1
ALAT UKUR FREKUENSI PERNAFASAN DILENGKAPI SENSOR SUHU TUBUH TAMPILPADA PC
(Siska Diah Pangestu1, Triana Rahmawati, ST, M.Eng2,Hj. Endang Dian Setioningsih, ST, MT 3)
Jurusan Teknik Elektromedik Politeknik Kesehatan Surabaya Jln. Pucang Jajar Timur No. 10 Surabaya
ABSTRAK
Alat ukur frekuensi pernafasan adalah suatu alat yang di gunakan untuk memantau jumlah frekuensi pernafasan dalam kurun waktu 1 menit. Frekuensi pernafasan pada manusia berpengaruh terhadap suhu tubuh manusia itu sendiri. Semakin tinggi suhu tubuh seseorang maka akan membutuhkan energi yang lebih banyak sehingga kebutuhan akan oksigen juga meningkat.
Rancangan penelitian menggunakan metode pre-eksperimental dengan jenis penelitian After Only Design, dengan alat ukur untuk frekuensi pernafasan menggunakan counter digital dan untuk suhu menggunakan termometer digital. Hasil pengukuran frekuensi pernafasan menunjukan nilai error sebesar 1-2% dan untuk suhu badan sebesar 0,5%. Kata Kunci: Frekuensi Pernafasan, Suhu Badan, PC
1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
Alat ukur frekuensi pernafasan adalah suatu alat yang di gunakan untuk memantau jumlah frekuensi pernafasan dalam kurun waktu 1 menit. Hasil pengukuran frekuensi pernafasan terdapat 3 pengelompokan, diantaranya untuk jumlah frekuensi pernafasan normal disebut
eupnea, jumlah frekuensi pernafasan yang
melebihi rata-rata disebut tachypnea, dan untuk jumlah frekuensi pernafasan yang kurang dari rata-rata disebut bradypnea. Frekuensi pernafasan pada manusia normal berkisar antara 12-20 kali per menit (Mikki, 2016). Frekuensi pernafasan pada manusia berpengaruh terhadap suhu tubuh manusia itu sendiri. Semakin tinggi suhu tubuh seseorang maka akan membutuhkan energi yang lebih banyak sehingga kebutuhan akan oksigen pun akan meningkat, oleh karena itu frekuensi pernafasan pun akan lebih sering dilakukan (Farah, 2016). Suhu tubuh yang dimaksud disini merupakan perbedaan antara jumlah panas yang diproduksi oleh proses tubuh dan jumlah panas yang hilang ke lingkungan luar, sedangkan suhu tubuh manusia berkisar antara 35-370C.
Hinchliff et al. (1996) mengatakan setiap peningkatan suhu tubuh 0,5°C akan meningkatkan kebutuhan oksigen jaringan sebesar 7% sehingga frekuensi jantung dan
penafasan menjadi meningkat. Menurut Gould (1994) setiap kenaikan suhu tubuh 1°C terjadi peningkatan frekuensi 20 denyut per menit dan frekuensi pernafasan 7 kali per menit. Frekuensi pernafasan adalah intensitas menghirup atau mengeluarkan udara per menit. Dalam standard pengukuran orang dewasa frekuensi pernafasan berjumlah 12-20 kali per menit. Sedangkan untuk suhu tubuh manusia normal berkisar antara 35-37°C, namun untuk dapat menentukan bahwa suhu tubuh manusia tersebut normal atau tidak, di perlukan pemantauan secara bersamaan dengan laju pernafasan agar pasien mendapatkan perawatan yang intensif (Anhari, 2013).
