Kontak

Email | elektronikaabcd2015@gmail.com

Search This Blog

MENU

Wednesday, February 14, 2018

Pemantau Detak Jantung

 
PEMANTAU DETAK JANTUNG
Anggriya Dekkiyusa1, Rudi Rizaldi2, Samuel Beta K.3
Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275
E-mail : 1dekkiyusaanggriya@gmail.com, 2rudirizaldi2@gmail.com, 3sambetak2@gmail.com 

      Abstract – Heart beat detector the system uses microcontroller ARM NUC120 as processing media data. On label making use of this tool components has been divided hearts three main parts: input, process and output. Component input is pulse heart rate sensor. Then in or processing section process data used microcontroller ARM NUC120. Microcontroller ARM NUC120 is the type of husband has a 12MHz M0 cortex, 8KB RAM, 64 pin I / O (GPIO), 8-channel 12-bit ADC, 3 serial UART with 1 USB & 1RS485, 3.3V and 5V compatible, programmable via USB. That output uses LCD 16x2 and led RGB. LCD used as display for detection human heart rate pulse. This tool have ability to give information human heart rate in Beat Per Minute (BPM) in LCD 16x2. Led RGB used as indicator or status for human heart rate.
Keywords: ARM NUC120 , pulse heart rate sensor , LCD ( Liquid Crystal Display ), led RGB.

     Intisari - Sistem pemantau detak jantung yang menggunakan mikrokontroler ARM NUC120 sebagai media pengolah data. Pada pembuatan alat ini menggunakan komponen- komponen yang telah dibagi dalam tiga bagian utama yaitu masukan, proses dan luaran. Komponen masukannya adalah sensor detak jantung. Kemudian pada bagian proses atau pengolahan data yang digunakan adalah mikrokontroler ARM NUC120. Tipe ini memiliki cortex M0 12MHz, 8KB RAM, 64 pin I/O (GPIO), 8 channel ADC 12 bit, 3 serial UART dengan 1 USB & 1RS485, 3.3V & 5V compatible, programmable via USB. Pada bagiam luaran yaitu menggunakan LCD 16x2 dan led RGB. LCD digunakan sebagai penampil hasil deteksi detak jantung manusia. Alat yang dibuat memiliki kemampuan untuk memberikan informasi detak jantung per menit (BPM) pada LCD 16x2. Led RGB sebagai penampil status dari detak jantung manusia.

Kata kunci: ARM NUC120, sensor detak jantung,  LCD (Liquid Crystal Display), led RGB.


