TA : Transmisi Sinyal ECG (Electrocardiograph) Menggunakan Media Wireless Zigbee Dengan Topologi Mesh.

TRANSMISI SINYAL ECG (ELECTROCARDIOGRAPH)

MENGGUNAKAN MEDIA WIRELESS ZIGBEE DENGAN

TOPOLOGI MESH

TUGAS AKHIR

Program Studi S1 Sistem Komputer

Oleh:

GAGUK HARIANTO 09.41020.0074

FAKULTAS TEKNOLOGI DAN INFORMATIKA

INSTITUT BISNIS DAN INFORMATIKA STIKOM SURABAYA 2016

x

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN SYARAT ... ii

MOTTO ... iii

HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv

HALAMAN PENGESAHAN ... v

HALAMAN PERNYATAAN ... vi

ABSTRAK ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL ... xviii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1LatarBelakang ... 1

1.2RumusanMasalah ... 2

1.3Pembatasan Masalah ... 2

1.4Tujuan ... 3

1.5SistematikaPenulisan ... 3

BAB II LANDASAN TEORI ... 5

xi

2.2 Zigbee ……… 8

2.2.1 Topologi Jaringan Zigbee ……… 8

2.3 Arduino ……… 10

2.3.1 Arduino Uno SMD R3 ……… 10

2.3.2 Daya (Power) ………. . 11

2.3.3 Memori ……….. . 12

2.3.4 Input dan Output ……… . 13

2.4 Software Arduino IDE ... 14

2.5 Bahasa Pemrograman Arduino ... 15

2.6 Xbee Series 2 Chip Antenna dan Xbee Pro Series 2 Wire Antenna .... 22

2.6.1 Mode Xbee AT /Transparent ……….. 24

2.6.2 Komunikasi Serial Xbee Series 2 ………... 25

2.6.3 Xbee USB Adapter dan Sofware X-CTU ……….. 25

2.7 Xbee Shield ………. 32

2.8 Visual Basic ……… . 33

BAB III METODE PENELITIAN DAN PERANCANGAN SISTEM ... 36

3.1.Metode Penelitian ... 36

3.2.Model Perancangan ... 36

3.3.Perancangan Sistem ... 38

xii

3.4.3 Perancangan Rangkaian USB to Serial Xbee ... 42

3.4.4 Arduino 2560 ... 43

3.4.5 Xbee ... 44

3.4.6 Rancangan Perangkat Lunak ... 45

3.4.7 Program Membaca Sensor ECG ………. 47

3.4.8 Program Memunculkan Sinyal ECG di Visual Basic …………. 49

3.5.Metode Analisa ... 50

3.5.1 Peletakan Elektroda Jepit ... 51

3.5.2 Pengambilan Sinyal Auskultasi Jantung ... 52

3.5.3 Analisa Transmisi Sinyal Auskultasi Jantung ... 53

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PENGAMATAN ... 57

4.1.PengujianXbee ... 57

4.1.1.Tujuan ... 57

4.1.2.Alat yang Digunakan ... 57

4.1.3.Prosedur Pengujian ... 58

4.1.4.Hasil Pengujian ... 59

4.2.PengujianKomunikasi Xbee ... 59

4.2.1 Tujuan ... 59

4.2.2 Alat yang Digunakan ... 60

xiii

4.3.1 Tujuan ... 62

4.3.2 Alat yang Digunakan ... 62

4.3.3 Prosedur Pengujian ... 63

4.3.4 Hasil Pengujian ... 64

4.4 Pengujian Tampilan Penerimaan Data pada end device ... 65

4.4.1 Tujuan ... 65

4.4.2 Alat yang Digunakan ... 65

4.4.3 Prosedur Pengujian ... 66

4.4.4 Hasil Pengujian ... 66

4.5 Pengujian Tampilan Penerimaan Data pada Coordinator ... 68

4.5.1 Tujuan ... 68

4.5.2 Alat yang Digunakan ... 68

4.5.3 Prosedur Pengujian ... 68

4.5.4 Hasil Pengujian ... 69

4.6 Pengujian Sistem ... 70

4.6.1 Tujuan ... 70

4.6.2 Alat yang Digunakan ... 70

4.6.3 Prosedur Pengujian ... 71

4.6.4 Hasil Pengujian ... 72

xiv

5.1.Kesimpulan ... 91

5.2.Saran ... 92

DAFTAR PUSTAKA ... 93

LAMPIRAN ... 94

1

1.1 Latar Belakang

Siapa saja dapat mengalami penyakit jantung dan terkadang tidak dapat dideteksi, oleh sebab itu perlu adanya pemeriksaan yang dilakukan oleh dokter ahli untuk mencegah terjadinya penyakit jantung. Jantung merupakan organ penting didalam tubuh manusia yang berfungsi untuk memompa darah ke seluruh tubuh. Proses pemompaan darah ini terjadi karena otot jantung berkontraksi akibat mendapat rangsangan elektris atau impuls. Untuk mengetahui aktivitas elektris otot jantung diperlukan pencatatan atau perekaman dari permukaan tubuh.

Proses perekaman dilakukan dengan menempelkan elektrode-elektrode pada lokasi tertentu yang disebut sandapan (lead) pada permukaan kulit. Electrocardiograph (ECG) merupakan suatu sinyal yang terbentuk sebagai hasil dari aktifitas listrik otot jantung yang diambil dengan memasang elektrode-elektrode. Electrocardiograph yang dihasilkan dapat menunjukkan frekuensi, irama, sumbu, tanda Realisasi tanda hipertrofi (pembesaran),dan tanda-tanda iskemik pada jantung, hal itu tentu sangat membantu bagi dokter ahli untuk bisa menentukan kondisi jantung dari para pasien sehingga bisa dilakukan langkah medis sejak dini.

Pada penelitian sebelumnya rekaman sinyal ECG hanya di tampilkan secara real time pada monitor dan data sinyal sudah dapat disimpan, tetapi dokter harus melihat secara langsung pada alat yang terdapat di kamar inap. Hal ini akan membuat dokter tidak bisa memantau hasil perekaman jantung secara langsung

jika dokter berada di ruang dokter yang lokasi nya jauh dari kamar inap. Dengan kondisi tersebut dokter tidak akan bisa memantau kondisi terkini pasien apabila terjadi perubahan pada kondisi kesehatan pasien.

Penelitian ini bertujuan untuk mentransmisikan sinyal ECG hasil perekaman jantung pasien di kamar inap menuju ke ruang dokter menggunakan media wirelessZigBee. dimana arsitektur bangunan rumah sakit tidak mendukung untuk mentransmisikan sinyal ECG secara point to point karena terbentur dengan keterbatasan jangkauan sinyal ZigBee yang terhalang oleh dinding ataupun jarak yang terlalu jauh. Sehingga penulis menambahkan beberapa node untuk dapat mentransmisikan sinyal dengan menggunakan topologi jaringan mesh.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah di atas maka rumusan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah bagaimana merancang dan membangun alat untuk mentransmisikan hasil rekaman sinyal ECG dari pasien di kamar inap ke ruang dokter dengan menggunakan media wireless ZigBee yang dihubungkan dengan menggunakan topologi mesh networking. Serta bagaimana melakukan pengujian terhadap unjuk kerja jaringan dengan menggunakan perhitungan througput, delay transmisi, & probability of loss?

1.3 Pembatasan Masalah

Dalam perancangan dan pembuatan alat ini, terdapat beberapa batasan masalah, antara lain :

2. Aplikasi pengolahan data ECG menggunakan aplikasi Visual Basic 6. 3. Kondisi pasien mempengaruhi alat ECG.

4. Topologi yang digunakan menggunakan topologi mesh, untuk melakukan pentransmisian hasil sinyal auskultasi dari node end device menuju ke node coordinator.

1.4 Tujuan

Tujuan dari dibuatnya alat ini adalah untuk membantu dunia kedokteran terutama dibidang deteksi sinyal jantung dengan perekaman yang data sinyalnya bisa disimpan. Dan dapat mengirimkan sinyal jantung secara real time dengan mengunakan media wireless

1.5Sistematika Penulisan

Laporan Tugas Akhir ini ditulis dengan sistematika penulisan sebagai berikut:

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini membahas tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan penulisan laporan tugas akhir, dan sistematika penulisan tugas akhir.

BAB II : LANDASAN TEORI

Bab ini membahas tentang berbagai teori yang mendukung tugas akhir ini. Hal tersebut meliputi Jantung, Mesh networking , Xbee, Arduino, Arduino Mega 2560, Arduino Uno,Software Arduino IDE , Visual Basic.

BAB III : METODE PENELITIAN

Dalam bab ini dijelaskan tentang metode penelitian serta alasan penggunaan metode tersebut dalam penelitian. Pada bab ini dijelaskan pula tentang pembuatan perangkat keras (hardware) dengan menggabungkan perangkat lunak (software) sebagai pengolah sinyal ECG tersebut.

BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM

Pada Bab ini akan dibahas mengenai hasil yang diperoleh dari proses pengiriman dari node end device sampai ke node coordinator. Data tersebut kemudian akan dianalisa kemampuan unjuk kerja jaringannya. Parameter – parameter yang akan dianalisa adalah, probability of loss, delay dan througput selama proses transmisi sinyal auskultasi berlangsung.

BAB V : PENUTUP

Bab ini berisi tentang kesimpulan penelitian serta saran untuk pengembangan peneliti.

5

LANDASAN TEORI

2.1 Wireless Sensor Networks (WSN)

2.1.1Konsep Dasar dan Pengertian Wireless Sensor Networks

Wilreless sensor networks adalah sebuah jaringan komunikasi sensor yang

terhubung secara wireless / tanpa kabel untuk memantau kondisi lingkungan tertentu pada lokasi yang berbeda antara sensor dan pemrosesan datanya. Pada dasarnyaa jaringan komunikasi wireless ini digunakan pada industri ataupun aplikasi komersial lainnya yang kesulitan dengan pemasangan sistem perkabelan. Area penggunaan dari wireless sensor ini adalah seperti sistem pemantauan tingkat polusi atau kontaminasi udara, sistem deteksi kebakaran atau semburan panas bumi, area habitat monitoring, object tracking, traffic monitoring ataupun kondisi lainnya (Maribun,S, 2008).

Pada prinsipnya pembacaan kondisi oleh sensor ini akan diinformasikan secara realtime dan keamanan data yang terjamin hingga diterima oleh pengolah data. Beberapa karakteristik dari wireless sensor ini daiantaranya :

1. Dapat digunakan pada daya yang terbatas.

2. Dapat ditempatkan pada kondisi lingkungan yang keras.

3. Dapat digunakan untuk kondisi dan pemrosesan data secara mobile. 4. Mempunyai topologi jaringan yang dinamis, dengan sistem node yang

heterogen.

2.1.2Arsitektur WSN

Gambar 2.1 Arsitektur WSN Secara Umum

Sumber : (http://telekom.ee.uii.ac.id) Pada Gambar 2.1 dapat dilihat, node sensor disebar di sauatu area sensor.

