RANCANG BANGUN ALAT FETAL DOPPLER DENGAN INDICATOR DISPLAY MENGGUNAKAN LCD BERBASIS ARDUINO UNO KARYA TULIS ILMIAH

(1)

KARYA TULIS ILMIAH

Oleh :

ALDO SIWA JULI OK SURBAKTI 171021

PRODI D-III TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS STIKES BINALITA SUDAMA MEDAN

(2)

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh GelarAhli Madya Teknologi Elektro Medis (A.Md. TEM) pada Sekolah Tinggi Ilmu Kesehatan

Binalita Sudama Medan

Oleh :

PRODI D-III TEKNOLOGI ELEKTRO MEDIS STIKES BINALITA SUDAMA MEDAN

(3)

Oleh :

Menyetujui,

Pembimbing I Pembimbing II

(Nandar Prabudi, BE, ST) (dr.Ismi Dian Rochimah Siregar, M.Kes)

Mengetahui, Ketua Program Studi

(4)

Oleh :

Telah di Uji pada Tanggal : 13 Juli 2020 Panitia Penguji :

Penguji I Penguji II

(Rizal Thalib, BE, ST) (Widyawati, S.Kep. Ners, M.Kes)

Penguji III Penguji IV

(Nandar Prabudi, BE, ST) (dr.Ismi Dian Rochimah Siregar, M.Kes)

Mengetahui :

Ketua Program Studi Ketua STIKes

(5)

v

Nama : ALDO SIWA JULI OK SURBAKTI

NIM : 171021

JUDUL KTI : RANCANG BANGUN ALAT FETAL DOPPLER

DENGAN INDICATOR DISPLAY MENGGUNAKAN LCD BERBASIS ARDUINO UNO

Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan Karya Tulis Ilmiah yang

telah saya buat ini merupakan hasil karya saya sendiri dan benar keasliannya.

Apabila ternyata dikemudian hari penulisan Karya Tulis Ilmiah ini merupakan

plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia

mempertanggung jawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan

aturan tata tertib di Prodi Teknik Elektromedik - STIKes Binalita Sudama Medan.

Demikian pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak

dipaksakan.

Penulis

Aldo Siwa Juli Ok Surbakti NIM. 171043

(6)

vi display Fetal Doppler rancangan penulis. Pada penelitian ini, penulis melakukan 2 kali pengulangan percobaan ketika probe ditempel pada pasien dan ketika probe tidak ditempel pada pasien. Hasil yang keluar di display tidak dapat terdiidentifikasi dengan baik karena tampilan yang keluar pada display berubah-ubah. Keakurasian alat dipengaruhi oleh pemakaian komponen yang kurang akurat dan pemograman yang kurang tepat serta ketidak cermatan dalam menggunakan alat ukur.

(7)

vii the author. In this study, the authors performed 2 repeat trials when the probe was attached to the patient and when the probe was not attached to the patient. The results that appear on the display cannot be identified properly because the appearance that comes out on the display varies. The accuracy of the tool is influenced by the use of inaccurate components and inaccurate programming and inaccurate use of measuring instruments.

(8)

viii dan rahmatnyaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Karya Tulis Ilmiah ini

dengan judul “Rancang bangun alat fetal doppler dengan indikator display

menggunakan LCD berbasis arduino uno”.

Proposal Karya Tulis Ilmiah ini merupakan salah satu syarat untuk

menyelesaikan pendidikan di Program Studi Diploma III TEKNOLOGI

ELEKTROMEDIS STIKes Binalita Sudama Medan.

Dalam penelitian Karya Tulis Ilmiah ini penulis tidak terlepas dari bantuan

dan dukungan beberapa pihak, untuk itu penulis ingin mengucapkan terimakasih

sebesar-besarnya kepada;

1. Ucapan terima kasih kepada kedua orang tua penulis Bapak Bakti Surbakti

dan Ibu Nasib Br Ginting yang tidak henti-hentinya memberikan dukungan,

arahan, materil serta doa yang terbaik untuk penulis. sehingga penulis dapat

menyelesaikan Karya Tulis Ilmiah ini.

2. Ibu dr.Ismi Dian Rochimah Siregar, M.Kes selaku Ketua Yayasan Binalita

Sudama Medan sekaligus sebagai pembimbing II penulis yang telah

membimbing penulis dalam menyelesaikan Karya Tulis Ilmiah ini.

3. Ibu Arya Novika Naulista Siregar, RO, M.Pd selaku Ketua STIKes Binalita

Sudama Medan.

4. Bapak Tuful Zuchri Siregar, BE, ST, M.Ph selaku KA. Prodi Teknologi

(9)

ix 6. Bapak Rizal Thalib, BE, ST selaku dosen penguji I penulis yang telah

menguji dan memberikan masukan guna membangun serta

menyempurnakan Karya Tulis Ilmiah ini.

7. Ibu Widyawati, S.Kep, NERS, M.Kes selaku dosen penguji II penulis yang

telah menguji dan memberikan masukan guna membangun dan

menyempurnakan Karya Tulis Ilmiah ini.

8. Seluruh staff dan pegawai RSU Haji Medan yang telah menerima dan

membantu saya dalam melakukan praktek kerja lapangan sekaligus tempat

penulis melakukan riset mengenai Karya Tulis ilmiah ini.

9. Saudari Natalia Br. Surbakti selaku kakak penulis yang telah memberi

dukungan, arahan serta doa yang terbaik kepada penulis.

10. Semua teman seperjuangan Teknologi Elektromedis angkatan 2017 yang

telah memberikan semangat dan dukungan dalam menyelesaikan Karya

Tulis Ilmiah ini.

Penulis menyadari bahwa Karya Tulis Ilmiah ini jauh dari kesempurnaan

karena terbatasnya kemampuan penulis, maka dari itu penulis mengharapkan

kritik dan saran yang membangun untuk perbaikan Karya Tulis Ilmiah ini pada

(10)

x Medan, Juli 2020

(11)

xi 2. Tempat & Tgl Lahir : Kabanjahe, 09 Juli 1999

3. Jenis Kelamin : Laki-Laki

4. Alamat : Jl Perjuangan, Gang Tunggal

5. Agama : Kristen

6. Status Perkawinan : Belum Kawin

7. Anak Ke : 4(empat) dari 4(empat) bersaudara

8. Pekerjaan : Mahasiswa

9. Kewarganegaraan : Indonesia

10. No. Telepon : 0895-4220-77393

11. E-mail : [email protected]

12. Nama Ayah : Bakti Surbakti

13. Nama Ibu : Nasib br Ginting

14. Pekerjaan : Wiraswasta

15. Alamat Orang Tua : Jl. Jamin Ginting, Gg Maju, Desa Ketaren, Kabanjahe

II. RIWAYAT PENDIDIKAN

1. SD : LULUSAN SD Inpres NO 047159 Ketaren

2. SMP : LULUSAN SMPN 2 Kabanjahe

3. SMA : LULUSAN SMAN 2 Kabanjahe

4. Perguruan Tinggi : LULUSAN D-III Teknologi Elektromedis

(12)

xii

COVER

LEMBAR PERSETUJUAN i

LEMBAR PENGESAHAN ii

LEMBAR PERNYATAAN iii

ABSTRAK iv

ABSTRACT v

KATA PENGANTAR vi

DAFTAR RIWAYAT HIDUP ix

DAFTAR ISI x

DAFTAR GAMBAR xii

DAFTAR TABEL xiii

DAFTAR LAMPIRAN xiv

BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 3 1.3 Batasan Masalah 3 1.4 Tujuan Penelitian 3 1.5 Manfaat Penelitian 4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 5

