SISTEM INSTRUMENTASI AKUISISI DATA EKG 12 LEAD BERBASIS KOMPUTER

ABSTRAK

SISTEM INSTRUMENTASI AKUISISI DATA EKG 12 LEAD
BERBASIS KOMPUTER

Oleh
Agustiawan

Jantung merupakan organ tubuh yang berfungsi memompa darah keseluruh tubuh
dan kembali ke jantung. Apabila proses ini terganggu maka inilah yang disebut
dengan sakit jantung, untuk mengatasi gangguan jantung secara tiba-tiba maka
dibutuhkan alat yang disebut dengan Elektrodiograf. EKG merupakan sebuah
grafik yang menunjukan rekaman listrik jantung pada manusia, selain itu aktifitas
kelistrikan jantung pada manusia dapat dibuat perangkat prototipe dengan kisaran
masukan tegangan 0 s.d 5 Volt. Pada penelitian ini telah buat sebuah prototipe
sistem instrumentasi akuisisi data EKG 12 lead berbasis komputer. Rancangan
akuisisi menggunakan mikrokontroler ATMega16 sebagai pengontrol utama, USB
to serial RS232 sebagai media komunikasi interfacing komputer. Proses analisis
sinyal dimulai dari menentukan tegangan masukan dari masing-masing 12 lead
kemudian akan dikomunikasikan secara serial di simpan dalam bentuk data teks
dan grafik dengan frekuensi maksimal 50 Hz. Pada prototipe ini mendapatkan

keluaran frekuensi 30 Hz untuk tegangan masukan 2,5 Volt dan 50 Hz untuk
tegangan 5 Volt.
Kata Kunci: ATMega16, Elektrokardiograf (EKG), Frekuensi, Jantung,.

i

ABSTRACT

INSTRUMENTATION SYSTEM OF DATA ACQUISITION
OF ECG 12 LEAD COMPUTER BASED

By
Agustiawan

The heart is an organ which functions to pump blood around the body and back
again to the heart. If the process is interrupted, it is called a heart attack. To cope
sudden heart problems, needed a tool called the ECG. ECG is a graph which
shows the electrical recordings of heart in humans, electrical activity in humans
is prototipe by electrical voltage to the input voltage range of 0 to 5 volts DC. In
this research, researcher created instrumentation system of data acquisition of

ECG 12 lead computer based. Draft acquisition using microcontroller
ATMega16 as a main controller, a USB series RS232 as interfacing computer
communication media. Signal analysis process starts from defining the input
voltage of each of the 12 leads then communicated to serially and the data will be
stored in the form of text and graphics with a maximum frequency of 50 Hz In the
prototipe carried out, researcher used frequency 30 Hz with voltage input 2.5 Volt
and for frequency 50 Hz for voltage input 5 volts.
Keywords: ATMega16, Elektrodiograf (ECG), Frequency, Heart.

ii

SISTEM INSTRUMENTASI AKUISISI DATA EKG 12 LEAD
BERBASIS KOMPUTER

Oleh

Agustiawan
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh
SARJANA SAINS

Pada
Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG

2015

iii

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di dusun Kerbang Tinggi, Desa Way Jambu
(Bangun Negara), Kec. Pesisir Selatan, Kab. Pesisir Barat pada
tanggal 01 Juni 1988, sebagai anak keenam dari sepuluh
bersaudara, dari Bapak Azkar (Alm) dan Ibu Suryani.
Pendidikan penulis dimulai dari tingkat dasar di SD Negeri I Way Jambu, Pesisir

Selatan, Pesisir Barat pada tahun 1995-2001, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama
di MTS RU Way Jambu, Pesisir Selatan pada tahun 2001-2004, dan Sekolah
Menengah Umum di SMA Negeri 1 Pesisir Selatan pada tahun 2004-2007.
Selama menjadi siswa penulis juga aktif mengikuti kegiatan ekstra dari sekolah
dasar sampai dengan Sekolah menengah atas, sekolah dasar penulis di beri
keprcayaan oleh guru menjadi pemimpin barung di kegiatan kepramukaan.

Di tingkat Madrasah Tsanawiyah penulis diberikan kepercayaan oleh sekolah
untuk menjadi ketua OSIS sekaligus menjadi pratama pramuka tingkat
penggalang. Tingkat SMA penulis juga diberikan kepercayaan oleh sekolah untuk
memimpin sekolah sebagai ketua OSIS dan pradana pramuka golongan penegak.
Selama sekolah di SMA N 1 Pesisir Selatan banyak kegiatan diikuti oleh penulis,
pada kelas 1 mengikuti lomba MTQ se-kabupaten Lampung Barat, pelatihan
Ketua OSIS se-Provinsi Lampung yang dilaksanakan di Kota Bandar Lampung,

vii

pelatihan litle jurnalis Se-kabupaten Lampung Barat, dan masih banyak yang
tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.

Dengan alasan ekonomi yang kurang mencukupi untuk melanjutkan pendidikan
kejenjang yang lebih tinggi, selesai pendidikan tingkat menengah atas tahun 2007,
penulis memutuskan untuk pergi keluar pulau untuk mencari pengalaman. Pada
tahun 2008, Penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Fisika FMIPA
Universitas Lampung melalui jalur SNMPTN. Selama menjadi mahasiswa,
penulis pernah menjabat sebagai Asisten Laboratorium Fisika Dasar, Asisten
Laboratorium Elektronka Dasar dan asisten dosen Unila, selain itu, penulis juga
aktif dalam kepengurusan Himpunan Mahasiswa Fisika (HIMAFI) sebagai
Kordinator Kaderisasi. Selain di jurusan, penulis juga aktif di unit kegiatan
mahasiswaan tingkat universitas.

Selama mengikuti Unit Kegiatan Mahasiswa, penulis pernah menjadi ketua UKM
Pramuka Unila Periode 2011-2012, selama aktif di unit kegiatan mahasiswaan
tingkat universitas banyak prestasi yang penulis raih bersama keluarga besar
UKM pramuka diantara menjadi tuan rumah kemah Bakti Racana Nasional tahun
2009, tuan Rumah Temu Pembina Pramuka Pandega Tingkat Nasional Tahun
2011, serta masih banyak kegiatan nasional yang pernah diikuti diluar Provinsi
Lampung.

