ALAT PENGHITUNG DENYUT JANTUNG DISERTAI DENGAN 10 TAMPILAN DATA TERAHIR

(1)

DISERTAI DENGAN 10 TAMPILAN DATA TERAHIR

TUGAS AKHIR

Oleh : Shela Asta Juliani NIM. 20133010020

PROGRAM STUDI

D3 TEKNIK ELEKTROMEDIK

PROGRAM VOKASI

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

2016


(2)

i

Ditunjukan Kepada Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Ahli Madya (A.Md)

Program Studi Teknik Elektromedik

Oleh

SHELA ASTA JULIANI NIM. 20133010020

PROGRAM STUDI

D3 TEKNIK ELEKTROMEDIK

PROGRAM VOKASI

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

2016


(3)

ii

yang pernah diajukan untuk memperoleh derajat profesi ahli madya atau gelar kesarjanaan pada suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan penulis tidak terdapat pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini serta disebutkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 07 Desember 2016 Yang menyatakan,

Shela Asta Juliani NIM. 20133010020


(4)

iii

memlimpahkan rahmat dan barokah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Alat penghitung denyut jantung disertai dengan tampilan 10 data terakhir” Tugas akhir ini merupakan salah satu persyaratan akademis untuk menyelesaikan studi diploma III program studi Teknik Elektromedik Unversitas Muhammadiyah Yogyakarta.

Keberhasilan dalam melakukan penelitian dan penyusunan laporan tugas akhir ini tidak semata-mata karena sebuah keberuntungan yang kami peroleh, akan tetapi kami mendapat banyak bantuan dalam bentuk saran, dorongan, dan bimbingan dari banyak pihak terutama teman, maupun dosen pembimbing yang merupakan motivasi terbesar yang tidak dapat di ukur dengan materi. Oleh karena itu dengan segala hormat dan kerendahan hati perkenankan kami mengucapkan banyak terimakasih yang tak terhingga kepada :

1. Terima kasih saya ucapkan kepada keluarga, terutama kedua Orang tua saya yaitu Ibu/Bapak kami yang telah memberikan doa, dan bimbingan yang tidak pernah ada kata lelah dan bosan.

2. Bapak Dr. Sukamta, S.T., M.T., selaku Direktur program Vokasi yang telah memberikan izin kepada penulis untuk menuntut dan mencari ilmu, belajar sebanyak-banyaknya di Vokasi pada program studi Teknik Elektromedik selama 3 tahun ini.

3. Bapak Tatiya Padang Tunggal, S.T, selaku Ketua Program Studi Teknik Elektromedik dan selaku pembimbing tugas ahir penulis yang senantiasa sabar didalam proses bimbingannya.

4. Bapak Bambang Giri Atmaja, SST., selaku dosen pembimbing dari rumah sakit yang telah memberikan bimbingan terbaik, untuk penulis baik itu dalam bidang materi maupun moril.


(5)

iv

penulis, dan memberikan hal-hal terbaik bagi penulis, kritik, saran dan masukan agar penulis menjadi lebih baik untuk kedepanya.

7. Terimakasih saya ucapkan kepada Restu Santunufi & Ch Nur Ilma Devi Maulidya yang tak pernah lelah membantu dan meyemangati penulis dalam membuat modul ini.

8. Seluruh Teman-teman angkatan 2013 dan staf Program Studi Teknik Elektromedik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta yang banyak memberikan masukan masukan dan semangat serta dorongan kepada kami. 9. Dan semua pihak yang telah membantu dan ikut berpartisipasi dalam penelitian

tugas akhir.

Penulis menyadari bahwa laporan yang penulis susun masih jauh dari kata sempurna dan masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharapkan kepada pembaca khususnya dosen pembimbing agar memberikan kritik serta saran yang membangun sehingga laporan yang kami susun dapat lebih baik lagi. Akhir kata semoga laporan ini memberikan manfaat kepada kita semua. Amin.

Yogyakarta, November 2016 Penulis


(6)

viii

LEMBAR PERSETUJUAN ... iii

LEMBAR PENGESAHAN ... iv

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... viii

ABSTRAK ... xi

ABSTRAC ... xii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1.Latar Belakang ... 1

1.2.Rumusan Masalah ... 2

1.3.Batasan Masalah ... 2

1.4.Tujuan ... 3

1.4.1.Tujuan Umum ... 3

1.4.2.Tujuan Khusus ... 3

1.5.Manfaat ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1.Alat pendeteksi detak jantung yang sudah ada ... 4

2.2.Jantung ... 6

2.2.1.Alur Peredaran Darah ... 10

2.2.2.Jenis-Jenis Penyakit Jantung ... 11

2.3.Denyut Jantung ... 13

2.4.Monitoring Denyut Jantung ... 15

2.5.LCD (Liquid Crystal Display) ... 16


(7)

ix

2.8. Non-Inverting Amplifier ... 25

2.9. Rangkaian Komparator ... 26

2.10. Rangkaian Monostable ... 27

2.11. LM358 ... 28

BAB III METODE PENELITIAN ... 29

3.1.Diagram Blok ... 29

3.2.Diagram Alir ... 30

3.3.Diagram Mekanis ... 31

3.4.Keseluruhan Alat dan Bahan ... 32

3.5.Perakitan Rangkaian ... 32

3.5.1.Alat ... 32

3.5.2.Bahan ... 33

3.5.3.Langkah Perkitan Minimum Sistem ... 34

3.5.4.Hasil Perakitan Filter dan Monostable ... 35

3.6.Sistematika Pengukuran ... 36

3.8.1.Rata-rata ... 36

3.8.2.Error (%) ... 37

BAB IV PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 38

4.1.Spesefikasi Alat ... 38

4.2.Gambar Alat ... 38

4.3.Langkah Penggunaan Alat ... 39

4.4.Pengujian dan Hasil Pengujian ... 39

4.5.Kelebihan dan Kekurangan Alat ... 42

4.5.1.Kelebihan Alat ... 42


(8)

x

5.2.Saran ... 43

DAFTA PUSTAKA LAMPIRAN


(9)

xi

Gambar 2.2. Sinyal Inteval Jantung ... 8

Gambar 2.3. Alur Peredaran Darah ... 10

Gambar 2.4. LCD (Liquid Crystal Display) ... 16

Gambar 2.5. Pin ATMega 16 ... 20

Gambar 2.6. Heart Rate Sensor ... 23

Gambar 2.7. Rangakaian Sensor ... 24

Gambar 2.8. Letak Jari Pada Heart Rate Sensor ... 24

Gambar 2.9. Rangkaian Non-inverting Amplifier ... 26

Gambar 2.10. Rangkaian Monostable ... 27

Gambar 2.11. IC LM358 ... 28

Gambar 3.1. Diagram Blok ... 29

Gambar 3.2. Diagram Alir ... 30

Gambar 3.3. Diagram Mekanis ... 31

Gambar 3.5. Layout Rangkaian Minimum Sistem ... 34

Gambar 3.6. Skematik Rangkaian Minimum sistem ... 35

Gambar 3.6. Rangkaian Filter Dan Monostable ... 35

Gambar 4.1. Spesifikasi Alat Heart Rate ... 38


(10)

xii

Tabel 2.2. Konfigurasi pin LCD charakter ... 17 Tabel 4.1. Pengukuran BPM pasien ke-1 sampai ke-6 ... 40 Tabel 4.2. Hasil pengukuran Rata-Rata dan Error ... 50


(11)

Program Vokasi Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Email: selaselaselaj@gmail.com

ABSTRAK

Pemeriksaan EKG dilakukan di suatu institusi pelayanan kesehatan, sehingga tidak bisa dilakukan secara mandiri mengingat biaya yang sangat mahal dan perlu analisa dari dokter ahli, sehingga perlu dibuat suatu alat yang praktis dan dapat dioperasikan untuk mendeteksi denyut jantung.

Pada modul ini prinsip kerjanya dengan memanfaatkan finger sensor yang diletakkan di jari telunjuk dengan pengukuran 15 detik sudah muncul besarnya denyut dengan waktu 1 menit (BPM).

Berdasarkan hasil pengukuran bpm diperoleh hasil error sebesar 0,075% Jika rata-rata kesalahan pada setiap pengambilan data pengukuran nilai persentase 75,3% . Dari total pengukuran dilakukan sebanyak 20 kali.


(12)

Program Vokasi Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Email: selaselaselaj@gmail.com

ABSTRACT

Examination ECG carried out sector in health care institutions, so it can not be done independently given the costs are very expensive and need analysis from specialists, so need to be made a tool that is practical and operable to detect a heartbeat.

This module works on the principle of utilizing finger sensor placed index sensor with a measurement of 15 second has appeared magnitude premises pulse time of 1 minute (BPM).

Based on measurement BPM error results obtained by 0,075% if the average error in any data retrieval measurement of the percentage value 75,3% . of the total measurement of the total measurement


(13)

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kondisi kesehatan seseorang dapat berubah setiap waktunya apabila tidak dikontrol dan dijaga dengan baik. Begitu pula dengan orang yang mempunyai fisik yang sehat juga dapat berpotensi terkena penyakit salah satunya adalah bagian organ jantung. Upaya yang dilakukan untuk mengetahui kondisi kesehatan sangat diperlukan sebagai langkah awal pencegah penyakit jantung. Salah satunya dengan mengetahui jumlah denyut jantung manusia dalam keadaan normal atau abnormal. Pemeriksaan jantung pada umumnya menggunakan elektrocardiograf atau EKG yang hasilnya digunakan oleh tim medis untuk mendiagnosa kondisi jantung, secara individu pemeriksaan EKG dilakukan disuatu institusi pelayanan kesehatan, sehingga tidak bisa dilakukan secara mandiri mengingat biaya yang sangat mahal dan perlu analisa dari dokter ahli, sehingga perlu dibuat suatu alat yang praktis dan dapat dioperasikan untuk mendeteksi denyut jantung.

BPM merupakan jumlah denyut jantung dalam 1 menit. Denyut nadi normal untuk orang dewasa sehat antara 60 sampai dengan 100 BPM. Bradicardia terjadi ketika tingkat denyut nadi di bawah 60 per menit, sedangkan tachicardia terjadi ketika tingkat denyut jantung di atas 100 BPM. Prinsip kerja alat diagnostik ini adalah dengan menghitung jumlah denyut jantung dalam satuan menit, dari hasil hitungan denyut jantung tersebut akan bisa ditentukan kondisi pasien dalam keadaan normal atau tidak.


