Perancangan Sistem Pengukur Detak Jantung Secara Jarak Jauh Berbasis ATmega 8535 Dengan Tampilan PC

LISTING PROGRAM

#include <mega8535.h> #include <delay.h>

// Declare your global variables here char buff[16];

unsigned int frekuensi,x; unsigned int detak;

// External Interrupt 0 service routine

interrupt [EXT_INT0] void ext_int0_isr(void) {

// Place your code here frekuensi++;

}

#define DATA_REGISTER_EMPTY (1<<UDRE) #define RX_COMPLETE (1<<RXC)

#define FRAMING_ERROR (1<<FE) #define PARITY_ERROR (1<<UPE) #define DATA_OVERRUN (1<<DOR)

// USART Receiver buffer #define RX_BUFFER_SIZE 8 char rx_buffer[RX_BUFFER_SIZE];

#if RX_BUFFER_SIZE <= 256

unsigned char rx_wr_index=0,rx_rd_index=0; #else

unsigned int rx_wr_index=0,rx_rd_index=0; #endif

#if RX_BUFFER_SIZE < 256 unsigned char rx_counter=0; #else

unsigned int rx_counter=0; #endif

// This flag is set on USART Receiver buffer overflow bit rx_buffer_overflow;

// USART Receiver interrupt service routine interrupt [USART_RXC] void usart_rx_isr(void) {

char status,data; status=UCSRA; data=UDR;

if ((status & (FRAMING_ERROR | PARITY_ERROR | DATA_OVERRUN))==0)

{

rx_buffer[rx_wr_index++]=data; #if RX_BUFFER_SIZE == 256

// special case for receiver buffer size=256 if (++rx_counter == 0) rx_buffer_overflow=1; #else

if (rx_wr_index == RX_BUFFER_SIZE) rx_wr_index=0; if (++rx_counter == RX_BUFFER_SIZE)

{

rx_counter=0;

rx_buffer_overflow=1; }

#endif } }

// Get a character from the USART Receiver buffer #define _ALTERNATE_GETCHAR_

#pragma used+ char getchar(void) {

char data;

while (rx_counter==0);

data=rx_buffer[rx_rd_index++]; #if RX_BUFFER_SIZE != 256

if (rx_rd_index == RX_BUFFER_SIZE) rx_rd_index=0; #endif

#asm("cli") --rx_counter; #asm("sei") return data; }

#pragma used- #endif

// USART Transmitter buffer #define TX_BUFFER_SIZE 8 char tx_buffer[TX_BUFFER_SIZE];

#if TX_BUFFER_SIZE <= 256

unsigned char tx_wr_index=0,tx_rd_index=0; #else

unsigned int tx_wr_index=0,tx_rd_index=0; #endif

#if TX_BUFFER_SIZE < 256 unsigned char tx_counter=0; #else

unsigned int tx_counter=0; #endif

// USART Transmitter interrupt service routine interrupt [USART_TXC] void usart_tx_isr(void) {

if (tx_counter) {

--tx_counter;

UDR=tx_buffer[tx_rd_index++]; #if TX_BUFFER_SIZE != 256

#endif } }

#ifndef _DEBUG_TERMINAL_IO_

// Write a character to the USART Transmitter buffer #define _ALTERNATE_PUTCHAR_

#pragma used+ void putchar(char c) {

while (tx_counter == TX_BUFFER_SIZE); #asm("cli")

if (tx_counter || ((UCSRA & DATA_REGISTER_EMPTY)==0)) {

tx_buffer[tx_wr_index++]=c; #if TX_BUFFER_SIZE != 256

if (tx_wr_index == TX_BUFFER_SIZE) tx_wr_index=0; #endif

++tx_counter; }

else UDR=c;

#asm("sei") }

#pragma used- #endif

// Standard Input/Output functions #include <stdio.h>

// Timer1 overflow interrupt service routine interrupt [TIM1_OVF] void timer1_ovf_isr(void) {

// Reinitialize Timer1 value TCNT1H=0x1F2A >> 8; TCNT1L=0x1F2A & 0xff; detak=frekuensi*30; frekuensi=0;

}

void main(void) {

// Input/Output Ports initialization // Port A initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In DDRA=(0<<DDA7) | (0<<DDA6) | (0<<DDA5) | (0<<DDA4) | (0<<DDA3) | (0<<DDA2) | (0<<DDA1) | (0<<DDA0);

// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T PORTA=(0<<PORTA7) | (0<<PORTA6) | (0<<PORTA5) | (0<<PORTA4) | (0<<PORTA3) | (0<<PORTA2) | (0<<PORTA1) | (0<<PORTA0);

// Port B initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In DDRB=(0<<DDB7) | (0<<DDB6) | (0<<DDB5) | (0<<DDB4) | (0<<DDB3) | (0<<DDB2) | (0<<DDB1) | (0<<DDB0);

// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T PORTB=(0<<PORTB7) | (0<<PORTB6) | (0<<PORTB5) | (0<<PORTB4) | (0<<PORTB3) | (0<<PORTB2) | (0<<PORTB1) | (0<<PORTB0);

// Port C initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In DDRC=(0<<DDC7) | (0<<DDC6) | (0<<DDC5) | (0<<DDC4) | (0<<DDC3) | (0<<DDC2) | (0<<DDC1) | (0<<DDC0);

// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T PORTC=(0<<PORTC7) | (0<<PORTC6) | (0<<PORTC5) | (0<<PORTC4) | (0<<PORTC3) | (0<<PORTC2) | (0<<PORTC1) | (0<<PORTC0);

// Port D initialization

// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In DDRD=(0<<DDD7) | (0<<DDD6) | (0<<DDD5) | (0<<DDD4) | (0<<DDD3) | (0<<DDD2) | (0<<DDD1) | (0<<DDD0);

// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T PORTD=(0<<PORTD7) | (0<<PORTD6) | (0<<PORTD5) | (0<<PORTD4) | (0<<PORTD3) | (0<<PORTD2) | (0<<PORTD1) | (0<<PORTD0);

// Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=0xFF // OC0 output: Disconnected

TCCR0=(0<<WGM00) | (0<<COM01) | (0<<COM00) | (0<<WGM01) | (0<<CS02) | (0<<CS01) | (0<<CS00);

TCNT0=0x00; OCR0=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: 57,600 kHz // Mode: Normal top=0xFFFF

// OC1A output: Disconnected // OC1B output: Disconnected // Noise Canceler: Off

// Input Capture on Falling Edge // Timer Period: 1 s

// Timer1 Overflow Interrupt: On // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off

TCCR1A=(0<<COM1A1) | (0<<COM1A0) | (0<<COM1B1) | (0<<COM1B0) | (0<<WGM11) | (0<<WGM10);

TCCR1B=(0<<ICNC1) | (0<<ICES1) | (0<<WGM13) | (0<<WGM12) | (1<<CS12) | (0<<CS11) | (0<<CS10);

TCNT1H=0x1F; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00;

// Clock source: System Clock // Clock value: 14,400 kHz // Mode: Normal top=0xFF // OC2 output: Disconnected // Timer Period: 17,778 ms ASSR=0<<AS2;

TCCR2=(0<<PWM2) | (0<<COM21) | (0<<COM20) | (0<<CTC2) | (1<<CS22) | (1<<CS21) | (1<<CS20);

TCNT2=0x70; OCR2=0x00;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization

TIMSK=(0<<OCIE2) | (0<<TOIE2) | (0<<TICIE1) | (0<<OCIE1A) | (0<<OCIE1B) | (1<<TOIE1) | (0<<OCIE0) | (0<<TOIE0);

// External Interrupt(s) initialization // INT0: On

// INT0 Mode: Falling Edge // INT1: Off

// INT2: Off

GICR|=(0<<INT1) | (1<<INT0) | (0<<INT2);

MCUCSR=(0<<ISC2);

GIFR=(0<<INTF1) | (1<<INTF0) | (0<<INTF2);

// USART initialization

// Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity // USART Receiver: On

// USART Transmitter: On // USART Mode: Asynchronous // USART Baud Rate: 9600

UCSRA=(0<<RXC) | (0<<TXC) | (0<<UDRE) | (0<<FE) | (0<<DOR) | (0<<UPE) | (0<<U2X) | (0<<MPCM);

UCSRB=(1<<RXCIE) | (1<<TXCIE) | (0<<UDRIE) | (1<<RXEN) | (1<<TXEN) | (0<<UCSZ2) | (0<<RXB8) | (0<<TXB8);

UCSRC=(1<<URSEL) | (0<<UMSEL) | (0<<UPM1) | (0<<UPM0) | (0<<USBS) | (1<<UCSZ1) | (1<<UCSZ0) | (0<<UCPOL);

UBRRH=0x00; UBRRL=0x5F;

// Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off

// The Analog Comparator's positive input is // connected to the AIN0 pin

// The Analog Comparator's negative input is // connected to the AIN1 pin

ACSR=(1<<ACD) | (0<<ACBG) | (0<<ACO) | (0<<ACI) | (0<<ACIE) | (0<<ACIC) | (0<<ACIS1) | (0<<ACIS0);

SFIOR=(0<<ACME);

// ADC initialization // ADC disabled

ADCSRA=(0<<ADEN) | (0<<ADSC) | (0<<ADATE) | (0<<ADIF) | (0<<ADIE) | (0<<ADPS2) | (0<<ADPS1) | (0<<ADPS0);

// SPI initialization // SPI disabled

SPCR=(0<<SPIE) | (0<<SPE) | (0<<DORD) | (0<<MSTR) | (0<<CPOL) | (0<<CPHA) | (0<<SPR1) | (0<<SPR0);

// TWI initialization // TWI disabled

TWCR=(0<<TWEA) | (0<<TWSTA) | (0<<TWSTO) | (0<<TWEN) | (0<<TWIE);

// Global enable interrupts #asm("sei")

while (1) {

printf("%d\n",detak); delay_ms(1000); }

SKEMA MENGUKUR DETAK JANTUNG SECARA JARAK

JAUH

DAFTAR PUSTAKA

Lingga, W. 2006. Belajar Sendiri Pemrograman AVR ATMega8535. Yogyakarta: Andi Offset.