Selain dikampus penulis juga aktif diberbagai organisasi diluar kampus

diantaranya menjadi Ketua Alumni MTS Raudhotul Ulum tahun 2010 sampai saat

viii

ini, Ketua Forum Komunikasi Alumni SMA N 1 Pesisir Selatan Lampung Barat
tahun 2009 sampai saat ini, Sekretaris Jendral Himpunan Mahasiswa Pesisir Barat
sampai saat ini, Kutua Forum Komunikasi Pramuka Perguruan Tinggi Lampung
tahun 2011 hingga sekarang, serta Pernah melakukan kerja Praktik Di Pusat
Penelitian Fisika Serpong Banten pada tahun 2012. Penulis lulus pada bulan
Agustus tahun 2015 dan mendapat gelar Sarjana Sains.

ix

Kupersembahkan karya ku ini kepada
Allah SWT Robb semesta alam dengan harapan menjadi
nilai ibadah disisi-Nya
Kedua orangtuaku (inut & bapak) yang yang telah membesarkanku dengan
merawatku dan mendidikku hingga seperti sekarang,
Kakak-kakakku dan adik-adikku yang telah memberikan dukungan
semangat serta do anya.

Guru-guru dan dosen-dosenku yang mendidikku dengan sabar dan
membekali dengan ilmu yang bermanfaat
Keluarga besar Racana Raden Intan puteri silamaya, terima kasih
atas kekeluargaan selama di Racana
Adek.. yang selalu ada saat Senang maupun susah.
_ for you I would not be too far away and will always be there _

Serta Rekan-rekan dan Sahabat-sahabatku
yang telah memberikan inspirasi dan kenangan
_ survivors struggling in real life_

Jangan mencari orang yang mampu membuat engkau tersenyum,
Tetapi berbuatlah agar orang lain dapat tersenyum
(Sandi Racana Putera Saburai)

life simply looking for the blessings God

x

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji dan syukur penulis ucapkan atas kehadirat ALLAH SWT yang
telah memberikan rahmat dan karunia-Nya serta nikmat yang tiada terkira, sehingga
penulis dapat menyelesaikan Skripsi di jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu
Pengetahuan

Alam

Universitas

Lampung,

dengan

judul:

SISTEM

INSTRUMENTASI AKUISISI DATA EKG 12 LEAD BERBASIS KOMPUTER
Ini merupakan salah satu syarat menuju Strata Satu (S1) jurusan Fisika FMIPA

Universitas Lampung. Dalam penulisan Skripsi ini penulis merasa masih banyak
kekurangan baik pada teknis penulisan maupun materi. Untuk itu kritik dan saran dari
semua pihak sangat penulis harapkan demi penyempurnaan Skripsi ini dengan baik.

Skripsi ini disusun beradasarkan literatur dan pengamatan alat baik secara hadware
maupun software yang dilaksanakan di Laboratorium Elektronika Dasar Jurusan
Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung dan
beberapa tempat lainnya sebagai pendukung. Semoga Skripsi ini dapat bemanfaat
bagi penulis dan pembaca serta dapat digunakan untuk kepentingan pembelajaran
instrument medis di jurusan fisika dan Medis.
Bandar Lampung, Agustus 2015
Agustiawan

xi

SANWACANA

Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah Subhanahu Wa
Ta’ala atas segala rahmat dan hidayah yang diberikan sehingga penulis dapat
menyelesaikan Skripsi yang berjudul “SISTEM INSTRUMENTASI AKUISISI

DATA EKG 12 LEAD BERBASIS KOMPUTER”. Penyusunan Skripsi
merupakan syarat memperoleh gelar Sarjana Sains pada Jurusan Fisika FMIPA
Universitas Lampung.

Dalam penyusunan Skripsi ini Penulis banyak mendapat bantuan baik moral
maupun material dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, Penulis
ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada:
1. Bapak Arif Surtono, S.Si., M.Si., M.Eng. Selaku pembimbing I sekaligus
sebagai Sekretaris Jurusan Fisika FMIPA Unila, terima kasih yang tak
terhingga sudah menjadi pembimbing Skripsi kami hingga penelitian ini dapat
diselesaikan dengan baik.
2. Bapak Gurum Ahmad Pauzi, S.Si.,M.T. Selaku Pembimbing II, terima kasih
sudah memberikan masukan demi kelancaran Skripsi ini.
3. Bapak Drs. Amir Supriyanto, M.Si. Selaku Pembahas, terima kasih atas kritik
dan sarannya demi kesempurnaan Skripsi ini.

xii

4. Ibu Suprihatin, S.Si., M.Si. selaku pembimbing Akademik dan Seluruh Dosen
Jurusan Fisika atas bimbingan yang penulis peroleh selama perkuliahan.

5. Seluruh Staf Jurusan Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Lampung atas bantuannya.
6. Kedua Malaikat nyataku (Inut sama Bapak) yang tanpa lelah memberikan
dukungan kepadaku sampai dengan selasai hingga bisa mendapat gelar sarjana.
7. Abang-abang (keluarga bang Akim dan bang Andar, bang Ali, bang Tohir,
bang Aripin) dan adik-adik ( Iqbal, ngah Sanah, Adil Dan uncu Rika) terima
kasih atas dukungan kalian.
8. Seluruh Warga Racana Raden Intan – Puteri Silamaya UKM Pramuka
Universitas Lampung (Bang Abbas, Kak Tuti, Kanjeng sepuh Yo Ono, Bang
Wahyu, Bang dirga, kak Ali ma’ruf, kak Arif, kak Tangguh, Bang Joni, Desi,
Wulan, Aris, Shinta, okta, dll yang tidak bisa kami sebut satu persatu) terima
kasih atas kebersamaan dalam keluarga kecil Racana Raden Intan-Puteri
silamaya, serta semua adik-adik penerus perjuangan racana raden intan-puteri
silamaya (Pendi, Nurhud, Erwan, Arif, Lilis, Nafisa, Galuh, Yuniar, Arianti,
Usnaqul, serta adik-adik anggota 32 dan 33 yang tidak dapa penilis sebutkan
satu persatu), terima kasih sudah menjadi yang terbaik di keluarga besar nan
asri ini.
9. Teman-teman KBK instrumentasi (Uma, Imam, Bang Rohmanto, Bang Mardi,
Yeni, Bang Febri, Ilfa, Andri, Meta, Dewi, Fitri, Mujiono, Riza).
10. Teman-teman pengurus Himafi periode 2010-2011 (Rifqi, Fitri, Yuand, Iwan,
Sulaiman) dan Seluruh Mahasiswa Jurusan Fisika khususnya Angkatan 2008.

xiii

11. Seluruh Penghuni Laboratorium Fisika Dasar dan Laboratorium Elektronika
Dasar.
12. Teman-teman seperjuangan di setiap waktu dan tempat, serta semua pihak
yang telah membantu serta mendukung Penulis dalam segala hal yang tidak
dapat disebutkan satu per satu.