(14)

Atas permasalahan dan untuk mengantisipasi masalah tersebut penulis mempunyai ide yaitu merancang sebuah alat “ ALAT PENGHITUNG DENYUT JANTUNG YANG DI SERTAI TAMPILAN 10 DATA TERAHIR”.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan permasalahan latar belakang diatas maka bagaimana dibuat alat penghitung denyut jantung secara mandiri yang praktis digunakan dan dapat menampilkan 10 data terahir

1.3. Batasan Masalah

Agar dalam pembahasan alat tidak terjadi pelebaran masalah dalam penyajian, penulis membatasi pokok- pokok bahasan yang akan dibahas yaitu:

1. Hanya menampilkan 10 data terahir hasil pengukuran.

2. Pengukuran BPM dilakukan pada orang dewasa dengan sensor finger 3. Interval pengukuran dalam 15 detik sudah muncul besarnya denyut

jantung dalam 1 menit (BPM)

4. Penampilan hasil pengukuran ditampilkan pada display LCD karakter 16x2


(15)

1.4. Tujuan Penelitian 1.4.1. Tujuan Umum

Membuat atau merancang alat penghitung denyut jantung yang disertai tampilan 10 data terahir

1.4.2. Tujuan Khusus

Dengan acuan permasalahan di atas, maka secara operasional tujuan khusus pembuatan alat ini antara lain :

1. Tingkat keakuratan alat yang baik

2. Membuat rangkaian keseluruhan berfungsi dengan baik

3. Membuat pogram untuk menentukan kondisi jantung melalui perhitungan BPM.

1.5. Manfaat

1. Dapat meningkatkan ilmu pengetahuan dan menambah wawasan tentang alat deteksi denyut jantung dilengkapi dengan penyimpanan data.

2. Sebagai bahan masukan untuk pengembangan dan ilmu teknologi selanjutnya

3. Alat ini dapat digunakan secara mandiri untuk mendeteksi denyut jantung tanpa bantuan dokter atau para medis.


(16)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjauan Alat Deteksi Denyut Jantung

Penelitian yang dilakukan oleh Imroati (2014), meneliti perancangan BPM portable dilengkapi dengan penyimpanan data. Prinsip kerja yang digunakan alat tersebut adalah sensor IR dan Photodioda, letak IR dan Photodioda secara refleksi sejajar dibawah ujung jari. IR memancarkan cahaya inframerah ke ujung jari, dan photodioda sebagai penerima cahaya. Intensitas cahaya dipengaruhi kepekatan darah di ujung jari. Data yang digunakan untuk menghitung BPM per 3 menit sebanyak 7 kali, data yang disimpan dapat dipanggil kembali setelah pengukuran selesai. Kekurangan pada penelitian ini adalah tidak bisa melakukan penyimpanan data yang lebih banyak untuk mendapatkan hasil diagnosa yang lebih baik.

Penelitian yang dilakukan oleh Abdul Latif (2013), meneliti perancangan alat penghitung BPM dengan menggunakan finger sensor berbasis microcontroller ATMega 8. Prinsip kerja yang digunakan alat tersebut adalah Salah satu jari tangan dimasukkan ke blok heartbeat tranducer, nantinya cahaya LED yang menembus jari tangan akan diterima oleh LDR yang mana frekuensi aliran darah tersebut yang akan dideteksi. Data tersebut akan diolah pada microcontroller dan hasilnya ditampilkan pada LCD yang berupa grafik dan juga menunjukkan berapa banyaknya


(17)

denyut jantung setiap menitnya. Kekurangan pada penelitian ini adalah belum dilengkapi bluetooth,wireless dan save data.

Penelitian yang dilakukan oleh Indra Bagus Setiawan (2016), meneliti perancangan penghitung deyut jantung disertai takikardia dan bradikardia berbasis ATMega8. Prinsip kerja yang digunakan alat tersebut adalah menghitung detak jantung disertai dengan indikator BPM pada LED tunggu hingga 60 detik hingga alat menyelesaikan perhitungan dan buzzer berbunyi. Hasil akan ditampilkan pada LCD apakah normal, diatas normal (takikardia) atau dibawah normal (bradikardia). Kekurangan pada penelitian ini adalah belum menggunakan indikator pada saat baterai berkondisi high, medium dan low.


(18)

2.2. Jantung

Jantung merupakan suatu organ otot berongga yang terletak di pusat dada. Dua pertiga jantung berada disebelah kiri atrium. Aspek jantung, berada di sela iga ke empat atau kelima pada garis tengah klavicula. Pada dewasa rata-rata panjangnya kira-kira 12 cm dan lebar 9 cm dengan berat 300-400 gram. Bagian kanan dan kiri jantung masing-masing memiliki ruang sebelah atas (atrium yang mengumpulkan darah dan ruang sebelah bawah (ventrikel) yang mengeluarkan darah. Agar darah hanya mengalir dalam satu arah, maka ventrikel memiliki satu katup pada jalan masuk dan satu katup pada jalan keluar. Fungsi utama jantung adalah menyediakan oksigen keseluruh tubuh dan membersihkan tubuh dari hasil metabolisme (karbondioksida). Jantung melaksanakan fungsi tersebut dengan mengumpulkan darah yang kekurangan oksigen dari seluruh tubuh dan memompa ke dalam paru-paru, dimana darah akan mengambil oksigen dan membuang karbondioksida. Jantung kemudian mengumpulkan darah yang kaya oksigen dari paru-paru dan memompanya ke jaringan di seluruh tubuh.


(19)

Gambar 2.1. Jantung Manusia

Pada saat berdenyut, setiap ruang jantung mengendur dan terisi darah (disebut diastol), selanjutnya jantung berkontraksi dan memompa darah keluar dari ruang jantung (disebut sistol). Kedua atrium mengendur dan berkontraksi secara bersamaan, dan kedua ventrikel juga mengendur dan berkontraksi secara bersamaan. Darah yang kehabisan oksigen dan mengandung banyak karbondioksida dari seluruh tubuh mengalir melalui 2 vena berbesar (vena kava) menuju ke dalam atrium kanan. Setelah atrium kanan terisi darah, dia akan mendorong darah ke dalam ventrikel kanan. Darah dari ventrikel kanan akan dipompa melalui katup pulmoner kedalam arteri pulmonalis menuju ke paru-paru. Darah akan mengalir melalui pembuluh yang sangat kecil (kapiler) yang mengelilingi kantong udara di paru paru,menyerap oksigen dan melepaskan karbondioksida yang selanjutnya dihembuskan. Darah yang kaya akan oksigen mengalir di dalam


(20)

vena pulmonalis menuju ke atrium kiri. Peredaran darah diantara bagian kanan jantung, paru-paru dan atrium kiri disebut sirkulasi pulmoner Darah dalam atrium kiri akan didorong ke dalam ventrikel kiri, yang selanjutnya akan memompa darah yang kaya akan oksigen ini melewati katup aorta masuk ke dalam aorta(arteri terbesar dalam tubuh). Darah kaya oksigen ini disediakan untuk seluruh tubuh, kecuali paru-paru.

Berikut ini adalah gambar sinyal jantung:

2.2. Gambar sinyal interval jantung (sumber: en.wikipedia.org)

1. Gelombang P, terjadi akibat kontraksi otot atrium, gelombang ini relatif kecil karena otot atrium yang relatif tipis.

2. Gelombang QRS, terjadi akibat kontraksi otot ventrikel yang tebal sehingga gelombang QRS cukup tinggi. Gelombang Q merupakan depleksi pertama kebawah. Selanjutnya depleksi ke atas adalah


(21)

gelombang R. Depleksi ke bawah setelah gelombang R disebut gelombang S.

3. Gelombang T, terjadi akibat kembalinya otot ventrikel ke keadaan listrik istirahat (repolarisasi)

Denyut jantung berhubungan dengan denyut nadi adalah tanda penting dalam bidang medis yang bermanfaat untuk mengevaluasi dengan cepat kesehatan atau mengetahui kebugaran seseorang secara umum.

Perhitungan denyut jantung dapat juga dinamankan Beats Per Minutes (BPM), menggunakan teknik langsung dan tidak langsung Secara langsung dilakukan dengan mendeteksi pada jantung itu sendiri. Sedangkan secara tidak langsung dengan memanfaatkan pembuluh darah, yaitu dengan memanfaatkan indera perasa pada ketiga jari tangan yang di tempelkan pada pembuluh darah dan menghitungnya secara manual selama 1 menit, atau menggunakan sadapan (sensor) yang terhubung dengan alat penghitung detak jantung.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi frekuensi denyut jantung: a. Jenis kelamin

b. Jenis aktifitas c. Usia

d. Berat badan


(22)

2.2.1. Alur Peredaran Darah

Pertama kali darah dari pembuluh darah vena masuk ke atrium kanan, kemudian menuju ke vertikel kanan, kemudian menuju ke vertikel kanan, kemudian menuju paru-paru, dimana dalam paru-paru ini terjadi pertukaran udara dari CO2 ke O2. Dari paru-paru darah ke atrium kiri, kemudian menuju ke vertikal kiri, setelah itu darah dipompa menuju ke seluruh tubuh dan kepaladimana melalui pembuluh darah Aorta.

Pembuluh darah aorta sendiri terdiri dari berbagai cabang dimana urutan pembuluh yang terbesar sampai terkecil adalah: arteri, arteriol,dan kapiler. Frekuensi kerja denyut jantung itu dasarnya ditentukan oleh frekuensi aliran darah yang masuk dalam jantung yang berasal dari vena yang mana kondisinya berbanding lurus dan juga faktor – faktor luar. Pada aliran darah inilah terjadi tegangan aksi yang menghasilkan perubahan tegangan pada dinding sel.


(23)

2.2.2. Jenis- jenis Penyakit Jantung

1. Serangan jantung (Myocardial Infarction)

Bagian dari otot jantung bisa rusak atau kematian sebagian sel pada organ jantung akibat aliran hasil darah kejantung tersumbat. Jika penyumbatan ini terjadi singkat, dan jantung akhirnya menerima cukup darah, oksigen, dan nutrisi, kerusakan sering reversible.

2. Penyakit Arteri Koroner

Penyakit arteri korener terjadi akibat adanya Penyumbatan pada arteri koroner / atau arteri pada jantung. penyakit arteri koroner juga merupakan kondisi di mana otot-otot jantung tidak mendapatkan cukup darah dan oksigen.

