BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Jantung Jantung dalam terminologi sederhana, merupakan sebuah pompa yang terbuat dari otot. Jantung merupakan salah satu organ terpenting dalam tubuh manusia yang berperan dalam sistem peredaran darah yang berfungsi untuk memompa darah ke paruparu dan ke seluruh bagian tubuh dan terletak di rongga dada di antara kedua paru-paru. Anatomi jantung dapat dilihat pada Gambar 2.1. (Herman,2009)
Gambar 2.1 Anatomi Jantung Manusia [Nuryati, 2010]
2.1.1 Cara Kerja Jantung Saat berdenyut, setiap ruang jantung mengendur dan terisi darah (disebut diastol). Selanjutnya jantung berkontraksi dan memompa darah keluar dari ruang jantung yang disebut sistol. Kedua atrium mengendur dan berkontraksi secara
5
6
bersamaan, begitupula kedua ventrikel juga mengendur dan berkontraksi secara bersamaan. Darah yang kehabisan oksigen (O2) dan mengandung banyak karbon dioksida (CO2) dari seluruh tubuh mengalir melalui dua vena terbesar (vena kava) menuju ke dalam atrium kanan . Setelah atrium kanan terisi darah, darah akan didorong ke ventrikel kanan. Dari ventrikel kanan, darah akan dipompa melalui katup pulmoner ke dalam arteri pulmonis menuju paru- paru. Darah akan mengalir melalui pembuluh yang sangat kecil (kapiler) yang mengelilingi kantong udara di paru-paru, menyerap O2 dan melepaskan CO2. Darah yang kaya akan O2 (darah bersih) mengalir di dalam vena pulmonalis menuju ke atrium kiri. Peredaran darah di antara bagian kanan jantung, paru-paru dan atrium kiri disebut sirkulasi pulmoner. Didalam serambi kiri darah akan didorong menuju ventrikel kiri, yang selanjutnya akan memompa darah bersih ini melewati katup aorta masuk ke dalam aorta (arteri terbesar dalam tubuh). Darah kaya O2 ini disediakan untuk seluruh tubuh kecuali paru-paru. (Nuryati, 2010) 2.1.2 Detak Jantung Detak jantung terjadi akibat adanya dua mekanisme pada jantung yaitu sistole dan diastole. Sistole merupakan suatu fase dimana atrium relaksasi, serta ventrikel dari jantung berkontraksi. Adanya kontraksi ini menyebabkan darah dalam ruang ventrikel bertekanan tinggi, serta terjadi gerakan peristaltik sehingga darah akan mengalir ke ruang yang bertekanan lebih rendah, yakni menuju arteri, untuk selanjutnya darah tersebut akan beredar ke organ-organ melalui pembuluh darah. Sedangkan diastole merupakan suatu fase saat atrium kontraksi serta ventrikel relaksasi. Pada saat terjadi kontraksi atrium terjadi tekanan yang lebih besar pada ruang atrium akibat kontraksinya tersebut, sehingga adanya tekanan yang lebih besar pada
7
bagian atrium ini dibandingkan dengan daerah ventrikel, maka darah akan mengalir menuju ventrikel yang bertekanan rendah. Frekuensi jantung normal pada usia lebih dari 10 tahun berkisar antara 60 sampai 100 denyut per menit dengan rata-rata denyutan 75 kali per menit. Laju denyut seperti itu, dalam satu siklus jantung berlangsung selama 0,8 detik yaitu sistole 0,5 detik, dan diastole 0,3 detik. Terdapat beberapa kelainan terkait banyak sedikitnya detak jantung permenit yaitu diantaranya adalah takikardia dan bradikardia. Takikardia adalah peningkatan frekuensi jantung sampai lebih besar dari 100 denyut per menit. Bradikardia menunjukan frekuensi jantung yang kurang dari 60 denyut per menit. Takikardia abnormal adalah detak jantung antara 140-250 kali per menit. Flutter adalah detak jantung antara 250-350 kali per menit dan fibrilasi adalah detak jantung yang lebih besar dari 350 kali per menit. Frekuensi detak jantung akan melambat (bradikardia) selama tidur dan dipercepat (takikardia) oleh emosi, gerak badan, demam, dan banyak rangsangan lain. Detak jantung permenit berdasarkan umur dapat dilihat pada Tabel 2.1 (Siswanti,2009) Tabel 2.1 Detak Jantung per menit berdasarkan umur. [Wicaksono,2011]
Umur
Jumlah detak per menit
Bayi baru lahir
120-160
Anak usia 1-10 tahun
80-120
Anak usia > 10 dan Dewasa
60-80
2.2 Pulse Sensor Pulse Sensor merupakan sensor denyut jantung yang sangat mudah digunakan. Sensor ini terdiri dari 3 buah pin yang terdiri dari 1 buah pin power (kabel warna
8
merah), 1 buah pin ground (kabel warna hitam), dan 1 buah pin output (kabel warna ungu) , adapun gambar untuk Pulse Sensor ini dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Pulse Sensor [Pulse Sensor Getting Started Guide.2014]
Gambar 2.3 menunjukan rangkaian dari sebuah Pulse Sensor. Pulse Sensor ini bekerja dengan memancarkan cahaya dari LED (D1) yang ditembakan pada kulit baik kulit pada jari maupun pada telinga. Kemudian cahaya yang ditembakan akan di terima kembali oleh receiver.