Node sensor tersebut memiliki kemampuan untuk merutekan data yang

dikumpulkan ke node lain yang berdekatan. Data dikirimkan melalui transmisi radio kemudian diteruskan menuju node BS (Base Station) yang merupakan penghubung antara node sensor dan user. Informasi tersebut dapat diakses melalui berbagai platform seperti koneksi internet atau satelit sehingga memungkinkan user untuk dapat mengakses secara realtime melalui remote server (http://digilib.ittelkom.ac.id).

Pada setiap node WSN terdiri dari 5 komponen yaitu : controller ,memory,

sensors /actuators, power supply dan communication device. Komponen –

komponen tersebut saling berkoordinasi, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.2 di bawah ini.

Gambar 2.2 Komponen-komponen Penyusun node WSN

1. Communication Device berfungsi untuk menerima dan mengirim data

menggunakan protokol IEEE 802.15.4 atau IEEE 802.11b/g kepada device lain seperti concentrator, modem Wifi dan modem RF .

2. Controller berfungsi untuk melakukakn fungsi perhitungan, mengontrol dan

memproses device yang terhubung dengan controller.

3. Sensors/Actuators berfungsi untuk men-sensing besaran-besaran fisis yang

hendak diukur. Sensor adalah seuatu alat yang mampu untuk mengubah dari energy besaran yang diukur menjadi listrik yang kemudian diubah oleh ADC menjadi deratan pulsa trkuantisasi yang kemudian bisa dibaca oleh mikrokontroler.

4. Power Supply berfungsi sumber energy bagi sistem Wireless Sensor secara

keseluruhan.

5. Memory berfungsi sebagai tambahan memory bagi sistem Wireless Sensor,

2.2 Zigbee

ZigBee adalah spesifikasi untuk jaringan protokol komunikasi tingkat tinggi, menggunakan radio digital berukuran kecil dengan daya rendah, dan berbasis pada standar IEEE (Institute of Electrical and ElectronicsEngineers) 802.15.4-2003 untuk jaringan personal nirkabel tingkat rendah, seperti saklar lampu nirkabel dengan lampu, alat pengukur listrik dengan inovasi In-Home

Display (IHD), serta perangkat - perangkat elektronik konsumen lainnya

yang menggunakan jaringan radio jarak dekat dengan daya transfer data tingkat rendah.

Teknologi yang memenuhi spesifikasi dari ZigBee adalah perangkat dengan pengoperasian yang mudah, sederhana, membutuhkan daya sangat rendah serta biaya yang murah jika dibandingkan dengan WPANs (Wireless

Personal Area Networks) lainnya, yakni Bluetooth. ZigBee fokus pada

aplikasi Radio Frequency (RF) yang membutuhkan data tingkat rendah, baterai tahan lama, serta jaringan yang aman (Faludi, 2011).

2.2.1 Topologi Jaringan Zigbee

Zigbee memiliki beberapa topology secara umum diantantaranya adalah :

a. Pair

Topology pair adalah topology yang terdiri dari 2 node. Salah satu

berupa koordinator dan yang lain berupa router atau end device.

b. Star

berada di tengah dari topology star yang terhubung melingkar dengan

end device. Setiap data yang lewat selalu melalui koodinator terlebih

dahulu. End device tidak dapat berkomunikasi secara langsung. c. Mesh

Topology mesh menugaskan setiap router sebagai koordinator

radio. Radio dapat melewatkan pesan melalui router dan end device sesuai dengan kebutuhan. Koordinator bekerja untuk memanajemen jaringan. Dapat berupa pesan rute. Berbagai macam end device dapat ditambahkan pada koordinator dan router. Dengan ini dapat mengirimkan dan menerima informasi, tapi masih membutuhkan bantuan “parent’s” untuk dapat berkomunikasi dengan node yang lain.

d. Cluster Tree

Topology cluster tree menjadikan router sebagai backbone dan

setiap router terdapat end device yang mengelilinginya. Konfigurasinya tidak jauh beda dengan topologi mesh.

Gambar 2.3 Topology zigbee pair, star, mesh dan cluster tree Sumber : (Faludi, 2011)

2.3 Arduino

Arduino adalah prototipe platform elektronik opensource yang terdiri dari mikrokontroler, bahasa pemrograman, dan IDE. Arduino adalah alat untuk membuat aplikasi interaktif, yang dirancang untuk mempermudah proyek pengguna (Banzi, 2009).

2.3.1Arduino Uno SMD R3

Arduino Uno adalah papan mikrokontroler berbasis ATmega328. Dalam bahasa Italy “Uno” berarti satu, maka peluncuran arduino ini diberi nama Uno. Arduino ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, untuk mengaktifkan cukup menghubungkannya ke komputer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai (arduino.cc, 2013).

Gambar 2.4 Arduino Uno SMD R3 Sisi Depan (Kiri) dan Belakang(Kanan) Sumber : (arduino.cc, 2013)

Secara umum arduino terdiri dari dua bagian, yaitu:

2. Software: software arduino meliputi IDE untuk menulis program, driver untuk koneksi dengan komputer, contoh program dan library untuk pengembangan program (Djuandi, 2011).

Berikut ini adalah Tabel 2.1 spesifikasi dari arduino uno smd R3: Tabel 2.1 Spesifikasi Arduino Uno SMD R3

Mikrokontroler ATmega328

Tegangan pengoperasian 5V

Tegangan input yang

disarankan 7-12V

Batas tegangan input 6-20V

Jumlah pin I/O digital 14 (6 di antaranya menyediakan keluaran PWM)

Jumlah pin input analog 6

Arus DC tiap pin I/O 40 mA

Arus DC untuk pin 3.3V 50 mA

Memori Flash 32 KB (ATmega328), sekitar 0.5 KB digunakan oleh bootloader

SRAM 2 KB (ATmega328)

EEPROM 1 KB (ATmega328)

Clock Speed 16 MHz

2.3.2 Daya (Power)

Arduino Uno dapat disuplai melalui koneksi USB atau dengan sebuah power suplai eksternal. Suplai eksternal (non-USB) dapat diperoleh dari sebuah adaptor AC ke DC atau baterai. Adaptor dapat dihubungkan dengan mencolokkan sebuah

center-positive plug yang panjangnya 2,1 mm ke power jack dari board. Kabel

lead dari sebuah battery dapat dimasukkan dalam header/kepala pin Ground (Gnd) dan pin Vin dari konektor POWER.

Board Arduino Uno dapat beroperasi pada sebuah suplai eksternal 6 sampai

mungkin mensuplai kecil dari 5 Volt dan board Arduino Uno bisa menjadi tidak stabil. Jika menggunakan suplai yang lebih dari besar 12 Volt, voltage regulator bisa kelebihan panas dan membahayakan board Arduino Uno. Range yang direkomendasikan adalah 7 sampai 12 Volt (arduino.cc, 2013).

Pin-pin dayanya adalah sebagai berikut:

1. VIN. Tegangan input ke Arduino board ketika board sedang menggunakan sumber suplai eksternal (seperti 5 Volt dari koneksi USB atau sumber tenaga lainnya yang diatur). Kita dapat menyuplai tegangan melalui pin ini, atau jika penyuplaian tegangan melalui power jack, aksesnya melalui pin ini. 2. 5V. Pin output ini merupakan tegangan 5 Volt yang diatur dari regulator

pada board. Board dapat disuplai dengan salah satu suplai dari DC power jack (7-12V), USB connector (5V), atau pin VIN dari board (7-12). Penyuplaian tegangan melalui pin 5V atau 3,3V membypass regulator, dan dapat membahayakan board. Hal itu tidak dianjurkan.

3. 3V3. Sebuah suplai 3,3 Volt dihasilkan oleh regulator pada board. Arus maksimum yang dapat dilalui adalah 50 mA.

4. GND. Pin ground.

2.3.3 Memori

ATmega328 mempunyai 32 KB yang bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan program yang dimuat dari komputer. (dengan 0,5 KB digunakan untuk bootloader). ATmega 328 juga mempunyai 2 KB SRAM yang volatile (hilang saat daya dimatikan), digunakan oleh variable-variabel di dalam program. dan 1 KB EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis (RW/read and written) (arduino.cc, 2013).

2.3.4 Input dan Ouput

Setiap 14 pin digital pada Arduino Uno dapat digunakan sebagai input dan output. Fungsi-fungsi tersebut beroperasi di tegangan 5 Volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima suatu arus maksimum 40 mA dan mempunyai sebuah resistor pull-up (terputus secara default) 20-50 kOhm. Selain itu, beberapa pin mempunyai fungsi-fungsi sebagai berikut:

1. Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan memancarkan (TX) serial data TTL (Transistor-Transistor Logic). Kedua pin ini dihubungkan ke pin-pin yang sesuai dari chip Serial Atmega8U2 USB-ke-TTL.

2. External Interrupts: 2 dan 3. Pin-pin ini dapat dikonfigurasikan untuk dipicu sebuah interrupt (gangguan) pada suatu nilai rendah, suatu kenaikan atau penurunan yang besar, atau suatu perubahan nilai.

3. PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Memberikan 8-bit PWM output dengan fungsi

analogWrite().

4. SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin-pin ini mensupport komunikasi SPI menggunakan SPI library.

5. LED: 13. Ada sebuah LED yang terpasang, terhubung ke pin digital 13. Ketika pin bernilai HIGH LED menyala, ketika pin bernilai LOW LED mati. Arduino UNO mempunyai 6 input analog, diberi label A0 sampai A5, setiapnya memberikan resolusi 10 bit. Secara default, 6 input analog tersebut mengukur tegangan dari ground sampai tegangan 5 Volt, dengan itu memungkinkan untuk mengganti batas atas dari rangenya dengan menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference(). Di sisi lainnya, beberapa pin

mempunyai fungsi spesifik yaitu pin A4 atau SDA dan pin A5 atau SCL. Mendukung komunikasi TWI dengan menggunakan Wire library. Ada sepasang pin lainnya pada board yaitu AREF referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan analogReference(), dan reset untuk mereset mikrokontroler (arduino.cc, 2013).

2.4 Software Arduino IDE

Arduino IDE adalah software yang ditulis menggunakan java dan berdasarkan pengolahan seperti, avr-gcc, dan perangkat lunak open source lainnya (Djuandi, 2011). Arduino IDE terdiri dari:

1. Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis

dan mengedit program dalam bahasa processing.

2. Verify / Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa

processing) menjadi kode biner. Sebuah mikrokontroller tidak akan bisa memahami bahasa processing, yang dipahami oleh mikrokontroller adalah kode biner.

3. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam

Gambar 2.5 Tampilan Software Arduino IDE

Pada Gambar 2.5 terdapat menu bar, kemudian toolbar di bawahnya, dan sebuah area putih untuk editing sketch, area hitam dapat disebut sebagai progress area, dan paling bawah dapat disebut sebagai “status bar”.

2.5 Bahasa Pemrograman Arduino

Arduino ini bisa dijalankan di komputer dengan berbagai macam platform karena didukung atau berbasis Java. Source program yang dibuat untuk aplikasi

mikrokontroler adalah bahasa C/C++ dan dapat digabungkan dengan assembly (arduino.cc, 2013).