Dampak buruk dan efek yang paling serius dari penyakit arteri koroner yaitu kematian mendadak tanpa peringatan. jenis penyakit jantung ini biasanya terjadi pada orang yang telah mengalami serangan jantung atau kerusakan jantung lainnya dimasa lalu

3. Aritmia Jantung

Aritmia merupakan irama yang abnormal jantung akibat gangguan pada sistem listrik jantung sehingga tidak berfungsi secara normal. Ini mungkin bisa menjadi, menjadi lambat, dan menjadi tidak teratur kadang-kadang sinyal listrik jantung tidak


(24)

dalam urutan yang tepat, akibat dari gangguan kelistrikan jantung tersebut bisa menyebabkan jantung berdetak lebih cepat atau lebih lambat dari biasanya.

4. Penyakit Angina

Penyempitan pembuluh darah atau kejang otot di arteri koroner umumnya aterosklerosis atau spasme arteri koroner. Kejang ini dapat disebabkan oleh suhu dingin, Pengaruh emosional, paparan asap rokok serta penyebab lainnya. Sebagian angina biasanya tidak menyebabkan kerusakan jantung permanen, meskipun begitu menyebabkan rasa sakit. Angina biasanya terjadi ketika jantung bekerja cukup keras akibat aktifitas fisik atau pengaruh ketegangan emosional.

5. Gagal Jantung

Merupakan sebuah kondisi yang terjadi ketika jantung tidak memompa cukup darah untuk memenuhi kebutuhan tubuh. kondisi Ini biasanya tidak terjadi secara tiba-tiba namun secara bertahap dan akan memburuk dari waktu ke waktu.

6. Cacat Jantung

Cacat jantung akibat obstruksi yang menghalangi aliran darah, Penghalang ini disebut stenosis dapat terjadi di katup jantung, arteri dan vena. contoh stenosis yaitu stenosis aorta ini terjadi di aorta, katup aorta bikuspid, stenosis pulmonal, stenosis subaorta, stenosis prolaps katup mitral


(25)

7. Arteri Perifer

Semua jaringan tubuh membutuhkan oksigen dan nutrisi lain agar tetap bekerja. namun terkadang adanya Plak, lemak atau aterosklerosis dapat mempengaruhi dan menghalangi arteri dalam memasok darah kaya oksigen ke area lain dari tubuh.

8. Detak Extra Jantung

Detak jantung yang tidak teratur atau ekstra. Dalam beberapa kasus, denyut tidak teratur atau ekstra dapat menyebabkan detak jantung yang cepat.

2.3. Denyut Jantung

Denyut merupakan pemeriksaan pada pembuluh nadi atau arteri. Ukuran kecepatannya diukur pada beberapa titik denyut misalnya denyut arteri radialis pada pergelangan tangan, arteri brachialis pada lengan atas, arteri karotis pada leher, arteri poplitea pada belakang lutut, arteri dorsalis pedis atau arteri tibialis posterior pada kaki.

Jantung dapat dijadikan sebuah indikator kesehatan, hal ini dapat diamati dengan terjadinya peningkatan denyut nadi pada saat beristirahat. Waktu yang tepat untuk mengecek denyut nadi adalah saat kita bangun pagi dan sebelum melakukan aktivitas apapun. Pada saat itu kita masih relaks dan tubuh masih terbebas dari zat-zat pengganggu seperti nikotin dan kafein. Kita dapat mengecek sendiri dengan merasakan denyut nadi di bagian tubuh tertentu. (Machruz, Denyut Nadi Normal, 2013) .


(26)

Terdapat dua bunyi yang terjadi setiap satu siklus jantung. Yang pertama “lub” rendah yang agak memanjang (bunyi pertama) yang disebabkan oleh mulainya vibrasi oleh penutupan mendadak katub mitral dan trikuspid pada awal sistole bilik. Yang kedua “dup” bernada tinggi yang lebih singkat (bunyi kedua), yang disebabkan oleh vibrasi yang disertai dengan penutupan katub aorta dan pulmonalis tepat setelah ahir sistole bilik. Bunyi ketiga bernada rendah yang lunak terdengar sekitar sepertiga jalan melalui diastole dalam banyak individu muda normal. Ia bersamaan dengan masa pengisian bilik yang cepat dan mungkin karena vibrasi dimulai oleh aliran masuk darah. Bunyi keempat kadang-kadang terdengar segera sebelum waktu bunyi pertama sewaktu tekanan serambi tinggi atau bilik kaku dalam pengisian dan jarang terdengar dalam dewasa normal.

( Detak Jantung, Venti Nurhayati, 2010 )

Frekuensi jantung normal berkisar antara 60 sampai 100 denyut permenit, dengan rata-rata 75 kali per menit,dengan kecepatan seperti itu, siklus jantung berlangsung selama 0,8 detik yaitu sistole 0,5 detik dan diastole 0,3 detik. Suara jantung normal mempunyai rentang frekuensi antara 20 Hz hingga 40 Hz, sedangkan suara jantung abnormal mempunyai rentang frekuensi hingga 1000Hz.

Suara detak jantung abnormal terdiri dari 1 dan suara 2 yaitu suara murmur dan getaran yang dikarenakan tegangannya kondisi sistem kardiovaskular pada tubuh. (Detak Jantung, Venti Nurhayati, 2010 )


(27)

2.4. Monitoring Denyut Jantung

Ada beberapa batasan yang diukur berdasarkan usia. Untuk lebih jelasnya penulis mencantumkan referensi dari sumber lain sebagai berikut: Tabel 2.1. Batasan heart rate setiap manusia

Usia Batasan heart rate

6 70-115 BPM

10 70-110 BPM

14 60-110 BPM

Dewasa 60-100 BPM

(Sumber: Pulse diagnostic a clinical guide, 2007)

Monitoring denyut jantung dapat dilakukan menggunakan teknik langsung ataupun tidak langsung. Secara langsung dilakukan dengan mensensor pada jantung itu sendiri. Sedangkan secara tidak langsung dengan memanfaatkan pembuluh darah, yaitu dengan melakukan sadapan atau sensor pada aliran darah tersebut. Frekuensi atau irama kerja jantung dibagi dalam 3 kondisi, yaitu:

1. Takikardia : denyut jantung yang cepat lebih dari 100 kali/menit 2. Bradikardia : denyut jantung yang lambat kurang dari 60 kali/menit 3. Normal : berarti denyut jantung diantara 60 – 100 kali/menit

Frekuensi denyut jantung akan melambat (bradikardia) selama tidur dan dipercepat (takikardia) oleh emosi, gerak badan, demam, dan banyak rangsangan lain. Dalam individu muda sehat yang bernafas pada frekuensi normal, maka frekuensi jantung bervariasi sesuai pernapasan: ia dipercepat


(28)

selama inspirasi dan melambat selama ekspirasi, terutama jika kedalaman pernapasan meningkat.

2.5. LCD ( Liquid Crystal Display )

LCD adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama pada setiap rangkaian elektronika saat ini, seperti komputer, kalkulator, dll. LCD kependekan dari Liquid Crystal Display. Pada kali ini penulis menggunakan LCD seri 2x16, maka pada tampilan yang muncul sebanyak 16 karakter dan 2 baris. Susunan dari titik-titik inilah yang nantinya dapat menampilkan karakter yang beraneka ragam. Dibawah ini data dari pin LCD 2x16. Dibawah ini merupakan tampilan dari LCD 2x16.


(29)

Tabel 2.2. Konfigurasi pin LCD

PIN NUMBER SYMBOL FUNCTION

1 Vss Ground Voltage

2 Vcc +5V

3 Vee Contrast Voltage

4 RS Register Select0 = Instruction Register 1 = Data Register

5 R/W

Read / Write, To Choose Write or Read Mode 0 = Write Mode 1 = Read Mode

6 E

Enable

0 = Start to Lacht Daata to LCD character

1 = Disable

7 DB0 LSB

8 DB1 -

9 DB2 -

10 DB3 -

11 DB4 -

12 DB5 -

13 DB6 -

14 DB7 MSB

15 BPL Black Plane Light

16 GND Ground Voltage

Penjelasan mengenai EN, RS, RW, yaitu untuk jalur EN dinamakan enable. Jalur ini difungsikan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan tunggu untuk sejumlah waktu tertentu (sesuai dengan datasheet dari


(30)

LCD tersebut ) dan berikutnya set EN ke logika low “0” lagi. Kemudian untuk jalur RS adalah jalur register select. Ketika RS berlogika low “0”, data akan dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti clear screen, posisi kursor, dll). Ketika RS berlogika high “1”, data yang dikirim adalah data text yang akan ditampilkan pada display LCD. Sebagai contoh, untuk menampilkan huruf “T” pada layar LCD maka RS harus diset logika high “1”.

Selanjutnya yang terakhir jalur RW adalah jalur kontrol read/ write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low ”0”

2.6.Microcontroller AVR

Microcontroller adalah sebuah microprosesor lengkap dalam satu serpih (chip). Microcontroller lebih dari sekedar sebuah microprosesor karena sudah terdapat atau berisi ROM (ReadOnlyMemory), dan RAM (Readaccses memory), beberapa kontrol masukan maupun keluaran, dan beberapa peripheral seperti pencacah / pewaktu, ADC (Analog to Digital Converter), DAC (Digital to Analog Converter) dan serial komunikasi. Salah satu microcontroller yang banyak digunakan saat ini yaitu microcontroller AVR. AVR adalah microcontroller RISC (Reduce Instriction Set Compute) 8 bit berdasarkan arsitektur Harvard. Secara umum microcontroller AVR dapat


(31)

dikelompokan menjadi 3 kelompok, yaitu keluarga AT90Sxx, ATMega dan ATtiny. Pada dasrnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral dan fiturnya seperti microprosesor pada umumnya, secara internal microcontroller ATMega 16 terdiri atas unit-unit fungsionalnya

Arithmetic and logical unit (ALU), himpunan register kerja, register dan control instruksi, dan pewaktu beserta komponen kendali lainnya. Berbeda dengan microprosesor, microcontroller menyediakan memori dalam serpih yang sama dengan prosesornya ( inchip)

2.6.1. Penjelasan ATMega 16

1. Flash adalah suatu jenis Read Only Memory yang biasanya diisi dengan program hasil buatan manusia yang harus dijalankan oleh mikrokontroler.

2. RAM (Random Acces Memory) merupakan memori yang membantu CPU untuk penyimpanan data sementara dan pengolahan data ketika program sedang running.

3. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only

Memory) adalah memori untuk penyimpanan data secara permanen oleh program yang sedang running.

4. Port I/O adalah kaki untuk jalur keluar atau masuk sinyal sebagai hasil keluaran ataupun masukan bagi program Timer adalah modul dalam hardware yang bekerja untuk menghitung waktu/pulsa.

