Sistem Demukiplexing Pengiriman Data Eeg, Ppg I)an Suhu Tubuh Untuk Monitoring Pasien Sugondo Hadiyosor)
Ahmad Alfaruqa Achmad mzafo
IzsBiaspin
Resetch Group IT Telkom 2) tl@ittelkom-oc-id
sugondo. hodiyoso@gmail. contr) corxact@affialorg
Abstrak -
Permgkat sistem
etektrokardiograf
da
(H(G),
monitoring
potorplethysmograf (ppc),
suhu tubuh telah banyak dikembmgftan, atan Uapi si*emnya masft terpisah sehingga dibrtghftm perangkat monitoring yang ti&k terintegrasi _beberapa Ijtuk ihr dibutuhkan suatu teknik nultipluing dfri
tip
sinyal datatersebutpada sisi penmgkaf AanGmf bnultiplaing,mtuk memisabhn ke,mbali daa{ata trs€but sehiqgga dapat ditampill(m kembali sesuai
sinyal yang di-akusisi Telmik nultipluing $"k dihkukan meggunakan
milsokontroler A\IR
untuk melakukan fungis monitoring tersebut- Untuk inr diperlulsm
w*u
tslroifr.
mfuipluing dari beberrya
sinyat tersebut yang dikirim secara bersamaan tmpa mling menggmggu sinyal yangsau de,nganymg lain.
Pada bagim penerima afau aplikasi p€ngguna dihnthkan su&r t€Imik denala'pluing rmtuk memisahkan sinyal-sinyal t€rs€but sehingga dapat ditampilkm demgm benrpada fiogram aplilkasi yang selaqiutnya
@C
dilakukan arnlisis.
Pada penelitim sebehmnya telah
ATIVIEGA derrgan ADC intemal rmtr* merubah tiga rinyal anatog png di-akuisisi menjadi data digitat
di,realisasikm sisfiem
rqinya dapd
Elektrokardiqram
berhasil sinyal
mtltiptuing ketigd
t€rsebut dm tclah dipublikasftan pada salah sam Selmfirmya drta dikirim secara s€rial a*gr" proseding msional. Oleh Iwena ihr pada pe,nelitim ini rnmbahkan kr*ter spasi sehgai pemis& ^tttata menpakm kelajutan dari penelitian sebelurrnya "t-ta yang satu dengan yang lain dengan urutan : data dimana M&, yang dikirimkm qkm dipisahkan perma adalah EKG, data kedua adalahppG dan dda dan diampilkm kembali @a prrogram aplitasi ymg t"*iga adalah suhu tubuh. pada bagian aptkasi dirmcmg Frgguna dilakukan proses dqrrw dengan memilah z.IIINDASAN TEORI -sing-masing data yang diterima dan mengftilamg[an kalCer spasi dengan kata laiu Om >la"i diterima tiga kolom, proses ini da1tr kita *btt posittg Elektrokardiograf &e -jadi1smlilh dab akan di plot dalam grafik oleh 2.1 Eleltnokardiqgraf tffCl suatu gambran plikasi. Sstelah dilalruhr penguian aaea ymg tertemark s€baeai hasil dari akrivioas Iishik !IFr* -dryulkan bahwa telah beftasil AireaHsasil*" janUmg'EKG diambil deng@ m€,masang ele**roda Fagkat yaug d4at me-nnil@luing beberapa de pada titik &rtenfir tubuh pasien. Sinyal di1ggu dapd dikirimkm secana bersamaan dengan eleltnokardiogram nemprmyai bmtuk spesifik hatser spasi rmttrk psmisehkan antara ,rata )ang sehingga da@. dtadil€n sebagai acuan untrk rE dengan yang Iain Pada bagian ryIilrasi juga tehh menenhkm kmdisi kesehaAn jantung oleh ahli bhasil melahrkm proses denw dm- dapat jmtmg Sin],al EKG_direlmm menggunakm permgkat -t*i"Oi,"Vr grafik sinyal dengan benar. Dai Jini eleltrolwrdiograf sinyal _tq Urrm -smftilkan
plx
tq: 1. Yelcor depoleisasi (terjadi perubahan muat n listrik) koutraksi atrium dri sinus dialis l<e nodulus ario vqdriculoris saat Ujad[ nmimbullcan gelombang P.
digrrnakar sebagai ryIikasi moniloring rawat inry di rumah sakit
k Kynci: EKG- PPG, AVR ls tiplexing Demultiplexing parsing
ATMreA
2. Getombmg Rtmda alfii,r dari kontraksi
r. PENDAEULUAN
hgkat
dan aunal
3. Velcci ymg timbul krena
sistem moitoring elelctnokardiograf (ECG),
vemiksl membangftiikan
lnplethysmograf (PPG) dan srhu tubuh telah dftembangftan,,akm te@i sisemnya msih sehingga tidak hmya satn peranglat Fng untuk melakukan monitoring. IIaI ini ketidak efisienm dalem penggunam
atria
dai kontraksi ve,lrtrikel" QRS
depolaisasi
konplek.