2.1 Jantung 5

1.1.1 Pengertian Jantung 5

1.1.2 Struktur Jantung 5

1.1.3 Bunyi Jantung 8

1.1.4 Perkembangan Jantung pada Janin 8

2.2 Fetal Doppler 9

2.2.1 Pengertian dan Fungsi Fetal Doppler 9

2.2.2 Efek Doppler 11

2.3 Arduino Uno R3 13

2.4 Bahasa Pemograman C++ 16

2.5 LCD ( Liquid Crystal Display ) 18

2.5.1 Pengertian LCD 18

2.5.2 Susunan Pin LCDLMB162ABC 19

2.6 Transduser Fetal Doppler 20

2.7 Modul LDR LM393 23

2.8 Regulator LM2569 25

2.9 Operational Amplifier PAM8403 27

2.10Speaker 28

BAB 3. PERANCANGAN 30

3.1 Alat 30

3.2 Bahan 31

(13)

xiii

3.5.4 Rancangan Modul LDR LM393 35

3.5.5 Rancangan Arduino 36

3.5.6 Rancangan Rangakaian LCD 2x16 Karakter 37

3.6 Perancangan Perangkat Lunak 38

3.6.1 Program Pendukung yang Digunakan 38

3.6.2 Metode Penulisan Perangkat lunak 38

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 40

4.1 Hasil Pengukuran 40

4.2 Analisa dan Pembahasan 43

1.2.1 Analisa Pada Keluaran Transduser 43

1.2.2 Analisa Pada Keluaran Amplifier 43

1.2.3 Analisa pada Keluaran LDR 44

BAB 5 PENUTUP 46

5.1 Kesimpulan 46

5.2 Saran 46

DAFTAR PUSTAKA 47

(14)

xiv

II.1 Bagian-Bagian Jantung 6

II.2 Alat Fetal Doppler 9

II.3 Grafik perbandingan tekanan amnion dengan denyut jantung janin

terhadap waktu 10

II.4 Arduino uno R3 14

II.5 LCD (Liquid Crystal Display) 18

II.6 Gambar Susunan Alamat Pada LCD 18

II.7 Skema Transduser Fetal Doppler 21

II.8 Grafik band pass filter 21

II.9 Skema Pre-amp 22

II.10 Grafik Hambatan LDR 23

II.11 Bagian-bagian Modul LDR LM393 23

II.12 Skema Modul LDR LM393 25

II.13 Modul Regulator LM2569 25

II.14 IC LM2569 26

II.15 Simbol Amplifier 27

II.16 Modul PAM8403 27

II.17 Bagian-bagian speaker 28

III.1 Blok Diagram Fetal Doppler 32

III.2 Rangkaian Transduser 34

III.3 Rangkaian Amplifier 35

III.4 Rangkaian LDR 36

III.5 Rangkaian Arduino 37

III.6 Rangkaian Display 37

III.7 Diagram Alir 39

IV.1 Letak titik pengukuran 40

IV.2 Gambar Pulsa Keluaran Transduser 43

IV.3 Gambar Pulsa Keluaran Amplifier 44

(15)

xv

II.1 Cepat Rambat Gelombang 12

II.2 Spesifikasi Arduino Uno 13

II.3 Keterangan Gambar Arduino 14

II.4 Tabel Susunan Pin LCDLMB162ABC 19

III.1 Waktu Penelitian 32

IV.1 Tabel Pulsa Keluaran Ketika Probe Ditempel Pada Pasien 41 IV.2 Tabel Pulsa Keluaran KetikaProbe Tidak Ditempel pada Pasien 42

(16)

xvi Lampiran 2 Rangkaian Fetal Doppler

Lampiran 3 Wiring Diagram Fetal Doppler Lampiran 4 Hasil Pengukuran alat

Lampiran 5 Datasheet Arduino uno Lampiran 6 Datasheet LMB162ABC Lampiran 7 Datasheet LM2596 Lampiran 8 Datasheet LM393

(17)

1

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi kini telah merambah ke setiap aspek kehidupan.

Semuanya dikarenakan adanya suatu usaha mewujudkan peningkatan

kesejahteraan hidup. Bangsa Indonesia merupakan bangsa yang sedang

berkembang harus bisa mengikuti kemajuan ini agar tercapainya tujuan dari

pembangunan nasional. Pembangunan di bidang kesehatan merupakan salah satu

segi dari pembangunan nasional yang ditujukan untuk meningkatkan derajat

kesehatan masyarakat Indonesia secara optimal. Untuk memberikan pelayanan

kesehatan yang terbaik kepada masyarakat diperlukan adanya sarana dan

prasarana kesehatan yang memadai.

Selain tenaga medis seperti dokter dan perawat, diperlukan juga peralatan

penunjang medis untuk membantu mewujudkan masyarakat yang sehat. Sejalan

dengan perkembangan teknologi di bidang elektronika yang sangat pesat, maka

secara langsung memberikan dampak juga terhadap peralatan kedokteran

penunjang medis. Tuntutan akan adanya peralatan penunjang medis yang canggih

dengan segala kemampuan yang dimilikinya terus berkembang sehingga dapat

dihasilkan peralatan penunjang medis yang efektif dan efisien.

Salah satu alat yang perlu berkembang dalam penunjang medis adalah

fetal doppler. Fetal doppler alat kesehatan yang berfungsi dalam mendiagnosa

(18)

Selama masa kehamilan tentunya ibu selalu berharap yang terbaik untuk

janin di dalam kandungannya. Tak urung tiap kali melakukan pemeriksaan ke

dokter atau bidan, ibu akan bertanya-tanya bagaimana keadaan janin.

Pemantauan janin tentunya tidak dapat dilakukan dengan kasat mata.

Maka dari itu, biasanya pemantauan akan dilakukan dengan mendengarkan denyut

jantungnya. Bukan hanya memantau apakah denyut jantung janin keras atau

lemah, tetapi juga dilihat perubahan iramanya terutama saat terjadi kontraksi

rahim.

Pentingnya pengecekan detak jantung janin sangat berpengaruh untuk

pertumbuhan dan perkembangan janin bukan hanya sampai di waktu kelahiran

saja, tetapi hingga perkembangan bayi pada saat menuju dewasa nanti. Dengan

bantuan alat fetal doppler, kita dapat mengecek bagaimana kondisi jantung janin

hanya dengan mendengar detakan jantungnya saja.

Arduino adalah Mikrokontroller single-board yang bersifat open-source,

diturunkan dari Wiring platform, mempunyai fleksibilitas yang tinggi baik dari

segi software maupun hardware untuk memudahkan Rancang bangun elektronik

dalam berbagai bidang. Arduino menggunakan IC ATMega sebagai IC program

dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri yang sering disebut

bahasa processing. Bahasa ini sangat mirip dengan bahasa C++, namun

penulisannya mendekati bahasa manusia.

Berdasarkan latar belakang tersebut, penulis mengambil judul dari

permasalahan yang dibahas adalah :“rancang bangun alat fetal doppler dengan

(19)

Dimana di masa depan alat kesehatan dapat semakin berkembang dan

penulis dapat memberi sumbangsihnya dengan karya tulis ilmiah ini.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkam latar belakang yang telah diuraikan, maka yang menjadi

rumusan permasalahan diatas yaitu Bagaimana cara merancang alat fetal

dopplerdengan indikator display menggunakan LCD berbasis Arduino Uno

1.3 Batasan Masalah

Berdasarkan rumusan masalah yang telah penulis uraikan di atas, maka

yang menjadi batasan masalah pada perancangan modul ini, penulis

berkonsentrasi membatasi tentang Rancang Bangun Fetal Doppler dengan

Indikator Display Menggunakan LCD Berbasis Arduino Uno.

1.4 Tujuan Penelitian

Adapun yang menjadi tujuan penulisan Karya Tulis Ilmiah (KTI) ini

dikhususkan dalam pembuatan alat fetal doppler yaitu :

1. Umum

Merancang bangun alat fetal doppler dengan indikator display

menggunakan lcd berbasis arduino uno.

2. Khusus

a. Membuat modul alat fetal doppler.

b. Mengetahui dan memahami cara kerja secara teori maupun praktek

(20)

1.5 Manfaat Penelitian

a. Bagi Penulis

Menambah pengetahuan serta berbagi ilmu melalui karya tulis ilmiah dan

dapat mengaplikasikan ilmu untuk membahas atau menganalisa alat

kebidanan, mengetahui fungsi dan cara kerja alat.

b. Bagi Institusi Pendidikan

Menambah pengetahuan dan wawasan ilmu pengetahuan dan sumber

bacaan di institusi pendidikan khususnya di Teknelogi Elektro Medis

STIKes Binalita Sudama Medan, serta dapat digunakan sebagai acuan

(21)

5

BAB 2 TEORI DASAR

2.1 Jantung

2.1.1 Pengertian Jantung

Jantung adalah sebuah organ berotot dengan empat buah ruang yang

terletak di rongga dada, di bawah perlindungan tulang iga, sedikit ke sebelah kiri

sternum. Ruang jantung terdiri atas dua ruang yang berdinding tipis disebut atrium

(serambi) dan dua ruang yang berdinding tebal disebut ventrikel (bilik) (Muttaqin,

2009).

Jantung merupakan organ tubuh yang sangat vital pada manusia. Fungsi

jantung adalah memompa darah ke seluruh tubuh manusia. Sebagai alat

transportasi dalam tubuh manusia, darah bertugas membawa nutrisi dan oksigen

yang dibutuhkan organ-organ tubuh, sekaligus mengangkut zat-zat sisa. Jantung

dan pembuluh darah membentuk system kardiovaskular untuk memastikan

kelangsungan hidup manusia.

