PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI AWAL KETEGANGAN (STRESS) PADA MANUSIA BERBASIS PC DIUKUR DARI SUHU TUBUH, KELEMBABAN KULIT DAN DETAK JANTUNG
TUGAS AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata 1 Pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh :
ALI ROHMAD D 400 030 102
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2009
BAB I PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG Stres adalah perubahan respon fisik, mental, dan emosional yang timbul karena perubahan atau keadaan yang menyenangkan atau tidak menyenangkan. Stres juga merupakan suatu tuntutan yang mendorong organisme untuk beradaptasi atau menyesuaikan diri (dr. L. Suryantha Chandra, Sp.KJ.).4 Stres dapat terjadi pada setiap manusia dan pada setiap waktu, karena stres merupakan bagian dari kehidupan manusia yang tidak dapat dihindarkan tetapi dapat dikendalikan. Pada umumnya orang menyadari adanya stres pada dirinya, namun ada juga yang tidak menyadari bahwa dirinya mengalami stres. (dr. Ari Muhandri Andhie, Sp.KK.).4 Kebanyakan masyarakat tidak mau mengakui dirinya mengalami stres. Karena tidak paham akan definisi stres yang sebenarnya. Seperti pengalaman dr. Ari Muhandri Ardhie, Sp.KK., seorang dokter spesialis kelenjar kulit menyatakan “Kalau pasien ditanya apakah sedang stres, maka langsung marah dan menyangkalnya.” Keadaan stres akan merangsang pengeluaran hormon adrenalin secara berlebihan sehingga menyebabkan jantung berdebar keras dan cepat. (dr. Anita Chandra) Ketika menghadapi stresor (hal-hal yang memicu stres), maka tubuh akan mengadakan reaksi secara terpadu untuk menghadapi stresor. Begitu stresor datang, secara otomatis otak akan mengaktifkan sistem hypothalamic-pituitary-
adrenal dan selanjutnya akan memacu sekresi hormon dan sistem tubuh yang lain. Hormon kortisol akan mengkoordinasi seluruh sistem dalam tubuh (jantung, paru-paru, peredaran darah, metabolisme tubuh, sistem imun dan kulit) untuk bereaksi terhadap stresor. Oleh sebab itu ketika stres, maka denyut jantung dan tekanah darah naik secara mendadak, pernapasan semakin cepat, dan paru-paru mengambil oksigen lebih banyak. Bahkan peredaran darah di otot, paru-paru dan otak bisa bertambah hampir 300% sampai 400%. Jadi, wajar saja ketika stres jantung berdebar-debar. Ketika stres, tubuh juga akan mengaktifkan sistem imun di kulit, sumsum tulang dan kelenjar limfe untuk lebih siaga. Aliran darah di kulit juga akan dikurangi dan dialihkan ke organ lain yang lebih penting, sehingga kulit akan mengeluarkan keringat dingin. (Kumpulan jurnal rumah-sehat dari berbagai sumber).10 Stres juga akan mengakibatkan penyempitan pembuluh darah (konstriksi) pada organ-organ dalam. Akibatnya, darah dialirkan dalam jumlah yang lebih besar ke otot-otot tubuh, tangan dan kaki. Hal itu menyebabkan bagian-bagian itu terasa tegang. Namun yang lebih serius, penyempitan pembuluh darah pada organ-organ dalam tersebut menyebabkan jantung bekerja keras, berdetak lebih cepat. (Supratiknya, 2003:52). Penyempitan pembuluh darah (konstriksi) biasanya diikuti oleh gejalagejala yang lain mengenai gangguan saraf vegetatif seperti keluar keringat dingin. (Maramis, 2004:361). Pada saat seseorang berada pada kondisi stres, semua bagian perlengkapan tubuh yang stres (otak, jantung, paru-paru, pembuluh darah, dan otot-otot) menjadi berkesinambungan diaktifkan berlebihan atau kurang. Ini bisa jadi