4. Vdctor menimbulkm gelombang T 5.
disebablan ppolrisasi ventrikelInErvaI P-R adalah menandakan wakEr dari permulaan kontnaksi ffiial smpai permulaan
kontrakiveffftel
kaxena akan ada lebih dari satuperangkat
41
.
6. Interval R-T menunjulkm kontraksi otot (ventricel systole), datr iffierval T-R
smgs rendah ktmng ruangaL
dtri 0
tr
C di
+IE
menunj'rkkan adanya relaksasi otst (ventricel
dalam suhu
T0#.
{sE4!rl
ffi:ftqr&q
t+I -L* B
ufl?rrr
li*+t0.8rir,/ic
f--%1 rErtrrErt
\1
ErDrrff
Gmbu3 Seirsorl-lt[35 Aderrn karakteristik dri sensor suhu LM35 adaleh s€bagai berihs: 1) Kalibrasi rlalun sduatr deraid celcius2) Linoias+l0mV/"C3) Akurasi 0J " C pada suhu ruang. a) Range-55"C-Ifl)"C. 5l Oioperasilsmpadacatu daya+ V-30 V.
22 Potoplethysmograf Fotopletismograf menryalsan sratu instrum€n yang diggml€n rmtuk mengukm perutaUan vohme darah di dalmr suatu orgm @u seh.nuh tubuh- Biasanya m€ruphn hasil dari fuftuasi darah eu udra yang terlmdung di dalamnyaPPG (Photoplahysnogrqh) menryakan insfrumen pletismograf ymg bekoja menggrmakan sensor optilc Dalam telmft Pletismograf dftenal dua macam mode
kmfigurasi
1-
peNnasaogam sensor.
Mode transmisi : Sumber cahaya (LED) dipasang berhaAryan dengro sersor cahaya (IDR) s€eerti
@a
gambar 2(a) LDR mendeteksi perubahan
cahaya yang dipmca*an oleh
2.
LED akibd
p€Nryerapan oleh organ (drab, daginglotot) s&qara h5mg.
Mode reflelsi
:
Dalam mode
kdit,
24 Mafrillahry Au Ostdebdns Ittultiplexing adale tcf,orik memggahmgkan b€b€raes siryal mfirk dikirimkm sosma bersamaan pada sudu lcrrat transrnisi. Dimma peraqgkat yang melakukm mtltiplaingdisebrt rrul@Iau el disebut iuga
MIDL Untuk disisi penerima, ganmgan sinyal-sinyal iar ak n ke,mbali dipisahkan sesuai tujuan masingmasing. Proses ini disebut dengan demultipluing.
Receiver
danr permgkat ymg
melakukan
danruttiplaing disehr dengm denultipl*er atu
di$ht
juga dengru istitah DEMLIX. Lebih jelasnya deat dilftd pada Gmbo beriluf.