2.1.2 Struktur Jantung

Jantung berada di dalam torax, antara kedua paru-paru dan di belakang

sternum dan lebih menghadap ke kiri dibanding kekanan. Ukuran jantung kira-kira sebesar kepalan tangan. Jantung memiliki berat sekitar 300 gr, meskipun

berat dan ukurannya dipengaruhi oleh usia, jenis kelamin, berat badan, beratnya

(22)

menit, menyemburkan sekitar 70 ml darah dari kedua ventrikel per detakan, dan

keluaran totalnya sekitar 5 L/ menit (Smeltzer dan Bare, 2002).

Jantung dibagi oleh septum (sekat) menjadi dua belah, yaitu kiri dan

kanan. Setiap belahan kemudian dibagi lagi dalam dua ruang, yang atas disebut

atrium dan yang dibawah ventrikel. Di setiap sisi ada hubungan antara atrium dan ventrikel melalui atrio-ventrikuler dan pada setiap saluran tersebut terdapat katup, yang kanan bernama katup (valvulua) trikuspidalis dan yang kiri katup mitral atau

katup bikuspidalis. Katup atrio ventikuler mengizinkan darah mengalir kembali

dari ventrikel ke atrium. Katup trikuspidalis terdiri atas tiga kelopak atau kuspa,

dan katup mitral terdiri atas dua kelopak.

Gambar II.1 Bagian-Bagian Jantung

Jantung terdiri atas otot yang bersifat khusus, dan terbungkus oleh sebuah

membran yang disebut pericardium. Membran itu terdiri atas dua lapis,

(23)

pericardium parietal adalah lapisan fibrus yang terlipat keluar dari basis jantung dan membungkus jantung sebagai kantong longgar. Diantara kedua lapiswan

tersebut terdapat cairan serus yang berfungsi untuk melumasi jantung agar dapat

bergerak dengan bebas.

Di sebelah dalam jantung dilapisi oleh endetolium. Lapisan ini disebut

endokardium. Katup-katupnya hanya merupakan bagian yang lebih tebal dari

membrane ini. Tebal dinding jantung dilukiskan terdiri atas tiga lapis :

a. Perikardium, atau pembungkus luar

b. Miokardium, atau lapisan otot tengah

c. Endokardium, atau batas dalam

Dinding otot jantung tidak sama tebalnya. Dinding ventrikel merupakan

bagian yang paling tebal, dan dinding ventrikel sebelah kiri lebih tebal dari

ventrikel sebelah kanan. Hal ini dikarenakan kekuatan kontraksi dari ventrikel kiri

lebih besar daripada sebelah kanan. Dinding atrium tersusun dari otot yang lebih

tipis.

Sebelah dalam dinding ventrikel ditandai oleh berkas-berkas otot yang

tebal. Beberapa berbentuk putting, yaitu otot-otot papilaris. Pada tepi bawah otot

ini terkait dengan benang-benang tendon tipis, yaitu khordae tendinae.

Benang-benang ini mempunyai kaitan yaitu pada tepi bawahkatup atrio-ventrikuler.

Kaitan ini meghindarkan kelopak katup terdorong masuk kedalam atrium bila

(24)

2.1.3 Bunyi Jantung

Selama berkontraksi, jantung dapat terdengar dua macam suara yang

disebabkan oleh katup-katup yang menutup secara pasif. Bunyi pertama

disebabkan menutupnya katup atrio-centrikuler, dan kontraksi dari ventrikel.

Bunyi kedua terjadi karena menutupnya katup aortic dan pulmoner sesudah

kontraksi dari ventrikel. Pertama berbunyi panjang dan dempak, sedangkan yang

kedua berbunyi pendek dan tajam. Demikianlah maka yang pertama terdengar

seperti “lub” dan yang kedua berbunyi seperti “duk”. Dalam keadaan normal jantung tidak dapat membuat bunyi lain, tetapi bila arus darah cepat atau bila ada

kelainan pada katup atau salah satu ruang jantung, maka dapat terjadi bunyi lain

yang biasanya disebut bising.

2.1.4 Perkembangan Jantung Pada Janin

Pada usia kehamilan sebulan atau 4 minggu setelah terjadinya pembuahan,

umumnya detak jantung janin belum bisa terdengar meskipun jantung sudah mulai

berkembang. Perlu diketahui juga, di tahap ini sebuah tabung hati yang menjadi

cikal bakal jantung janin akan membelah untuk membentuk dua bagian, jantung

dan katup.

Pada minggu ke-5 biasanya suara detak jantung sudah mulai bisa

terdengar. Sedangkan di minggu ke-6 usia kehamilan, perkembangan jantung

janin sampai pada pembentukan 4 rongga jantung, yakni sinus venesus, atrium

primitive, ventrikel primitive dan bulbus kordis. Biasanya jantung janin akanberdetak sebanyak 120-160 kali per menit. Dua minggu kemudian atau lebih

(25)

tepatnya di usia kehamilan 8 minggu, jumlah detak jantung janin akan meningkat

menjadi 150-170 detak per menit.

Jika usia kehamilan 5 hingga 8 minggu terjadi perlambatan denyut jantung

pada janin yaitu kurang dari 90 denyut per menit, maka kondisi tersebut dapat

dikaitkan dengan resiko tinggi terjadinya keguguran karena nutrisi pada janin

tidak tercukupi dengan baik. Keadaan psikis dan emosional sang ibu yang tertekan

akan dapat menimbulkan reaksi sehingga dapat menyebabkan denyut jantung

janin menjadi tinggi.

2.2 Fetal Doppler

2.2.1 Pengertian dan Fungsi Fetal Doppler

Fetal doppler adalah suatu alat yang digunakan untuk mendeteksi dan menghitung bunyi jantung bayi. Fetal Doppler diambil dari nama seorang ahli

fisika dan matematika Austria, yakni Christian Johann Doppler (1803 - 1853).

Prinsipnya adalah “Jika pendengar dan sumber bunyi saling mendekati, maka

bunyi yang terdengar oleh pendengar lebih besar, sedangkan bila pendengar dan

sumber bunyi saling menjauhi maka bunyi yang terdengar oleh pendengar lebih

kecil.

(26)

Dikutip dari laman Beny-Beny.com, bunyi detak jantung janin sudah dapat

didengar pada usia kandungan 6-8 minggu setelah pembuahan menggunakan USG

dan pada usia kandungan 10-12 minggu setelah pembuahan menggunakan alat

fetal doppler. Terkadang, bunyi detak jantung janin dapat didengar pada usia

kandungan 8-10 minggu setelah pembuahan tergantung ukuran dari janin.

Perhitungan rata-rata detak janin dilakukan secara manual dengan menghitung

suara yang keluar dari speaker selama satu menit.

Gambar II.3 Grafik perbandingan tekanan amnion dan denyut jantung janin terhadap waktu

Suara denyut jantung dari bayi dapat didengar dari abdomen sekitar perut

ibu dengan menggunakan tranducer yang terbuat dari bahan piezo elektrik, denyut

jantung janin dapat didengar dengan menggunakan speaker sebagai indikator.

Sistem kerja dari fetal doppler ini adalah dengan menggunakan ultrasound yang

berfungsi mengubah suara menjadi frekuensi begitu juga sebaliknya frekuensi

menjadi suara.

Pada alat ini yang berfungsi untuk menghasilkan ultrasound adalah

tranducer piezo elektrik. Cara kerja fetal doppler yaitu dengan menggunakan tranducer piezo elektrik yang didalamnya terdapat dua bagian, yaitu transmitter dan receiver.

(27)

Sinyal keluaran dari oscillator sebesar 2,5 MHz membuat transmitter

bekerja memancarkan sinyal ke jantung janin dalam bentuk gelombang

ultrasound. Sebagian gelombang akan dipantulkan kembali oleh denyut jantung janin dan diterima oleh receiver. Frekuensi tersebut akan di filter agar sinyal yang

dihasilkan tidak terinterferensi dari sinyal lain yang bukan sinyal jantung janin.

Setelah itu, sinyal akan dikuatkan agar terdengar pada speaker dan dapat

ditampilkan pada display.

2.2.2 Efek Doppler

Secara singkat efek fetal doppler adalah fenomena perubahan frekuensi

yang teramati akibat gerakan pada sumber bunyi. Fenomena tersebut merupakan

proses yang sinergis, artinya perubahan kecepatan sumber bunyi akan

menimbulkan perubahan frekuensi yang didengar dan sebaliknya kecepatan

pendengaran terhadap sumber bunyi akan mengakibatkan perubahan frekuensi

pula.

Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa naik turunnya frekuensi yang

terjadi pada sebuah gelombang bunyi tergantung pada selisih kecepatan relative

antara sumber bunyi dengan pengamat, seperti dalam rumus Doppler sebagai

berikut:

Dimana :

Fp = Vr x Fs

Fp : Frekuensi yang terdengar oleh pengamat

Fs : Frekuensi sumber gelombang

(28)

Persamaan fetal Doppler tersebut menunjukkan bahwa besarnya

perubahan frekuensi yang terdengar oleh pengamat tergantung pada besarnya

kecepatan sumber bunyi dan atau pengamat serta cepat rambat gelombang dalam

medium yang bersangkutan. Koefisien perubahan frekuensi tidak dipengaruhi oleh

frekuensi sumber bunyi (R.Hutasoit, 2012).

Fenomena lainnya yang merupakan gejala serupa dengan hal diatas adalah

bahwa perubahan frekuensi juga akan dapat dirasakan apabila pengamat

mendengarkan bunyi yang dipantulkan oleh benda pemantul yang bergerak,

sebagai benda pemantul tersebut dapat dianggap sebagai sumber bunyi yang

bergerak terhadap pengamat itu dan menghasilkan efek perubahan frekuensi yang

serupa.

Tabel II.1 berikut dapat memiliki kaitan dengan persamaan fetal doppler

diatas menunjukkan bahwa besarnya perubahan frekuensi mudah diamati pada

gelombang bunyi yang merambat dalam medium kecepatan rendah dengan

kecepatan gerak sumber bunyi yang rendah pula.

Tabel II.1 Cepat rambat gelombang pada medium

Jenis Medium Cepat Rambat Bunyi (m/s)

Udara 331 Lemak 1450 Air 1495 Ginjal 1561 Otot 1585 Jaringan Tulang 4048

Efek fetal Doppler ini digunakan untuk mengukur bergeraknya zat cair

(29)

darah (darah bergerak menjauhi bunyi) akan memantulkan bunyi echo dan

diterima oleh detector.

2.3 Arduino Uno R3

Arduino Uno R3 adalah papan pengembangan mikrokontroler yang

berbasis chip Atmega328P. Arduino Uno memiliki 14 digital pin input / output

(atau biasa ditulis I/O, dimana 14 pin diantaranya dapat digunakan sebagai output

PWM antara lain pin 0 sampai 13), 6 pin input analog, menggunakan crystal 16 MHz antara lain pin A0 sampai A5, koneksi USB, jack listrik, header ICSP dan

tombol reset. Spesifikasi arduino uno R3 dapat dilihat pada tabel II.2 berikut.

Tabel II.2 Spesifikasi Arduino Uno R3

Mikrokontroler ATMega 328

Tegangan pengoprasian 5 V

Input Tegangan 7V – 12V

Pin 1/0 Digital 14 Pin

Pin Analog 6 Pin

Arus DC tiap pin 1/0 40 mA

Arus DC untuk pin 3,3 V 50 mA

Memori flash 32 KB

SRAM 2 KB

EPROM 1 KB

Kecepatan 16 MHz

Pada tabel diatas merupakan tampilan spesifikasi dari Arduino Uno versi

R3, dimana terdapat beberapa komponen serta nilai dari komponen komponen

tersebut. Hardware dalam Arduino memiliki beberapa jenis, yang mempunyai

(30)

Gambar II.4 Arduino uno R3

Pada Gambar II.4 Gambar Modul Arduino Uno. Dalam gambar tersebut

sudah diberi sebuah garis yang menunjukkan bahwa komponen-komponen yang

ada didalam sebuah Arduino Uno dan keterangan dari setiap gambar dapat dilihat

pada tabel II.3.

Tabel II.3 Keterangan Gambar Arduino

NO Description

1

POWER USB

Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB. sebagai supply listrik ke papan atau untuk pemrograman mikrokontroller.

2

POWER JACK

Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.

3

Voltage Regulator

IC ini digunakan untuk menstabilkan tegangan Eksternal dari Jack No.2 menuju 5 V, tegangan aman Papan Arduino.

4

Crystal Oscillator

Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino.

Jumlah cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.

(31)

5 dan 17

Reset

Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.

Cara pertama dengan menekan tombol reset ( 17 ) di papan. Cara kedua dengan menggubungkan pin reset dengan GND secara singkat.

6, 7, 8, dan 9

Pin ( 3.3, 5, GND, Vin )

• 3.3V ( 6 ) - Sumber tegangan output 3.3 Volt.

• 5V ( 7 ) - Sumber tegangan output 5 Volt.

• GND ( 8 ) - Ground atau pin negatif dalam sirkuit

elektronik, akhir dari setiap jalur arus listrik.

• Vin ( 9 ) - Pin untuk memasok listrik dari luar ke papan

arduino, sekitar 5 V.

10

Analog Pins

Papan Arduino UNO memiliki enam pin analog A0 sampai

A5. Digunakan untuk membaca sinyal atau sensor analog

seperti sensor jarak, suhu dsb, dan mengubahnya menjadi nilai digital.

11

IC Mikrokontroller

IC atau Integrated Circuit, alias otak dari Papan Arduino. IC ini yang diprogram oleh papan arduino untuk mengatur pin digital ( 15 ) dan pin analog ( 10 ).

12

ICSP pin

Sebagian besar ICSP ( 12 ) adalah untuk AVR. Dalam Arduino terdapat enam pin, MOSI, MISO, SCK, RESET, VCC, dan

GND. bisa digunakan dengan Bootloader.

13

LED Power Indicator

Lampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik. Jika tidak menyala berarti ada sesuatu yang salah dengan supply listrik atau papan arduinonya.

14

LED TX dan RX

TX ( Transmit ) dan RX ( Receive ), dua LED tersebut akan

berkedip saat pemrograman IC atau Papan Arduino berlangsung.

15

Digital Pins I / O

Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai logika( 0 atau 1 ). Pin berlabel " ~ " adalah

pin-pin PWM ( Pulse Width Modulation ) yang dapat

digunakan untuk menghasilkan PWM. Digital Pin I / O dapat digunakan seperti saklar.

16

AREF

AREF singkatan Analog Reference. Dapat digunakan untuk

mendapatkan sumber tegangan yang dapat diatur lewat IC. Tegangannya antara 0 sampai 5 Volt.

(32)

2.4 Bahasa Pemograman C++

Bahasa pemograman C++ adalah bahasa pemograman yang bisa

digunakan dengan banyak tujuan.Bahan C++ juga mendukung IOP

InjectOrientedPrograming yang memudahkan programmer memelihara program

hasil karyanya. Bahasa C++ ini termasuk bahasa compiled language, dimana

source code dilakukan proses compliling sehingga dihasilkan suatu program binary dimana binery filenya adalah binery file yang sesuai dengan sistem

operasi maupun platform dan bila dijalankan akan menghasilkan aplikasi sesuai

sumber yang telah dibuat.

Program pertama pemula menulis sebuah program yan disebut “hello word”, yang hanya mencetak “hello word” ke layar komputer..

Panel diatas menunjukan kode C++ untuk program ini. Panel bawah

menujukkan hasil ketika program dijalankan oleh komputer. Sedangkan angka

yang berada disebelah kiri panel berfungsi untuk memudahkan kita dalam

meneliti kesalahan pada program, dan bukan bagian dari program. Berikut

penjeasan dari baris-baris pada kod tersebut :

1. Baris 1 : // program pertama saya di C++

Dua tanda garis miring menunjukan bahwa kalimat selanjutnya adalah

komentar yang dimasukkan oleh programmer tetapi tidak berpengaruh pada

perilaku program.

2. Baris 2 : #include <iostream>

(33)

menyertakan preprosessor. #include<iostream> berarti perintah kompiler

untuk menyertakan bagian dari standar C++, yang dikenal sebagai header

iostream, yang memungkinkan untuk melakukan standar operasi input dan

output, seperti menulis output dari program ini (hello word) kelayar.

3. Baris 3 : Sebuah bariskosong

Bar.is kosong todak akan memberi pengaruh apapun terhadap program.

Mereka hanya meningkatkan pembacaan kode.

4. Baris 4 : int main ()

Baris ini memulai deklarasi fungsi main yang merupakan titik awal

dimana seluruh program C++ akan mulai dieksekusi. Diletakan diawal,

ditengah, ataupun di akhir program isi dari fungsi main akan di eksekusi

pertama kali.