Heryanto, M.Ary dan Wisnu, Adi.2008.Pemrograman untuk Mikrokontroler ATMEGA 8535.Yogyakarta: Andi.

Elektur.1996.302 Rangkaian Elektronika.Penerjemahan P.Pratomo dkk.Jakarta: Percetakan PT Gramedia.

Sitompul, opim S. 1995. Prinsip-Prinsip Dasar Pemrograman C. Jakarta: Ghalia Indonesia

Situmorang,Marhaposan.2011.Dasar-Dasar Mikrokontroller MCS-51. Medan: Usu Pres

Tooley,mikke.2002.Rangkaian Elektronika Prinsip dan Aplikasi. Edisi ke2 Jakarta:Erlangga. Hal 180-194.

Data Sheet ESP8266EX. Data Sheet Plussensor.

http://farisseptiawan.blogspot.com/2010/03/pengertian-sensor.html/

BAB III

PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM

3.1 Blok Diagram Sistem

Diagram merupakan pernyataan hubungan yang berurutan dari suatu atau lebih komponen yang memiliki kesatuan kerja tersendiri, dan setiap blok komponen mempengaruhi komponen yang lainnya. Diagram blok merupakan salah satu cara yang paling sederhana untuk menjelaskan cara kerja dari suatu sistem .Dengan diagram blok kita dapat menganalisa cara kerja rangkaian dan merancang hardware yang akan dibuat secara umum.

Adapun diagram blokdari system yang dirancang,seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.1

A T M E G A 8 5 3 5 Modul Transmiter Wifi SENSOR DETAK JANTUNG Receiver Wifi Interface PC

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem

Fungsi Tiap Blok :

1. Blok Sensor Detak Jantung : Sebagai pengukur detak jantung

2. Blok Modul Wifi ESP8266 : Sebagai pengirim data yang telah diterima dari Mikrokontroller

3. Blok Interface PC :Sebagai media untuk melihat data yang telah di terima dari modul Wifi

4. Blok mikrokontroller :Mengolah data dari sensor dan mengirim hasilnya ke modul wifi untuk dtransmisikan ke modul wifi

3.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535

Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA 8535 dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 3.2. Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA 8535

Dari gambar 3.2, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler ATMega8535. Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.

Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL dan dua buah kapasitor 22pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler ATMega8535 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset

(aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset mikrokontroler ini.

Untuk men-download file heksadesimal kemikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke USB via programmer downloader. Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak pada kaki 6, 7, 8, 9, 10 dan 11. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP Programmer, maka pemrograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena mikrokontroler tidak akan bias merespon.

Programmer/downloader berfungsi untuk menanam program yang telah di buat sebelumnya di editor codevision avr. Program yang telah berhasil dibuat kemudian dicompile sehingga menghasikan code program berekstensi .hex, untuk mendownload file hasil kompilasi ini, maka komputer atau PC harus terhubung dengan system mikrokontroller dengan menggunakan Programmer. Satu sisi programmer dihubungkan ke usb PC dan satu sisi lagi dihubungkan ke system mikrokontroller. Programmer yang dipakai untuk ATMega adalah isp programmer (In-System Programming). Programmer ini menggunakan satu buah port usb. Penanaman program hex ini hanya membutuhkan sekali penanaman saja, dan setelah di download, maka system dapat bekerja secara mandiri dan programmer dapat di cabut dari system

3.3. Perancangan Regulator Tegangan

Sumber tegangan yang dibutuhkan agar sistem dapat bekerja dengan stabil adalah sekitar 5V DC dan tidak lebih dari 6V. Jika tegangan yang diberikan pada sistem melebihi batas ini maka dapat merusak komponen seperti mikrokontroler atau LCD. Sumber tegangan ini selanjutnya akan diberikan kepada komponen-komponen yang ada pada sistem, dan komponen-komponen lain yang membutuhkan sumber tegangan. Sumber tegangan diperoleh dari adaptor 12 V. Hal ini dikarenakan agar sistem dapat bekerja secara otonom dan sistem dapat terus bekerja selama 24 jam penuh dalam sehari tanpa mengalami gangguan kekurangan sumber tegangan. Saat adaptor dapat bekerja dengan baik dan memberikan tegangan yang cukup kepada sistem, Gambar 3.2 menunjukkan rancangan sumber tegangan yang digunakan pada sistem dan agar system tidak rusak diakarenakan tegangan 12 V, maka diturunkan terlebih dahulu menggunakan ic 7805 agar tegangan yang terpasok ke system tetap 5 Volt.

3.4. Perancangan Rangkaian Sensor Denyut Jantung

Perancangan rangkaian ini berfungsi sebagai pendeteksi detak jantung melalui jari tangan. Terdapat beberapa komponen elektronik seperti Led dengan intensitas cahaya yang besar, Sensor cahaya dan sebuah penguat Op-Amp universal yang berfungsi sebagai penguat dan komparator. Led pemancar cahaya harus dari tipe yang memiliki intensitas yang baik dengan kata lain dapat menembus permukaan kulit. Perubahan resistansi yang terjadi pada sensor mempengaruhi besar kecilnya tegangan yang dihasilkan oleh rangkaian sensor. Pada bagian depan difungsikan sebagai rangkaian penyangga sekaligus sebagai penguat.

Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Detak Jantung

Op-Amp sebagai rangkaian komparator yang berfungsi menghasilkan level TTL yang berguna untuk mengetahui detak jantung yang terbaca. Pengaturan VR digunakan untuk mendapatkan hasil baca sensor yang baik, dengan mengatur VR dapat membantu dalam mengatur kesensitifan sensor. Hasil deteksi ditampilkan secara langsung. Led Sensor memvisualisasikan detak jantung yang terbaca. Keluaran dari penguatan Op-Amp pertama ini dapat dimasukkan ke

rangkaian komparator. Pengaturan VR dapat menyeseuaikan tegangan offset. Tegangan Offset adalah tegangan referensi yang diperlukan oleh rangkaian komporator. Keluaran rangkaian komparator berfungsi memberikan level TTL. Keluaran rangkaian komparator berfungsi memberikan level TTL yang nantinya dijadikan output pada rangkaian Mikrokontroller.

3.5. Perancangan Rangkaian Modul Wifi ESP8266

Modul wifi NODE MCU ESP8266 ini merupkan modul development kit berbasis esp8266 yang mampu berkomunikasi dengan protokol wifi seperti pada jaringan 802.11 b/g/n. Selain sebagai penyedia akses kejaringan wifi melalui komunikasi uart dan SPI, modul in juga dapat beerja sebagai access point. Keuntungan dari modul ini adalah selain telah di hubungkan dengan dengan akses ke semua pin I/O (Full I/O breakout) melalu ipin header, dengan demikian dapat mudah dihubungkan dengan perangkat lainnya seperti mikrokontroller. Modul sudah built in dengan regulator penurun tegangan ams117-3,3 Volt sehingga dapat langsung dihubungkan dengan supply luar seperti dari perangat USB atau baterai 9v, modul ini juga sudah di pasangkan dengan chip usb-to-serial sehingga sudah dapat langsung berkomunikasi dengan pc via serial.

Gambar 3.6 layout full modul NODE MCU esp8266

Modul nodemcu ini dapat mendukung antarmuka dengan perangkat antara lain: komunikasi serial ,SPI, dan digital pin. Komunikasi antara Mikrokontroller dan modul nodemcu ESP8266 adalah secara serial dengan konfigurasi sebagai berikut.

1. Mikrokontroller pin 15 ke ESP8266 RX 2. Mikrokontroller pin 14 ke ESP8266 TX 3. Mikrokontroller GND ke GND ESP826 4. Mikrokontroller pin Vcc 5v ke ESP8266 Vcc Untuk lebih jelas dapat dilihat pada gambar 3.6.

