SISTEM DETEKSI JATUH UNTUK MANUSIA LANJUT USIA BERBASIS ARDUINO

SISTEM DETEKSI JATUH UNTUK MANUSIA LANJUT USIA BERBASIS ARDUINO

SKRIPSI

Oleh

Fajar Akbar Maulana 11140910000134

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA

1439 H/2018 M

SISTEM DETEKSI JATUH UNTUK MANUSIA LANJUT USIA BERBASIS ARDUINO

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer (S. Kom)

Oleh

Fajar Akbar Maulana 11140910000134

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA

1439 H/2018 M

Dengan ini saya menyatakan bahwa:

1. Skripsi ini merupakan hasil karya asli saya yang diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan memperoleh gelar strata 1 di UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

2. Semua sumber yang saya gunakan dalam penulisan ini telah saya cantumkan sesuai dengan ketentuan yang berlalku di UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

3. Jika di kemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan hasil karya asli saya atau merupakan hasil jiplakan dari karya orang lain, maka saya bersedia menerima sanksi yang berlaku di UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.

Ciputat, 7 Maret 2018

Fajar Akbar Maulana

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya, saya dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Komputer Program Studi Teknik Informatika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta. Saya menyadari bahwa, tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan skripsi ini, sangatlah sulit bagi saya untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, saya mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Feri Fahrianto, M.Sc, selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan saya dalam penyusunan skripsi ini.

2. Bapak Hendra Bayu Suseno, M.Kom, selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan saya dalam penyusunan skripsi ini.

3. Orang tua dan keluarga saya yang telah memberikan bantuan dukungan material dan moral; dan

4. Sahabat yang telah banyak membantu saya dalam menyelesaikan skripsi ini.

Akhir kata, saya berharap Tuhan Yang Maha Esa berkenan membalas segala kebaikan semua pihak yang telah membantu. Semoga skripsi ini membawa manfaat bagi pengembangan ilmu.

Ciputat, 7 Maret 2018

Fajar Akbar Maulana

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademik UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama: Fajar Akbar Maulana NPM: 11140910000134

Program Studi: Teknik Informatika Departemen:

Fakultas: Sains dan Teknologi Jenis karya: Skripsi

demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul: Sistem Deteksi Jatuh Untuk Manusia Lanjut Usia Berbasis Arduino

beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Noneksklusif ini Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta berhak menyimpan, mengalihmedia/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan memublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di: Ciputat Pada tanggal: 7 Maret 2018

Yang menyatakan

(Fajar Akbar Maulana)

Nama : Fajar Akbar Maulana Program Studi : Teknik Informatika

Judul : Sistem Deteksi Jatuh Untuk Manusia Lanjut Usia Berbasis Arduino

ABSTRAK

Lanjut Usia tentu tidak dapat terhindar dari keterbatasan secara fisik.

Dengan kondisi tersebut, potensi terjadinya jatuh pada lanjut usia cukup tinggi.

Jatuh adalah masalah yang meluas di kalangan orang tua, menyebabkan sejumlah besar cedera kematian dan penggunaan layanan perawatan kesehatan. Pengawasan sangat diperlukan bagi lanjut usia yang potensi jatuhnya tinggi. Akan tetapi, sebagai anggota keluarga tidak mungkin selamanya berada di dekat lansia untuk melakukan pengawasan secara langsung. Oleh karena itu, pengawasan dapat dilakukan secara tidak langsung dengan memanfaatkan teknologi yang ada saat ini. Maka peneliti mengembangkan sistem deteksi jatuh untuk manusia lanjut usia, dimana pada sistem ini besaran akselerasi dan orientasi pada sumbu x, y, dan z dari sensor accelerometer dan gyroscope diproses menjadi nilai total akselerasi dan total orientasi. Hasil tersebut digunakan untuk membedakan aktivitas biasa dengan jatuh.

Kemudian jika jatuh terdeteksi, modul GSM mengirimkan notifikasi jatuh kepada anggota keluarga. Pengujian dilakukan dengan skenario yang telah ditentukan.

Hasil penelitian ini menunjukkan sensitifity sebesar 91%, spesificity sebesar 96%

dan daya tahan baterai selama 6,27 jam.

Kata Kunci: lansia, deteksi jatuh, gyroscope, accelerometer Daftar Pustaka: 34

Jumlah Halaman: VI Bab + xi Halaman + 72 Halaman

Name : Fajar Akbar Maulana Study Program: Informatics Engineering

Title : Fall Detection System for Elderly people based Arduino

ABSTRACT

Elderly people certainly can’t avoid physical limitations. With these conditions, the potential occurrence of falls in the elderly is quite high. Falling is a widespread problem among the elderly, causing a large number of death injuries and the use of health care services. Supervision is necessary for elderly people with high potential to fall. However, as a family member it is not possible to stay near the elderly for direct supervision. Therefore, supervision can be done indirectly by utilizing existing technology. So researchers develop fall detection systems for elderly people, where in this system the amount of acceleration and orientation on the x, y, and z axes of accelerometer and gyroscope sensors is processed into total acceleration and total orientation values. These results are used to distinguish between ordinary activity or fall. Then if the fall is detected, the GSM module sends the notification drop to the family member. Testing is done with predetermined scenario. The results of this study showed a sensitivity of 91%, specificity of 96%