Semoga Allah SWT membalas semua amal baik yang telah dilakukan. Penulis
berharap Skripsi ini berguna bagi yang memerlukan.
Bandar Lampung, Agustus 2015
Penulis

Agustiawan

xiv

DAFTAR ISI

halaman
ABSTRAK ..............................................................................................................i
COVER FAKULTAS ..........................................................................................iii
LEMBAR PENGESAHAN JURUSAN..............................................................iv
LEMBAR PENGESAHAN FAKULTAS............................................................v
PERNYATAAN....................................................................................................vi
RIWAYAT HIDUP .............................................................................................vii
PERSEMBAHAN..................................................................................................x
KATA PENGANTAR..........................................................................................xi
SANWACANA ....................................................................................................xii
DAFTAR ISI........................................................................................................xv
DAFTA TABEL ............................................................................................. ..xviii
DAFTAR GAMBAR..........................................................................................xix
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang .........................................................................................1
1.2. Tujuan Penelitian .....................................................................................4
1.3. Manfaat Penelitian ...................................................................................4
1.4. Rumusan Masalah Penelitian...................................................................5
1.5. Batasan Penelitian....................................................................................5

xv

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Penelitian Sebelumnya............................................................................6
2.2. Teori Dasar..............................................................................................7
1. Jantung ...............................................................................................7
2. Anatomi Jantung manusia ..................................................................8
3. Listrik dan Jantung .............................................................................9
2.3. Elektrokardiograf (EKG) ........................................................................10
1. Prinsip Kerja EKG .............................................................................10
2. Pengukuran EKG................................................................................11
2.4. Jaringan Wilson ......................................................................................13
2.5. Buffer (penyangga)..................................................................................14
2.6. Instrumentasi EKG..................................................................................15
2.7. Multiplexer..............................................................................................16
2.8. Optocoupler ............................................................................................17
2.9. Mikrokontroler ATmega16 .....................................................................18
2.10. Komunikasi Serial RS232..................................................................... 21
2.11. Delphi7................................................................................................. 25
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ..............................................................27
3.2. Alat dan Bahan .....................................................................................27
3.3. Prosedur Penelitian ...............................................................................29
1. Rancangan Perangkat Keras (hadware)...........................................29
2. Rangkaian Wilson dan Pemilih sandapan ........................................30
3. Rangkaian Pengubah Sandapan .......................................................34
4. Rangkaian Buffer .............................................................................35
5. Rangkaian Sistem Minimum ATMega16.........................................36
6. Rangkaian Komunikasi RS232 ........................................................37
3.4. Gambar Rangkaian Secara Keseluruhan .............................................. 38
3.5. Perancangan Perangkat Lunak.............................................................. 39
3.6. Rancangan Tabel dalam Program......................................................... 43

xvi

BAB IV HASIL DAN PEMBAHSAN
4.1. Perangkat Keras EKG 12 Lead.............................................................46
4.2. Analisa Program Menu Utama (Delphi7).............................................57
4.3. Hasil Penampilan Sinyal EKG 12 Lead ...............................................52
4.4. Hasil Realtime Grafik Secara Keseluruhan ..........................................59
4.5. Perangkat Keras EKG 12 Lead......................................................... ...62

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.

Kesimpulan ..................................................................................... .....63

5.1.

Saran ................................................................................................ .....64

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel

halaman

1. Bit-bit Kontrol Rangkaian Pemilihan 12 Lead.................................................33
2. Rancangan Tabel Dalam Program....................................................................43
3. Tabel Masukan Per Lead.................................................................................47

xviii

DAFTAR GAMBAR

Gambar

halaman

1. Jantung dan Bagian-bagiannya ..........................................................................8
2. Listrik Jantung Pada Manusia ............................................................................9
3. Standar EKG 12 Lead.......................................................................................12
4. Rangkaian Jaringan Wilson ..............................................................................13
5. Buffer (penyangga) ...........................................................................................14
6. Pin IC Multiplexer 4052 ...................................................................................16
7. Rangkaian Optocoupler....................................................................................17
8. Mikrokontroler ATMega16...............................................................................19
9. Susunan Kaki ATMega16.................................................................................20
10. Konverter Tegangan Dengan Level .......................................................... .....22
11. Koneksi Null-Modem ................................................................................ .....23
12. Rangkaian RS232 ...................................................................................... .....24
13. Tampilan Aplikasi Delphi......................................................................... .....25
14. Diagram Blok Perangkat Keras................................................................. .....29
15. Rangkaian Wilson Dan Pemilihan Sandapan 12 Lead .............................. .....31
16. Rangkaian Jaringan Wilson....................................................................... .....32
17. Rangkaian Pengubah Sinyal Pemilihan Sandapan 12 Lead...................... .....34

xix

18. Rangkaian Buffer Sebagai Penyangga ...................................................... .....35
19. Rangkaian Mikrokontroler AVR ATMega16.................................................36
20. Rangkaian Komunikasi Serial RS232 ....................................................... .....37
21. Rangkaian Alat Secara Keseluruhan..............................................................38
22. Flowchart Komunikasi Mikrokontroler Ke Komputer..................................40
23. Flowchart Komunikasi RS232 Dari Mikrokontroler Ke Komputer......... .....41
24. Flowchart Penampil Sinyal EKG 12 Lead Pada Komputer...................... .....42
25. Gambar Pembangkit Sinyal Sebagai Masukan ......................................... .....46
26. Gambar Tampilan Delphi7 Untuk Menampilkan EKG Per Lead............. .....48
27. Setting Komunikasi USB Ke Komputer ................................................... .....49
28. Rancangan Tampilan Realtime Grafik Off Line........................................ .....51
29. Lead I port masukan LA terhadap RA...................................................... .....52
30. Lead II port masukan LL terhadap RA..................................................... .....53
31. Lead III port masukan LL terhadap LA.................................................... .....53
32. Lead AVR port masukan RA terhadap (LA+LL)/2 .................................. .....54
33. Lead AVL port masukan LA terhadap (RA+LL)/2 .................................. .....54
34. Lead AVF port masukan LL terhadap (RA+LA)/2 .................................. .....55
35. Lead V1 port masu kan V1 terhadap WCT .............................................. .....55
36. Lead V2 port masukan V2 terhadap WCT ............................................... .....56
37. Lead V3 port masukan V3 terhadap WCT ............................................... .....56
38. Lead V4 port masukan V4 terhadap WCT ............................................... .....57
39. Lead V5 port masukan V5 terhadap WCT ............................................... .....57
40. Lead V6 port masukan V6 terhadap WCT ............................................... .....58
41. Tampilan data realtime lead I, II, III, dan AVR ....................................... .....60

xx

42. Tampilan Data Realtime Lead AVL, AVF, V1, dan V2........................... .....60
43. Tampilan Data Realtime Lead V3,V4,V5, dan V6 ................................... .....61
44. Perangkat Keras EKG 12 Lead ................................................................. .....62

xxi

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Jantung merupakan salah satu rongga organ berotot yang memompa darah ke
pembuluh darah secara teratur dan berulang. Letak jantung berada di sebelah kiri
bagian dada diantara paru-paru kanan dan paru-paru kiri. Massa jantung kurang
lebih 300 gram

atau kira-kira sebesar kepalan tangan. Jantung berfungsi

memompa darah ke seluruh tubuh dan kemudian kembali ke jantung. Maka jika
peredaran ini terganggu maka inilah yang disebut dengan sakit jantung (Jatmiko,
2013).

