PERANCANGAN BIOINSTRUMENT HEART RATEMONITOR SEPULUH DENYUT PER SATUAN WAKTU DENGAN TRANSMISI RADIO FREKUENSI (RF)

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PERANCANGAN BIOINSTRUMENT HEART RATEMONITOR SEPULUH DENYUT PER SATUAN WAKTU DENGAN TRANSMISI RADIO FREKUENSI (RF)

Skripsi Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

ESHA DARWINSA NIM. I0306034

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user 2011


digilib.uns.ac.id

ABSTRAK Esha Darwinsa. NIM I0306034. PERANCANGAN BIOINSTRUMENT HEART RATE MONITOR SEPULUH DENYUT PER SATUAN WAKTU DENGAN TRANSMISI RADIO FREKUENSI (RF).Skripsi. Surakarta: Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Juni 2011. Energi yang dibutuhkanolehseseorangbervariasimenurutumur, jeniskelamin, danaktivitasfisik yang dilakukansepanjanghari. Salah satucaramengukurenergiekspendituraktivitasfisikdilakukandenganmemonitordeny utjantung.Dalammendapatkan data denyutjantungdiperlukanheart rate monitoruntukmempermudahpengukuran. Padasuatueksperimen, penyimpanan data hasilpengukuraninipentinguntukdiolahataudianalisislebihlanjut.Di pasaran, heart rate monitor yang dapatmenghitung data hasilpengukurandenyutjantungpadasaatobjekmelakukanaktivitasdanmempunyaipe mbacaan yang real time sertamempunyaipenyimpan data hasilpengukuransulitditemukan.Olehkarenaitu, penelitianinibertujuanuntukmerancangheart rate monitoryang mampumengukurdenyutjantungpadasaatobjekmelakukanaktivitasdenganpembaca an yang real timedanhasilpengukurandapatsimpanpada data storage. Tahappetamadalampenelitianiniyaitumengidentifikasikarakteristikdanspesif ikasidesign heart rate monitor yang terdapat di pasaran. Tahapselanjutnyayaitumerancangheart rate monitoryang terdiridariperancangan hardware dan software. Hardwarepadaheart rate monitorinimempunyai 5 blokutama, yaitublokheart ratetransducer, blokpengkondisisinyal, blok data counting, bloktransmitter, blokreceiver. Softwareheartrate monitordirancangsebagaidisplayhasilpengukurandansebagaisaranapenyimpan data hasilpengukuran. Heart rate monitorrancangankemudiandirealisasikandandilakukanpengujianuntukmengukurd enyutjantung (heart rate)dariseorangobjek.Pengujianpengukurandenyutjantunginidilakukanterhadap5o bjekdenganaktivitasberjalankemudianberlari. Aktivitasberjalankemudianberlaridimaksudkanuntukmelihattingkatperubahannilai denyutjantungberdasarkantingkataktivitasfisik yang dilakukan Penelitianinimenghasilkanheart rate monitordengantransmisiRadio Frekuensi (RF)yang telahdiujiuntukmengukurdenyutjantung. Hasildaripengukuranberupa data denyutjantungyang disajikandalambentukgrafik.Grafikdenyutjantungmemberikanpolaperubahankecep atandenyutjantung yang sesuaidengantingkataktivitasfisik yang dilakukanolehobjekpengukuran.Software dariheart rate monitorinihanyasebagaipenyimpan data. Data hasilsimpanan software inimenggunakan format Ms. Accesssehinggauntukmengolah data harus di konversidalamMs.excel. Kata kunci: Heart rate monitor,Radio frequency (RF) commit to user xvi + 66halaman.; 46gambar; 6tabel


digilib.uns.ac.id

Daftarpustaka: 22 (1991 - 2010)

ABSTRACT Esha Darwinsa. NIM I0306034. THE DESIGN OF HERAT RATE MONITOR TEN BEAT PER UNIT OF TIME WITH RADIO FREQUENCY (RF) TRANSMISSION. Final Assignment. Surakarta: Industrial Engineering Department, Faculty of Engineering, SebelasMaret University, June 2011. The energyrequiredby apersonvariesaccording toage, sex, andphysical activitythroughout theday. One way ofmeasuringphysicalactivityenergyexpendituresby monitoring theheart rate.In obtainingthe dataheartrateneeded heart ratemonitorforeasymeasurement. Inanexperiment, data result from measurement isan importanttobe processedoranalyzed further. In the market, heartratemonitorthatcan measureheart ratewhenobjectsdoing an activities andhavearealtimereadingandstoringmeasurement datahavehard to find. Therefore, thisstudyaimstodesign aheartratemonitorthatcanmeasureheart rateatthe objectdoing an activitywithreal-time readingsandthe measurement resultscan bestoredindatastorage. The first stageinthis studyisto identifythe characteristicsanddesignspecificationscontainedin heart ratemonitorsonthe market. The next stageisdesigning theheartratemonitorconsistingofhardwareandsoftwaredesign. Hardwareon theheartratemonitorhas 5mainblocks, namelyheartrate transducer block, signal conditioningblock, datacounting block, transmitter block,andreceiverblocks. Softwaredesignedas aheartratemonitordisplayandmeasurement result datastorage. Heartratemonitordesignedthenimplementedand testedtomeasureheart rateofanobjects. The tests forheart ratemeasurementwas carried outagainst5objectswith the activity ofwalkingand thenrunning. Activitiesintendedto walkand thenrunto see thelevelof changes inheart ratebased on thelevel ofphysical activity. The result is heart ratemonitorwithRadioFrequency(RF) transmission thathave been tested tomeasureheart rate. Results from measurements of heart rate data are presented in graphical form. The graph of heart rate gives patterns of changes heart rate corresponding to the level of physical activity ofmeasurementobject. Software from this heart rate monitor is only as data storage. Outcome data storage software uses a Ms.Accessformat,so to process measurement data must be converted in Ms.excel format. Key word: Heart rate monitor,Radio frequency (RF) xvi + 66 p.; 46 pictures; 6 tables Reference: 22 (1991 - 2010) commit to user


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ..............................................................................

i

LEMBAR PENGESAHAN ...................................................................

ii

LEMBAR VALIDASI ...........................................................................

iii

SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH ........

iv

SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ...............

v

KATA PENGANTAR ...........................................................................

vi

ABSTRAK ..............................................................................................

viii

ABSTRACT ...........................................................................................

ix

DAFTAR ISI…………………...............................................................

x

DAFTAR TABEL...................................................................................

xiii

DAFTAR GAMBAR..............................................................................

xiv

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LatarBelakangPenelitian.................................................................I-1 1.2 PerumusanMasalah .........................................................................I-3 1.3 TujuanPenelitian .............................................................................I-3 1.4 ManfaatPenelitian ...........................................................................I-3 1.5 BatasanMasalah ..............................................................................I-3 1.6 AsumsiPenelitian ............................................................................I-4 1.7 SistematikaPenulisan ......................................................................I-4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Aktivitas Fisik Terhadap Energi Tubuh........................................ II-1 2.2 Cara Pengukuran Energy Yang DigunakanTubuh ....................... II-2 2.2.1 Denyutjantung ....................................................................... II-2 2.2.2 Energi expenditur .................................................................. II-4 2.3 Heart Rate Monitor ........................................................................ II-6 2.4 Sisitem Instrumentasi .................................................................... II-8 2.4.1 Transducer (Sensor) .............................................................. II-9 2.4.2 Power suplaycommit (catu daya)...................................................... II-9 to user


digilib.uns.ac.id

2.4.3 Signal conditioner (Pengkondisian sinyal) ....................... II-10 2.4.4 Mikrokontroler .................................................................... II-13 2.4.5 Wireless Media ................................................................... II-16 2.4.6 Interface tool ...................................................................... II-17 2.5 Penelitian Sebelumnya ................................................................. II-19 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Identifikasi .................................................................................... III-2 3.2 PengumpulanData ........................................................................ III-2 3.3 Pengolahan Data .......................................................................... III-4 3.4 AnalisisDan InterpretasiHasil ..................................................... III-4 3.5 Kesimpulan Dan Saran ................................................................ III-5 BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 4.1 Pengumpulan Data .......................................................................IV-1 4.1.1 Identifikasi Heart Rate Monitor Sebelumnya ...................IV-1 4.1.2 Spesifikasiteknik heart rate monitor..................................IV-3 4.2 Perancangan hardware dan software interface ........................ IV-17 4.2.1 Blok heart rate tarnsduser ..................................................IV-6 4.2.2 Blok pengkondisiansinyal ..................................................IV-8 4.2.3 Blok data counting..............................................................IV-9 4.2.4 Blok transmitter (pemancar) ........................................... IV-13 4.2.5 Blok receiver (penerima) ............................................... IV-15 4.2.6 Rancangan hardware keseluruhan .................................. IV-17 4.2.7 Perancanagn Software interface ..................................... IV-19 4.3 Percobaan Pengambilan Data Heart Rate ............................... IV-22 4.3.1 HasilPengukuranpadaobjek 1 ......................................... IV-22 4.3.2 HasilPengukuranpadaobjek 2 ......................................... IV-24 4.3.3 HasilPengukuranpadaobjek 3 ......................................... IV-26 4.3.4 HasilPengukuranpadaobjek 4 ......................................... IV-27 4.3.5 HasilPengukuranpadaobjek 5 ......................................... IV-29 commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL 5.1 AnalisaRancanganHeart Rate Monitor ........................................ V-1 5.2 AnalisisHasilPembacaan Heart Rate Monitor............................. V-3 5.3 InterpretasiHasil ............................................................................ V-4 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan...................................................................................VI-1 6.2 Saran .............................................................................................VI-1 DAFTAR PUSTAKA

commit to user


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Halaman Table 2.1Klasifikasikerjaberdasarkan %CVL ....................................................... II-4 Tabel 4.1 Data denyutnadiobjek 1.................................................................... IV-23 Tabel 4.2 Data denyutnadiobjek 2.................................................................... IV-24 Tabel 4.3 Data denyutnadiobjek 3 ..................................................................... IV-26 Tabel 4.4 Data denyutnadiobjek 4.................................................................... IV-28 Tabel 4.5 Data denyutnadiobjek 5.................................................................... IV-29

commit to user


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Aliranperedarandarah ...................................................................... II-3 Gambar 2.2 Total energy expenditur................................................................... II-5 Gambar 2.3 Heart rate monitor ............................................................................ II-7 Gambar 2.4 Finger clip sensor............................................................................. II-8 Gambar 2.5 Blok diagram secaraumuminstrumentasielektronik ...................... II-8 Gambar 2.6 Bentukgelombang FSK.................................................................. II-12 Gambar 2.7 Blok diagram mikrokontroler (AT89s51) .................................... II-15 Gambar 2.8 Diagram deteksidenyutjantung ..................................................... II-19 Gambar 2.9 Transmisi data wireless ................................................................. II-20 Gambar 2.10 Diagram blokskema transmitter dan receiver .............................. II-20 Gambar 3.1 Metodologipenelitian ...................................................................... III-1 Gambar 4.1 Diagram blokdeteksidenyutjantung ...............................................IV-1 Gambar 4.2 Perangkat heart rate ........................................................................IV-2 Gambar 4.3 Diagram blokskema transmitter dan receiver ..............................IV-2 Gambar 4.4 Blok diagram heart rate monitor ....................................................IV-5 Gambar 4.5 Prinsip finger clip sensor ................................................................IV-7 Gambar 4.6 Desain finger clip sensor ................................................................IV-7 Gambar 4.7 Realisasirancanganbloktransduser .................................................IV-8 Gambar 4.8 Perhitungan 1 siklusdenyut ......................................................... IV-10 Gambar 4.9 Flowchart program perhitungandenyut ...................................... IV-11 Gambar 4.10 Rangkaianblokperhitungandenyut .............................................. IV-12 Gambar 4.11 a) Gambarblokpengkondisisinyal, b) Gambarblokcounting data ........................................................ IV-12 Gambar 4.12 Realisasiperancanganblokpengkondisisinyaldan blok counting data....................................................................... IV-13 Gambar 4.13 Pemancar RF dengantipe TLP434 A .......................................... IV-13 Gambar 4.14 Rangkaian Blok pemancar RF .................................................... IV-14 Gambar 4.15 Format data pemancar ................................................................. IV-15 Gambar 4.16 Realisasirancanaganblok transmitter .......................................... IV-15 commit to user Gambar 4.17 Penerima RF dengantipe RLP 434A........................................... IV-16


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.18 Rangkaianblokpenerima RF ........................................................ IV-16 Gambar 4.19 Realisasirancanagnblok receiver ................................................. IV-17 Gambar 4.20 Realisasirancanganbloktranducer, pengkondisisinyal, blok counting dantransmiter........................................................ IV-18 Gambar 4.21 Realisasiblok receiver .................................................................. IV-13 Gambar 4.22 Rancanagan interface heart rate monitor .................................... IV-13 Gambar 4.23 Posisirancanagn interface heart rate monitor ............................. IV-14 Gambar 4.24 Grafikhasilpengukuran data bpmobjek 1.................................... IV-23 Gambar 4.25 Grafikhasilpengukuran data 10 denyut per satuan waktuuntukobjek 2 ....................................................................... IV-24 Gambar 4.26 Grafikhasilpengukuran data bpmobjek 2.................................... IV-25 Gambar 4.27 Grafikhasilpengukuran data 10 denyut per satuan waktuuntukobjek 2...................................................................... IV-25 Gambar 4.28 Grafikhasilpengukuran data bpmobjek 3.................................... IV-26 Gambar 4.29 Grafikhasilpengukuran data 10 denyut per satuan waktuuntukobjek 3...................................................................... IV-27 Gambar 4.30 Grafikhasilpengukuran data bpmobjek 4.................................... IV-28 Gambar 4.31 Grafikhasilpengukuran data 10 denyut per satuan waktuuntukobjek 4...................................................................... IV-29 Gambar 4.32 Grafikhasilpengukuran data bpmobjek 5.................................... IV-30 Gambar 4.33 Grafikhasilpengukuran data 10 denyut per satuan waktuuntukobjek 5...................................................................... IV-30 Gambar 5.1 Grafikbpmdalamaktivitasjalankemudianberlari ............................. V-3 Gambar 5.2 Grafik 10 denyut per satuanwaktudalamaktivitasjalan kemudianberlari .............................................................................. V-4

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN Padababinidiuraikanbeberapahalpokokmengenaiperancanganbioinstrument heart

rate

monitor,

yaitulatarbelakangpenelitian,

tujuandanmanfaatpenelitian,

perumusanmasalah,

batasanmasalahdanasumsi,

sertasistematikapembahasan. 1.1 LATAR BELAKANG Energiyang

diperlukan

olehseseorang

bervariasimenurutumur,jeniskelamin,danaktivitasfisik yangdilakukansepanjanghari. Salah satucaramengukur energi ekspendituraktivitas fisik

dilakukan

dengan

memonitor

jantungsecaraterus-menerus, VO2yaitu

denyut

dapatdigunakan

volume

jantung.

untuk

oksigen

Memonitordenyut

memperkirakan yang

nilai di

konsumsiataudiperlukanuntukaktivitas.Sehinggadengan menggunakanpersamaanstandar calorimetrichubunganantaradenyutjantungdanenergi

ekspenditurdapatdibentuk

(RowettResearch Institute, 1992). Dalampenentuanenergi

ekspenditur

digunakan

parameter

indekkenaikanbilangankecepatandenyutjantung.Indekinimerupakanperbedaananta rakecepatandenyutjantungpadawaktukerjatertentudengankecepatandenyutjantungp adasaatistirahatdimanapeningkatan denyut jantung tersebutberkaitan dengan meningkatnya level pembebanan kerja. Heart rate merupakan representasi dari denyut nadi per satuan waktu dari suatu objek (Wikipedia, 2010). Pengukuran denyutjantungdari suatu objek mempunyai pola tertentu dalam mencapai suatu denyut persatuan waktu data pengukuranmewakilitingkat kelelahan dari objek tersebut. Data denyutjantungini memberikan informasi tentang energi ekspenditur dan tingkat kelelahan dari suatu objekdalammelakukansuatuaktivitas. Dalam

mendapatkan

data

denyutjantungdiperlukan

monitoringheart

suatu

alat

rate.Dipasaran heart rate monitorini commit to user tersediadalamberbagaimerekseperti POLAR heart rate monitordan TIMEX heart

I-1


digilib.uns.ac.id

rate monitor.Pada POLAR heart rate monitormenggunakanelektrodaberupasabuk yang

diletakkan

di

dada

untukmengukurdenyutnya,

perhitungandenyutnyasamasepertiheart

rate

untuk

monitordipasaran

system

yang

yaitudenganmembacadenyutdalamsesaatkemudiandigunakan

lain

sampling

untukmengukurdenyutdalam 1 menit. TIMEX heart rate monitormempunyaicara yang

serupadengan

POLAR

dalamhalpembacaannamununtuk

sensor

pengukurdenyutjantungdimodifikasi agar lebihnyaman. Keduaheart rate monitor monitor tersebuttidakdilengkapipenyimpan data hasilpengukurandan sensor yang digunakandapatterganggusaatmembacaketikabadanpenggunabergerak.