5. Baris 5 dan 7 : { dan}

Tanada kurung terbuka ( { ) menunjukkan awal dari definisi main dan

tanda kurung tutup ( } ) berarti akhir dari fungsi main. Dan kode yang

terdapat di dalam tanda kurung adalah tubuh dari fungsi main.

6. Baris 6 : std:: << “helloword”;

Std :: out mengidentifikasikan output ke layar. Operator penyisipan (<<)

menunjukan kalimat berikutnya agar dimasukkan ke std :: cout. Kalimat

“hello word”’merupakan kalimat yang akan dimunculkan kelayar. Dan setiap pernyataan C++ harus di akhiri dengan tanda semicolon (;) untuk

(34)

2.5 LCD (Liquid Crystal Display) 2.5.1 Pengertian LCD

LCD (Liquid Crystal Display) adalah modul penampil yang banyak digunakan karena tampilannya menarik. LCD yang paling banyak digunakan saat

ini ialah LCD LMB162ABC refurbish karena harganya cukup murah.

LMB162ABC merupakan modul LCD dengan tampilan 2x16 (2 baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler

yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD. Mikrokontroler HD44780

buatan Hitachi yang berfungsi sebagai pengendali LCD memiliki CGROM

(Character Generator Read Only Memory), CGRAM (Character Generator

Random Access Memory), dan DDRAM (Display Data Random Access Memory). Bentuk fisik LCD LMB162ABC refurbish seperti ditunjukkan pada Gambar II.5

Gambar II.5 LCD (Liquid Crystal Display)

LCD yang umum, ada yang panjangnya hingga 40 karakter (2x40 dan

4x40), dimana kita menggunakan DDRAM untuk mengatur tempat penyimpanan

karakter tersebut, seperti ditunjukkan pada Gambar II.6.

(35)

Alamat awal karakter 00H dan alamat akhir 39H. Jadi, alamat awal di

baris kedua dimulai dari 40H. Jika Anda ingin meletakkan suatu karakter pada

baris ke-2 kolom pertama, maka harus diset pada alamat 40H. Jadi, meskipun

LCD yang digunakan 2x16 atau 2x24, atau bahkan 2x40, maka penulisan programnya sama saja. CGRAM merupakan memory untuk menggambarkan pola

sebuah karakter, dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan

keinginan. Namun, memory akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga

pola karakter akan hilang. Berikut tabel pin untuk LCD LMB162ABC.

Perbedaannya dengan LCD standar adalah pada pin 1 VCC, dan pin 2 Gnd. Ini

kebalikan dengan LCD standar.

2.5.2 Susunan Pin LCD LMB162ABC.

Tabel II.4 Tabel Susunan Pin LCD LMB162ABC

No Nama Pin Level Deskripsi

1 Vss 0 V Ground

2 VDD +5 V Tegangan Suply Logika

3 VEE Variabel Tegangan Kontras

4 RS H/L Register select, 0=perintah 1=data

5 R/W H/L 1= baca data 0=tulis data

6 E H/L Enable clock, logika 1 setiap

kirim/baca data 7 D0 H/L Data Bus 0 8 D1 H/L Data Bus 1 9 D2 H/L Data Bus 2 10 D3 H/L Data Bus 3 11 D4 H/L Data Bus 4 12 D5 H/L Data Bus 5 13 D6 H/L Data Bus 6 14 D7 H/L Data Bus 7

15 Anoda 4,2V-4,6V Tegangan positif Backlight

(36)

Perlu diketahui, driver LCD seperti HD44780 memiliki dua register yang

aksesnya diatur menggunakan pin RS. Pada saat RS berlogika 0, register yang

diakses adalah perintah, sedangkan pada saat RS berlogika 1, register yang

diakses adalah register data. Agar dapat mengaktifkan LCD, proses inisialisasi

harus dilakukan dengan cara mengeset bit RS dan meng-clear-kan bit E dengan

delay minimal 15 ms. Kemudian mengirimkan data 30H dan ditunda lagi selama 5 ms. Proses ini harus dilakukan tiga kali, lalu mengirim inisial 20H dan interface data length dengan lebar 4 bit saja (28H). Setelah itu display dimatikan (08H) dan di-clear-kan (01H). Selanjutnya dilakukan pengesetan display dan cursor, serta

blinking apakah ON atau OFF.

2.6 Transduser Fetal Doppler

Gelombang ultrasound diproduksi dan dideteksi dengan peralatan yang

dikenal dengan istilah transduser. Transduser pada fetal doppler

berfungsi mengubah energy listrik menjadi gelombang ultrasound yang melintasi

jaringan tubuh pasien. Transduser ini juga nantinya yang menerima gelombang

ultrasound yang dipantulkan dan mengubahnya kembali menjadi energi listrik.

Transduser sering digunakan sebagai pelacak atau probe. Komponen dari transduser terbuat dari material piezoelektrik yang berbentuk struktur keramik atau kristal. Natural piezoelektrik dari bahan quartz kristal sedangkan untuk

transduser USG terbuat dari bahan sintetik kristal piezoelektrik yang disebut leadzirconate-titanate (PZT).Pada transduser Fetal Doppler dilengkapi beberapa fitur antara lain band pass filter dan juga pre-amp.

(37)

Gambar II.7 Skema Transduser Fetal Doppler

a. Band pass filter

Band pass filter atau sering disingkat dengan BPF adalah filter atau penyaring frekuensi yang melewatkan sinyal frekuensi dalam rentang frekuensi

tertentu yaitu melewatkan sinyal yang berada diantara frekuensi batas bawah

hingga frekuensi batas atasnya. Dengan kata lain, band pass filter atau tapis lolos

atas ini akan menolak atau melemahkan sinyal frekuensi yang berada diluar

rentang yang ditentukan tersebut.

Gambar II.8. Grafik band pass filter

Pada transducer fetal doppler digunakan band pass filter sebagai

(38)

dikarenakan Frekuensi detak jantung janin lebih tinggi dibandingkan dengan detak

jantung sang ibu (detak jantung janin 120–160 denyut per menit (2-3 Hz)

sedangkan jantung sang ibu sekitar 80-90 denyut per menit(< 1 Hz)). (N. Sultan

Hasanudin, 2014)

b. Pre-amplifier

Pre-amplifier sering disebut pre-amp atau kontrol amplifier adalah sebuah

alat elektronik ampli yang mengolah atau memproses sinyal elektronik sebelum

masuk kedalam amplifier. Sirkuit rangkaiannya bisa saja serumah dengan

transduser sebelum amplifier ataupun rangkaian terpisah. Secara umumnya fungsi

dari pre-amp atau pre-amplifier adalah meng-ampli atau menguatkan sinyal dari

low level ke line level. Jadi sinyal yang keluar dari transduser masuk ke rangkaian

pre-amp, dalam rangkaian tersebut memproses sinyal elektronik yang masuk,

diolah dan dinaikkan 100x (60dB) yang kemudian di teruskan kedalam rangkaian

amplifier induk.

Gambar II.9 Skema Pre-amp

Keterangan pin :

1. Pin VCC, berfungsi sebagai sumber tegangan pada transduser

2. Pin Sound, berfungsi sebagai keluaran transduser

(39)

2.7 Modul LDR LM393

Light dependent resistor atau disingkat dengan LDR adalah jenis Resistor yang nilai hambatan atau nilai resistansinya tergantung pada intensitas cahaya

yang diterimanya. Nilai Hambatan LDR akan menurun pada saat cahaya terang

dan nilai Hambatannya akan menjadi tinggi jika dalam kondisi gelap. Dengan kata

lain, fungsi LDR (Light Dependent Resistor) adalah untuk menghantarkan arus

listrik jika menerima sejumlah intensitas cahaya (kondisi terang) dan menghambat

arus listrik dalam kondisi gelap.

Naik turunnya nilai Hambatan akan sebanding dengan jumlah cahaya yang

diterimanya. Pada umumnya, nilai hambatan LDR akan mencapai 200 kilo Ohm

pada kondisi gelap dan menurun menjadi 500 Ohm pada kondisi cahaya terang.

Gambar II.10 Grafik Hambatan LDR

(40)

Keterangan bagian utama modul :

1. Sensor LDR

2. IC Comparator LM393

3. LED Reading sensor

4. LED Power

5. Trimpot

6. Pin I/O dan pin power Supply

Keterangan pin :

a. GND

b. Output Digital (Logika High and Logika Low)

c. Output Analog (Tegangan)

d. VCC

Spesifikasi Modul LDR LM393

- Tegangan pengoperasian : 3.3V sampai 5V DC

- Arus pengoperasian : 15mA

- Digital output : 0V sampai 5V

- Analog output : 0V sampai 5V sesuai dengan jatuhnya cahaya ke LDR

- Menggunakan LED sebagai indikator output dan power

(41)

Gambar II.12 Skema Modul LDR LM393

2.8 Regulator LM2569

Regulator LM2596 merupakan IC monolitik yang menyediakan semua

fungsi aktif untuk regulator switching step-down (buck), dengan beban arus

maksimum 3A.