Penyakit jantung merupakan salah satu penyakit yang paling mematikan bagi
manusia. Ciri-ciri orang yang terkena penyakit jantung biasanya sering kelelahan,
sering berkeringat, mual berlebihan, merasa cemas dan tegang, nyeri dada, denyut
jantung tidak teratur, sakit kepala, sesak nafas, dan pembengkakan perut dan kaki,
itulah yang disebut dengan sakit jantung (Harjana, 2004). Penyakit jantung dapat
dideteksi secara dini melalui alat medis yang disebut Elektrokardiografi (EKG).
EKG sangat efektif untuk merekam aktivitas kelistrikan jantung pada manusia
(Knneth, 1998).

2

EKG merupakan alat yang mendeteksi perubahan-perubahan potensial listrik pada
jantung manusia. Kegunaan EKG adalah untuk mengetahui kelainan-kelainan
irama jantung (aritmia), kelainan miokardium (infark, hipertrophy atrial dan
ventrikel), pengaruh atau efek obat-obat jantung, gangguan elektrolit, dan
gangguan peradangan pada lapisan pelindung jantung (perikarditis). Prinsip kerja
dari EKG adalah merekam sinyal listik yang terkait dengan aktivitas jantung dan
menghasilkan grafik rekaman tegangan listrik terhadap waktu. EKG yang normal
menunjukan pembelokan atau defleksi yang dihasilkan dari aktivitas atrial
sebagai perubahan kecenderungan tegangan atau voltage dan polaritas (positif
dan negatif) terhadap waktu (Aston, 1991).

Najeb dkk (2005) membuat rancangan sistem akuisisi data 12 kanal untuk EKG
12 lead.

Proses perekaman dari setiap lead dipilih dengan menggunakan

multiplekser MPC506. Alat ini menampilkan semua rekaman dari 12 lead standar
tetapi tidak dilengkapi dengan sistem cerdas. Raka (2009) membuat realisasi
EKG berbasis komputer untuk akuisisi data isyarat elektris jantung 6 lead, akan
tetapi pada penelitian tersebut masih kurang lengkap karena masih munggunakan
akuisisi data hanya dengan 6 lead. Agung (2005) merancang akuisisi data isyarat
EKG 12 lead menggunakan interface paralel PPI 8225 sebagai kendali proses
komunikasi paralel. Surtono (2011) membuat akuisisi data sinyal EKG melalui
sound card yang dilakukan dengan teknik modulasi amplitude akan tetapi sound
card komputer hanya mampu mencuplik sinyal analog pada rentang frekuensi
sinyal audio diatas 20 Hz, karena energi sinyal EKG cukup dominan dibawah 30
Hz.

3

Pada penelitian ini telah dibuat sebuah sistem instrumentasi akuisisi data EKG 12
lead berbasis komputer. Namun masukan signal EKG 12 lead bukan berasal dari
tubuh manusia, melainkan berasal dari sinyal generator (pembangkit signal). Alat
yang telah direalisasikan adalah dengan menggunakan mikrokontroler ATmega16
sebagai pengontrol utama, pembangkit sinyal 5 volt sebagai masukan dengan dua
masukan dan satu keluaran yang dikemas dalam satu rangkaian terpadu, rangkaian
pemilih 12 lead dengan menggunakan multiplexer 4052.

Jaringan wilson

bertujuan untuk mengurangi jumlah resistor yang berlebihan pada rangkaian.
rangkaian pengubah sinyal sandapan yang disebut dengan rangkaian pemilih lead.

Pembuatan simulasi alat dilakukan karena cukup fleksibel dengan sistem
instrumentasi akuisisi data EKG 12 lead berbasis komputer melalui komunikasi
USB to serial RS232 konektor DB9. Konektor DB9 merupakan salah satu sistem
komunikasi serial dari USB RS232 yang mampu mengirimkan data sebanyak satu
bit dalam setiap satu waktu.

4

1.2. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian adalah sebagai berikut:
1. Membuat rangkaian pemilih Lead EKG 12 lead menggunakan rangkaian
wilson yang dikendalikan secara digital oleh mikrokontroler.
2. Membuat interfacing sinyal EKG 12 lead ke komputer secara serial dengan
menggunakan mikrokontroler ATMega16.
3. Merekam dan menampilkan sinyal EKG 12 lead ke komputer dengan
menggunakan software Delphi7.

1.3. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Tersedianya suatu alat prototype sistem akuisisi data EKG dari 12 lead, yang
dapat diaplikasikan pada pembelajaran instrumen medis pada jurusan fisika
dan medis.
2. Tersedianya suatu alat yang dapat membantu para medis dalam menganalisa
detak jantung, sehingga mengurangi kesalahan para medis dalam mendiagnosis
keadaan jantung.

5

1.4. Rumusan Masalah Penelitian

Berdasarkan uraian latar belakang tersebut dapat dibuat rumusan masalah sebagai
berikut:
1. Bagaimana merancang sebuah sistem instrumentasi akuisisi data EKG 12 lead
berbasis komputer dengan menggunakan mikrokontroler.
2. Bagaimana membuat desain interfacing sinyal EKG 12 lead pada komputer
untuk akuisisi sinyal yang disimulasikan dari pembangkit sinyal.
3. Bagaimana menampilkan rekaman EKG 12 lead pada layar komputer untuk
mengetahui keluaran tegangan akan sama dengan masukan tegangan.

1.5. Batasan Penelitian

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.
1. Membuat rangkaian pemilih Lead EKG 12 lead dengan menggunakan IC4052
sebagai pengontrol pemilihan 12 lead yang akan direkam.
2. Membaca sinyal EKG 12 lead pada komputer dengan menggunakan software
Delphi.
3. Hanya menampilkan sinyal EKG 12 lead pada komputer dalam bentuk
simulasi gelombang dari pembangkit sinyal (sinyal generator).

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Penelitian Sebelumnya

Agung (2005) merancang akuisisi data isyarat EKG 12 sandapan menggunakan
interface paralel PPI 8225 sebagai kendali proses komunikasi paralel. Hasil
pengujian untuk komponen-komponen penyusun perangkat keras sudah
menunjukkan alat tersebut bisa bekerja dengan baik. Ada beberapa kekurangan
misalnya pada tapis takik yaitu penguatan pada frekuensi takiknya tidak bisa nol
sehingga noise dari jala-jala listrik masih bisa memasuki rangkaian. Pada tapis
pelewat pita penguatan pada pita lewatnya tidak benar-benar rata terutama di
dekat frekuensi putus bawahnya.

