Mikrokontroller ATMega 8 berasal dari keluarga AVR. Mikrokontroller memiliki 3 port IO. Input mikrokontroller adalah 3 buah sensor yaitu sensor sensor IR HIR
333, GSR, dan DS18B20. Ketiga sensor dibaca secara bergantian dan dikalibrasi menjadi sebuah nilai standart kemudian dibuat acuan parameter untuk
menentukan tingkat stress seseorang. Input sensor Heart Rate diprogram pada port C.5 yang merupakan masukan ADC pertama sedangkan sensor GSR deprogram
pada port C.4 yang merupakan masukan analog atau ADC dan untuk sensor suhu DS18B20 diprogram pada port D.2 yaitu masukan digital. Keluaran
Mikrokontroller untuk display LCD diprogram pada port B yaitu PB.0 hingga PB.6. Output lain yaitu buzzer diprogram pada port D yaitu PD.6. Mikrokontroller
pada rancangan ini diprogram dengan bahasa C yaitu codevision AVR.
3.3 Rangkain Display LCD
Rangkaian display LCD ini berfungsi untuk menampilkan status dari data sensor dan menampilkan apakah seseorang mengalami stress atau tidak. Rangkaian LCD
dapat ditunjukkan pada gambar 3.4 di bawah ini :
Gambar 3.4 Rangkaian Display LCD LCD terdiri dari sejumlah memori yang digunakan untuk display. Semua teks
yang kita tuliskan ke LCD disimpan dalam memory ini, dan LCD secara berturutan membaca memory ini untuk menampilkan teks ke LCD itu sendiri.
Universitas Sumatera Utara
3.4 Sensor
Sensor merupakan suatu tranduser yang fungsinya mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Rancangan ini
terdiri dari 3 buah sensor yaitu :
1. Sensor Inframerah HIR 333
Sensor inframerah berfungsi untuk mendeteksi denyut jantung melalui aliran darah pada jari tangan. Pada rangkaian ini terdapat 2 blok utama yaitu
rangkaian sensor detak jantung dan rangkaian penguat.
Gambar 3.5 Rangkaian Pendeteksi Heart Rate Sensor diletakkan pada jari telunjuk tangan kiri di bawah kuku. Sensor ini
diletakkan pada posisi tersebut karena terdapat pembuluh nadi dengan kulit yang tidak terlalu tebal sehingga mampu untuk ditembus cahaya infrared yang diterima
photodiode mampu mendeteksi perubahan volume darah pada arteri jari tangan
tersebut. Sensor terdiri dari LED infrared sebagai transmitter dan photodiode
sebagai receiver. Photodiode dipasang pada posisi reverse bias untuk dapat bekerja merespon intensitas cahaya infrared yang diterimanya. LED infra merah
dipasang forward bias dan dipasang secara seri dengan resistor sebesar 100Ω.
Photodiode mendeteksi perubahan volume darah yang melalui arteri pada jari
tangan. Perubahan intensitas cahaya infra merah yang diterima oleh photodioda
menyebabkan tegangan keluaran yang dikeluarkan juga berubah-ubah. Tegangan
Universitas Sumatera Utara
keluaran dari photodioda adalah sangat kecil 10mV, sehingga perlu adanya sistem penguatan tegangan sehingga perubahan tegangannya mudah diukur. Pada
sistem penguatan, diperlukan adanya IC op-amp dan resistor. Pada IC op-amp LM 324, terdapat empat op-amp di dalamnya, namun yang digunakan dalam skripsi
ini adalah dua op-amp sehingga dapat dilakukan penguatan bertahap. Penguatan yang digunakan adalah penguatan inverting.
Pada op-amp pertama, penguatan diatur untuk menghasilkan penguatan sebesar 82 kali. Dan pada op-amp kedua diatur untuk menghasilkan penguatan
sebesar 4,7 kali. Penguatan G =
Sehingga, Penguatan pertamaG
1
= = - 82 kali
Penguatan kedua G
2
= = - 4,7 kali
Total penguatan adalah : Penguatan I x Penguatan II -82 kali x -4,7 kali : 385,4 kali penguatan
Photodioda mengalirkan tegangan 10 mV saat terkena cahaya infra merah. Berdasarkan rangkaian di atas, maka tegangan output dari potodioda dapat
dihitung dengan persamaan sebagai berikut : V
out
= G
total
x V
in
= 385,4 x 10mV = 3,854 Volt
Pada rangkaian di atas terdapat rangkaian pembagi tegangan. Rangkaian pembagi tegangan dapat di hitung dengan persamaan sebagai berikut :
= = 1,23 Volt
Universitas Sumatera Utara
2. Sensor GSR
Sensor GSR terbuat dari kain dan lempengan electrode yang diletakkan pada 2 jari di tangan kiri, yaitu jari tengah dan jari telunjuk.