Segi

fungsionalitas, heart rate monitor yang terdapat dipasarankurang sesuai untuk kepentingan pengambilan data suatu objek pada suatu eksperimen. Heart ratemonitor dipasaran dalam pembacaan denyut jantung dalam satu menit menggunakan metode perhitungan frekuensi aliran darah yang mengalir selama 10 detik, dimana hasil yang diperoleh dikalikan 6, jadi total waktu yang diperoleh adalah 1 menit (Erliyanto, 2008). Sehinggadalam pembacaan tentu saja terdapat perbedaan dari heart rate yang sebenarnya selama satu menit. Heart

Rate

Monitor

yang

terdapat

di

pasaranmemilikibeberapakekurangandalampembacaan data yang tidak real time terhadap

waktudanpembacaan

data

saatobjekmelakukansuatuaktivitassepertiberjalandanjalancepat.Hal inisulitdilakukankarena data hasilpembacaandenyutjantungdi pasaran tidak dapat disimpan

dalam

datastorage.Dalamsuatueksperimen,penyimpanan

hasilpengukuraninipentinguntukdiolahataudianalisislebihlanjut.Di rate

data

pasaran,heart

monitor

yang

dapatmenghitungdenyutjantungpadasaatobjekmelakukanaktivitasdanmempunyaip embacaan

yang

real

time

sertamempunyaipenyimpan

data

hasilpengukuranjarangditemukan. Oleh karena itu heart rate monitor ini harus dirancang secara integral antara pembacaan atas waktu (real time) dengan data yang dapat ditampilkan dari hasil pengukuran objek. Denyutjantunghasil pengukuraninidapat dibaca melalui monitor dan kemudian data hasil pengukuran dapat dikirim melalui transmitters commit to user

I-2


yang

digilib.uns.ac.id

diterima

reciever

untuk

selanjutnya

disimpan

pada

datastorageuntukselanjutnyadiolahsehinggadidapatkaninformasi yang diperlukan. Berdasarkan gambaran ini data denyutjantungdalam analisa aktivitas fisik objek yang berkaitan dengan penggunaan energi maka dari penjelasan diatas diperlukan

perancangan

pembacaanyang menggunakan

perangkat

dapatmembaca

heart

data

rate

monitor

dengan

sistem

padaaktivitaskeseharianobjekdengan

sensoryang dapatmelihatperubahanalirandarahpadajari. Sensor

inimenggunakanprinsipfrekuensi irama aliran darah pada pembuluh darah jari yang

padadasarnyamerupakanrepresentasifrekuensidenyutjantung.Sensor

ininantinyaakandijepitkanpadajaridalampenggunaanya. Data hasil pembacaan dari sensor akan ditranmisikan dengan menggunakan wireless.Penggunaanwirelessdimaksudkan

agar tidakmengganggugerak yang

dilakukanobjekpenelitianselamaberaktivitas.

Data

inikemudianditerimarecieverdan ditampilkan pada LCD yang dihubungkandengan perangkatPC unit yang selanjutnya disimpan pada datastorage, sehingga data inidapatdiolahuntukanalisisfisiologiobjek. 1.2 PERUMUSAN MASALAH Berdasarkan

uraianmasalahdi

padapenelitianiniadalah

atas

maka

bagaimanamerancangheart

perumusan rate

masalah

monitor

yang

dapatmenghitungdenyutjantungpadasaatobjekmelakukanaktivitasdenganpembacaa n yang real timedanhasilpengukurandapatdisimpanpadastorage. 1.3 TUJUAN PENELITIAN Tujuan dalammerancang alat heart rate monitordengandenganpembacaan yang

real

timedanhasilpengukurandapatdisimpanpadastoragemelaluitahapan-

tahapan,sebagaiberikut: 1. Mendesain sistem akuisisipembacaan komputer dan analog. 2. Mendesain sistem transmisi radio frekuensi antara transmitter dan receiver untuk data storage hasil pengukuran. 3. Melakukanvalidasidata

penerimaan

dari

denyutjantung dalam aktivitas fisik objek. commit to user 1.4 MANFAAT PENELITIAN I-3

objek

atas

pengiriman

data


digilib.uns.ac.id

Manfaat yang dicapai dalam perancangan alat heart rate monitorini,yaitu: 1. Menghasilkan perangkat heart rate monitor berbasis infrared sensor dan foto dioda (finger clip sensor)dengan sistem pengiriman data melalui Radio Frekuensi (RF) pada sistemdata storagekomputer. 2. Memperoleh data heart rate secara real timedalam segala aktivitas objek. 1.5 BATASAN MASALAH Batasan masalah dari perancangan alat heart rate monitorinisebagai berikut: 1. Perangkat

heart

rate

monitor

ini

menggunakansensor

finger

clip(dijepitkanpadajari)yang menggunakan prinsipfotodiodadaninfrared untuk pembacaan denyut jantung . 2. Transmisi antara sensor denyut dan display mengunakan Radio Frekuensi (RF)

yang

terdiri

atas

transmitter

dan

receiver

dengan

storage

datasebagaipenyimpan data. 3. Bit yang digunakandalammikrokontrollersebesar 8 bit data, 4 bit data hasilpengukurandan 4 bit headertransmisi data. 4. Pada percobaan pengukuran dilakukan pada 5 orang responden dengan beraktivitas jalan kemudian berlari untuk melihat perbedaan denyut jantung. 1.6 ASUMSI PENELITIAN Asumsi-asumsi yang digunakan pada perancangan alat heart rate monitor untuk mendekatkan segi teoritis dengan kondisi sebenarnya, sebagai berikut: 1. Frekuensi dari sumber arus (power supply) kecilpengaruhnyapadaproses transmisi dan pembacaan data. 2. Perangkat heart rate monitor ini menggunakan metode 10 denyut per satuan waktu untuk pengukuran denyut jantung objek. 1.7 SISTEMATIKA PENULISAN Sistematikapenulisandibuat

agar

dapatmemudahkanpembahasanpenyelesaianmasalahdalampenelitianini.Penjelasan mengenaisistematikapenulisandibawahini. BAB I: PENDAHULUAN

commit to user

I-4


Bab

digilib.uns.ac.id

inimenguraikanberbagaihalmengenailatarbelakangpenelitian,

perumusanmasalah,

tujuanpenelitian,

manfaatpenelitian,

batasanmasalah, asumsidansistematikapenulisan.

BAB II: TINJAUAN PUSTAKA Bab inimenguraikanteori-teori yang dipakaiuntukmendukungpenelitian, sehinggaperhitungandananalisisdilakukansecarateoritis.Tinjauanpustaka diambildariberbagaisumber

yang

berkaitanlangsungdenganpermasalahan yang dibahasdalampenelitian. BAB III : METODOLOGI PENELITIAN Bab iniberisilangkah-langkahdalamperancanganperangkatalatheart rate monitordengansistem pembacaan menngunakan sensor finger clip yang dijepitkanpadajaridengan

transmisi

data

mengunakan

wirelesssecaraumum

yang

berupagambaranterstrukturdalambentukflowchartsesuaidenganpermasal ahan

yang

adamulaidaristudipendahuluan,

pengumpulan

data

sampaidenganpengolahan data dananalisis. BAB IV: PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Bab

inimemuattahappengumpulan

data

denganstudiliteratur,

studilapangandanwawancarauntukmemperolehkarakteristikdanspesifika si

yang

sesuaidenganperumusanmasalah.Bab

inijugaberisitentangperancangan

yang

dilakukansetelahmelakukanpengumpulan

data

yaitumerancanghardwaredanjugasoftware.Bioinstrumentheart ratemonitoriniterdiridari terdiridariblokpemancar,

2

bagianpentingyaituhardware blokpenerima,

dansoftware

digunakanmenyimpanhasilpengukurankestoragedata. BAB V: ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL commit to user

I-5

yang yang


digilib.uns.ac.id

Babinimemuaturaiananalisisdan interpretasihasildariperancangan dan percobaanpengukuranmenggunakanheartrate

monitoryang

telahdirancang. BAB VI: KESIMPULAN DAN SARAN Bab

inimenguraikan

target

pencapaiandaritujuanpenelitiandankesimpulan

yang

diperolehdaripembahasanmasalah.

saran

Bab

danmasukanbagikelanjutanpenelitian.

commit to user

I-6

inijugamenguraikan


digilib.uns.ac.id

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Bab ini membahas mengenai konsep dan teori yang digunakan dalam penelitian, sebagai landasan dan dasar pemikiran untuk membahas serta menganalisa permasalahan yang ada. 2.1 AKTIVITAS FISIK TERHADAP ENERGI TUBUH Secara garis besar, kegiatan-kegiatan kerja manusia dapat digolongkan menjadi kerja fisik (otot) dan kerja mental (otak) dengan intensitas yang berbeda. Tingkat intensitas yang terlampau tinggi memungkinkan pemakaian energi yang berlebihan.Sebaliknya intensitas yang terlalu rendah menimbulkan rasa bosan dan jenuh. Karena itu perlu diupayakan tingkat intensitas yang optimum yang ada diantara kedua batas ekstrim dan tentunya untuk tiap individu berbeda. Pemisahan antara kerja fisik dan mental tidak dapat dilakukan secara sempurna, karena saling berhubungan erat. Dilihat dari energi yang dikeluarkan, kerja mental murni relatif lebih sedikit mengeluarkan energi dibandingkan dengan kerja fisik. Kerja fisik mengakibatkan pengeluaran energi yang berhubungan erat dengan konsumsi energi.Wignjosoebroto (1991) menyatakan aktivitas fisik merupakan suatu kegiatan yang memerlukan usaha fisik manusia yang kuat selama periode kerja berlangsung. Aktivitas fisik yang dilakukan secara terus menerus sering disebut dengan aktivitas kardiovaskuler. Aktivitas kardiovaskuler merupakan kegiatan yang dilakukan oleh seseorang saat beraktivitas dengan pola yang ritmis dan terus menerus pada suatu periode waktu tertentu. Selama aktivitas kardiovaskuler dilakukan, jantung memompa darah ke seluruh otot dalam tubuh manusia. Aktivitas fisik menyebabkan pengeluaran energi yang berhubungan erat dengan konsumsi energi. Dalam hal penentuan konsumsi energi, biasanya digunakan parameter indek kenaikan bilangan kecepatan jantung. Indeks ini merupakan perbedaan antara kecepatan denyut jantung pada saat istirahat dengan kecepatan denyut jantung pada waktu bekerja (Sulistyadi dan Susanti, 2003). Menurut Grandjean (1993), konsumsi energi (kalori) merupakan indikator terhadap beban kerja dan dapat digunakan untuk mengukur waktu istirahat dan commit to user

I-7


digilib.uns.ac.id

membandingkan tingkat efisiensi pekerjaan dari beberapa perbedaan alat dan metode yang digunakan dalam melakukan pekerjaan. 2.2 CARA PENGUKURAN ENERGI YANG DIGUNAKAN TUBUH Aspek psikologi dalam suatu pekerjaan dapat berubah setiap saat.Banyak faktor-faktor yang mempengaruhi perubahan psikologi tersebut.Faktor-faktor tersebut dapat berasal dari dalam diri pekerja (internal) atau dari luar diri pekerja atau lingkungan (eksternal).Dalam kerja fisik, manusia menghasilkan perubahan dalam konsumsi oksigen, heart rate, temperatur tubuh dan perubahan senyawa kimia dalam tubuh. Oleh karena itu dilakukan beberapa pengukuran energi tubuh. 2.2.1 Denyut Jantung Jantung merupakan organ tubuh yang berfungsi memompa darah ke seluruh tubuh. Darah yang dipompa membawa makanan yang diperlukan otot. Selain ituadanya sirkulasi darah, zat-zat sampah yang berbahaya bagi tubuh dapat dikeluarkan. Jantung bekerja diluar kemauan dan memiliki kemampuan khusus. Proses keluar masuknya darah ke jantung menghasilkan denyut jantung. Proses aliran darah yaitu pertama kali darah dari pembuluh darah vena masuk ke Atrium Kanan, kemudian menuju ke Ventrikel Kanan.Kemudian menuju ke Paru–Paru, dimana dalam paru-paru ini terjadi pertukaran udara dari CO2 ke O2.Dari paru-paru darah menuju ke Atrium Kiri, kemudian menuju ke Ventrikel Kiri.Setelah itu darah dipompa menuju ke seluruh tubuh dan kepala dimana melalui pembuluh darah aorta.Pembuluh darah Aorta yang terdiri dari berbagai cabang dimana urutan pembuluh yang terbesar sampai terkecil adalah arteri, arteriol, dan kapiler.Gambar dari alur tersebut dapat dilihat pada gambar 2.1 Frekuensi kerja denyut jantung itu dasarnya ditentukan oleh frekuensi aliran darah yang masuk dalam jantung yang berasal dari vena yang mana kondisinya berbanding lurus dan faktor–faktor luar.

commit to user

I-8


digilib.uns.ac.id

Atrium kanan Atrium kiri

Paru-paru Kanan

Paru-paru kiri Ventrikel kanan

Ventrikel kiri

Jaringan

Gambar 2.1Aliran peredaran darah Sumber: Erliyanto, 2008

Monitoring denyut jantung dapat dilakukan menggunakan teknik langsung (direct) ataupun tidak langsung (indirect). Secara langsung dilakukan dengan melakukan pengukuran pada jantung itu sendiri. Sedangkan secara tidak langsung dengan memanfaatkan pembuluh darah yaitu melakukan sadapan atau sensor pada aliran darah tersebut.Pada jari tangan manusia terdapat pembuluh darah, yang mana frekuensi atau irama aliran darah yang mengalir merupakan representasi dari frekuensi denyut jantung itu sendiri, dengan catatan bahwa jantung tersebut tidak dalam kondisi kritis (Erliyanto, 2008). Konsumsi energi dapat diukur secara manual dengan metode sepuluh denyut jantung (Tarwaka dkk., 2004).

Denyut Jantung =

10 denyut x 60 ..................................... (2.1) waktu perhitungan

Setelah didapatkan nilai dari denyut jantung masing-masing aktivitas, tingkat peningkatan denyut jantung akibat aktivitas kardiovaskuler (Tarwaka, 2004).

%CVL =

(denyut kerja - denyut istirahat) x 100% ................... (2.2) (denyut maksimal - denyut istirahat) commit to user

I-9


digilib.uns.ac.id

Hasil perhitungan % CVL tersebut kemudian dibandingkan dengan % CVL yang telah ditetapkan dalam tabel 2.1. Tabel 2.1 Klasifikasi kerja berdasarkan % CVL % CVL

Keterangan

< 30 %

Tidak terjadi kelelahan

30% - 60%

Diperlukan perbaikan

30% - 80%

Kerja dalam waktu singkat

80% - 100% Diperlukan tindakan segera > 100%

Tidak diperbolehkan melakukan aktivitas

Sumber: Tarwaka dkk., 2004

2.2.2 Energi Ekspenditur Manusiamengoksidasi dengan cara metabolisme karbohidrat, protein, lemak, dan alkohol untuk menghasilkan energi,yaitu: 1. Memelihara fungsi tubuh seperti untuk bernafas, menjaga denyut jantung, menjaga tubuh tetap hangat dan semua fungsi berjalan normal. 2. Aktivitas fisik seperti untuk gerak perpindahan dan kontraksi otot. 3. Pertumbuhan dan pembaruan yang membutuhkan pembuatan jaringan baru. Energi diukur dalam satuan joule atau kalori. Satu joule (J) ditetapkan sebagai energi yang digunakan saat memindahkan berat 1 kilogram (kg) sejauh 1 meter (m) dengan kekuatan 1 newton (N). Satu kalori ditetapkan sebagai energi yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur dari 1 gram (gr) air dari 14.5oC sampai 15.5oC. Dalam prakteknya, kedua satuan tersebut digunakan secara berbeda dalam pengukuran cairan. Satu kalori setara dengan 4.184 joule. Manusia menggunakan energi dalam jumlah besar, karena itu para ahli nutrisi menggunakan satuan yang lebih besaryaitu kilojoule. 1 kilojoule (kJ)

= 1000 joule

1 megajoule (MJ) = 1000000 joule 1 kilokalori (Kkal)= 1000 kalori Untuk mengubah menjadi satuan yang lain, yaitu: 1 kKal

= 4.184 kJ

1 MJ

= 239 Kkal

commit to user

I-10


digilib.uns.ac.id

Terdapat tiga tingkat energi fisiologis yang umum yaitu istirahat, limit kerja aerobik dan kerja anaerobik. Pada tahap istirahat, pengeluaran

energi yang

diperlukan untuk mempertahankan kehidupan tubuh disebut Tingkat Metabolisme Basal (Basal Metabolic Rate, BMR). Hal tersebut mengukur perbandingan oksigen yang masuk ke dalam paru-paru dengan karbon dioksida yang keluar. Berat tubuh dan luas permukaan adalah faktor penentu yang dinyatakan dalam kilokalori/area permukaan/jam. Rata-rata manusia yang mempunyai berat 65 kg dan mempunyai area permukaan 1.77 m2 memerlukan energi sebesar 1 kilokalori per menit. Sedangkan suatu kerja disebut aerobik bila suplai oksigen pada otot sempurna. Jika suplai tidak sempurna, sistem kekurangan oksigen dan kerja menjadi anaerob. Hal ini dipengaruhi oleh aktivitas fisiologis yang dapat ditingkatkan melalui latihan. Energi ekspenditur (EE) laki-laki dan wanita selama satu hari penuh dibagi menjadi komponen yang berbeda, terdiri dari basal metabolic rate (BMR), diet induced thermogenesis (DIT), dan physical activity (PA).