Gambar 3.7 Rangkaian Modul Wifi ESP8266

Perancangan modul wifi ESP8266 ini menggunakan komunikasi serial untuk menerima data dari hasil pengolahan sensor oleh mikrokontroller. Mikrokontroller menerima data dari sensor denyut jantung, hasil pengukurannya kemudian dikirim ke modul wifi ESP8266. Modul wifi ini terhubung ke jaringan internet, data yang diterima mellaui jalur serial dari mikrokontroller kemudian akan dikirim atau di upload ke server yang telah di tentukan sebelum nya melalui jaringan wifi. Data yang dikirim oleh modul wifi ini dapat dilihat pada interface web.

3.7. Diagram Alir Sistem

Inisialisasi sistem

Start

Pengukuran sensor detak jantung

Pembacaan data

oleh mikro

Pengiiriman data

ke modul wifi

Penyimpanan data

di server

Selesai

Tampilan data di

interface

Diagram alir (flowchart) diatas dapat dijelaskan sebagai berikut :

Sistem akan dimulai dengan melakukan inisialisasi sistem, kemudian mikrokontroller akan mengukur sensor,data dari sensor denyut jantung kemudian akan diolah di mikrontroller untuk di hitung dan di konversi menjadi bpm sehingga mudah di baca oleh orang awam. Data yang telah diolah ini kemudian akan dikirim data nya ke modul wifi (ESP8266) via komunikasi serial, data ini kemudian akan dikirim ke server untuk disimpan dalam database. Interface web kemudian akan menampilkan data dari server menjadi database dan grafik.

BAB IV

PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA RANGKAIAN

4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535

Pengujian pada sistem dilakukan dengan pengecekan operasional terhadap fungsi bagian-bagian sistem. Pengujian rangkaian Mikrokontroler dapat dilakukan dengan cara menghubungkan rangkaian sistem minimum dengan sumber tegangan 5 V. Dimana pin 10 Mikrokontroler dihubungkan dengan tegangan 5 volt dan pin 11 dihubungkan dengan ground. Seperti pada gambar 4.1

Gambar 4.1 Rangkaian Pengujian Mikrokontroler

Kemudian pin 12 dan pin 11 dihubungkan ke XTAL dan dua buah kapasitor. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroller ATMega8535 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan

me-reset mikrokontroller tersebut. Karena pemrograman menggunakan mode ISP (In System Programming) mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada papan rangkaian dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program downloader

Langkah selanjutnya adalah memberikan program sederhana pada mikrokontroler ATMega 8535, program yang diberikan adalah sebagai berikut:

#include <mega8535.h> #include <delay.h> #include <stdio.h> while (1)

{

// Place your code here PORTC=0x00;

Delay_ms(1000); PORTC=0xFF; Delay_ms(1000); }

Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler oleh program downloader yaitu ATMega8535.

Gambar 4.2. Informasi Signature Mikrokontroler

Apabila Chip Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu singkat, bisa dikatakan rangkaian mikrokontroler bekerja dengan baik dengan mode ISP-nya.

Sistem Mikrokontroller rmerupakan sistem pengendali semua rangkaian yang ada pada sistem. Proses pengujian sistem minimum mikrokontroller dilakukan dengan menghubungkan sistem sensor sebagai input dan modul wifi sebagai output. Sebuah program sederhana untuk mengecek kondisi sensor yang hasilnya ditampilkan di LCD diisikan kedalam mikrokontroller.

Untuk menghubungkan sistem mikrokontroller ke modul wifi, maka diperlukan komunikasi serial. Komunikasi serial yang digunakan yaitu menggunakn fitur kounikasi USART pada mikrokontroller pada pin PIND.0 sebagai RX & PIND.1.sebagai TX

Secara elektronis rangkaian sudah bekerja dengan baik, keluaran dari mikrokontroller dapat ditampilkan pada PC. Sensor dirancang untuk mendeteksi adanya perubahan pulsa denyut jantung nantinya akan diumpankan ke pin mikro sebagai inputan yang nantinya akan masuk ke rangkaian sistem minimum mikrokontroller,

Pengendalian sistem secara keseluruhan berpusat pada keluaran dari sensor dapat dibaca oleh mikrokontroller dan perhitungan telah diprogramming, sehingga hasilnya akan dikirimkan ke modul wifi.

4.2. Pengujian dan Analisa Rangkaian Sensor Detak Jantung

Ketelitian alat ini diambil dari nilai hasil pengukuran denyut jantung secara manual. Dari data hasil pengukuran denyut jantung dan pengamatan terhadap tingkat keberhasilan modul wifi mengirim data ke server, bahwa dalam mengukur denyut jantung, hasil pengukuran sensor memiliki perbedaan dengan hasil pengukuran manual sehingga data dati alat menghasilkan %ralat yang dapat dihitung pada analisi dibawah,sedang untk pengiriman data hasil pengukuran denyut jantung ke server, modul wifi hanya menerima data yang dikirim oleh hasil perhitungan data sensor mentah oleh mikrokontroller dan meneruskan nya ke server,sehingga data yang terkirim mengikuti hasil pengukuran dari senor denyut jantung.

% ralat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut % ralat = ∣ ���� −���� ���� ���� ������ −���� �������

Tabel 4.1 Perbandingan pengukuran alat standard an alat yang dibuat

Pengujian

BPM Menggunakan

Alat standar

Menggunakan

alat yang dibuat % Ralat

1 60 63 5,0

2 65 68 4,6

3 70 68 2,9

4 75 78 4,0

5 57 54 5,3

6 68 64 5,9

7 75 79 5,3

8 69 65 5,8

9 66 70 6,1

10 69 74 7,2

11 86 86 0,0

12 87 92 5,7

13 80 84 5,0

14 70 75 7,1

15 89 93 4,5

16 64 60 6,3

18 70 70 0,0

19 80 78 2,5

20 84 84 0,0

Rata-rata kesalahan = persen total keseluruhan

����� ��������� = 5 %

Gambar 4.3 Grafik Perbandingan pengukuran alat standard dan alat yang di buat

Dari grafik hasil peremodelan pada alat pengukuan denyut jantung ini memiliki hasil yang hampir sama atau mendekati kemiripan. Hal ini memberi gambaran bahwa hasil pengukuran denyut jantung oleh sensor dalam perancangan ini sesuai dengan apa yang dilakukan pada eksperimen

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0 5 10 15 20 25

manual

4.3.Pengujian Keseluruhan Sistem

Pengujian sistem secara keseluruhan ini dilakukan dengan menggabungkan semua peralatan ke dalam sebuah sistem yang terintegrasi. Tujuannya untuk mengetahui bahwa rangkaian yang dirancang telah bekerja sesuai yang diharapkan, lalu diberi arus melalui rangkaian power supply, keluaran dari power supply berupa tegangan sebesar 5 volt diteruskan ke rangkaian system minimum dan sensor serta modul wifi.

Perangkat ini akan menghitung frekuensi aliran darah yang mengalir selama 1 detik, dimana nantinya hasil yang didapat dikalikan 60, jadi total waktu yang diperoleh adalah 1 menit. Tabel dibawah ini menunjukkan perbandingan pengujian menggunakan perangkat monitoring sensor pulsa untuk menghitung denyut nadi dalam satu menit dibandingkan dengan penghitungan manual. Dilihat dari selisih yang terjadi alat monitor ini cukup valid untuk menghitung denyut per menit.

Tabel 4.2. Data pengujian Keseluruhan Sistem

Pengujian Orang 1 Orang 2 Orang 3 Orang 4

pengu kuran manua l (Bpm) Penguk uran Sensor (Bpm) penguk uran manual (Bpm) Penguk uran Sensor (Bpm) penguk uran manual (Bpm) Penguk uran Sensor (Bpm) penguk uran manual (Bpm) Penguk uran Sensor (Bpm)

1 60 62 70 72 80 82 61 62

2 65 66 80 83 70 70 78 80

3 80 77 90 93 66 80 89 88

4 75 75 66 68 94 96 76 79

5 70 72 72 70 90 92 80 78

Dari data diatas dapat dianalisa bahwa perhitungan dari sensor dengan dengan perhitungan manual tidak terlalu jauh berbeda dengan pengukuran sensor

denyut jantung. Pengujian dilakukan dengan memasang langsung sensor detak jantung pada objek manusia sebagai sample. Manusia yang dijadikan sample tidak diberi perlakuan khusus sehingga detak jantung yang akan diukur tidak berpatokan harus tinggi atau rendah. Hasil Pengukuran sensor adalah hasil pengukuran yang dilakukan dengan denyut jantung pada kondisi pengukuran terjadi. Setelah dipasang sensor denyut jantung, objek juga dilakukan pengukuran denyut jantung manual dengan cara menghitung pulsa denyut melalui pergelangan tangan.