LM2596 beroperasi pada frekuensi switching 150 kHz, sehingga

membutuhkan komponen filter berukuran lebih kecil dari yang diperlukan dengan

regulator switching frekuensi yang lebih rendah.

(42)

Bentuk aktual IC LM2596 ada 2 yaitu 7-pin TO-220 standar dan tersedia dalam

bentuk IC 7-pin TO-263, seperti gambar dibawah ini.

Gambar II.14 IC LM2569

a. Spesifikasi LM2596 :

1. Efisiensi tinggi

2. Tersedia IC dalam bentuk TO-220 dan TO-263

3. Tegangan input mencapai 40 V

4. Tegangan output 1.2-V – 37-V ± 4%

5. Output beban maksimum 3A

6. Osilator internal frekuensi tetap 150-kHz

7. Hanya membutuhkan 4 komponen eksternal : Dioda, Capasitor, induktor,

resistor

8. Terdapat fitur Shutdown TTL

9. Mode siaga daya rendah biasanya 80 μA

(43)

2.9 Operational Amplifier PAM8403

Operational Amplifier atau yang sering disingkat Op Amp adalah penguat

sinyal sebuah alat yang berfungsi untuk mengubah sinyal dari input dengan

amplitudo rendah menjadi sebuah sinyal output dengan amplitude yang relatif

lebih tinggi namun frekuensinya masih tetap sama. Sinyal output yang dikuatkan

ini biasanya berupa suara audio berbentuk analog.

Gambar II.15 Simbol Amplifier

PAM8403 adalah chip digital amplifier stereo yg berukuran kecil,

menghasilkan suara high-definition (hifi) de ngan output 3W+3W (2 channel

stereo)

(44)

Karakteristik pin :

1. Pin IN, berfungsi sebagai Input

2. Pin IN+, berfungsi sebagai VCC

3. Pin IN-, berfungsi sebagai pin negatif

4. Pin OUT+, berfungsi sebagai output

5. Pin OUT-, berfungsi sebagai GROUND

Spesifikasi:

1. Tegangan kerja: 5v DC

2. Output min: 3W x 2channel

3. Ukuran pcb: 29.5 x 20.2 x 15 mm

2.10 Speaker

Speaker adalah perangkat keras output yang berfungsi mengeluarkan hasil pemrosesan oleh CPU berupa audio/suara. Speaker memiliki fungsi sebagai alat untuk mengubah gelombang listrik yang mulanya dari perangkat penguat audio/suara menjadi gelombang getaran yaitu berupa suara itu sendiri.

(45)

Pada gambar II.15, dapat kita lihat bahwa pada dasarnya Speaker terdiri

dari beberapa komponen utama yaitu Cone, Suspension, Magnet Permanen, Voice

Coil dan juga Kerangka Speaker.Dalam rangka menterjemahkan sinyal listrik menjadi suara yang dapat didengar, Speaker memiliki komponen Elektromagnetik

yang terdiri dari Kumparan yang disebut dengan Voice Coil untuk

membangkitkan medan magnet dan berinteraksi dengan Magnet Permanen

sehingga menggerakan Cone Speaker maju dan mundur. Voice Coil adalah bagian

yang bergerak sedangkan Magnet Permanen adalah bagian Speaker yang tetap

pada posisinya. Sinyal listrik yang melewati Voice Coil akan menyebabkan arah

medan magnet berubah secara cepat sehingga terjadi gerakan “tarik” dan “tolak” dengan Magnet Permanen. Dengan demikian, terjadilah getaran yang maju dan

mundur pada Cone Speaker.

Cone adalah komponen utama Speaker yang bergerak. Pada prinsipnya, semakin besarnya Cone semakin besar pula permukaan yang dapat menggerakan

udara sehingga suara yang dihasilkan Speaker juga akan semakin

besar.Suspension yang terdapat dalam Speaker berfungsi untuk menarik Cone ke

posisi semulanya setelah bergerak maju dan mundur.Suspension juga berfungsi

sebagai pemegang Cone dan Voice Coil. Kekakuan, komposisi dan desain

(46)

30

BAB 3 PERANCANGAN

3.1 Alat

Alat yang digunakan dalam perancangan ini adalah sebagai berikut :

a. Tool Set

Fungsi : sebagai alat bantu dalam keselamatan kerja

b. Osiloskop

Merek : GW INSTEK`

Type : GDS – 1052 – U

Fungsi : Sebagai alat ukur yang berfungsi untuk memproyeksikan

bentuk sinyal listrik serta frekuensi komponen.

c. Multimeter Digital

Merk : Fluke

Type : DT – 9205A

Fungsi : Untuk mengukur tegangan (voltage) pada rangkaian.

d. USBASP

Fungsi : Sebagai alat bantu untuk memindahkan program

dari aplikasi Arduino IDE ke modul Arduino.

e. Software Arduino IDE

Fungsi : Sebagai aplikasi untuk membuat program menggunakan

(47)

3.2 Bahan yang digunakan

Bahan yang digunakan dalam penelitian adalah :

a. U1 : Modul Arduino Uno R3

b. U2 : Modul Regulator LM2596

c. U3 : Modul Free-Amp PAM8403

d. U4 : Modul Transduser Fetal Doppler

e. U5 : Modul LDR LM393 f. D1 : LED Merah g. D2 : Modul LCD 2x16 h. R1 : Resistor 1k i. R2 : Resistor 2k2 j. LS1 : Speaker k. S1 : Push Button l. B1 : Baterai 7.4 V 3.3 Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang digunakan adalah experiment yaitu dengan

melakukan perancangan, pengujian, dan pengukuran pada titik – titik pengukuran

(48)

3.4 Waktu Penelitian

Kegiatan penelitian dan penulisan Karya Tulis Ilmiah ini dilaksanakan

sesuai jadwal pelaksanaan seperti pada tabel III.1.

Tabel III.1 Waktu Penelitian

3.5 Rancangan Perangkat Keras 3.5.1 Rancangan Blok Diagram

Alat Fetal Dopler dirancang berdasarkan Blok Diagram Gambar III.2.

Gambar III.1 Blok Diagram Fetal Doppler OBJEK TRANS DUSER ARDUINO UNO LDR AMPLIFIER DISPLAY SPEAKER POWER SUPPLAY

(49)

Fungsi Masing-Masing Blok

1. Transduser, adalah rangkaian yang memancarkan dan menerima frekuensi

yang dipantulkan oleh jantung janin.

2. Amplifier, berfungsi untuk menguatkan sinyal yang diterima transduser agar

dapat dihasilkan suara di speaker.

3. Speaker, berfunsi untuk mengubah sinyal yang telah dikuatkan oleh amplifier

menjadi suara yang dapat didengar.

4. Arduino Uno, berfungsi untuk memproses data signal yang dikirim oleh

transduser dan LDR untuk diproses agar dapat menampilkannya di display

5. Display, berfungsi untuk menampilkan hasil pengukuran denyut jantung yang

diterima oleh transduser.

6. Rangkaian LDR, berfungsi untuk mendeteksi detakan jantung janin yang

diteruskan dari amplifier.

7. Power Supplay berfungsi sebagai tenaga atau sumber tegangan agar semua

rangkaian dapat bekerja.

Cara Kerja Blok Diagram:

Transduser dengan frekuensi 2.5 MHz akan mentransmisikan

gelombang suara ke objek dan menerima kembali pantulan gelombang dari objek.

Pantulan gelombang tersebut akan dirubah menjadi sinyal-sinyal listrik untuk

dikuatkan dan disaring pada transduser tersebut. Kemudian sinyal-sinyal listrik

(50)

diperdengarkan di speaker dan dapat diolah lagi di rangkaian LDR. Rangkaian

LDR akan mengolah sinyal dari amplifier agar dapat dibaca dan diproses oleh

arduino uno. Setelah diproses, arduino akan menampilkan hasil BPM di Display.