Gambar 2.2 Total energi ekspenditur Sumber: Rowett Research Institute, 1992

Prosentase komponen

energi ekspenditur yang dikeluarkan

untuk

melakukan aktivitas active dan inactive berbeda satu dengan yang lain. Untuk melakukan aktivitas inactive, prosentase komponen total energi ekspenditur pada BMR lebih besar dibanding physical activity (PA). Hal ini dikarenakan, saat aktivitas inactive tubuh lebih banyak istirahat daripada beraktivitas fisik.Aktivitas active, prosentase BMR lebih kecil dari physical activity (PA) karena tubuh lebih banyak melakukan kegiatan fisik. commit to user

I-11


digilib.uns.ac.id

Bilangan nadi atau denyut jantung merupakan peubah yang penting dan pokok baik dalam penelitian lapangan maupun penelitian laboratorium. Dalam hal penentuan konsumsi energidigunakan parameter indek kenaikan bilangan kecepatan denyut jantung. Indek ini merupakan perbedaan antara kecepatan denyut jantung pada waktu kerja tertentu dengan kecepatan denyut jantung pada waktu istirahat. Jumlah total dari energi yang diperlukan oleh individu bergantung pada tingkat aktivitas dan berat badan mereka. Semakin berat dan aktif maka lebih banyak tenaga yang diperlukan. Dalam merumuskan hubungan antara energi ekspenditur dengan kecepatan denyut jantung, dilakukan pendekatan kuantitatif hubungan antara energi ekspenditur dengan kecepatan denyut jantung dengan menggunakan analisis regresi kuadratis dengan persamaan 2.8. Y = 1.80411- (0.0229038) X + (4.71733 x 10-4) X 2...........................(2.3) dengan, Y : energi ekspenditur (kilokalori/ menit) X : kecepatan denyut jantung (denyut/ menit) Setelah diketahui nilai energi ekspenditurnya, maka dapat diketahui pula kebutuhan kalori dalam melakukan suatu kegiatan kerja. Kebutuhan Kalori =

Y x 60 per jam / kg berat badan ....................(2.4) W

dengan; Y : energi ekspenditur (kilokalori/ menit) W : berat badan (kg) 2.3 HEART RATE MONITOR Sebuah heart rate monitor adalah sebuah alat pemantauan pribadi yang memungkinkan subjek untuk mengukur denyut jantung mereka secara real time atau merekam denyut jantung mereka untuk studi selanjutnya (Wikipedia, 2010). Sedangkan menurut www.ehow.com, heartrate monitor merupakan dasar seorang manusia mengukur denyut jantung dengan memeriksa titik pulsa pada tubuh dan menghitung jumlah denyut per menit. commit to user

I-12


digilib.uns.ac.id

Gambar 2.3 Heart rate monitor Sumber: Wikipedia.com, 2010

Monitoring jantung sangat penting dilakukan mengingat tubuh kita secara kontinu melakukan sirkulasi darah ke seluruh organ tubuh lainnya. Dengan mengetahui denyut jantung, dapat mengetahui kondisi kesehatan seseorang. Laju pacu jantung tergantung dari umur dan kondisi manusia itu sendiri. Untuk anakanak dengan orang dewasa kondisi denyut jantungnya berbeda, begitu juga dengan orang yang sakit maupun orang yang sehat. Cara termudah untuk mengetahui denyut jantung seseorang adalah meraba denyut nadi. Melaluicara ini pengukuran jumlah denyut yang terjadi dalam 1 menit.Kalangan dokter atau perawat menggunakan metode ini (Erliyanto, 2008). Heart rate monitormodel terbaru terdiri dari block pemantauan satu set denganelektroda yang dilekatkan di dada. Ada juga, versi modern yang terdiri dari dua elemen yaitu sensor tali dada dan penerima data detak jantung yang terletak di pergelangan tangan atau ponsel (Wikipedia, 2010). Sedangkan pada penelitianErliyanto M. (2008) cara kerja secara singkat dari heart rate monitoryaitusalah satu jari tangan dimasukkan ke blok

heartbeat

tranducer, dimana cahaya LED yang menembus jari tangan akan diterima oleh LDR dan frekuensi aliran darah pada jari akan dideteksi. Data tersebut diolah pada mikrokontroler dan hasilnya ditampilkan pada LCD yang berupa tampilanyang menunjukkan berapa banyaknya denyut jantung setiap menitnya.

commit to user

I-13


digilib.uns.ac.id

Gambar 2.4 Finger clip sensor Sumber: www.sensoronics.com

Sensor heart rate yang digunakan sebagai tranducer pada jari tangan disebut finger clip pulse oximetry.Pulse oksimetri didasarkan pada fraksi perubahan transmisi cahaya selama terjadidenyut nadi pada dua panjang gelombang yang berbeda.Dalamkonfigurasi ini, cahaya pada dua panjang gelombang yang berbeda menerangi satu sisi jari akan terdeteksi pada sisi lain, setelah melintasi intervensi vascularjaringan. 2.4 SISTEM INSTRUMENTASI Sistem pengukuran dapat dilakukan dengan dua cara yaitu secara manual atau dengan menggunakan instrumen atau alat. Adapun sistem instrumen terbagi pula menjadi dua yaitusistem mekanik dan elektronik. Sistem instrument elektronik secara garis besar terbagi menjadi 5 bagian dasar yaitu tranducer, power supply,signal conditioner, amplifier dan recorder.

Gambar 2.5Block diagram secara umum instrumentasi elektronik Sumber: www.klimatologibanjarbaru.com

Perbedaan

mendasar

dariinstrumentasi

medis

dan

instrumentasi

konvensional terletak pada sumber sinyalnya. Sumber sinyal instrumentasi medis commit to user adalah sinyal atau enegi yang berasal dari jaringan hidup sedangkan instrumentasi I-14


digilib.uns.ac.id

konvensional bersumber dari benda mati. Sedangkan, media operasinya antara lain Langsung dan Tidak langsung, Sampling dan Kontinu, Digital dan Analog, dan sebagainya(Erliyanto, 2008). 2.4.1 Tranducer (Sensor) Sensor adalah alat untuk mendeteksi atau mengukur perubahan yang digunakan untuk melihatperubahan variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor itu sendiri terdiri dari transducer dengan atau tanpa penguat atau pengolah sinyal yang terbentuk dalam satu sistem. Tranduser adalah suatu peralatananalog yang berfungsi untuk mengkonversi suatu perubahan mekanis atau perubahan fisis yang terukur menjadi besaran listrik sehingga dapatdimonitor. Karakteristik terpenting sebuah transduser adalah aspek linearitas, sensitivitas, dan temperatur operasional yang ditentukan oleh sensor di dalam transduser, dimana output akhir yang dihasilkan adalah keluaran sinyal listrik. Transduser dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitutranduser pasif dan aktif. Dikatakan tranduser pasif apabila energi yang dikeluarkannya diperoleh seluruhnya dari sinyal masukan. Sedangkan tranduser aktif memiliki sumber energi tambahan yang digunakan untuk output sinyalnya, adapun sinyal input hanya memberikan kontribusi yang kecil terhadap daya keluaran. 2.4.2 Power Suplay (Catu Daya) Tranduser pada dasarnya memerlukan energi atau tenaga untuk dapat beroperasi, sehingga diperlukan

sebuah

penyuplai daya dalam

bentuk

constantvoltage atau constant current power supply.Power supplay dapat diambil langsung dari jalur listrik PLN atau menggunakan sumber listrik lain. Alat elektronik otomatis yang dioperasikan jauh dari jalur listrik PLN, biasanya menggunakanpower supply dari baterai atau solar cell.Instrumen elektronik umumnya menggunakan arus searah (DC), sehingga bila sumber tegangan masih dalam bentuk arus bolak‐balik (AC) maka diperlukan pengubah arus.

commit to user

I-15


digilib.uns.ac.id

2.4.3 Signal Conditioner (Pengkondisian Sinyal) Keluaran Sinyal dari transduser umumnya masih tercampur dengan noise atau sinyal‐sinyal lain yang bukan bersumber dari objek yang diukur (parasitic signal). Bila dibiarkan, hal ini menimbulkan penyimpangan terhadap output data yang dihasilkan sehingga diperlukanlah sebuah filter yang dapat menghilangkan sinyal parasit tersebut agar tidak tercampur dengan sinyal data yang diamati. Filter adalah salah satu komponen yang paling penting dari rangkaian RF. Semua jenis filter yang digunakan dalam aplikasi RF, termasuk low-pass filter, high-pass filters, band-pass filter, filter band-stop, dan notch filters. Sebuah filter low-pass melewati frekuensi rendah dan frekuensi tinggi. Sebuah high-pass filtersmelewati frekuensi tinggi dan menolak Frekuensi yang rendah. Sebuah filter band-pass memungkinkan sinyal melewati band yang diinginkan. Sebuah bandstop filter menghalangi frekuensi tertentu lewat di luar frekuensi band tersebut. filternotch menyerupai band-pass atau band-stop filter(Eren, 2006). 1. Amplifier. Amplifier adalah perangkat elektronik yang menghasilkan sinyal output dengan amplitudo lebih besar dibandingkan dengan sinyal input. Penguat yang ideal, sinyal output harus menyerupai bentuk gelombang dan frekuensi dari sinyal input, kecuali amplitudo harus ditingkatkan dengan proporsi set disebut tambahan. Dalam teknik radio, berbagai amplifier dirancang dan digunakan. Jenis penguat RF

termasuk

low

bidirectionalamplifier,

noise amplifier,

power

amplifiermulticarrier,

amplifier, amplifier

amplifier penyangga,

pulsa, dan

amplifierpembatas. Sinyal input amplifier dapat menjadi arus, tegangan atau sinyal lainnya, dan biasanya sinyal output dari sifat yang sama dengan input. Spesifikasi untuk penguat RF mencakup tiga karakteristik utama yaitu rentang frekuensi, gain, dan daya keluaran.Pada penguattegangan,gain adalah rasio daritegangan keluarandengan tegangan masukansinyal. Dalam current amplifiers, gain dinyatakan sebagai rasio output arus ke masukan saat ini.Demikian pula, dalam power amplifier, rasio daya keluaran dari daya masukan adalah daya gain. commit to user

I-16


digilib.uns.ac.id

Ada tiga karakteristik yang dimiliki op-amp hingga berfungsi sebagai amplifier ideal yaitu impedansi input yang tinggi, mempunyai penguatan tegangan yang tinggi, impedansi keluaran yang rendah. 2. Modulasi Modulasi adalah proses penting dalam sistem komunikasi. Sebuah modulator mengubah karakteristik tertentu seperti amplitudo, frekuensi, atau fase, dan menyiapkan sinyal carrier untuk transmisi.Modulator dikonfigurasi menggunakan teknologi yang berbeda, tergantung pada kekuatan dan frekuensi sinyal yang ditransmisikan.Modulasi analog terjadi dalam tiga bentuk yang berbeda yaitu modulasi amplitudo (AM), modulasi frekuensi (FM), dan modulasi fasa (PM). Teknik modulasi digital dapat dibagi dalam tiga kelompok utama: amplitude shift keying (ASK), frekuensi shift keying (FSK), dan fase shift keying (PSK), yang mirip dengan AM, FM, dan PM dalam modulasi analog.Amplitude shift keyingadalah bentuk sederhana dari AM yang dapat dicapai olehon-offkeying frekuensi pembawa, di mana on mewakili 1 biner dan off merupakan 0 biner.Walaupun sederhana, metode keying on-off tidak biasa digunakan dalam transmisi data digital karena variasi signifikan dalam kekuatan sinyal di penerima.Sebuah sinyal data ASK dihasilkan dengan mengalikan data dengan sinyal pembawa, yang secara matematis dapat dinyatakan, yaitu: 㻘Ƽ┸

┸ cos ┸

c

...........................................................(2.7)

dengan;h(t) = A atau 0.

Multiplikasi ini secara efektif menggeser spektrum data ke pusat frekuensi sama dengan yang dari carrier. Bandwidth dari sinyal modulasi adalah dua kali bandwidth sinyal data asli.Frequency shift keyingadalah setara biner FM analog. Dalam hal ini, bit 0 ditularkan sebagai frekuensi F0 dan biner 1 adalah ditransmisikan sebagai frekuensi F1, yang sekaligus menjaga amplitudo dari gelombang RF konstan, seperti yang diilustrasikan pada gambar 2.8. Jadi sinyal biner efektif memodulasi carrier dengan cara yang lebih rumit daripadabaseband sinyal analog kontinu. Dalam prakteknya, perubahan frekuensi hanya beberapa kilohertz.

commit to user

I-17


digilib.uns.ac.id

Gambar 2.6 Bentuk gelombang FSK Sumber: Eren, 2006

Phase shift modulationdikembangkan untuk sistem komunikasi dalam eksplorasi ruang angkasa awal dalam, tapi hari ini, itu digunakan secara luas di militer, industri, dan komunikasi sipil. Dalam metode ini, informasi digital ditularkan dengan menggeser fase dari carrier beberapa di antara nilai-nilai diskrit.Kinerja PSK biner mirip dengan FSK.Namun demikian, ada satu perbedaan

penting

antara

kedua

bandwidthdari

segi

sinyal

yang

ditransmisikan,sinyal PSK jauh lebih kecil dari yang di FSK karena transmisi dapat dilakukan pada satu frekuensi. Binary phase shift keyingsetara dengan PM analog, karena merupakan bentuk lain dari teknik modulasi dua tingkat. Di BPSK, baik frekuensi dan amplitudo dari carrier tetap konstan, dan hanya fase sinyal berubah. Simbol biner ditransmisikan sebagai fase pergeseran nol atau π radian, maka kedua tingkat biner adalah 180˚ terpisah dalam tahap. Sebuah bentuk gelombang BPSK dapat dinyatakan sebagai: Vc(t)=h(t)cos(ωct)..........................................................(2.8) dengan; h(t) = + A atau–A. Dalam Differential phase shift keying(DPSK), informasi yang dikirim ditentukan oleh perubahan fase antara pulsa yang berurutan.Dengan menggunakan fase sinyal pembawa pada interval digit sebelumnya sebagai acuan, fase dari interval digit sekarang dapat ditentukan.Dalam membuat ini, 0 biner ditransmisikan sebagai fase sama dengan digit sebelumnya dan biner 1 adalah ditransmisikan sebagai perubahan fase. Pada sisi penerima, dibandingkan secara continue dengan fase arus digit dari tahap sebelumnya(Eren, 2006). commit to user