dan
refl*si LED dm
LDR dipasang be{aja. SinyaVpenrbahan cahaya )rang dideteksiol€h LDR adalah . sinyal patrlanlrefleksi. Konfigurasi mode refleksi dapd
rtpr Gmba
dilihat pada gambar 2@)-
4 Si*em Mux dm Demtrx
25
MIkrokonlrobrAVRATMECA Pada penelitim fuL mikrokontroler AVR ymg di8makryr adalailr ATMegpE535. B€rilqlt adalah firhrtrrr milrokonholer seri ATMega 8535:
(a)ModeTransmisi @)ModeRefl€ksi Gmba
2 Mode koffigurasi Poto,plethysmograf
23 SensorSuhuLM35
IC LM 35 adalah suatu sensor suhu yang b€ntuk Integrated Circait (IC), ,limana tegangm keluran sangat linear se,padan dengan perubahan suhu- Se,nsor
ini berfimgsi sebagai pegubah dri be.saran fisis suhu ke besran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /tr C yang b€rarti bahwa kenaikan suhu Itr C 621s akan terjadi kenaikan tegangan sebesar l0 mV. IC LM 35 ini tidak memerlukm pengffibrasian atau penyefelm dtri futr kilena ketelitiamya sampai lebft kurang sep€rrempat derajd celcius paAa temperann rumg sffta jangka sensor mulai dari - 558 C smpai dengan 150tr C. IC LM 35 dapat dialni aus 60 U A
1. Clokmaksimum sebesa l6lvlfrL 2. Me,moriFlash 8 Kbytes. 3. Memori EEPROM 5t2q/&s. 4- Progronmirg L&k wfrksekuriti. 5. Dwttmer/cowilqtbrL 6- Sertimer/countql6&7- Emp PWM chmnels. 8. DeIrym chamelADCltbrL 9- Komrmikasi s€rial USART. 10. lvfaster/slave SPI seriaL 11. Analogkomprator 12. Ekternal dm intrrnal intenqt-
13.32pinIlO. 14- Fasitiias In System Prograrrming QSP).
dari sumber sehingga pmas yang ditimbulkan sendiri
42
dalam suhu oooooooo
Q?Q?EEEE
32
q9 6@coq9
BlokDiagram Sistem
ffi'ffi@
PgEPEPgBS
3E{TXTETHE9EEBEEB6EB
c&4EecEG<9
E E EE E
FE EE g A 3 -IE E EE HHH
g8?=€ggEE "-ggggE$g 10 =88
Gmbar 5 PinATMega8s3s
2gS Konverter^9erAd b IISB fmverter TIL ke UsB rrigmakan
agkmversi dda TTL ke dm
-pa
b€b€rapa pada sudu
melakukm
jugp
da6l-sinyal masing-
untuk
USB sehingga atd
dihubrmgkm ke port USB yang ada pada pCfmverter TTLkeUSB yang digunakan dibuatdari IC Ff-232 yang menpakan IC bua*an F[DI. FI-232 rnberikan kemudahan rmtuk antarmuka camportl<E USB kmena IC ini me,nyedialao virtual comport port USBGambar dari lC Fl-232 dryat dilih*
-laluiGambar6. fda
Gaurbu 7 BIok Diagram Siskm
33 Perancansan dan Realirasi EKG Untuk mendryatkm sinyal EKG dari trbuh, diperlukm smr ranghaian pengkondisi sinyal yang dapat mengakuisisi sinyal EKG. Secma umum ranelraian pengkondisi rangf,aian oenekondisi sinyal sinval yang vane dibuat adalah
melakukan atau
jelasnya
Gambar
3.
6IC FT-232
Gambar8 BIokEKG
PERANCATTGAN I}AI\[ REALISASI
3.4 Pereneng*n dan Realis*si PPG Untuk mendapdkan sinyal PPG diperlukan zuatu
tI
Spesifikasi AIat yang dir€alisasikan adalah suatu permgkat y@g -pamenampilkan sinyal EKG PPG serta suhu Arbuh
rangkaian pengfuondisi sinyal yamg dapd mengakuisisi
Alt
sinyal PPG. Secara umnm rangfuian pengkondisi
Fden secara bersamaan. Untuk hasil keluran fupilkan dalem dua c6.a yaihr dapat melalui ICD
lds
dac ditamplkan pada PC denganprogram yang telah dibuat. Bedht adalah sp€sifikasi
dm
?lilosi
Fegkatyang dibuat: l) Pengambilm sinyal EKG
2)
Gamba9BIokPPG me,nggunalsan
3.5
elelctrroda yang dipasang pada tubuhPPG yang dibud menggrmakm s€,nsor )aog
dibuatdniLED dmLDR
dilakukan Proses yang dilakukan di dalamnya cukr4 sedertfle pada bagim multipluo, ketiga d& malog hasil akubisi dibaca dan dftorversi menjadi format
AYRATMEGA. Sumber tegegan berasal dei &ta brrah batere dengan spesifrkasi 6 V 1,3 AH. Progrm mikrokontoler ]xang digpakan adalahBASCOMAVR
digital oleh ADC inrernal miknokontroler- Selaqiutnya setiap data ymg dikirim dipisahkm menggrmakan
3) Sensor suhu yag digrmakm adalah LIt[35. 4) Mlrokonfroler yang digrmalcm adalah jeni 5)
Mu@l&rg ilan Demuldipluiag hgian ini merupakan inti dari penelitian yang
Sistam
Pada
kalrter
spasi
unrk
me,mbedakm antaxa
de yang
sdu dengan ymg lain sehinggp akan memudahkan proses denul@aing Kemudim data dirubah meqiadi Ievel TTL sqraya dapd dibaca oleh PC- Beriht potongan Pqgram ymg,lihnam di milaokontroler.