5. UART (Universal Asynchronous Receive Transmit) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial asynchronous.


(32)

6. PWM (Pulse Width Modulation) adalah fasilitas untuk membuat modulasi pulsa.

7. ADC (Analog to Digital Converter) adalah fasilitas untuk dapat menerima sinyal analog dalam range tertentu untuk kemudian dikonversi menjadi suatu nilai digital dalam range tertentu.

8. SPI (Serial Peripheral Interface) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial secara serial synchronous.

9. ISP (In System Programming) adalah kemampuan khusus

microcontroller untuk dapat diprogram langsung dalam sistem rangkaiannya dengan membutuhkan jumlah pin yang minimal.

Gambar 2.5. Pin-pin ATmega 16 kemasan 40-pin

10.Pin-pin pada ATmega16 dengan kemasan 40-pin DIP (dual in

-line package) ditunjukkan oleh gambar 2.7 Guna memaksimalkan performa, AVR menggunakan arsitektur


(33)

Harvard ( dengan memori dan bus terpisah untuk program dan data ).

2.6.2. Konfigurasi Pin ATmega 16

1. VCC merupakan Pin yang berfungsi sebagai pin masukan catudaya. 2. GND merupakan PinGround.

3. Port A (PA0...PA7) merupakan pin I/O dan pin masukan ADC.

4. Port B (PB0...PB7) merupakan pin I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus yaitu Timer/Counter, komparator Analog dan SPI

5. Port C (PC0...PC7) merupakan port I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus, yaitu komparator analog dan Timer Oscillator.

6. Port D (PD0...PD1) merupakan port I/O dan pin fungsi khusus yaitu komparator analog dan interrupt eksternal serta komunikasi serial. 7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk mengatur ulang

microcontroler.

8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock external. 9. AVCC merupakan pin masukan untuk tegangan ADC.

10.AREF merupakan pin masukan tegangan referensi untuk ADC 2.6.3. Keterangan PIN ATMega16

1. Port A

Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output

buffer Port A dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LCD secara langsung. Data Direction Register port A (DDRA)


(34)

harus diatur terlebih dahulu sebelum Port A digunakan. Bit-bit DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port A yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, kedelapan pin port A juga digunakan untuk masukan sinyal analog bagi A/D converter.

2. Port B

Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pin dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output

buffer Port B dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display diatur LCD secara langsung. Data Direction Register port B (DDRB) harus diatur terlebih dahulu sebelum Port B digunakan. Bit

-bit DDRB diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port B yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output.

3. Port C

Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output

buffer Port C dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display diatur LCD secara langsung. Data Direction Register port C (DDRC) harus diatur terlebih dahulu sebelum Port C digunakan. Bit-bit

DDRC diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port C yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, dua pin port C (PC6 dan PC7) juga memiliki fungsi alternatif sebagai oscillator untuk timer/counter 2.


(35)

4. Port D

Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya 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 disetting terlebih dahulu sebelum Port D digunakan. Bit-bit

DDRD diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pinport D yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output.

2.7. Finger Sensor

Sensor dibangun dengan menggunakan LED (Light Emitting Diode) berwarna merah dan LED infrared. Penempatan pada jari terlihat seperti pada gambar berikut:


(36)

Gambar 2.7. Rangkaian Sensor

Gambar 2.8. Letak Jari Pada Heart Rate Sensor

Letak IR dan Photodioda secara refleksi sejajar di bawah ujung jari. IR memancarkan cahaya infra merah ke ujung jari, dan photodioda sebagai penerima cahaya. Intensitas cahaya dipengaruhi kepekatan darah di ujung jari. Jadi, setiap detak jantung sedikit merubah jumlah kepekatan darah sehingga merubah dari intensitas cahaya infra merah yang di deteksi oleh photodioda.


(37)

Infra merah memancarkan cahaya dan melewati jari tangan, kemudian hasil dari perubahan volume darah pancaran cahaya di tangkap oleh photodioda. Hasil photodioda di pengaruhi oleh kondisi detak jantung. Cara Kerja Sensor :

1. Saat mendapatkan denyut

Volume darah naik maka intensitas cahaya yang diterima photodioda turun, jika nilai hambatan photodioda naik maka output tegangan sensor akan naik turun.

2. Saat tidak mendapatkan denyut

Volume darah turun maka intensitas cahaya yang di dapat dari photodioda naik, jika nilai hambatan photodioda turun maka output tegangan sensor turun.

2.8. Non-Inverting amplifier

Rangkaian ini berfungsi menguatkan tegangan yang di dapat dari pantulan cahaya infa red yang ditangkap oleh photo dioda. Untuk mendapatkan besar penguatannya dapat ditentukan dari besar R1 dan R2 . Rumus penguatan Non-Inverting amplifier :


(38)

Gambar 2.9. rangkaian non-inverting amplifier

Rumus frekuensi filter :

fc filter = � × �� ……….. (2.1) Keterangan :

R : Resistansi C: Kapasitor 2.9. Komparator

Komparator merupakan rangkaian yang digunakan untuk mendeteksi kondisi dimana sebuah sinyal yang berubah terhadap waktu telah mencapai nilai ambangnya. Komparator ini dapat digunakan untuk mendeteksi kondisi dari sebuah sinyal elektrik ketika mencapai atau melampaui level tegangan tertentu yang telah didefinisikan sebelumnya.

Rangkaian komparator memiliki sebuah penguat diferensial pada sisi masukannya. Adapun keluarannya merupakan sebuah tingkat penggerak untuk mencapai keadaan yang dapat beralih nilainya. Sebuah rangkaian komparator yang paling sederhana memiliki tegangan sinyal yang dikenakan


(39)

langsung pada dari salah satu dari terminal masukkannya. Sementara diterminal masukan lainnya dikenakan tegangan referensi.

2.10. Rangkaian monostable

Rangkaian monostable ini berfungsi agar logika yang masuk ke mikrokontroller menjadi nilai output 5 volt dan 0 volt. Ketika monostable mendapatkan input trigger, maka akan menghasilkan tegangan 5V atau high, ketika tidak mendapatkan tegangan trigger maka akan menghasilkan tegangan output 1V atau low. Untuk menghitung lama frekuensi pada rangkaian monostable ( Bishop 2002).

Rumus frekuensi monostable :

f = , × �� ……… (2.2)

Keterangan : R : Resistansi C: Kapasitor


(40)

2.11. LM358

Suatu rangkaian yang dikemas dalam bentuk rangkaian terpadu (IC). Perangkat ini sering digunakan sebagai penguat sinyal-sinyal, baik yang linier maupun non linier terutama dalam sistem-sistem pengaturan dan pengendalian, instrumentasi, komputasi analog.

LM358 merupakan rangkaian yang mempunyai dua penguat operasional. Terdiri dari 4 masukan. Memiliki faktor penguatan yang besar dan frekuensi internal yang berubah-ubah.


(41)

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1.Blok Diagram

Gambar 3.1. Blok Diagram

Finger Sensor mendeteksi aliran darah yang melewati jari telunjuk, cahaya Infrared yang memancar dipantulkan oleh jari dan cahaya tersebut di tangkap oleh Photodioda. Jantung berdenyut mempengaruhi kepekatan darah maka timbulah sebuah sinyal. Kemudian sinyal yang didapat oleh sensor diteruskan ke rangkaian Amplifier. dalam blok Amplifier ini, sinyal yang didapat akan difilter agar terlihat sinyal denyut jantung yang sebenarnya. Setelah difilter maka sinyal yang didapat masih kecil dan akan dikuatkan agar dapat dilakukan perbandingan. Kemudian sinyal masuk pada blok komparator dimana sinyal output akan dibandingkan dengan tegangan refrensi. Setelah sinyal dibandingkan dengan Tegangan referensi maka sinyal

29

Baterai Jari

Display Finger

Sensor Amplifier Komparator

Monostable Microconttroller


(42)

tersebut akan memicu Monostable yang akan mengeluarkan sinyal berlogika. Monostable sebagai inputan dari IC Mikrokontroler untuk dicacah dan diolah, hasil pengolahan atau pencacahan ditampilkan pada display data akan tersimpan.

3.2. Diagram Alir


(43)

Penjelasan Diagram Alir :

1. Start

Untuk memulai program 2. Inisialisasi LCD

Sebelum menjalankan program, microcontroller melalukan persiapan ke LCD

3. Menghitung Detak Jantung

Untuk memulai memonitoring detak jantung 4. Save

Untuk menyimpan data hasil dari perhitungan detak jantung 5. Reset eeprom

Untuk menghapus data yang disimpan 6. Reset

Untuk mengulang program kembali 7. Selesai

Program selesai. 3.3.Desain Casing

Lcd 16x2 Start

Recall Save Clear


(44)

Konektor Sensor On/Off Indikator Batterai

Gambar 3.4. Tampak Samping

3.4. Keseluruhan Alat dan Bahan

1. Toolset 2. Multimeter 3. Osiloskop

4. LCD character 16x2 5. Capasitor

6. Resistor 7. Sensor Finger

8. Box kosong warna hitam

3.5. Perakitan Rangkaian

3.5.1. Alat

1. Lem Tembak 2. Solder


(45)

3. Tenol / TimahAlat penyedot timah 4. Bor PCB

5. Pelarut PCB 6. Cutter 7. Penggaris 8. Amplas halus 3.5.2. Bahan

1. IC Atemega 16 + soket 2. Crystal

3. Resistor variable 4. Pin sisir

5. Resistor 6. Kapasitor 7. Push button 8. LED

9. Transistor BC547 10. IC regulator 7805 11. Sensor Finger 12. Lm358

13.NE555

14.Transistor NPN

15.Box kosong warna hitam 16.Papan PCB


(46)

3.5.3. Langkah Perakitan Minimum Sistem

1. Rangkaian sistematik, rangkaian minimum sistem dengan menggunakan aplikasi proteus .Untuk gambar sistematik rangkaian minimum sistepada aplikasi

2. Rangkaian sistematik, rangkaian minimum sistem dengan menggunakan aplikasi proteus .Untuk gambar sistematik rangkaian minimum sistem pada aplikasi

3. Setelah sistematik rangkaian jadi, selanjutnya membuat lay out dan di sablon ke papan pcb

4. Merakit komponen yang di butuhkan dengan menggunakan solder .


(47)

Gambar 3.6. Sistematik Minimum Sistem

3.5.4. Hasil perakitan rangkaian Filter dan Monostable


(48)

3.5.5. Langkah perakitan casing box alat

a. Gambar pola pada box sesuai yang diinginkan .

b. Sesuaikan pola dengan komponen - komponen yang akan di pasang .

c. Potong atau lubangi pola dengan cutter dan solder listrik dengan hati-hati .

d. Rapihkan bekas potongan dengan menggunakan cutter tajam dan juga amplas .

e. Lubangi untuk tempat pemasangan baut dengan bor ( sesuaikan lubang dengan baut yang akan dipasang ).

f. Setalah pola terpotong semua box diamplas merata.

g. Rakit komponen sesuai pola ( seperti : LCD, tombol on/off , dll). h. Rekatkan dengan lem plastikstile , tunggu hingga bener-bener

kening

3.6. Sistematik Pengukuran

Pengukuran tegangan pada beberapa titik test point dilakukan beberapa kali dalam percobaan. Kemudian hasil pengukuran tersebut dibandingkan dengan angka standart dan beberapa nilai rata-rata dan error dengan rumus seperti dibawah ini:

3.6.1. Rata-rata

Rata-rata dalam perkataan sehari-hari, orang sudah menafsirkan dengan rata-rata hitung. Dan arti sebenarnya adalah bilangan yang di


(49)

dapat dari hasil pembagian jumlah nilai data oleh banyaknya data dalam kumpulan pengukuran tersebut. Ditanyakan dengan rumus :

�̅

=

∑ �

...