Tampilan dari alat yang dibuat berisi

menu untuk pemilih sandapan, save untuk menyimpan masing-masing untuk
EKG, grafik frekuensi detak dan histogramnya, pilihan Lead aktif dan
close untuk kembali ke promt awal.

Surtono (2011) membuat akuisisi data EKG melalui sound card yang dilakukan
dengan teknik modulasi amplitude, akan tetapi sound card komputer hanya
mampu mencuplik sinyal analog pada rentang frekuensi sinyal audio diatas 20 Hz
karena pada dasarnya energi sinyal EKG cukup dominan dibawah 30 Hz.

7

Agung (2009) pada penelitian tersebut lead yang digunakan ada 6 lead yang
dipasang pada dada, sehingga pembacaan pada komputer masih kurang akurat
karena ada beberapa bagian penting pada tubuh pasien tidak dipasang alat
sandapan atau lead. Sebagai salah satu contoh adalah tangan kanan, tangan kiri,
kaki kanan, dan kaki kiri. Najeb At.all (2005) merekam dari setiap lead dipilih
dengan menggunakan multiplekser MPC506. Alat ini menampilkan semua
rekaman dari 12 lead standar tetapi tidak dilengkapi dengan sistem cerdas.

2.2. Teori Dasar

1. Jantung
Secara umum fungsi jantung adalah memompa darah ke seluruh tubuh dan
menampungnya kembali setelah dibersihkan oleh organ paru-paru. Hal ini berarti
bahwa fungsi jantung manusia adalah sebagai alat atau organ pemompa darah
pada manusia. Pada saat itu jantung menyediakan oksigen (O2) darah yang cukup
dan dialirkan ke seluruh tubuh, serta membersihkan tubuh dari hasil metabolisme
(karbondioksida). Sehingga

untuk

melaksanakan

fungsi

tersebut

jantung

mengumpulkan darah yang kekurangan oksigen (O2) dari seluruh tubuh dan
selanjutnya memompanya ke paru-paru, dengan cara darah pada jantung
mengambil oksigen (O2) dan membuang karbondioksida (CO2). Pada jantung
darah yang kaya akan oksigen (O2) yang berasal dari paru-paru dipompa ke
jaringan seluruh tubuh manusia. Jantung merupakan organ yang mampu
memproduksi muatan listrik karena tubuh adalah konduktor yang baik, maka
impuls yang dihasilkan jantung dapat menjalar ke seluruh tubuh, sehingga

8

potensial aksi yang dipancarkan oleh jantung dapat diukur dengan galvanometer
melalui elektroda-elektroda yang diletakkan pada berbagai posisi di permukaan
tubuh (Juntak, 2011).

2. Anatomi Jantung Manusia

Secara anatomis jantung adalah satu organ, sisi kanan dan kiri jantung berfungsi
sebagai dua pompa yang terpisah. Jantung terbagi atas separuh kanan dan kiri
serta memiliki empat ruang, bagian atas kanan dan kiri disebut dengan serambi
(atrium), sedangkan bagian bawah kanan dan kiri disebut bilik (ventrikel).
Pembuluh yang mengembalikan darah dari jaringan ke atrium disebut dengan
vena, dan pembuluh yang mengangkut darah menjauhi ventrikel dan menuju ke
jaringan disebut dengan arteri. Kedua belahan jantung dipisahkan oleh septum
atau sekat, yaitu suatu partisi otot kontinu yang mencegah percampuran darah dari
kedua sisi jantung. Pemisahan ini sangat penting karena separuh jantung kanan
menerima dan memompa darah beroksigen rendah, sedangkan sisi jantung sebelah
kiri memompa darah beroksigen tinggi (Davidtuans, 2012).

Gambar 2.1 Jantung dan Bagian-bagiannya (Davidtuans, 2012).

9

3. Listrik dan Jantung
ung
Perjalanan aliran listri
strik pada jantung adalah sebagai berikut:

2003)
Gambar
ar 2.2 Listrik Jantung Pada Manusia (Bao, 2003

um kanan dan kiri,
Impuls listrik meningga
nggalkan Sinoatrium Node (SA) menuju atrium
sama. Proses ini
hingga kedua atrium
um bisa berkontraksi dalam waktu yang sa
kontraksi, ventrikel
detik. Pada saat atrium kanan dan kiri berkont
memakan waktu 0,4 de
ar N
Node (AV node)
mudian kembali mengalir ke Atrioventricular
akan terisi darah kem
sebalah kanan dan
sebarkan ke kumpulan serabut yang berada di se
yang kemudian diseba
kel kanan dan kiri
kiri jantung sampaii ke serat Purkinje yang berada di ventrikel
rsamaan. Seluruh
embuat kedua ventrikel berkontraksi bersa
jantung hingga mem
k. N
Namun SA node
jantung mampu menghasilkan impuls listrik.
jaringan otot pada jant
puan yang paling besar. Apabila SA node gagal untuk
memiliki kemampua
h jjaringan lainnya,
puls, maka fungsinya bisa saja digantikan oleh
menghasilkan impuls,
strik pada jantung
ya cenderung lebih rendah. Pencetus listrik
meskipun impulsnya

10

memang mampu mengakomodir kebutuhan jantung untuk mampu berkontraksi
terus dalam rentang waktu yang panjang. Terdapat serabut saraf yang mampu
mengubah arus listrik yang dihasilkan serta membuat perubahan pada kekuatan
kontraksi jantung. Saraf yang dimaksud adalah bagian dari susunan saraf otonom.
Susunan saraf otonom sendiri terdiri dari 2 bagian: sistem saraf simpatik dan
sistem saraf parasimpatik (Bao, 2003).

2.3. Elektrokardiograf (EKG)

EKG merupakan salah satu alat yang digunakan dalam pemeriksaan jantung.
Hasil pengamatan EKG berupa grafik EKG yang memberikan informasi
mengenai ukuran, bentuk, kapasitas, dan kelainan yang terjadi pada jantung.
Informasi tersebut tidak dapat langsung dibaca oleh orang awam. EKG
menghasilkan citra grafik dan pernyataan tentang normal atau abnormalnya
kondisi jantung (Davidtuans, 2012)

1. Prinsip Kerja EKG

EKG bekerja dengan prinsip mengukur perbedaan potensial listrik. Tubuh
manusia menghasilkan listrik walaupun dengan jumlah yang sangat kecil. Apabila
ada listrik, maka pasti ada perbedaan potensial atau tegangan listrik. Tegangan
listrik ini dapat menggambarkan atau mengilustrasikan keadaan denyut jantung
manusia. Cara merekam denyut jantung menggunakan EKG tidaklah sembarang.
Sensor atau dalam hal ini elektroda, harus diletakkan pada tempat-tempat tertentu.
Biasanya ditempatkan pada lengan tangan dan kaki. Karena pada bagian-bagian

11

tersebut pulsa tegangan menggambarkan kerja denyut jantung mendekati keadaan
sebenarnya (Rahmawati, 2014).