3.5.2 Rangkaian Transduser

Merupakan rangkaian yang berfungsi sebagai sensor untuk memancarkan

dan menerima frekuensi yang dipantulkan oleh jantung janin. Frekuensi yang

diterima akan diubah kembali menjadi sinyal-sinyal listrik. Rangkaian transduser

dirancang menggunakan modul Piezoelektrik yang berfungsi untuk mengubah

energi listrik menjadi gelombang suara yang akan dipancarkan ke objek kemudian

menerima kembali frekuensi suara tersebut yang akan diubah menjadi

sinyal-sinyal listrik.

Gambar III.2 Rangkaian Transduser

Keluaran dari rangkaian transduser ini diambil melalui terminal

keluaran Sound. Dari terminal keluaran Sound selanjutnya diteruskan ke

(51)

3.5.3 Rangkaian Amplifier

Rangkaian Amplifier berfungsi sebagai penguat sinyal yang diterima dari

transduser agar suara detak jantung janin dapat dikeluarkan dari speaker. Selain

itu, amplifier juga akan menguatkan sinyal hingga 3x yang akan diteruskan ke

rangkaian LDR. Input dari amplifier akan diambil dari pin Sound transduser yang

dihubungkan ke pin IN+ amplifier.

Gambar III.3 Rangkaian Amplifier

Keluaran dari Amplifier diambil melalui terminal OUT+ amplifier akan

diteruskan ke Rangkaian Speaker dan ke LED pada Rangkaian LDR.

3.5.4 Rangkaian Modul LDR LM393

Rangkaian modul LDR LM393 berfungsi sebagai pendeteksi beda

potensial yang dikeluarkan dari amplifier. Akibat adanya perbedaan tegangan

yang dikeluarkan pada saat terjadi detakan, sehingga setiap adanya perbedaan

tegangan akan ditandai dengan nyala atau redupnya LED yang terhubung ke pin

(52)

LDR. Modul LDR akan memberikan sinyal kepada arduino untuk menghitung

berapa kali perbedaan tergangan yang terjadi.

Gambar III.4 Rangkaian LDR

Keluaran dari rangkaian LDR akan diambil dati terminal OUT dan

diteruskan ke pin 2 Arduino untuk dilakukan pembacaan dan penghitungan dari

sinyal yang ditangkap oleh rangkaian LDR.

3.5.5 Rangkaian Arduino

Rangkaian Arduino berfungsi sebagai pemrosesan data. Sinyal yang

diteruskan dari LDR akan diproses pada arduino untuk dihitung berapa kali

perbedaan tegangan yang terjadi. Pada arduino juga terjadi pengubahan data dari

(53)

Gambar III.5 Rangkaian Arduino

Keluaran dari arduino akan diambil melalui Pin 7-12 yang akan

dihubungkan dengan rangkaian Display yang keluarannya sudah berbentuk

digital.

3.5.6 Rangakaian LCD 2x16 Karakter

Display berfungsi menampilkan jumlah detakan yang telah terjadi.

Masukan dari display diambil dari pin 7-12 arduino yang dihubungkan ke pin RS,

pin E, pin D4, pin D5, pin D6, dan pin D7 berturut-turut.

(54)

3.6 Perancangan Perangkat Lunak

3.6.1 Program Pendukung yang Digunakan

Pemograman perangkat lunak pendukung Arduino Uno dilakukan dengan

menulis kode sumber program menggunakan bahasa C++ dengan aplikasi arduino

Software yang disebut sebagai sketch. Sketch ditulis dalam suatu editor text dan

disimpan dalam file dengan ekstensi .ino. Setelah program selesai disusun lalu

dilakukan dengan verifikasi program untuk mengecek apakah sketch yang disusun

tidak ada kekeliruan dari segi sintaks. Jika tidak terjadi kekeliruan maka secara

otomatis proses verify akan dilanjutkan dengan proses compile sehingga sketch

yang disusun akan dirubah menjadi bahasa mesin dengan ekstensi .hex. Langkah

selanjutnya yaitu melakukan mekanisme pengisian atau pengcopyan yaitu

mencopy kan file .hex atau file hasil kompilasi kedalam IC mikrokontroler

Arduino uno. Proses pengcopyan dilakukan dengan perangkat tambahan USBAsp

untuk menjembatani penulisan program boothloader ke IC mikrokontroler.

3.6.2 Metode Penulisan Perangkat Lunak

Agar penulisan program menjadi lebih mudah dan terarah terlebih dahulu

dirancang diagram alir ( Flow Chart ) dari program yang akan dibuat, program

terdiri dari 2 bagian yaitu, program utama dan sub program. Program utama

merupakan program yang mengatur sistem secara keseluruhan sedangkan sub

program merupakan bagian program yang berfungsi untuk melakukan pekerjaan

(55)

Gambar III.7 Diagram Alir

Setelah dihidupkan, alat akan melakukan inisialisasi, maka alat akan

menampilkan “Alat Doppler” di Display alat. Setelah tampilan tersebut, display juga akan menampilkan “Hasil Denyut”. Jika probe tidak ditempelkan (tidak), maka alat akan terus menampilkan “Hasil Denyut”. Jika probe ditempelkan (iya),

maka alat akan mulai menghitung BPM dan mengeluarkan suara detakan melalui

speaker. Setelah penghitungan selesai, hasil dari BPM akan ditampilkan pada

dislpay.

INISIALISASI

MENAMPILKAN HASIL BPM PADA DISPLAY MENGHITUNG NILAI BPM

DAN TERDENGAR BUNYI DJJ APAKAH PROBE DITEMPELKAN PADA PASIEN? STAR T TAMPILAN “ALAT DOPPLER” “=========“ STO P TAMPILAN “HASIL DENYUT” “BPM : “ tidak ya

(56)

40

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengukuran

Untuk menguji apakah hasil perancangan alat fetal doppler telah sesuai

dengan yang diharapkan, maka penulis melakukan pengukuran di beberapa titik

pengukuran.

• Titik pengukuran pertama (TP1) dilakukan pada keluaran transduser. Hal ini dilakukan untuk mengukur tegangan dan frekuensi pada transduser.

• Titik pengukuran kedua (TP2) dilakukan pada keluaran dari amlifire, fungsinya untuk mengukur penguatan tegangan yang terjadi di amplifire.

• Titik pengukuran ketiga (TP3) dilakukan pada keluaran LDR, hal ini dilakukan untuk mengukur perbedaan tegangan pada keluaran LDR

(57)

Langkah langkah yang dilakukan dalam mengambil hasil pengukuran adalah:

- Hidupkan alat.

- Tempelkan transduser pada perut ibu hamil, arahkan hingga suara denyut

jantung janin terdengar dari speaker.

- Setting osciloskop pada setingan V/D = 500 mV, dan T/D = 500 ms

- Hubungkan probe osciloskop pada titik pengukuran

- Amati pada display osciloskop

a. Pengukuran Pulsa keluaran ketika probe ditempel pada pasien

Tabel 4.1 Tabel Pulsa Keluaran Ketika Probe Ditempel Pada Pasien

No TP Pulsa Keluaran Kondisi

Pengukuran Hasil Pengukuran 1 1 V/D = 500mV T/D = 500ms Vmax = 3,10 V Vpp = 480 mV f = 352,1 mHz 2 2 V/D = 5V T/D = 500ms Vmax = 5,6 V Vpp = 5,4 V f = 254.5 Hz

(58)

3 3 V/D = 5V T/D = 1ms

Vamp = 6,80 V Vpp = 7,6 V f = 1.734 kHz

b. Pengukuran Pulsa keluaran ketikaprobe tidak ditempel pada pasien

Tabel 4.2 Tabel Pulsa Keluaran KetikaProbe Tidak Ditempel pada Pasien

No TP Pulsa Keluaran Kondisi

pengukuran Hasil Pengukuran 1 1 V/D = 500mV T/D = 500ms V = 2,34 V f = - 2 2 V/D = 5V T/D = 500ms V = 5,6 V Vpp = 600 mV 3 3 V/D = 5V T/D = 1ms Vmax = 6,20 V Vpp = 6,60 V f = 1.534 kHz

(59)

4.2 Analisa dan Pembahasan

4.2.1 Analisa Pada Keluaran Transduser

Analisa ini dilakukan agar mengetahui bagaimana bentuk pulsa keluaran

pada transduser.

Gambar IV.2 Gambar Pulsa Keluaran Transduser

Pada Gambar IV.2 terlihat bahwa terdapat perbedaan amplitudo dari pulsa

keluaran transduser. Hal ini menandakan adanya perbedaan tegangan di setiap kali

terjadinya detakan jantung janin. Pada saat adanya detakan, amplitudo dari pulsa

keluaran akan naik dan pada saat tidak ada detakan, amplitudonya tidak akan naik.