Gambar 4.4 Ilustrasi pengukuran denyut jantung manual pada pergelangan tangan

Hasil perhitungan manual ini kemudian dibandingkan dengan hasil perhitungan denyut jantung manual. Pengujian dilakukan dengan mengambil 5 kali pengujian dan 4 orang yang berbeda.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan pengujian hasil perancangan mengukur detak jantung secara jarak jauh,dapat diambil kesimpulannya:

1 Sensor detak jantung (plusesensor) dapat mengukur detak jantung pasien dan data detak jantung pasien dapat di kirim oleh modul wifi ES8266 kemudian hasil dari pengujian tersebut di simpan di server dan tertampil di interface.

2 Alat ini telah berfungsi sesuai rancangan dengan eror sekitar 5% yang diambil dari rata-rrata kesalahan pengukuran sensor terhadap alat standard an disbanding dengan alat.

5.2 Saran

Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini adalah:

1. Bisa membuat alat ini langsung terhubung ke aplikasi interfacenya tanpa terhubung ke website lagi.

2. Tambahkan UPS (catu daya cadangan) , apabila catu daya utama nya terputus (listrik padam).

3. Sebaiknya peletakan sensor dijari pasien lebih ketat agar sensor dapat mendeteksi detak jantung pasien dengan akurat.

BAB II

LANDASAN TEORI

Jantung adalah organ vital dan merupakan pertahanan terakhir untuk hidup selain otak. Denyut yang ada di jantung ini tidak bisa dikendalikan oleh manusia. Berapa sebenarnya jumlah rata-rata denyut jantung yang normal? Denyut jantung biasanya mengacu pada jumlah waktu yang dibutuhkan oleh detak jantung per satuan waktu, secara umum direpresentasikan sebagai bpm (beats per minute). Denyut jantung yang optimal untuk setiap individu berbeda-beda tergantung pada kapan waktu mengukur detak jantung tersebut (saat istirahat atau setelah berolahraga).

Variasi dalam detak jantung sesuai dengan jumlah oksigen yang diperlukan oleh tubuh saat itu.Detak jantung atau juga dikenal dengan denyut nadi adalah tanda penting dalam bidang medis yang bermanfaat untuk mengevaluasi dengan cepat kesehatan atau mengetahui kebugaran seseorang secara umum. Pada orang dewasa yang sehat, saat sedang istirahat maka denyut jantung yang normal adalah sekitar 60-100 denyut per menit (bpm). Jika didapatkan denyut jantung yang lebih rendah saat sedang istirahat, pada umumnya menunjukkan fungsi jantung yang lebih efisien dan lebih baik kebugaran kardiovaskularnya.

Tabel 2.1 Detak Jantung Normal dalam “beats per menit” bayi baru

lahir (0-3 bulan)

orok (3 — 6 bulan)

bayi (6 — 12

bulan)

anak kecil (1 — 10

tahun)

anak di atas 10 tahun & orang

dewasa, termasuk lansia atlet dewasa terlatih

2.1 Mikrokontroler ATMega 8535

Mikrokontroler merupakan sebuah single chip yang didalamnya telah dilengkapi dengan CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memori), ROM (Read Only Memori), Input dan Output, Timer/Counter, Serial com port secara spesifik digunakan untuk aplikasi – aplikasi kontrol dan aplikasi serbaguna. Perangkat ini sering digunakan untuk kebutuhan kontrol tertentu seperti pada sebuah penggerak motor. Read Only Memori (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Memori penyimpanan program dinamakan sebagai memori program. Random Access Memori (RAM) isinya akan langsung hilang ketika IC kehilangan catudaya yang dipakai untuk menyimpan data pada saat program bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.

Mikrokontroler biasanya dilengkapi dengan UART (Universal Asychronous Receiver Transmitter) yaitu port serial komunikasi serial asinkron, USART (Universal Syncrhronous and Asyncrhronous Serial Receiver and Transmitter) yaitu port yang digunakan untuk komunikasi serial sinkron dan asinkron yang kecepatannya 16 kali lebih cepat dari UART, SPI (Serial Port Interface), SCI (Serial Communication Interface), Bus RC (Intergrated circuit Bus) merupakan 2 jalur yang terdapat 8 bit, CAN (Control Area Network) merupakan standart pengkabelan SAE (Society of Automatic Engineers).

Mikrokontroler saat ini sudah dikenal dan digunakan secara luas pada dunia industri. Banyak sekali penelitian atau proyek mahasiswa yang menggunakan berbagai versi mikrokontroler yang dapat dibeli dengan harga yang relative murah. Mikrokontroler saat ini merupakan chip utama pada hamper setiap peralatan elektronika canggih. Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit (16 bit word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock, berbeda dengan instruksi CS51 yang membutuhkan siklus 12 clock. AVR berteknologi RISC (Reduce Instruction Set Computing), sedangkan seri MCS51berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Secara umum, AVR dikelompokkan menjadi beberapa kelas, yaitu keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing – masing kelas adalah memori, peripheral dan fungsinya.

Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bias dikatakan hamper sama.

Mikrokontroler adalah otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya mikroprosesor sebagai otak komputer. Namun mikrokontroler memiliki nilai tambah karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output dalam suatu kemasan IC. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s RISC processor) standar memiliki arsitektur 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16- bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. Berbeda dengan instruksi MCS-51 yang membutuhkan 12 siklus clock karena memiliki arsitektur CISC (seperti komputer).

Gambar 2.1 Blok Diagram ATMega8535

Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa Atmega8535 memiliki bagian sebagai berikut :

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D. 2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan. 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

5. Watchdog Timer dengan osilator internal. 6. SRAM sebesar 512 byte.

7. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. 8. Unit interupsi internal dan eksternal.

9. Port antarmuka SPI.

10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 11. Antarmuka komparator analog.

12. Port USART untuk komunikasi serial

2.1.1. Fitur ATMega8535

Fitur-fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler ATmega8535 adalah sebagai berikut:

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D. 2. ADC internal sebanyak 8 saluran.

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan. 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

5. SRAM sebesar 512 byte.

6. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. 7. Port antarmuka SPI

8. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 9. Antarmuka komparator analog.

10. Port USART untuk komunikasi serial.

11. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.

2.1.2. Konfigurasi Pin ATMega 8535

Konfigurasi pin ATmega8535 dengan kemasan 40 pin DIP (Dual Inline Package) dapat dilihat pada gambar xxxxxx. Dari gambar di atas dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing pin Atmega8535 sebagai berikut:

1. VCC merupakan pinyang berfungsi sebagai masukan catu daya. 2. GND merukan pin Ground.

3. PortA (PortA0…PortA7) merupakan pin input/outputdua arah dan pin masukan ADC.

4. PortB (PortB0…PortB7) merupakan pin input/outputdua arah dan dan pinfungsi khusus,

5. Port C (PortC0…PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus,

6. Port D (PortD0…PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus,

7. RESET merupakan pinyang digunakan untuk me-resetmikrokontroler. 8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clockeksternal.

9. AVCC merupakan pinmasukan tegangan untuk ADC. 10. AREFF merupakan pinmasukan tegangan referensi ADC.

Berikut ini penjelasan mengenai konfigurasi pin ATMega8535 sebagai berikut :

1. Port A

Pin33 sampai dengan pin 40 merupakan pin dari port A. Merupakan 8 bit directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port A dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port A (DDRA) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port A digunakan. Bit-bit DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port A yang disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output.

2. Port B

Pin 1 sampai dengan pin 8 merupakan pin dari port B. Merupakan 8 bit directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port B dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port B (DDRB) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port B digunakan. Bit-bit DDRB diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port B yang disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin port B juga memiliki fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel:

Tabel 2.2 Penjelasan pin pada port B

Pin Keterangan

PB.7 SCK (SPI Bus Serial Clock)

PB.6 VISO (SPI Bus Master Input/Slave Output) PB.5 VOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input) PB.4 SS (SPI Slave Select Input)

PB.3 AIN1 (Analog Comparator Negative Input)OCC (Timer/Counter0 Output Compare Match Output)

PB.2 AIN0 (Analog Comparator Positive Input)INT2 (External Interrupt2 Input)

PB.0 T0 (Timer/Counter0 External Counter Input)XCK (JSART External Clock Input/Output)

3. Port C

Pin 22 sampai dengan pin 29 merupakan pin dari port C. Port C sendiri merupakan port input atau output. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port C dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port C (DDRC) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port C digunakan. Bit-bit DDRC diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port C yang disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output.

4. Port D

Pin 14 sampai dengan pin 20 merupakan pin dari port D. Merupakan 8 bit directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port D dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port D (DDRD) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port D digunakan. Bit-bit DDRD diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port D yang disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin port D juga memiliki fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel:

Tabel 2.3 Penjelasan pin pada port D

Pin Keterangan

PD.0 RDX (UART input line) PD.1 TDX (UART output line) PD.2 INT0 (external interrupt 0 input) PD.3 INT1 (external interrupt 1 input)

PD.4 OC1B (Timer/Counter1 output compareB match output) PD.5 OC1A (Timer/Counter1 output compareA match output) PD.6 ICP (Timer/Counter1 input capture pin)

2.1.3. Peta Memori ATMega 8535

ATMega8535 memiliki dua jenis memori yaitu Data Memori dan Program Memori ditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memori untuk penyimpan data.

