TA : Rancang Bangun Monitoring Suara Jantung Berbasis Web Menggunakan Raspberry-Pi 2 Sebagai Server.
RANCANG BANGUN MONITORING SUARA JANTUNG BERBASIS WEB
MENGGUNAKAN RASPBERRY-PI 2 SEBAGAI SERVER
TUGAS AKHIR
Program Studi S1 Sistem Komputer
Oleh :
VERGIE HADIANA PUTRA 12.41020.0032
FAKULTAS TEKNOLOGI DAN INFORMATIKA
INSTITUT BISNIS DAN INFORMATIKA STIKOM SURABAYA 2016
(2)
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN SYARAT ... ii
MOTTO ... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv
HALAMAN PENGESAHAN ... v
HALAMAN PERNYATAAN ... vi
ABSTRAK ... vii
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR TABEL ... xvii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah ... 3
1.4 Tujuan ... 3
1.5 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II LANDASAN TEORI ... 6
2.1 Sinyal Suara Jantung (PCG) ... 6
2.2 Wavelet ... 7
(3)
2.4 Arduino ... 10
2.4.1 Arduino UNO ... 11
2.4.2 Software Arduino IDE ... 15
2.4.3 Bahasa Pemprograman Arduino ... 16
2.5 Parameter QoS ... 17
BAB III METODE PENELITIAN DAN PERANCANGAN SISTEM ... 19
3.1.Metode Penelitian ... 19
3.2.Prosedur Penelitian ... 21
3.3.Perancangan Perangkat Keras ... 23
3.3.1 Perancangan Sensor Jantung ... 23
3.3.2 Perancangan Rangkaian Arduino ke Raspberry Pi 2 ... 24
3.3.3 Perancangan Rangkaian Arduino ke PC Pembanding ... 25
3.3.4 Arduino UNO ... 26
3.3.5 Heart Sound Sensor ... 26
3.4.Perancangan Perangkat Lunak ... 28
3.4.1 Algoritma Pembacaan Sinyal Jantung dan Pengiriman Data .. 28
3.4.2 Algoritma Penerimaan Data pada Raspberry Pi 2 ... 33
3.4.3 Algoritma Pengolahan Data secara Realtime pada Raspberry Pi 35 3.4.4 Algoritma Pengolahan Data secara Offline pada Raspberry Pi 37
3.5.Metode Analisa ... 37
(4)
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PENGAMATAN ... 42
4.1.Pengujian Raspberry Pi 2 ... 42
4.1.1 Tujuan ... 43
4.1.2 Alat yang digunakan ... 43
4.1.3 Prosedur Pengujian ... 43
4.1.4 Hasil Pengujian ... 45
4.2.Pengujian Komunikasi Arduino Raspberry Pi 2 dan PC Pembanding 45 4.2.1 Tujuan ... 46
4.2.2 Alat yang digunakan ... 46
4.2.3 Prosedur Pengujian ... 46
4.2.4 Hasil Pengujian ... 48
4.3.Pengujian Arduino ... 48
4.3.1 Tujuan ... 49
4.3.2 Alat yang digunakan ... 49
4.3.3 Prosedur Pengujian ... 49
4.3.4 Hasil Pengujian ... 50
4.4.Pengujian tampilan penerimaan data pada raspberry pi 2 secara live 51 4.4.1 Tujuan ... 52
4.4.2 Alat yang digunakan ... 52
4.4.3 Prosedur Pengujian ... 52
(5)
4.5.1 Tujuan ... 56
4.5.2 Alat yang digunakan ... 56
4.5.3 Prosedur Pengujian ... 56
4.5.4 Hasil Pengujian ... 57
4.6.Pengujian Sistem ... 58
4.6.1 Tujuan ... 59
4.6.2 Alat yang digunakan ... 59
4.6.3 Prosedur Pengujian ... 60
4.6.4 Hasil Pengujian ... 61
4.7.Hasil Analisa Keseluruhan Sistem ... 68
BAB V PENUTUP ... 73
5.1.Kesimpulan ... 73
5.2.Saran ... 74
DAFTAR PUSTAKA ... 75
LAMPIRAN ... 77
(6)
Gambar 2.1 Bunyi Jantung Normal ... 7
Gambar 2.2 Anatomi Jantung ... 7
Gambar 2.3 Bentuk Sebuah Wave dan Wavelet ... 8
Gambar 2.4 Raspberry Pi 2 ... 8
Gambar 2.5 Board Arduino Uno ... 11
Gambar 2.6 Tampilan Software Arduino IDE ... 16
Gambar 3.1 Diagram Blok Rancangan Penelitian ... 19
Gambar 3.2 Flowchart Proses Proses Penelitian Monitoring Sinyal Suara Jantung ... 22