1. Struktur

Setiap program Arduino (biasa disebut sketch) mempunyai dua buah fungsi yang harus ada (arduino.cc, 2013). Antara lain:

a) void setup( ) { }

Semua kode didalam kurung kurawal akan dijalankan hanya satu kali ketika program Arduino dijalankan untuk pertama kalinya.

b) void loop( ) { }

Fungsi ini akan dijalankan setelah setup (fungsi void setup) selesai. Setelah dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan lagi, dan lagi secara terus menerus sampai catu daya (power) dilepaskan.

2. Serial

Serial digunakan untuk komunikasi antara arduino board, komputer atau perangkat lainnya. Arduino board memiliki minimal satu port serial yang berkomunikasi melalui pin 0 (RX) dan 1 (TX) serta dengan komputer melalui USB. Jika menggunakan fungsi – fungsi ini, pin 0 dan 1 tidak dapat digunakan untuk input digital atau output digital (arduino.cc, 2013). Terdapat beberapa fungsi serial pada arduino, antara lain:

a) Serial.begin ( )

Fungsi ini digunakan untuk transmisi data serial dan mengatur data rate dalam bits per second (baud). Untuk berkomunikasi dengan komputer gunakan salah satu dari angka ini: 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 28800, 38400, 57600, atau 115200.

b) Serial.available ( )

Fungsi ini digunakan untuk mendapatkan jumlah data byte (characters) yang tersedia dan membacanya dari port serial. Data tersebut adalah data yang telah tiba dan disimpan dalam buffer serial yang menampung sampai 64

bytes.

c) Serial.read ( )

Fungsi digunakan untuk membaca data serial yang masuk. d) Serial.print ( ) dan Serial.println ( )

Fungsi ini digunakan untuk mencetak data ke port serial dalam format text ASCII. Sedangkan fungsi Serial.println ( )sama seperti fungsi Serial.print ( ) hanya saja ketika menggunakan fungsi ini akan mencetak data dan kemudian diikuti dengan karakter newline atau enter.

3. Syntax

Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format penulisan (arduino.cc, 2013).

a) // (komentar satu baris)

Kadang diperlukan untuk memberi catatan pada diri sendiri apa arti dari kode-kode yang dituliskan. Cukup menuliskan dua buah garis miring dan apapun yang kita ketikkan dibelakangnya akan diabaikan oleh program. b) /* */(komentar banyak baris)

Jika anda punya banyak catatan, maka hal itu dapat dituliskan pada beberapa baris sebagai komentar. Semua hal yang terletak di antara dua simbol tersebut akan diabaikan oleh program.

Digunakan untuk mendefinisikan kapan blok program mulai dan berakhir (digunakan juga pada fungsi dan pengulangan).

d) ;(titk koma)

Setiap baris kode harus diakhiri dengan tanda titik koma (jika ada titik koma yang hilang maka program tidak akan bisa dijalankan).

4. Variabel

Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas. Variabel inilah yang digunakan untuk memindahkannya (arduino.cc, 2013).

a) int (integer)

Digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16 bit). Tidak mempunyai angka desimal dan menyimpan nilai dari -32,768 dan 32,767. b) long (long)

Digunakan ketika integer tidak mencukupi lagi. Memakai 4 byte (32 bit) dari memori (RAM) dan mempunyai rentang dari -2,147,483,648 dan 2,147,483,647.

c) boolean (boolean)

Variabel sederhana yang digunakan untuk menyimpan nilai TRUE (benar) atau FALSE (salah). Sangat berguna karena hanya menggunakan 1 bit dari RAM.

d) float (float)

Digunakan untuk angka desimal (floating point). Memakai 4 byte (32 bit) dari RAM dan mempunyai rentang dari -3.4028235E+38 dan 3.4028235E+38.

e) char (character)

Menyimpan 1 karakter menggunakan kode ASCII (misalnya ‘A’ = 65). Hanya memakai 1 byte (8 bit) dari RAM.

5. Operator Matematika

Operator yang digunakan untuk memanipulasi angka (bekerja seperti matematika yang sederhana) (arduino.cc, 2013).

a) = (sama dengan)

Membuat sesuatu menjadi sama dengan nilai yang lain (misalnya: x = 10 * 2, x sekarang sama dengan 20).

b) % (persen)

Menghasilkan sisa dari hasil pembagian suatu angka dengan angka yang lain (misalnya: 12 % 10, ini akan menghasilkan angka 2).

c) + (penjumlahan) d) – (pengurangan) e) * (perkalian) f) / (pembagian)

6. Operator Pembanding

Digunakan untuk membandingkan nilai logika. a) ==

Sama dengan (misalnya: 12 == 10 adalah FALSE (salah) atau 12 == 12 adalah TRUE (benar)).

b) !=

Tidak sama dengan (misalnya: 12 != 10 adalah TRUE (benar) atau 12 != 12 adalah FALSE (salah)).

c) <

Lebih kecil dari (misalnya: 12 < 10 adalah FALSE (salah) atau 12 < 12 adalah FALSE (salah) atau 12 < 14 adalah TRUE (benar)).

d) >

Lebih besar dari (misalnya: 12 > 10 adalah TRUE (benar) atau 12 > 12 adalah FALSE (salah) atau 12 > 14 adalah FALSE (salah)).

7. Struktur Pengaturan

Program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan dijalankan berikutnya, berikut ini adalah elemen dasar pengaturan (banyak lagi yang lain dan bisa dicari di internet) (arduino.cc, 2013)

a) If else, dengan format seperti berikut ini: if (kondisi) { }

else if (kondisi) { } else { }

Dengan struktur seperti di atas program akan menjalankan kode yang ada di dalam kurung kurawal jika kondisinya TRUE, dan jika tidak (FALSE) maka akan diperiksa apakah kondisi pada else if dan jika kondisinya FALSE maka kode pada else yang akan dijalankan.

b) While, dengan format seperti berikut ini: While(kondisi) {}

Dengan struktur ini, while akan melakukan pengulangan terus menurus dan tak terbatas sampai kondisi didalam kurung ( ) menjadi false.

c) for, dengan format seperti berikut ini: for (int i = 0; i < #pengulangan; i++) { }

Digunakan bila ingin melakukan pengulangan kode di dalam kurung kurawal beberapa kali, ganti #pengulangan dengan jumlah pengulangan yang diinginkan. Melakukan penghitungan ke atas dengan i++ atau ke bawah dengan i–-.

8. Operator Boolean

Operator ini dapat digunakan dalam kondisi if, antara lain: a) && (logika and), dengan format seperti berikut ini:

if (digitalRead(2) == HIGH && digitalRead(3) == HIGH) {}

Digunakan bila ingin mendapatkan nilai yang true hanya jika kedua input bernilai HIGH.

b) | | (logika or), dengan format seperti berikut ini: if (x > 0 || y > 0) {}

Digunakan bila ingin mendapatkan nilai yang true hanya jika nilai x dan y lebih besar dari 0.

c) ! (not), dengan format seperti berikut ini: if (!x) {}

Digunakan bila ingin mendapatkan nilai yang true hanya jika nilai tidak sama dengan x.

9. Digital

a) pinMode(pin, mode)

Digunakan untuk menetapkan mode dari suatu pin, pin adalah nomor pin yang akan digunakan dari 0-19 (pin analog 0-5 adalah 14-19). Mode yang bisa digunakan adalah INPUT atau OUTPUT.

Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai OUTPUT, pin tersebut dapat dijadikan HIGH (5 volts) atau LOW (diturunkan menjadi ground).

c) digitalRead(pin)

Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai INPUT maka anda dapat menggunakan kode ini untuk mendapatkan nilai pin tersebut apakah HIGH (5 volts) atau LOW (diturunkan menjadi ground).

10. Analog

Arduino adalah mesin digital tetapi mempunyai kemampuan untuk beroperasi di dalam analog. Berikut ini cara untuk menghadapi hal yang bukan digital.

a) analogWrite(pin, value)

Beberapa pin pada Arduino mendukung PWM (pulse width modulation) yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, 11. Ini dapat merubah pin hidup (on) atau mati (off) dengan sangat cepat sehingga membuatnya dapat berfungsi layaknya keluaran analog. Value (nilai) pada format kode tersebut adalah angka antara 0 ( 0% duty cycle ~ 0V) dan 255 (100% duty cycle ~ 5V).

b) analogRead(pin)

Ketika pin analog ditetapkan sebagai INPUT anda dapat membaca keluaran voltase-nya. Keluarannya berupa angka antara 0 (untuk 0 volts) dan 1024 (untuk 5 volts).

2.6 Xbee Series 2 Chip Antenna dan Xbee Pro Series 2 Wire Antenna

Xbee series 2 modul RF dirancang untuk beroperasi dalam protokol ZigBee dengan biaya yang murah dan jaringan sensor nirkabel menggunakan daya yang rendah. Modul ini membutuhkan daya yang rendah dan dapat melakukan

pengiriman data yang handal antara perangkat dengan jarak yang jauh. Modul ini beroperasi pada frekuensi 2.4 GHz (Inc, XBee Series 2 OEM RF Modules, 2007).

Xbee series 2 ini mempunyai beberapa model antena, salah duanya adalah

chip antenna dan wire antenna. Chip antenna merupakan suatu chip keramik yang

terletak pada board modul Xbee, bentuknya lebih kecil. Chip antenna memiliki pola radiasi cardoid, yang artinya sinyal dilemahkan dalam berbagai arah dan sangat baik digunakan dalam area yang tidak terlalu besar atau kecil. Sedangkan

wire antenna merupakan suatu antena kawat yang terletak pada board modul

Xbee, wire antenna memiliki pola radiasi omndirectional yang artinya jarak transmisi maksimum hampir sama pada semua arah ketika antena tersebut tegak lurus terhadap modul. Gambar 2.6 merupakan gambar dari modul Xbee series 2

chip antenna dan Gambar 2.7 merupakan gambar dari modul Xbee series 2 wire

antenna (Faludi, 2011).

Gambar 2.6 Xbee Series 2 Chip Antenna

Berikut adalah spesifikasi dari modul Xbee pro series 2 chip antenna (Inc, XBee Series 2 OEM RF Modules, 2007):

1. Jarak jangkauan indoor 133 ft atau 40 meter.

2. Jarak jangkauan outdoor line of sight 400 ft atau 120 meter. 3. Transmit power output 2 mW (+ 3 dbm).

4. Radio Frekuensi data rate 250 Kbps. 5. Frekuensi 2.4 GHz.

6. Receiver sensitivity -98 dbm (1 % pakcet error rate).

7. Antena menggunakan chip antenna.

Berikut adalah spesifikasi dari modul Xbee pro series 2 wire antenna : 1. Jarak jangkauan indoor 300 ft (90 meter) dan 200 ft (60 meter)

2. Jarak jangkauan outdoor line of sight 2 miles atau 3200 meter dan 5000 ft atau 1500 meter (variant lainnya).

3. Transmit power output 50 mW (+ 17 dbm). 4. Radio Frekuensi data rate 250 Kbps. 5. Frekuensi 2.4 GHz.

6. Receiver sensitivity -102 dbm.

7. Antena menggunakan wire antenna.

2.6.1 Mode Xbee AT/Transparent

Dalam mode transparent/AT, modul Xbee bertindak sebagai pengganti

serial line. Semua data UART (Universal Asincrhounus Recivier transmiter)

diterima melalui pin input akan ditransmisikan. Ketika data tersebut diterima maka data akan dikirimkan keluar (Xbee lainnya) melalui pin output. Data atau

paket yang diterima bisa ditujukan ke satu sasaran (point to point) atau ke beberapa sasaran (star/broadcast) (Inc, XBee Series 2 OEM RF Modules, 2007). 2.6.2 Komunikasi Serial Xbee Series 2

Xbee series 2 merupakan sebuah modul yang terdiri dari receiver dan tranmitter melalui port serial. Melalui port serial ini Xbee dapat berkomunikasi secara UART (Universal Asincrhounus Recivier transmiter). Gambar 2.8 menunjukkan diagram sistem aliran data secara UART (Inc, XBee Series 2 OEM RF Modules, 2007).