and battery life for 6.27 hours

Keywords: elderly, fall detection, gyroscope, accelerometer

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ... iv

ABSTRAK ... v

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR TABEL ... xi

PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 4

1.3 Batasan Masalah ... 4

1.4 Tujuan Penelitian ... 5

1.5 Manfaat Penelitian ... 5

1.6 Metodologi Penelitian ... 5

1.6.1 Metode Pengumpulan Data ... 6

1.6.2 Metode Pengembangan Sistem ... 6

1.7 Sistematika Penulisan ... 6

LANDASAN TEORI ... 8

2.1 Definisi Lansia ... 8

2.2 Jatuh Pada Lansia ... 8

2.2.1 Definisi Jatuh ... 9

2.2.2 Akibat Jatuh ... 9

2.3 Mikrokontroler ... 11

2.3.1 Mikrokontroler ATMega 328 ... 12

2.4 Arduino ... 12

2.4.1 Arduino Nano ... 14

2.5 Arduino IDE ... 17

2.6 Definisi Prototype ... 18

2.7 Definisi Sistem ... 20

2.8 Sensor Microphone ... 21

2.9 Modul GSM ... 23

2.9.1 Layanan SMS pada Modul GSM ... 23

2.10 Sensor Accelerometer & Gyroscope ... 25

2.11 Modul SD Card ... 26

2.12 Aplikasi Fritzing ... 27

2.13 Blackbox Testing ... 28

2.14 Definisi Flowchart ... 29

2.14.1 Teknik Pembuatan ... 29

2.15 Definisi Kuesioner ... 30

2.15.1 Tujuan Kuesioner ... 31

METODOLOGI PENELITIAN ... 32

3.1 Metodologi pengumpulan Data ... 32

3.1.1 Studi Pustaka ... 32

3.1.2 Studi Literatur ... 32

3.1.3 Observasi ... 35

3.1.4 Kuesioner ... 35

3.2 Metode Pengembangan Sistem ... 35

3.2.1 Pengumpulan Kebutuhan ... 36

3.2.2 Membangun Prototipe ... 36

3.2.3 Evaluasi Prototipe ... 36

3.2.4 Mengkodekan Sistem ... 36

3.2.5 Menguji Sistem ... 37

3.2.6 Evaluasi sistem ... 37

3.2.7 Menggunakan Sistem ... 37

3.3 Alur Penelitian ... 38

PEMBUATAN SISTEM ... 39

4.1 Pengumpulan Kebutuhan ... 39

4.1.1 Analisis Kebutuhan Perangkat Keras ... 40

4.1.2 Analisis Kebutuhan Perangkat Lunak ... 40

4.2 Membangun Prototipe ... 41

4.2.1 Arsitektur Sistem Usulan ... 41

4.2.2 Skematik sistem arduino dengan sensor MPU6050 ... 44

4.2.3 Skematik sistem arduino dengan sensor Microphone ... 44

4.2.4 Skematik sistem arduino dengan Modul GSM SIM800L .... 45

4.2.5 Skematik sistem arduino dengan Micro SD ... 46

4.3 Evaluasi Prototipe ... 46

4.4 Mengkodekan Sistem ... 47

HASIL DAN PENGUJIAN ... 49

5.1 Menguji Sistem ... 49

5.1.1 Skenario Pengujian Pada Pengguna Sistem ... 51

5.1.2 Rancangan Pengukuran Hasil Pengujian ... 52

5.1.3 Hasil Pengujian ... 52

5.2 Evaluasi Sistem ... 59

5.3 Menggunakan Sistem ... 60

5.4 Hasil Kuesioner ... 60

PENUTUP ... 61

6.1 Kesimpulan ... 61

6.2 Saran ... 61

DAFTAR PUSTAKA ... 63

LAMPIRAN 1 ... 66

LAMPIRAN 2 ... 70

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Arduino Nano ... 14

Gambar 2.2 Sensor Microphone ... 21

Gambar 2.3 Modul gsm sim800l ... 23

Gambar 2.4 Modul MPU6050 ... 25

Gambar 2.4 Simbol-simbol Pada Flowchart ... 30

Gambar 3.1 Kerangka Pemikiran Penelitian ... 38

Gambar 4.1 Sistem Usulan ... 41

Gambar 4.2 Skema Rangkaian Sistem ... 42

Gambar 4.3 Cara Kerja Sistem ... 43

Gambar 4.4 Skematik Arduino dengan MPU6050 ... 44

Gambar 4.5 Skematik Arduino dengan LM393 ... 45

Gambar 4.6 Skematik Arduino dengan GSM SIM800L V2 ... 45

Gambar 4.7 Skematik Arduino dengan Micro SD ... 46

Gambar 4.8 Flowchart alur pengkodean system ... 48

Gambar 5.1 Pengujian Modul Sensor ... 51

Gambar 5.2 Hasil pengujian Jatuh berdasarkan total akselerasi ... 53

Gambar 5.3 Hasil pengujian Jatuh berdasarkan total perubahan sudut ... 53

Gambar 5.4 Pengujian Jatuh oleh penguji ... 55

Gambar 5.5 Hasil Pengujian Berdasarkan Parameter ... 56

Gambar 5.6 Hasil pengujian Modul GSM dan Modul Mic ... 57

Gambar 5.7 Hasil pengujian Modul Micro SD ... 58

Gambar 5.8 Hasil pengujian Modul Micro SD ... 58

Gambar 5.9 Hasil akhir sistem deteksi jatuh ... 60

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi Arduino Nano ... 14

Tabel 2.2 Perbandingan Model Pengembangan ... 19

Tabel 3.1 Perbandingan Model Pengembangan ... 33

Tabel 3.2 Gambaran perbandingan Penelitian Sejenis ... 34

Tabel 4.1 Kebutuhan Perangkat Keras ... 40

Tabel 4.2 Evaluasi Prototipe ... 46

Tabel 5.1 Tabel Pengujian Modul ... 50

Tabel 5.2 Desain Pengujian ... 51

Tabel 5.3 Penjelan grafik Hasil Pengujian Kejadian Jatuh ... 54

Tabel 5.4 Hasil Pengujian Untuk Kejadian Jatuh ... 55

Tabel 5.5 Hasil Pengujian Untuk Aktivitas Biasa ... 55

Tabel 5.6 Sensitifity dan Specificity ... 55

Tabel 5.7 Hasil Kuesioner ... 59

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Salah satu indikator keberhasilan pembangunan nasional dari sisi kesehatan adalah semakin meningkatnya usia harapan hidup penduduk.

Meningkatnya usia harapan hidup penduduk, menyebabkan jumlah penduduk lanjut usia (lansia) terus meningkat dari tahun ke tahun. Definisi lansia menurut UU Nomor 13 Tahun 1998 tentang kesejahteraan, lansia adalah penduduk yang telah mencapai usia 60 tahun ke atas (Depsos, 1999).

Populasi lansia di dunia meningkat setiap tahunnya. Berdasarkan data Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB), jumlah penduduk 60 tahun keatas diperkirakan mencapai 1,4 miliar orang pada 2030. Populasi terbesar adalah di Afrika yang pada tahun 2015 berjumlah lebih dari setengah miliar orang.

Di seluruh dunia jumlah lansia (orang berusia 60 tahun atau lebih) tumbuh lebih cepat daripada kelompok usia lainnya, pertumbuhan mereka menjadi 12 persen pada tahun 2014 dan diperkirakan akan mencapai 21 persen pada tahun 2050.

Menurut Survei Statistik Indonesia (BPS, Badan Pusat Statistik) pada tahun 2014, populasi lanjut usia di Indonesia juga meningkat menjadi 8,03% dari jumlah penduduk pada tahun tersebut. Meningkatnya populasi lanjut usia disebabkan oleh meningkatnya harapan hidup dan tingkat kelahiran yang menurun.

Menua adalah proses yang ilmiah, hilangnya perlahan-lahan

kamampuan jaringan organ tubuh, memperbaiki atau mengganti untuk

mempertahankan struktur dan fungsi normalnya, bersifat irreversibel dan

dialami oleh semua mahluk. Bertambahnya usia, timbul perubahan-

perubahan sebagai akibat proses menua (aging process), meliputi perubahan

fisik, mental, spiritual dan psikososial. Lansia merupakan proses tumbuh

kembang manusia yang tidak secara tiba-tiba menjadi tua, tetapi

berkembang dari bayi dan akhirnya menjadi tua. Hal ini normal, dengan

perubahan mencapai usia tahap perkembangan kronologis tertentu (Azizah, 2011).

Lanjut usia tentu tidak dapat terhindar dari keterbatasan secara fisik, seperti keterbatasan penglihatan, kemampuan berjalan, dan pendengaran.

Dengan kondisi tersebut, potensi terjadinya jatuh pada lanjut usia cukup tinggi. Menurut penelitian Made Liandana et al. (2014) mengenai deteksi jatuh bahwa sekitar 28 sampai 35 persen orang yang telah berusia 65 tahun pernah mengalami jatuh setidaknya satu kali dalam setahun (Made et al, 2014).

Jatuh merupakan kejadian yang sering terjadi di lingkungan sekitar, hampir setiap orang pernah mengalami jatuh baik balita, anak-anak, dewasa maupun lanjut usia. Menurut Siti Norhabibah et al. (2016) mereka menjelaskan penelitian mengenai deteksi jatuh bahwa sekitar 50 persen orang yang telah berusia 80 tahun pernah mengalami jatuh yang berarti jatuh memengaruhi jutaan orang di dunia. Menurun atau menghilangnya fungsi organ seperti hilangnya keseimbangan, penglihatan, dan pendengaran mulai berkurang, serta ketidakmampuan jaringan dalam mempertahankan fungsi normalnya merupakan penyebab manula sering terjatuh. Beberapa akibat yang ditimbulkan oleh jatuh, seperti rasa sakit, kelemahan tubuh, cacat, bahkan dapat meningkatkan risiko kematian (Shumway et al, 2009).

Kecelakaan jatuh dan akibatnya memerlukan perhatian medis dan seringkali merupakan penyebab patah tulang, cedera otak traumatik dan lesi pada anggota tubuh bagian atas yang menginduksi, dalam banyak kasus, dengan hilangnya kemandirian atau kematian. Seringkali orang tua tidak dapat kembali ke posisi berdiri setelah jatuh dan ada hubungan erat antara penundaan dalam membantu cedera dan tingkat kematian (Bourke et al, 2007).

Akibat dari jatuh pada lansia adalah rusaknya jaringan lunak yang

terasa sakit berupa robek atau tertariknya jaringan otot, robeknya

arteri/vena, patah tulang, hematoma, kecacatan dan meninggal. Untuk

mencegah agar tidak jatuh pada lansia dengan cara mengidentifikasi faktor

resiko, menilai dan mengawasi. Pada prinsipnya mencegah terjadinya jatuh sangat penting pada usia lanjut (Bandiyah, 2009).

