Laporan Sistem Kontrol dan Pemantauan Detak Jantung Berbasis Arduino

LAPORAN SISTEM EMBEDDED SISTEM KONTROL DAN MONITORING DETAK JANTUNG BERBASIS ARDUINO

Dosen Pengampu :

Muhammad Rizky Hikmatullah, S.T., M.T

Disusun Oleh :

Eusabia Vercelli Laudrie 120400004 Safina Inggrid Widiantari 120400092

Tria Mutiara Sari 121400031

Adit Setiawan 121400055

Fenni Marsella 121404103

Anis Asillah Herdayani 121404109

Refi Arka Wijaya 121400125

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SUMATERA

2024

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis haturkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya makalah kelompok kami yang berjudul “Sistem Kontrol Dan Monitoring Detak Jantung Berbasis Arduino. Atas dukungan moral dan materil yang diberikan dalam penyusunan makalah ini, maka kami mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Muhammad Rizky Hikmatullah, S.T., M.T. selaku Dosen pengampu mata kuliah Sistem Embedded yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat bagi kami selama mengajar

2. Teman-teman kelompok 10 yang telah berpartisipasi dalam pembuatan makalah ini atas karena banyaknya dukungan dan kerja keras selama pembuatan makalah ini sampai selesai

3. Teman – teman sekelas yang telah mendukung dan membantu kami dalam menyelesaikan makalah ini dengan baikkami menyadari bahwa makalah ini jauh dari kata sempurna dan masih terdapat beberapa kekurangan, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca untuk penyempurnaan makalah ini.

Lampung Selatan, 9 Mei 2024 Penyusun,

Kelompok 10

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR...i

DAFTAR ISI...ii

DAFTAR GAMBAR...iii

DAFTAR SINGKATAN...iv

BAB I PENDAHULUAN...1

1.1. Latar Belakang...1

1.2 Rumusan Masalah...2

1.3 Tujuan...2

1.4 Batasan masalah...2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA...3

2.1 Pulse XD-058...3

2.2 16x2 Liquid Crystal Display with I2C...3

2.3 Arduino UNO...4

2.4 Kabel USB...5

2.5 Kabel Jumper...5

BAB III METODOLOGI...7

3.1 Rangkaian Simulasi...7

3.2 Flowchart...8

3.3 Kode Program...9

3.4 Sistem Kerja Alat...11

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN...12

4.1 Cara Kerja Alat...12

4.2 Hasil...12

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...13

1.5 Kesimpulan...13

1.6 Saran...13

DAFTAR PUSTAKA...13

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Pulse XD-058...3

Gambar 2. 3 Liquid Crystal Display with I2C...4

Gambar 2. 4 Arduino UNO...4

Gambar 2. 5 Kabel USB...5

Gambar 2. 6 Kabel Jumper...6

Gambar 3. 1 Rangkaian Komponen...7

Gambar 3. 2 Flowchart program...8

Gambar 4. 1 Rangkaian Sensor Detak Jantung...12

DAFTAR SINGKATAN

NO Singkatan Kepanjangan Pemakaian pertama

kali pada halaman

1 IDE IntegratedDevelopment Environment ¹

2 LCD Liquid Crystal Display ²

3 USB Universal Serial Bus ⁵

4 PC Personal Computer ⁵

5 IOT Internet Of Things ⁷

v

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Detak jantung merupakan salah satu parameter penting dalam memantau kesehatan seseorang. Monitoring detak jantung secara terus-menerus dapat membantu dalam mendeteksi kondisi medis yang memerlukan perhatian lebih lanjut, seperti aritmia atau detak jantung tidak teratur. Nadi adalah gelombang darah yang dihasilkan oleh suatu kontraksi ventrikel kiri jantung. Frekuensi nadi dapat dideskripsikan dalam satuan BitPer Menit. Frekuensi nadi bervariasi pada sejumlah faktor seperti usia, olahraga, demam, medikasi, stres atau faktor psikis,dan perubahan posisi. Nadi dapat diraba dengan memberi tekanan berkekuatan sedang dengan menggunakan ketiga jari tengah.Dengan berkembangnya teknologi, semakin banyak orang yang ingin memantau kesehatan mereka sendiri di rumah tanpa harus berkunjung ke fasilitas kesehatan. Oleh karena itu, ada permintaan untuk solusi yang mudah digunakan dan terjangkau untuk monitoring detak jantung[ CITATION Puj21 \l 1033 ].