Gambar 2.8 Diagram Sistem Aliran Data UART pada Xbee 2.6.3 Xbee USB Adapter dan Software X-CTU

Xbee usb adapter pada Gambar 2.9 merupakan alat untuk menghubungkan modul Xbee ke komputer dengan kabel mini usb pada Gambar 2.9 dan selanjutnya dapat dikonfigurasi menggunakan software X-CTU seperti pada Gambar 2.10. software X-CTU merupakan software yang digunakan untuk mengkonfigurasi Xbee agar dapat berkomunikasi dengan Xbee lainya. Parameter yang harus diatur adalah PAN ID (Personal Area Network) ID yaitu parameter yang mengatur radio mana saja yang dapat berkomunikasi, agar dapat berkomunikasi PAN ID dalam satu jaringan harus sama. Xbee dapat berkomunikasi point to point dan point to multipoint (broadcast).

Gambar 2.9 Xbee Usb Adapter dan Kabel Mini Usb

Gambar 2.10 Tampilan Software X-CTU

Pada Gambar 2.10 software X-CTU, terdapat empat tab di bagian atas program. Masing – masing tab mempunyai fungsi yang berbeda – beda. Berikut adalah ke empat tab tersebut:

1. PC Settings

Pada tab ini mengijinkan pengguna untuk memilih COM port yang diinginkan dan mengkonfigurasi port tersebut sesuai pengaturan Xbee yang diinginkan. Terdapat tombol Test / Query pada tab PC Settings, tombol ini digunakan untuk menguji COM port yang telah dipilih, jika pengaturan dan

COM port benar, maka akan muncul kotak dialog respon seperti pada

Gambar 2.11.

Gambar 2.11 Kotak Dialog Respon

2. Range Test

Pada tab range test ini, pengguna dapat melakukan pengujian range test antara dua Xbee dengan mengirimkan paket data yang ditentukan pengguna dan memverifikasi apakah paket data yang dikirim sama dengan yang diterima.

3. Terminal

Pada tab ini, pengguna memungkikan akses ke COM port komputer dengan program terminal emulation. Tab ini juga memungkinkan untuk mengakses

menerima data dalam format Hex dan ASCII dengan memilih Assemble

Packet (Gambar.2.12).

Gambar 2.12Tab Terminal

Gambar 2.13 Assemble Packet

Pada Gambar 2.13 area putih dalam terminal tab ini berisi data informasi komunikasi yang terjadi antara 2 Xbee atau lebih. Teks yang berwarna biru merupakan teks yang telah diketik pengguna dan diarahkan ke port serial Xbee sedangkan teks merah merupakan data yang masuk dari port serial Xbee.

4. Modem Configuration Tab

Pada tab ini, pengguna dapat melakukan pemrograman pada pengaturan

firmware Xbee dan merubah versi firmwarenya melalui Graphical User Interface

(GUI). Terdapat 4 fungsi dasar dalam modem configuration tab, yaitu: 1. Menyediakan fasilitas GUI untuk mengatur firmware pada Xbee. 2. Read dan write firmware ke mikrokontroller Xbee.

Untuk dapat membaca (read) firmware Xbee, pertama hubungkan Xbee dengan Xbee usb adapter yang telah terhubung dengan kabel mini usb, kemudian hubungkan kabel tersebut ke komputer melalui interface usb. Jalankan aplikasi X-CTU pada komputer, selanjutnya atur com port pada tab

PC Settings seperti Gambar 2.14. Pada tab Modem Configuration, klik

“Read” pada bagian Modem Parameter and Firmware (Gambar 2.15).

Gambar 2.15Tab Modem Configuration

Setelah firmware Xbee telah terbaca, terdapat tiga warna dalam pengaturan konfigurasi (Gambar 2.16) yaitu hitam yang berarti read-only dan tidak bisa dirubah nilainya, kemudian hijau yang berarti nilai default Xbee dan biru yang berarti nilai yang pengguna tentukan sesuai keinginan. Untuk mengubah nilai parameter yang bisa dirubah, klik paramater tersebut kemudian ketik nilai yang baru sesuai keinginan pengguna. Untuk memudahkan pengisian nilai, terdapat deskripsi atau keterangan dalam pengisian nilai pada setiap parameter yang berada pada bagian bawah. Setelah semua nilai – nilai yang baru masuk, maka nilai tersebut dapat disimpan ke memori non-volatile pada Xbee. Klik tombol “Write” pada bagian Modem Parameter and Firmware untuk menyimpan konfigurasi parameter ke memori pada Xbee (Gambar 2.16).

Gambar 2.16 Firmware Xbee Telah Terbaca

3. Meng-update firmware pada Xbee

User atau pengguna dapat meng-update firmware pada Xbee baik melalui web atau menginstalnya dari file.zip atau disk. Klik “Download New

Versions” pada bagian Versions (Gambar 2.16). Klik tombol Web jika ingin

meng-update file firmware melalui web atau klik tombol File jika ingin meng-update melalui file.zip atau disk (Gambar 2.17).

4. Save atau load modem profile

X-CTU dapat menyimpan dan men-load profil modem atau konfigurasi yang telah disimpan, ini sangat berguna ketika paramater konfigurasi yang sama ditetapkan pada beberapa Xbee yang berbeda (Gambar 2.18).

Gambar 2.18Save dan Load Modem Profile

2.7 Xbee Shield

Xbee shield merupakan suatu board yang dapat menghubungkan board arduino untuk berkomunikasi secara nirkabel atau wireless menggunakan modul Xbee atau Zigbee seperti pada Gambar 2.19 (arduino.cc, 2013).

Gambar 2.19 Xbee Shield

Xbee shield memiliki dua jumper terbuat dari plastik yang dapat di

removeable dari tiga pin pada shield yang berlabel Xbee/USB (Gambar 2.20).

Jumper ini menentukan komunikasi serial Xbee agar terhubung pada komunikasi serial antar mikrokontroller atau USB pada board arduino (arduino.cc, 2013).

Gambar 2.20 Jumper pada Xbee Shield

2.8 Visual Basic

Visual Basic adalah salah suatu development tools untuk membangun

menggunakan pendekatan Visual untuk merancang user interface dalam bentuk form. Tampilan Visual Basic terdapat pada Integrated Development Environment (IDE) seperti pada Gambar 2.21.

Gambar 2.21 Tampilan Utama Visual Basic 6.0

Sumber : (Octovhiana, 2003)

Adapun pejelasan jendela-jendela adalah sebagai berikut :

a) Menu Bar, digunakan untuk memilih tugas-tugas tertentu seperti

menyimpan project, membuka project, dll

b) Main Toolbar, digunakan untuk melakukan tugas-tugas tertentu

dengan cepat.

c) Jendela Project, jendela berisi gambaran dari semua modul yang terdapat dalam aplikasi.

d) Jendela Form Designer, jendela merupakan tempat anda untuk merancang user interface dari aplikasi.

e) Jendela Toolbox, jendela berisi komponen-komponen yang dapat anda gunakan untuk mengembangkan user interface.

f) Jendela Code, merupakan tempat bagi anda untuk menulis koding. Anda dapat menampilkan jendela dengan menggunakan kombinasi Shift-F7.

g) Jendela Properties, merupakan daftar properti-properti object yang sedang terpilih. Sebagai contohnya anda dapat mengubah warna tulisan (foreground) dan warna latar belakang (background). Anda dapat menggunakan F4 untuk menampilkan jendela properti.

h) Jendela Color Palette, adalah fasilitas cepat untuk mengubah warna suatu object.

i) Jendela Form Layout, akan menunjukan bagaimana form bersangkutan ditampilkan ketika runtime (Octovhiana, 2003).

36

METODE PENELITIAN DAN PERANCANGAN SISTEM

3.1 Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan pada perancangan ini adalah perancangan sistem wireless sensor network dengan menggunakan ZigBee sebagai media pengiriman sinyal. Zigbee series 2 modul RF dirancang untuk beroperasi dalam protokol ZigBee dengan biaya yang murah dan jaringan sensor nirkabel menggunakan daya yang rendah (Faludi, 2011). Modul ini beroperasi pada frekuensi 2.4 GHz dan memiliki jarak jangkauan indoor 133 ft atau 40 meter dan jarak jangkauan outdoor 400 ft atau 120 meter tanpa adanya halangan (Inc, XBee Series 2 OEM RF Modules, 2007).

Dengan terbatasnya kemampuan ZigBee untuk mentrasmisikan sinyal tersebut berdasarkan kebutuhan arsitektur bangunan yang ada maka penulis membuat sebuah topologi jaringan mesh dalam penerapan penelitian ini. Dengan menggunakan topologi jaringan mesh diharapkan dapat mengatasi masalah pengiriman sinyal ECG yang terkendala dengan bentuk arsitektur bangunan ataupun jarak ruangan.

3.2 Model Perancangan

Pada perancangan ini penulis menggambarkan perancangan sistemnya seperti pada gambar berikut ini.

Gambar 3.1. Gambar Perancangan Sistem

Pada perancangan sistem ini menggunakan topologi mesh seperti terlihat pada gambar 3.1. Model topologi mesh ini digunakan agar node end device dapat mengirimkan sinyal jantung kepada node coordinator melalui node router 1 atau

node router 2 tanpa ada kegagalan karena kendala infrastruktur gedung ataupun

jarak kemampuan pengiriman data oleh ZigBee. selain itu topologi ini memiliki fleksibilitas yang lebih besar dibanding topologi lainnya. Jika sebuah router tertentu gagal, maka jaringan dapat merekonstruksi jalur alternatif melalui router lain dalam jaringan.

Jumlah node yang digunakan pada perancangan kali ini berjumlah 4 node, yaitu node coordinator, router 1,2 dan node end device. Masing-masing node memiliki tugas berbeda-beda seperti berikut ini :

1. Nodeend device

Pada node ini, node bertanggung jawab sebagai pencatat hasil rekaman sinyal jantung pada pasien, dan mengirimkan data pada node

coordinator melalui node router 1,2 sesuai dengan protokol yang telah

2. Node router 1

Pada node ini, hasil pengiriman sinyal yang dikirimkan oleh

node end device apabila dikirimkan ke node router ini maka akan

diteruskan langsung menuju ke node coordinator atau apabila tidak memungkinkan maka akan diteruskan menuju node router 2 untuk diteruskan ke node coordinator.