I-18


digilib.uns.ac.id

2.4.4 Mikrokontroler Istilah mikrokontroler, mikroprosesor, dan mikrokomputer, akan tetapi mungkin masih ada yang masih belum mengerti perbedaan dari ketiganya. 1. Mikroprosesor. Mikroprosesor adalah satu bagian dari sistem komputer, mikroprosesor tersebut tidak dapat berdiri sendiri, dan memerlukan memory dan periperal inputoutput. Salah satu contoh mikroprosesor adalah seperti (micro)prosesor intel 8086, 80256, 80386, 486, pentium1, dll. Mikroprosesor tersebut memerlukan komponen lainnya untuk membentuk suatu sistem mikrokomputer. 2. Mikrokomputer. Mikrokomputer adalah sistem komputer dimana ke tiga bagian utama dari sistem yaitu prosesor (CPU), Memory (RAM dan ROM), serta antarmuka masukan dan keluaranyang di rangkai pada bagian yang terpisah (tidak dalam satu chip atau IC). 3. Mikrokontroler. Mikrokontroler merupakan kesatuan dari 3 bauan utama yaituprosesor (CPU), Memory (RAM dan ROM), serta antarmuka masukan dan keluaran yang berada dalam 1 paket. Mikrocontroler AT89S51 1). Port 0 Port 0 adalah 8 bit open drain bi-directional port I/O. pada saat sebagai portoutput, tiappin dapat dilewatkan ke-8 input TTL. Ketika logika satu tuliskan pada port 0, maka pin-pin ini dapat digunakan sebagai input yang berimpendansi tinggi. Port 0 dapat dikonfirmasikan untuk demultiplex sebagai jalur data/addres bus selama membaca ke program eksternal dan memori data. Pada mode ini P0 mempunyai internal Pullup.Port 0 juga menerima kode byte selama pemograman flash.Dan mengeluarkan kode byte selama verifikasi program. 2). Port 1 Port 1 adalah 8 bit bi-directional port I/O dengan internal Pullup.Port 1 mempunyaioutput yang dapat dihubungkan dengan 4 TTLinput. Ketika logika commit to user ‘1’ dituliskan ke port 1,pin ini di pull high dengan menggunakan internal I-19


digilib.uns.ac.id

pullup dan dapat digunakan sebagaiinput. Port 1 juga menerima addres bawah selama pemrograman flash dab verifikasi. 3). Port 2 Port 2 adalah 8 bit bi directional port I/O dengan pullup.Port 2 outputbuffer dapatmelewatkan empat TTL input. Ketika logika satu dituliskan ke port 2, maka mereka dipullhight dengan internal Pullup dan dapat digunakan sebagai input. 4). Port 3 Port 2 adalah 8 bit bi directional port I/O dengan pullup.Output buffer dari Port 3 dapatdilewati empat input TTL. Ketika logika satu dituliskan keport 3, maka akandipullhight dengan internal pullup dan dapat digunakan sebagai input. Port 3 juga mempunyai berbagai macam fungsi atau fasilitas.Port 3 juga menerima beberapa sinyal kontrol untukpemrograman Flash dab verifikasi. 5). RST Input reset. Logika hight pada pin ini akan mereset siklus mesin (IC).Pulsa output addres latch enabledigunakan untuk lantching byte bawah dari address selama mengakses ke eksternal memory. Pin ini juga merupakan input pulsa programselama pemrograman flash. Jika dikehendaki, operasi ALE dapat didisable denganmemberikan settingbit 0 dari SFR pada lokasi 8EH. Dengan Bit Set, ALE disable, tidakakan mempengaruhi jika mikrokontroler pada mode eksekusi eksternal. 6). PSEN Program store enablemerupakan sinyal yang digunakan untuk membaca programmemory eksternal. Ketika 8951 mengeksekusi kode dari program memoryeksternal,PSEN diaktifkan dua kali setiap siklus mesin. 7). EA/VPP Eksternal acces enable, EZ harus diposisikan ke GND untuk mengaktifkan divais untukmengumpankan kode dari program memory yang dimulai pada lokasi 0000h sampaiFFFFh. EA harus diposisikan ke VCC untuk eksekusi commit to user

I-20


digilib.uns.ac.id

program internal. Pin ini jugamenerima tegangan pemrograman 12 volt (Vpp) selama pemrograman flash. 8). XTAL1 Inputuntukoscillatorinvertingamplifierdan

input

untukinternal

untukpengoperaian rangkaian. 9). XTAL2 Output dari invertingoscillator amplifier.

Gamabar 2.7 Block diagram mikrokontroler (AT89S51) Sumber: Atmel data sheet, 2001

commit to user

I-21

clock


digilib.uns.ac.id

Gambar 2.7 adalah blok diagram dari mikrokontroler AT89S51, dari gambar 2.7 terlihat bahwa ketiga bagian utama dari sistem mikrokomputer sudah tercakup semuanya dalam satu chip AT89S51, seperti prosesor (ALU/CPU), memory (RAM dan Flash), serta 4 port input-output. 2.4.5 Wireless Media Komunikasi tanpa kabel (wireless) yang mentransmisikan gelombang elektromagnetik tanpa menggunakan konduktor secara fisik seperti kabel atau serat fisik. Sinyal dikirimkan secara broadcast melalui udara (atau air, dalam beberapa kasus). Berikut ini beberapa layanan pengembangan wireless: 1. Radio frewkuensi (RF) Modul RF sering digunakan sebagai alat untuk komunikasi data secara wireless menggunakan media gelombang radio. Biasanya kedua modul ini dihubungkan

dengan

mikrokontroler

atau

peralatan

digital

yang

lainnya.Jangkauan komunikasi maksimum dari pasangan modul RF ini adalah 100 meter tanpa halangan dan 30 meter di dalam gedung.Ukuran ini dapat dipengaruhi oleh faktor antena, kebisingan, dan tegangan kerja dari pemancar. Transmitter adalah bagian dari sistem komunikasi wireless yang berfungi untuk mengirimkan data ke tempat lain berupa gelombang radio. Prinsip kerja dari transmitter ini adalah adanya induksi medan magnetik dari sumber potensial yang menyebabkan arus dan menginduksi rangkaian lainnya.Receiver merupakan bagian yang berfungsi untuk menerima sinyal atau data yang dikirimkan oleh transmitter. 2. Infra Merah Komunikasi infra merah dicapai dengan menggunakan transmitter/receiver (transceiver) yang modulasi cahaya yang koheren.Transceiver harus berada dalam jalur pandang maupun melalui pantulan dari permukaan berwarna terang misalnya langit-langit rumah. Satu perbedaan penting antara transmisi infra merah dan gelombang mikro adalah transmisi infra merah tidak dapat melakukan penetrasi terhadap dinding, sehingga masalah-masalah pengamanan dan interferensi yang ditemui dalam gelombang mikro tidak terjadi.Selanjutnya, tidak ada hal-hal yang berkaitan dengan pengalokasian commit to user frekuensi dengan infra merah,

I-22


digilib.uns.ac.id

karena tidak diperlukan lisensi untuk itu. Pada handphone dan PC, media infra merah ini digunakan untuk mentransfer data tetapi dengan suatu standar atau protokol tersendiri yaitu protocol IrDA. Cahaya infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada spektrum elektromagnetik dengan panjang gelombang diatas panjang gelombang cahaya merah. 3. Bluetooth Teknologi wireless yang mampu menyediakan layanan komunikasi data dan suara dengan jarak jangkauan yang terbatas. Bluetooth adalah sebuah teknologi komunikasi wireless (tanpa kabel) yang beroperasi dalam pita frekuensi 2,4 GHz unlicensed ISM (Industrial, Scientific and Medical) dengan menggunakan sebuah frequency hopping tranceiver yang mampu menyediakan layanan komunikasi data dan suara secara real-time antara host-host bluetooth dengan jarak jangkauan layanan yang terbatas. Bluetooth sendiri dapat berupa card yang bentuk dan fungsinya hampir sama dengan card yang digunakan untuk wireless local areanetwork (WLAN) dimana menggunakan frekuensi radio standar IEEE 802.11, hanya saja pada bluetooth mempunyai jangkauan jarak layanan yang lebih pendek dan kemampuan transfer data yang lebih rendah. Bluetooth menggunakan salah satu dari dua jenis frekuensi Spread Specturm Radio yang digunakan untuk kebutuhan wireless.Jenis frekuensi yang digunakan adalah Frequency Hopping Spread Spedtrum (FHSS), sedangkan yang satu lagi yaitu Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) digunakan oleh IEEE802.11xxx. Transceiver yang digunakan oleh bluetooth bekerja pada frekuensi 2,4 GHz unlicensed ISM (Industrial, Scientific, and Medical). 2.4.6 Interface Tool Interfacing adalah bagian dari disiplin ilmu komputer yang mempelajari teknik-teknik menghubungkan komputer dengan perangkat keras berupa alat elektronika dan lain- lain.Menghubungkan pemroses utama dengan peralatan elektronik

lainnya

bukanlah

persoalan

yang

mudah.

Sebab

menghubungkan dengan pemrosescommit utama to peralatan, user sebagai berikut:

I-23

langsung


1.

digilib.uns.ac.id

Terdapat beraneka ragam peralatan atau piranti yang memiliki metode operasi beragam.

2.

Laju transfer data dalam piranti seringkali lebih lambat dibandingkan dengan laju transfer data dengan pemroses utama (mikroprosesor).

3.

Piranti seringkali menggunakan format data yang berbeda dengan pemroses utama (mikroprosesor).

Diperlukan suatu teknik untuk menghubungkan pemroses utama (mikroprosesor) dengan dunia luar. Teknik ini dijalankan melalui 2 perangkat, sebagai berikut: 1.

Perangkat lunak, berupa program yakni suatu prosedur tertentu untuk menjalankan piranti. Dalam dunia komputer, program ini lebih dikenal sebagai driver/installer. Adapula perangkat lunak yang dimasukkan kedalam perangkat keras yand disebut sebagai firmware.

2.

Perangkat keras, yakni berupa piranti khusus mulai dari serpih (IC) yang terintegrasi dalam sebuah papan induk (chipsets-onboard), berupa sebuah port atau bahkan terintegrasi kedalam papan yang ditancapkan pada system bus (card).

Beberapa bahasa pemrograman yang sering digunakan dalam penyusunan aplikasi user interface yang berbasis visual miasalnya Delphi, Visual basic, Visual C dan bahkan yang berbasis web seperti Java. Bahasa basic pada dasarnya adalah bahasa yang mudah dimengerti sehingga pemrograman di dalam bahasa basic dapat dengan mudah dilakukan meskipun oleh orang yang baru belajar membuat program. Hal ini lebih mudah lagi setelah hadirnya Microsoft Visual Basic, yang dibangun dari ide untuk membuat bahasa yang sederhana dan mudah dalam pembuatan scriptnya (simple scripting language) untuk graphic user interface yang dikembangkan dalam sistem operasi Microsoft Windows (fay-blinkz.webnode.com, 2008). Visual basic adalah salah suatu development tool untuk membangun aplikasi di dalam lingkungan windows. Dalam membangun aplikasi Visual basic menggunakan pendekatan visual untuk merancang user interface untuk form dan menggunakan bahasa basic untuk untuk kodingnya. commit to user

I-24


digilib.uns.ac.id

2.5 PENELITIAN SEBELUMNYA Penelitian Erliyanto, 2008 mengemukakan dimana cara kerja secara singkat heart rate monitor adalah salah satu jari tangan dimasukkan ke blok heartbeat tranducer, nantinya cahaya LED yang menembus jari tangan akan diterima oleh LDR yang mana frekuensi aliran darah tersebut yang dideteksi. Data tersebut akan diolah pada mikrokontroler dan hasilnya ditampilkan pada LCD yang berupa grafik dan juga menunjukkan berapa banyaknya denyut jantung setiap menitnya. Pada jari tangan manusia terdapat pembuluh darah, yang mana frekuensi atau irama aliran darah yang mengalirmerupakan representasi dari frekuensi denyut jantung itu sendiri, dengan catatan bahwa jantung tersebut tidak dalamkondisi kritis. Jadi monitoring ini bersifat tidak langsung (indirect).

Gambar 2.8 Diagram deteksi denyut jantung Sumber: Erliyanto, 2008

Alat yang dibuat diharapkan mampu memenuhi spesifikasi, yaitu: a.

Dapat menghitung jumlah denyut jantung dalam 1 menit.

b. Dapat digunakan sebagai alat monitor detak / denyut jantung. c.

Terdapat suara navigasi sebagai tanda adanya denyut. Archana Yarlagadda dari Cypress Semiconductor memberikan terobosan

baru dengan mengunakan transmisi wireless pada heart rate monitor yang dirancangnya bahkan sudah dilengkapi dengan mengunakan sistem storage data yang baik menggunakan computer GUI interface sehingga memudahkan user dalam pengopaerasiannya. Sistem pembacaan pada penelitian uang dilakukan oleh commit to user Cypress Semiconductor ini menggunakan prinsip yang diadopsi dari EKG yang

I-25


digilib.uns.ac.id

hasil pembacaanya dikirim dengan RF yang diberi tag unik untuk meminimalkan error saat transmisi.

Gambar 2.9Transmisi data wireless Sumber: Cypress semiconductor, 2010

Teknologi dari Cypress Semiconductor ini sudah mampu menggunakan satu penerima sebagai Hub yang mengumpulkan data dari beberapa pemancar yang berbeda. Hal ini memungkinkan pengawasan dan pengambilan data dengan beberapa heartrate monitor untuk diaplikasikan pada olahraga, rumah sakit, dan atau penelitian, pengasuh medis, atau supervisor. Metode baru ini membantu baik dalam memfasilitasi pelatihan bagi para atlet kebugaran serta pemantauan jarak jauh pasien.Hal ini juga mengurangi biaya sistem secara keseluruhan. Menurut Raymond Chan sebuah heart rate monitor dengan sistem wireless terdiri dari blok deteksi dan blok display dimana keduanya berkerja secara bersamaan dengan menggunakan wirelesslink.

to user Gambar 2.10Diagram commit blok skema transmitter dan receiver Sumber: Chan , 2006

I-26


digilib.uns.ac.id

Unit pendeteksian meliputi suatu selubung, tali pengikat untuk memasang selubung pada seorang pemakai, untuk mengukur detak jantung, dan suatu mikroprosesor untuk menghitung heart rate yang didasarkan pada pembacaan denyut nadi ECG yang dideteksi oleh detector jantung.Pemancar untuk memancarkan sinyal yang mengindikasikan nilai dari heart rate dan mengirim ke display. Unit display meliputi penerima untuk menerima sinyal wireless dari unit detector dan display untuk menampilkan nilai heart rate yang diterima dari pemancar.

commit to user

I-27


digilib.uns.ac.id

BAB III METODOLOGI PENELITIAN Metode penelitian menggambarkan langkah-langkah penelitian yang dilakukan dalam pemecahan masalah. Adapun langkah-langkah penyelesaian masalah adalah seperti dalam gambar 3.1.

Gambar 3.1Metodologipenelitian Metodologipenelitianpadagambar

3.1

commit to user tersebutdapatdijelaskanpadapenjelasanberikutini.

I-28


digilib.uns.ac.id

3.1 IDENTIFIKASI Dengan studi literatur dan juga studi lapangan untuk memperoleh karakteristik

dan

spesifikasi

dari

bioinstrument

heart

rateyang

sesuaidengankebutuhanyaitu dengan mengindentifikasi penelitian yang dilakukan sebelumnya daninformasi yang diperoleh dari jurnal, buku, artikel dan sumber tertulis lain serta studi lapangan yang dilakukan dengan mencari komponen yang sesuai dengan spesifikasi bioinstrument heart rate.

3.2 PENGUMPULAN DATA Pengumpulan data dilakukandengancaramencariinformasitentangHeart rate monitoryang pernahdibuatdaninformasidaritahapindentifikasi. Informasi yang didapatkemudiandijadikanbahanuntukmelakukanperancanganheart rate monitor yang terdiridariperancanganhardwaredansoftwareuntukheart rate monitor.

3.2.1 Perancangan Hardware Bioinstrument Heart Rate. Pada perancangan hardware sistem dibagi menjadi beberapa bagian meliputi sensor, blok penerima dan pemancar RF, LCD dan juga power suplay yang dijelaskan, sebagai berikut: 1. Sensor detak jantung (finger clip). Dalam sensor ini, LED bersinar memancarkan cahaya merah dan cahaya inframerah melalui jaringan yang nantinya perubahan intensitas dari kedua cahaya ini di terima oleh photo diode dimana intensitas ini mengubah nilai tengangannya terhadap perubahan aliran darah yang terdapat di jari tangan. Sensor ini bekerja pada jari atau telinga. Prinsip sensor ini berdasar pada aliran darah pada jari yang intensitasnya sebanding dengan intensitas pemompaan jantung keseluruh tubuh yang disesuaikan dengan kebutuhan O2 dalam aktivitas tubuh . Tujuan dari blok ini adalah sebagai pengkondisi sinyal dari sensor agar dapatdibacadandiolahpadablokselanjutnya. inidigunakanuntukmenguatkansinyaldari

Blok sensor

danberperansebagai

filter

untuknoisedaripembacaan sensor. Blok inimenggunakanbaterai 9V sebagaipower supply.

commit to user

I-29


digilib.uns.ac.id

2. Blok counting. Blok ini berfungsi sebagai penghitung denyut yaitu waktu untuk 1 kalidenyut.

Hasildariperhitunganinidikirimkepemancar

untukdikirimkepenerima

RF.