Pengawasan sangat diperlukan bagi lanjut usia yang potensi jatuhnya tinggi. Pengawasan dapat dilakukan oleh anggota keluarga atau orang terdekat. Orang yang bertugas mengawasi tentunya dituntut untuk selalu berada di dekat lanjut usia agar lebih mudah mengetahui dan memberikan pertolongan jika lanjut usia mengalami jatuh. Akan tetapi, sebagai anggota keluarga tidak mungkin selamanya berada di dekat lansia untuk melakukan pengawasan secara langsung. Oleh karena itu, pengawasan dapat dilakukan secara tidak langsung dengan memanfaatkan teknologi yang ada saat ini. Salah satunya adalah dengan menggunakan perangkat yang dapat mendeteksi jatuh (Made et al, 2014).

Sistem deteksi jatuh menyediakan penggunaan sensor eksternal atau sensor yang dapat dipakai (Delahoz, 2014). Yang pertama ditempatkan di lingkungan sekitar subjek yang menarik tetapi mereka tidak dapat memantau pengguna saat ia keluar dari rentang jangkauan sensor. Yang kedua, berkat perkembangan sensor miniatur yang semakin terjangkau, sensor ini bisa dikenakan oleh subjek yang berarti menghapus batasan sebelumnya yang diberlakukan oleh sistem berbasis sensor lingkungan (Shanny et al, 2012). Sebagian besar penelitian dalam literatur tentang sensor yang dapat dipakai ini menggunakan algoritma deteksi jatuh berdasarkan pengukuran akselerometer untuk mendeteksi kejadian yang berhubungan dengan jatuh.

Peneliti membuat sebuah prototipe sistem deteksi jatuh untuk lansia

menggunakan accelerometer dan gyroscope yang dapat digunakan pada

pergelangan tangan bagian atas. Sensor MPU6050 (accelerometer dan

gyroscope) akan mengambil data berupa nilai AcX, AcY, AcZ, GyX, GyY

dan GyZ. Setelah itu nilai tersebut akan diolah di arduino nano dengan cara

menghitung nilai kalibrasi. Setelah dikalibrasi kemudian menghitung nilai

total akselerasi. Selanjutnya nilai total akselerasi akan di bandingkan

dengan nilai threshold yang telah di tentukan. Jika nilai total akselerasi

memenuhi dua kondisi yaitu kurang dari nilai threshold dan melebihi nilai threshold, maka selanjutnya sistem akan mengecek lagi apakah terjadi perubahan nilai total orientasi dan melebihi nilai threshold yang sudah di tentukan. Apabila ketiga kondisi diatas terpenuhi maka dapat disimpulkan telah terjadi insiden jatuh.

Peneliti melakukan riset mengenai pengembangan sistem deteksi jatuh untuk manusia lanjut usia berbasis arduino yang di lakukan untuk mengetahui tanggapan masyarakat terhadap sistem ini. Berdasarkan 45 responden yang telah mengisi kuesioner, menghasilkan data sebesar 97,8%

menyatakan setuju jika ada sistem deteksi jatuh berbasis arduino. Kemudian 95,6% menyatakan bahwa sistem deteksi jatuh tersebut akan bermanfaat.

Dari pemaparan tersebut peneliti membuat skripsi ini dengan judul “Sistem Deteksi Jatuh Untuk Manusia Lanjut Usia Berbasis Arduino”.

1.2 Perumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari skripsi ini adalah:

Bagaimana membuat sebuah sistem yang dapat mendeteksi jatuh pada manusia lanjut usia berbasis Arduino?

1.3 Batasan Masalah

Penulis membatasi penulisan skripsi ini antara lain pada:

1. Sistem yang peneliti buat dikhususkan untuk manusia lanjut usia 2. Dalam pembuatan sistem deteksi jatuh ini, peneliti menggunakan

sensor MPU6050 untuk mengukur sudut kemiringan dan akselerasi 3. Dalam pembuatan sistem deteksi jatuh ini, peneliti menggunakan

modul Micro SD untuk menyimpan data log.

4. Dalam pembuatan sistem deteksi jatuh ini, peneliti menggunakan modul GSM sim 800l v2 untuk mengirimkan pesan singkat notifikasi jatuh

5. Dalam pembuatan sistem deteksi jatuh ini, peneliti menggunakan

Bahasa pemrograman C dengan Program Arduino IDE 1.8.5

6. Metode pengembangan yang digunakan adalah metode prototipe dengan tahapan pengumpulan kebutuhan sampai dengan menggunakan sistem

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat sebuah sistem yang dapat mendeteksi jatuh untuk manusia lanjut usia.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang di dapat penulis dalam penulisan skripsi ini adalah:

1. Bagi penulis

Menambah wawasan tentang bagaimana mikrokontroler Arduino nano dapat bermanfaat untuk mendeteksi jatuh.

2. Bagi universitas

1. Mengetahui kemampuan mahasiswa dalam menguasai materi- materi pembelajaran yang telah diperoleh di bangku kuliah.

2. Memberikan kontribusi sosial, bahwa sistem yang dibuat oleh mahasiswanya dapat bermanfaat bagi masyarakat.

3. Bagi pengguna

1. menambahkan rasa aman pada pengguna terhadap keluarga yang memiliki manusia lanjut usia pada anggota keluarganya.

2. Meminimalisir akibat buruk dari penanganan yang lambat akibat kejadian jatuh pada lansia karena sistem akan memberikan pesan singkat notifikasi jatuh saat jatuh terjadi.

1.6 Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian dibagi menjadi dua, yaitu metode

pengumpulan data dan metode pengembangan sistem. Berikut kedua

metode tersebut:

1.6.1 Metode pengumpulan data 1. Studi pustaka

2. Studi literatur 3. Observasi 4. Kuesioner

1.6.2 Metode Pengembangan Sistem

Penulis menggunakan metode prototipe untuk proses pembuatan dan pengembangan alat, dengan tahapan sebagai berikut:

1. Pengumpulan kebutuhan 2. Membangun prototipe 3. Evaluasi prototipe 4. Mengkodekan sistem 5. Menguji sistem 6. Evaluasi sistem 7. Menggunakan sistem

1.7 Sistematika Penulisan

Dalam penelitian ini pembahasan terbagi dalam enam bab yang secara singkat akan diuraikan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Dalam bab ini dijelaskan mengenai latar belakang penulisan skripsi, batasan masalah, tujuan, manfaat, metodologi dan sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI

Dalam bab ini akan dijelaskan tentang teori-teori yang diperlukan dalam penulisan skripsi ini.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Dalam bab ini akan diuraikan metode-metode yang digunakan dalam penulisan.

BAB IV PEMBUATAN SISTEM

Dalam bab ini berisi mengenai pembuatan sistem deteksi jatuh untuk manusia lanjut usia berbasis Arduino.

BAB V HASIL DAN PENGUJIAN

Dalam bab ini berisi mengenai hasil dan pembahasan dari pembuatan sistem deteksi jatuh untuk manusia lanjut usia berbasis Arduino.

BAB VI PENUTUP

Pada bab ini akan diuraikan hasil beserta kesimpulan dari

pembuatan sistem deteksi jatuh untuk manusia lanjut usia

berbasis Arduino serta saran yang diberikan untuk

pengembangan lebih lanjut.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Definisi Lansia

Berdasarkan pengertian secara umum, seseorang disebut lansia apabila usianya 65 tahun ke atas. Terdapat batasan-batasan umur yang mencakup batasan umur orang yang masuk dalam kategori lansia, diantaranya adalah 60 tahun (UU No. 13 Tahun 1998) dan 60-74 tahun (WHO). Lansia adalah suatu keadaan yang ditandai oleh gagalnya seorang dalam mempertahankan kesetimbangan terhadap kesehatan dan kondisi stres fisiologis. Lansia juga berkaitan dengan penurunan daya kemampuan untuk hidup serta peningkatan kepekaan secara individual. Selain pengertian lansia secara umum diatas, terdapat juga beberapa pengertian lansia menurut para ahli. (http://www.pengertianahli.com)

Berikut ini beberapa pengertian lansia menurut para ahli:

 Pengertian Lansia Menurut UU No. 13 Tahun 1998: Lansia adalah seseorang yang mencapai usia 60 tahun ke atas.

 Pengertian Lansia Menurut WHO: Lansia adalah pria dan wanita yang telah mencapai usia 60-74 tahun.