3. Node router 2

Pada node ini, hasil pengiriman sinyal yang dikirimkan oleh

node end device apabila dikirimkan ke node router ini maka akan

diteruskan langsung menuju ke node coordinator atau apabila tidak memungkinkan maka akan diteruskan menuju node router 1 untuk diteruskan ke node coordinator.

4. Node coordinator

Node coordinator bertanggung jawab atas penerimaan data yang

telah dikirimkan oleh node end device sensor jantung. Data yang diterima node ini masih belum diolah, tapi data yang diterima sesuai dengan protokol pengiriman data. Pada node coordinator data langsung diolah dan di tampilkan dalam PC dengan menggunakan software visual basic.

3.3 Perancangan Sistem

Adapun blok diagram perancangan sistem ditunjukkan pada gambar 3.2 berikut ini.

Gambar 3.2. Blok Diagram Sistem

Dalam tugas akhir ini, penulis hanya akan memfokuskan penjelasan data yang dikirim dari nodeend device ke node coordinator. dan juga hasil unjuk kerja jaringan topologi mesh pada transmisi sinyal auskultasi jantung dari node end

device ke node coordinator.

3.4 Perancangan perangkat keras 3.4.1 Perancangan sensor jantung

Untuk dapat mendeteksi adanya detak jantung pasien secara elektronik, maka dibutuhkan sensor. Sensor yang digunakan pada penelitan transimsi sinyal auskultasi jantung ini adalah dengan menggunakan modul ECG (Heart Rate

Monitor) yang disambungkan dengan mikrokontroler arduino untuk bisa

dipasangkan pada tubuh pasien dengan menjepitkan pada kedua pergelangan tangan dan pergelangan kaki kanan pasien.

Heart Rate Monitor adalah modul yang digunakan untuk mengukur

aktivitas listrik jantung. aktivitas listrik ini dapat memetakan sebagai ECG atau elektrokardiogram dan output sebagai pembaca analog. ECG bisa sangat bising, Lead Tunggal AD8232 Heart Rate Monitor bertindak sebagai op amp untuk membantu mendapatkan sinyal yang jelas dari PR dan Interval QT lebih mudah.

AD8232 adalah sebuah blok pengkondisian sinyal terintegrasi untuk ECG dan aplikasi pengukuran biopotential lainnya. Hal ini dirancang untuk mengekstrak, memperkuat, dan menyaring sinyal biopotential kecil dihadapan kondisi bising, seperti yang dibuat oleh gerakan atau penempatan elektroda terpencil.

Heart Rate Monitor memiliki sembilan koneksi dari IC yang dapat Anda

solder pin, kabel, atau konektor lain untuk. SDN, LO +, lo-, OUTPUT, 3.3V, GND memberikan pin penting untuk operasi monitor ini dengan Arduino atau mikrokontroler lainnya. Juga terdapat pin lain yaitu RA (Right Arm), LA (Left Arm), dan RL (Right Leg) pin untuk disambungkan dengan Elektroda Jepit. Selain itu, ada lampu indikator LED yang akan berdenyut dengan irama jantung berdetak.

Gambar 3.3. Heart Rate Monitor (Modul ECG)

3.4.2 Perancangan rangkaian Xbee Zigbee S2B

Agar modul arduino dapat berkomunikasi secara serial wireless dengan perangkat lain, maka dibutuhkan rangkaian wireless yang dalam perancangan ini menggunakan modul Zigbee S2B. modul zigbee dapat berkomunikasi wireless dan diakses menggunakan komunikasi serial TTL (Time to Live). Adapun port serial yang digunakan untuk pengendalian dan pembacaan modul Xbee adalah TX0 dan RX0 pada modul arduino sebagaimana ditunjukkan pada gambar 3.4:

Gambar 3.4 Hubungan Rangkaian Xbee dan arduino

3.4.3 Perancangan rangkaian USB to serial Xbee

Untuk dapat menerima data serial hasil pengiriman dari node 1 dan node 2 atau perangkat wireless Xbee pengirim, maka pada bagian penerima juga dibutuhkan Xbee. Sementara itu agar hasil pembacaan dan pengiriman data pada Xbee dapat diproses menggunakan laptop atau PC, maka dibutuhkan konverter USB to serial. Untuk itu pada perancangan ini digunakan modul USB to serial Xbee yang difungsikan khusus untuk menjembatani antarmuka UART antara komputer dengan Xbee. Adapun rangkaian modul USB to serial Xbee ditunjukkan pada gambar 3.5 :

P W M C O M U N IC A T IO N DIGITAL A N A L O G IN A T M E G A 2 5 6 0 1 6 A U 1 1 2 6 TX0 TX3 TX2 TX1 SDA SCL RX0 RX3 RX2 RX1 PD0/SCL/INT0 21 PD1/SDA/INT1 20 PD2/RXD1/INT2 19 PD3/TXD1/INT3 18 PH0/RXD2 17 PH1/TXD2 16 PJ0/RXD3/PCINT9 15 PJ1/TXD3/PCINT10 14 PE0/RXD0/PCINT8 0 PE1/TXD0/PDO 1 PE4/OC3B/INT4 2 PE5/OC3C/INT5 3 PG5/OC0B 4 PE3/OC3A/AIN1 5 PH3/OC4A 6 PH4/OC4B 7 PH5/OC4C 8 PH6/OC2B 9 PB4/OC2A/PCINT4 10 PB5/OC1A/PCINT5 11 PB6/OC1B/PCINT6 12 PB7/OC0A/OC1C/PCINT7 13 AREF P A 0 /A D 0 2 2 P A 1 /A D 1 2 3 P A 2 /A D 2 2 4 P A 3 /A D 3 2 5 P A 4 /A D 4 2 6 P A 5 /A D 5 2 7 P A 6 /A D 6 2 8 P A 7 /A D 7 2 9 P C 6 /A 1 4 3 1 P C 5 /A 1 3 3 2 P C 4 /A 1 2 3 3 P C 3 /A 1 1 3 4 P C 2 /A 1 0 3 5 P C 1 /A 9 3 6 P C 0 /A 8 3 7 P D 7 /T 0 3 8 P G 2 /A L E 3 9 P G 1 /R D 4 0 P G 0 /W R 4 1 P L 7 4 2 P L 6 4 3 P L 5 /O C 5 C 4 4 P L 4 /O C 5 B 4 5 P L 3 /O C 5 A 4 6 P L 2 /T 5 4 7 P L 1 /I C P 5 4 8 P L 0 /I C P 4 4 9 P B 3 /M IS O /P C IN T 3 5 0 P B 2 /M O S I/ P C IN T 2 5 1 P B 1 /S C K /P C IN T 1 5 2 P B 0 /S S /P C IN T 0 5 3 PK7/ADC15/PCINT23 A15 PK6/ADC14/PCINT22 A14 PK5/ADC13/PCINT21 A13 PK4/ADC12/PCINT20 A12 PK3/ADC11/PCINT19 A11 PK2/ADC10/PCINT18 A10 PK1/ADC9/PCINT17 A9 PK0/ADC8/PCINT16 A8 PF7/ADC7/TDI A7 PF6/ADC6/TDO A6 PF5/ADC5/TMS A5 PF4/ADC4/TCK A4 PF3/ADC3 A3 PF2/ADC2 A2 PF1/ADC1 A1 PF0/ADC0 A0 RESET P C 7 /A 1 5 3 0 ARDUINO ARDUINO MEGA2560 R3

RXD TXD

wire antenna

Modul Xbee 2,4Ghz

GND Vcc

S2B 5V

Gambar 3.5 Rangkaian modul USB to Serial Xbee pada base station

Sementara itu bentuk fisik dari modul USB to serial Xbee ditunjukkan pada gambar 3.6

Gambar 3.6 modul USB to serial Xbee

3.4.4 Arduino 2560

Pada gambar 3.2 terdapat 2 arduino 2560 yang memiliki fungsi yang sama yaitu membaca sensor yang memiliki nilai analog, pembacaan data dilakukan dengan cara inputan yang berasal dari sensor diletakkan pada PORT A0, untuk membaca nilai dari sinyal analog tersebut digunakan fungsi ReadAnalog didalam modul arduino.

Pada modul arduino juga dilakukan pemberian tanda pada data yang akan ditransmisikan. Adapun format pengiriman data seperti terlihat pada gambar di bawah ini. VCC 1 D+ 3 D- 2 GND 4 J1 USBCONN vcc D+ D-Gnd

USB to TTL

RXD TXD

Gnd

ke USB PC/LAPTOP

DTR CTS

RXD TXD

wire antenna

Modul Xbee 2,4Ghz

GND Vcc

S2B

Gambar 3.7 Format Pengiriman Data

Berikut penjelasan dari gambar 3.7 : 1. % : penanda awal pengiriman data

2. DATA : data sinyal auskultasi jantung yang dikirimkan 3. # : penanda akhir pengiriman data

Hal tersebut dibuat untuk memudahkan dalam pengolahan data pada saat penerimaan data pada coordinator. Selanjutnya arduino mengirimkan informasi yang dipancar melalui pemancar data zigbee.

3.4.5 Xbee

Untuk mengirimkan data dari node end device ke coordinator diperlukan sebuah pemancar data. dalam penelitian ini penulis menggunakan Xbee Series 2 untuk pemancar data. Konfigurasi yang dilakukan pada Xbee sangat penting, agar data dapat dikirimkan ke alamat yang sesuai.

Untuk mengkonfigurasi Xbee tersebut dibutuhkan sebuah software.

Software yang biasa digunakan untuk mengkonfigurasi Xbee salah satunya ialah

X-CTU.

Xbee dikonfigurasi untuk menjadi Znet 2.5 Router/end device dalam mode AT untuk Xbee yang terdapat pada node end device dan node router 1,2

serta Znet 2.5 coordinator dalam mode AT untuk node coordinator. Dalam mengkonfigurasi Xbee series 2 hal yang terpenting ialah mengisi nilai PAN ID.

Langkah pertama untuk dapat berkomunikasi dalam satu jaringan, maka PAN ID antar Xbee harus diisi dengan nilai yang sama. Selanjutnya perangkat Xbee akan membangun jaringan secara otomatis. Node coordinator akan memulai jaringan ZigBee dengan melakukan pencarian PAN ID pada area tersebut dan saluran yang tersedia, kemudian router atau end device yang berada disekitarnya dapat bergabung dengan node coordinator. setelah itu akan terbentuk jaringan ZigBee dengan topologi Mesh dimana node end device dapat mengirimkan data menuju node coordinator secara langsung ataupun melalui node router 1,2 secara otomatis yang memungkinkan data itu terkirim melalui jalur manapun.