Untukperhitungan

10

RF denyut

per

satuanwaktudilakukanpadasoftware interface. 3. Wireless Media. Media pengiriman data padapenelitianinimenggunakan media wireless. Media

wireless

yang

digunakanberupa

radio

frekuensi.

wirelessdengantransmisi

Media infra

merahtidakdapatmelakukanpenetrasiterhadapdindingsedangkan radio frekuensi (RF)dapatmenembusdinding.

Pengiriman

data

menggunakaninframerahlebihlambatdibandingkanbluetoothdan radio frekuensi (RF),

sehinggapadapenelitianinidigunakan

transmisi.Radio

frekuensi

(RF)

radio

initerdiridari

frekuensisebagai 2

media

blokutamayaitupemancar

(transmitter) danpenerima (receiver) Tujuan dari pemancar adalah mengirimataumemancarkan data yang sudahdiprosesdansiapdikirimkan. Penerima berfungsi untuk menerima gelombang yang dipancarkan oleh pemancar untuk kemudianmemilih dan mengubahnya menjadi informasi yang dapat dilihatsesuai dengan data yang ditangkap oleh sistempenerima.Radio frekuensi (RF)merupakanpembawa data daninformasi dari pemancar ke penerima.Power menggunakanbaterai

9V

supply yang digunakanpadapemancar RF

sedangkanpadapenerimamenggunakanbaterai

9V

danjuga adaptor dengankeluaran 12 V. 4. Perangakat display. Perangakat digunakan untuk menampilkan pengukuran secara real time oleh sensor detak jantung. Data analog di konversikan kedalam data digital untuk memperoleh tampilan. Pada pengkonversian data ini dilakuakn penyesuaian nilai data terbaca dengan data yang akan ditampilkan.

3.2.2 Perancangan SoftwareBioinstrument Heart Rate Monitor Untuk software nantinya dilengkapi dengan fitur penyimpan data yang akan me-record data secara real time. Spesifikasi fungsional perangkat lunak yang commit to user dirancang melalui fungsi masukan (input) dan keluaran (output) I-30


digilib.uns.ac.id

program.Padaheart

rate

monitorinimenggunakanbahasapemrogramanvisualbasicdengan Visual Basic 6.0 untukpenyusunansoftwareinterfacedariinstrumentini. Selainsebagaifiturpenyimpanan

data

pada

software

interface

inidilakukanperhitungandenyutdengan10 denyutpersatuanwaktudan beats per menit (bpm) yaitudenyutpersatuanwaktu.

3.3 PENGOLAHAN DATA Pengolahan data ini berisi tentang perancangan yang dilakukan setelah melakukan pengumpulan data yaitu dengan mernacang hardware dan juga softwareyang nantinya berperan penting dalam pengukuran dengan bioinstrumen heart rate. Bioinstrument heart rate ini terdiri dari 2 bagian penting yaitu hardware yang terdiri dari sensor detak jantung, blok pemancar RF, blok penerima RF, dan juga perangkat display untuk dispaly real time dan kemudian software berupa program yang menampilkan record dari pengukuran heart rate ini. 3.3.1 Realisasi Instrument Heart Rate Monitor Padatahapinihasildarirancanganelektronikmaupunsoftware

interface

direalisasikandalambentukhardwaremaupunsoftwareinterface.Hardware direalisasikandenganmenggunakandesainrancangan yang telah di ranacang, sedamgansoftwaredirealisasikanberdasarkanfungsidankebutuhan

yang

disesuaikandenganhardware yang telahdirancang. 3.3.2 Percobaan Pengambilan Data Dan Analisis Hasil Pada tahap ini dilakukan percobaan pengukuran terhadap realisasi dari hasil rancangan heart rate monitoruntuk dianalisa bagaimana pola data hasil pengukuran

dalam

kaitanya

pengukuran.Percobaanpengambilan

dengan data

konsistensi

inidilakukanterhadap

alat

saat

5

orang

respondenuntukmelihatpoladari data hasilpengukuran.

3.4 ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL Pada

bab

ini

dijelaskan

analisis

dan

interprestasi

hasil

pengukurandenyutjantung yang dilakukan dengan bioinstrument heart rate commit to user dengan metode 10 detak persatuan waktu.Analisis data I-31


digilib.uns.ac.id

hasilpengukuraniniberdasarkanpercobaanpengambilan data terhadap 5 orang respondenyang dilakukansebelumnya.Analisishasilpengukuraninimelihatdaripola data

yang

disesuaikandenganteori

yang

dimanadenyutjantungakanbertambahcepatsaatmelakukanaktivitas

ada, yang

menuntutkerjadarijantung.

3.5KESIMPULAN DAN SARAN Tahap terakhir penelitian untuk membuat kesimpulan yang menjawab tujuan akhir dari penelitian berdasarkan hasil perancangan dan analisis hasil pengukuran berupa data yang dianalisis serta saran yang disampaikan untuk dapat semakin meningkatkan kualitas hasil pengukuran dan akomodasi aplikasi yang menunjang dalam hal pengukuran heart rate.

commit to user

I-32


digilib.uns.ac.id

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Pada bab ini diuraikan proses pengumpulan dan pengolahan data penelitian meliputi perancangan alat dan hasil perancangan alat. Langkah-langkah hasil pengumpulan dan pengolahan data diuraikan pada sub bab di bawah ini. 4.1 PENGUMPULAN DATA Data-data yang dikumpulkan dalam penelitian ini adalah data yang dibutuhkan dalam pengolahan data dan perancangan heart rate monitor yang diuraikan dalam sub bab di bawah ini. 4.1.1 Identifikasi Heart Rate Monitor Sebelumnya Penelitian Erliyanto, 2008 mengemukakan cara kerja secara singkat heart rate monitor adalah salah satu jari tangan dimasukkan ke blok heartbeat tranducer, cahaya LED yang menembus jari tangan akan diterima oleh LDR dan frekuensi aliran darah tersebut yang akan dideteksi. Data tersebut diolah pada mikrokontroler dan hasilnya ditampilkan pada LCD yang berupa grafik yang menunjukkan berapa banyaknya denyut jantung setiap menit.

Gambar 4.1 Diagram blok deteksi denyut jantung Sumber: Erliyanto., 2008

Alat yang dibuat diharapkan mampu memenuhi spesifikasi dalam menghitung jumlah denyut jantung dalam 1 menit, dapat digunakan sebagai alat pemonitor denyut jantung, danterdapat suara navigasi sebagai tanda adanya denyut.

commit to user

I-33


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.2Perangkat heart beat Sumber: Erliyanto, 2008

Menurut Raymond Chan sebuah heart rate monitor dengan sistem wireless terdiri dari blok deteksi dan blok display dimana keduanya berkerja secara bersamaan dengan menggunakan wirelesslink. Unit pendeteksian meliputi suatu selubung, tali pengikat untuk memasang selubung pada seorang pemakai, untuk mengukur detak jantung, dan suatu mikroprosesor untuk menghitung heart rate yang didasarkan pada pembacaan denyut nadi ECG yang dideteksi oleh detector jantung, dan suatu pemancar untuk memancarkan sinyal yang mengindikasikan ilai dari heart rate dan mengirim ke display. Unit display meliputi penerima untuk menerima sinyal wireless dari unit detector dan display untuk menampilkan nilai heart rate yang diterima dari pemancar.

Gambar 4.3 Diagram blok skematransmitterdan receiver Sumber: Chan, 2006

Kedua penelitian tersebut dijadikan sebagai acuan dalam membuat rancangan heart rate monitor dengan transmisi wireless. Spesifikasi secara teknis sebuah heart rate dengan menggunakan transmisi wireless dari kedua penelitian sebelumnya, yaitu: 1. Blok transducer yang digunakan sebagai pendeteksi detak jantung melalui media yang digunakanpada jari, dada, dan lengan. 2.

Rangkaian pengkondisian sinyal yang berfungsi sebagai filter dan penguat penguat sinyal hasil pembacaan transducer.

3.

Rangkaian data proses yang memproses (counting) data hasil pembacaan menjadi informasi yang diinginkan. commit to user

I-34


4.

digilib.uns.ac.id

Blok transmitter yang digunakan sebagai pengirim data hasil olahan proses data ke display.

5.

Receiver penerima data dari transmitter yang selanjutnya diproses ke dalam perangkat display.

6.

Perangakat display merupakan komponen yang menampilkan informasi yang sudah diolah sehingga dapat dibaca secara langsung oleh pengguna.

4.1.2 Spesifikasi Teknik Heart Rate Monitor 1.

Pada penelitian ini heart rate monitorharus memenuhi tujuan, yaitu: Dapat menghitung jumlah denyut jantung dengan metode 10 detak persatuan waktu.

2.

Dapat menghitung jumlah denyut jantung dalam 1 menit.

3.

Heart rate ini dapat memonitor denyut jantung objek saat melakukan aktivitas.

4.

Transmisi data hasil pengukuran denyut jantung pada alat ini menggunakan wireless berupa radio frekuensi (RF) untuk mendukung pengukuran denyut jantung objek pada saat beraktivitas.

5.

Data

hasil

pengukuran

dapat

di

simpan

sehingga

pada

saat

memerlukaninformasi data tersebut maka data dapat diolah ataupun digunakan sesuai kebutuhan pengguna. Berdasarkan tujuan tersebut maka dapat dibuat spesifikasi teknis secara rinci dari heart rate monitor yang dirancang pada penelitian ini, sebagai berikut: 1.

Blok transducer yang digunakan sebagai pendeteksi detak jantung melalui jari tangan untuk mengakomodasi fungsi dari heart rate untuk penghitungan saat objek sedang beraktivitas.

2.

Rangkaian pengkondisian sinyal yang berfungsi sebagai filter dan penguat penguat sinyal hasil pembacaan transducer. Blok ini meminimalkan noise dan menguatkan sinyal data pembacaan untuk dapat di proses.

3.

Rangkaian data proses yang akan memproses (counting) data hasil pembacaan menjadi informasi yang diinginkan. Komponen utama dari blok ini adalah mikroprosesor yang dapat digunakan sebagai counter data beep.

4.

Blok transmitter yang digunakan sebagai pengirim data hasil olahan proses data ke displayblok ini merupakan blok commit to useryang penting pada transmisi data

I-35


digilib.uns.ac.id

dengan wireless pada penelitian ini digunakan radio frekuensi (RF) sebagai perantara pengiriman data (transmitter). 5.

Receiver penerima data dari transmitter yang selanjutnya diproses ke dalam perangkat display. Blok ini prinsipnya hampir sama dengan transmitter namun blok ini hanya menerima data dari receiver dengan frekuensi tertentu.

6.

Perangakat display dan penyimpan data merupakan komponen yang menampilkan informasi yang sudah diolah sehingga dapat dibaca secara langsung oleh pengguna dan diolah sesuai kebutuhan informasi pengguna.

Berdasarkan spesifikasi dan tujuan yang dikemukakan diatas dapat disusun diagram blok sistem heart rate monitor yang akan dirancang. Diagram blok sistem heart rate monitor dapat dilihat pada gambar 4.4.

Gambar 4.4 Blok diagram heart rate monitor Diagram blok sistem monitor denyut jantung pada gambar 4.4 dapat di jelaskan secara singkat sistem kerja instrument heart rate monitor pertama satu jari tangan dimasukkan ke blokheart ratetranducer, dalam blok ini terdapat rangkaian sensor berupa inframerah danphotodiode yang berperan sebagai sensor detak jantung dimana cahaya inframerah yang menembus jari tangan diterima oleh photodiodedan frekuensi aliran darah pada jariyang dideteksi. Prinsip sensor ini melihat kerja jantung yang mengalirkan darah ke seluruh tubuh termasuk pada jari tangan sehingga intensitas inframerah yang diterima oleh Photodiode berubah sesuai dengan aliran darah yang mengalir di ujung jari.Perubahan aliran darah pada jari ini seirama dengan denyut jantung dimana frekuensi aliran ini dibaca oleh photodiode melalui perubahan intensitas cahaya inframerah yang diterima.Perubahan intensitas inframerah ini mempengaruhi perubahan arus dari photodiode sehingga dapat diperoleh frekuensi perubahan commit to user arus yang merepresentasikan denyut jantung objek.

I-36


digilib.uns.ac.id

Data yang diperoleh dari tranducer tersebut dikuatkan diolah pada mikrokontroler yang di program untuk menghitung denyut jantung dari perubahan arus yang terbaca berupa lama waktu satu denyut, sehingga dapat dihitung waktu yang dibutuhkan untuk melihat berapa lama objek mencapai 10 denyut.Hasil pengukuran dan pemrosesan data ditampilkan pada LCD yang berupa grafis dan dikirim oleh rangkaian transmitter RF ke receiver dengan menggunakan tag/format data berupa headertertentu sehingga meminimalkan error pengiriman dan penerimaan data hasil pengukuran. Pada rangkaian receiver dilanjutkan ke perangkat PC sebagai interface pengolahan data lanjutan dan perangkat penyimpanan data yang dihubungkan melalui kabel USB dengan Max-232. Diperlukan suatu proses atau alat untuk menghubungkan pemroses utama (mikroprosesor/mikrokontroler)dengan sebuah perangkat komputer sebagai interface.Hal ini dapat dijalankan melalui perangkat lunak, berupa programyang lebih dikenal sebagai Driver/installer atau perangkat lunak yangdimasukkan kedalam perangkat keras yang disebut sebagai Firmware.Pada Max-232 terdapat driver dari pabrik yang digunakan untuk mendeteksi hardware tersebut ke komputer dan sehingga dapat melakukan transaksi data. Data yang hanya berasal Max 232 ini belum dapat dibaca maupun diolah maka diperlukan interface yang disesuaikan dengan operating system yang dipakai yaitu Windows, sehingga bahasa pemrograman yang dipakai adalah visual basic yang lebih kompatibel dengan Windows. 4.2 PERANCANGAN HARDWARE DAN SOFTWARE INTERFACE Dalam perancangan hardware sistem pada instrumentheart rate monitor ini dibagi menjadi beberapa blok penting yang menjadi penyusun instrument yaitu blok heart rate tranducer, signal conditioning, data proses, transmitterRF, receiverRF, Power Supply. 4.2.1 Blok Heart Rate Tranducer Blok rangkaian ini berfungsi sebagai pendeteksi detak jantung melalui jari tangan.Blok ini mempunyai beberapa komponen utama yaitu LED inframerah dan photodiode. 1. Perancangan Tranducer (Finger clip). Sensor ini menggunakan prinsip bahwa aliran darah yang terdapat pada jari seirama dengan detak jantung yang memompa darah ke seluruh tubuh.Dioda foto adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan dioda biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh dioda foto ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi dioda foto mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis (www.ilmuku.com,2009).Berikut ini gambaran dari prinsip sensor finger clip.

commit to user

I-37


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.5. Prinsip finger clip sensor Dalam sensor ini, LED bersinar memancarkan cahaya merah dan cahaya inframerah melalui jaringan dimana perubahan intensitas dari kedua cahaya ini diterima oleh photo diodedan intensitas ini mengubah nilai tengangan terhadap perubahan aliran darah yang terdapat di jari tangan.Sensor ini bekerja pada jari atau telinga.Prinsip sensor ini berdasar pada aliran darah pada jari yang intensitasnya sebanding dengan intensitas pemompaan jantung keseluruh tubuh yang disesuaikan dengan kebutuhan O2 dalam aktivitas tubuh. Penjelasan dan uraian mengenai sensor dan prinsipnya maka dibuat rancangan desain sensor heart rate berupa finger clip.Sensor ini dalam pembacaan denyut jantung diletakan ditangan sehingga mempuyai bentuk seperti penjepit yang dapat dilihat pada gambar 4.6.