2.2 Jatuh pada Lansia

Jatuh merupakan konsekuensi fungsional dari proses penuaan yang menjadi fokus dan perhatian besar banyak peneliti. Pada beberapa dekade yang lalu para pakar geriatrik dan gerontologik melihat jatuh sebagai konsekuensi normal dari proses penuaan. Sekarang para pakar setuju bahwa jatuh disebabkan karena berbagai faktor yang saling berhubungan (Miller, 2004). Jatuh merupakan salah satu dari geriatric giants selain konfusio, gangguan otonom, inkontinensia, kelainan tulang dan patah tulang, dan decubitus (Krispranaka, 1995). Banyak faktor yang berpengaruh terhadap terjadinya jatuh pada lansia baik faktor intrinsik ataupun faktor ekstrinsik.

(Eka Ediawati, 2012)

2.2.1 Definisi Jatuh

Jatuh adalah suatu kejadian yang dilaporkan oleh penderita atau saksi mata yang melihat kejadian yang mengakibatkan seseorang tanpa sengaja dan mendadak terduduk atau terbaring di lantai atau tempat yang lebih rendah, dengan atau tanpa kehilangan kesadaran ataupun luka (Andayani RR, 1999). Menurut Kellogg internasional (1987), jatuh didefinisikan sebagai suatu kejadian yang menyebabkan subyek yang sadar menjadi berada di permukaan tanah tanpa disengaja dan tidak termasuk jatuh akibat pukulan kekerasan, kehilangan kesadaran, kejang atau gejala paralisis secara mendadak. Jatuh adalah sebuah keadaan yang tidak bisa diperkirakan, dimana kondisi lansia berada di bawah atau lantai tanpa disengaja, dengan atau tanpa saksi (Kobayashi, et. al. 2009).

2.2.2 Akibat Jatuh

Jatuh dapat mengakibatkan berbagai jenis cedera baik kerusakan fisik dan psikologis. Jatuh pada lansia terbanyak berakibat fraktur pada kolum femoris, terutama pada perempuan, patahnya tulang selangka, iga, pergelangan tangan dan pelvis Jatuh dapat pula berakibat trauma pada jaringan lunak, seperti dislokasi, memar, hemarthrosis dan subdural hematoma (Miller, 2004). Ketidakmampuan untuk berdiri tanpa pertolongan orang lain setelah jatuh, walaupun tanpa cedera, terjadi pada 50% kejadian jatuh di komunitas (Tinetti, 1994).

Jatuh merupakan kegagalan manusia untuk mempertahankan

keseimbangan badan untuk berdiri. Manusia dengan bentuk badan lebih

lebar di atas dan mengecil dibawah memerlukan keseimbangan yang

prima untuk dapat berdiri. Keseimbangan ini dapat dicapai oleh karena

kerja sama dari otot-otot anti gravitasi, alat sensori pada kulit, otot dan

sendi. Informasi dibawa dengan cepat ke pusat apabila ada pergerakan

badan dan secepatnya dilakukan koreksi pada keseimbangan. Proses yag

kompleks ini telah terlatih dan terbiasa sejak masa kanak-kanak sehingga

menjadi refleks yang berpusat pada cerebellum dan hind brain (Tinetti, 1994).

Refleks mempertahankan keseimbangan ini dibuktikan oleh Sheldon tahun 1963, didapatkan bahwa titik optional adalah umur 26-49 tahun. Refleks memburuk pada umur lebih dari 50 tahun. Proses menua mengakibatkan menurunnya refleks stabilitas badan, otot-otot gravitasi berkurang kekuatannya serta adanya kelemahan otot berakibat melambatnya koreksi terhadap perubahan keseimbangan badan, ditambah dengan berkurangnya daya penglihatan dan melambatnya refleks vestibular, berakbiat resiko terjadinya jatuh pada lansia menjadi meningkat (Andayani, 1999).

Faktor resiko jatuh pada lanjut usia dapat digolongkan dalam dua golongan, yaitu faktor intrinsik dan faktor ekstrinsik (Andayani, 1999).

Biasanya penyebab jatuh pada lanjut usia merupakan gabungan dari

beberapa faktor atau multifaktor (Miller 2004). Faktor intrinsik adalah

faktor yang berasal dari dalam tubuh lanjut usia sendiri. Faktor-faktor

intrinsik ini antara lain adalah gangguan jantung dan sirkulasi darah,

gangguan sistem anggota gerak, misalnya kelemahan otot ekstremitas

bawah dan kekakuan sendi, gangguan sistem susunan saraf, misalnya

neuropati perifer, gangguan penglihatan, gangguan psikologis, infeksi

telinga, gangguan adaptasi gelap, pengaruh obat-obatan yang dipakai

(diazepam, antidepresi, dan antihipertensi), vertigo, atritis lutut, sinkop

dan pusing, penyakit-penyakit sistemik. Faktor ekstrinsik adalah faktor

yang berasal dari luar atau lingkungan. Faktor ekstrinsik ini antara lain

adalah cahaya ruangan yang kurang terang, lantai yang licin, tersandung

benda-benda, alas kaki kurang pas, kursi roda yang tak terkunci, dan turun

tangga. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penyebab jatuh pada lansia

diantaranya adalah gangguan gaya berjalan, gangguan keseimbangan,

obat-obatan, penyakit tertentu (depresi, demensia, diabetes mellitus,

hipertensi) dan lingkungan yang tidak aman (Miller, 2004).

2.3 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti processor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program atau keduanya) dan perlengkapan input output. Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bias ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara mikrokontroler sebenarnya mambaca dan menulis data (Syahwil, 2013).

Mikrokontroler merupakan komputer di dalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronika yang menekankan efesiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiah bias disebut “pengendali kecil” dimana sebuah sistem elektronika yang sebelumnya banyak memerukan komponen- komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dpat direduksi/ diperkecil dan akhirnya terpusat serta terkendalikan oleh mikrokontroler ini.

Mikrokontroler digunakan dalam produk dan alat yang dikendalikan secara otomatis, seperti sistem control mesin, remote control, mesin kantor, peralatan rumah tangga, alat berat dan mainan (Syahwil, 2013).

Agar sebuah mikrokontroler dapat berfungsi, maka mikrokontroler tersebut memerlukan komponen eksternal yang kemudian disebut dengan sistem minimum. Untuk membuat sistem minimal paling tidak dibutuhkan sistem clock dan reset, walaupun pada beberapa mikrokontroler sudah menyediakan sistem clock internal, sehingga tanpa rangkaian eksternal pun mikrokontroler sudah beroperasi (Syahwil, 2013).

Yang dimaksud dengan sistem minimal adalah sebuah rangkaian

mikrokontroler yang sudah dapat digunakan untuk menjalankan sebuah

aplikasi. Sebuah IC mikrokontroler tidak akan berarti bila hanya berdiri

sendiri. Pada dasarnya sebuah sistem minimal mikrokontroler AVR

memiliki prinsip yang sama (Syahwil, 2013).

2.3.1 Mikrokontroler ATMega 328

ATMega 328 adalah mikrokontroler keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Computed Instruction Set Compuet)

Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain:

1. 130 macam instruksi yang hamper semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock

2. 32 x 8-bit register serbaguna

3. Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz

4. 32 KB flash memory dan pada Arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memory sebagai bootloader

5. Memiliki EEPROM (Electricity Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1 KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan

6. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2 KB 7. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse

Widht Modulation) output

8. Master / Slave SPI serial interface

Mikrokontroler ATMega 328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan meori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat meaksimalkan kerja dan parallelism. Instruksi-instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi-instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock (Syahwil, 2013).

2.4 Arduino

Arduino merupakan sebuah mikrokontroler single-board yang

bersifat oper source. Arduino dirancang sedemikian rupa sehingga

memudahkan para penggunanya di bidang elektronika. Board arduino didesain menggunakan processor atmel AVR dan mendukung I/O pada board-nya. Software untuk arduino terdiri dari compailer Bahasa pemrograman standar dan boot-loader. Bahasa pemrograman yang digunakan adalah C. dalam sebuah mikrokontroler arduino dapat pula ditanamkan berbagai macam library maupun metode selama kapasitas memori dalam sebuah mikrokonroler macukupi (Nugroho, 2013).