2. Pengukuran EKG

Lead diartikan sebagai susunan suatu pasangan elektroda yang merupakan
kombinasi beberapa elektroda melalui jaringan resistif (resistive network). Satu
lead ditandai “+” dan yang lain ditandai “-“. Penempatan elektroda menentukan
arah rekaman lead yang disebut sumbu lead atau sudut lead. Sumbu ditentukan
oleh arah dari elektroda negatif ke elektroda positif. Alat EKG menghitung
besarnya beda potensial elektrik antara elektroda positif dan elektroda negatif
(Bao, 2003).

Sebagian besar yang digunakan dalam sistem EKG klinis adalah EKG 12 lead (10
elektroda), terdiri dari tiga lead standar (I, II, III), tiga lead refrensi diperkuat
(augmented refrenced limb lead, aVR, aVL, aVF) dan enam lead dada refrensi
terminal Wilson (V1, V2, V3, V4, V5, V6). Adapun susunannya terangkum pada
Gambar 2.3.

12

Gambar 2.3 Standar EKG 12 Lead (Bronzino, 1995).
I

= tegangan lead I

aVR = tegangan diperkuat lead aVR

II

= tegangan lead II

aVL = tegangan diperkuat lead aVL

III

= tegangan lead III

aVF = tegangan diperkuat lead aVF

VLA = potensial pada tangan kiri
VRA = potensial pada tangan kanan
VLL = potensial pada kaki kiri

Vi

= tegangan enam lead dada

vi = potensial pada enam lead dada
VW = potensial pada terminal pusat wilson.

13

2.4. Jaringan Wilson
son

Rangkaian jaringann W
Wilson membutuhkan resistor untuk lead
ad I, II, III, AVL,
AVR, dan AVF. Tuj
ujuan rangkaian ini adalah untuk mengurangi
gi jumlah resistor
yang berlebihan pada
da alat yang akan direalisasikan. Rangkaian
an jaringan wilson
kan gambar 2.4 dibawah ini.
lebih lanjut perhatikan

Gambar 2.4. Rangkaian Jaringan Wilson
G

ng-masing resistor adalah sebagai berikut:
Adapun nilai masingR5 = R6 =20 kohm
R1 = R2 = R3 =R44 = R
R7 =R8 = R9 = 30 kohm
12 = 10 kohm
R10 = R11 = R12

isa dipakai untuk
adalah kombinasi beberapa resistor yang bisa
Rangkaian wilson ad
kan masukan pada
rapa kombinasi sandapan yang merupaka
menghasilkan beberapa
ser. Resistor yang dipakai adalah sebanyakk 12 buah dengan
rangkaian multiplekse
10KΩ (Card and Brown, 2001).
nilai masing-masingg 10

14

2.5. Buffer (Penyangga)

Rangkaian penyangga berfungsi untuk memungut sinyal masukan dari sumber
tegangan, karena rangkaian ini mempunyai resistan masukan yang sangat
tinggi dan resistan keluaran yang sangat rendah. Dengan demikian rangkaian
penyangga hanya menjadi beban ringan pada elektrode

tetapi dapat memberi

arus yang besar ke rangkaian berikutnya. IC yang dipakai pada bagian ini adalah
jenis penguat operasional TL084.

Gambar 2.5 berikut merupakan rangkaian

buffer.

Gambar 2.5 Rangkaia buffer

Nilai R yang terpasang gunanya untuk membatasi arus yang di keluarkan. Besar nilainya
bergantung dari indikasi dari komponennya.

nilai R biasanya diabaikan hanya

dimaksimalkan sesuai dengan kemampuan op-ampnya (Agung, 2003).

15

2.6. Instrumentasi EKG

Instrumentasi atau mesin EKG berurusan dengan sinyal elektris lemah dan derau
dari berbagai sumber yang secara intensif mempengaruhi akusisi sinyal EKG.
Oleh karena itu, instrumen EKG harus memenuhi beberapa syarat tertentu agar
dapat merekam isyarat EKG aktivitas jantung yang sesungguhnya. Beberapa
desain instrumentasi EKG adalah:
1. Instrumen mempunyai kemampuan mendeteksi sinyal lemah dalam rentang
0,05 – 10 mV, sedangkan sinyal EKG normal adalah ± 2 mV;
2. Impedans masukan antara elektroda dan latar (ground) hendaknya kurang dari
5 M Ω pada frekuensi 10 Hz, sementara sinyal EKG mempunyai impedans
sumber tinggi;
3. Respon frekuensi instrumen hendaknya dalam rentang 0,05 Hz – 150 Hz;
4. Instrumen tidak mengijinkan arus bocor lebih dari 10 μ A mengalir melewati
pasien;
5. Dibuat isolasi agar pasien terpisah dari rangkaian AC;
6. Instrumen hendaknya memiliki CMRR tinggi pada bagian penguat awal (Bao,
2003).

Untuk memenuhi rekomendasi tersebut, maka desain sistem instrumen EKG
umumnya terdiri atas lima pokok tahapan/bagian, yaitu:
1. Tahap pertama adalah suatu elektrode (transduser), misalnya Ag-AgCl, yang
mengubah sinyal EKG ke dalam tegangan (dalam orde mV).
2. Tahap kedua adalah sebuah penguat yang berfungsi untuk memperkuat sinyal
yang lemah dari elektrode

16

3. Tahap ketiga adala
dalah isolasi yang berfungsi mengamankan pas
pasien dari bahaya
kejutan listrik;
4. Tahap keempat ada
adalah penapis, yang berfungsi untuk menapis
pis berbagai derau
yang mengganggu
ggu sinyal EKG murni. Penapis yang digunaka
akan adalah tapis
pelewat bidang aga
agar melewatkan sinyal pada jangkauan frekue
kuensi sinyal EKG,
0,05 Hz – 150 Hz;
z;
adalah penampil sinyal EKG, dapat berupa
5. Tahap kelima ada
upa osiloskop atau
lainnya (Chen, et.all, 2008).
display monitor lai

2.7. Multiplexer

Multiplexer (Mux) aadalah suatu komponen elektronika yang fun
fungsinya adalah
sebagai penyeleksi
ksi da
data berdasarkan perintah untuk menampi
pilkan data yang
diinginkan.

Jadi si
singkatnya multiplexer memiliki banyakk iinput data dan

seterusnya, tetapi ha
hanya memiliki sebuah output dan memilik
iliki bagian input
pengontrol. Jadi, mel
elalui bagian input pengontrol inilah kita dap
dapat menampilkan
data input yang dikehe
kehendaki. Perhatikan gambar 2.6 berikut ini..