Gambar 4.6Desain finger clip sensor Hasil pembacaan dari bloktransducer ini tidak dapat langsung digunakan, dalam hasil pembacaantransducer memiliki perubahan tegangan yang kecil hanya beberapa ms (milli detik) untuk dilakukan kalibrasi bahkan pembacaan. Hasil pembacaan ini juga masih terdapat noisebaik dari alat maupun sumber lain yang dikurangi atau bahkan dihilangkan maka hasil pembacaan ini harus dikondisikan sehingga dapat diolah atau dibaca hasilnya. Pengkondisian hasil pembacaan iniberupa penguatan sinyal pembacaan ataupun filtering sinyal pembacaan yang akan dijelaskan pada blok selanjutnya. 2. Realisasi Perancangan transducer (finger clip). Blok ini merupakan blok yang digunakan sebagai sensor finger clip yang pada penggunaan dijepitkan pada jari tangan untuk mendapatkan data pengukuran heart rate. Secara fisik blok ini berbentuk seperti penjepit plastik dimana pada ujung depan terdapat plastik busa sebagai penutup sensor, untuk memperjelas gambar hasil realisasi desain transducer pada gambar 4.7. commitditotampilkan user

I-38


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.7 Realisasi rancangan blok transducer 4.2.2 BlokPengkodisian Sinyal Blok ini berfungsi sebagai filter noise, penguat dan juga komperator dari sinyal yang diterima dari bloktransducer. Pada blok ini terdapat operational amplifier yang merupakan komponen utama yang melakukan fungsi sebagai low passfilter noise, penguat, dan komparator yang ter dapat pada 1 chip IC TL704. 1. Perancangan pengkondisi sinyal Transducer (Finger clip). Pada Blok ini digunakan IC TL074 dimana dalam 1 chip terdapat 4 buah Op-Amp seperti pada gambar rangkaian pada gambar 4.8 untuk OP-Amp berfungsi sebagai low pass filter sekaligus penguat arus yang berasal dari foto diode.Op Amp 1 terhubung sebagai konverter arus ke tegangan untuk Photo Dioda yang menunjukkan variasi dari arus reverse sebagai respons dari perubahan cahaya dari jari.Op Amp ini berguna sebagai filter sekaligus penguat dimana pada Op Amp yang kedua dan ketiga hampir sama dimana umpan balik masuk melalui pin negative hanya pada Op Amp ketiga mempunyai control gain yaitu VR 1.

Gambar 4.8Rangkaian blok pengkondisi sinyal Op Amp kempat mempunyai umpan balik pada pin positif yang menandakan bahwa Op Amp ini sebagai komparator,rangkaian ini berfungsi menghasilkan level TTL (transistor transistor logik).Keluaran rangkaian komperator berfungsi memberikan level TTL sehingga langsung dibaca oleh mikrokontroller. Level TTL ini berguna untuk mengetahui detak jantung yang terbaca dimana terdapat 2 nilai voltase yang di set sebagai batas. Komparator ini meminimalkan efek noise dan juga dapat memberikan data level TTLhigh ataupun low. Voltase yang masuk pada inputOp Ampakan dilihat jika kurang dari batas bawah maka data voltase dikatakan low dan jika lebih tinggi dari batas bawah to userbatas atas baru dikatakan belum, dapat dikatakan high tetapicommit harus diatas

I-39


digilib.uns.ac.id

high.Output dari blok ini yaitu berupa voltase yang masuk kriteria high dan kriteria voltase low yang dimasukan ke blok counter dimana dihitung frekuensi dari high dan low dari hasil pembacaan tegangan.Rangkaian bloksensor ini dimasukkan melalui port 3.0 pada mikrokontroller. 4.2.3 BlokData Counting Blok ini berfungsi sebagai penghitung waktu yang yang dibutuhkan satu siklus detak dari saat mulai berdetak sampaiakan berdetak lagi. Berikut ilustrasi pengukuran satu detak jantung yang dilihat dari pengukuran osilloscope.

Gambar 4.9Perhitungan satu siklus denyut Satu siklus detak adalah sebesar 1 gelombang yaitu saat terjadi puncak gelombang dan lembah gelombang.Waktu yang diukur yaitu ketika saat pertama terjadi puncak sampai waktu dimana akan terjadi puncak lagi saat terakhir terjadi lembah gelombang. Bentuk gelombang ini dibentuk oleh hasil pengukuran dari finger clip yang membaca perubahan intensitas darah pada jari, sehingga mengubah nilai tegangan pada photodiode. 1. Perancangan Blok Pengkondisi Sinyal. Prosses perhitungan beat dalam blok ini menggunakan mikrokontroler AT 89S51 karena mikrokontroler ini dapat diprogram baik dari sisi input maupun outputnya sehingga dilakukan pemrosesan data dari pengkondisian sinyal. Pembacaan 1 siklus detak ini menggunakan flowchart program seperti pada gambar 4.9.

commit to user

I-40


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.10Flowchart program perhitungan denyut Awal perhitungan dimulai saat rangkaian transducer aktif dan sinyal dari tanduser masuk ke pengkondisi sinyal maka dari output pengkondisi sinyal keluar suatu kriteria high ataupun low sesuai dengan intensitas yang terbaca pada photo diode. Output kriteria ini mewakili denyut saat terdapat denyut maka output dari pengkondisi sinyal ini akanhigh. Saat blok counter mendeteksi rangkaian sensor aktif aktif maka blok ini akan mendeteksi dari sensor saat keluaran dari pengkondisi sinyal high saat itu blok counter menyalakan timer, kemudian counting waktu berjalan sampai sensor mendeteksi bit high dari sensor dan data diperoleh yaitu data counting tersebut diperoleh data waktu tiap 1 denyut namun data ini belum ditampilkan tetapi menunggu sampaibuffer data waktu untuk lima kali denyut baru data tersebut ditampilkan pada LCD graphic dalam bentuk waktu perdenyut bukan 5 denyut sekaligus. Perhitungan 10 denyut per satuan waktu dan beat per menit (bpm) dilakukan pada program softwareinterface untuk penghematan memori pada mikrokontroler. Flowchart diatas kemudian diterjemahkan dalam bahasa assembler untuk mikrokontroler kemudian bahasa assembler ini dimasukkan dalam mikrokontroler AT 89S51, berikut merupakan rangkaian blokcounting data yang diperlihatkan pada gambar 4.10.

commit to user

I-41


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.10Rangkaian blok perhitungan denyut Hasil dari blokcounting ini yang berupa waktu yang diperlukan setiap satu denyut kemudian ditransmisikan lewat RF pada blok selanjutnya yaitu blok transmitter. 2. Realisasi Blok Pengkondisi Sinyal Dan Blok Counting. Blok pengkondisi sinyal ini menjadi satu box dengan blokcounting secara fungsi kedua blok melakukan tugas sebagai pengolah sinyal dari blok transducer. Kedua blok tersebut merupakan input untuk blok transmitter sehingga dapat di satukan dalam 1 box tanpa mengurang fungsinya. Blok penkondisi sinyal dan blokcounter data di tampilkan pada gambar 4.11.

a b` Gamabar 4.11 a. Gambar blok penkondisi sinyal b. Gambar blok counting data Realisasi kedua blok diletakkan dalam 1 box dimana pada bagian belakang box diletakkan penjepit sehingga penggunaan dapat dikenakan oleh objek dengan mudah. Bentuk fisik secara keseluruhan dari realisasi blok penkondisi sinyal dan blok counting ini ditampilkan pada gambar 4.12.

commit to user

I-42


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.12 Realisasi rancangan blok penkondisi sinyal dan blok counting Box pada blok ini terdapat konektor dari transducer dan juga ke dalam blok selanjutnya yaitu blok receiver yang terletak di sisi bawah box. Blok ini menggunakan daya berupa battery yang 9V sehingga pada blok ini dilengkapi dengan konektor ke battery 9V yang terletak di sisi atas box. 4.2.4 Blok Transmitter (Pemancar) Secara umum bloktransmitter berfungsi sebagai transmisi data atau sebagai media pengiriman data yang diperoleh dari blok counting. Pada blok ini komponen utama yang mendukung sistem pengiriman data yaitu mikrokontroller AT 89S51, dan modul pemancar RF dengan tipeTLP434A.

Gambar 4.13 Pemancar RF dengan tipeTLP434A Sumber: Data sheet TLP434A

1. Perancangan Blok Transmitter. Data hasil proses pada blokcounting masuk pada port 3.0 RXD (serial input port) untuk ditambahkan header data sebagai alamat agar data binary yang dikirim tidak masuk dalam field data yang salah pada blok receiver. Pin 2 pada modul pemancar RF tipe TLP434A masuk ke dalam port 3.1yaitu pada portTXD (serial output port) dan pin 4 sebagai outputantena untuk memancarkan data yang sudah dimodulasi secara ASK (Amplitude shift keying) pada modul transmitter RF TLP434A.Output lain dari port dalam mikrokontroler AT89S51 adalah tampilan secara grafis pada LCD graphic 16× 2. Rangkaian blok pemancar untuk RF disajikan pada gambar 4.14. commit to user

I-43


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.14Rangkaian blok pemancar RF Data yang dikirim ini berbentuk bit yang dalam bentuk binerditransmisikan dengan header yang berupa bit. Mikrokontroler AT 89S51 mempunyai 8 bitdata dengan 2 pembagian data yaitu 8bit header dan 8 bit data hasil pengukuran. HEADER 0

0

1

1

0

DATA 1

1

1

0

1

0

1

1

0

1

0

Gambar 4.15Format data pada pemancar Headermerupakan data bit yang digunakan sebagai alamat pada data agar data masuk pada receiver dalam field data yang benar. Header ini merupakan nilai data yang berada di luar range data yang mungkin masuk dalam nilai pengukuran. 2. Realisasi Rancangan Blok Transmitter. Blok ini merupakan blok yang digunakan sebagai pemancar data yang diperoleh dari blok counting. Realisasinya blok ini dapat di gunakan bersama dengan blok sebelumnya yaitu blok counting, sehingga pada bentuk fisiknya hampir sama dengan blok counting dimana terdapat penjepit dibagian belakang box untuk memudahkan pemakaian saat melakukan pengukuran. Bentuk fisik bloktransmitter ditampilkan pada gambar 4.22.

commit to user

I-44


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.16 Realisasi rancangan blok transmitter Blok ini menggunakan daya sebesar 9 V sama seperti pada blok counter sehingga dalam blok ini juga terdapat konektor battery untuk memberikan daya pada blok transmitter. 4.2.5 Blok Receiver (Penerima) Blok Receiver merupakan blok yang berfungsi sebagai penerima data yang ditransmisikan oleh transmitter. Dalam rangkaian blok ini komponen utama yang mendukung fungsi sebagai receiver adalah modul RF dengan type RLP434A, mikrokontroler AT89S51, dan LCD 2×16.

Gambar 4.17 Penerima RF dengan tipeRLP434A Sumber: Data sheet RLP434A

1. Perancangan Blok Receiver. Blok penerima ini menerima data bit baik header maupun data hasil pengukuran yang dikirim oleh transmitter. Data bit yang diterima ini di dimodulasi kembali menjadi level voltase TTL yang berupa data hasil dari blokcountingyang dimodulasi dari transmitter. Data hasil demodulasi dimasukkan ke microcontroller untuk ditampilkan dalam LCD grafik dan dikrim ke PC untuk di record dan disimpan dalan data storage, untuk menampilkan data pada LCD port pada mikrokontroler sama dengan pada blok transmitter yaitu pada port 2.0 – 2.7 Blok rangkaian penerima RF disajikan pada gambar 4.18.

commit to user

I-45


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.18Rangkaian blokpenerimaRF Data keluaran dari mikrokontroler yang juga ditampilkan pada LCD yang berupa selanjutnya di convert dalam IC Max 232 untuk diubah menjadi voltase yang sesuai dengan input pada USB pada PC (Personal Computer) yang dideteksi sebagai input COM (Component Object Model) untuk selanjutnya ditampilkan dan disimpan pada storage data pada PC. 2. Realisasi Rancangan Blok Receiver. Blok ini berfungsi sebagai penerima sinyal dari pemancar dan sebagai konektor ke PC untuk penyimpanan data, pada penggunaannya blok ini lebih bersifat statis tidak seperti blok lain yang mengikuti aktivitas objek sehingga bentuk fisik box tidak seperti pada blok sebelumnya. Bentuk fisik dari blok ini di tampilkan pada gambar 4.22.

Gambar 4.19 Realisasi rancangan blok receiver Blok ini bekerja dengan daya 12 V pada adaptor yang diletakkan di dalam dan dapat bekerja dengan battery 9V sehingga terdapat konektor ke battery user pengukuran sulit dalam 9V.Pemberian 2 konektor daya ini,commit apabilatodalam

I-46


digilib.uns.ac.id

mendapatkan daya dari sumber listrik PLN dan menghindari intervensi dari alat listrik lain pada jaringan listrik yang berlokasi samadengan sumber tegangan blok ini. 4.2.6 Rancangan Hardware Keseluruhan Hasil rancangan dari hardware instrumendari bloktransducer, blok pengkondisi sinyal, blok counting, blok transmitter dan receiver direalisasikan dalam bentuk fisik dan dirakit sesuai fungsi dari masing-masing blok. Secara keseluruhan bentuk real dari keseluruhan sistem heart rate monitor ditampilkan pada gambar 4.19 dan gambar 4.20.

Gambar 4.21 Realisasi rancangan blok transducer, pengkondisi sinyal, blok counting dan transmitter Pada blok pengkondisi sinyal dan counting di rakit dalam 1box hal ini dilakuakan agar dalam pemakaian alat objek yang mengenakan alat tidak terganggu gerakan maupun keleluasaan dalam beraktivitas. Ketiga blok ini bekerja pada tegangan 9 V DC dengan menggunakan battery agar dapat dikenakan pada objek saat melakukan aktivitas. Blok receiver mempunyai bentuk fisik yang di tampilkan pada gambar 4.18.

Gambar 4.22 Realisasi rancangan blok receiver Blok receiver ini pada saat pengukuran di letakkan pada jangkauan sinyal dari receiver, mempertimbangkan hal tersebut selain dengan adaptor untuk listrik to user PLN sebesar 12 V maka diberikancommit port untuk battery 9 V agar dapat digunakan

I-47


digilib.uns.ac.id

saat pengukuran dilakukan pada tempat yang tidak terdapat kontak dengan listrik PLN. 4.2.7 Perancangan Software Interface Software interface pada heart rate monitor ini digunakan sebagai penampil hasil pengukuran dari hardware yang telah dirancang. Pada perancangan softwareinterface ini digunakan Visual basic 6.0 dimana prinsipnya mendeteksi sinyal yang dikirim oleh COM (Component Object Model). COM ini adalah teknologi dalam keluarga Microsoftdengan Sistem Operasi Windowsyang memungkinkan komponen software untuk berkomunikasiobjek COM dapat dibuat dengan Visual basic 6.0. Data yang dikirim oleh COM ini diperoleh dari receiver yang dikoneksikan dengan port USB (Universal Serial Bus) PC yang di masukkan pada COM pada PC tersebut. Interface pada heart rate monitor ini digunakan untuk menampilkan dan menyimpan data dengan format yang sesuai dengan sistem operasiWindows. Rancangan interface ini disesuaikan dengan keperluan data dalam pengukuran heart rate yaitu nilai Beats per Minute(bpm), dan nilai 10 denyut per satuan waktu (dalam ms), dari keperluan ini pada interface harus terdapat field yang digunakan untuk menampilkan, dan field yang digunakan untuk record datadata nilai Beats per Minute (bpm) dan nilai 10 denyut per satuan waktu (dalam ms). Rancangan untuk interface dari heart rate ini di tampilkan pada gambar 4.15 rancangan ini dibuat dengan Microsoft Visio 2003.

Gambar 4.23Rancangan interface heart rate monitor Rancangan interface diatas terdiri dari fungsi-fungsi pendukung maupun utama yang berupa bagian-bagian yang disesuaikan dengan fungsinya. Bagianbagian interface heart rate dipaparkan seperti pada gambar 4.16.

commit to user

I-48


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.24Rancangan interface heart rate monitor Form rancangan diatas merupakan form yang digunakan untuk menampilkan dan menyimpan data hasil pengukuran dengan heart rate monitor. Keterangan dari rancangan form interface heart rate,sebagai berikut: a. File merupakan menu stripyang terdiri dari menu Open File, Save as, Show Grafik, dan Exit. Menu stripini berguna untuk menampilkan data yang tersimpan dan juga menyimpan data hasil record pengukuran dengan heart rate monitor dan Show Grafik untuk menampilkan grafik, selain itu terdapat menu Exit yang digunakan untuk keluar dari aplikasi interface. b. Status merupakan menustrip yang berguna untuk membuka koneksi dengan COM maupun untuk memutuskan koneksi. c.

About merupakan menu yang berisi tentang aplikasi heart rate.

d. Tombol yang berfungsi sebagai pengaturan window dari aplikasi. Tombol (X) beguna untuk keluar dari aplikasi, tombol ( ) untuk Maximize (melebarkan window), dan (_) untuk minimalkan window. e.

Menu pada panel ini adalah sebagai penampil pembacaan data pada Gonio meter yang merupakan alat ukur sudut dari penelitian sebelumnya.

f.