Tahun 2011 Fahmi Farisandi dan Ahmad Fatkudin membuat alat “Patient Diagnostik Portable Dilengkapi dengan Indikator Normal/Abnormal (Parameter Laju Pernapasan)“ yang di tampilkan pada display seven segment. Berikutnya Dian Novia Fatmawati (2015) menyempurnakan modul tersebut dengan menampilkan hasil grafik pada display PC. Selanjutnya Farah Diska Bestari (2016) membuat alat “Monitoring Heart Rate, Respiration Rate dilengkapi dengan Sensor Suhu ke Personal Computer Melalui Bluetooth (Parameter Respiration Rate)”. Sensor untuk frekuensi pernafasan yang digunakan adalah sensor mic condensor sehingga jika keadaan lingkungan bising akan mempengaruhi proses monitoring. Tahun yang
2
sama Mikki Fahrizi Muharrahman jugamembuat alat “Monitoring Laju Pernapasan Berbasis PC (Personal Computer) dilengkapi dengan Volume Pernapasan”. Sensor pernafasan pada alat tersebut menggunakan sensor tekanan MPX5100 GP, oleh karena itu penulis ingin menyempurnakan alat tersebut dengan mengganti sensor pernafasan menggunakan sensor tekanan yang dapat berfungsi untuk menghitung frekuensi pernafasan.
Sehubungan dengan hal tersebut maka penulis ingin menyempurnakan modul yang sudah ada dengan merancang “Alat Ukur Frekuensi Pernafasan dengan Sensor Suhu ke Personal Computer”
1.2 Batasan Masalah
Agar tidak terjadi perluasan masalah maka akan dibatasi masalah tersebut, antara lain :
1.2.1 Pengukuran frekuensi pernafasan digunakan untuk usia 15-65 tahun. 1.2.2 Menggunakan sensor tekanan untuk
pengukuran frekuensi pernafasan.
1.2.3 Menggunakan sensor LM35 untuk pengukuran suhu tubuh.
1.2.4 Peletakan sensor suhu tubuh pada bagian ketiak pasien.
1.2.5 Pengukuran dilakukan dalam kondisi relaks.
1.2.6 Pengambilan data frekuensi pernafasan dan suhu tubuh setiap 1 menit sekali. 1.2.7 Pengukuran dilakukan selama 30 menit. 1.2.8 Pengiriman data menggunakan HC-11
dengan jarak maksimal 5 meter. 1.2.9 Hanya dilakukan untuk 1 pasien.
1.2.10 Menggunakan aplikasi delphi sebagai interface PC.
1.2.11 Penyimpanan data pasien 1.3 Rumusan Masalah
Dapatkah dibuat modul “Alat Ukur Frekuensi Pernafasan dengan Sensor Suhu ke Personal Computer?”
1.4 Tujuan Penelitian 1.4.1 Tujuan Umum
Dibuatnya “Alat Ukur Frekuensi Pernafasan dengan Sensor Suhu ke Personal Computer”.
1.4.1 1.4.2 Tujuan Khusus
1.4.1.1 Membuat rangkaian pengkondisi sinyal analog pada sensor tekanan.
1.4.1.2 Membuat rangkaian sensor suhu LM35. 1.4.1.3 Membuat rangkaian minimum system. 1.4.1.4 Membuat tampilan interface
menggunakan program delphi. 1.4.1.5 Membuat rancangan box alat. 1.5 Manfaat Penelitian
1.5.1 Manfaat Teoritis
Hasil penelitian dapat meningkatkan wawasan ilmu pengetahuan di bidang Teknik Elektromedik khususnya peralatan diagnostik dan sebagai refrensi untuk penelitian selanjutnya.
1.5.2 Manfaat Praktis
Dapat memudahkan para perawat
dan dokter pada instansi kesehatan dalam
melakukan diagnosis pasien sehingga dapat
memberikan penanganan lebih cepat.
2. METODE PENELITIAN 2.1. Diagram Blok Sistem
Gambar 2.1. Blok Diagram
3
2.2.1. Diagram Alir Transmiter
Gambar 2.2 Diagram Alir Transmitter 2.2.2. Diagram Alir Receiver
Gambar 2.3 Diagram Alir Receiver
2.3. Diagram Mekanis Sistem
\
Gambar 2.4 Diagram Mekanis
2.4. Rancangan Penelitian
Penelitian dan pembuatan modul ini dengan menggunakan desain penelitan pre-eksperimental dengan jenis penelitian “one
group post tesdesign“ ,penulis memberikan
perlakuan dengan membuat rangkaian sensor frekuensi pernafasan kemudian dilakukan pengukuran akan tetapi tidak terdapat kelompok kontrol maupun kelompok pembandingnya.