Arduino juga menggukanan Integrater Development Environment (IDE) berbasis processing dimana processing adalah Bahasa open source untuk menuliskan program ke komputer lainnya. Jika ada sebuah proyek yang memerlukan program ke komputer untuk berkomunikasi dengan arduino, maka processing tersebut dapat digunakan, sehingga komputer- komputer tersebut dapat saling berkomunikasi dengan arduino. Agar mikrokontroler arduino dapat berfungsi, arduino juga dapat dipasangkan dengan berbagai sensor (Nugroho, 2013).

Kelebihan arduino diantaranya adalah tidak perlu perangkat chip

programmer karena didalamnya sudah ada bootloader yang akan mengani

upload program dari komputer, arduino sudah memiliki saran komunikasi

USB, sehingga pengguna laptop yang tidak meiliki port serial/RS323 bisa

menggunakannya. Bahasa pemrograman relative mudah karena software

arduino dilengkapi dengan kumpulan library yang bias ditancapkan pada

board arduino. Misalnya shield GPS, Ethernet, SD Card, dll (Wibowo,

2013).

2.4.1 Arduino Nano

Gambar 2.1 arduino nano

Arduino Nano adalah papan pengembangan (development board) mikrokontroler yang berbasis chip ATmega328P dengan bentuk yang sangat mungil. Secara fungsi tidak ada bedanya dengan Arduino Uno.

Perbedaan utama terletak pada ketiadaan jack power DC dan penggunaan konektor Mini-B USB.

Disebut sebagai papan pengembangan karena board ini memang berfungsi sebagai arena prototyping sirkuit mikrokontroller. Dengan menggunakan papan pengembangan, anda akan lebih mudah merangkai rangkaian elektronika mikrokontroller dibanding jika anda memulai merakit ATMega328 dari awal di breadboard.

Tabel 2.1 Spesifikasi Arduino Nano

Chip mikrokontroller ATmega328P

Tegangan operasi 5V

Tegangan input (yang direkomendasikan)

7V - 12V

Digital I/O pin 14 buah, 6 diantaranya menyediakan PWM

Analog Input pin 6 buah

Arus DC per pin I/O 40 mA

Memori Flash 32 KB, 0.5 KB telah

digunakan untuk

bootloader

SRAM 2 KB

EEPROM 1 KB

Clock speed 16 Mhz

Dimensi 45 mm x 18 mm

Berat 5 g

Development Board Arduino Nano dapat diberi tenaga dengan power yang diperoleh dari koneksi kabel Mini-B USB, atau via power supply eksternal. External power supply dapat dihubungkan langsung ke pin 30 atau Vin (unregulated 6V - 20V), atau ke pin 27 (regulated 5V). Sumber tenaga akan otomatis dipilih mana yang lebih tinggi tegangan

Beberapa pin power pada Arduino Nano:

1. GND. Ini adalah ground atau negatif.

2. Vin. Ini adalah pin yang digunakan jika anda ingin memberikan power langsung ke board Arduino dengan rentang tegangan yang disarankan 7V - 12V

3. Pin 5V. Ini adalah pin output dimana pada pin tersebut mengalir

tegangan 5V yang telah melalui regulator

4. 3V3. Ini adalah pin output dimana pada pin tersebut disediakan tegangan 3.3V yang telah melalui regulator

5. REF. Ini adalah pin yang menyediakan referensi tegangan mikrokontroller. Biasanya digunakan pada board shield untuk memperoleh tegangan yang sesuai, apakah 5V atau 3.3V

Chip ATmega328 pada Arduino Nano memiliki memori 32 KB, dengan 0.5 KB dari memori tersebut telah digunakan untuk bootloader.

Jumlah SRAM 2 KB, dan EEPROM 1 KB, yang dapat di baca-tulis dengan menggunakan EEPROM library saat melakukan pemrograman.

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, Arduino Nano memiliki 14 buah digital pin yang dapat digunakan sebagai input atau output, sengan menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digital(Read). Pin- pin tersebut ekerja pada tegangan 5V, dan setiap pin dapat menyediakan atau menerima arus 20mA, dan memiliki tahanan pull-up sekitar 20-50k ohm (secara default dalam posisi discconnect). Nilai maximum adalah 40mA, yang sebisa mungkin dihindari untuk menghindari kerusakan chip mikrokontroller

Beberapa pin memiliki fungsi khusus:

1. Serial, terdiri dari 2 pin: pin 0 (RX) dan pin 1 (TX) yang digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) data serial.

2. External Interrups, yaitu pin 2 dan pin 3. Kedua pin tersebut dapat digunakan untuk mengaktifkan interrups. Gunakan fungsi attachInterrupt()

3. PWM: Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11 menyediakan output PWM 8-bit dengan menggunakan fungsi analogWrite()

4. SPI: Pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), dan 13 (SCK) mendukung komunikasi SPI dengan menggunakan SPI Library

5. LED: Pin 13. Pada pin 13 terhubung built-in led yang dikendalikan oleh digital pin no 13.

Arduino Nano memiliki 8 buah input analog, yang diberi tanda

dengan A0 hingga A7. Masing-masing pin analog tersebut memiliki

resolusi 1024 bits (jadi bisa memiliki 1024 nilai). Secara default, pin- pin tersebut diukur dari ground ke 5V, namun bisa juga menggunakan pin REF dengan menggunakan fungsi analogReference().

Pin Analog A6 dan A7 tidak bisa dijadikan sebagai pin digital, hanya sebagai analog. Beberapa pin lainnya pada board ini adalah:

1. I2C: Pin A4 (SDA) dan A5 (SCL). Pin ini mendukung komunikasi I2C (TWI) dengan menggunakan Wire Library.

2. AREF. Sebagai referensi tegangan untuk input analog.

3. Reset. Hubungkan ke LOW untuk melakukan reset terhadap mikrokontroller. Biasanya digunakan untuk dihubungkan dengan switch yang dijadikan tombol reset.

Arduino Nano 3.0 memiliki beberapa fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, berkomunikasi dengan Arduino lainnya, atau dengan mikrokontroller lain nya. Chip Atmega328 menyediakan komunikasi serial UART TTL (5V) yang tersedia di pin 0 (RX) dan pin 1 (TX). Sebuah chip FTDI yang terdapat pada board berfungsi menterjemahkan bentuk komunikasi ini melalui USB dan akan tampil sebagai Virtual Port di komputer.

Pada Arduino Software (IDE) terdapat monitor serial yang memudahkan data textual untuk dikirim menuju Arduino atau keluar dari Arduino. Lampu led TX dan RX akan menyala berkedip-kedip ketika ada data yang ditransmisikan melalui chip FTDI USB to Serial via kabel USB ke komputer. Untuk menggunakan komunikasi serial dari digital pin, gunakan SoftwareSerial.

2.5 Arduino IDE

Software ini digunakan untuk menulis program pada board arduino.

IDE (Integrated Development Environment) adalah sebuah software yang

sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner

dan mengupload kedalam memory mikrokontroler (Syahwil, 2013).

Pada board inilah program yang dikenal sebagai sketch dituliskan yang pada akhirnya dicompile menjadi kode biner yang mampu dibaca oleh mikrokontroler yang kemudian diuplad atau dikirimkan ke mikrikontroler melalui port serial yang tersedia sehingga mikrokontroler telah terprogram dan siap digunakan (Syahwil, 2013). Pada board ini pula terdapat serial monitor yang mungkinkan data tekstual sederhana yang akan dikirim ke dan dari papan arduino dapat dibaca secara langsung tanpa piranti atau software lain, hal inilah yang menjadikan arduino lebih unggul dibandingkan dengan sistem minimum lain (Syahwil, 2013).

2.6 Definisi Prototipe

Prototipe dalam kamus besar Bahasa Indonesia (KBBI, 2007;900) diartikan sebagai bentuk atau model yang mula-mula (model asal, asli) yang menjadi contoh, contoh baku atau khas.