Tombol Open File, Save as,dan Show Grafik, merupakan tombol yang berguna sebagai kontrol operasi untuk membuka file pengukuran yang sudah tersimpan, menyimpan data hasil pengukuran, dan menampilkan grafik saat commit to user pengukuran berlangsung.

I-49


g.

digilib.uns.ac.id

Field ini berisi alamat file yang kita buka atau kita simpan terakhir kali akan terisi otomatis saat menyimpan atau menampilkan file pengukuran.

h. Merupakan panel dengan field yang berisi data waktu tiap beats yang terukur pada heart rate monitor. i.

Merupakan panel dengan field yang berisi databeat per menit (bpm) yang terukur pada heart ratemonitor.

j.

Tedapat 4 tombol yang terdapat dalam panel ini yaitu Data baru, Mulai, Hapus data, dan Pause. Tombol-tombol tersebut merupakan tombol navigasi untuk record data, membuat data record baru, menghapus data, menghentikan sementara proses record.

k.

Field ini berisi status COM yang terpasang “putus” atau “tersambung” serta pada COM berapa port USB tersambung.

l.

Status bar ini berisi waktu yang menunjukkan Jam samaseperti pada sistem operasi windows.

m. Status bar ini berisi waktu yang menunjukkan Tanggalsamaseperti pada sistem operasi windows. n. Merupakan tabel yang isinya hasil record pengukuran saat pengukuran berlangsung dan untuk menampilkan data saat membuka data yang telah tersimpan. Software interface ini sekaligus sebagai pemroses untuk perhitungan beat per menit (bpm) dan 10 denyut persatuan waktu. Perhitungan ini menggunakan bahasa visual basic, data dihitung kemudian ditampilkan dalam field yang sudah disediakan.Perhitungan untuk 10 denyut persatuan waktu yaitu dengan menjumlahkan data waktu yang masuk sejumlah sepuluh denyut. Perhitungan beat per minute (bpm) dengan membagi 60 detik dengan waktu tiap beat yang didapat dari blokcounting dan telah ditransmisikan lewat RF. 4.3 PERCOBAAN PENGAMBILAN DATA HEART RATE Percobaan pengambilan data dilakukan setelah hasil rancangan heart ratemonitor direalisasikan. Percobaan pengukuran ini dilakukan untuk menganalisa data yang diperoleh dalam pengukuran konsisten dan dapat merepresentasikan tingkat heart rate suatu objek pengukuran. Pada percobaan ini dilakukan dengan pengukuran 5 orang responden dengan aktivitas jalan kemudian berlari, dengan tujuan melihat perbedaan tingkat nilai heart rate saat melakukan suatu aktivitas. 4.5.1 Hasil Pengukuran Pada Objek 1 to user commit

I-50


digilib.uns.ac.id

Data hasil pengukuran pada objek 1 nilai heart ratedengan bpm (beat per menit) dan 10 detak per satuan waktu disajikan pada tabel 4.1. Tabel 4.1 Data denyut nadi objek 1 No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Waktu 13:08:08 13:08:08 13:08:08 13:08:09 13:08:09 13:08:09 13:08:09 13:08:09 13:08:09 13:08:10 13:08:10 13:08:10 13:08:11 13:08:11 13:08:11

H Rate 720 720 720 720 720 720 720 720 720 720 720 720 720 720 690

Bpm 83 83 83 83 83 83 83 83 83 83 83 83 83 83 87

No 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Waktu 13:08:11 13:08:11 13:08:11 13:08:12 13:08:12 13:08:12 13:08:13 13:08:13 13:08:13 13:08:14 13:08:14 13:08:14 13:08:15 13:08:15 13:08:15

H Rate 690 690 690 690 690 690 690 690 690 690 690 690 690 690 660

Bpm 87 87 87 87 87 87 87 87 87 87 87 87 87 87 91

No 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43

Waktu 13:08:16 13:08:16 13:08:16 13:08:17 13:08:17 13:08:17 13:08:18 13:08:18 13:08:18 13:08:19 13:08:19 13:08:19 13:08:20

H Rate 660 660 660 660 660 660 570 570 570 570 570 570 570

Bpm 91 91 91 91 91 91 105 105 105 105 105 105 105

Pola data dari objek 1 di tampilkan pada grafik berupa grafik dari data bpm (beat per menit) dan dengan metode 10 detak persatuan waktu yang di tampilkan pada gambar 4.25 dan gambar 4.26.

Bpm Beat per menit

120 100 80 60 40 20

Bpm

13:08:20

13:08:19

13:08:18

13:08:17

13:08:16

13:08:15

13:08:14

13:08:13

13:08:12

13:08:11

13:08:11

13:08:10

13:08:09

13:08:09

13:08:08

0

Waktu pengambilan data

Gambar 4.25 Grafik hasil pengukuran Data bpm objek 1 Grafik dari data 10 detak persatuan waktu yang di tampilkan pada gambar 4.26.

commit to user

I-51


digilib.uns.ac.id

800 700 600 500 400 300 200 100 0

H Rate 1:08:08 PM 1:08:09 PM 1:08:09 PM 1:08:10 PM 1:08:11 PM 1:08:11 PM 1:08:12 PM 1:08:13 PM 1:08:14 PM 1:08:15 PM 1:08:16 PM 1:08:17 PM 1:08:18 PM 1:08:19 PM 1:08:20 PM

waktu Untuk 10 denyut (ms)

10 denyut persatuan waktu (ms)

Waktu pengambilan data (detik)

Gambar 4.26 Grafik pengukuran Data 10 denyut persatuan waktu objek 1 Grafik dari data beat per menit (bpm) yang ditampilkan pada gambar 4.25dapat di lihat bahwa detak jantung per menit dari objek 1 meningkat sesuai bertambahnya waktu, hal ini berkebalikan dari grafik data pada 10 denyut per satuan waktu data menurun sesuai pertambahan waktu. 4.5.2 Hasil Pengukuran Pada Objek 2 Data hasil pengukuran pada objek 2 dengan aktivitas jalan kemudian berlari, nilai heart ratebpm (beat per menit) dan 10 detak per satuan waktu disajikan pada tabel 4.2 Tabel 4.2 Data denyut nadi objek 2 No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Waktu 13:24:43 13:24:43 13:24:43 13:24:44 13:24:44 13:24:44 13:24:45 13:24:45 13:24:45 13:24:46 13:24:46 13:24:46 13:24:47 13:24:47 13:24:47 13:24:47 13:24:47 13:24:47 13:24:48 13:24:48 13:24:48 13:24:49 13:24:49 13:24:49 13:24:50

H Rate 720 720 720 720 720 660 660 660 660 660 660 660 660 660 660 660 660 660 620 620 620 620 620 620 620

Bpm 83 83 83 83 83 91 91 91 91 91 91 91 91 91 91 91 91 91 97 97 97 97 97 97 97

No 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

Waktu 13:24:50 13:24:50 13:24:51 13:24:51 13:24:51 13:24:52 13:24:52 13:24:52 13:24:53 13:24:53 13:24:53 13:24:54 13:24:54 13:24:54 13:24:55 13:24:55 13:24:55 13:24:56 13:24:56 13:24:56 13:24:57 13:24:57 13:24:57 13:24:58 13:24:58

H Rate 620 620 560 560 560 560 560 560 560 560 560 560 560 560 570 570 570 570 570 570 570 570 570 570 570

Bpm 97 97 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 105 105 105 105 105 105 105 105 105 105 105

No 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72

Waktu 13:24:58 13:24:59 13:24:59 13:24:59 13:25:00 13:25:00 13:25:00 13:25:01 13:25:01 13:25:01 13:25:02 13:25:02 13:25:02 13:25:03 13:25:03 13:25:03 13:25:04 13:25:04 13:25:04 13:25:05 13:25:05 13:25:05

H Rate 570 500 500 500 500 500 500 500 500 500 630 630 630 630 630 630 630 630 630 590 590 590

Pola data dari objek 2 di tampilkan pada grafik beruapa grafik dari data bpm (beat per menit) di tampilkan pada gambar 4.27. commit to user

I-52

Bpm 105 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 102 102 102 102 102 102 102 102 102


digilib.uns.ac.id

120 100 80 60 40 20

Bpm

0

13:24:43 13:24:44 13:24:45 13:24:47 13:24:47 13:24:48 13:24:50 13:24:51 13:24:52 13:24:54 13:24:55 13:24:56 13:24:58 13:24:59 13:25:00 13:25:02 13:25:03 13:25:04

beat per menit (bpm)

Bpm

Waktu


800 700 600 500 400 300 200 100 0

H Rate 1:24:43 PM 1:24:44 PM 1:24:46 PM 1:24:47 PM 1:24:48 PM 1:24:50 PM 1:24:52 PM 1:24:53 PM 1:24:55 PM 1:24:57 PM 1:24:58 PM 1:25:00 PM 1:25:02 PM 1:25:03 PM 1:25:05 PM

10 detak per satuan waktu

10 Detak per satuan waktu (ms)

Waktu

Gambar 4.28 Grafik pengukuran Data 10 denyut persatuan waktu objek 2 Kedua grafik tersebut bertolak belakang dimana data bpm mempunyai grafik yang cenderung naik sedangkan untuk 10detak persatuan waktu cenderung turun karena perbedaan satuan yang digunakan kedua data tersebut. 4.5.3 Hasil Pengukuran Pada Objek 3 Data hasil pengukuran pada objek 3nilai heart ratedengan bpm (beat per menit) dan 10 detak per satuan waktu disajikan pada tabel 4.3. Tabel 4.3 Data denyut nadi objek 3

commit to user

I-53


No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Waktu 13:26:09 13:26:09 13:26:09 13:26:09 13:26:09 13:26:10 13:26:10 13:26:10 13:26:10 13:26:11 13:26:11 13:26:11 13:26:11 13:26:11 13:26:11 13:26:12 13:26:12 13:26:12 13:26:13 13:26:13 13:26:13 13:26:14 13:26:14 13:26:14 13:26:15

H Rate 620 620 620 620 620 620 620 620 620 620 620 620 620 620 620 600 600 600 600 600 600 570 570 570 570

digilib.uns.ac.id

Bpm 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 100 100 100 100 100 100 105 105 105 105

No 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

Waktu 13:26:15 13:26:15 13:26:16 13:26:16 13:26:16 13:26:17 13:26:17 13:26:17 13:26:18 13:26:18 13:26:18 13:26:18 13:26:19 13:26:19 13:26:19 13:26:20 13:26:20 13:26:20 13:26:21 13:26:21 13:26:21 13:26:22 13:26:22 13:26:22 13:26:22

H Rate 570 570 600 600 600 600 600 600 600 600 600 570 570 570 570 570 570 570 570 570 570 570 570 600 600

Bpm 105 105 100 100 100 100 100 100 100 100 100 105 105 105 105 105 105 105 105 105 105 105 105 100 100

No 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78

Waktu 13:26:23 13:26:23 13:26:23 13:26:24 13:26:24 13:26:25 13:26:25 13:26:25 13:26:25 13:26:26 13:26:26 13:26:26 13:26:27 13:26:27 13:26:27 13:26:28 13:26:28 13:26:28 13:26:28 13:26:29 13:26:29 13:26:29 13:26:30 13:26:30 13:26:30 13:26:31 13:26:31 13:26:31

H Rate 600 600 600 600 600 600 600 560 560 560 560 560 560 560 560 560 560 560 560 510 510 510 510 510 510 510 510 510

Bpm 100 100 100 100 100 100 100 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 118 118 118 118 118 118 118 118 118

Pola data dari objek 3di tampilkan pada grafik beruapa grafik dari data bpm (beat per menit) di tampilkan pada gambar 4.29.

700 600 500 400 300 200 100 0 13:26:28 13:26:29 13:26:31

13:26:23 13:26:25 13:26:26

13:26:18 13:26:20 13:26:21

13:26:12 13:26:13 13:26:15 13:26:17

H Rate 13:26:09 13:26:10 13:26:11

10 detak per stauan waktu

10 detak per satuan waktu ( ms)

waktu


commit to user

I-54


digilib.uns.ac.id

140 120 100 80 60 40 20 0

Bpm

13:26:09 13:26:10 13:26:11 13:26:12 13:26:13 13:26:15 13:26:17 13:26:18 13:26:20 13:26:21 13:26:23 13:26:25 13:26:26 13:26:28 13:26:29 13:26:31

beat per menit (bpm)

Bpm

Waktu

Gambar 4.30 Grafik pengukuran Data 10 denyut persatuan waktu objek 3 Kedua grafik tersebut bertolak belakang dimana data bpm mempunyai grafik yang cenderung naik sedangkan untuk 10detak persatuan waktu cenderung turun karena perbedaan satuan yang digunakan kedua data tersebut. 4.5.4 Hasil Pengukuran Pada Objek 4 Data hasil pengukuran pada objek 4nilai heart ratedengan bpm (beat per menit) dan 10 detak per satuan waktu disajikan pada tabel 4.4. Tabel 4.4 Data denyut nadi objek 4

commit to user

I-55


No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

Waktu 13:27:33 13:27:33 13:27:33 13:27:34 13:27:34 13:27:34 13:27:34 13:27:34 13:27:34 13:27:35 13:27:35 13:27:35 13:27:36 13:27:36 13:27:36 13:27:36 13:27:36 13:27:36 13:27:37 13:27:37 13:27:37 13:27:37 13:27:38 13:27:38 13:27:38 13:27:39 13:27:39 13:27:39 13:27:39 13:27:39 13:27:40 13:27:40 13:27:40 13:27:41 13:27:41 13:27:41 13:27:42 13:27:42 13:27:42

H Rate 690 690 690 630 630 630 630 630 630 630 630 630 630 630 630 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 550 550 550 550 550 550 550 550 550 550 550 550

digilib.uns.ac.id

Bpm 87 87 87 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 109

No 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78

Waktu 13:27:43 13:27:43 13:27:43 13:27:44 13:27:44 13:27:44 13:27:45 13:27:45 13:27:45 13:27:46 13:27:46 13:27:46 13:27:47 13:27:47 13:27:47 13:27:48 13:27:48 13:27:48 13:27:48 13:27:49 13:27:49 13:27:49 13:27:49 13:27:50 13:27:50 13:27:50 13:27:50 13:27:51 13:27:51 13:27:51 13:27:52 13:27:52 13:27:52 13:27:53 13:27:53 13:27:53 13:27:54 13:27:54 13:27:55

H Rate 550 550 550 550 550 550 550 550 550 550 550 550 560 560 560 560 560 560 510 510 510 510 510 510 510 510 510 510 500 500 500 500 500 500 500 500 520 520 520

Bpm 109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 107 107 107 107 107 107 118 118 118 118 118 118 118 118 118 118 120 120 120 120 120 120 120 120 115 115 115

No 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101

Waktu 13:27:55 13:27:55 13:27:56 13:27:56 13:27:56 13:27:57 13:27:57 13:27:57 13:27:58 13:27:58 13:27:58 13:27:59 13:27:59 13:27:59 13:28:00 13:28:00 13:28:00 13:28:01 13:28:01 13:28:01 13:28:02 13:28:02 13:28:02

H Rate 520 520 520 520 520 560 560 560 560 560 560 560 560 560 520 520 520 520 520 520 520 520 520

Bpm 115 115 115 115 115 107 107 107 107 107 107 107 107 107 115 115 115 115 115 115 115 115 115

Pola data dari objek 4di tampilkan pada grafik beruapa grafik dari data bpm (beat per menit) di tampilkan pada gambar 4.31.

140 120 100 80 60 40 20 0

Bpm

13:27:33 13:27:34 13:27:36 13:27:37 13:27:38 13:27:40 13:27:42 13:27:44 13:27:46 13:27:48 13:27:49 13:27:51 13:27:53 13:27:55 13:27:57 13:27:59 13:28:01

Beat per minute (bpm)

Bpm

waktu

Gambar 4.31 Grafik hasil pengukuran Data bpm objek 4 Grafik dari data 10 detak persatuan waktu yang di tampilkan pada gambar 4.32. commit to user

I-56


digilib.uns.ac.id

10 detak per satuan waktu 10 detak per satuan waktu

800 700 600 500 400 300

H Rate

200 100

1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97

0 Waktu

Gambar 4.32Grafik pengukuran Data 10 denyut persatuan waktu objek 4 Kedua grafik tersebut bertolak belakang dimana data bpm mempunyai grafik yang cenderung naik sedangkan untuk 10detak persatuan waktu cenderung turun karena perbedaan satuan yang digunakan kedua data tersebut. 4.5.5 Hasil Pengukuran Pada Objek 5 Data hasil pengukuran pada objek 5 nilai heart ratedengan bpm (beat per menit) dan 10 detak per satuan waktu disajikan pada tabel 4.5.