I.    PENDAHULUAN
A.   Latar Belakang
      Dalam perkembangan teknologi saat ini yang begitu cepat, tidak hanya di jumpai alat-alat elektronik yang digunakan pada umumnya, tetapi banyak juga pemanfaatan elektronik di bidang medis. Alat ini sering di jumpai di rumah sakit untuk memantau detak jantung atau denyut nadi pasien. Hal ini sangat membantu pekerjaan dokter untuk mengetahui detak jantung pasien normal atau tidak.
Maka muncul gagasan untuk membuat alat pendeteksi detak jantung yang menggunakan sensor detak jantung sebagai masukan, mikrokontroler ARM NUC120 sebagai pemroses serta LCD 16x2 dan led RGB sebagai keluaran.
B.  Perumusan Masalah
     Dari identifikasi yang ada, dapat ditarik beberapa rumusan masalah, yaitu:
a) Bagaimana merancang dan membuat sistem alat pemantau detak jantung dengan menggunakan sensor detak jantung ?
b) Bagaimana mengolah pulsa keluaran dari sensor detak jantung ?
c) Bagaimana menampilkan BPM pada layar LCD dan status pada led RGB berkaitan dengan kerja detak jantung ?
C. Tujuan
      a.   Membuat sistem pemantau detak jantung yang keluarannya diolah dan kemudian ditampilkan pada LCD 16x2 dan led RGB.
      b.   Mengetahui karakteristik sistem sensor pada sistem pemantau detak jantung yang telah dibuat
      c.   Mengimplementasikan sistem pemantau detak jantung  di bidang medis. 
II.    TINJAUAN PUSTAKA
      Untuk mengetahui berbagai komponen dan peralatan yang dibutuhkan, maka disusunlah tinjauan pustaka sebagai acuan dalam merancang dan membuat aplikasi menggunakan mikrokontroler ARM NUC120 ini.
A.  Mikrokontroler ARM NUC120
      Mikrokontroler ARM NUC120  merupakan modul pengembangan mikrokontroler yang berbasis CPU ARM Cortex-M0 dari Nuvoton. Modul ini dapat bekerja dengan kecepatan CPU sampai dengan 48 MHz. Modul ini juga telah dilengkapi dengan bootloader internal, sehingga tidak diperlukan lagi device program eksternal. Pemrograman melalui bootloader bisa dilakukan dengan menggunakan koneksi USB.
Gambar 2.1 ARM NUC120 
Spesifikasi :
·  Berbasis mikrokontroler NUC120 (64 KB APROM, 8 KB SRAM, 4 KB Data Flash, CPU ARM Cortex-M0).
·  Terintegrasi dengan cystal eksternal 12 MHz.
·  Terintegrasi dengan osilator 32,768 KHz sebagai sumber clock RTC.
·  Memiliki 1x Port USB.
·  Memiliki 1 port RS-485.
·  Memiliki 3 kanal UART dengan level tegangan TTL 3,3VDC / 5VDC
·  Tersedia port USB yang berfungsi untuk antarmuka serial sekaligus menuliskan program mikrokontroler
·  Memiliki port Serial Wire Debug untuk proses debuging dan programming.
·  Memiliki 45 jalur GPIO.
·  Terintegrasi dengan sensor suhu internal.
·  Memiliki port input 8 kanal ADC 12-bit.
·  Bekerja pada level tengan 3,3VDC / 5VDC dengan arus maksimum 800mA.
·  Input catu daya untuk board : 6,5VDC - 12VDC / 3,3VDC - 5VDC.
B.  LCD (Liquid Crystal Display)
     Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid Crystal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD (Liquid Crystal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.  
Gambar 2.2 LCD 16x2

LCD (Liquid Crystal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik. LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan. 
C.   Sensor Detak Jantung (SEN11574)
Sensor Detak Jantung adalah sebuah sensor detak jantung. Sensor ini dapat mendeteksi denyut nadi pada telapak tangan dengan cara menggabungkan data detak jantung dengan program yang telah dibuat.
Gambar 2.3 Sensor Detak Jantung
Tegangan keluaran sensor ini adalah 3- 5 volt dan pada saat arus 4 mA membutuhkan 5 volt. Ketika sensor tidak dalam kontak dengan sumber detak jantung keluaran dari sinyal tersebut berada di titik tengah dari tengangan atau V/2. Ketika sensor menyentuh sumber detak jantung maka akan berubah menjadi cahaya yang dipantulkan ketika darah di pompa melalui jaringan pembuluh darah.
D.  Led RGB

RGB adalah suatu model warna yang terdiri atas 3 buah warna: merah (Red), hijau (Green), dan biru (Blue), yang ditambahkan dengan berbagai cara untuk menghasilkan bermacam-macam warna.


