dan dahi yang

selanjutnya diproses oleh arduino mega 2560 sebagai pusat sistem. Data hasil pengukuran yaitu Beat Per Minute (BPM) akan ditampilkan ke LCD dan juga bisa ditampilkan ke sebuah Database menggunakan Visual Basic 6.0. Dari hasil pengujian didapatkan hasil rata-rata pengukuran denyut nadi menggunakan alat adalah 77,3 BPM (Beat Per Minute) dan secara manual adalah 76 BPM (Beat Per Minute) dengan keakuratan alat ini mencapai 98,32% dan memerlukan waktu 10 detik untuk menampilkan nilai rata-rata BPM (Beat Per Minute).

Abiq Muhammad Faesal, Imam Santoso, dan Aghus Sofwan (2020) melakukan penelitian mengenai desain stetoskop untuk deteksi detak jantung menggunakan sensor suara dan perhitungan BPM (Beat per Minute) menggunakan Arduino [3]. Penelitian ini membuat suatu alat yang dapat mengenali suara detak jantung dalam bentuk gelombang dan BPM. Alat ini terdiri dari tiga bagian utama, yaitu: MAX9814 sebagai sensor suara detak jantung, ADC pada mikrokontroler arduino untuk mengidentifikasi jumlah BPM pengguna, dan amplifier sebagai penguat sinyal suara detak jantung. Data yang dihasilkan dari alat deteksi detak jantung manusia usia 20-24 tahun akan dikonversi sebagai sinyal suara digital. Kemudian sinyal yang ditransmisikan menggunakan kabel aux akan dibandingkan dengan sinyal melalui bluetooth. Dari hasil pengujian dengan kabel aux didapatkan rata-rata varians 0.028 dan rata-rata standar deviasi 0.166. Sedangkan pada sinyal suara menggunakan bluetooth didapatkan rata-rata varian 0.0444 dan rata-rata standar deviasi 0.2071.

Dari ketiga pengujian tersebut dapat diambil kesimpulan bahwa beberapa bagian penunjang utama sistem akuisisi data seperti hardware pulse sensor atau MAX9814, modul bluetooth dan mikrokontroler arduino yang telah berfungsi dengan baik dan relevan dengan sistem SWIRESCOPE.

Pada penelitian ini penulis akan membangun sistem akuisisi data untuk mendeteksi detak jantung seseorang atau pasien. Sistem akuisisi data akan dilengkapi dengan sensor yang dapat melakukan pengukuran jumlah detak jantung dalam satuan menit dan dapat digunakan digunakan sebagai perekam suara dari organ jantung.

2.2 Tinjauan Komponen Penelitian 2.2.1 Stetoskop Akustik

Stetoskop merupakan alat bantu pemeriksaan yang umum digunakan oleh dokter.

Alat ini berfungsi untuk mendengarkan suara dari dalam tubuh, salah satunya untuk mendengarkan suara detak jantung dan mendeteksi kelainanya. Stetoskop mempunyai bagian-bagian yaitu bell, diaghragm, tubing, dan earpieces. Setiap bagian stetoskop mempunyai fungsinya, seperti bell fungsinya untuk mendengarkan bunyi atau suara berfrekuensi rendah, seperti bunyi jantung, diaphragm berfungsi untuk mendengarkan bunyi atau suara berfrekuensi tinggi, seperti suara mengi di parau-paru, dan tubing fungsinya untuk menyalurkan suara dari diafragma atau bell menuju earpieces. Pada penelitian ini tidak menggunakan earpieces, hanya dibutuh bagian tubing sampai bell dan diaghragm. Stetoskop yang digunakan pada umumnya mempunyai bagian eartips.

Stetoskop digunakan untuk mengirimkan suara dari permukaan tubuh ke telinga manusia. Hasilnya tergantung pada penempatan stetoskop ke lokasi yang diinginkan pada tubuh. Stetoskop akustik yang paling umum digunakan, dan beroperasi dengan menyalurkan suara dari bagian dada, melalui tabung kosong berisi udara ke telinga pendengar [4]. Bentuk perangkat stetoskop dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Stetoskop Akustik [5].

Pada penelitian ini stetoskop dipotong bagian selongsong saluran suara dan merekatkannya pada mic sensor suara.

Gambar 2.2 Pemotongan Stetoskop.

2.2.2 Arduino Nano

Arduino merupakan sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembang, tetapi merupakan kombinasi dari hardware, bahasa pemrogaman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih IDE adalah sebuah software yang berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan mengupload ke dalam memory microcontroler.