Tabel 4.5 Data denyut nadi objek 5 No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Waktu H Rate 14:17:10 760 14:17:10 760 14:17:10 760 14:17:11 680 14:17:11 680 14:17:11 680 14:17:11 680 14:17:11 680 14:17:11 680 14:17:12 680 14:17:12 680 14:17:12 680 14:17:13 680 14:17:13 680 14:17:13 680 14:17:13 720 14:17:13 720 14:17:13 720 14:17:14 720 14:17:14 720 14:17:14 720 14:17:15 720 14:17:15 720 14:17:15 720 14:17:16 720

Bpm 79 79 79 88 88 88 88 88 88 88 88 88 88 88 88 83 83 83 83 83 83 83 83 83 83

No 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

Waktu H Rate 14:17:16 720 14:17:16 720 14:17:17 670 14:17:17 670 14:17:17 670 14:17:18 670 14:17:18 670 14:17:18 670 14:17:19 670 14:17:19 670 14:17:19 670 14:17:20 670 14:17:20 670 14:17:20 670 14:17:21 640 14:17:21 640 14:17:21 640 14:17:22 640 14:17:22 640 14:17:22 640 14:17:23 640 14:17:23 640 14:17:23 640 14:17:24 600 14:17:24 600

Bpm 83 83 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 94 94 94 94 94 94 94 94 94 100 100

No 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

Waktu H Rate 14:17:24 600 14:17:24 600 14:17:25 600 14:17:25 600 14:17:25 600 14:17:26 600 14:17:26 600 14:17:26 560 14:17:27 560 14:17:27 560 14:17:27 560 14:17:28 560 14:17:28 560 14:17:28 560 14:17:28 560 14:17:29 560 14:17:29 560 14:17:29 560 14:17:29 560

Bpm 100 100 100 100 100 100 100 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107

Pola data dari objek 4di tampilkan pada grafik beruapa grafik dari data bpm (beat per menit) di tampilkan pada gambar 4.33. commit to user

I-57


digilib.uns.ac.id

Bpm beat per menit (bpm)

120 100 80 60 40

Bpm

20

14:17:10 14:17:11 14:17:11 14:17:13 14:17:13 14:17:14 14:17:16 14:17:17 14:17:18 14:17:20 14:17:21 14:17:22 14:17:24 14:17:25 14:17:26 14:17:27 14:17:28 14:17:29

0

waktu


10 detak per satuan waktu 10 detak per satuan waktu (ms)

800 700 600 500 400 300 H Rate

200 100 14:17:10 14:17:11 14:17:11 14:17:13 14:17:13 14:17:14 14:17:16 14:17:17 14:17:18 14:17:20 14:17:21 14:17:22 14:17:24 14:17:25 14:17:26 14:17:27 14:17:28 14:17:29

0

waktu

Gambar 4.34Grafik pengukuran Data 10 denyut persatuan waktu objek 5 Kedua grafik tersebut bertolak belakang dimana data bpm mempunyai grafik yang cenderung naik sedangkan untuk 10 detak persatuan waktu cenderung turun karena perbedaan satuan yang digunakan kedua data tersebut.

commit to user

I-58


digilib.uns.ac.id

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL Analisis dan interpretasi hasil penelitian bertujuan untuk menjelaskan hasil pada bab sebelumnya, sehingga hasil penelitian dapat diketahui dengan lebih jelas. Analisis yang dilakukan menitikberatkan pada hasil rancangan heart rate monitor dan pengujianpembacaanheart rate.

5.1 ANALISIS RANCANGAN HEART RATE MONITOR Heart

ratehasilrancanganinisesuaidengantujuan

dibuatdalamperancangan.Tujuan

yang

yang

pertamayaituheart

rate

monitorhasilrancangandapatmenghitungjumlahdenyutjantungdenganmetode

10

denyutpersatuanwaktu. Dalam software heart rate monitor ditampilkan 2 hasilperhitunganyaituwaktuuntukmencapai 10 denyutdengansatuanmilidetikdan rata denyutjantungdalam 1menitdengansatuanbeep per menit (bpm). Tujuankedua, mampumenghitungjumlahdenyutjantungdalam 1menit.Seperti yang

dijelaskansebelumnyakriteriainiterpenuhidarihasilrancanganheart

ratemonitoryang

dapatmenampilkan2

hasilpengukuranyaitu

denyutpersatuanwaktudandenyutjantungdalam Hasilpengukurandenyutjantungdalam

1

1

menit.

menitinidiperolehdariperhitungan

denyutpersatuanwaktu.Pengukurandenyutjantunginimenggunakan fingerklip photodiode

yang

10

10

sensor

memonitoralirandarahdalamjaritangan.Denganmenggunakan

sebagaipembacaperubahanalirandarah

di

jaritangan

sensor

inimampumembacaperubahanalirandarahsebagaifekuensidenyutjantung. Data dari sensor

iniberuta

data

satusiklusdenyut

inikemudiandikuatkandankemudianmasukkeblokcounter.

Padablok

data counter

inidata dari sensor dihitungsesuaituajunyaitusetaipp 10 denyutdansebagai data untukmenghitungdenyutjantung rata-rata dalam 1 menit. Tujuanketigadankeempatmemilikikaitandimanatujuanketigaheart rateinidapatmemonitordenyutjantungobjeksaatmelakukanaktivitas.Dalammenduk ungpengukurandenyutjantungobjekpadasaatberaktivitasmakadiperlukantujuankee mpatyaitutransmisi

commit to user hasilpengukurandenyutjantungpadaalatinimenggunakanwirelessberupa I-59

data radio


frekuensi

digilib.uns.ac.id

(RF).

Penggunaanwirelessdalamtransmisidimaksudkan

agar

padasaatobjekmelakukanaktivitastidaktergangguolehheart rate monitor. Heart rate

monitorhasilrancanganmempunyai

2

blokutamayaitublokpengirimdanblokpengirimdanpenerima

data

yang

menggunakan radio frekuensisebagai media transmisi. Komponen Radio frekuensi yang

digunakanuntukblok

receiver

yaitutipeRLP434AdanuntukmodulpemancaryaituRF Keduablokinidilengkapi

LCD

tipe

TLP434A.

graphic

16×

2

untukmenampilkanhasilpengukuranbaik data yang dikirimmaupun data yang diterima.Keduabloktersebutberfungsidenganbaiksehingga data hasilpengiriman yang diterimaolehblokpenerimaselajutnyadapat di kirimke(personal computer) PC yang

menampilkandansebagaipenyimpan

data.Kecepatanpengirimandariblokpengirimankepenerimakemudianmasukke danditampilkandalamsoftware

interfacememakanwaktuselama

0.25

PC detik.

Waktudaripengirimansampai di penyimpanantersebutsudahcukupuntukmengambil data dariaktivitasobjek. Tujuankelima,

data

hasilpengukurandapat

simpansehinggapadasaatmemerlukaninformasi

data

tersebutmaka

di data

dapatdiolahataupundigunakansesuaikebutuhanpengguna.Dalamsebuahpenelitian data merupakan media untukmemperolehinformasisehinggapenyimpanan data dalamsuatupercobaanmerupakanhal

yang

penting.Heartrate

monitorhasilrancanganmampumenyinpan data denganmenggunakan PC sebagai media untukmenampilkanhasilpengirimandansebagaialatpenyimpan data. Fasilitaspenyimpanan

data

monitorhasilrancanganmenggunakanPC hasilpengukuran.

Proses

padaheart sebagaisaranapenyimpan

penyimpanan

data

rate data

hasilpengukurandariheart

ratemonitorhasilrancanganinimenggunakan program visual basic (vb). Program interfaceberupa program sederhana yang menampilkandanmenyimpan data dalam format Ms. Access.

commit to user

I-60


digilib.uns.ac.id

5.2 ANALISIS HASIL PEMBACAAN HEART RATE MONITOR Heart

rate

monitorhasilrancangandiujicobauntukmengukurdenyutjantungdengan 10denyutpersatuanwaktudandenyut

rata-rata

Ujicobapengukuraninidilakukanterhadap

dalam

1

5

menit. objeklaki-

lakiuntukaktivitasberjalankemudianberlariuntukmelihatperubahanpola

data

hasilpengukuran. Garfikdenyutjantung rata-rata dalam 1 menitmembentukpolaseperti yang ditampilkanpadagambar 5.1.

Gambar 5.1Grafikbpmdalamakativitasjalankemudianberlari Grafikuntukbpmdari

5

objektersebutmempunyaipola

cenderungsamasepertipadagambar

yang 5.1

yaitubpmjumlahdenyutdarisetiapobjekcenderungnaiksesuaidenganaktivitasyang dilakukanyaituberjalankemudianberlari.Hasildaripengukuranuntukdenyutjantungd engan 10 denyut per satuanwaktuditunjukkangrafik 5.2.

commit to user

I-61


digilib.uns.ac.id

Gambar 5.2 Grafik 10 denyut per satuanwaktudalamakativitasjalankemudianberlari Grafikwaktuuntuk

10

denyutmempunyaipola

yang

berkebalikandenganpolagrafikbpm.Semakintingginilaibpmmakasemakincepatwak tu yang digunakanuntukmencapai 10 denyut.Kenaikankecepatanuntukmmencapai 10

denyutinimenggambarkantingkataktivitas

yang

dilakukanobjek,

denganhubungantersebutbpmjugamenggambarkantingkataktivitasobjek. Pola

data

darinilaibpmdan

10

denyut

per

satuanwaktu

mengikutitingkataktivitasobjekdalamhaliniberjalankemudianberlari.Heart monitorhasilrancanganmampumembacadenyutjantungobjek

yang rate yang

sedangmelakukanaktivitasdanmembacaperubahankecepatandenyutsesuaitingkatak tivitasobjek.

5.3 INTERPRETASI HASIL Heart

rate

monitor

sesuaidengantujuan

hasilrancanganmempunyaihasil yang

yang

dibuatdalamperancangan.

Pengujianpengukurandilakukanpada

5

objekdenganaktivitasberjalankemudianberlari.Pengujiandenganaktivitasinidimaks udkanuntukmengetahuipola data yang dibentukdarihasilpengukuran. Grafikdari

data

hasilpengukuranmempunyaipola

cenderungsamayaituuntukbpmgarfikmempunyaipolanaikdanuntukkecepatan

commit to user denyutberbandingterbalikdenganbpm.

I-62

yang 10


digilib.uns.ac.id

Garfikhasilpercobaanpengukuranmempunyaipola

yang

samanamunnilaidaribpmmaupunwaktuuntuk

10

denyutberbedasesuaidenganfisikdariobjektersebut. Softwaredariheart rate monitorinimasihsederhanahanyasebagaipenyimpan data.

Data

hasilsimpanansoftwareinimenggunakan

format

Ms.

Accesssehinggauntukmengalah data harus di konfersidalamMs.excel. konfersi format inisudahtersedia di dalamMs. Access.

commit to user

I-63


digilib.uns.ac.id

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Babini membahas mengenai kesimpulan yang diperoleh dari hasil penelitian dan saran untuk pengembangan penelitian lebih lanjut. Penjelasan dari kesimpulan dan saran diuraikan pada sub bab berikut ini. 6.1 KESIMPULAN Kesimpulan dari penelitian yang ditetapkan,sebagai berikut: 1. Heart rate monitorhasilrancangansesuaitujuan yang dibuatdalamperancangan, dapatmengukurrata-rata

denyutjantungdalam

1

menit

(bpm) dan

10

denyutpersatuanwaktudengantarnsmisi wireless denganmodul radio frekuensi (RF). 2. Data hasilpengukuranheart rate monitordapatdisimpandalam storage data dengan

media

personal

computer

(PC)sehinggadapatdiolahuntukdiperolehinformasi. 3. Pengukurandenyutjantungkelimaobjek

yang

berjalankemudianberlarimenghasilkanpola

data

yang

sesuaidengantingkataktivitasfisikobjek, yang menunjukkan heart rate monitor mempunyaipembacaan yang baik.

6.2 SARAN Saran yang dapat diberikan berdasarkan hasil penelitian untuk langkah pengembangan atau penelitian selanjutnya, sebagai berikut: 1. Softwarepadasistemheart

rate

monitorsebaiknyadirancangsupayadapatmengolah datadanmenampilkangrafikpola

data

hasilpengukuran.

Padapenelitianinipengolahan datahasilpengukuranmasihdibantudenganmsexcell. 2. Padapenggunaan sensor finger clip sebaiknyadiperhatikanposisi sensor terhadapjaritangansaatdijepitkan, karenadapatmemepengaruhipengukuran. 3. Padapenggunaan sensor finger clip sebaiknyadiperhatikan power supply commit to user sensor

I-64


digilib.uns.ac.id

jikasudahberkurangmakaharusdigantukarenadapatmempengaruhihasilpenguku ran

commit to user

I-65


digilib.uns.ac.id

DAFTAR PUSTAKA

Eren H, 2006. Wireless Sensors and Instruments.USA :Taylor & Francis Group. Erliyanto M, Sumaryo S, Rizal A, 2008. Perancangan Perangkat Monitoring Denyut Jantung (Heart-Beat Monitoring) Dengan Visualisasi LCD Grafik Berbasis Atmel AT89C51.Bali:Konferensi Nasional Sistem dan Informatika. Grandjean, E. 1993. Fitting The Task to The Man. 4th Edition. London: Taylor & Francis Inc. Chan, R, 2006. Wireless Heart rate monitoring system. USA: Patent Aplication Publication. Sulistyadi, K. dan Susianti S.L.. 2003. Perancangan Sistem Kerja & Ergonomi. Jakarta: Universitas Sahid. Wikipedia, 2010.Heart rate monitor [online]. Tersedia http://en.wikipedia.org/wiki/Heart_rate_monitor[28 Januari 2010].

di:

Yarlagadda, A, 2010.Designing a Wireless Heart Rate Monitor with Remote Data Logging.Cypress Semiconductor. Tarwaka, Solichul Bakri, Lilik Sudiajeng. 2004. Ergonomi Untuk Keselamatan, Kesehatan Kerja dan Produktifitas. Surakarta: Uniba Press. Dr. Kamat V, 2002. Pulse Oximetry. Indian Journal Of Anaesthesia, August 2002. Wignjosoebroto, S. 1991. Ergonomi, Studi Gerak dan Waktu. Jakarta: PT Guna Widya. Rowett Research Institute. 1992. Energy Expenditure [Online], 6 pages. Tersedia di: http://www.rowett.ac.uk/edu_web/sec_pup/energy_expenditure.pdf[27 November 2009] Oximetry.org, 2002.Principles of Pulse Oximetry Technology [online]. Tersedia di www.oximetry.org [10 Juli 2010]. Atmel, 2001.8-bit Microcontroller with 4K Bytes In System Programmable Flash AT89S51 Data Sheet. Atmel Corporation. Grap Mary J, 2002. Pulse Oximetry .American Association of Critical-Care Nurses.Published online http://ccn.aacnjournals.org. Ehow.com, 2008.HeartRate commit Monitor[online], to user di:www.ehow.com [10 Juni 2010].

1

paragraf.

Tersedia


digilib.uns.ac.id

Ilmuku.com,2009.DiodaFoto[online], 1 paragraf.Tersedia di www.ilmuku.com [12 Juli 2010]. Sensoronics.com, 2009.Pulse Oximetry[picture www.sensoronics.com [12 Juli 2010].

online].

Tersedia

Klimatologibanjarbaru.com, 2008.Instrumentasi Elektronik[picture Tersedia di: www.klimatologibanjarbaru.com [11 Juli 2010].

di:

online].

Fay-blinkz.webnode.com, 2008.Latihan Microsoft Visual Basic 6.0 [online], 4 paragraf. Tersedia di: http://www.fay-blinkz.webnode.com/vebe [11 Juli 2010]. Susanto Tri, 2001. BLUETOOTH :TeknologiKomunikasi Wireless untukLayanan Multimedia denganJangkauanTerbatas [online]. http://elektroindonesia.com/elektro/khu36.html [16 Juni 2011]. AkibFaisal , 2009. Media Transmisi Wireless/Nirkabel/Unguided [online].http://teknik-informatika.com/media-transmisi-wireless/ [16 Juni 2011]. needle.anest.ufl.edu, 2004.PulseOximeteryTheory[online]. http://www.needle.anest.ufl.edu/ [23 Februari 2010].

commit to user

PERANCANGAN BIOINSTRUMENT HEART RATEMONITOR SEPULUH DENYUT PER SATUAN WAKTU DENGAN TRANSMISI RADIO FREKUENSI (RF)

Recommend Documents