Pulse sensor merupakan sebuah Photoplethysmograph yang dapat bekerja dengan memberi sebuah tanggapan terhadap perubahan intensitas cahaya relatif.

Jika jumlah intensitas cahayanya yang dapat mengenai pulse sensor, maka tetap nilai pada sinyal tersebut akan berada di sekitar 512 (nilai tengah rentang ADC 10 bit). Semakin besar intensitas cahaya makin tinggi nilai ADC[CITATION Rak20 \l 1033 ].

Arduino dikatakan sebagai suatu platform dari sebuah Physical Computing yang bersifat Opensource. Perlu dipahami bahwa pada kata “platform” di sini yaitu suatu pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sebuah menjadi alat pengembangan, namun dapat sebagai kombinasi dari sebuah hardware, bahasa pemrograman dan juga Integrated Development Environment (IDE) yang canggih dan modern[CITATION Jar21 \n \y \t \l 1033 ].

Untuk mengatasi permasalahan diatas, kita dapat menetukan solusi yaitu dengan membuat alat pendeteksi detak jantung dengan harga yang relatif murah.

Arduino ini dapat dengan mudah dihubungkan ke perangkat lain antara lain

seperti smartphone atau komputer, melalui berbagai antarmuka seperti Bluetooth atau Wi-Fi. Hal Ini memungkinkan suatu data detak jantung yang dapat terukur untuk disimpan, dianalisis serta dibagikan dengan mudah.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan pada laporan tersebut, rumusan masalah terdiri dari beberapa seperti berikut :

1. Bagaimana spesifikasi setiap komponen?

2. Bagaimana rangkaian dari alat yang dibuat?

3. Bagaimana bentuk flowchart dari program?

4. Bagaimana sistem kerja dan program tersebut?

5. Bagaimana cara kerja dari alat yang telah di buat?

1.3 Tujuan

Setelah mengetahui rumusan masalah makalah ini, maka tujuan daripenulisan makalah sebagai berikut :

1. Dapat mendeteksi detak jantung manusia dengan cara menempelkan jari pada sensor.

2. Mengetahui spesifikasi pada beberapa komponen yang digunakan.

3. Memahami sistem kerja dari program yang dibuat.

4. Memahami bagaimana cara kerja dari alat yang dibuat.

5. Software maupun hardware berjalan dengan baik,sehingga bisa didapatkan hasil yang direncanakan.

1.4 Batasan masalah

1. Untuk menghitung detak jantung sesuai dBm rata-rata manusia dari normal, tinggi, dan rendah

2. Hanya untuk mengukur detak jantung manusia

3. Hanya sebagai Alternatif bukan untuk menggantikan stetoskop

vii

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pulse XD-058

Sensor detak jantung XD-58C merupakan salah satu jenis sensor yang dapat digunakan sebagai alat pengukur detak jantung seseorang. Sensor ini pada umumnya digunakan sebagai aplikasi medis, olahraga, dan kebugaran. XD-58C menggunakan sebuah teknologi optik untuk dapat mendeteksi perubahan kecil dalam cahaya yang akan dipantulkan dari kulit pengguna, hal ini terkait dengan detak jantung yang dapat digunakan dengan sensor ini, Anda dapat memantau detak jantung secara real-time dan menggunakannya dalam berbagai tujuan yang lain, seperti melacak tingkat kebugaran atau memonitor kondisi kesehatan seseorang. Sensor detak jantung pada Arduino nano menjadi pusat data dalam mengkondisikan sistem kerja alat yang lain serta akan saling melengkapi fungsinya masing-masing. [ CITATION Fig19 \l 1033 ].