Gambar 3.3 Gambar Perancangan ... 22
Gambar 3.4 Hubungan rangkaian heart sound sensor dan Arduino ... 24
Gambar 3.5 Hubungan Rangkaian Arduino dengan Raspberry Pi 2 ... 24
Gambar 3.6 Desain Program Penerimaan Data dari Arduino pada Raspberry Pi 2 menggunakan NODE-RED ... 25
Gambar 3.7 Hubungan Rangkaian Arduino dengan PC Pembanding Menggunakan USB TTL ... 26
Gambar 3.8 Heart sound sensor dari Seeed Studio ... 27
Gambar 3.9 Flowchart pembacaan pada heart sound sensor ... 28
Gambar 3.10 Flowchart Pembacaan Data dan Pengiriman Data Auskultasi Jantung ... 29
Gambar 3.11 Tampilan program Arduino pada software Arduino IDE ... 30
Gambar 3.12 Flowchart penerimaan data pada Raspberry Pi 2 ... 33 Gambar 3.13 Icon pada Program NODE-RED untuk Penerimaan Data
(7)
Gambar 3.14 Pengaturan Program NODE-RED untuk Penerimaan Data
Serial ... 34
Gambar 3.15 Pengaturan Lanjutan dari Konfigurasi Serial Port ... 34
Gambar 3.16 Icon pada Program NODE-RED untuk Penulisan dalam File 35
Gambar 3.17 Pengaturan Program NODE-RED untuk Penulisan File serial.txt ... 35
Gambar 3.18 Flowchart pengolahan data live pada Raspberry Pi 2 ... 36
Gambar 3.19 Flowchart pengolahan data offline pada Raspberry Pi 2 ... 37
Gambar 3.20 Letak posisi penempatan sensor suara detak jantung ... 38
Gambar 3.21 Hasil sinyal suara detak jantung ... 39
Gambar 3.22 Perbandingan data untuk mengecek kesesuaian data yang diterima ... 40
Gambar 3.23 Data yang tidak sesuai ... 40
Gambar 4.1 Tampilan peralatan yang digunakan untuk pengujian ... 42
Gambar 4.2 Tampilan software Win32DiskImager ... 44
Gambar 4.3 Tampilan proses write software Win32DiskImager ... 44
Gambar 4.4 Win32DiskImager selesai menulis pada micro SD ... 45
Gambar 4.5 Tampilan Arduino terkoneksi pada terminal di Raspberry Pi 2 ... 47
Gambar 4.6 Tampilan Arduino terkoneksi pada PC pembanding ... 47
Gambar 4.7 Komunikasi serial pada Arduino dan Raspberry Pi 2 ... 48
Gambar 4.8 Upload program berhasil ... 50
Gambar 4.9 Program berhasil berjalan ... 51
Gambar 4.10 Tampilan menu website... 53
(8)
Gambar 4.12 Tampilan simpan data live ... 54 Gambar 4.13 Tampilan program website untuk membuka rekap data
membutuhkan id atau nama file yang disimpan sebelumnya... 58 Gambar 4.14 Hasil tampilan program rekap data ... 58 Gambar 4.15 Percobaan 1 pada Raspberry Pi 2 dengan baudrate 19200 ... 61 Gambar 4.16 Percobaan 1 pada PC pembanding dengan baudrate 19200 .... 62 Gambar 4.17 Percobaan 2 pada Raspberry Pi 2 dengan baudrate 38400 ... 62 Gambar 4.18 Percobaan 2 pada PC pembanding dengan baudrate 38400 .... 62 Gambar 4.19 Percobaan 3 pada Raspberry Pi 2 dengan baudrate 57600 ... 63 Gambar 4.20 Percobaan 3 pada PC pembanding dengan baudrate 57600 .... 63 Gambar 4.21 Percobaan 4 pada Raspberry Pi 2 dengan baudrate 115200 ... 64 Gambar 4.22 Percobaan 4 pada PC pembanding dengan baudrate 115200 .. 64 Gambar 4.23 Percobaan pada Raspberry Pi 2 dengan baudrate 115200 dan
delay 1 milidetik ... 65 Gambar 4.24 Percobaan pada PC pembanding dengan baudrate 115200
dan delay 1 milidetik ... 65 Gambar 4.25 Percobaan pada Raspberry Pi 2 dengan baudrate 115200 dan
delay 2 milidetik ... 66 Gambar 4.26 Percobaan pada PC pembanding dengan baudrate 115200