(3.1)

Keterangan:

∑ �� : Jumlah X sebanyak i

n : Banyak data (1, 2, 3,...n)�̅ xi : Rata-Rata

3.6.2. Error (%)

Adalah selisih antara mean terhadap masing-masing data, yang dapat dirumuskan sebagai berikut :

Error % = n ala −n alaa a � % ……….. (3.2) Keterangan :

Data referensi = nilai simpangan dari oximetri


(50)

38 4.1. Spesifikasi Alat :

a. Nama : Pendeteksi Detak Jantung

b. Jenis : Pendeteksi Detak Jantung Digital c. Display : LCD karakter 16x2

d. Daya : + 5 volt DC e. Sensor : Finger Sensor f. Dimensi : P : 18, L: 11, T: 6 g. Arus : 1 Ampere

4.2. Gambar Alat

Untuk gambar modul dapat dilihat seperti pada gambar 4.1. dibawah ini:


(51)

BAB IV

PEMBAHASAN & HASIL

4.1. Spesifikasi Modul :

a. Nama : Pendeteksi Detak Jantung

b. Jenis : Pendeteksi Detak Jantung Digital c. Display : LCD karakter 16x2

d. Daya : + 5 volt DC e. Sensor : Finger Sensor f. Dimensi : P : 18, L: 11, T: 6

4.2. Gambar Modul

Untuk gambar modul dapat dilihat seperti pada gambar 4.1. dibawah ini:


(52)

4.3. Langkah Penggunaan Alat 1. Tekan tombol off

2. Tekan tombol on untuk menghidupkan dan off untuk mematikan 3. Pastikan lampu indikator baterai menyala

4. Pasang finger sensor pada jari telunjuk dengan benar

5. Penghitungan BPM akan dimulai saat nol pada detik pertama dan berahir pada detik ke 60

4.4. Pengujian dan Hasil Pengujian

Setelah membuat modul, maka langkah berikutnya melakukan pengujian dan pengukuran. Untuk itu penulis, melakukan pendataan melalui beberapa tahap proses pengukuran dan pengujian. Tujuan pengukuran dan pengujian adalah untuk mengetahui kepekatan dari pembuatan modul dan memastikan masing- masing bagian (komponen) dari seluruh rangkaian modul telah berfungsi sesuai apa yang telah direncanakan.

Langkah-langkah pengukuran dan pengujian modul ini dapat diuraikan dalam beberapa tahap, sebagai berikut :

1. Menyiapkan alat yang dibutuhkan, terutama modul ukur dan alat pembanding.

2. Menyiapkan tabel untuk hasil pengukuran.

3. Menguji modul dengan mengadakan pengukuran BPM pada SP02.

4. Mencatat hasil pengukuran dan perhitungan dalam tabel yang telah disediakan.


(53)

5. Melakukan perhitungan terhadap hasil pengukuran untuk mengetahui tingkat erorr, rata-rata, dan standar deviasi.

Dalam pengukuran BPM ini penulis akan membandingkan alat pulse oximetri yang sudah layak digunakan dengan alat modul yang dibuat oleh penulis. Berikut alat kalibrator dan pembanding beserta spesifikasi alat:

a. Merk : Huge Industry

b. Jenis : Fingertip Pulse Oximeter c. Type : AH-50D

Gambar 4.2. Alat Pulse Oximetri

Data berikut ini merupakan data yang diperoleh dari hasil pengukuran terhadap 20 orang pasien, dengan masing-masing pasien 5 kali pengukuran. Dalam proses pengambilan data pasien dikondisikan tenang tidak melakukan aktifitas yang berlebihan.


(54)

Tabel 4.1. Pengukuran BPM pasien ke- 1 sampai ke-20 Pengukuran

ke - 1 2 3 4 5

Rata -rata Error (%) Pasien ke-1

Ref 75 72 65 69 77 71,6

0,04

TA 80 77 68 72 76 74,6

Pasien ke-2

Ref 80 76 76 73 76 76,2

0,03

TA 77 72 73 74 75 74,2

Pasien ke-3

Ref 80 77 76 72 75 76

0,03

TA 75 74 73 70 76 73,6

Pasien ke-4

Ref 88 85 82 77 75 81,4

0,06

TA 85 80 77 72 70 76,8

Pasien ke-5

Ref 77 76 73 72 70 73,6

0,03

TA 75 73 71 70 69 71,6

Pasien ke-6

Ref 83 85 87 83 84 84,4

0,03

TA 81 82 85 81 81 82

Pasien ke-7

Ref 89 88 88 85 84 86,8

0,02

TA 87 86 85 83 84 85

Pasien ke-8

Ref 82 78 77 79 80 79,2

0,01

TA 81 77 76 78 79 78,2

Pasien ke-9

Ref 80 81 79 82 90 82,4

0,03

TA 81 79 78 80 82 80

Pasien ke-10

Ref 90 91 86 85 87 87,8

0,01

TA 89 90 85 84 86 86,8

Pasien ke-11

Ref 80 81 79 82 90 82,4

0,03

TA 81 79 78 80 82 80

Pasien ke-12

Ref 90 91 86 85 87 87,8

0,01

TA 89 90 85 84 86 86,8

Pasien ke-13

Ref 79 78 79 76 78 78

0,03

TA 75 74 79 74 76 75,6

Pasien ke-14

Ref 88 90 90 88 87 88,6

0,04

TA 85 81 87 86 87 85,2

Pasien ke-15

Ref 87 85 86 87 80 85

0,02

TA 80 83 85 87 83 83,6

Pasien ke-16

Ref 80 81 83 88 80 82,4

0,04

TA 80 79 76 82 80 79,4


(55)

ke-17 TA 73 71 76 75 78 74,6 Pasien

ke-18

Ref 73 78 77 75 70 74,6

0,02

TA 74 77 75 72 69 73,4

Pasien ke-19

Ref 75 72 80 69 77 74,6

0,02

TA 72 77 68 72 76 73

Pasien ke-20

Ref 88 85 82 77 75 81,4

0,06

TA 85 80 77 72 70 76,8

Keterangan :

Ref : Alat pembanding yang sudah layak pakai Ta : Alat yang dibuat oleh penulis

Dari data tabel 4.1 dapat disimpulkan sebagai berikut : Tabel 4.2. Hasil perhitungan Rata-Rata dan Error

No Rata-rata Error%

1 Pasien 1 74,6 0,03%

2 Pasien 2 74 0,03%

3 Pasien 3 72,8 0,04%

4 Pasien 4 76,8 0,05%

5 Pasien 5 71,6 0,02%

6 Pasien 6 82 2,84%

7 Pasien 7 85 0,02%

8 Pasien 8 78,2 0,01%

9 Pasien 9 80 0,03%

10 Pasien 10 86,8 0,01%

11 Pasien 11 80 0,03%

12 Pasien 12 86,8 0,01%

13 Pasien 13 75,6 0,03%

14 Pasien 14 85,2 0,04%

15 Pasien 15 83,6 0,02%

16 Pasien 16 79,4 0,04%

17 Pasien 17 74,6 0,03%

18 Pasien 18 73,4 0,02%

19 Pasien 19 73 0,02%


(56)

4.5. Kelebihan dan Kekurangan Alat 4.5.1. Kelebihan Alat

1. Alat yang dibuat berbentuk portable.

2. Menggunakan catu daya yang dapat diisi ulang. 3. Mudah untuk digunakan.

4. Hasilnya relatif akurat. 4.5.2. Kekurangan Alat

1. Tidak menggunakan indikator pada saat kapasitas batrai lemah. 2. Hanya bias digunakan untuk orang dewasa.

4.6. Pembuatan Program Alat

Untuk pembuatan program pada alat ini menggunakan aplikasi codevision avr. Program dapat dilihat dibawah ini:


(57)

(58)

45

5.1. KESIMPULAN

Setelah melakukan proses pembuatan, percobaan, pengujian alat dan pendataan, penulis dapat menyimpulkan sebagai berikut :.

1. Alat pendeteksi detak jantung berfungsi dengan baik setelah dilakukan perbandingan hasil data yang diperoleh melalui percobaan oleh beberapa pasien dengan alat medis

2. Rangkaian minimum sistem dari alat dapat berfungsi sebagai kontrol alat dan menampilkan hasil pengukuran BPM

3. Rangkaian sensor finger yang telah dibuat dapat digunakan untuk mendeteksi denyut jantung yang telah diuji.

5.2. SARAN

1. Alat masih dapat dikembangkan lebih banyak lagi menunjang sistem kerja dengan menambahkan menu

2. Dalam pembuatan desain diperbagus dan diperhalus lagi. 3. Penambahan buzzer sebagai tanda selesainya perhitungan.


(59)

(60)

Clayton, Geogre & Winder, S. 2005. Operational Amplifier 5th ed. Jakarta : Erlangga.

Iswanto & Nia, RM. 2015. Mikrokontroller : Teori dan Praktik ATMega 16 dengan Bahasa C. Yogyakarta : Deepublish.

Sugiri, A. Md., S. Pd. 2004. Elektronika Dasar & Peripheral komputer. Yogyakarta : CV ANDI Yogyakarta.

Imroati. 2014. BPM Portable Di Lengkapi dengan Penyimpanan Data. Surabaya : Elektromedik Poltekkes Kemenkes Surabaya.