O 7) Progrm Aplftasi dibud menggunakan Delphi 10.
43
Start
Adc Smemulai pembacaan ADC Adc_ecg : Getadc(0) Stop Adc Waitms 10 Start Adc Adc_ppg : Getade(1) Stop Adc Waitms 10 Start Adc Adc_suhu : Getadc(2) Stop Adc Waitms 10
Gambr I0 SinYalPPG
42 PengujianBtokEKG
fengujim ttok ini dilakukm rmfik mengefahui bentuk
tKirim serial ketiga data Yang dipisahkan dengan spasi Print Adc_ecg i o n ; Adc_pP9 i' ;Adc_suhu;nni
Prroses demultipluing
n
sinyal dan keluarannya pada btok EKG. Setelah Ailanmn p€nguiian menggunakan osiloskop didapatkan sinyal EKG seperti pada Gmbar di bawah
ini
ditakukm pada
program yang data me,milah masing*asing dengan rylikasi
Sinyal EKG sudahbersft dari norse sehinsgatidak diperlnkm rangtaian filter tambahan-
diterima dan menglilangftan kaalrter spasi dengan menjadi tiga kolom, pro6€s ini da@ kita s€htr posing data Untuk lebih jelas)'a @ dtihrt @a bahasan ternsilnya Teralfrir de akm di plot dalam grafik oleh progpm rylikasi B€rihtr potmgan program dqrns pafu'
k&. lain dara ymg ditcrima
Delphi 10. DataADC : :Copy (Data, 0, N-l- )
Buffer . Lines
-
Add ( DataADC)
; ;
Data::''; N::Pos(' trDataADC); DataECG : :StrTolnt ( Copy ( DataADC, 0, N1) );
DataADC : :Copy (DataADC, N*1, Maxfnt ) ;
N;:Pos(' t'DataADC);
DataPPG::StrTolnt (Copy (DataADC' 0' N-
1));
DataADC
:
DataSuhu
1)
{opy
:StrTolnt
;
(Copy ( DataADC, 0' N-
SinYdIEKG
4-3 Penguiian Sensor Suhu P€ngtdim pada sensor suhu LM 35 dilakukan mtuk mengetahui besmya kenaikan t€gangan keluman sqxior
(DataADC, N*1, Maxlnt )
N::Pos (' 'rDataADC) ;
:
G,mbulI
tiry "C dm
mengetahui apakah sslsor yang
digunnken
ade kesalahan &u tidak
pengujiannya
fugan me,mberilm
Cara
catuan sebesan 5V
dm- memasut{ran ke,pala sensor
ke dalam air-
Kemudian diukr dilfrat hasil pembacaan suhu pada alat pengontrol
tegangan kefuaratr s€rsor s€rta
); 4 HASILI}ANI'ISI(USI
suhuyang dibuat
{.1 PengujhnBlokPBG
Tabsl I Pengujim Sensor Suhu
Pengujim blok ini dilakukan rmtuk mengef,ahui b€nttrk
blok PPG. Sctelah dilakut
rtlB@aaa
fF
t
XlsalrEr {rc}
Tegugu t\'.Jt)
\":=C
0=:6
0.009
0-f,7
0-01
OJE
0,o1
:9
0 OJ 0 0
0.01
!t)
3I
0
0,t9 oJ0
31
I
0
0il
o-{xrg
SufrE
Indr
Tmmctcr{€}
x 28
{
diperlukan rmgkaiao fiIter tambahan-
6
E
DUAUIffi
Als ("C) 26 E
5
0-01
3:
0,5
&3.:
o^ot
I
3.t
34
0,33
0.01
9
34
J4
0 o
o34
o.or
10
35
l5
0
0,35
0.01
ll
t$,5
36
0.01
3U
i7
&5 &5
&J6
1l
OJ?
