33
BAB III
PEMBAHASAN
3.1. Tinjauan Umum AlatLazimnya pengukuran gula darah dilakukan secara invasive atau dengan melukai bagian tubuh pasien untuk mendapakan darah sebagai bahan uji dan dilakukan di Laboratorium. Rumitnya prosedur yang harus dijalani penderita diabetes melitus membuat penderita diabetes melitus tidak dapat melakukan deteksi dini, padahal penderita diabetes melitus memerlukan pengawasan secara rutin agar bisa hidup secara normal.
Alat pengukur kadar gula dalam darah secara non-invasive berbasis arduino dirancang untuk tujuan pendeteksian kadar gula darah pada pasien diabetes melitus. Dengan memanfaatkan sensor photodioda yang digunakan untuk melakukan pengukuran intensitas cahaya yang menembus jari tangan yang disinari oleh sumber cahaya.
Dengan sumber tegangan baterai menjadikan alat ini lebih portabel sehingga mudah dibawa kemana saja untuk melakukan pengukuran kadar gula darah. Hal ini penulis harapkan bisa membantu penderita diabetes melitus bisa hidup normal seperti sebelumnya saat dia sehat.
3.2. Blok Diagram alat
Dasar dari Alat pengukur kadar gula dalam darah secara non-invasive berbasis Arduino ini terbagi menjadi 3 blok, yaitu blok input, blok proses dan blok output.
Gambar III.1 Blok diagram alat
Pada blok input saat alat diaktifkan alat akan menyalakan LED , kemudian jadi tangan sebagai obyek uji disinari untuk selanjutnya dilakukan pembacaan intensitas cahaya yang tembus melalui jari tangan dengan menggunakan sensor photodioda.
Pemrosesan data dilakukan pada blok proses menggunakan mikrokontroler Arduino Nano 328p. Pada blok ini dilakukan konversi ADC yang didapat dari hasil pembacaan sensor menjadi miligram berdasarkan rumus yang penulis dapatkan melalui percobaan terhadap sample pasien. Pada blok ini juga dilakukan klasifikasi kadar gula darah normal maupun tinggi.
Pada blok output hasil dari pemrosesan data pada blok proses ditampikan pada LCD 16x2 dimana baris pertama pada LCD 16x2 ditampikan kadar gula darah dalam satuan mg/L dan pada baris kedua ditampilkan klasifikasi kadar gula darah.
3.2. Skema rangkaian
Gambar III.2 Skema Rangkaian
Sumber tegangan menggunakan baterai 9V dengan dihubungkan kutub positif baterai pada pin VIN Arduino Nano 328p dan kutub negatif pada pin GND. Pada jalur positif diberi saklar yang berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan perangkat.
LED dihidupkan dengan menghubungkan kaki positif pada pin digital D3 dan menambahkan resistor 220 Ohm pada kaki negatif diteruskan ke pin GND. Penggunaan pin digital D3 bertujuan supaya nyala LED bisa dikontrol dengan Arduino 328p.
Sensor Photodioda terdapat 4 kaki dimana bisa dipilih penggunaannya pada pin analog maupun pin digital. Karena diperlukan pembacaan nilai intensitas cahaya maka penulis menggunakan kaki A0 yang dihubungkan pada pin analog A0 Arduino 328p. Selanjutnya kaki yang berfungsi memberi tegangan pada sensor masing-masing VCC dihubungkan pada pin 5V (+) dan GND ke GND (-).
Terdapat 16 pin pada LCD 16x2, hal ini tentu kurang efisien jika semua pin yang terdapat pada LCD 16x2 dihubungkan langsung dengan pin-pin yang terdapat pada Arduino Nano 328p. Untuk menyederhanakan jumlah pin yang terhubung antara LCD 16x2 dan Arduino Nano 328p digunakan modul I2C dan cukup menghubungkan 2 pin untuk mengendalikan LCD 16x2 dan pin VCC serta GND sebagai sumber tegangan untuk menyalakan LCD 16x2. hubungkan pin SDA pada modul I2C dengan pin analog A4 dan pin SCL dengan pin analog A5.
3.4 Cara kerja Alat
Penggunaan alat ini dilakukan dengan meletakkan jari pada media uji. Bagian ini terdiri dari sumber cahaya yang berasal dari LED , sensor photodiode untuk mengukur intensitas cahaya, serta kotak isolasi cahaya yang berfungsi untuk menghindari kebocoran cahaya di luar sumber cahaya yang menyebabkan turunnya akurasi pembacaan sensor. Kotak isolasi dirancang khusus dengan lubang untuk memasukan jari dan sumber cahaya serta sensor photodiode berada tepat diantara jari tangan pengguna.
Hasil pembacaan dari sensor photodiode berupa ADC dikonversi menjadi mg/L yang merupakan satuan dari kadar gula dalam darah. Pengkorvesian didasarkan percobaan yang penulis lakukan dibantu oleh rekan perawat dengan membandingkan ADC hasil pembacaan sensor dengan hasil pengukuran kadar gula darah dengan metode invasive sehingga didapat rumus kalibrasi alat pengukur kadar gula dalam darah secara non-invasive berbasis Arduino yang penulis rancang.