Indra Bagus. 2016. Penghitung detak jantung disertai diagnose takikardi dan badikardi berbasis ATMega 8. Yogyakarta : Elektromedik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

Latif, Abdul. 2013. Alat penghitung BPM dengan menggunakan finger sensor berbasis microcontroller ATMega8. Yogyakarta : Elektromedik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

Machruz, E., Sony S., Achmad R. 2008. Perancangan Perangkat Monitoring Denyut Jantung (Heart - Beat Monitoring) Dengan Visualisasi LCD Grafik Berbasis Atmel AT89C51. Bali : Proseding Konferensi Nasional Sistem dan Informatika.

Baskara. 2012. Liquid Crystal Display (LCD) 16x2.

http://baskarapunya.blogspot.com/2013/01/liquid-crystal-display-lcd-16-x-2.html(Diakses : 29 agustus 2016).

Blog Keperawatan. 2012. Cara Kerja Jantung.

http://askep-nt.blogsport.co.id/2012/05/cara-kerja-jantung.html. (Diaskes pada tanggal 22 Agustus 2016)

Deherba.com. 2016. Jenis Jenis Penyakit Jantung.

https://www.deherba.com/jenis-jenis-penyakit-jantung.html. (Diakses pada tanggal 29 november 2016)


(61)

www.alldatasheet.com.lm358/pdf. (10.00 pada tanggal 15 juli 2016) Denis.com. 2008. Mengenal ne555

www.alldatasheet.com.ne555/pdf . (10.00 pada tanggal 15 juli 2016) Nurhayati , Venti. 2010. Rancang bangun alat pendeteksi dan penghitung detak

jantung dengan assas Doppler. Jakarta : Universitas Indonesia. Sean W., Emma K. 2007. Pulse Diagnose : A Clinical Guide. England: Elsevier.


(62)

(63)

© Copyright 1998-2010 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l. http://www.hpinfotech.com

Project : Version :

Date : 11/2/2016 Author :

Company : Comments:

Chip type : ATmega16 Program type : Application AVR Core Clock frequency: 1.000000 MHz Memory model : Small

External RAM size : 0 Data Stack size : 256

*****************************************************/ #include <mega16.h>

#include <delay.h> #include <stdlib.h> #include <alcd.h>

eeprom unsigned char save[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};

unsigned char temp[5],temp1[5], bpm=0,input=0, mikrodetik=0, detik=0, bpm6detik=0;

interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void) {

// Reinitialize Timer 0 value TCNT0=0x9E; mikrodetik++; if(mikrodetik==10) { detik++; if(detik==15) { detik=0; bpm6detik=bpm*4; bpm=0; } mikrodetik=0; } } void set_tombol() {


(64)

} if(PIND.1==0) { save[input]=bpm6detik; } }

// Declare your global variables here void tampilan() { lcd_gotoxy (0,0); lcd_putsf("Data"); itoa(input,temp); lcd_puts(temp); lcd_putsf(":"); itoa(save[input],temp); lcd_puts(temp); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("BPM:"); itoa(bpm6detik,temp1); lcd_puts(temp1); if(bpm6detik<10) { lcd_gotoxy(5,1); lcd_putsf(" "); } if(bpm6detik>=10&&bpm6detik<100) { lcd_gotoxy(6,1); lcd_putsf(" "); } } void reset_eeprom() { if(PIND.2==0) { save[0]=0; save[1]=0; save[2]=0; save[3]=0; save[4]=0; save[5]=0; save[6]=0; save[7]=0; save[8]=0; save[9]=0; lcd_clear(); }


(65)

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

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTA=0xFF;

DDRA=0x00;

// Port B initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTB=0xFF;

DDRB=0x00;

// Port C initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTC=0x00;

DDRC=0x00;

// Port D initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTD=0x0F;

DDRD=0x00;

// Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: 0.977 kHz // Mode: Normal top=0xFF // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x05;

TCNT0=0x9E; OCR0=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer1 Stopped // Mode: Normal top=0xFFFF // OC1A output: Discon. // OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off

// Input Capture on Falling Edge // Timer1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00;

TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00;


(66)

// Clock source: System Clock // Clock value: Timer2 Stopped // Mode: Normal top=0xFF

// OC2 output: Disconnected ASSR=0x00;

TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00;

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

// INT1: Off // INT2: Off MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x01;

// USART initialization // USART disabled

UCSRB=0x00;

// Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off

// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80;

SFIOR=0x00;

// ADC initialization // ADC disabled

ADCSRA=0x00;

// SPI initialization // SPI disabled

SPCR=0x00;

// TWI initialization // TWI disabled

TWCR=0x00;

// Alphanumeric LCD initialization // Connections specified in the

// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu: // RS - PORTC Bit 0

// RD - PORTC Bit 1 // EN - PORTC Bit 2 // D4 - PORTC Bit 3 // D5 - PORTC Bit 4 // D6 - PORTC Bit 5


(67)

while (1) {

lcd_gotoxy(15,1); lcd_putsf(" "); reset_eeprom(); set_tombol(); tampilan(); if(PINB.1==0) {

bpm++;

while(PINB.1==0) {

}

lcd_gotoxy(15,1); lcd_putchar(0xDB); delay_ms(150); }

} }


(68)

(69)

Komunitas eLearning IlmuKomputer.Com Copyright © 2003-2008 IlmuKomputer.Com

1

Mokh. Sholihul Hadi

m_sholihul_hadi@yahoo.com

AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32 register general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode

compare, interrupt internal dan eksternal, serial UART, programmable

Watchdog Timer, dan mode power saving, ADC dan PWM internal.

AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip yang mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI. ATMega16.

ATMega16 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versus kecepatan proses.

Beberapa keistimewaan dari AVR ATMega16 antara lain:

1. Advanced RISC Architecture

ƒ130 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution

ƒ32 x 8 General Purpose Fully Static Operation

ƒUp to 16 MIPS Throughput at 16 MHz

ƒOn-chip 2-cycle Multiplier

2. Nonvolatile Program and Data Memories

ƒ8K Bytes of In-System Self-Programmable Flash

ƒOptional Boot Code Section with Independent Lock Bits

ƒ512 Bytes EEPROM

ƒ512 Bytes Internal SRAM

ƒProgramming Lock for Software Security

3. Peripheral Features

ƒTwo 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare

Mode

ƒTwo 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare

Modes

Lisensi Dokumen:

Copyright © 2003-2008 IlmuKomputer.Com

Seluruh dokumen di IlmuKomputer.Com dapat digunakan, dimodifikasi dan disebarkan secara bebas untuk tujuan bukan komersial (nonprofit), dengan syarat tidak menghapus atau merubah atribut penulis dan pernyataan copyright yang disertakan dalam setiap dokumen. Tidak diperbolehkan melakukan penulisan ulang, kecuali mendapatkan ijin terlebih dahulu dari IlmuKomputer.Com.


(70)

Komunitas eLearning IlmuKomputer.Com Copyright © 2003-2008 IlmuKomputer.Com

2

ƒ8-channel, 10-bit ADC

ƒByte-oriented Two-wire Serial Interface

ƒProgrammable Serial USART

4. Special Microcontroller Features

ƒPower-on Reset and Programmable Brown-out Detection

ƒInternal Calibrated RC Oscillator

ƒExternal and Internal Interrupt Sources

ƒSix Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, save,

Power-down, Standby and Extended Standby 5. I/O and Package

ƒ32 Programmable I/O Lines

ƒ40-pin PDIP, 44-lead TQFP, 44-lead PLCC, and 44-pad MLF

6. Operating Voltages

ƒ2.7 - 5.5V for Atmega16L

ƒ4.5 - 5.5V for Atmega16

Gambar 1 Pin-pin ATMega16 kemasan 40-pin

Pin-pin pada ATMega16 dengan kemasan 40-pin DIP (dual

in-line package) ditunjukkan oleh gambar 1. Guna memaksimalkan

performa, AVR menggunakan arsitektur Harvard (dengan memori dan bus terpisah untuk program dan data).

Port sebagai input/output digital

ATMega16 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


(71)

Komunitas eLearning IlmuKomputer.Com Copyright © 2003-2008 IlmuKomputer.Com

3 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. Kita harus menggunakan kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) atau kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=0) sebagai kondisi transisi.

Tabel 1 Konfigurasi pin port

Bit 2 – PUD : Pull-up Disable

Bila bit diset bernilai 1 maka pull-up pada port I/O akan dimatikan walaupun register DDxn dan PORTxn dikonfigurasikan untuk menyalakan pull-up (DDxn=0, PORTxn=1).

Timer

Timer/counter adalah fasilitas dari ATMega16 yang digunakan untuk perhitungan pewaktuan. Beberapa fasilitas chanel dari timer counter antara lain: counter channel tunggal, pengosongan data timer sesuai dengan data pembanding, bebas -glitch, tahap yang tepat Pulse

Width Modulation (PWM), pembangkit frekuensi, event counter


(72)

Komunitas eLearning IlmuKomputer.Com Copyright © 2003-2008 IlmuKomputer.Com

4 I/O dan bit I/O. Device khusus register I/O dan lokasi bit terdaftar

pada deskripsi timer/counter 8 bit.

Gambar 2 Blok diagram timer/counter Timing Diagram Timer/Counter

Timer/counter didesain sinkron clock timer (clkT0) oleh karena itu ditunjukkan sebagai sinyal enable clock pada gambar 3. Gambar ini termasuk informasi ketika flag interrupt dalam kondisi set. Data timing digunakan sebagai dasar dari operasi timer/counter.

Gambar 3 Timing diagram timer/counter, tanpa prescaling

Sesuai dengan gambar 4 timing diagram timer/counter dengan

prescaling maksudnya adalah counter akan menambahkan data

counter (TCNTn) ketika terjadi pulsa clock telah mencapai 8 kali pulsa dan sinyal clock pembagi aktif clock dan ketika telah mencapai nilai maksimal maka nilai TCNTn akan kembali ke nol. Dan kondisi flag


(73)

Komunitas eLearning IlmuKomputer.Com Copyright © 2003-2008 IlmuKomputer.Com

5 Gambar 4 Timing diagram timer/counter, dengan prescaling

Sama halnya timing timer diatas, timing timer/counter dengan seting OCFO timer mode ini memasukan data ORCn sebagai data input timer. Ketika nilai ORCn sama dengan nilaiTCNTn maka pulsa

flag timer akan aktif. TCNTn akan bertambah nilainya ketika pulsa

clock telah mencapai 8 pulsa. Dan kondisi flag akan berbalik

(komplemen) kondisi ketika nilai TCNTn kembali kenilai 0 (overflow).