Arduino Nano adalah salah satu board mikrokontroler yang berukuran kecil, lengkap dan mendukung penggunaan breadboard. Arduino Nano diciptakan dengan basis microcontroler ATmega328 (untuk Arduino Nano versi 3.x) atau Atmega 16 (untuk Arduino versi 2.x). Arduino Nano kurang lebih memiliki fungsi yang sama dengan Arduino Duemilanove, tetapi dalam paket yang berbeda. Arduino Nano tidak menyertakan colokan DC berjenis Barrel Jack, dan dihubungkan ke komputer menggunakan port USB Mini-B. Arduino Nano dirancang dan diproduksi oleh perusahaan Gravitecth [6]. Spesifikasi Arduino Nano dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Gambar 2.3 Arduino Nano.

Tabel 2.1 Spesifikasi Arduino Nano

Komponen Arduino Nano

Processor ATmega328P

Fungsi Pusat perintah dari sistem Input Tegangan input 5 – 9 V Output Arus DC setiap pin I/O Analog In/Out 8/0

Digital In/Out 14/6 Kebutuhan

Kuantitatif

Catu daya 5 V DC Deskripsi

Kebutuhan

• Dapat mengkonversikan sinyal analog dari sensor menjadi sinyal digital agar dapat dibaca oleh pengguna.

• Dapat memberikan perintah kepada modul-modul untuk melakukan aksi terhadap masukan yang diterima mikrokontroler.

2.2.3 Sensor MAX9814

Sensor MAX9814 Merupakan sensor penguat mikrofon berbiaya rendah dan berkualitas tinggi dengan kontrol penguatan otomatis dan bias kebisingan rendah.

MAX9814 terdiri dari beberapa sirkuit yang berbeda: preamplifier kebisingan redah, penguat gain variable (VGA), penguat keluaran, generator tegangan mikro, dan sirkuit control AGC. Generator tegangan bias mikrofon internal memberikan bias 2 V yang sesuai untuk sebagian besar mikrofon kondensor electret. MAX9814 memperkuat input dalam tiga tahap berbeda. Pada tahap pertama, input dikuatkan dengan penguatan 12 dB.

Tahap kedua terdiri dari VGA yang dikendalikan oleh AGC. Kombinasi VGA/AGC mampu memvariasikan penguatan dari 20 dB hingga 0 dB. Penguat keluaran adalah tahap

terakhir dimana penguatan tetap 8 dB, 18 dB, 20 dB deprogram melalui masukan logika tiga tingkat tunggal. Tanpa kompresi dari AGC, MAX9814 mampu memberikan penguatan 40 dB, 50 dB, atau 60 dB [7]. Gambar sensor suara MAX9814 dapat dilihat pada gambar 2.4.

Gambar 2.4 Sensor MAX9814 [7].

Table 2.2 Spesifikasi Sensor MAX9814

Komponen Sensor MAX9814

Fungsi Untuk mendeteksi suara detak

jantung dan paru-paru

Input Suara dari organ jantung dan paru

Output Tegangan

Tegangan Input 2.7 – 2.5 V

Kebutuhan Mengubah gelombang sinusioda

suara mejadi gelombang sinus energi listrik.

2.2.4 Modul Bluetooth HC-05

Modul Bluetooth HC-05 merupakan modul bluetooth yang bias menjadi slave ataupun master hal ini dibuktikan dengan bias memberikan notifikasi untuk melakukan pairing keperangkat lain, maupun perangkat lain tersebut yang melakukan pairing ke module Bluetooth CH-05. Untuk mengeset perangkat bluetooth dibutuhkan perintah- perintah AT command yang mana perintah AT command tersebut akan direspon oleh perangkat bluetooth jika bluetooth tidak dalam keadaan terkoneksi dengan perangkat lain.

Modul bluetooth HC-05 dengan supply tegangan sebesar 3,3 V ke pin 12 modul bluetooth sebagai VCC. Pin 1 pada modul bluetooth sebagai transmitter kemudian pin 2 pada bluetooth sebagai receiver.

Gambar 2.5 Modul Bluetooth HC-05.

Tabel 2.3 Spesifikasi Modul Bluetooth HC-05

Komponen Modul Bluetooth HC-05 Fungsi Mengirimkan data ke perangkat smartphone

Input Data dari arduino

Output Data berupa grafik pada smartphone Tegangan Input 1.8 V – 3.6 V I/O

Frekuensi 2,4 GHz ISMband Sensitivitas 0-84 dBm at 0.1% BER Dimensi 3.57 cm x 1.52 cm

2.2.5 Modul ESP8266

Modul ESP8266 adalah sebuah komponen chip terintegrasi yang didesian untuk keperluan dunia masa kini yang serba tersambung. Chip ini menawarkan solusi networking Wi-Fi yang lengkap dan menyatu, yang dapat digunakan sebagai penyedia apalikasi atau untuk memisakan semua fungsi networking Wi-Fi ke pemroses aplikasi lainya. ESP8266 memiliki kemampuan on-board prosesing dan storage yang memungkinkan chip tersebut untuk diintegrasikan dengan sensor-sensor atau dengan aplikasi alat tertentu melalui pin input output hanya dengan pemrograman singkat.