Prototipe juga didefinisikan oleh Houde dan Hill sebagai suatu bentuk metode perancangan melalui pendekatan iteratife dalam pengembangan sistem yang artinya sebuah prototipe merupakan bentuk atau model yang menggambarkan hal-hal penting sekaligus contoh terhadap pengembangan bentuk atau model selanjutnya. Sehingga dapat disimpulkan bahwa sebuah prototipe bukanlah merupakan suatu bentuk yang lengkap, melainkan sesuatu yang bisa dimodifikasi kembali, dikembangkan, ditambahkan atau digabungkan dengan bentuk model yang lain bila perlu.

Tahapan-tahapan dalam Prototyping menurut Raymond McLeod, Jr. adalah sebagai berikut:

1. Pengumpulan kebutuhan

2. Membangun prototipe

3. Evaluasi prototipe

4. Mengkodekan sistem

5. Menguji sistem

6. Evaluasi sistem

7. Menggunakan sistem

Model pengembangan ini (Model Prototipe) memiliki beberapa kelebihan, diantaranya:

1. Adanya komunikasi yang baik antara pengembang dan pelanggan 2. Pengembang dapat bekerja lebih baik dalam menentukan kebutuhan

pelanggan

3. Pelanggan berperan aktif dalam pengembangan sistem 4. Lebih menghemat waktu dalam pengembangan sistem

5. Penerapan menjadi lebih mudah karena pemakai mengetahui apa yang diharapkannya

Tabel 2.2 Perbandingan Model Pengembangan

MODEL KELEBIHAN KEKURANGAN

Prototyping

 Interaksi antara pengguna dapat di lakukan lebih maksimal sehingga sistem akan lebih cepat di kembangakan sesuai keinginan pengguna. (Shubham Dwivedi. 2016)

 Kesalahan dapat di ketahui lebih mudah (Aayushi Saxena, 2016)

 Sistem akan mudah di mengerti oleh orang yang tidak memiliki latarbelakang IT ketika di kembangakan. (Aayushi Saxena, 2016)

 Tidak adanya Risk Analysis (Rajendra, 2012)

 Tidak adanya Cost Control (Rajendra, 2012)

 Secara Praktek, metode ini akan meningkatkan kompleksitas dari sistem jauh dari rencana

sesungguhnya.

(http://istqbexamcertification.com)

MODEL KELEBIHAN KEKURANGAN

RAD

 Mengubah Kebutuhan sistem dapat dengan mudah di akomodasikan

(www.tutorialspoint.com/)

 Waktu pengembangan Lebih Cepat

(www.tutorialspoint.com/)

 Dapat di kembangkan dengan sedikit orang dalam waktu singkat.

(www.tutorialspoint.com/)

 Membutuhkan pengembang yang memiliki kemampuan tinggi (www.tutorialspoint.com/)

 Cocok untuk Proyek dengan waktu pengembangan yang sedikit

(www.tutorialspoint.com/)

 Hanya sistem yang bersifat modular yang bisa di buat dengan model RAD (http://istqbexamcertification.com)

Waterfall

 Mudah di Mengerti (Sahil Barjtya, 2017)

 Setiap tahapan di definisikan secara jelas (Sahil Barjtya, 2017)

 Sebuah fase yang ada akan di proses dan di selesaikan sekali dalam satu waktu. (Vanshika Rastogi, 2015)

 Sangat cocok untuk model proyek yang Sederhana.

(Vanshika Rastogi, 2015)

 Tidak bisa kembali ke fase sebelumnya (Sahil Barjtya, 2017)

 Tidak Cocok untuk Proyek yang bersifat Dinamis (Shubham Dwivedi.

2016)

 Jumlah resiko dan ketidakpastian yang tinggi (Vanshika Rastogi, 2015)

2.7 Definisi Sistem

Menurut Jogiyanto, sistem dapat didefinisikan dengan pendekatan

prosedur dan dengan pendekatan komponen. Dengan pendekatan prosedur,

sistem dapat didefinisikan sebagai kumpulan dari prosedur-prosedur yang

mempunyai tujuan tertentu. Dengan pendekatan komponen, sistem dapat

didefinisikan sebagai komponen yang saling berhubungan satu dengan yang

lainnya membentuk satu kesatuan untuk mencapai tujuan tertentu. Contoh sistem yang didefinisikan dengan pendekatan ini misalnya komputer yang didefinisikan sebagai kumpulan dari perangkat keras dan perangkat lunak.

Pendekatan komponen merupakan pendekatan yang relatif baik digunakan untuk menjelaskan suatu sistem informasi. Akan tetapi penggunaan pendekatan ini adalah jika komponen-komponen dari sistem tidak dapat diidentifikasi dengan jelas. Satu komponen saja tidak teridentifikasi, maka gagal untuk menggambarkan sistem itu dengan baik dan sistem tersebut tidak akan dapat mencapai tujuannya (Jogiyanto, 2003) Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa sistem adalah suatu kesatuan yang terdiri dari dua atau lebih komponen atau subsistem yang terintegrasi untuk mencapat suatu tujuan.

2.8 Sensor Microphone

Gambar 2.2 sensor microphone

Sensor suara merupakan sensor yang mensensing besaran suara

untuk diubah menjadi besaran listrik. Sensor ini bekerja berdasarkan besar

kecilnya kekuatan gelombang suara yang diterima. Dimana gelombang

suara tersebut mengenai membran sensor, yang menyebabkan bergeraknya

membran sensor yang memiliki kumparan kecil sehingga menghasilkan

besaran listrik. Kecepatan bergeraknya kumparan kecil tersebut

menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang akan dihasilkan. Salah

satu contoh komponen yang termasuk dalam sensor ini adalah condeser

microphone atau mic.

Condenser mic bekerja berdasarkan diafragma atau susunan backplate yang harus tercatu oleh listrik membentuk sound- sensitive capacitor. Gelombang suara yang masuk ke microphone akan menggetarkan komponen diafragma ini. Letak dari diafragma ditempatkan di depan sebuah backplate. Susunan dari elemen ini membentuk sebuah kapasitor yang biasa disebut juga kondenser. Kapasitor memiliki kemampuan untuk menyimpan muatan maupun tegangan. Ketika elemen tersebut terisi dengan muatan, medan listrik akan terbentuk di antara diafragma dan backplate, yang dimana besarnya itu proporsional terhadap ruang yang terbentuk diantaranya. Variasi akan lebar space antara diafragma dengan backplate terjadi dikarenakan adanya pergerakan diafragma relatif terhadap backplate yang disebabkan oleh adanya tekanan suara yang mengenai diafragma. Hal ini akan menghasilkan sinyal elektrik dari gelombang suara yang masuk ke condenser microphone.

Pada pasaran sudah dijual sensor suara menggunakan condeser mic ini dalam bentuk modul, sehingga mudah dan praktis dalam penggunaannya.

Spesifikasi dari modul sensor suara antara lain

1. Sensitivitas dapat diatur (pengaturan manual pada potensiometer) 2. Condeser yang digunakan memiliki sensitivitas yang tinggi 3. Tegangan kerja antara 3.3V – 5V

4. Terdapat 2 pin keluaran yaitu tegangan analog dan Digital output 5. Sudah terdapat lubang baut untuk instalasi

6. Sudah terdapat indikator led

2.9 Modul GSM

Gambar 2.3 modul GSM sim800l

Modul GSM (Global Sistem Mobile) Modul GSM adalah peralatan yang didesain supaya dapat digunakan untuk aplikasi komunikasi dari mesin ke mesin atau dari manusia ke mesin. Modul GSM merupakan peralatan yang digunakan sebagai mesin dalam suatu aplikasi. Dalam aplikasi yang dibuat harus terdapat mikrokontroler yang akan mengirimkan perintah kepada modul GSM berupa AT command melalui RS232 sebagai komponen penghubung (communication links).

Modul GSM merupakan bagian dari pusat kendali yang berfungsi sebagai transceiver. Modul GSM mempunyai fungsi yang sama dengan sebuah telepon seluler yaitu mampu melakukan fungsi pengiriman dan penerimaan SMS. Dengan adanya sebuah modul GSM maka aplikasi yang dirancang dapat dikendalikan dari jarak jauh dengan menggunakan jaringan GSM sebagai media akses.

2.9.1 Layanan SMS Pada Sistem GSM

SMS dikembangkan terutama sebagai alat pengirim informasi data

konfigurasi dari handset GSM sebagai bagian dari protokol jaringan dan

tidak lebih dari sekedar layanan tambahan daripada layanan utama sistem

GSM yaitu layanan voice dan switched data. Namun pada akhirnya SMS

menjadi sukses sebagai layanan messaging paling populer di dunia.