Gambar 3.6 Letak Sensor GSR Sensor ini berfungsi untuk mendeteksi daya hantar listrik pada kulit manusia.
Rangkaian sensor GSR pada umumnya adalah rangkaian penguat tegangan. Sensor mendeteksi daya hantar listrik berdasarkan tingkat atau kadar keringat.
Keringat mengandung banyak garam dan mineral maka keringat adalah konduktor yang baik karena berwujud likuid.
Gambar 3.7 Rangkaian GSR Prinsip kerja GSR adalah mengukur tingkat stress psikologi berdasarkan
resistansi kulit. Tingkat stress manusia dipicu oleh hormon cortisol, GH dan norepinephrine yang mempengaruhi kelenjar keringat pada kulit untuk
berkeringat. Sensor ini mengukur resistansi kulit akibat keringat dan menginterpretasikan menjadi tingkat psikologi stress. Bagian tubuh manusia yang
Universitas Sumatera Utara
sensitif mengeluarkan keringat adalah tangan dan jari sehingga peletakkan sensor ini ideal pada jari menggunakan lempengan elektroda yang dilingkar pada 2 jari
yang akan diukur resistansinya. Alat ini mampu mengukur fluktuasi tingkat stress manusia. Cara mengukurnya melalui lempeng elektroda yang ditempelkan kepada
jari telunjuk dan jari tengah, dan alat GSR yang dibuat dari beberapa komponen akan mengaliri listrik ke jari telunjuk yang akan mengalir ke jari tengah, lalu di
salurkan ke alat pengukur tegangan. Alat tersebut akan menghitung tegangan yang melalui jari-jari tersebut.
Kulit manusia adalah konduktor listrik yang baik dan ketika listrik lemah dikirimkan ke kulit, perubahan pada konduksi kulit tersebut dapat diukur.
Variabel yang diukur adalah baik resistensi kulit atau yang reciprocal, kulit konduktansi. Menurut Hukum Ohm, kulit resistensi R sama dengan tegangan
V diterapkan antara dua elektroda pada kulit dibagi dengan arus melewati melalui kulit I. Hukum dapat dinyatakan sebagai R = VI. Perubahan resistensi
kulit disebabkan oleh tingkat kalenjar keringat aktif, stress psikologis cenderung mengakibatkan tingkat kalenjar keringat aktif meningkat dan hal ini membuat
resistensi kulit menurun.
3. Sensor DS18B20
Sensor DS18B20 adalah sensor suhu digital dengan komunikasi serial 1 kabel. Fungsi sensor adalah mengindra suhu tubuh manusia dan memberikan data
digital. Sensor dikendalikan oleh mikrokontroler hanya pada 1 bit sehingga sangat efesien dalam penggunaan port.
Gambar 3.8 Rangkaian Sensor DS18B20 Sensor suhu DS1820 mengirimkan data digital berupa sinyal pulsa yang
mengindikasikan suatu suhu tertentu, kemudian output sensor diterima oleh mikrokontroller ATMega 8 melalui port D.2, setelah itu akan dilakukan
Universitas Sumatera Utara
pengolahan data didalam mikrokontroller sebelum data suhu ditampilkan ke layar lcd 16x2.
Gambar 3.9 Diagram Block Sensor DS18B20 Karena output dari sensor DS18B20 tidak berupa tegangan maka tidak
menghubungkannya ke port ADC. Output yang dikeluarkan sensor DS18B20 berupa konfigurasi angka 1 dan 0, yang mana mengindikasikan suatu suhu
tertentu. Tabel 3.1 Output sensor DS18B20 beserta level pengukurannya.
Universitas Sumatera Utara
3.5 Flowchart system