3.4.6 Rancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak bertujuan untuk menampilkan sinyal ECG secara visual dan menyimpan data sinyal ECG ke dalam file dengan format “.txt”. adapun perancangan perangkat lunak seperti terlihat pada flowchart seperti gambar 3.8

Start

Inisialisasi

Baca Sensor ECG

Nilai Sensor ECG NULL

Save Data Sinyal ECG

Tampilkan Sinyal ECG

User meminta STOP

Stop Tidak Ya

Ya

Tidak

Gambar 3.8Flow Chart PerancanganPerangakat Lunak

Pada gambar di atas merupakan alur untuk kerja dari perangkat lunak, pembacaan sensor ECG adalah untuk mengambil sinyal dari perangkat ECG untuk ditampilkan secara visual ke layar PC dan menyimpan data sinyal ECG ke dalam database. Jika nilai sensor NULL maka program akan membaca sensor ECG lagi sampai mendapatkan nilai, jika sensor tidak NULL maka nilai tersebut akan diproses untuk disimpan terlebih dahulu kedalam database kemudian dimunculkan secara visual ke layar PC. Program akan mengulang terus menerus selama User tidak meminta stop, jika User tidak meminta stop maka sinyal ECG yang didapat dan disimpan akan semakin banyak.

3.4.7 Program Membaca Sensor ECG

Diagram alir untuk mengambil sinyal ECG terhadap tubuh pasien berdasarkan pembacaan sensor ECG dan dikirim ke PC untuk ditampilkan dan disimpan data sinyal ECG terdapat pada Gambar 3.9.

Start

Setting serial = 115200 PinMode(10, Input)

PinMode(11, Input)

Mikrokontroler aktif

AnalogRead (ADC)

ADC >0 Ya

Ya

SerialPrint (ADC)

End

Tidak

Delay (2ms) Tidak

Gambar 3.9 Diagram alir Pengiriman Data Auskultasi Jantung Pada dasarnya konsep dari sensor jantung adalah menerima setiap suara,, kemudian melakukan pengambilan tegangan yang keluar dari tubuh melalui sensor ECG dan data sensor ECG tersebut diolah pada mikrokontroller menjadi data digital melalui pin ADC. Setelah itu dikirim ke Komputer, maka dibuatlah algoritma seperti gambar 3.9. selain dikirim dan ditampilkan pada komputer maka modul Xbee yang juga terpasang pada arduino dan telah di konfigurasi sebagai

end device juga akan mengambil nilai pada serial port kemudian mengirimkan data hasil auskultasi jantung kepada node coordinator secara wireless. Lalu kemudian hasil pengiriman data bisa di simpan dan ditampilkan juga pada komputer yang terdapat pada node coordinator. Berikut potongan program pembacaan sensor ECG serta mengirim data tersebut ke Komputer :

void setup() {

// initialize the serial communication: Serial.begin(115200);

pinMode(10, INPUT); // Setup for leads off detection LO + pinMode(11, INPUT); // Setup for leads off detection LO - }

void loop() {

if((digitalRead(10) == 1)||(digitalRead(11) == 1)){ Serial.print("%");

Serial.print(analogRead(A0)); Serial.println("#");

} else{

// send the value of analog input 0: Serial.print("%");

Serial.print(analogRead(A0)); Serial.println("#"); }

//Wait for a bit to keep serial data from saturating delay(2);

}

Pemrograman Ardunino Mega 2560 merupakan sebuah pemrograman modul, maka pemrograman langsung dilakukan pada setiap pin. Pin 10 dan 11 digunakan sebagai filter untuk leads. Jika salah satu dari pin 10 tau 11 mendapatkan input HIGH, maka lead dinyatakan tidak terpasang.

3.4.8 Program Memunculkan Sinyal ECG di Visual Basic

Pada saat memunculkan sinyal ECG secara visual terdapat flowchart dimana flowchart tersebut merupakan alur dari cara untuk memunculkan sinyal ECG secara visual di Visual Basic. Di bawah ini pada gambar 3.10 merupakan diagram alir dari pada program Visual Basic.

Start

Connect port serial

Ambil dan Simpan Data ECG Port Serial CONNECTED

Port Serial

DISCONNECTED

Tampilkan Data Secara Visual

Stop

Tidak

Ya

Tidak

Ya

Gambar 3.10 Diagram alir Pengambilan Data ECG

Dari diagram alir di atas, Visual basic pada komputer end device berfungsi untuk mengolah data yang dikirimkan oleh mikrokontroller untuk disimpan kemudian ditampilkan secara visualisasi dalam bentuk sinyal. Untuk

memulai pengambilan data adalah harus memilih PORT yang digunakan oleh mikrokontroler, setelah itu koneksikan PORT yang sudah dipilih sebelum. Jika sudah terkoneksi maka pengambilan data ECG langsung disimpan dalam file dalam format “.txt”. Tombol “disconnect” digunakan untuk menghentikan pengambilan data seperti Gambar 3.11.

Berikut adalah tampilan program untuk membaca sinyal ECG :

Gambar 3.11 Tampilan Program ECG di Visual Basic

3.5 Metode Analisa

Pada transmisi sinyal auskultasi ini, selain pembuatan algoritma pengiriman data, hal terpenting lainnya adalah analisa dari hasil pengiriman itu sendiri agar dapat diketahui seberapa baik sistem yang telah dibangun.

3.5.1 Peletakan Elektroda Jepit

Dalam transmisi sinyal auskultasi, komponen terpenting adalah data yang diambil dari auskultasi jantung. Maka tahapan yang pertama dilakukan adalah mengambil data auskultasi dengan meletakkan sensor pada pergelengan kedua tangan dan pergelangan kaki kanan.

Posisi jantung manusia adalah pada tulang iga manusia ke 6 di sebelah kiri dada manusia, atau 5 cm di atas ulu hati di sebelah kiri. Peletakan sensor sangat berpengaruh, karena apabila sensor tidak diletakkan pada bagian yang tepat maka data yang akan diterima berupa data noise. Posisi peletakan sensor dilihat pada gambar 3.12.

3.5.2 Pengambilan Sinyal Auskultasi Jantung

Proses pengambilan data dilakukan saat semua alat terpasang, dan proses pengiriman data berlangsung. Seperti yang dijelaskan di atas, melalui grafik kita dapat melihat apakah sensor sudah berada pada posisi yang tepat.

Data pada masing – masing end device dan coordinator akan tersimpan pada sebuah file. File inilah yang nantinya digunakan untuk menganalisa seberapa baik sistem dapat mentransmisikan sinyal auskultasi jantung dari node end device ke titik coordinator secara bersamaan dengan menggunakan topologi mesh.

Pengambilan sinyal jantung dilakukan selama 30 detik untuk mendapatkan hasil transmisi sinyal jantung. Hal ini dikarenakan penerimaan data pada titik coordinator lebih lama karena adanya proses pemisahan data yang terjadi pada titik coordinator. Contoh sinyal jantung hasil auskultasi terlihat dalam gambar 3.13.

Gambar 3.13 Hasil Sinyal Askultasi Jantung

0 100 200 300 400 500 600 700 800 1 16 3 32 5 48 7 64 9 81 1 97 3 11 35 12 97 14 59 16 21 17 83 19 45 21 07 22 69 24 31 25 93 27 55 29 17 30 79 32 41 34 03 35 65 37 27 38 89 40 51

3.5.3 Analisa Transmisi Sinyal Auskultasi Jantung

Cara menganalisa hasil transmisi jantung adalah dengan memindah data dari file penyimpanan ke file excel. Lalu data dibandingkan antara data inputan dengan data yang berasal dari receiver. Posisi data pertama yang sesuai dengan data yang ada pada transmiter adalah data yang berhasil dikirim dan diterima. Sehingga dapat diketahui delay penerimaan data dari data yang telah dikirim.

Dari semua data yang dikirim terdapat loss data, loss data dapat diketahui dari data yang tidak sesuai dengan data yang terdapat pada pengiriman, dan dengan mengurangkan jumlah data yang terkirim dengan jumlah data yang telah diterima. Maka data yang loss akan dapat diketahui.

Gambar 3.15 Data yang loss

Dari pencarian delay dan data loss seperti pada Gambar 3.14 dan Gambar 3.15 maka dapat dilakukan perhitungan untuk mengetahui berapa packet loss yang diterima, berapa lama pengiriman data serta berapa besar througput rata – rata setiap pengiriman data.

a. Delay

Setelah menyamakan data antara transmitter dan receiver maka terdapat selisih urutan antara kedua data tersebut, selisih urutan

tersebutlah yang disebut delay dalam pentransmisian sinyal auskultasi jantung (Gani,2010).

Karena data dikirim setiap 2ms maka jarak antara data tersebut dikalikan dengan waktu pengiriman data, dan akan ditemukan berapa lama data yang dikirimkan oleh transmitter diterima oleh receiver.

�����=������ℎ����������� 0,002

b. Packet Loss

Pada pencarian packet loss seperti pada gambar 3.14 maka akan ditemukan banyak data yang tidak dapat diterima dengan baik oleh

receiver, jumlah paket yang tidak diterima dengan sempurna tersebut

adalah packet loss yang digunakan untuk mencari berapa besar persentase data yang hilang.

����������=�����ℎ�����ℎ�����

�����ℎ��������� � 100 %

c. Througput

Seperti yang telah dijelaskan pada bab 3, througput adalah besar kecepatan data terkirim secara real. Maka untuk menemukan througput dilakukan dengan cara memasukkan jumlah data diterima selanjutnya dibagi dengan lama waktu pengamatan.

�ℎ�������=�����ℎ���������������ℎ�������������� �������������������

��������������

• Jumlah data masuk : keseluruhan data yang masuk sebelum melalui proses pengelompokan data

• Jumlah tiap packet data : dalam mengirimkan 1 buah paket data terdapat ± 5 character

• Besar pengiriman data : sebuah karakter terbentuk dari 10 bit data, yaitu 8 bit untuk setiap character, 1 bit pemnbuka data dan juga 1 bit penutup.

Pengiriman dilakukan dengan delay 2ms sesuai dengan ketetapan yang ada, yaitu pengiriman dilakukan minimal dengan 2 kali frekuensi sampling jantung normal ( Teori Sampling ) (Lynn, 1994).

�����������������= 2���

����������������(��) = 250�� −500�� = 2 � 250��

= 500��

���������������= 1 500 = 2 ��

Berdasarkan hasil di atas maka pengiriman data dilakukan setiap frekuensi pengambilan data sebesar 500 pengambilan data per detik.

57

BAB IV

HASIL PENGUJIAN DAN PENGAMATAN

Dalam bab ini penulis akan menguraikan dan menjelaskan beberapa hasil pengujian dari hasil penelitian tugas akhir ini. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian perangkat lunak (software) dan kinerja keseluruhan sistem, serta analisa hasil transmisi data dari node ke coordinator.

4.1 Pengujian Xbee

Pengujian Xbee dilakukan dengan menggunakan program X-CTU. Program X-CTU merupakan open source yang digunakan untuk menkonfigurasi awal Xbee.

4.1.1 Tujuan

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah Xbee yang digunakan dapat berfungsi dengan baik atau tidak.

4.1.2 Alat yang digunakan

Untuk melakukan percobaan ini maka diperlukan beberapa alat sebagai berikut.

a. Usb adapter b. Xbee adapter c. Xbee

d. Komputer/ laptop

4.1.3 Prosedur Pengujian Prosedur pengujian alat :

a. Hubungkan xbee adapter dengan kabel usb adapter.

b. Nyalakan komputer kemudian hubungkan kabel usb adapternya ke komputer/laptop.

c. Buka software X-CTU dan tekan tombol “ Test / Query” pada tab “PC Setting”.

d. Maka akan muncul dialog yang dapat mengetahui apakah Xbee yang digunakan dapat terbaca oleh X-CTU atau tidak.