1. Program Memori

ATMEGA 8535 memiliki On-Chip In-Sistem Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memori dibagi menjadi dua bagian, yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section. Boot Flash Section digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan.

Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalakan program aplikasi ini sebelum menjalankan program Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat diprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit di register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka program pada Application Flash Section juga sudah aman.

2. Data Memori

Gambar berikut menunjukkan peta memori SRAM pada ATMEGA 8535. Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan untuk Register File dan I/O Memori sementara 512 lokasi address lainnya digunakan untuk internal data SRAM. Register file terdiri dari 32 general purpose working register, I/O register terdiri dari 64 register.

Gambar 2.4 Peta Memori Data

3. EEPROM Data Memori

ATMEGA 8535 memiliki EEPROM 8 bit sebesar 512 byte untuk menyimpan data. Loaksinya terpisah dengan sistem address register, data register dan control register yang dibuat khusus untuk EEPROM. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF.

Gambar 2.5 EEPROM Data Memori

2.1.4. Status Register (SREG) ATMega8535

Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroler.

1. Bit 7-I : Global Interrupt Enable

Bit harus diset untuk meng-enable interupsi. Setelah itu anda dapat mengaktifkan interupsi mana yang akan digunakan dengan cara meng-enable bit kontrol register yang bersangkutan secara individu. Bit akan di-clear apabila terjadi suatu interupsi yang dipicu oleh hardware, dan bit tidak akan mengizinkan terjadinya interupsi, serta akan diset kembali oleh instruksi RETI.

2. Bit 6-T : Bit Copy Storage

Instruksi BLD dan BST menggunakan bit-T sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi BTS, dan sebaliknya bit-T dapat disalin kembali ke suatu bit dalam register GPR menggunakan instruksi BDL.

3. Bit 5-H : half Carry Flag 4. Bit 4-S : Sigh Bit

Bit-S merupakan hasil operasi EOR antara Flag-N (negatif) dan flag V (komplemen dua overflow).

5. Bit 3-V : Two’s Complement Overflow Flag Bit berguna untuk mendukung operasi aritmatika.

6. Bit 2-N : Negative Flag

Apabila suatu operasi menghasilkan bilangan negatif, maka flag-N akan di-set.

7. Bit 1-Z : Zero Flag

Bit akan di-set bila hasil operasi yang diperoleh adalah nol. 8. Bit 0-C : Carry Flag

Apabila suatu operasi menghasilkan carry, maka bit akan di-set.

Port I/O pada mikrokontroler ATMega8535 dapat difungsikan sebagai input ataupun dengan keluaran high atau low. Untuk mengatur fungsi port I/O sebagai input ataupun output perlu dilakukan setting pada DDR dan Port. Logika port I/O dapat berubah-ubah dalam program secara byte atau hanya bit tertentu. Mengubah sebuah keluaran bit I/O dapat dilakukan menggunakan perintah cbi (clear bit I/O) untuk menghasilkan output low atau perintah sbi (set bit I/O) untuk

menghasilkan output high. Perubahan secara byte dilakukan dengan perintah in atau out yang menggunakan register bantu.

2.1.5 Organisasi memori AVR ATMega8535

AVR ATMega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori program yang terpisah. Sebagai tambahan, ATmega8535memiliki fitur suatu EEPROM Memori untuk penyimpanan data. Semuatiga ruang memori adalah reguler dan linier.

a. Memori Data

Memori data terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 register umum,64 buah register I/O,dan 512 byte SRAM Internal.Register keperluan umum menempati space data pada alamatterbawah, yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu, register khusus untuk menangani I/O dan kontrol terhadap mikrokontroler menempati 64alamat berikutnya, yaitu mulai dari $20 hingga $5F. Register tersebutmerupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsiterhadap berbagai peripheral mikrokontroler, seperti kontrol register,timer/counter, fungsi – fungsi I/O, dan sebagainya. Register khususalamat memori secara lengkap dapat dilihat pada Tabel 2.2. Alamatmemori berikurnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi$60 sampai dengan $25F. Konfigurasi memori data ditunjukkan pada tabel di bawah ini.

b. Memori Program

ATmega8535 berisi 8K bytes On-Chip di dalam sistem Memoriflash Reprogrammable untuk penyimpanan program. Karena semuaAVR instruksi adalah 16 atau 32 bits lebar, Flash adalah berbentuk 4K x16. Untuk keamanan perangkat lunak, Flash Ruang program memori adalah dibagi menjadi dua bagian, bagian boot program dan bagian aplikasi program dengan alamat mulai dari $000 sampai $FFF.Flash Memori mempunyai suatu daya tahan sedikitnya 10,000write/erase Cycles. ATmega8535 Program Counter (PC) adalah 12 bitlebar, alamat ini 4K lokasi program memori.

Gambar 2.7 Memori Program AT Mega 8535 c. Port Sebagai Input/Output Digital

ATmega8535 mempunyai empat buah port yang bernama PortA, PortB, PortC, dan PortD. Keempat port tersebut merupakan jalur bi-directional dengan pilihan internal pull-up. Tiap port mempunyai tiga buah register bit, yaitu DDxn, PORTxn, dan PINxn. Huruf ‘x’ mewakili nama huruf dari port sedangkan huruf ‘n’ mewakili nomor bit. Bit DDxn terdapat pada I/O address DDRx, bit PORTxn terdapat pada I/O address PORTx, dan bit PINxn terdapat pada I/O address PINx. Bit DDxn dalam regiter DDRx (Data Direction Register) menentukan arah pin. Bila DDxn diset 1 maka Px berfungsi sebagai pin output. Bila DDxn diset 0 maka

Px berfungsi sebagai pin input. Bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin input, maka resistor pull-up akan diaktifkan. Untuk mematikan resistor pull-up, PORTxn harus diset 0 atau pin dikonfigurasi sebagai pin output. Pin port adalah tri-state setelah kondisi reset. Bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 1. Dan bila PORTxn diset 0 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 0. Saat mengubah kondisi port dari kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) ke kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=1) maka harus ada kondisi peralihan apakah itu kondisi pull-up enabled (DDxn=0, PORTxn=1)atau kondisi output low (DDxn=1, PORTxn=0). Biasanya, kondisi pull-up enabled dapat diterima sepenuhnya, selama lingkungan impedansi tinggi tidak memperhatikan perbedaan antara sebuah strong high driver dengan sebuah pull-up. Jika ini bukan suatu masalah, maka bit PUD pada register SFIOR dapat diset 1 untuk mematikan semua pull-up dalam semua port. Peralihan dari kondisi input dengan pull-up ke kondisi output low juga menimbulkan masalah yang sama. Maka harus menggunakan kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) atau kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=0) sebagai kondisi transisi. Lebih detil mengenai port ini dapat dilihat pada manual datasheet dari IC ATmega8535

2.2 Sensor Detak Jantung (plusesensor)

Sensor ini dapat digunakan untuk mempermudah penggabungan antara pengukuran detak jantung dengan aplikasi data ke dalam pengembangannya.Pulsesensor mencakup sebuah aplikasi monitoring.Pada Pulsesensor digunakan LED berwarna hijau, karena sensor cahaya yang digunakan yaitu APDS-9008 memiliki puncak sensitivitas sebesar 565nm. Dalam hal ini LED hijau memiliki panjang gelombang 495-570 nm sehingga sesuai dengan kebutuhan sensor tersebut.

Gambar 2.8 Pulsesensor

Mendeteksi jantung berdetak / pulsa dan menghitung pulsa selama satu menit untuk mendapatkan denyut per menit. Jadi untuk mendeteksi denyut nadi kita akan melewati cahaya (menggunakan LED) dari satu sisi jari dan mengukur intensitas cahaya yang diterima di sisi lain . Setiap kali jantung memompa darah lebih banyak cahaya yang diserap oleh peningkatan sel darah dan kami akan mengamati penurunan intensitas cahaya yang diterima pada sensor. Akibatnya nilai output sensor meningkat,diubah menjadi variasi tegangan menggunakan rangkaian pengkondisian sinyal biasanya OP-AMP. sinyal diperkuat cukup untuk dapat dideteksi oleh input mikrokontroler. Sinyal yang diberikan ke input

mikrokontroler akan terlihat agak seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah dalam osiloskop. mikrokontroler dapat diprogram untuk menerima interupsi untuk

setiap pulsa terdeteksi dan menghitung jumlah interupsi atau pulsa dalam satu menit. Nilai hitungan pulsa per menit akan memberikan tingkat jantung di bpm (beats per menit).

Atau untuk menghemat waktu, hanya jumlah pulsa selama sepuluh detik dihitung dan kemudian dikalikan dengan 6 untuk mendapatkan jumlah pulsa selama 60 detik / 1 menit.