menimbulkan kerusakan fisik atau psikologis dari waktu ke waktu, sehingga stres dapat menyebabkan terjadinya perubahan dalam tubuh, seperti jantung berdenyut dengan cepat, temperatur tubuh meningkat, dan kadar gula darah meningkat. Pengaruh meningkatnya kadar gula darah ini akan menyebabkan keluarnya keringat dingin, karena peningkatan gula darah ini disebabkan oleh penyempitan pembuluh darah. (dr. L. Suryantha Chandra, Sp.KJ).4 Menurut Terry Beehr dan John Newman (1978), gejala stres dapat dibagi dalam 3 (tiga) aspek, yaitu gejala psikologis, gejala psikis, dan gejala perilaku. Tabel 1.1. Gejala-gejala Stres Kerja Gejala Psikologis
Gejala Fisik
Gejala Perilaku
Kecemasan,
Meningkatnya detak
Menunda ataupun
ketegangan
jantung dan tekanan darah
menghindari pekerjaan/ tugas
Bingung, marah,
Meningkatnya sekresi
Penurunan prestasi dan
sensitif
adrenalin dan noradrenalin
produktivitas
Mengurung diri
Mudah lelah secara fisik
Meningkatnya frekuensi absensi
Ketidakpuasan
Lebih sering berkeringat
Meningkatnya agresivitas, dan kriminalitas
Kehilangan
Ketegangan otot
spontanitas Menurunnya fungsi Kepala pusing, migrain intelektual Sumber : e-psikologi.com
Kecenderungan bunuh diri
Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi telah mendorong manusia untuk berusaha mengatasi segala permasalahan yang timbul di sekitarnya. Salah satunya teknologi komputer yang tidak hanya berperan dalam satu bidang saja, melainkan di segala bidang kehidupan manusia. (Santoso, 1997). Pengembangan pemakaian komputer dapat dilakukan dengan menambah sebagian perangkat keras dan pembuatan perangkat lain yang sesuai untuk tujuan yang diinginkan. Perangkat keras tambahan disebut perangkat antarmuka (Interface) yang berfungsi menghubungkan peralatan perlengkapan tambahan dengan Komputer (Prasetyo, 1997). Berawal dari kasus tersebut, muncul ide untuk membuat suatu alat yang dapat berfungsi untuk memonitoring atau mengetahui kondisi stres seseorang diukur dari suhu tubuh, kelembaban kulit dan detak jantung. Alat yang akan penulis buat ini menggunakan sensor yang mampu mengecek dan mengukur suhu dengan range dari -40oC sampai 123,8oC dan mengukur kelembaban kulit dengan range dari 0% sampai 100%. Selain itu, alat ini diharapkan dapat mengukur detak jantung dengan waktu respon yang cepat dan mampu menyediakan sinyal yang kuat untuk proses timing, karena langsung menampilkan pengukuran rata-rata per menit, sehingga alat ini sangat tepat untuk digunakan terutama dalam bidang medis. Alat ini menggunakan komputer sebagai penampil grafik suhu tubuh, kelembaban kulit dan detak jantung yang dimaksudkan untuk mempermudah pembacaan. Program yang dibutuhkan untuk penampilannya menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic V6.0. Penghubung sensor suhu tubuh, kelembaban kulit dan sensor detak jantung membutuhkan suatu interface. Penulis menggunakan mikrokontroller
AT89C2051 sebagai interface dengan didukung RS-232 untuk menghubungkan komputer dengan alat dan didukung juga perangkat lain seperti komputer dan rangkaian elektronika lainnya. Berdasarkan uraian tersebut di atas, maka penulis memperoleh judul “PERANCANGAN
ALAT
PENDETEKSI
AWAL
KETEGANGAN
(STRESS) PADA MANUSIA BERBASIS PC DIUKUR DARI SUHU TUBUH, KELEMBABAN KULIT DAN DETAK JANTUNG”.
1.2. PERUMUSAN MASALAH Berdasarkan latar belakang yang ada, maka perumusan masalah yang menjadi sasaran utama dari perancangan ini yaitu bagaimana merancang dan membuat alat yang mampu menentukan kondisi mudah stres atau tidak mudah stres pada seseorang.
1.3. PEMBATASAN MASALAH Penulis membatasi pembuatan alat ini yaitu hanya bisa menentukan kondisi mudah stres atau tidak mudah stres, tidak bisa menentukan tentang tingkatan-tingkatan kondisi stres yang lebih detail.
1.4. TUJUAN TUGAS AKHIR Tujuan pembuatan Tugas Akhir yaitu untuk membuat alat pendeteksi ketegangan atau stres dengan menggunakan sensor suhu tubuh, sensor kelembaban kulit dan sensor detak jantung untuk memonitoring atau mengetahui kondisi mudah stres atau tidak mudah stres-nya seseorang.