Informasi kadar gula darah yang diukur menggunakan alat ini akan ditampilkan pada LCD 16x2 disertai informasi klasifikasi kadar gula darah normal maupun tinggi.
Gambar III.3 Flowchart program
3.6.1 Inisialisasi
#include <LiquidCrystal_I2C.h> //Library untuk LCD 16x2 I2C LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); //Menetapkan alamat untuk LCD
16 karakter 2 baris
int pinPhotodioda = 0; //Pin input untuk sensor Photodioda
int adc;
//Membuat variable untuk hasil sensor
int mgl; void setup(){ Serial.begin(9600); lcd.begin();
lcd.setCursor (0,0); //Menampilkan instruksi
penggunaan lcd.print(" Letakan Jari ");
lcd.setCursor (0,1); lcd.print(" Anda "); }
Pada blok kode ini dilakukan inisialisasi library,pin serta setup untuk komponen yang digunakan. Penjelasan setiap barisnya penulis jelaskan melalui komentar pada sketch.
adc = analogRead(pinPhotodioda); //Baca Nilai sensor Photodioda
Perintah analogRead digunakan untuk melakukan pembacaan nilai dari sensor Photodioda yang telah dihubungkan dengan Arduino 328p melalui pin analog A0. Hasil dari pembacaan sensor ini selanjutnya dijadikan variabel untuk dilakukan proses pendeteksian.
3.6.2 Main Program void loop()
{
adc = analogRead(pinPhotodioda); //Baca Nilai sensor Photodioda
mgl = ADC*0.334+63.778; lcd.setCursor (0,0); lcd.print(String(mgl) + String(" mg/L")); if (mgl<200){ lcd.setCursor (0,1); lcd.print(" Tinggi "); } else { lcd.setCursor (0,1); lcd.print(" Normal ");
}
delay (2000);
}
Data hasil pembacaan sensor ditetapkan sebagai variabel ADC, selanjutnya dilakukan konversi dengan rumus yang didapat melalui percobaan membandingkan nilai ADC dengan sample pengukuran darah dengan istrumen pengukuran invasive dimana didapatkan rumus mg/L = 0.334 x ADC + 63.778 penjelasan dalam mendapatkan rumus akan penulis jelaskan pada bagian selanjutnya.
Hasil konversi ditampilkan pada baris pertama LCD 16x2 dengan ditambah string mg/L untuk menyatakan satuan kadar gula darah. Selanjutnya dilakukan klasifikasi yang menyatakan kadar gula darah penderita normal maupun tinggi dengan menggunakan operator logika dimana acuan gula darah tinggi adalah diatas 200 mg/L. Klasifikasi kondisi kadar gula darah tersebut diinformasikan kepada pengguna dengan menampilkan pada baris kedua LCD 16x2.
3.7 Hasil Percobaan
Percobaan untuk mendapatkan akurasi yang baik yang sangat dibutuhkan pada sebuah alat pengukuran. Percobaan menggunakan sampel penderita diabetes melitus. percobaan yang penulis lakukan dibagi menjadi 3 percobaan meliputi :
1. Hasil Percobaan Input.
Pada percobaan input, penulis melakukan kalibrasi nilai ADC hasil sensor dengan hasil ukur menggunakan instrumen pengukuran invasive.
Berikut hasil bacaan sensor photodioda dengan beberapa sampel penderita diabetes melitus :
Tabel III.2 Pengujian tampilan LCD Sampel ADC Mg/L 1 43 80 2 60 85 3 72 86 4 92 90 5 109 102 6 134 110
Dari hasil percobaan diatas penulis olah menggunakan perangkat lunak untuk mendapatkan rata-rata linear dan mendapatkan rumus persamaan garisnya.
Gambar III.4
Pencarian rumus linear dengan Microsoft Excel
Dari hasil perhitungan yang dibantu perangkat lunak Microsoft Excel penulis mendapatkan rumus :
mg/L = 0,334ADC + 63,778 2. Hasil Percobaan Output.
Selanjutnya penulis melakukan pengujian output LCD 16x2, berikut hasil percobaan Output :
Tabel III.2
Pengujian tampilan LCD
Sampel Kadar Gula Darah Kondisi
1 78 Normal
2 110 Normal
3 80 Normal
3. Hasil Percobaan Keseluruhan.
Setelah memastikan alat bekerja dengan baik penulis melakukan pengujian dengan menggunakan sampel dari beberapa orang lagi yang bukan penulis gunakan untuk pengujian sebelumnya.
Tabel III.2 Pengujian Keseluruhan.
Sampel Kadar Gula Darah (Alat) Kadar Gula Darah Selisih Error Kondisi 1 78 75 3 Normal 2 110 110 0 Normal 3 80 85 5 Normal 4 203 201 2 Tinggi 5 195 200 5 Tinggi
Dari hasil pengukuran dengan pembanding alat yang sudah tersedia di Apotik. Penulis menyimpulkan kesalahan berkisar antara 0 hingga 5 mg/L dengan nilai kondisi kadar gula darah tinggi diatas 200 mg/L maka, saat pembacaan pada alat yang penulis rancang mendekati angka 195 mg/L diharapkan penderita sudah melakukan tindakan pencegahan.