Gambar
ar 2.6 Pin IC Multiplexer 4052 (data sheet 2002
2002).

17

IC 4052 adalah aplika
ikasi Mux yang digunakan untuk menghemat
at port ADC pada
mikrokontroller AVR
R. Pada dasarnya, Mikrokontroller hanya m
memiliki 8 buah
channel ADC 10bit,
t, jjadi kita hanya bisa memasang 8 buah sensor
nsor yang memiliki
interface output berup
berupa variasi tegangan.

dengan menggunak
unakan multiplexer

IC4052, kita bisa mem
emasang hingga 8 buah sensor yang outputny
nya berupa variasi
ADC mikrokontroller (pradipta, 2011)
tegangan pada 1 port A

2.8. Optocoupler

ndeng (coupling)
optoisolator merupakan komponen penggande
Optocoupler atau opt
kan media cahaya
nput dengan rangkaian output yang menggunaka
antara rangkaian input
gian yg konduktif
ghubung. Dengan kata lain, tidak ada bagia
(opto) sebagai penghub
kaian tersebut.
antara kedua rangka

kaian optocoupler
Perhatikan gambar rangkai

berikut.

Gambar 2.7 Rangkaian Optocoupler

18

Optocoupler sendiri terdiri dari 2 bagian, yaitu transmitter (pengirim) dan receiver
(penerima)
1. Transmiter, merupakan bagian yg terhubung dengan rangkaian input atau
rangkaian kontrol. Pada bagian ini terdapat sebuah LED infra merah (IR LED)
yang berfungsi untuk mengirimkan sinyal kepada receiver
2. Receiver, merupakan bagian yg terhubung dengan rangkaian output atau
rangkaian beban, dan berisi komponen penerima cahaya yang dipancarkan oleh
transmitter. Komponen penerima cahaya ini dapat berupa photodioda atapun
phototransisto

Jika dilihat dari penggunaannya, optocoupler biasa digunakan untuk mengisolasi
common rangkaian input dengan common rangkaian output. Sehingga supply
tegangan untuk masing-masing rangkaian tidak saling terbebani dan juga untuk
mencegah kerusakan pada rangkaian kontrol (rangkaian input) (Iswanto, 2010).

2.9. Mikrokontroler ATMega16

Mikrokontroler adalah suatu chip yang dapat digunakan sebagai pengontrol utama
sistem elektronika, di dalam chip tersebut sudah ada unit pemrosesan memori
Read Only Memory (ROM), Random Access Memory (RAM), Input-Output, dan
fasilitas pendukung lainnya (Budiharto, 2004) sehingga sangat memungkinkan
untuk membentuk suatu sistem yang hanya terdiri dari single chip (keping
tunggal) (Wardhana, 2006). Pada penelitian ini digunakan mikrokontroler
ATMega16 yang merupakan mikrokontroler dengan arsitektur Reduce Instruction

19

Set Computing (RISC) dengan lebar data 8 bit. Bentuk fisik mikrokontroler
ATMega16 dapat dilihat pada gambar 2.8.

Gambar 2.8 Mikrokontroler ATMega16 (Soni, 2011).

ATMega16 memiliki fitur ADC 10 bit yang terhubung dengan 8 saluran analog
multiplexer, sehingga memungkinkan untuk membangun sistem elektronika yang
kompak. ADC mempunyai pin tegangan catu yang terpisah, yaitu AVCC.
Referensi tegangan internal 2,56 V atau AVCC disediakan didalam chip. ADC
mengkonversi tegangan masukan analog ke nilai digital 10 bit melalui successive
approximation. Nilai minimum adalah GND dan nilai maksimumnya adalah
tegangan pada pin AREF dikurangi 1 LSB. Pada pin ADC terdapat rangkaian
sample and hold, dimana tegangan input ADC ditahan dalam tingkat yang konstan
pada saat konversi berlangsung. Kecepatan konversinya sekitar 65-260 μ S
(Wardana, 2006).

20

Konfigurasi Mikrok
okontroler ATMega16

Mikrokontroler mem
emiliki beberapa PORT yang dapat diguna
digunakan sebagai
input/output (IO). Susuna
Susunan kaki standart 40 pin DIP mikrokontr
okontroler ATMega16
seperti gambar 2.9.

Gambar
ar 2.
2.9 Susunan kaki ATMega16 (Data Sheet,, 2003
2003).

Pin pada mikrokontrol
okontroler memiliki fungsi masing-masing yaitu:
1. VCC merupakann pi
pin masukan positif catu daya;
GND;
2. GND sebagai pinn G
masukan tegangan untuk ADC;
3. AVCC sebagai pin m
masukan tegangan referensi;
4. AREF sebagian pin m
pin yang digunakan untuk me-reset mikrokont
5. Reset merupakann pi
okontroler;
A7) merupakan pin I/O dua arah dan dapat dipr
6. PORT A (PA0-PA
diprogram sebagai
C;
pin masukan ADC

21

7. PORT B (PB0-PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin khusus, yaitu
timer/counter, komparator analog dan SPI (Serial Peripheral Interface);
8. PORT C (PC0-PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin khusus, yaitu
komparator analog dan timer osilator;
9. PORT D (PD0-PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin khusus, yaitu
komparator analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial;
10.

XTAL 1 dan XTAL 2 sebagai pin masukan clock eksternal. Sumber detak

(clock) dibutuhkan oleh mikrokontroler agar dapat mengeksekusi instruksi
yang ada di memori. Semakin tinggi nilai kristalnya, semakin cepat kerja
mikrokontroler tersebut (Budiharto dan Rizal, 2007).

2.10. Komunikasi Serial RS232

Standart RS232 aturan mengenai level, konektor dan aturan komunikasi antara
DTE (Data Terminal Equipment) dengan DCE (Data Communication
Equipment). Contoh DTE adalah Komputer dan DCE adalah modem, antara
komputer dengan modem level sinyal data yang disalurkan pada kabelnya bukan
level TTL, tetapi level RS 232. Pada perkembangannya DCE tidak hanya berupa
modem atau perangkat komunikasi, tetapi bisa berupa instrumentasi seperti pH
meter, timbangan, GPS dan sebagainya.

Level TXD dan RXD adalah TTL (0 dan 5 Volt), sedangkan port serial pada
Komputer yang biasanya digunakan untuk mouse (mouse model lama, yang
bukan PS2) atau modem, adalah RS232, sehingga perlu konverter tegangan
diantaranya dapat dilihat pada gambar 2.10.

22

Gambar 2.10
2.10. Konverter Tegangan dengan Level (Kenun
nung, 2011).