Gambar 2.4 Led RGB

RGB merupakan model warna aditif, yaitu ketiga berkas cahaya yang ditambahkan bersama-sama, dengan menambahkan panjang gelombang, untuk membuat spektrum warna akhir.
III.    PERANCANGAN ALAT
A.  Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronik
    Adapun perangkat keras yang digunakan pada pembuatan alat ini adalah:
     1. Sensor Detak Jantung (SEN11574)
2.  ARM NUC120
3.  LCD 16x2
4.  Led RGB 
Gambar 3.1 Hasil Alat Dari Depan
Gambar 3.2 Hasil Alat Dari Samping

B.  Blok Diagram dan Diagram Alir
Blok diagram aplikasi ARM NUC120RD2BN menggunakan masukan modul sensor detak jantung, kemudian pulsa yang dihasilkan pada sensor di proses oleh ARM NUC120RD2BN untuk di jalankan sesuai dengan perintah. Kemudian, perintah yang di jalankan oleh ARM NUC120RD2BN akan ditampilkan pada keluaran yaitu LCD 16x2 dan led RGB. Diagram blok dari alat ini sebagai berikut :
Gambar 3.3 Diagram Blok
Adapun diagram alir yang kami buat untuk program sebagai berikut:
Gambar 3.4 Diagram Alir
C.  Gambar Rangkaian dan Diagram Pengawatan
Gambar 3.5 Gambar Rangkaian
Gambar 3.6 Diagram Pengawatan Keseluruhan
Gambar 3.7 Diagram Pengawatan Dalam
Gambar 3.8 Diagram Pengawatan Luar  
D. Cara Kerja Alat
Letakkan ujung jari pada permukaan sensor. Kemudian denyut nadi akan dibaca oleh sensor dan di hitung sesuai dengan rumus BPM (beat per minute). Selanjutnya, hasil perhitungan tersebut akan digolongkan sesuai dengan kategorinya dan ditampilkan pada LCD 16x2 (BPM) dan led RGB (status).
IV. PENGUJIAN ALAT
     Tabel di bawah ini merupakan pengujian detak jantung pada modul pemantau detak jantung : 

V.    KESIMPULAN
    Setelah melakukan percobaan, pengambilan data, dan analisa terhadap data yang telah didapat pada proyek ini, maka di dapatkan kesimpulan sebagai berikut: 
1.  Pemantau detak jantung dapat dilakukan menggunakan sensor detak jantung dan di proses dengan mikrokontroler ARM NUC120.


2.  LCD 16x2 berfungsi untuk menampilkan nilai denyut jantung per menit atau BPM (beat per minute) dan led RGB sebagai penampil status.



REFERENSI

[1] Gerai Cerdas. (2014). Pulse Sensor. [Online]. Tersedia : http://www.geraicerdas.com/sensor/medical/pulse-sensor-detail [07 Pebruari 2017]
[2] Elektronika Dasar. (2012). LCD (Liquid Crystal Display). [Online]. Tersedia : http://elektronika-dasar.web.id/lcd-liquid-cristal-display/ [18 Oktober 2016] 
[3] Belajar Mikrokontroler. (2016). Monitoring Denyut Jantung. [Online]. Tersedia : http://belajar-mikrokontroler2016.blogspot.co.id/search?q=denyut+jantung

Biodata
Nama penulis Anggriya Dekkiyusa. Penulis dilahirkan di kota Semarang tanggal 04 Juli 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Pedurungan Tengah 01 yang lulus tahun 2009, SMP N 14 Semarang yang lulus tahun 2012, dan SMA N 15 Semarang yang lulus tahun 2015. Pada tahun 2015 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.15.0.03. Apabila ada kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email: dekkiyusaanggriya@gmail.com


Nama penulis Rudi Rizaldi. Penulis dilahirkan di Kabupaten Kudus, 18 Pebruari 1998. Penulis telah menempuh pendidikan di MI NU Al Munawaroh yang lulus tahun 2009, MTs N 1 Kudus yang lulus tahun 2012, dan MAN 1 Kudus yang lulus tahun 2015. Pada tahun 2015 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.15.0.19. Apabila  ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email: rudirizaldi2@gmail.com   

Lampiran
1. Blok Diagram
2. Diagram Alir
3. Diagram Pengawatan
4. Gambar Rangkaian
5. Jurnal
6. Laporan
7. Presentasi PPT
8. Program
9. Video Simulasi Alat

No comments:

Post a Comment