Adapun gambar Modul ESP8266 yang dapat dilihat pada gambar 2.6.

Gambar 2.6 Modul ESP8266.

Table 2.4 Spesifikasi Modul ESP8266

Komponen Modul ESP8266

Fungsi Berkomunikasi atau kontrol melalui internet Input Perintah dari mikrokontroler

Output Data pembacaan sensor yang ada pada swirescope Tegangan Input 3.3 V DC

Kebutuhan Mengirimkan data sensor suara ke internet untuk ditampilkan di mobile apps.

2.2.6 Adaptor 12 Volt

Adaptor yang digunakan pada sistem SWIRECOPE memiliki Spesifikasi 12 V DC dengan arus 2 A. Arus 2 A yang tergolong besar dimaksudkan agar adaptor dapat menyuplai seluruh komponen dan modul tanpa ada kendala drop tegangan. Pada gambar 2.7 merupakan komponen adaptor yang digunakan pada sistem SWIRESCOPE.

Gambar 2.7 Adaptor 12 Volt 2 A.

Tabel 2.5 Spesifikasi Adaptor 12 Volt 2 A

Nama Komponen Adaptor 12 Volt 2 A

Fungsi Sebagai penyuplai tegangan / daya utama bagi box dan komponen yang ada didalamnya.

Input Tegangan AC 220 V

Output Tegangan DC 12 V

Kebutuhan Dapat mengubah inputan tegangan AC 220 V menjadi tegangan DC 12 V 2 A untuk kebutuhan supply tegangan box.

2.2.7 Baterai Lithium-ion

Baterai ion litium (biasa disebut Baterai Li-ion atau LIB) adalah salah satu anggota keluarga baterai isi ulang. Di dalam baterai ini, ion litium bergerak dari elektroda negatif ke elektroda positif saat dilepaskan, dan kembali saat diisi ulang. Baterai Li-ion memakai senyawa litium interkalasi sebagai bahan elektrodanya, berbeda dengan litium metalik yang dipakai di baterai litium non-isi ulang. Baterai ion litium umumnya dijumpai pada barang-barang elektronik konsumen. Baterai ini merupakan jenis baterai isi ulang yang paling populer untuk peralatan elektronik portabel, karena memiliki salah satu kepadatan energi terbaik, tanpa efek memori, dan mengalami kehilangan isi yang lambat saat tidak digunakan [8].

Gambar 2.8 Baterai Lithium-ion [8].

Adapun untuk rangkaian recharge baterai yang akan di gunakan adalah sebagai berikut.

Gambar 2.9 Rangkaian Recharge Baterai.

Tabel 2.6 Spesifikasi Baterai Lithium-Ion 1850

Nama Komponen Baterai Lithium-Ion 18650

Fungsi Sebagai penyuplai tegangan / daya bagi box dan komponen yang ada didalamnya.

Input Tegangan AC 240 V (saat charging)

Output Tegangan DC 3,7 V 2500 mAh per selnya

Tegangan Input 4.5 - 5.5 V

Kebutuhan Hardware untuk kebutuhan charging baterai

2.2.8 Amplifier PAM8403

PAM8403 adalah chip digital amplifier stereo (penguat kelas D) yg berukuran kecil, menghasilkan suara high-fidelity (HiFi) dengan output 3W+3W (stereo). Amplifier ini dilengkapi potensiometer (untuk mengatur volume) dan switch on/off jika potensiometer diputar berlawanan arah jarum jam.

Gambar 2.10 Amplifier PAM8403.

Tabel 2.7 Spesifikasi Amplifier PAM8403

Nama Komponen Amplifier PAM8403

Fungsi Sebagai penguat sinyal audio dari sensor suara

Input Sinyal suara

Output Sinyal suara yang sudah dikuatkan

Tegangan Input 2.5 - 5.5 V DC

2.3 Tinjauan Metode Pengujian

Sistem tes merupakan integrasi test dari behavior seluruh sistem atau independent subsistem. Metode sistem tes ini biasanya dilakukan pertama kali oleh pengembang atau personil pengujian untuk memastikan bahwa keseluruhan sistem tidak berfungsi dan bahwa sistem telah memenuhi persyaratan pengguna (user requierment). Sistem tes biasanya dilakukan diakhir setiap iterasi/pembuatan sistem/subsistem untuk mendidentifikasi isu-isu penting, seperti masalah peformansi yang perlu ditangani untuk iterasi/perbaikan berikutnya [9].