o_01
IJ
IE
38
0
q3E
0=01
14
t9
39
o
0.39
o.01
t5
{}
fi
o
o.:.1{r
o.ol
,7
44
==
al BegiamMah$Iqcr E bagian ini, pengujian dilakukan,tengar bmtnn Fgre l4putonu:nal yang terrdryC pada sistem gasi windotys Sebelumnya dketting t€rl€hft ftlu t€nmma bit rdeharus disesuaikan dengn bit * pengiriman pada mi*rokontnoler. IIat lain 5rang diperhdm *dal,glh set kmeksi ke COMlr, i9 perlu ,r,ng dari nomor COM yang digmakan. I Setelah ara selemi dilakukan malca secra otomati.s sata Fg diterima :rkan ditampilkatr- Bffikut hasil matan dm ymg diterima paila hyper tuminal-
i bentuk Setelah
osiloskop
di bawah tidak
Dari Gambar di das terlihat data ymg ditmpilkan sdah sesuai dengan dataymg dikirimkan baft EKG, PPGmaptm Suhr Dapd disiryull€n bahwaproses de,mrx be,rhasil dilakukm-
5
KEg116rg1n
Berdasarkan hasit paancangan
'
dm pengojian
pada
penelitian ini paka dAat disiryulkan bahwa telah
betrasil dimlisasikan permekd yang dryat memtltipl*ing bebtrrya data sehingga dapat dikirimkan sesam bersamaan dengp krakter spasi untuk memisahh antara data ),aDg sel dengan yang Iain Pada bFgian 4likasi jup telah be,rhasil melakukan proses denns dar da@ menandlkan grafik sinyal d€ngan b€ilar. Dad sini nantiqaa dapat digmakan sebagai aplikasi moniioring pasien rarmt inap di rumahsalilt
UCAPANTERIMA KASIH fvlakalah
judul
ini
adalah bagian dari pe,nelitim dengan
"Pengennbmgan Muhisignal Remote Pdient
Monitoring
S5/st€m
Untuk Peraw&n
Pasie,n Jantung
Menggunakan Protokol Wheless LAIrI (IEEE802.ll.Udf DibiEnai oleh Hibah Program
C
bu
13
Penelitian, Nomor :O73 ISYIW PlrDitlitabmas /IIV 2012, Keme,ffiim Pendidihn Nasional, Direlcorat
CqtureDdaPdalgperTerminai
Ihi Gambar di ahs terlihat data yang diterima sudah rsai fumd 5rang diingr'nkan dimana antar d&
Iendral Pendidikm Tinggt.
I}AFTAR REFERENSI
tiqhkan
oleh *arakter spasi sehingga data terlihat tig3 kolom yang masfug-masing men{nkm 5EKG, PPG dan Suhutr$uh.
r-Fdi
rntuk keluran ymg Cara
sebesr 5V
tblnn
air-
sqta
ogi"o Ilemultiplexer dan Prognam Aplikesi !S h yagtelah berhasil didemnx ak'n di rekontnrksi EIi m€qiadi ke ,rahm beffirk grafik rmtuk -*nkar malisis oteh penggrrnmya Gambff di
l1ah
ini menpakan grafik sinyal ymg aitanpiU
Fdrryikasi
p€ngotrtrol
tU Alfrruq Alfimad-2011- Integrasi Sistem Monitoring Eklaokodiogr$ dan Fotqlaismogrof Bqbasis ltfibokannoler. fl Telkom- Badrmg. Tidak Diterbitkan I2l Cmawan, I{mapilg8f . PrinsiVPrinsip Elebronik Blangga Jakmat3] Rfto, Sapra2008- P*anctmgut dan Implanefiasi Aplikasi Penqima Dds Poda Sistqn Moniloring Elekrokodiograf Digital Bebasisksr Wireless LAN (502-IlDl. IT Telkom. Ban&mg. Tidak Diterbidm t4I Suffio, Ahmad2OOS - hnplenentasi Embedded Wireless IAN $A2.I1b) Sebagai Pengirim Doa
Pado Sistqn Manitcing
tfl
Elehrokardiogrof
Digal. IT Teftom- Bm&mg. fidak Dit€6i*an Sugmdq lladiyoso20l0. Sistem Moniroring
Photoplalrysmogrqh Digital Dengan Wireless Ie, (802-IIb) Sebagai Pangirim Dda- IT Telkm" Bm&mgTidak Ditcxbitkan t6l Widjqi4 $rtopo.Igg0. ECG Prakis. Binorqta
Gambtr 14 Plot Sinyal Pada LCD
Alo,a.a,lalanlz
45