4.1.4 Hasil Pengujian

Pada Gambar 4.2 tertulis “Communication with Modem OK ” hal ini menandakan bahwa Xbee yang digunakan dapat berkomunikasi dengan X-CTU. Dengan demikian maka Xbee dapat digunakan pada pengerjaan tugas akhir ini.

Gambar 4.2 KondisiXbee normal

4.2 Pengujian Komunikasi Xbee

Pengujian komunikasi Xbee dilakukan dengan mengatur PAN ID, DL, DH sesuai dengan yang telah dijelaskan pada BAB III. Komunikasi yang baik ketika Xbee yang digunakan menjadi coordinator dapat menerima pesan dari Xbee yang menjadi end device

4.2.1 Tujuan

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah Xbee yang digunakan dapat berkamunikasi dengan baik.

4.2.2 Alat yang digunakan

Alat yang digunakan untuk melakukan pengujian antara lain : a. Usb adapter

b. Xbee adapter c. Xbee

d. Komputer/ laptop

e. Software X-CTU

4.2.3 Prosedur Pengujian

PAN ID keempat Xbee di samakan nilainya yaitu dengan nilai 234, kemudian salah satu Xbee di setting sebagai coordinator dengan memilih jenis modem XB24-B lalu setting sebagai ZNET 2.5 COORDINATOR AT sedangkan yang lainnya disetting sebagai ZNET 2.5 ROUTER/END DEVICE dengan konfigurasi tersebut maka secara otomotis akan terbentuk sebuah topologi mesh dimana router/end device dan mengirimkan secara langsung data kepada

coordinator atau hanya meneruskan data yang dikirim router/end device lain

untuk dikirimkan kepada coordinator. pada Gambar 4.3 merupakan konfigurasi yang terdapat pada Xbee.

Gambar 4.3 Konfigurasi untuk Xbee

4.2.4 Hasil Pengujian

Pada Gambar 4.4 di atas, kalimat dengan warna biru menunjukkan bahwa

xbee sedang mengirim data kepada xbee yang menjadi coordinator, sedangkan

kalimat dengan warna text merah menandakan bahwa xbee sedang menerima kiriman data. Pada Gambar 4.4 tersebut terlihat xbee coordinator dapat menerima dengan baik data dari xbee yang digunakan sebagai router/end device. Hal ini ditandai dengan data yang diterima oleh xbee coordinator sama dengan data yang dikirim oleh xbee router/end device.

4.3 Pengujian Arduino

Pengujian arduino dilakukan dengan memasukan skrip program sederhana pada arduino menggunakan aplikasi arduino IDE. Arduino yang baik dapat mengeksekusi program dengan baik.

4.3.1 Tujuan

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah arduino yang digunakan tidak mengalami kerusakan. Sehingga saat aruino digunakan pada sistem dapat membantu sistem berjalan dengan baik.

4.3.2 Alat yang digunakan

Alat yang digunakan untuk melakukan pengujian antara lain : a. Kabel usb

b. Arduino Mega 2560 c. Komputer/laptop

4.3.3 Prosedur Pengujian

a. Hubungkan Arduino dengan kabel usb

b. Nyalakan komputer kemudian hubungkan kabel usb tadi dengan komputer.

c. Buka software Arduino IDE dan isi perintah dalam bahasa C. Sebagai contoh penulis memasukkan perintah sebagai berikut :

void setup() {

Serial.begin(9600);

Serial.println(“Cek Mulai :”); }

int i=0; void loop() {

Serial.print(“Data ke”); Serial.println(i);

delay(1000);

i++; }

d. Apabila telah selesai untuk mengisi perintah, maka tekan “Verify” untuk mengecek apabila terdapat perintah yang salah dalam bahasa C. Dan tekan “Upload” untuk memasukkan perintah tersebut ke dalam Arduino Mega 2560.

e. Setelah program telah berhasil dimasukkan, maka tekan icon Serial

monitor pada kanan atas. Maka akan muncul tampilan serial monitor.

f. Setelah window serial monitor muncul, amati kiriman data serial oleh arduino.

4.3.4 Hasil Pengujian

Hasil dari pengujian pengisian program ke arduino dapat dilihat pada Gambar 4.5. Lingkaran merah menunjukan bahwa arduino yang digunakan berhasil diisi dengan program yang telah ditulis dalam software arduino IDE.

Gambar 4.5 uploadprogram berhasil

Program yang dimasukan kedalam arduino merupakan program untuk mengirimkan data menggunakan serial. Proses pengiriman ini apabila arduino masih dihubungkan dengan USB PC maka kita dapat menerima data yang dikirim menggunakan menu serial monitor pada software arduino IDE. Hasil dari serial monitor dapat dilihat pada Gambar 4.6.

Gambar 4.6 Program berhasil berjalan

Gambar 4.6 menunjukan bahwa data dikirimkan sesuai dengan perintah program yang telah diisi pada arduino. Dengan begitu arduino ini dapat bekerja dengan baik, dan dapat digunakan untuk sistem.

4.4 Pengujian tampilan penerimaan data pada end device

Pengujian ini merupakan pengujian penerimaan pada aplikasi visual basic berjalan dengan baik dan dapat menerima sinyal jantung dan dapat menampilkan hasil sinyal dengan baik.

4.4.1 Tujuan

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui aplikasi dapat menerima sinyal jantung dengan baik. Dan dapat mempresentasikan sinyal jantung dengan baik ke dalam grafik. Dan dapat menyimpan hasil sinyal jantung pada sebuah file.

4.4.2 Alat yang digunakan

Alat yang digunakan untuk pengujian sistem ini antara lain: a. Arduino Mega 2560

b. Instrumen Amplifier dan Filter c. Kabel USB

d. Komputer/laptop

e. Software Arduino IDE

f. Software Visual Basic

g. Stopwatch

4.4.3 Prosedur Pengujian

a. Hubungkan Arduino dan komputer dengan menggunakan kabel USB. b. Aktifkan komputer dan buka program Arduino IDE.

c. Upload skrip yang digunakan untuk pengiriman data.

d. Buka aplikasi ECG pada router/end device dari Visual Basic. e. Letakkan sensor pada pergelangan tangan dan kaki

f. Lakukan pengambilan data selama 30 detik, untuk memperoleh sinyal jantung.

h. Amati data, apakah data dapat diterima oleh aplikasi dan sinyal yang ditangkap merupakan sinyal jantung.

4.4.4 Hasil Pengujian

Gambar 4.7 menunjukkan bahwa sinyal jantung dapat diterima oleh komputer dengan baik. Penerimaan sinyal pada komputer dilakukan dengan cara pembacaan data secara serial melalui komponen pada Visual Basic.

Dari Gambar 4.7 dapat dilihat pada grafik sinyal auskultasi yang diperoleh dari user. Nama file tersimpan merupakan nama file untuk data yang sudah terambil. Sebelum data diolah, data yang diterima seperti yang terlihat pada kolom “Data Receive”, karena data yang diterima belum tentu sesuai dengan data yang dikirimkan karena terdapat data yang Loss.

Hasil sinyal auskultasi yang dipresentasikan kedalam grafik merupakan hasil sinyal setelah dirubah kedalam tegangan. Cara mengubah data menjadi tegangan adalah dengan cara memasukkan rumus :

x = data / 1024 * 5

berikut adalah penjelasan dari rumus merubah data menjadi data tegangan :

a. Pembagian 1024 : dilakukan karena sinyal auskultasi jantung telah dikonversi menjadi data ADC dengan resolusi 10 bit.

b. Perkalian 5 : dikarenakan data diambil dari tegangan antara 0V – 5V Pada saat pengambilan data jantung selain posisi jantung yang tepat, hasil dari sinyal auskultasi jantung juga terpengaruh oleh gerakan yang dilakukan oleh subject percobaan. Hal tersebut akan membuat banyak noise, dan sinyal jantung tidak akan terbentuk dengan baik.

4.5 Pengujian tampilan penerimaan data pada coordinator

Pengujian ini merupakan pengujian prediksi pada aplikasi Visual Basic pada coordinator berjalan dengan baik dan dapat menerima sinyal jantung yang berasal dari router/end device dengan baik dan dapat mempresentasikan hasil sinyal jantung pada grafik dengan baik.

4.5.1 Tujuan

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui aplikasi pada coordinator dapat menerima sinyal jantung dengan baik. Dan dapat mempresentasikan sinyal jantung dengan baik ke dalam grafik. Dan dapat menyimpan hasil sinyal jantung pada sebuah file.

4.5.2 Alat yang digunakan

Alat yang digunakan untuk pengujian sistem ini antara lain: a. Arduino Mega 2560

b. Instrumen Amplifier dan Filter c. Kabel USB

d. Komputer/laptop

e. Software Arduino IDE

f. Software Visual Basic

g. Timer

4.5.3 Prosedur Pengujian

a. Hubungkan Arduino dan komputer dengan menggunakan kabel USB. b. Aktifkan komputer dan buka program Arduino IDE.

c. Upload skrip yang digunakan untuk pemberian data.

d. Buka aplikasi ECG pada router/end device dari Visual Basic. e. Buka aplikasi ECG pada coordinator dari visual basic. f. Letakkan sensor pada pergelangan tangan dan kaki

f. Lakukan pengambilan data selama 30 detik, untuk memperoleh sinyal jantung.

h. Amati data, apakah data dapat diterima oleh aplikasi dan sinyal yang ditangkap merupakan sinyal jantung.

4.5.4 Hasil Pengujian

Hasil dari pengujian penerimaan data pada coordinator dapat dilihat pada Gambar 4.8.

4.6 Pengujian Sistem

Pengujian ini merupakan pengujian untuk pengambilan data, agar data yang telah diambil dapat dianalisa Loss data, dan juga delay yang terjadi ketika proses pentransmisian data sinyal auskultasi jantung dari node end device ke node

coordinator. Analisis dilakukan dengan melakukan beberapa pengujian.

4.6.1 Tujuan

Pengujian ini bertujuan untuk mendapatkan data hasil transimisi sinyal auskultasi jantung. Dan dapat menganalisa berapa besar bandwith yang dibutuhkan dalam mentransmisikan sinyal auskultasi jantung, persen data yang hilang saat pengiriman sinyal auskultasi berlangsung, serta delay yang dibutuhkan agar data sinyal auskultasi jantung dapat diterima oleh titik coordinator. Sehingga dapat disimpulkan apakah pengiriman sinyal auskultasi jantung dengan protokol yang dibuat berjalan dengan baik.