2.3. Modul Wifi ESP8266

ESP8266 adalah chip terintegrasi yang dirancang untuk kebutuhan terhubungnya dunia. Ia menawarkan solusi jaringan Wi-Fi yang lengkap dan mandiri, yang memungkinkan untuk menjadi host atau mentransfer semua fungsi jaringan Wi-Fi dari prosesor aplikasi lain. ESP8266 memiliki kemampuan pengolahan dan penyimpanan on-board yang kuat, yang memungkinkannya untuk diintegrasikan dengan sensor dan aplikasi perangkat khusus lain melalui GPIOs dengan pengembangan yang mudah sertawaktu loading yang minimal. Tingkat integrasinya yang tinggi memungkinkan untuk meminimalkan kebutuhan sirkuit eksternal, termasuk modul front-end, dirancang untuk mengisi daerah PCB yang minimal board ESP8266 yang menawarkan solusi jaringan Wi - Fi yang lengkap dan mandiri, yang memungkinkan untuk host aplikasi atau offload semua fungsi jaringan Wi -Fi dari aplikasi lain prosesor. Dapat berfungsi sebagai adapter Wi-Fi, akses internet nirkabel dapat ditambahkan ke setiap mikrokontroler dengan konektivitas sederhana melalui UART interface. Esp8266 dapat diperintah menggunakan AT Command atau berkomunikasi melalui SPI atau serial. Hal ini menyebabkan ESP8266 dapat secara langsung untuk menuspport koneksi wifi secara langsung.

modul ini menyediakan akses ke jaringan WiFi secara transparan dengan mudah melalui interkoneksi serial (UART RX/TX). ESP8266 dapat bertindak sebagai: - Client ke suatu wifi router, sehingga saat konfigurasi dibutuhkan setting nama access pointnya dan juga passwordnya

- Access Point, dimana ESP8266 dapat menerima akses wifi.

Modul WiFi ini merupakan SoC (System on Chip) dengan stack protokol TCP/IP yang telah terintegrasi, sehingga memungkinkan mikrokontroler untuk meng-akses jaringan WiFi.

Keunggulan utama modul ini adalah tersedianya mikrokontroler RISC (Tensilica 106µ Diamond Standard Core LX3) dan Flash Memory SPI 4 Mbit

Fitur SoC ESP8266EX:

• Mendukung protokol 802.11 b/g/n

• WiFi Direct (P2P / Point-to-Point), Soft-AP / Access Point

• TCP/IP Protocol Stackterpadu

• Mendukung WEP, TKIP, AES, dan WAPI

• Pengalih T/R,

• Power Amplifier / penguat daya 24 dBm terpadu

• Sirkuit

• Daya keluaran mencapai +19,5 dBm pada moda 802.11b

• Sensor suhu internal terpadu

• Mendukung berbagai macam antena

• Kebocoran arus pada saat non-aktif kurang dari 10µA

• CPU mikro 32-bit terpadu yang dapat digunakan sebagai pemroses aplikasi lewat antarmuka iBus, dBus, AHB (untuk akses register), dan JTAG (untuk debugging)

• Antarmuka SDIO 2.0, SPI, UART

• STBC, 1x1 MIMO, 2x1 MIMO

• Agregasi A-MPDU dan A-MSDU dengan guard interval0,4 µs

• Waktu tunda dari moda tidur hingga transmisi data kurang dari 2 ms

• Konsumsi daya saat siaga kurang dari 1 mW (DTIM3)

Gambar 2.10 Modul Wifi & Diagram Fungsional ESP826

Modul WiFi ini bekerja dengan catu daya 3,3 volt. Salah satu kelebihan modul ini adalah kekuatan transmisinya yang dapat mencapai 100 meter, dengan begitu modul ini memerlukan koneksi arus yang cukup besar (rata-rata 80 mA, mencapai 215 mA pada CCK 1 MBps, moda transmisi 802.11b dengan daya pancar +19,5 dBm belum termasuk 100 mA untuk sirkuit pengatur tegangan internal).Untuk komunikasi, model ini menggunakan koneksi 115200,8,N,1 (115.20)bps, 8 data-bit, no parity, 1stop bit).

2.4. Bahasa Pemograman (Codevision AVR)

CodeVisionAVR merupakan salah satu software gratis yang berfungsi sebagai text editor dalam menulis baris perintah sekaligus sebagai compiler yang dapat mengubah file sumber menjadi file hexa.

CodeVisionAVR menyediakan berbagai fasilitas yang memudahkan pengguna. Salah satunya adalah CodeWizardAVR yang memberikan kemudahan dalam melakukan konfigurasi fungsi-fungsi pin dan fitur yang yang ingin digunakan.

Penggunan dapat membuat dan menjalankan program yang ditulis, kemudian mengujinya langkah demi langkah sehingga pengguna dapat mengamati perubahan data pada setiap register dan port I/O. Pengembangan sebuah sistem

menggunakan mikrokontroler AVR buatan ATMEL menggunakan software AVR STUDIO dan CodeVisionAVR. AVR STUDIO merupakan software yang digunakan untuk bahasa assembly yang mempunyai fungsi yang sangat lengkap, yaitu digunakan untuk menulis program, kompilasi, simulasi dan download program ke IC mikrokontroler AVR. Sedangkan CodeVisionAVR merupakan software C-cross Compiler, dimana program dapat ditulis dalam bahasa C, CodeVision memiliki IDE (Integrated Development Environment) yang lengkap, dimana penulisan program, compile, link, pembuatan kode mesin (assembler) dan download program ke chip AVR dapat dilakukan dengan CodeVision, selain itu ada fasilitas terminal, yaitu melakukan komunikasi serial dengan mikrokontroler yang sudah di program. Proses download program ke IC mikrokontroler AVR dapat menggunakan Sistem programmable Flash on-Chip mengizinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI.

CodeVisionAVR merupakan sebuah cross-compiler C, Integrated Development Environtment (IDE), dan Automatic Program Generator yang didesain untuk mikrokontroler buatan Atmel seri AVR. CodeVisionAVR dapat dijalankan pada sistem operasi Windows 95, 98, Me, NT4, 2000, dan XP. Cross-compiler C mampu menerjemahkan hampir semua perintah dari bahasa ANSI C, sejauh yang diijinkan oleh arsitektur dari AVR, dengan tambahan beberapa fitur untuk mengambil kelebihan khusus dari arsitektur AVR dan kebutuhan pada sistem embedded.

File object COFF hasil kompilasi dapat digunakan untuk keperluan debugging pada tingkatan C, dengan pengamatan variabel, menggunakan debugger Atmel AVR Studio. IDE mempunyai fasilitas internal berupa software AVR Chip In-System Programmer yang memungkinkan Anda untuk melakukan transfer program kedalam chip mikrokontroler setelah sukses melakukan kompilasi/asembli secara otomatis. Software In-System Programmer didesain untuk bekerja dengan Atmel STK500/AVRISP/AVRProg, Kanda Systems STK200+/300, Dontronics DT006, Vogel Elektronik VTEC-ISP, Futurlec JRAVR dan MicroTronics ATCPU/Mega2000 programmers/development boards.

Untuk keperluan debugging sistem embedded, yang menggunakan komunikasi serial, IDE mempunyai fasilitas internal berupa sebuah Terminal. Selain library standar C, CodeVisionAVR juga mempunyai library tertentu untuk:

• Modul LCD alphanumeric

• Bus I2C dari Philips

• Sensor Suhu LM75 dari National Semiconductor

• Real-Time Clock: PCF8563, PCF8583 dari Philips, DS1302 dan DS1307 dari Maxim/Dallas Semiconductor

• Protokol 1-Wire dari Maxim/Dallas Semiconductor

• Sensor Suhu DS1820, DS18S20, dan DS18B20 dari Maxim/Dallas Semiconductor

• Termometer/Termostat DS1621 dari Maxim/Dallas Semiconductor

• EEPROM DS2430 dan DS2433 dari Maxim/Dallas Semiconductor

• SPI

• Power Management

• Delay

• Konversi ke Kode Gray

CodeVisionAVR juga mempunyai Automatic Program Generator bernama CodeWizardAVR, yang mengujinkan Anda untuk menulis, dalam hitungan menit, semua instruksi yang diperlukan untuk membuat fungsi-fungsi berikut:

• Set-up akses memori eksternal

• Identifikasi sumber reset untuk chip

• Inisialisasi port input/output

• Inisialisasi interupsi eksternal

• Inisialisasi Timer/Counter

• Inisialisasi Watchdog-Timer

• Inisialisasi UART (USART) dan komunikasi serial berbasis buffer yang digerakkan oleh interupsi

• Inisialisasi ADC

• Inisialisasi Antarmuka SPI

• Inisialisasi Antarmuka Two-Wire

• Inisialisasi Antarmuka CAN\

• Inisialisasi Bus I2C, Sensor Suhu LM75, Thermometer/Thermostat DS1621 dan Real-Time Clock PCF8563, PCF8583, DS1302, dan DS1307

• Inisialisasi Bus 1-Wire dan Sensor Suhu DS1820, DS18S20

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Jantung adalah organ vital yang mempunyai peringkat yang begitu penting selain organ tubuh lainnya dan kesehatan jantung hal yang paling utama untuk dijaga. Fungsinya adalah untuk melancarkan peredaran darah dalam tubuh melalui pembuluh darah. Cara yang digunakan untuk melihat kondisi jantung dalam keadaan baik atau tidak adalah dengan memantau detak jantung tersebut. Alat pemantau detak jantung yang biasanya dipakai adalah stetoskop namun stetoskop mempunyai kekurangan diantaranya hasil diagnosis dokter sangat bergantung pada kepekaan telinga dan pengalaman dokter tersebut serta suara yang dikeluarkan stetoskop yang terlalu keras dapat merusak telinga pendengar.