1.5. MANFAAT PENELITIAN Manfaat yang diperoleh dari hasil penelitian ini dapat digunakan untuk membantu kerja bidang medis terutama untuk memonitoring kondisi seseorang jika teridentifikasi kepanikan atau mudah stres.
1.6. TINJAUAN PUSTAKA Proposal ini meninjau dan mengacu pada tugas akhir terdahulu yang relevan dengan proposal yang akan penulis kerjakan. Tugas akhir yang pernah dikerjakan terdahulu antara lain : Tugas akhir dari Ghoni Musyakar (2003) dengan judul “Perancangan Penghitung Denyut Nadi Digital untuk Olahragawan”. Alat yang dibuat ini mampu menampilkan hasil perhitungan sampai tiga angka (999), jadi, bila denyut nadi jumlahnya di atas 100 alat ini mampu untuk menghitungnya. Sedangkan keakuratan dari alat yang telah dibuatnya adalah 99,6% saja. Angka jumlah denyut nadi ditampilkan dalam seven segment selama 60 detik (1 menit). Tugas Akhir dari Agus Muslih (2004) dengan judul “Alat Ukur Sinyal Detak Jantung”. Alat yang dibuat ini menggunakan Elektrokardiograf (EKG) yaitu suatu alat yang digunakan untuk keperluan diagnostik (pemeriksaan), yaitu untuk mengukur dan mencatat kurva tegangan bioelektrik jantung. Hasil pengukuran ditampilkan melalui osiloskop atau monitor komputer. Monitoring atau kegiatan untuk mengetahui kondisi stres atau tidak stres pada seseorang dapat diukur dari suhu tubuh, kelembaban kulit dan detak jantung. Perancangan alat ini menggunakan sensor suhu tubuh, sensor
kelembaban kulit dan sensor detak jantung dengan interface menggunakan mikrokontroller AT89C2051, didukung perangkat lain seperti komputer dan rangkaian elektronika lainnya. Alat yang akan dikerjakan ini menggunakan komputer sebagai penampil grafik suhu tubuh, kelembaban kulit dan detak jantung dimaksudkan untuk mempermudah pembacaan, dengan penampilannya menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic V6.0.
1.7. METODE PENELITIAN Dalam penelitian tugas akhir ini penulis menggunakan beberapa metode sebagai berikut: 1. Studi Literatur Mencari dan mengumpulkan referensi serta dasar teori yang diambil dari berbagai buku penunjang untuk mendukung pembuatan modul dan software. 2. Studi Lapangan Melakukan pengamatan baik secara langsung maupun tidak langsung, wawancara dengan pihak-pihak yang berkompeten, serta mencari informasi mengenai harga bahan-bahan benda jari yang akan diperlukan dalam pembuatan alat pendeteksi ketegangan atau stres dengan menggunakan sensor suhu tubuh, kelembaban kulit dan sensor detak jantung dan dengan tampilan menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic V6.0. 3. Metode Perancangan Metode ini digunakan untuk memberikan gambaran singkat tentang obyek penelitian yang diharapkan.
4. Metode Bimbingan Metode ini dilakukan dalam bentuk pengarahan, petunjuk, serta saran dari dosen pembimbing atau semua pihak yang bisa membantu proses penelitian selama tugas akhir ini.
1.8. SISTEMATIKA PENULISAN LAPORAN TUGAS AKHIR Laporan tugas akhir ini akan disusun dengan sistematika sebagai berikut : BAB I
PENDAHULUAN Berisi tentang latar belakang masalah, pembatasan masalah, perumusan masalah, tujuan, metode pembuatan alat, sistematika penulisan laporan.
BAB II LANDASAN TEORI Berisi
tentang
dasar-dasar
teori
yang
berhubungan
dengan
perancangan dan pembuatan alat. BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT Berisi tentang perancangan sistem meliputi blok diagram perancangan, penentuan komponen yang akan digunakan dan pembuatan alat dan program. BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA Berisi tentang pengujian alat dan menganalisa hasil pengujian alat. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisi tentang kesimpulan dari pembuatan alat dan saran untuk perbaikan alat.