Gambar 5 Timing diagram timer/counter, menyeting OCFO, dengan pescaler (fclk_I/O/8)

Ketika nilai ORCn sama dengan nilai TCNTn maka pulsa flag

timer akan aktif. TCNTn akan bertambah nilainya ketika pulsa clock

telah mencapai 8 pulsa. Dan kondisi flag akan berbalik (komplemen) kondisi ketika nilai TCNTn kembali kenilai 0 (overflow).

Gambar 6 Timing diagram timer/counter, menyeting OCFO, pengosongan data timer sesuai dengan data pembanding,dengan pescaler (fclk_I/O/8)


(74)

Komunitas eLearning IlmuKomputer.Com Copyright © 2003-2008 IlmuKomputer.Com

6 Gambar 7 Regiter timer counter 8 bit

Bit 7 – FOCO : perbandingan kemampuan output

FOCO hanya akan aktif ketika spesifik-spesifik bit WGM00 tanpa PWM mode. Adapun untuk meyakinkan terhadap kesesuaian dengan device-device yang akan digunakan, bit ini harus diset nol ketika TCCRO ditulisi saat mengoperasikan mode PWM. Ketika menulisi logika satu ke bit FOCO, dengan segera dipaksakan untuk disesuaikan pada unit pembangkit bentuk gelombang. Output OCO diubah disesuaikan pda COM01: bit 0 menentukan pengaruh daya pembanding.

Bit 6,3 – WGM01:0: Waveform Generation Mode

Bit ini mengontrol penghitungan yang teratur pada counter, sumber untuk harga counter maksimal ( TOP )., dan tipe apa dari pembangkit bentuk gelombang yang digunakan. Mode-mode operasi didukung oleh unit timer/counter sebagai berikut : mode normal, pembersih timer pada mode penyesuaian dengan pembanding ( CTC ), dan dua tipe mode Pulse Width Modulation ( PWM ).

Tabel 2 Deskripsi Bit Mode Pembangkit Bentuk Gelombang

catatan: definisi nama-nama bit CTC0 dan PWM0 sekarang tidak

digunakan lagi. Gunakan WGM 01: 0 definisi. Bagaimanapun lokasi dan fungsional dan lokasi dari masing-masing bit sesuai dengan versi timer sebelumnya.

Bit 5:4 – COMO1:0 Penyesuaian Pembanding Mode Output

Bit ini mengontrol pin output compare (OCO), jika satu atau kedua bit COM01:0 diset, output OC0 melebihi fungsional port normal I/O dan keduanya terhubung juga. Bagaimanapun, catatan bahwa bit Direksi Data Register (DDR) mencocokan ke pin OC0 yang mana harus diset dengan tujuan mengaktifkan. Ketika OC0 dihubungkan ke pin, fungsi dari bit COM01:0 tergantung dari pengesetan bit WGM01:0. Tabel di bawah menunjukkan COM fungsional ketika bit-bt WGM01:0 diset ke normal atau mode CTC (non PWM).


(75)

Komunitas eLearning IlmuKomputer.Com Copyright © 2003-2008 IlmuKomputer.Com

7 Tabel 4 menunjukan bit COM01:0 fungsional ketika bit WGM01:0

diset ke mode fast PWM.

Tabel 4 Mode Output Pembanding, Mode fast PWM

Tabel 5 menunjukan bit COM01:0 fungsional ketika bit WGM01:0 diset ke mode phase correct PWM.

Tabel 5 Mode Output Pembanding, Mode phase correct PWM

Bit 2:0 – CS02:0 : Clock Select

Tiga bit clock select sumber clock digunakan dengan timer/counter. Jika mode pin eksternal digunakan untuk timer counter0, perpindahan dari pin T0 akan memberi clock counter.


(76)

Komunitas eLearning IlmuKomputer.Com Copyright © 2003-2008 IlmuKomputer.Com

8 Register Timer/Counter TCNT0

Gambar 8 Register timer TCNT0

Register timer/counter memberikan akses secara langsung, keduanya digunakan untuk membaca dan menulis operasi, untuk penghitung unit 8-bit timer/counter. Menulis ke blok-blok register TCNT0 (removes) disesuaikan dengan clock timer berikutnya. Memodifikasi counter (TCNT0) ketika perhitungan berjalan, memperkenalkan resiko kehilangan perbandingan antara TCNC0 dengan register OCR0.

Register Timer/Counter OCR0

Gambar 9. Register timer OCR0

Register output pembanding berisi sebuah haraga 8 bit yang mana secara terus-menerus dibandingkan dengan harga counter (TCNT0). Sebuah penyesuaian dapat digunakan untuk membangkitkan output interrupt pembanding, atau untuk membangkitkan sebuah output bentuk gelombang pada pin OC0.

Register Timer/Counter Interrupt Mask

Bit 1-OCIE0: output timer counter menyesuaikan dengan kesesuaian interrupt yang aktif.

Ketika bit OCIE0 ditulis satu, dan 1-bit pada register status dalam kondisi set (satu), membandingkan timer/counter pada

interrupt yang sesuai diaktifkan. Mencocokkan interrupt yang

dijalankan kesesuaian pembanding pada timer/counter0 terjadi, ketika bit OCF0 diset pada register penanda timer/counter-TIFR.

Bit 0 – TOIE0: Timer/Counter 0 Overflow Interrupt Enable

Ketika bit TOIE0 ditulis satu, dan 1-bit pada register status dalam kondisi set (satu), timer/counter melebihi interrupt diaktifkan. Mencocokkan interrupt dijalankan jika kelebihan pada timer/counter0 terjadi, ketika bit TOV0 diset pada register penanda timer/counter-TIFR


(77)

Komunitas eLearning IlmuKomputer.Com Copyright © 2003-2008 IlmuKomputer.Com

9 Gambar 10 Register timer TIFR

Bit 1 – OCF0: Output Compare Flag 0

OCF0 dalam kondisi set (satu) kesesuaian pembanding terjadi antara timer/counter dan data pada OCRO – Register 0 keluaran pembanding. OCF0 diclear oleh hardware ketika eksekusi pencocokan penanganan vector interrupt. Dengan alternatif mengclearkan OCF0 dengan menuliskan logika satu pada flag. Ketika I-bit pada SREG, OCIE0 (Timer/Counter0 penyesuaian pembanding interrupt enable), dan OCF0 diset (satu), timer/counter pembanding kesesuaian interrupt dijalankan.

Bit 0 – TOV0: Timer/Counter Overflow Flag

Bit TOV0 diset (satu) ketika kelebihan terjadi pada timer/counter0. TOV0 diclearkan dengan hardware ketika penjalanan pencocokan penanganan vector interrupt. Dengan alternatif, TOV0 diclearkan dengan jalan memberikan logika satu pada flag. Ketika I-bit pada SREG, TOIE0 (Timer/Counter0 overflow interrupt enable), dan TOV0 diset (satu ), timer/counter overflow interrupt dijalankan. Pada tahap mode PWM yang tepat, bit ini di set ketika timer/counter merubah bagian perhitungan pada $00.

Serial pada ATMega16

Universal synchronous dan asynchronous pemancar dan

penerima serial adalah suatu alat komunikasi serial sangat fleksibel. Jenis yang utama adalah :

a) Operasi full duplex (register penerima dan pengirim serial dapat berdiri sendiri)

b) Operasi Asychronous atau synchronous

c) Master atau slave mendapat clock dengan operasi

synchronous

d) Pembangkit baud rate dengan resolusi tinggi

e) Dukung frames serial dengan 5, 6, 7, 8 atau 9 Data bit dan 1 atau 2 Stop bit

f) Tahap odd atau even parity dan parity check didukung oleh hardware

g) Pendeteksian data overrun h) Pendeteksi framing error

i) Pemfilteran gangguan (noise) meliputi pendeteksian bit false start dan pendeteksian low pass filter digital

j) Tiga interrupt terdiri dari TX complete, TX data register empty dan RX complete.

k) Mode komunikasi multi-processor


(78)

Komunitas eLearning IlmuKomputer.Com Copyright © 2003-2008 IlmuKomputer.Com

10

dan Slave Synchronous. Bit UMSEL pada USART control dan status

register C (UCSRC) memilih antara operasi Asychronous dan

Synchronous. Double speed (hanya pada mode Asynchronou ) dikontrol

oleh U2X yang mana terdapat pada register UCSRA. Ketika mengunakan mode operasi synchronous (UMSEL = 1) dan data direction register untuk pin XCk (DDR_XCK) mengendalikan apakah sumber clock tersebut adalah internal (master mode) atau eksternal

(slave mode) pin-pin XCK hanya akan aktif ketika menggunakan mode

Synchronous.

Gambar 11 Blok diagram clock generator logic Keterangan sinyal :

txclk : clock pengirim (internal clock)

rxclk : clock dasar penerima (internal clock)

xcki : input dari pin XCK (sinyal internal). Digunakan untuk operasi

slave synchronous.

xcko : clock output ke pin XCK (sinyal internal). Digunakan untuk

operasi master synchronous

fosc :frekuensi pin XTAL (system clock)

Generator Internal Clock – Pembangkit Baud rate

Generasi internal clock digunakan untuk mode – mode operasi master asynchronous dan synchronous. Register USART baud rate (UBRR) dan down-counter dikoneksikan kepada fungsinya sebagai

programmable prescaler atau pembangkit baud rate. Down-counter,

dijalankan pada system clock ( fosc), dibebani dengan nilai UBRR setiap counter telah dihitung mundur ke nol atau ketika register UBRRL ditulisi. Clock dibangkitkan setiap counter mencapai nol. Clock ini adalah pembangkit baud rate clock output (fosc/( UBBR+1)). Pemancar membagi baud rete generator clock output dengan 2, 8,


(79)

Komunitas eLearning IlmuKomputer.Com Copyright © 2003-2008 IlmuKomputer.Com

11 menyimpan status dari UMSEL, bit-bit U2X dan DDR_XCK.

Tabel di bawah menunjukan penyamaan perhitungan baud rate dan nilai UBRR tiap mode operasi mengunakan sumber pembangkit clock internal.

Tabel 7 Persamaan untuk menyeting perhitungan register baud rate

note: baud rate menunjukan pengiriman rate bit tiap detik (bps)

BAUD :baud rate ( pada bit-bit per detik,bps ) fosc frekuensi sistem clock osilator

UBRR : terdiri dari UBRRH dan UBBRL,( 0-4095 )

Eksternal Clock

Eksternal clock digunakan untuk operasi mode slave

synchronous. Eksternal clock masuk dari pin XCK dicontohkan oleh

suatu daftar sinkronisasi register untuk memperkecil kesempatan meta-stabilitas. Keluaran dari sinkronisasi register kemudian harus menerobos detector tepi sebelum digunakan oleh pengirim dan penerima.