Kekurangan yang dimiliki oleh alat bantu stetoskop dapat diatasi dengan menerapkan teknologi sensor pemantau detak jantung. Sensor yang digunakan untuk pemantauan detak jantung dapat menerapkan sensor berbasis piezo, dengan menerapkan sensor ini kondisi detak jantung dapat ditampilkan pada layar monitor.

Sesuai dengan latar belakang di atas maka penulis mengambil judul

“PERANCANGAN SISTEM PENGUKURAN DETAK J ANTUNG SECARA J ARAK J AUH BERBASIS ATMEGA 8535 DENGAN TAMPILAN PC”.

Keuntungan dengan menggunakan metode pemantauan detak jantung ini adalah pengguna atau pasien dapat memasang alat pemantau secara mandiri mengikuti instruksi yang diberikan. Alat ini merekam detak jantung per menit lalu hasil pembacaannya dikirimkan ke computer. Alat ini hanya sebatas alat pemantau saja. Jika setelah dideteksi ada kelainan jantung, misalnya irama jantung yang tidak teratur maka pasien harus melakukan tindakan medis lebih lanjut.

Sekaligus untuk memenuhi tugas akhir sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang masalah sebelumnya, maka penulis merumuskan beberapa hal yang menjadi masalah dalam penelitian ini. Diantaranya:

1. Bagaimana merancang alat untuk memantau dan mengukur detak jantung pasien dengan sensor plusesensor dan mengirimnya ke pusat pemantauan. 2. Bagaimana system kerja sensor plusesensor untuk mengukur detak jantung

pasien.

3. Bagaimana merancang koneksi sistem komunikasi data dengan wifi agar data dapat dikirim ke server.

4. Bagaimana merancang software untuk sistem agar dapat bekerja sesuai fungsinya.

1.3 Batasan Masalah

Untuk mendapatkan suatu hasil penelitian dari permasalahan yang ditentukan, maka perlu ada pembatasan masalah penelitian :

1. Rangkaian yang menggunakan media komunikasi wireless sebagai pengiriman data dari sensor ke komputer server.

2. Rangkaian menggunakan sensor plusesensor sebagai mengukur detak jantung pasien.

3. Rancangan menggunakan Codevision AVR sebagai perangkat lunak system.

1.4 Tujuan Penelitian

1. Merancang dan membuat suatu alat yang mengukur detak jantung dengan menggunakan sensor detak jantung plusesensor.

2. Menghasilkan sebuah alat yang berfungsi sebagai instrumen kesehatan dalam mengukur detak jantung.

3. Merancang system database dan tampilan grafik pada PC sebagai user interface.

1.5Manfaat Penelitian

1. untuk mempermudah monitoring detak jantung secara visual pada layar komputer.

2. Dapat melakukan pemantauan secara real time dan data dapat disimpan untuk dianalisa.

1.6 Sistematika Penulisan

Untuk memberi gambaran dalam mempermudah serta memahami tentang sistematika kinerja dari alat PERANCANGAN SISTEM PENGUKURAN DETAK J ANTUNG SECARA J ARAK J AUH BERBASIS ATMEGA 8535 DENGAN TAMPILAN PC ,maka penulis menulis proposal dengan sistematika penulisan sebagai berikut:

BAB I : PENDAHULUAN

Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung itu antara lain tentang sensor detak jantung pulsesensor, mikrokontroler ATMega8535, dan lain-lain.

BAB III : PERANCANGAN ALAT

Pada bab ini akan dibahas perancangan dari alat , yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram alir.

BAB IV : HASIL DAN ANALISIS

Pada bab ini berisikan tentang pengujian alat dan juga analisa data yang diperoleh dari pengujian alat yang dibuat.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari penelitian ini serta saran yang berkaitan dengan seluruh proses perancangan dan pembuatan tugas akhir ini.

PERANCANGAN SISTEM PENGUKUR DETAK JANTUNG

SECARA JARAK JAUH BERBASIS ATMEGA 8535

DENGAN TAMPILAN PC

ABSTRAK

Telah dirancang sebuah alat yang terdiri dari sensor detak jantung (plusesensor) dan modul wifi esp8266 pada aplikasi pengukuran detak jantung secara jarak jauh berbasis ATmega 8535. Alat ini digunakan untuk mengukur detak jantung secara jarak jauh. Cara kerja alat tersebut cukup sederhana yaitu sensor detak jantung mengukur detak jantung pasien dan datanya akan di kirim ke mikrokontroller, setelah itu mikrokontroller akan membaca data pada sensor detak jatung.Data yang telah diubah oleh mikrokontrroller akan di kirim ke modul wifi dan data yang telah dikirim akan di simpan di server dan tertampil di interface. Kata kunci: Sensor Detak Jantung (plusesensor), Modul Wifi esp8266 dan Mikrokontroller ATmega 8535.

MEASURING SYSTEM DESIGN HEART RATE DISTANCE

BASED ATMEGA 8535 WITH A VIEW PC

ABSTRACT

Has designed a device consisting of a heartbeat sensor (plussensor) and wifi module esp8266 the heart rate measurement applications remotely based ATmega 8535. This instrument is used to measure heart rate remotely. The way the device works is simply that the heartbeat sensor to measure the patien’s heartbeat and data are sent to the microcontroller, then microcontroller will read the data on heart. Data rate sensors that have been changed by microcontroller will be sent to the wifi module and the data that has been sent will be stored on the server and displayed in the interface.

Keywords: Heart Rate Sensor (plussensor), esp8266 Wifi Module and Microcontroller ATmega 8535.

PERANCANGAN SISTEM PENGUKUR DETAK JANTUNG

SECARA JARAK JAUH BERBASIS ATMEGA 8535

DENGAN TAMPILAN PC

SKRIPSI

Diajukan oleh :

KETTY WINATA SIBAGARIANG 140821026

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2016

PERANCANGAN SISTEM PENGUKUR DETAK JANTUNG

SECARA JARAK JAUH BERBASIS ATMEGA 8535

DENGAN TAMPILAN PC

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar sarjana

Diajukan oleh :

KETTY WINATA SIBAGARIANG 140821026

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2016

PERSETUJUAN

Judul : Perancangan Sistem Pengukur Detak Jantung Secara Jarak Jauh Berbasis ATmega 8535 Dengan Tampilan PC

Kategori : Skripsi

Nama : Ketty Winata Sibagariang Nomor Induk Mahasiswa : 140821026

Program Studi : Sarjana (S-1) Fisika Ekstensi Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Diluluskan di Medan,25 Agustus 2016 Disetujui Oleh

Departemen Fsika FMIPA USU Pembimbing, Ketua,

Dr.Marhaposan Situmorang Dr.Bisman P,M.Eng.sc NIP. 195510301980031003 NIP. 195609181985031002.

PERNYATAAN

PERANCANGAN SISTEM PENGUKUR DETAK JANTUNG SECARA JAUH BERBASIS ATMEGA 8535 DENGAN TAMPILAN PC

Skripsi

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Agustus 2016

KETTY WINATA SIBAGARIANG 140821026

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan terima kasih kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan keberkahan yang telah dilimpahkan-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Skripsi ini yang berjudul

PERANCANGAN SISTEM PENGUKUR DETAK JANTUNG SECARA JARAK JAUH BERBASIS ATMEGA 8535 DENGAN TAMPILAN PC

Skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk menyelesaikan pendidikan Sarjana Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

Penulis menyadari bahwa tersusunnya Skripsi ini dari Doa, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Teristimewa buat kedua orang tua penulis tercinta, atas perhatian dan dukungannya serta doanya selama ini.

2. Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Program Studi S-1 Fisika Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Dr. Bisman Parangin-angin, M.Eng.Sc, selaku dosen pembimbing yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Sekripsi ini.

4. Bang Oki Hadinata yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

5. Seluruh pihak yang telah banyak membantu penulis didalam menyelesaikan Sekripsi yang namanya tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa penyusunan Sekripsi ini masih terdapat banyak kekurangan dan kelemahan. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak guna penyempurnaan laporan di masa yang akan datang.