Gambar 2. 1Pulse XD-058[ CITATION Fig19 \l 1033 ]

2.2 16x2 Liquid Crystal Display with I2C

Liquid Crystal Display(LCD) merupakan sebuah perangkat elektronik yang dapatdigunakan sebagai penampilan suatu angka atau teks dengan keperluan antar muka suatu komponen elektronika dengan mikrokontroler. LCD 16x2 dapat digunakan sebagai keluaran untuk menampilkan hasil yang sudah terbaca oleh sensor.Sebuah Rangkaian LCD adalah sebuah rangkaian keluaran dari ATMega328. Jenis LCD yang digunakan mempunyai 16 baris dan 2 kolom dimulai dari baris 1 paling atas dan kolom 0 yang paling akhir. Sebelum

melakukan tampilan LCD maka terlebih dahulu harus dilakukan proses inisialisasi, Pemesanan tempat dan penulisan data. LCD yang digunakan mempunyai 16 pin , terdiri dari 8 pin data, 2 pin ground, 2 pin Vcc, 1 pin kontras, serta input data danoutput data. Serta LCD yang digunakan mempunyai input tegangan sebesar 5 volt[CITATION Rah09 \n \y \t \l 1033 ].

Gambar 2. 2Liquid Crystal Display with I2C[ CITATION Rah09 \l 1033 ]

2.3 Arduino UNO

Arduino UNO merupakan sebuah papan mikrokontroleryang berbasis ATmega328P. Arduino UNO tersebut mempunyai 14 pin input/output digitalserta 6 di antaranya dapat digunakan untuk output PWM, 6 input analog, resonator keramik 16 MHz, koneksi USB, colokan listrik, header ICSP, dan tombol reset. Ini diisi terhadap semua yang diperlukan untuk mendukung kebutuhan mikrokontroler; cukup sambungkan ke komputer dengan kabel USB selain itu, dapat di nyalakan dengan adaptor AC-DC atau baterai untuk dapat memulai[CITATION Hel13 \n \y \t \l 1033 ].

Gambar 2. 3 Arduino UNO[ CITATION Hel13 \l 1033 ]

ix

2.4 Kabel USB

Kabel USB adalah sebuah Alat yang dapat digunakan sebagai penghubung antar perangkat elektronik yaitu dapat menghubungkan komputer dengan smartphone, menghubungkan komputer dengan mouse, DVD, modem, dll. USB tersebutadalah singkatan dari Universal Serial Bus (USB). Kabel USB adalah sebuah media transmisi yang dapat mempermudah antara dua buah alat elektronik agar dapat saling terhubung dan teroneksi. dengan adanya USB, user tidak hanya dapat membuat dua buah perangkat elektronik untuk saling tehubung saja, melainkanjuga dapat melakukan berbagai fungsi lainnya. Diantaranya yaitu melakukan transfer atau menerima data, melakukan instalasi software, mengback up data dll

Komunikasi pada USB dapat dilakukan secara serial. Serial lebih dipilih dibandingkan dengan paralel karena kebutuhan kabel yang lebih sedikit, jadi lebih murah, dan lebih mudah dalam diterapkan suatu konfigurasi secara dinamik. Yang dimaksud dengan konfigurasi dinamik yaitu sebuah siste masukan/keluaran yang dapat dipasang maupun dikonfigurasi ulang dengan cara memasang atau melepaskan kabel ketika PC tersebut sedang bekerja. Pada konfigurasi dinamik tidak diperlukan dengan cara booting ulang. [7].

USB dibuat dengan kelebihan-kelebihansebagai berikut yaitu

 Hot-plugable pada masukan/keluaran yang menggunakan USB dapat ditambahkan ketika Personal Computer (PC)sudah menyala.

 Dapat digunakan karena piranti masukan/keluaran yang sudah terpasang dapat mudah dikenali oleh PC menggunakan driver yang tepat lalu konfigurasi tersebut akan dikerjakan dengan otomatis.

 Semua piranti tersebut dapat dipasang menggunakan satu tipe konektor.