Paradigma dalam penelitian eksperimen model ini dapat digambarkan
sebagai berikut :
Perlakuan diukur X --- 0 X= treatmen/perlakuan yg diberikan (variabel Independen)
0 = Observasi (variabel dependen)
Paradigma itu dapat dibaca sebagai berikut : Terdapat suatu kelompok diberi treatmen yakni perubahan kontrasi tulang rusuk dan suhu tubuh 2.5. Variabel Penelitian
2.5.1 Variabel Bebas
Variabel bebas yaitu frekuensi pernafasan dan suhu tubuh.
2.5.2 Variabel Terikat
Sebagai variabel terikat yaitu sensor flexiforce, dan LM35
2.5.3 Variabel Kontrol
Variabel terkendali yaitu IC Mikrokontroller Atmega 8535.
2.6. Definisi Operasional dan Variabel LCD 2x16 Suhu Reset Respirasi Indikator Baterai ON/OFF Start
4
Tabel 2.1. Tabel Variabel
Variabel Definisi Operasiona l Variabel Alat ukur Hasil ukur Skala ukur Frekuens i Pernafas an (variabel bebas) Frekuensi pernafasan pasien dewasa yang diukur dalam 1 menit dengan keadaan relaks antara 12-20 kali per menit. FSR (Force Sensing Resistor ) Bradipn e: kurang dari 12x/men it Normal: 12-20x/men it Takipne a: lebih dari 20x/men it Ordinal Suhu tubuh (variabel bebas) Suhu tubuh adalah perbedaan antara jumlah panas yang di produksi oleh tubuh manusia dewasa dan jumlah panas yang hilang ke lingkungan luar antara 35-370C dengan peletakan sensor suhu di ketiak. LM35 Hipoterm ia kurang dari 350C Normal: 35-370C Hipeterm ia lebih dari 370C Ordinal Sensor frekuens i pernafas an (variabel terikat) Sensor frekuensi pernafasan yang digunakan adalah sensor tekanan yang mendeteksi perubahan tulang rusuk pada saat bernafas. Osilosko p Tidak ada tekanan: 20 MΩ Mendapa t tekanan: kurang dari 20 KΩ Nomin al Sensor suhu (variabel terikat) Sensor suhu yang digunakan adalah sensor LM35 yang Osilosko p 35-370C Rasio berfungsi untuk mendeteksi perubahan suhu tubuh manusia Ic mikroko ntroller (variabel kontrol) Untuk menerima input data dari sensor dan memberi perintah untuk menampilk an ke display Osilosko p 0 ground 1 vcc Nomin al 2.7. Jadwal Kegiatan
Jadwal kegiatan penulis susun menurut jadwal kalender Akademik yang ada di Poleteknik Kesehatan Jurusan Teknik Elektromedik Surabaya.