Penggunaan RS232
232 de
dengan aturan level yang demikian dimaksudka
ksudkan pada jarak
yang relatif panjang,
g, tegangan tidak drop sehingga sinyal tidakk te
tenggelam dalam
noise. Panjang kabe
bel maksimum distandartkan tidak berupa ukur
ukuran panjang,
sih diperbolehkan,
melainkan asalkann kkapasitansi tidak melebihi 2500pF, masih
an yang diijinkan tidak lebih dari 20 Kbps.
bps. Pada percobaan
sedangkan kecepatan
ggunaan kabel intercom sepanjang 1 roll (100 yard), masih
tranmisi 4800, pengg
yang baik. Standar RS232 yang ditetapkann ttahun 1962 oleh
memberikan hasil ya
ndustry Association
Electronic Industryy Association dan Telecomunication Indust
rt lama sebelum era TTL muncul, karenaa sud
sudah dianggap
sebenarnya standart
udian muncul TTL, maka untuk menjembata
batani antara TTL
standar dan kemudia
l, di
dibuat konverter (Kenung, 2011).
dengan RS232 level,

level akan menganggap tegangan antara +55 hi
hingga +15 Volt
Konverter RS232 leve
dianggap sebagai
sebagai tegangan ’00′ sedangkan tegangan -3 hingga -15 Volt di
a
sebab didaerah ini
-3 hingga +3 tidak didefinisikan, seba
tegangan ’1′, level antara
ggap sebagai level
kemungkinan adalahh noise. Level TTL diatas 2 Volt yang diangg
kan ke level RS232 yaitu sebesar -15Volt, seda
edangkan level ’0′
’1′ akan dikonversika
15, demikian juga
gan dibawah 0.8V, akan dikonversikan ke +15,
TTL, yaitu tegangan

23

pada konversi sebaliknya, level +3 hingga +15 Volt akan dikonversikan ke level
TTL 5 Volt dan -3 hingga -15 Volt akan dikonversikan ke 0 Volt. Selain sinyal
data, terdapat sinyal-sinyal protokol komunikasi serial pada Komputer dan
dihubungkan keluar melalui konektor male DB9 (komputer baru) atau DB25
(komputer lama), nama sinyal-sinyal tersebut adalah;

Gambar 2.11. Koneksi null-modem (Kenung, 2011).
Keterangan :
a. TD, Transmit Data;
b. SG, Signal Ground.
c. DTR, Data Terminal Ready;
d. DSR, Data Set Ready;
e. CD, Carrier Detect;
f. RTS, Request To Send;
g. CTS, Clear To Send.

1.

Komunikasi asinkron yang sederhana yang disebut sebagal null modem, yang
rangkaiannya diperlihatkan pada gambar 2, adalah dengan menghubungkan
pin-pin DTR, DSR dan CD serta RTS dengan CTS. Sedangkan sinyal data
input masuk RD dan sinyal transmit output adalah TD.

24

2.

Konvertor level untuk saat ini tersedia dalam bentuk IC, contoh adalah ICL232
dari Harris semiconductors, MAX232 dari Maxim dan masih ada beberapa
produk dari lain pabrik yang fungsinya sama. Dalam satu chip ICL232 terdapat
dua pasang konvertor TTL ke RS232 dan kebalikannya. Pada aplikasinya yang
digunakan biasanya hanya satu pasang saja. Gambar 2.12. memperlihatkan
rangkaian level converter untuk interkoneksi antara PC dengan mikrokontroler
ATmega. Selain digunakan chip, konvertor level RS232 dapat dibangun
dengan dua buah transistor yang mudah didapat dipasaran dengan harga murah
dan beberapa komponen resistor dan 1 kapasitor bypass tegangan supply (data
Sheet, 2002).

Gambar 2.12. Rangkaian RS232 (Data Sheet, 2002).

25

2.11. Delphi

Delphi merupakan salah satu bahas pemrograman (development language) yang
digunakan untuk merancang suatu aplikasi program. Delphi memiliki beberapa
kegunaan diantaranya adalah untuk merancang aplikasi wndows, merancang
program berbasis grafis, membuat program berbasis jaringan, dan membuat
rancangan berbasis internet. Berikut adalah contoh tampilan aplikasi delphi.

Gambar 2.13 Tampilan Aplikasi Delphi (Syarif, 2011).

Selain itu juga delphi memiliki keunggulan dalam proses pembuatan berbagai
program diantaranya adalah:

1. IDE (integreted development environment) atau lingkungan pengenbangan
aplikasi sendiri

adalah satu dari beberapa keunggulan delphi, didalamnya

terdapat menu-menu yang memudahkan kita untuk membuat sebuah proyek
yang berhubungan dengan pemrograman.

26

2. Proses kompilasi cepat, pada saat aplikasi yang kita buat dijalankan maka
secara otomatis akan dibaca sebagai sebuah program tanpa dijalankan terpisah.
3. Sangat mudah digunakan, source kode delphi yang merupakan turunan dari
pascal, sehingga tidak diperlukan suatu penyesuaian lagi.
4. Bersifat multi purphase, artinya bahasa pemrograman delphi dapat digunakan
untuk mengenbangkan berbagai keperluan pengembangan aplikasi.Selain itu
delphi juga mendukung untuk membuat aplikasi database yang memungkinkan
user berinteraksi dengan informasi yang tersimpan dalam sebuah database.
Delphi juga memberikan banyak pilihan teknologi kepada developer dalam
membangun aplikasi database sehingga developer dapat mengembangkan
aplikasi dengan mekanisme akses yang paling tepat menurut kebutuhan.

III. METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini mulai dilaksanakan pada bulan April 2015 sampai dengan Mei 2015,
pembuatan alat dan pengambilan data dilaksanakan di Laboratorium Elektonika Dasar
Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung
dan beberapa tempat lainya sebagai pendukung.

3.2. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Solder listrik, penyedot timah, dan kabel penghubung digunakan untuk membuat
rangkaian alat sehingga menjadi satu kesatuan yang sempurna.
2. Multimeter, berfungsi sebagai pembaca nilai tegangan listrik, arus listrik, dan
hambatan listrik pada masing-masing rangkaian.
3. Bor listrik dan mata bor digunakan untuk membuat lubang pada kaki-kaki komponen
elektronika sehingga dapat dipasangkan berbagai konponen.
4. Power Supply digunakan sebagai sumber tegangan.
5. Pembangkit sinyal (signal generator) digunakan untuk masukan frekuensi tegangan
pada masing-masing masukan pada lead.

28

6. Tang, berfungsi sebagai pemotong alat dan komponen yang akan digunakan dalam
pembuatan atau realisasi alat.
7. Komputer, digunakan sebagai media visual dan untuk membuat program pada
mikrokontroler ATmega16, juga digunakan untuk menampilkan masukan gelombang
dari pembangkit sinyal.

Sedangkan bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1.

Printed Circuit Board (PCB) berfungsi sebagai tempat meletakkan komponen alat
elektronika yang akan dirangkai.

2.