dan delay 2 milidetik ... 66 Gambar 4.27 Percobaan pada Raspberry Pi 2 dengan baudrate 115200 dan
delay 3 milidetik ... 67 Gambar 4.28 Percobaan pada PC pembanding dengan baudrate 115200
(9)
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spesifikasi Arduino Uno ... 12
Tabel 2.2 Packet Loss ... 18
Tabel 3.1 Spesifikasi Heart Sound Sensor ... 27
Tabel 4.1 Tabel Hasil Percobaan 1 dengan baudrate 19200 ... 62
Tabel 4.2 Tabel Hasil Percobaan 2 dengan baudrate 38400 ... 63
Tabel 4.3 Tabel Hasil Percobaan 3 dengan baudrate 57600 ... 63
Tabel 4.4 Tabel Hasil Percobaan 4 dengan baudrate 115200 ... 64
Tabel 4.5 Tabel Hasil Percobaan 5 dengan baudrate 115200 dan delay 1 ms. .. 66
Tabel 4.6 Tabel Hasil Percobaan 6 dengan baudrate 115200 dan delay 2 ms ... 67
Tabel 4.7 Tabel Hasil Percobaan 7 dengan baudrate 115200 dan delay 3 ms ... 67
Tabel 4.8 Tabel detail perhitungan throughtput dan utilisasi bandwidth dengan baudrate 115200 pada Raspberry-Pi 2 ... 68
Tabel 4.9 Tabel hasil perhitungan rata - rata throughput dan utilisasi bandwidth pada pengujian variasi baudrate ... 69
Tabel 4.10 Tabel hasil perhitungan rata - rata throughput dan utilisasi bandwidth pada pengujian variasi delay ... 70
(10)
1.1 Latar Belakang Masalah
Kesehatan adalah isu serius yang di hadapi dunia saat ini, masalah kesehatan semakin hari semakin berkembang seiring perubahan jaman, salah satunya adalah kesehatan Jantung. Jantung adalah organ tubuh manusia yang sangat penting dan berguna untuk memompa darah yang beredar ditubuh manusia. Tanpa jantung, darah di tubuh manusia tidak akan dapat mengalir. Pola hidup yang tidak sehat seperti makanan yang berkolesterol tinggi atau berlemak tinggi serta kurangnya olahraga dapat memicu penyakit jantung. (Daso, 2015)
Penyakit jantung dapat dialami oleh siapa saja dan terkadang tidak dapat di deteksi. Untuk mencegah terjadinya penyakit jantung sebaiknya melakukan pemeriksaan yang dilakukan oleh dokter ahli. Proses pemeriksaan yang dilakukan oleh dokter ahli disebut auskultasi (Puspasari, 2013). Auskultasi adalah pemeriksaan kinerja organ tubuh seperti jantung dengan cara mendengarkan suara yang di akibatkan oleh vibrasi yang berasal dari proses kerja jantung. Pada penelitian sebelumnya “transmisi nirkabel sinyal auskultasi suara jantung dengan menggunakan wireless zigbee network” pada perancangan ini dibuat agar dokter dapat mengetahui kondisi jantung dari pasien tanpa melakukan pemeriksaan fisik secara langsung dari 2 node secara bersamaan dengan tepat dan tidak tertukar, tetapi pada penelitian ini mempunyai kelemahan yaitu masih menggunakan PC yang berukuran besar sebagai pemprosesan datanya sehingga mengakibatkan
(11)
daerah yang terjangkau saja dan data yang dikirimkan masih terdapat kemungkinan untuk hilang. (Sari. 2015)
Masalah utama yang terjadi saat ini adalah kebanyakan yang terjadi pemeriksaan pasien secara langsung atau bersentuhan dengan pasien secara langsung dan untuk pasien yang berada daerah terpencil akan susah untuk dilakukannya pemeriksaan kondisi jantung. Maka dari itu agar pasien dapat diperiksa oleh dokter meskipun berbeda tempat dan tidak satu lingkungan dengan pasien atau dokter.