Proses ini mengenalkan dua period delay clock CPU dan oleh karena itu maksimal frekuensi clock XCK eksternal dibatasi oleh persamaan sebagai berikut

Fxck < fosc/4

Keterangan: fosc tergantung pada stabilitas sistem sumber clock.

Operasi Synchronous Clock

Ketika mode sinkron digunakan (UMSEL=1), pin XCK akan digunakan sama seperti clock input (slave) atau clock output (master). Dengan ketergantungan antara tepi clock dan data sampling atau perubahan data menjadi sama. Prinsip dasarnya adalah data input (on RxD) dicontohkan pada clock XCK berlawanan dari tepi data output (TxD) sehingga mengalami perubahan.


(80)

Komunitas eLearning IlmuKomputer.Com Copyright © 2003-2008 IlmuKomputer.Com

12 Gambar 12 Operasi synchronous Clock

UCPOL bit UCRSC memilih tepi yang mana clock XCK digunakan untuk data sampling dan yang mana digunakan untuk perubahan data. Seperti yang ditunjukan pada gambar di atas, ketika UCPOL nol data akan diubah pada tepi kenaikan XCK dan dicontohkan pada tepi XCK saat jatuh. Jika UCPOL dalam kondisi set, data akan mengalami perubahan pada saat tepi XCK jatuh dan data akan dicontohkan pada saat tepi XCK naik.

Inisialisasi USART

USART harus diinisialisasi sebelum komunikasi manapun dapat berlangsung. Proses inisialisasi normalnya terdiri dari pengesetan baud rate, penyetingan frame format dan pengaktifan pengirim atau penerima tergantung pada pemakaian. Untuk interrupt menjalankan operasi USART, global interrupt flag (penanda) sebaiknya dibersihkan (dan interrupt global disable) ketika inisialisasi dilakukan. Sebelum melakukan inisialisasi ulang dengan mengubah baud rate atau frame format, untuk meyakinkan bahwa tidak ada transmisi berkelanjutan sepanjang periode register yang diubah. Flag TXC dapat digunakan untuk mengecek bahwa pemancar telah melengkapi semua pengiriman, dan flag RXC dapat digunakan untuk mengecek bahwa tidak ada data yang tidak terbaca pada buffer penerima. Tercatat bahwa flag TXC harus dibersihkan sebelum tiap transmisi (sebelum UDR ditulisi) jika itu semua digunakan untuk tujuan tersebut.

REFERENSI


(81)

Komunitas eLearning IlmuKomputer.Com Copyright © 2003-2008 IlmuKomputer.Com

13 Sarjana di Jurusan Teknik Elektro

Universitas Brawijaya Malang tahun 2004. Terhitung sejak tahun yang sama mengabdikan diri menjadi PNS sebagai dosen di Jurusan Teknik Elektro Universitas Negeri Malang. Beberapa penghargaan yang pernah diperoleh antara lain: Nominator Peneliti Muda terbaik tingkat Nasional bidang Ilmu Pengetahuan Teknik dan Rekayasa oleh LIPI tahun 2006, Medali Emas Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional tahun 2004, Medali Emas sebagai Peneliti Remaja terbaik tingkat Nasional bidang Ilmu Pengetahuan Teknik dan Rekayasa oleh LIPI tahun 2004, Medali Perak Lomba Karya Ilmiah Olahraga Mahasiswa Indonesia Direktorat Jenderal Olahraga Republik Indonesia tahun 2004, Mahasiswa Teladan Universitas Brawijaya Malang tahun 2004 dll. Bidang penelitian yang sedang ditekuni antara lain: Robotika, Elektronika Medis, Artificial Intelligent, dan Nano Technology.


(82)

(1)

Generator Clock

Logic generator clock menghasilkan dasar clock untuk pengirim dan penerima. USART mendukung empat mode operasi clock: Normal Asynchronous, Double Speed Asynchronous mode Master Synchronous dan Slave Synchronous. Bit UMSEL pada USART control dan status register C (UCSRC) memilih antara operasi Asychronous dan Synchronous. Double speed (hanya pada mode Asynchronou ) dikontrol oleh U2X yang mana terdapat pada register UCSRA. Ketika mengunakan mode operasi synchronous (UMSEL = 1) dan data direction register untuk pin XCk (DDR_XCK) mengendalikan apakah sumber clock tersebut adalah internal (master mode) atau eksternal (slave mode) pin-pin XCK hanya akan aktif ketika menggunakan mode Synchronous.

Gambar 11 Blok diagram clock generator logic Keterangan sinyal :

txclk : clock pengirim (internal clock)

rxclk : clock dasar penerima (internal clock)

xcki : input dari pin XCK (sinyal internal). Digunakan untuk operasi slave synchronous.

xcko : clock output ke pin XCK (sinyal internal). Digunakan untuk operasi master synchronous

fosc :frekuensi pin XTAL (system clock)

Generator Internal Clock – Pembangkit Baud rate

Generasi internal clock digunakan untuk mode – mode operasi master asynchronous dan synchronous. Register USART baud rate (UBRR) dan down-counter dikoneksikan kepada fungsinya sebagai programmable prescaler atau pembangkit baud rate. Down-counter, dijalankan pada system clock ( fosc), dibebani dengan nilai UBRR setiap counter telah dihitung mundur ke nol atau ketika register UBRRL ditulisi. Clock dibangkitkan setiap counter mencapai nol.


(2)

Komunitas eLearning IlmuKomputer.Com Copyright © 2003-2008 IlmuKomputer.Com

11

atau 16 cara tergantung pada mode. Pembangkit output baud rate

digunakan secara langsung oleh penerima clock dan unit-unit pelindung data. Unit-unit recovery menggunakan suatu mesin status yang menggunakan 2, 8, atau 16 cara yang tergantung pada cara menyimpan status dari UMSEL, bit-bit U2X dan DDR_XCK.

Tabel di bawah menunjukan penyamaan perhitungan baud rate dan nilai UBRR tiap mode operasi mengunakan sumber pembangkit clock internal.

Tabel 7 Persamaan untuk menyeting perhitungan register baud rate

note: baud rate menunjukan pengiriman rate bit tiap detik (bps) BAUD :baud rate ( pada bit-bit per detik,bps ) fosc frekuensi sistem

clock osilator

UBRR : terdiri dari UBRRH dan UBBRL,( 0-4095 )

Eksternal Clock

Eksternal clock digunakan untuk operasi mode slave synchronous. Eksternal clock masuk dari pin XCK dicontohkan oleh suatu daftar sinkronisasi register untuk memperkecil kesempatan meta-stabilitas. Keluaran dari sinkronisasi register kemudian harus menerobos detector tepi sebelum digunakan oleh pengirim dan penerima.

Proses ini mengenalkan dua period delay clock CPU dan oleh karena itu maksimal frekuensi clock XCK eksternal dibatasi oleh persamaan sebagai berikut

Fxck < fosc/4

Keterangan: fosc tergantung pada stabilitas sistem sumber clock.

Operasi Synchronous Clock

Ketika mode sinkron digunakan (UMSEL=1), pin XCK akan digunakan sama seperti clock input (slave) atau clock output (master). Dengan ketergantungan antara tepi clock dan data sampling atau perubahan data menjadi sama. Prinsip dasarnya adalah data input (on RxD) dicontohkan pada clock XCK berlawanan dari tepi data output (TxD) sehingga mengalami perubahan.


(3)

Gambar 12 Operasi synchronous Clock

UCPOL bit UCRSC memilih tepi yang mana clock XCK digunakan untuk data sampling dan yang mana digunakan untuk perubahan data. Seperti yang ditunjukan pada gambar di atas, ketika UCPOL nol data akan diubah pada tepi kenaikan XCK dan dicontohkan pada tepi XCK saat jatuh. Jika UCPOL dalam kondisi set, data akan mengalami perubahan pada saat tepi XCK jatuh dan data akan dicontohkan pada saat tepi XCK naik.

Inisialisasi USART

USART harus diinisialisasi sebelum komunikasi manapun dapat berlangsung. Proses inisialisasi normalnya terdiri dari pengesetan baud rate, penyetingan frame format dan pengaktifan pengirim atau penerima tergantung pada pemakaian. Untuk interrupt menjalankan operasi USART, global interrupt flag (penanda) sebaiknya dibersihkan (dan interrupt global disable) ketika inisialisasi dilakukan. Sebelum melakukan inisialisasi ulang dengan mengubah baud rate atau frame format, untuk meyakinkan bahwa tidak ada transmisi berkelanjutan sepanjang periode register yang diubah. Flag TXC dapat digunakan untuk mengecek bahwa pemancar telah melengkapi semua pengiriman, dan flag RXC dapat digunakan untuk mengecek bahwa tidak ada data yang tidak terbaca pada buffer penerima. Tercatat bahwa flag TXC harus dibersihkan sebelum tiap transmisi (sebelum UDR ditulisi) jika itu semua digunakan untuk tujuan tersebut.

REFERENSI


(4)

Komunitas eLearning IlmuKomputer.Com Copyright © 2003-2008 IlmuKomputer.Com

13

Biografi Penulis

Mokh. Sholihul Hadi, lahir di Jombang 25 Mei 1982. Menyelesaikan pendidikan Sarjana di Jurusan Teknik Elektro Universitas Brawijaya Malang tahun 2004. Terhitung sejak tahun yang sama mengabdikan diri menjadi PNS sebagai dosen di Jurusan Teknik Elektro Universitas Negeri Malang. Beberapa penghargaan yang pernah diperoleh antara lain: Nominator Peneliti Muda terbaik tingkat Nasional bidang Ilmu Pengetahuan Teknik dan Rekayasa oleh LIPI tahun 2006, Medali Emas Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional tahun 2004, Medali Emas sebagai Peneliti Remaja terbaik tingkat Nasional bidang Ilmu Pengetahuan Teknik dan Rekayasa oleh LIPI tahun 2004, Medali Perak Lomba Karya Ilmiah Olahraga Mahasiswa Indonesia Direktorat Jenderal Olahraga Republik Indonesia tahun 2004, Mahasiswa Teladan Universitas Brawijaya Malang tahun 2004 dll. Bidang penelitian yang sedang ditekuni antara lain: Robotika, Elektronika Medis, Artificial Intelligent, dan Nano Technology.


(5)

(6)