Berdasarkan mekanisme distribusi pesan SMS oleh aplikasi SMS, terdapat empat macam mekanisme pengiriman pesan, yaitu:

1. Pull, yaitu pesan yang dikirimkan ke pengguna berdasarkan permintaan pengguna.

2. Push – event based, yaitu pesan yang diaktivasi oleh aplikasi berdasarkan kejadian yang berlangsung.

3. Push – scheduled, yaitu pesan yang diaktivasi oleh aplikasi berdasarkan waktu yang telah terjadwal.

4. Push – personal profile, yaitu pesan yang diaktivasi oleh aplikasi berdasarkan profil dan preferensi dari pengguna.

SMS adalah data tipe asynchronous message yang pengiriman datanya dilakukan dengan mekanisme protocol store and forward. Hal ini berarti bahwa pengirim dan penerima SMS tidak perlu berada dalam status berhubungan (connected/online) satu sama lain ketika akan saling bertukar pesan SMS. Pengiriman pesan SMS secara store and forward berarti pengiriman pesan SMS menuliskan pesan dan nomor telepon tujuan dan kemudian mengirimkannya (store) ke server SMS (SMS-Center) yang kemudian bertanggung jawab untuk mengirimkan pesan tersebut (forward) ke nomor tujuan. Keuntungan dari mekanisme store and forward pada SMS adalah, penerima tidak perlu dalam status online ketika ada pengirim yang bermaksud mengirimkan pesan kepadanya.

Kini SMS tidak terbatas untuk komunikasi antar manusia pengguna saja, namun juga bisa dibuat otomatis dikirim/diterima oleh peralatan (komputer, mikrokontroler, dsb) untuk mencapai suatu tujuan tertentu.

Namun untuk melakukannya, kita harus memahami dulu cara kerja SMS itu

sendiri.

2.10 Sensor accelerometer & gyroscope

Gambar 2.4 modul MPU6050

GY-521 MPU-6050 Module adalah sebuah modul berinti MPU- 6050 yang merupakan 6 axis Motion Processing Unit dengan penambahan regulator tegangan dan beberapa komponen pelengkap lainnya yang membuat modul ini siap dipakai dengan tegangan supply sebesar 3- 5VDC. Modul ini memiliki interface I2C yang dapat disambungkan langsung ke MCU yang memiliki fasilitas I2C.

Sensor MPU-6050 berisi sebuah MEMS Accelerometer dan sebuah MEMS Gyro yang saling terintegrasi. Sensor ini sangat akurat dengan fasilitas hardware internal 16bit ADC untuk setiap kanalnya. Sensor ini akan menangkap nilai kanal axis X, Y dan Z bersamaan dalam satu waktu.

Berikut adalah spesifikasi dari Modul ini:

 Berbasis Chip MPU-6050

 Supply tegangan berkisar 3-5V

 Gyroscope range + 250 500 1000 2000 ° / s

 Acceleration range: ± 2 ± 4 ± 8 ± 16 g

 Communication standard I2C

 Chip built-in 16bit AD converter, 16 bits data output

 Jarak antar pin header 2.54 mm

 Dimensi modul 20.3mm x 15.6mm

2.11 Modul SD Card

Modul (MicroSD Card Adapter) adalah modul pembaca kartu Micro SD, melalui sistem file dan SPI antarmuka driver, MCU untuk melengkapi sistem file untuk membaca dan menulis kartu MicroSD. Pengguna Arduino langsung dapat menggunakan Arduino IDE dilengkapi dengan kartu SD untuk menyelesaikan inisialisasi kartu perpustakaan dan membaca-menulis.

Fitur modul adalah sebagai berikut:

1. Mendukung kartu Micro SD, kartu Micro SDHC (kartu kecepatan tinggi)

2. Tingkat konversi papan sirkuit yang antarmuka level untuk 5V atau 3.3V

3. power supply adalah 4.5V ~ 5.5V, regulator tegangan 3.3V papan sirkuit

4. Adalah komunikasi antarmuka SPI antarmuka standar

5. empat (4) M2 lubang sekrup posisi untuk kemudahan instalasi

Control Interface: Sebanyak enam pin (GND, VCC, MISO, MOSI, SCK, CS), GND ke ground, VCC adalah power supply, MISO, MOSI, SCK adalah SPI bus, CS adalah chip pilih pin sinyal.

3.3V rangkaian regulator tegangan: keluaran regulator LDO adalah chip yang tingkat konverter 3.3V, Micro SD card pasokan.

Tingkat sirkuit konversi: Micro SD card ke arah sinyal dikonversikan ke 3.3V, antarmuka kartu MicroSD untuk mengendalikan arah sinyal MISO juga diubah menjadi 3.3V, general sistem mikrokontroler AVR dapat membaca sinyal.

Micro SD card konektor: dek diri bom, kartu mudah penyisipan.

Lubang Positioning : empat (4) M2 sekrup posisi diameter lubang adalah

2.2mm, posisi modul mudah untuk menginstal, untuk mencapai kombinasi

antar-modul.

2.12 Aplikasi Fritzing

Fritzing adalah salah satu dari perangkat lunak gratis yang dapat dipergunakan dengan baik untuk belajar elektronika. Perangkat lunak ini bisa bekerja baik di lingkungan sistem operasi GNU/Linux maupun Microsoft Windows. Masing-masing software memiliki keunggulannya masing-masing bagi setiap tipe pengguna dan keperluan. Untuk pelajaran elektronika daya ada beberapa hal yang menarik dari Fritzing.

Pertama, sebagaimana yang telah diungkap Fritzing juga dapat bekerja di sistem ber-OS GNU/Linux seperti Fedora, Debian, Ubuntu, atau Mint. Ini penting karena OS ini bersifat gratis sehingga memungkinkan untuk dijadikan platform belajar yang dapat dipakai secara luas. Kedua, Fritzing memberikan fasilitas pengguna untuk melakukan perancangan sistem di breadboard. Ini sangat memudahkan bagi pengguna yang membutuhkan alat bantu perancangan atau dokumentasi pada sistem yang menggunakan breadboard. Ketiga, Fritzing terus menerus diperbaharui (updated) termasuk untuk komponen, terutama komponen yang popular. Dengan begitu pengguna akan semakin mudah untuk melakukan perancangan, terutama untuk perancangan dengan menggunakan sistem papan seperti Arduino.

Keempat, Fritzing tidak hanya memiliki fitur perancangan pada breadboard sebagai tambahan dari fitur perancangan schematic dan PCB tetapi juga menyediakan tempat untuk melakukan coding (misalnya untuk sistem Arduino). Sehingga Fritzing cukup lengkap untuk mengembangkan sistem prototipe maupun untuk membantu proses belajar.

Untuk melakukan instalasi calon pengguna bisa langsung menuju ke bagian download dari situs Fritzing, yaitu: http://fritzing.org/download/.

Petunjuk instalasi untuk beberapa OS yang berbeda juga telah disediakan di

halaman yang sama. (https://sunupradana.info/pe/2016/10/15/mengenal-

fritzing-dan-expresspcb/)

2.13 Blackbox Testing

Pengujian Kotak Hitam (Blackbox Testing) khusus di didesain untuk mencari kesalahan dengan melakukan ujicoba pada interface software. Pegujian Kotak Hitam (Blackbox Testing) mendemonstrasikan fungsi dari perangkat lunak yang beroperasi, dengan mengecek apakah input sudah bisa diterima dengan baik, dan hasil outputnya sesuai dengan apa yang diharapkan, uji coba Kotak Hitam (Blackbox Testing) melakukan pengecekan pada integritas informasi eksternal, pada dasarnya pengujian Kotak Hitam (Blackbox Testing) hanya memeriksa hasil output yang dihasilkan apakah sudah sesuai dengan apa yang diharapkan dan dinyatakan benar, namun pengujian Kotak Hitam (Blackbox Testing) tidak mengecek logika dari perangkat lunak, Pengujian unit merupakan pengujian secara individual terhadap semua program untuk memastikan bahwa program bebas dari kesalaan. namun jika ditemukan error atau kesalahan pada program, user akan langsung mencari kesalahannya dan proses untuk melakukan pencarian kesalahan ini dikenal dengan debugging. (Pressman, 2012)

Pengujian dengan menggunakan metode black box, adalah suatu pendekatan untuk dapat menguji dalam setiap fungsi di pada suatu program agar dapat berjalan dengan benar, beberapa proses yang dilakuan dalam pengujian ini diantaranya yaitu:

1. Fungsi-fungsi yang tidak benar, baik input atau pun output, dalam hal ini hanya melihat apakah proses input dan output sudah sesuai, contohnya jika ada software yang menampilkan form input data identitas, jika user melengkapi form maka program akan melakukan proses simpan, namun jika user tidak melengkapi form program tidak boleh melakukan proses simpan, jika perangkat lunak tidak sesuai misalnya tidak melengkapi form namun dapat tersimpan, hal ini perlu untuk diperbaiki.