Gambar 2.3 Rangkaian Pulse Sensor [Pulse Sensor Getting Started Guide.2014]
9
2.3 Mikrokontroler AT89S52 CPU 8 bit sebagai otak dari arsitektur mikrokontroler MCS-51 yang terhubung melalui satu jalur bus dengan memori penyimpanan berupa RAM dan ROM serta jalur I/O berupa port serial. Selain itu terdapat fasilitas timer/counter internal dan jalur interface address dan data ke memori eksternal. Tipe mikrokontroler arsitektur MCS-51 yang banyak digunakan saat ini adalah tipe Atmel 89S51/52. Tipe ini banyak digunakan karena memiliki fasilitas on-chip flash memory dan In System Programming. Berikut adalah feature untuk mikrokontroler tipe 89S51/52 buatan Atmel (Supardi, 2008).
1. 4 Kilobytes Flash ROM untuk 89S51. 2. 8 Kilobytes Flash ROM untuk 89S52. 3. 4 port I/O. 4. 2 buah 16 bit timer. 5. Interface komunikasi serial. 6. 64Kilo pengalamatan kode memori. 7. 64Kilo pengalamatan data memori. 8. Prosesor Boolean (satu bit-satu bit). 9. 210 lokasi bit-addressable. 10. Fasilitas In System Programming (ISP)
2.3.1 Fungsi Pin Mikrokontroler MCS-52 IC mikrokontroler dikemas dalam bentuk yang berbeda. Namun pada dasarnya fungsi kaki yang ada pada IC memiliki persamaan. Gambar salah satu bentuk IC seri mikrokontroler MCS-52 dapat dilihat pada Gambar 2.5.
10
Gambar 2.4 Konfigurasi pin mikrokontroler AT89S52 [datasheet AT89S52]
Berikut adalah penjelasan fungsi tiap kaki yang biasa ada pada seri mikrokontroler MCS-51 (Supardi, 2008). 1. Port 0 Port 0 merupakan dual-purpose port. Desain minimum digunakan sebagai port I/O, sedangkan desain lebih lanjut pada perancangan dengan memori eksternal digunakan sebagai data dan address yang di-multiplex. Port 0 terdapat pada pin 32-39.
11
2. Port 1 Port 1 merupakan port yang hanya berfungsi sebagai port I/O, kecuali pada IC 89S52 yang menggunakan P1.0 dan P1.1 sebagai input eksternal untuk timer ketiga (T3). Port 1 perdapat pada pin 1-8. 3. Port 2 Port 2 merupakan dual-purpose port. Desain minimum digunakan sebagai port I/O, dan desain lebih lanjut digunakan sebagai high byte dari address. Port 2 terdapat pada pin 21-28.
4. Port 3 Port 3 merupakan dual-purpose port. Desain minimum digunakan sebagai port I/O dan juga mempunyai fungsi khusus. 5. Program Store Enable (PSEN) PSEN adalah kontrol sinyal yang mengijinkan untuk mengakses program memori eksternal. Pin ini dihubungkan ke pin OE (out enable) dari EPROM. Sinyal PSEN akan 0 pada tahap fetch (penjemputan) intruksi. PSEN akan selalu bernilai 0 pada pembacaan program memori internal. PSEN terdapat pada pin 29. 6.
Address Latch Enable (ALE) ALE digunakan untuk men-demultiplex address dan data bus. Ketika menggunakan program memori eksternal port 0 akan berfungsi sebagai address dan data bus. ALE terdapat pada pin 30
12
7. External Access (EA) Jika EA diberi masukan 1 maka mikrokontroler menjalankan program internal saja. Jika EA diberi masukan 0 maka mikrokontroler hanya akan menjalankan program memori eksternal. EA terdapat pada pin 31. 8. Reset (RST) RST pada pin 9 merupakan pin reset. Jika pada pin ini diberi masukan 1 selama minimal 2 siklus maka sistem akan di-reset dan register-register internal akan berisi nilai default tertentu dan program kembali mengeksekusi dari alamat paling awal. 9. On-Chip Oscillator Mikrokontroler MCS-51 telah memiliki on-chip oscillator yang dapat bekerja jika di drive menggunakan kristal. Tambahan kapasitor perlu untuk menstabilkan sistem. 10. Koneksi Power Mikrokontroler biasanya beroperasi pada tegangan 3,3 volt atau 5 volt. Pin Vcc terdapat pada pin 40 sedangkan ground terdapat pada pin 20. 2.4. Display Display merupakan salah satu komponen elektronika yang berfungsi untuk memberikan informasi untuk pengguna. Display yang umum digunakan pada pembuatan alat elektronika, yaitu Liquid Crystal Display (LCD). LCD adalah sebuah display dot matrix yang difungsikan untuk menampilkan tulisan berupa angka atau huruf sesuai dengan yang diinginkan (sesuai dengan program yang digunakan untuk mengontrolnya). Ada beberapa LCD Alphanumeric yang umum dipakai yaitu LCD 1x16 (1 baris dan 16 karakter), 2x16 (dua baris dan 16 karakter per
13
baris) dan 4x20 (4 baris dan 20 karakter per baris). LCD memiliki 3 jalur kontrol (RS, R/W, dan EN) dan 8 atau 4 jalur data. Jumlah jalur data bergantung pada mode operasinya. Jika menggunakan mode operasi 8-bit, maka jumlah jalur datanya adalah 8 buah jalur data. Jika menggunakan mode operasi 4-bit, maka jumlah jalur datanya adalah 4 buah jalur data. Bentuk dari LCD 2x16 dapat dilihat pada Gambar 2.6. (Jimbarwan,2013)
Gambar 2.5 LCD HD44780 [Jimbarwan,2013]