4.2.2 Analisa Pada Keluaran Amplifier

Analisa ini dilakukan agar diketahui apakah rangkaian amplifier bekerja

(60)

Gambar IV.3 Gambar Pulsa Keluaran Amplifier

Pada Gambar IV.3 terlihat bahwa adanya peningkatan tegangan jika

dibandingkan dengan keluaran transduser yang merupakan input dari amplifier.

Hal ini dapat dilihat pada saat diukur tegangan keluaran transduser (input

amplifier) besarnya 3.10 V sedangkan pada saat diukur keluaran amplifier

besarnya 5.68 V atau sekitar hampir dua kali lipat dari semula. Penguatan dari

amplifier belum mancapai batas maksimal karena putaran dari potensionya belum

penuh.

4.2.3 Analisa pada Keluaran LDR

Analisa dilakukan agar diketahui adanya beda potensial pada saat detakan

jantung janin yang akan diteruskan ke arduino.

(61)

Pada Gambar IV.4 terlihat bahwa adanya sedikit perbedaan tegangan

Vpp. Pada saat ada detakan, besar Vpp mencapai 7,68 V. Sedangkan pada saat

tidak ada detakan, besar Vpp mencapai 6,60 V. Hal ini sesuai dengan prinsip kerja

LDR yaitu, hambatan akan semakin tinggi ketika gelap dan semakin kecil ketika

terang. Karena pada saat terjadi detakan, LED akan menyala sehingga kondisi

yang diterima oleh LDR akan terang, dan ketika tidak ada detakan maka LED

(62)

46

BAB 5 PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan penelitian mulai dari tahap study pustaka sampai

pembuatan modul, yang meliputi tahap pembuatan hardware dan software

yang dikontrol oleh Arduino uno terhadap alat fetal doppler, serta melakukan

pengukuran dan pembahasan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Keluaran suara yang diperbesar dari fetal doppler rancangan penulis sesuai

dengan detak jantung aslinya dan tiap detakannya sesuai dengan rate

detakan jantung pasien.

2. Dari rancang bangun yang dibuat penulis memiliki kekurangan yaitu BPM

yang ditampilkan di Display tidak sesuai dengan hasil detak jantung

aslinya.

3. Hasil BPM yang ditampilkan didisplay tidak dapat dihitung karena

tampilan pada display berubah-ubah tiap kali ada detakan.

4. Alat rancang bangun fetal doppler yang dibuat oleh penulis menggunakan

Arduino Uno sehingga programannya lebih singkat dan masih dapat

ditambahi atau diubah programnya.

5.2 Saran

Agar mendapatkan ketepatan dari pengukuran yang dilakukan dalam

(63)

1. Untuk mendapatkan nilai akurasi yang baik pada alat, gunakan komponen

yang mempunyai nilai toleransi rendah, gunakan sensor yang dirancang

khusus, sehingga pulsa yang dihasilkan dapat terlihat dengan jelas pada

osiloskop.

2. Untuk meningkatkan kualitas tampilan sinyal osiloskop, sebaiknya pin untuk

titik pengukuran dipisah dari pin-pin yang lain agar tidak terjadi korslet dan

terjadi interferensi sinyal pada osiloskop.

3. Pada saat melakukan pengukuran, lakukan pada ruangan yang memiliki

tegangan dari jala-jala PLN yang stabil agar hasil yang didapat tidak

berubah-ubah.

4. Sebaiknya menggunakan F-V Converter setelah keluaran dari transduser agar

(64)

48

DAFTAR PUSTAKA

Arif, Muttaqin, 2009. Asuhan Keperawatan Klien dengan Gangguan Sistem Kardiovaskular dan hematologi. Salemba Medika, Jakarta

Coughlin, Robert F. Fredrick, G. Driscoll, 1985, Penguat Operasional Dan Rangkaian Terpadu.Terjemahan : Ir. Herman Widodo Soesmitro, Jakarta: Erlangga, 1985

Cooper, William D, 1994, Instrument Elektronika dan teknik Pengukuran. Terjemahan : Ir. Sahat Pakpahan, Jakarta, Erlangga

Hutasoit, Ridwan (2012). (09.584), Judul : Analisis dan Aplikasi Alat Medis Fetal Doppler Bistos Hi-Bebe BT 200, STIKes Binalita Sudama, Medan

Johnson, Curtis D (1997) Process Control Instrumentation Technology.Edisi Kelima, University of Houston,

Nuh, Mohammad, Komponen Listrik, Institut 10 November, Surabaya

Rm. Francis. D.Yuri (2001), Belajar Elektronika Tanpa Guru. Penerbit M2 Bandung: Anggota IKAPI

Smeltzer, Suzanne C. dan Bare, Brenda G, 2002, Buku Ajar Keperawatan Medikal Bedah Brunner dan Suddarth (Ed.8, Vol. 1,2), Alih bahasa oleh Agung Waluyo…(dkk), EGC, Jakarta.

Anonim, pemrograman LCD dengan mikrokontroller, 2019, http://pemograman bascom.blogspot.com/pemrograman-LCD-dengan-mikrokontroller.html, Diakses pada tanggal 4 januari 2020

Anonim, Cara Hitung Detak Jantung, 2019, https://hellosehat.com/hidup-sehat/tips-sehat/cara-hitung-detak-jantung, Diakses pada 4 januari 2020

Anonim, When Can You Hear Baby’s Heartbeat?, 2020, https://www.bellybelly.com./ pregnancy/when-can-you-hearbabysheartbeat/, Diakses pada 10 juli 2020.

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

LMB162ABC

LCD Module User Manual

Shenzhen TOPWAY Technology Co., Ltd.

Rev. Descriptions Release Date

(76)

(77)

URL: www.topwaydisplay.com www.topwaysz.com

Document Name: LMB162ABC-Manual-Rev0.1.doc Page: 2 of 11 1. Basic Specifications ... 3 Display Specifications ... 3 Mechanical Specifications ... 3 Block Diagram ... 3 Terminal Functions ... 4 2. Absolute Maximum Ratings ... 5 3. Electrical Characteristics ... 5 DC Characteristics ... 5 LED Backlight Circuit Characteristics ... 5 AC Characteristics ... 6 4. Function Specifications... 7

Basic Setting ... 7 Resetting the LCD module ... 7 Adjusting the LCD display contrast ... 7 Display Memory Map ... 8 Display Commands ... 10 5. Design and Handling Precaution ... 11

(78)

Document Name: LMB162ABC-Manual-Rev0.1.doc Page: 3 of 11

Display Specifications

1) LCD Display Mode : STN, Positive, Transflective

2) Display Color : Display Data = “1” : Deep Blue (*1) : Display Data = “0” : Yellow Green (*2)

3) Viewing Angle : 6H

4) Driving Method : 1/16 duty, 1/5 bias

5) Back Light : Yellow-Green LED backlight

Note:

*1. Color tone may slightly change by Temperature and Driving Condition. *2. The Color is defined as the inactive / background color

Mechanical Specifications

1) Outline Dimension : 80.0 x 36.0 x 15.8MAX

(See attached Outline Drawing for details)

Block Diagram BLA BLK VDD VSS V0 DB0 – DB7 RS, R/W, E S6A0065 or equivalent LCD Panel 16 x 2 Char (5x8dots) S6A2067 or equivalent LE D B ac k ligh t Ci rc ui t C OM1 | C O M16 S E G1 | SEG40 SE G4 1 | SEG100

(79)

Pin No. Pin

Name I/O Descriptions

1 VSS Power Power supply, Ground (0V)

2 VDD Power Positive power supply

3 V0 Power LCD contrast reference supply

4 RS Input Register Select

RS=HIGH: transferring display data RS=LOW: transferring instruction data

5 R/W Input Read / Write Control bus:

R/W=HIGH: Read mode selected R/W=LOW: Write mode selected

6 E Input Data Enable

7 DB0 I/O Bi-directional tri-state Data bus

In 8 bit mode, DB0 ~ DB7 are in use

In 4 bit mode, DB4 ~ DB7 are in use, DB0~DB3 leave open

: :

14 DB7

15 BLA Power Backlight positive supply

(80)

Items Symbol Min. Max. Unit Condition

Supply Voltage VDD 0 6.0 V VSS = 0V

Input Voltage VIN 0 VDD V VSS = 0V

Operating Temperature TOP -20 70 C No Condensation

Storage Temperature TST -30 80 C No Condensation

Cautions:

Any Stresses exceeding the Absolute Maximum Ratings may cause substantial damage to the device. Functional operation of this device at other conditions beyond those listed in the specification is not implied and prolonged exposure to extreme conditions may affect device reliability.