Akhir kata, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa dan pembaca sekalian demi menambah pengetahuan bagi pembaca.

Medan, Agustus 2016

PERANCANGAN SISTEM PENGUKUR DETAK JANTUNG

SECARA JARAK JAUH BERBASIS ATMEGA 8535

DENGAN TAMPILAN PC

ABSTRAK

Telah dirancang sebuah alat yang terdiri dari sensor detak jantung (plusesensor) dan modul wifi esp8266 pada aplikasi pengukuran detak jantung secara jarak jauh berbasis ATmega 8535. Alat ini digunakan untuk mengukur detak jantung secara jarak jauh. Cara kerja alat tersebut cukup sederhana yaitu sensor detak jantung mengukur detak jantung pasien dan datanya akan di kirim ke mikrokontroller, setelah itu mikrokontroller akan membaca data pada sensor detak jatung.Data yang telah diubah oleh mikrokontrroller akan di kirim ke modul wifi dan data yang telah dikirim akan di simpan di server dan tertampil di interface. Kata kunci: Sensor Detak Jantung (plusesensor), Modul Wifi esp8266 dan Mikrokontroller ATmega 8535.

MEASURING SYSTEM DESIGN HEART RATE DISTANCE

BASED ATMEGA 8535 WITH A VIEW PC

ABSTRACT

Has designed a device consisting of a heartbeat sensor (plussensor) and wifi module esp8266 the heart rate measurement applications remotely based ATmega 8535. This instrument is used to measure heart rate remotely. The way the device works is simply that the heartbeat sensor to measure the patien’s heartbeat and data are sent to the microcontroller, then microcontroller will read the data on heart. Data rate sensors that have been changed by microcontroller will be sent to the wifi module and the data that has been sent will be stored on the server and displayed in the interface.

Keywords: Heart Rate Sensor (plussensor), esp8266 Wifi Module and Microcontroller ATmega 8535.

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan i

Pernyataan ii

Kata pengantar iii

Abstrak v

Daftar isi vii

Daftar tabel ix

Daftar Gambar x

Daftar lampiran xi

Bab I Pendahuluan

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Rumusan Masalah 2

1.3. Tujuan Masalah 2

1.4. Batasan Masalah 2

1.5. Manfaat Penulisan 3

1.6. Sistematis Penulisan 3

Bab II Landasan Teori

2.1. Mikrokontroller ATmega 8535 5

2.1.1. Fitur ATmega 8535 7

2.1.2. Konfigurasi Pin ATmega 8535 8 2.1.3. Peta Memori ATmega 8535 11 2.1.4. Status Register (SREG) ATmega 8535 12 2.1.5. Organisasi Memori ATmega 8535 14

2.2. Sensor Detak Jantung 16

2.3. Modul Wifi ESP8266 18

2.4. Bahasa Pemograman 20

Bab III Pembuatan Alat dan Perancangan Sistem

3.1. Diagram Blok Sistem 24

3.2. Rangkaian Mikrokontroller ATmega 8535 25 3.3. Perancangan Regulator Tegangan 27 3.4. Perancangan Sensor Denyut Jantung 28 3.5. Perancangan Rangkaian Modul Wifi ESP8266 29

3.6. diagram Alir Sistem 32

Bab IV Pengujian Alat dan Analisa Rangkaian

4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535 34 4.2. Pengujian dan Analisa Rangkaian Sensor Detak Jantung 37 4.3. Pengujian Keseluruhan Sistem 40

Bab V Penutup

5.1. Kesimpulan 43

5.2. Saran 43

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Detak Jantung Normal dalam “beats per menit” Tabel 2.2 Penjelasan pin pada port B

Tabel 2.3 Penjelasan pin pada port D

Tabel 4.1. Perbandingan Pengukuran Alat Standar dan Alat yang dibuat Tabel 4.2. Data Pengujian Keseluruhan Sistem

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Blok Diagram ATmega 8535

Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATmega8535 PDIP Gambar 2.3 Peta Memori Program

Gambar 2.4 Peta Memori Data Gambar 2.5 EEPROM Data Memori Gambar 2.6 Status Register ATMega 8535 Gambar 2.7 Memori Program ATMega 8535 Gambar 2.8 Pulsesensor

Gambar 2.9 Cara Kerja Plusesensor

Gambar 2.10 Modul Wifi dan Diagram fungsional ESP8266 Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

Gambar 3.2 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA 8535 Gambar 3.3 USB Programer Downloader

Gambar 3.4 Power Suplay dari Adaptor Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Detak Jantung

Gambar 3.6 Layout full modul NODE MCU esp8266 Gambar 3.7 Rangkaian Modul Wifi ESP8266

Gambar 3.8 Perancangan Diagram Alir Sistem Gambar 4.1 Rangkaian Pengujian Mikrokontroller Gambar 4.2 Informasi Signature Mikrokontroller

Gambar 4.3 Ilustrasi pengukuran denyut jantung manual pada pergelangan tangan

Gambar 4.4 Tampilan database pada server Agnosthing .com

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Listing Program

Lampiran 2 Skema Pengukuran detak jantung secara jarak jauh Lampiran 3 Data Sheet Sensor detak jantung (plussensor) Lampiran 4 Data Sheet modul wifi Esp8266

MEASURING SYSTEM DESIGN HEART RATE DISTANCE

BASED ATMEGA 8535 WITH A VIEW PC

ABSTRACT

Has designed a device consisting of a heartbeat sensor (plussensor) and wifi module esp8266 the heart rate measurement applications remotely based ATmega 8535. This instrument is used to measure heart rate remotely. The way the device works is simply that the heartbeat sensor to measure the patien’s heartbeat and data are sent to the microcontroller, then microcontroller will read the data on heart. Data rate sensors that have been changed by microcontroller will be sent to the wifi module and the data that has been sent will be stored on the server and displayed in the interface.

Keywords: Heart Rate Sensor (plussensor), esp8266 Wifi Module and Microcontroller ATmega 8535.

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan i

Pernyataan ii

Kata pengantar iii

Abstrak v

Daftar isi vii

Daftar tabel ix

Daftar Gambar x

Daftar lampiran xi

Bab I Pendahuluan

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Rumusan Masalah 2

1.3. Tujuan Masalah 2

1.4. Batasan Masalah 2

1.5. Manfaat Penulisan 3

1.6. Sistematis Penulisan 3

Bab II Landasan Teori

2.1. Mikrokontroller ATmega 8535 5

2.1.1. Fitur ATmega 8535 7

2.1.2. Konfigurasi Pin ATmega 8535 8

2.1.3. Peta Memori ATmega 8535 11

2.1.4. Status Register (SREG) ATmega 8535 12 2.1.5. Organisasi Memori ATmega 8535 14

2.2. Sensor Detak Jantung 16

2.3. Modul Wifi ESP8266 18

2.4. Bahasa Pemograman 20

Bab III Pembuatan Alat dan Perancangan Sistem

3.1. Diagram Blok Sistem 24

3.2. Rangkaian Mikrokontroller ATmega 8535 25 3.3. Perancangan Regulator Tegangan 27 3.4. Perancangan Sensor Denyut Jantung 28 3.5. Perancangan Rangkaian Modul Wifi ESP8266 29

3.6. diagram Alir Sistem 32

Bab V Penutup

5.1. Kesimpulan 43

5.2. Saran 43

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Detak Jantung Normal dalam “beats per menit” Tabel 2.2 Penjelasan pin pada port B

Tabel 2.3 Penjelasan pin pada port D

Tabel 4.1. Perbandingan Pengukuran Alat Standar dan Alat yang dibuat Tabel 4.2. Data Pengujian Keseluruhan Sistem

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Blok Diagram ATmega 8535

Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATmega8535 PDIP Gambar 2.3 Peta Memori Program

Gambar 2.4 Peta Memori Data Gambar 2.5 EEPROM Data Memori Gambar 2.6 Status Register ATMega 8535 Gambar 2.7 Memori Program ATMega 8535 Gambar 2.8 Pulsesensor

Gambar 2.9 Cara Kerja Plusesensor

Gambar 2.10 Modul Wifi dan Diagram fungsional ESP8266 Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

Gambar 3.2 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA 8535 Gambar 3.3 USB Programer Downloader

Gambar 3.4 Power Suplay dari Adaptor Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Detak Jantung

Gambar 3.6 Layout full modul NODE MCU esp8266 Gambar 3.7 Rangkaian Modul Wifi ESP8266

Gambar 3.8 Perancangan Diagram Alir Sistem Gambar 4.1 Rangkaian Pengujian Mikrokontroller Gambar 4.2 Informasi Signature Mikrokontroller

Gambar 4.3 Ilustrasi pengukuran denyut jantung manual pada pergelangan tangan

Gambar 4.4 Tampilan database pada server Agnosthing .com

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Listing Program

Lampiran 2 Skema Pengukuran detak jantung secara jarak jauh Lampiran 3 Data Sheet Sensor detak jantung (plussensor) Lampiran 4 Data Sheet modul wifi Esp8266