 Kecepatan USB yang sangat tinggi dan mencapai 12 Mbps

 Jumlah piranti yang dipasang pada 1 PC dapat mencapai 127 piranti

 Piranti USB dapat menggunakan catu dari PC

 Hemat listrik

 Adanya sebuah deteksi serta pemulihan kesalahan yang handal.

 Disebut sebagai Piranti eksternal PC sehingga tidak perlu lagi membuka kotak PC atau merancang kartu antar muka dalam penggunaan pirantimasukan/keluaran dengan USB.

Gambar 2. 4 Kabel USB[ CITATION Hyd99 \l 1033 ]

2.5 Kabel Jumper

Kabel jumper adalah sebuah kabel yang digunakan untuk menghubungkan satu komponen dengan komponen lain maupun menghubungkan jalur rangkaian yang terputus. kabel jumper merupakan kabel elektrik yang mmpunyai pin konektor di setiap ujungnya dan dapat memungkinkanmu untuk saling menghubungkan dua komponen tersebut yang melibatkan arduino tanpa memerlukan solder. Kegunaan dari kabel jumper ini sebagai konduktor listrik untuk menyambungkan rangkaian listrik. Biasanya kabel jumper digunakan pada breadboard atau alat prototyping lainnya agar lebih mudah untuk merakit dan mengubah rangkaian. Konektor yang ada pada ujung kabel terdiri atas dua jenis yaitu konektor jantan (male connector) dan konektor betina (female connector) [CITATION The18 \n \y \t \l 1033 ].

xi

Gambar 2. 5 Kabel Jumper[ CITATION The18 \l 1033 ]

BAB III METODOLOGI

3.1 Rangkaian Simulasi

Tampilan pada gambar diatas merupakan sebuah Prototype Rangkaian Skematik pada komponen Arduino UNO di sebuah Software Thinkercad antar muka pada tampilan dari alat Sistem Kontrol Dan Monitoring Detak Jantung Berbasis Arduino berbasis Internet Of Things (IoT) menggunakan Pulse sensor dan LCD.

Gambar 3. 1 Rangkaian Komponen

3.2 Flowchart

xiii

Gambar 3. 2 Flowchart program

Rangkaiankomponen yang telah dibuat melalui prototype tersebut secara keseluruhan merupakan salah satu bagian yang terpenting dalam sebuah

perancangan komponen elektronik. Selain itu, dengan adanya diagram blok dapat memberikan kemudahan dalam mengetahui prosedur alat serta prinsip kerja pada sebuah alat secara keseluruhan dan juga memberikan kemudahan dalam megetahui suatu kesalahan dengan alat tersebut dalam melakukan pengecekan pada rangkaian.

3.3 Kode Program

xv

3.4 Sistem Kerja Alat

Alat ini dapat mampu mendeteksi sebuah detak jantung (heart rate) seseorang dengan adanya sebuah sensor detak jantung (pulse sensor) yang ditempatkan pada ujung jari tangan. Dengan mikrokontroller atmega328 yang berfungsi sebagai alat untuk mengontrol keseluruhan kerja sistem pemantau detak jantung. Alat ini juga dapat menginformasikan seberapa besarnya jumlah detak jantung permenit yang akan dideteksi oleh sensor detak jantung pulse sensor dengan cara menampilkannya pada sebuah LCD saat perubahan detak jantung tersebut yang dapat dideteksi sensor kurang atau melebihi dari batas normal, batas normal detak jantung pada manusia dapat berbeda sesuai dengan usia serta dapat kemungkinan penyakit yang dialami dari kondisi detak jantung yang tidak normal

xvii

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Cara Kerja Alat

Ketika kita meletakkan tangan kita ke sebuah sensor, maka sensor akan membaca jumlah aliran darah yang melewati sensor tersebut dengan cara sistem ambient light. ketika sensor tersebut telah membaca kemudian dikirimkan melalui arduino untuk melakukan proses. dan ketika melakukan sebuah berjalannya proses, selanjutnya akan dikirimkan ke LCD dan ke sebuah lampu dengan menentukan apakah orang tersebut memiliki tegangan rendah atau sedang atau tinggi untuk tekanan jantung tersebut.