2. Kesalahan interface dalam hal kesalahan interface sering terjadi pada

software yang tidak diuji coba dengan baik, misalnya tampilan web

dengan menggunakan framework, ada beberapa framework yang tidak mendukung dengan beberapa browser, hingga tampilan interface kamu kurang maksimal saat user memakai browser yang tidak mendukung frameword yang kamu gunakan.

3. Kesalahan dalam struktur data atau akses database, yang sering menjadi kendala, karena hal ini dapat berdampak pada akses web kamu menjadi lamban, jika kamu tidak memperhatikannya.

4. Prilaku atau kinerja kesalahan yang ada pada perangkat lunak.

5. Inisialisasi dan penghentian kesalahan pada perangkat lunak.

2.14 Definisi Flowchart

Berdasarkan definisi Jogiyanto H.M dalam bukunya yang berjudul Analisis & Disain, menjelaskan bahwa: “Bagan Alir Sistem (Sistem Flowchart) merupakan bagan yang menunjukkan arus pekerjaan secara keseluruhan dari sistem

2.14.1 Teknik Pembuatan

Beberapa pedoman-pedoman dalam membuat bagan alir (flowchart) menurut Jogiyanto adalah:

1. Bagan alir sebaiknya digambar dari atas ke bawah dan dimulai dari bagian kiri dari suatu halaman.

2. Kegiatan di dalam bagan alir harus ditunjukkan dengan jelas.

3. Harus ditunjukkan dari mana kegiatan akan dimulai dan dimana akan berahkirnya.

4. Masing – masing kegiatan di dalam bagan alir sebaiknya digunakan suatu kata yang mewakili suatu pekerjaan.

5. Masing- masing kegiatan di dalam bagan alir harus di dalam urutan yang semestinya.

6. Kegiatan yang terpotong dan akan disambung di tempat lain

harus ditunjukkan dengan jelas menggunakan simbol

penghubung.

Gambar 2.5 Simbol-simbol Pada Flowchart

2.15 Definisi Kuesioner

Angket atau kuesioner (questionnaire) adalah suatu teknik atau cara

pengumpulan data secara tidak langsung yaitu peneliti tidak langsung

bertanya-jawab dengan responden. Instrumen atau alat pengumpulan

datanya, yang juga disebut angket, berisi sejumlah pertanyataan atau

pernyataan yang harus dijawab atau direspons oleh responden. Sama dengan

pedoman wawancara, bentuk pertanyaan bisa bermacam-macam, misalnya pertanyaan terbuka, pertanyaan berstruktur, dan pertanyaan tertutup.

(Sudaryono, 2015)

2.15.1 Tujuan Kuesioner

Tujuan penyebaran angket adalah untuk mencari informasi

yang lengkap mengenai suatu masalah dari responden tanpa merasa

khawatir bila responden memberikan jawaban yang tidak sesuai

dengan kenyataan dalam pengisian daftar pertanyaan. (Sudaryono,

2015)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Metodologi Pengumpulan Data

Metode penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sistematika proses yang berjalan pada pembuatan penulisan. Pada tahapan ini banyak teknik yang dilakukan diantaranya adalah studi pustaka, studi literatur, observasi dan kuesioner. Adapun beberapa metode pengumpulan data yang peneliti lakukan adalah sebagai berikut:

3.1.1 Studi Pustaka

Metode ini dilakukan dengan cara membaca dan mempelajari buku- buku yang berhubungan dengan mikrokontroler, arduino nano, Bahasa C, dan materi lain yang mendukung dalam penelitian ini. Selain itu peneliti juga mengunjungi situs-situs yang terkait dengan pokok bahasan penelitian.

3.1.2 Studi Literatur

Studi ini dilakukan dengan cara mempelajari jurnal-jurnal hasil penelitian sebelumnya yang telah dibuat, untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan dari penelitian tersebut, agar bisa dilakukan pengembangan aplikasi belajar yang lebih baik dari penelitian sebelumnya. Adapun penelitian sejenis yang dijadikan referansi oleh peneliti adalah sebagai berikut:

1. Pengembangan Sistem Deteksi Jatuh Pada Lanjut Usia Menggunakan Sensor Accelerometer Pada Smarthphone Android

Peneliti : Made Liandana, I Wayan Mustika dan Selo Instansi : Universitas Gadjah Mada

Tahun : 2014

2. Rancang Bangun Sistem Monitoring Deteksi Jatuh Untuk Manula Dengan Menggunakan Accelerometer

Peneliti : Siti Norhabibah, Wahyu Andhyka K dan Diah Risqiwati Instansi : Universitas Muhammadiyah Malang

Tahun : 2016

3. A Simple Design of Wearable Device for Fall Detection with Accelerometer and Gyroscope

Peneliti : M. Irwan Nari, Sena S Suprapto, Ilman H Kusumah Instansi : Institut Teknologi Bandung

Tahun : 2016

Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan dari masing-masing penelitian, penulis melakukan perbandingan pada ketiga penelitian tersebut yang dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 3.1 Perbandingan Model Pengembangan

No Judul Kelebihan Kekurangan

1 Pengembangan

Sistem Deteksi Jatuh Pada Lanjut Usia Menggunakan Sensor Accelerometer Pada Smartphone Android

Dapat menampilkan grafik hasil perhitungan sensor accrelerometer yang digunakan

Peneliti menggunakan sensor yang terdapat pada smartphone sehingga sensor terkadang membaca aktivitas biasa menjadi deteksi jatuh

2 Rancang Bangun Sistem Monitoring Deteksi Jatuh Untuk Manula Dengan Menggunakan

Accelerometer

Sistem mampu mendeteksi aktifitas biasa dan aktifitas jatuh dengan cukup baik

Sistem menggunakan

Bluetooth untuk

mengirimkan notifikasi

dimana perangkat keras

tersebut memiliki

keterbatasan jarak

No Judul Kelebihan Kekurangan 3 A Simple Design Of

Wearable Device For Fall Detection With Accelerometer And Gyroscope

Sistem mampu memberikan hasil sensitifitas dan specificity sebesar 90% dan 86.7%

Sistem menggunakan Bluetooth untuk mengirimkan notifikasi dimana perangkat keras tersebut memiliki keterbatasan jarak

Adapun tabel perbandingan kelebihan dan kekurangan dari beberapa penelitian tersebut dengan penelitian yang peneliti lakukan adalah:

Tabel 3.2 Gambaran Perbandingan Penelitian Sejenis Penelitian Perangkat

keras sensor deteksi jatuh (gyro & acc)

Perangkat keras pengirim notifikasi

Perangkat keras Tambahan

Made Liandana, I Wayan Mustika dan Selo

smartphone Tidak ada Tidak ada

Siti Norhabibah, Wahyu Andhyka K dan Diah Risqiwati

MPU6050 Bluetooth HC-05 Tidak ada

M. Irwan Nari, Sena S Suprapto, Ilman H Kusumah

MPU6050 Bluetooth HC-05 Tidak ada

Fajar Akbar M MPU6050 Modul GSM sim 800L V2

Sensor suara, dan Modul SD card

Dari tabel diatas dapat dijelaskan bahwa setelah melakukan

perbandingan dengan beberapa penelitian dari berbagai sumber dapat

disimpulkan penelitian yang peneliti buat dapat dikembangkan dengan