5
VCC PA1 C3 30 pF GROUND PB4 PA5 PA2 PC7 R6 10k PB5 PA6 SW1 Reset 1 2 PA3 PC6 PB6 PA7 IC1 ATMEGA8535-DIL40 3 12 13 2 16 17 18 19 11 10 8 7 6 36 35 34 33 32 37 1 4 5 9 14 15 20 21 40 39 38 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 PB2(INT2/AIN0) XTAL2 XTAL1 PB1(T1) PD2(INT0) PD3(INT1) PD4(OC1B) PD5(OC1A) GND VCC PB7[SCK) PB6[MISO) PB5(MOSI) PA4(ADC4) PA5(ADC5) PA6(ADC6) PA7(ADC7) AREF PA3(ADC3) PB0(XCK/T0) PB3(OC0/AIN1) PB4(SS) RESET PD0(RXD) PD1(TXD) PD6(ICP) PD7(OC2) PA0(ADC0) PA1(ADC1) PA2(ADC2) AGND AVCC PC7(TOSC2) PC6(TOSC1) PC5 PC4 PC3 PC2 PC1(SDA) PC0(SCL) PA4 PA7 PD0 PB1 R4 POT 1 3 2 PB7 PD0 PA5 PC0 PD1 PB2 J8 CON8 1 2 3 4 5 6 7 8 PA0 PD1 J11 SUHU 1 PA6 PC1 PD2 PB3 PD2 PC2 C2 30 pF PD3 PB4 Q6 CRY STAL PD3 PC3 PD4 PB5 J12 RESPIRASI 1 PD4 PC4 J6 CON8 1 2 3 4 5 6 7 8 PD5 PB6 PD5 PC5 J5 CON5 1 2 3 4 5 PD6 PB7 PD6 VCC PC6 MOSI PD7 PC1 PA0 PD7 J7 CON2 1 2 PC7 RESET PC0 PC2 MISO PA0 VCC PB0 PA1 VCC PB0 PC3 C1 10uF SCK PA1 PB1 PA2 PC4 RESET J9 CON8 1 2 3 4 5 6 7 8 PB2 PA3 VCC VCC PC5 PA0 PB3 PA4 J10 CON8 1 2 3 4 5 6 7 8Tabel 2.2. Jadwal Kegiatan
3. HASIL PENGUKURAN DAN ANALISIS
3.1. Hasil Perhitungan/Analisis Data Berdasarkan hasil analisa data yang sudah dihitung didapat %error untuk frekuensi pernafasan paling tinggi sebesar 2,1% dan %error untuk suhu badan paling tinggi sebesar 0,5%. Maka modul ini masih laik digunakan karena %error yang dihasilkan tidak terlalu jauh. Keunggunalan alat ini dari sebelumnya adalah data pasien dapat disimpan dan dicetak.
Tabel 3.1 Data Pengukuran Frekuensi Pernafasan
Tabel 3.2 Data Pengukuran Suhu Badan
Pengukura n Responde n 1 Responde n 2 Responde n 3 Responde n 4 Responde n 5 X1 35 36 35 36 35 X2 35 37 36 36 35 X3 35 35 36 35 35 X4 35 36 36 36 35 X5 36 36 36 36 36 Rata-rata 35,2 36 35,8 35,8 35,2 %Error 0 0,5 0,5 0 0,5 4. PEMBAHASAN 4.1. Rangkaian Keseluruhan
Gambar 4.1 Rangkaian Minimum Sistem
Output sensor frekuensi pernafasan masuk ke dalam rangkaian minimum sistem mikrokontroler atmega 8535 di kaki timer PORTB0 dan untuk suhu badan di kaki adc PORTA0.
5. PENUTUP 5.1. Kesimpulan
Secara menyeluruh penelitian ini dapat menyimpulkan bahwa:
Telah dibuat Alat Ukur Frekuensi Pernafasan dengan Sensor Suhu ke Personal Komputer menggunakan sensor tekanan Force
Sensing Resistor (FSR) utuk frekuensi
No S e p O kt No v De s Ja n Fe b M ar Ap r M ei Ju n 1 2 3 4 5 6 7 a b c 8 9 10 11 12 13 Pengukuran Responde n 1 Responden 2 Responden 3 Responden 4 Responden 5 X1 18 16 16 18 14 X2 16 16 16 18 14 X3 18 15 17 18 13 X4 18 17 17 16 14 X5 18 16 17 16 15 Rata-rata 17,6 16 16,6 17,2 14 %Error 0 1,2 2,1 2,2 1,4
6
pernafasan dan LM-35 untuk suhu badandengan penyimpanan data pasien pada aplikasi Delphi. Kondisi pasien dalam keadaan tenang pada saat pengukuran. Pada saat pengambilan data terdapat eror paling besar yaitu 2 angka, dan eror minimal 1 anggka untuk frekuensi pernafasan. Hal ini menunjukkan bahwa sensor tekanan FSR berpengaruh besar terhadap hasil pengukuran.
5.2. Saran
Pengembangan penelitian ini dapat dilakukan pada:
1. Menggunakan sensor selain Force Sensing
Resistor
2. Pembuatan mekanik sabuk yang lebih bagus untuk mengurangi pengaruh hasil pada pengukuran
DAFTAR PUSTAKA