4.2 Hasil

Ketika lampu menyala tersebut berwarna kuning, maka dia memiliki tekanan rendah. ketika lampu menyala berwarna hijau, maka dia memiliki tekanan normal, dan ketika warna merah yang menyala maka dia memiliki tekanan tinggi.

Ketika semua lampu menyala sesuai aliran darah dan LED muncul sesuai detak jantung maka rangkaian alat tersebut sudah berjalan dengan prosedurnya.

Gambar 4. 1 Rangkaian Sensor Detak Jantung

Gambar 4.2 Hasil Simulasi Projek

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

1.5 Kesimpulan

Hasil dari kerja perancangan alat pendeteksi detak jantung ini sudah dapat bekerja sesuai dengan fungsinya. Setelah melakukan pengujian dan analisa pada alat pendeteksi detak jantung berbasis Arduino.

1.6 Saran

Agar sistem monitoring detak jantung untuk mendeteksi tingkat kesehatan jantung berbasis iot dapat berjalan sesuai dengan sistem, maka user atau pengguna harus mengetahui arah petunjuk menjalankan sistem. Lalu alangkah lebih baiknya melakukan masa percobaan terlebih dahulu sebelum menerapkannya secara penuh.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Z. Z. R. H. A. N. Puji Ratno, "Pengaruh PemulihanLatihan Aktif Terhadap Pemulihan

xix

Denyut Nadi Istirahat Setelah Melakukan LatihanMaksimal Pada Tim Futsal Fik Unimed," JURNAL ILMUKEOLAHRAGAAN, vol. 16, no. 2, p. 70, 2021.

https://garuda.kemdikbud.go.id/documents/detail/1006155

[2] Irawan, Rakhmat Rizki, "Prototipe Pemberitahuan Lokasi Koordinat Darurat Menggunakan Gps Dan Pulse Sensor Berbasis Arduino Dan Sms," Jurnal Teknik Elektro dan Informatika, vol. 13, no. 2, p. 1, 2020.

https://journal.umg.ac.id/index.php/e-link/article/view/655

[3] J. Dian, "Sistem Monitoring Detak Jantung Untuk Mendeteksi Tingkat Kesehatan Jantung Berbasis Internet Of Things Menggunakan Android," Jurnal JUPITER, vol. 13, no. 2, pp. 69-75, 2021.

https://jurnal.polsri.ac.id/index.php/jupiter/article/view/3669/1658

[4] F. Muhammad, "RANCANG BANGUN SISTEM ANTI NGANTUK PADAPENGENDARA BERBASIS ARDUINO NANO," Jurnal IT Media Informasi , vol. 10, no. 1, pp. 1-7, 2019.

https://research.amanote.com/publication/h6R6AXQBKQvf0BhiRYjR/rancang- bangun-sistem-anti-ngantuk-pada-pengendara-berbasis-arduino-nano

[5] Rahayuningtyas, "Pembuatan Sistem Pengendali 4 Motor DC Penggerak 4Roda Secara Independent Berbasis Mikrokontroller AT89C2051," Jurnal FisikaHimpunan Fisika Indonesia, pp. 84-91, 2009.

https://rb.gy/iuzy9a

[6] H. Guntoro, "RANCANG BANGUN MAGNETIC DOOR LOCK MENGGUNAKAN KEYPAD DANSOLENOID BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO," ELECTRANS, pp. 39-48, 2013.

https://www.semanticscholar.org/paper/Rancang-Bangun-Magnetic-Door-Lock- Menggunakan-Dan-Guntoro-

Somantri/0d807e257c074d175c5d16a203bfbbe2cdc6e621

[7] H. John, USB design by example : apractical guide to building I/O devices, Toronto:

John Wiley & Sons, 1999.

https://rb.gy/1ddfjh

[8] T. S. Kalengkongan, "Rancang Bangun Alat Deteksi KebisinganBerbasis Arduino Uno,"

Jurnal Teknik Elektro dan Komputer , p. 183, 2018. https://rb.gy/55mkyc

xxi