4.6.2 Alat yang digunakan

Alat yang digunakan untuk pengujian sistem ini antara lain: a. Arduino Mega 2560

b. Heart rate Sensor

c. Kabel USB d. Komputer/laptop

e. Software Visual Basic

f. Timer

4.6.3 Prosedur Pengujian

a. Penentuan lokasi untuk pengambilan data.

b. Hubungkan Arduino dan komputer dengan menggunakan kabel USB. c. Buka aplikasi ECG pada router/end device dari Visual Basic.

d. Buka aplikasi ECG pada coordinator dari visual basic.

e. Letakkan sensor pada pergelangan tangan dan kaki pada subject uji agar mendapatkan sinyal jantung yang tepat dan sambungkan pada komputer

end device.

f. pilih port yang digunakan arduino pada masing-masing program Visual Basic lalu pilih connect

g. Lakukan pengambilan data selama 30 detik, untuk memperoleh sinyal jantung.

h. Amati data, apakah data dapat diterima oleh aplikasi dan sinyal yang ditangkap merupakan sinyal jantung.

i. Pada coordinator amati hasil pengriman data yang dilakukan dan disimpan lewat aplikasi Visual Basic.

j. Kumpulkan data auskultasi jantung dari router/end device dan

coordinator yang telah didapat kedalam sebuah komputer agar dapat

dianalisa.

k. Copy data yang tersimpan pada file ke dalam file Excel untuk melihat

jumlah data yang dikirimkan oleh transmitter dan diterima oleh receiver.

l. Sorting data yang berasal dari aplikasi untuk dibandingkan antara

4.6.4 Hasil Pengujian

Pada penelitian transmisi sinyal auskultasi jantung dilakukan beberapa kali variasi perobaan untuk mendapatkan kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan. Percobaan tersebut diantaranya adalah :

1. Pengiriman Data Menggunakan Baudrate 115200 point to point tanpa menggunakan topologi mesh network. Adapun peta lokasi pengambilan data seperti pada Gambar 4.9.

Gambar 4.9 Denah pengambilan data 1

a. Percobaan 1 dengan Subyek A

Percobaaan dilakukan dengan waktu 60 detik, dengan delay pengiriman data dilakukan setiap frekuensi pengambilan data sebesar 500 pengambilan data per detik.

Gambar 4.10 Data percobaan 1 pada node end device Subyek A (point to point)

Gambar 4.11 Data percobaan 1 pada node coordinator subyek A (point to point) Dari Gambar 4.10 dan Gambar 4.11 didapatkan hasil perhitungan packet

loss dan delay seperti Tabel 4.1 di bawah ini.

Tabel 4.1 Hasil Percobaan 1 dengan baudrate 115200 subyek A (point to point)

Delay Packet Loss

�ℎ�������=�����ℎ���������

�������������� =

21910 � 5 � 10

60 =

1095500

60 = 18258,3 ���

b. Percobaan 2 dengan Subyek A

Percobaaan dilakukan dengan waktu 60 detik, dengan delay pengiriman data dilakukan setiap frekuensi pengambilan data sebesar 500 pengambilan data per detik.

Didapatkan hasil perhitungan packet loss dan delay seperti Tabel 4.2 di bawah ini.

Tabel 4.2 Hasil Percobaan 2 dengan baudrate 115200 subyek A (point to point)

Delay Packet Loss

8,67s 8,4875 %

�ℎ�������=�����ℎ���������

�������������� =

28177 � 5 � 10

60 =

1408850

60 = 23480,8 ���

c. Percobaan 3 dengan Subyek A

Percobaaan dilakukan dengan waktu 60 detik, dengan delay pengiriman data dilakukan setiap frekuensi pengambilan data sebesar 500 pengambilan data per detik.

Didapatkan hasil perhitungan packet loss dan delay seperti Tabel 4.3 di bawah ini.

Tabel 4.3 Hasil Percobaan 3 dengan baudrate 115200 subyek A (point to point)

Delay Packet Loss

Tabel 4.15 Hasil Percobaan 2 dengan baudrate 115200 subyek B (mesh)

Delay Packet Loss

5,68s 26,49 %

�ℎ�������=�����ℎ���������

�������������� =

8410 � 5 � 10

60 =

420500

60 = 7008,33 ���

f. Percobaan 3 dengan Subyek B

Percobaaan dilakukan dengan waktu 60 detik, dengan delay pengiriman data dilakukan setiap frekuensi pengambilan data sebesar 500 pengambilan data per detik.

Didapatkan hasil perhitungan packet loss dan delay seperti Tabel 4.16 di bawah ini.

Tabel 4.16 Hasil Percobaan 3 dengan baudrate 115200 subyek B (mesh)

Delay Packet Loss

4,316 s 28,89 %

�ℎ�������=�����ℎ���������

�������������� =

8483 � 5 � 10

60 =

424150

60 = 7069,16 ���

g. Percobaan 1 dengan Subyek C

Percobaaan dilakukan dengan waktu 60 detik, dengan delay pengiriman data dilakukan setiap frekuensi pengambilan data sebesar 500 pengambilan data per detik.

Gambar 4.21 Data percobaan 1 pada node end device subyek C (mesh)

Gambar 4.22 Data percobaan 1 pada node coordinator subyek C (mesh)

Dari Gambar 4.21 dan Gambar 4.22 didapatkan hasil perhitungan packet loss dan delay seperti Tabel 4.17 di bawah ini.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 1 43 6 87 1 13 06 17 41 21 76 26 11 30 46 34 81 39 16 43 51 47 86 52 21 56 56 60 91 65 26 69 61 73 96 78 31 82 66 87 01 91 36 95 71 0 100 200 300 400 500 600 700 800 1 41 8 83 5 12 52 16 69 20 86 25 03 29 20 33 37 37 54 41 71 45 88 50 05 54 22 58 39 62 56 66 73 70 90 75 07 79 24 83 41 87 58 91 75 95 92

Tabel 4.17 Hasil Percobaan 1 dengan baudrate 115200 Subyek C (mesh)

Delay Packet Loss

6,724 s 0 %

�ℎ�������=�����ℎ���������

�������������� =

20066 � 5 � 10

60 =

1003300

60 = 16721,6 ���

h. Percobaan 2 dengan Subyek C

Percobaaan dilakukan dengan waktu 60 detik, dengan delay pengiriman data dilakukan setiap frekuensi pengambilan data sebesar 500 pengambilan data per detik.

Didapatkan hasil perhitungan packet loss dan delay seperti Tabel 4.18 di bawah ini.

Tabel 4.18 Hasil Percobaan 2 dengan baudrate 115200 subyek C (mesh)

Delay Packet Loss

6,87 s 23,89 %

�ℎ�������=�����ℎ���������

�������������� =

16154 � 5 � 10

60 =

807700

60 = 13461,6 ���

i. Percobaan 3 dengan Subyek C

Percobaaan dilakukan dengan waktu 60 detik, dengan delay pengiriman data dilakukan setiap frekuensi pengambilan data sebesar 500 pengambilan data per detik.

Didapatkan hasil perhitungan packet loss dan delay seperti Tabel 4.19 di bawah ini.

Tabel 4.19 Hasil Percobaan 3 dengan baudrate 115200 subyek C (mesh)

Delay Packet Loss

6,058 s 0 %

�ℎ�������=�����ℎ���������

�������������� =

21723 � 5 � 10

60 =

1086150

60 = 18102,5 ���

Dari beberapa percobaan di atas dapat diambil rata-rata dari hasil pengiriman sinyal jantung dengan menggunakan metode topologi mesh yang dapat dilihat pada Tabel 4.20 berikut ini.

Tabel 4.20 Hasil rata-rata topologi mesh dengan baudrate 115200 Parameter

perbandingan Subyek A Subyek B Subyek C

Total Rata-Rata Rata-Rata

Delay (s) 6,032 4,435 6,55 5,67

Rata-Rata

Packet loss (%) 29,778 19,926 7,96 19,22

Rata-Rata

Througput (bps) 7564,71 11039,99 16095,23 11566,6

Berdasarkan hasil Tabel 4.20 menunjukkan bahwa pengiriman data dengan menggunakan topologi mesh dan pengiriman data secara langsung dengan menggunakan empat node yang saling terhubung , menghasilkan Rata-rata delay sebesar 5,67 s dengan rata-rata packet loss sebanyak 19,22% dengan besaran keluaran througput rata-rata 11566,6 bps.

4.7 Hasil Analisa Keseluruhan Sistem

Setelah melakukan percobaan – percobaan dengan menggunakan topologi point to point dan dengan menggunakan topologi mesh maka dapat disimpulkan bahwa pengiriman sinyal auskultasi jantung bisa dikirimkan dengan menggunakan topologi mesh meskipun berada dalam jarak pengiriman yang jauh dan lokasi yang terdapat banyak halangan tembok, sinyal masih bisa terkirim. Lokasi penempatan router/end device sangat mempengaruhi besarnya packet loss dan delay pengiriman data, selain itu lalu lalang orang yang lewat juga mempengaruhi hal tersebut.

Dari hasil beberapa percobaan di atas didapatkan hasil dimana rata-rata packet Loss pada topologi point to point lebih kecil dibandingkan dengan topologi mesh hal ini bisa terjadi karena adanya proses routing pada topologi mesh sehingga dimungkinkan terjadinya packet Loss karena pengiriman data yang terlalu cepat dengan delay 2 ms. Sedangkan nilai througput akan dipengaruhi oleh besarnya packet loss, dimana semakin kecil packet loss maka nilai througput akan semakin besar dan semakin besar packet Loss maka througput akan semakin sedikit. Hal ini terlihat seperti pada Tabel 4.21 di bawah ini.

Tabel 4.21 Hasil rata-rata topologi point to point dan topologi mesh Parameter

perbandingan Point to point Mesh Rata-Rata

Delay (s) 7,05 5,67

Rata-Rata

Packet loss (%) 3,85 19,22 Rata-Rata

DAFTAR PUSTAKA

Arduino.cc. 2013. Arduino Xbee Shield, [online], (http://arduino.cc/en/Main/ ArduinoXbeeShield, diakses tanggal 20 April 2016)

Arduino.cc. 2013. Arduino Program Language Reference, [online], (http://arduino.cc/en/Reference/HomePage , diakses tanggal 20 April 2016) Arduino.cc. 2013. Arduino Board Uno SMD, [online], (http://arduino.cc/en/Main/

ArduinoBoardMega2560, diakses tanggal 20 April 2016) Banzi, M. 2009. Getting Started with Arduino.America: O’reilly. Djuandi, F. 2011. Pengenalan Arduino. Banten : www.tokobuku.com. Faludi, R. (2011). Building Wireless Sensor Networks. America: O'Reilly.

Gani, Abdul. 2010. Aplikasi Pengaruh Quality Of Service (Qos) Video Conference Pada Trafik H.323 Dengan Menggunakan Metode Differentiated Service (Diffserv). Universitas Syiah Kuala.

Inc, D. I. 2007. Xbee Series 2 OEM RF Modules. Lindon : MaxStream.

Lynn, P. A. 1994. Introductory Digital Signal Processing With Computer Aplication. New York : John Wiley & Sons.

Maribun, S. 2008. Implementasi Sistem Wireless Sensor Network berbasis Internet Protocol (IP) untuk pemantauan Tingkat Polusi Udara. Universitas Indonesia.

Octovhiana. Krisna D.2003, Belajar Cepat Visual Basic 6.0

http://mfile.narotama.ac.id/files/Zakki%20Falani/Ilham%20VB%206/1%20 %20Pengenalan%20Microsoft%20Visual%20Basic.pdf, diakses 17 April 2016.