Dari permasalahan diatas maka dibuatlah rancang bangun sistem monitoring suara jantung berbasis web dengan menggunakan raspberry pi 2 sebagai server. Perancangan ini dibuat agar dokter dapat mengetahui kondisi jantung dari pasien tanpa bertemu dengan pasien secara langsung dan dokter dapat memeriksa keadaan jantung pasien meskipun berbeda tempat atau daerah yang terpencil serta dapat diakses dimanapun dengan menggunakan web browser yang ada pada komputer maupun smartphone yang menjadikan penelitian ini memiliki mobilitas tinggi, serta alat yang digunakan pada perancangan ini adalah Raspberry Pi 2 yang mempunyai fungsi layaknya PC yang berukuran mini atau kecil dan sebagai tempat untuk webserver untuk ditampilkan pada user dalam bentuk grafik yang datanya didapatkan dari alat sensor suara detak jantung.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun permasalahan yang akan dihadapi dalam pengerjaan tugas akhir ini diantaranya adalah :
1. Bagaimana membangun sistem monitoring suara jantung berbasis web memanfaatkan Raspberry Pi 2 sebagai server.
(12)
2. Bagaimana menampilkan data yang berasal dari sensor Phonocardiogram (PCG) menjadi data yang dapat digunakan sebagai bahan analisis.
1.3 Batasan Masalah
Dalam perancangan dan pembuatan alat ini, terdapat beberapa batasan masalah, antara lain :
1. Percobaan dilakukan hanya menggunakan sensor Phonocardiogram (PCG) sebagai sensor suara jantung.
2. Media pengambilan data sensor menggunakan arduino.
3. Sensor Phonocardiogram yang digunakan adalah milik Seeedstudio Heart Sound Sensor.
4. Media pemprosesan dan penampilan data dari sensor menggunakan Raspberry Pi 2.
5. Memvisualisasikan data sensor menggunakan webserver pada Raspberry Pi 2.
6. Hanya menggunakan 1 sumber data.
7. Menggunakan kondisi suara suara detak jantung manusia normal. 1.4 Tujuan
Berdasarkan rumusan masalah yang diuraikan diatas, maka tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Membangun sistem monitoring suara jantung berbasis web memanfaatkan Raspberry Pi 2 sebagai server.
2. Menampilkan data yang berasal dari sensor Phonocardiogram (PCG) menjadi data yang dapat digunakan sebagai bahan analisis.
(13)
1.5 Sistematika Penulisan
Pembahasan Tugas Akhir ini secara Garis besar tersusun dari 5 (lima) bab, yaitu diuraikan sebagai berikut:
1. BAB I PENDAHULUAN
Pada Bab ini akan dibahas mengenai latar belakang masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, dan sistematika penulisan.
2. BAB II LANDASAN TEORI
Pada Bab ini akan dibahas teori penunjang dari permasalahan, yaitu mengenai Sinyal suara jantung (PCG), Wavelet, Raspberry Pi, Node.js, Webserver, Arduino, Arduino Uno, Software Arduino IDE, Bahasa Pemprograman Arduino, dan Parameter QoS.
3. BAB III METODE PENELITIAN DAN PERANCANGAN SISTEM
Pada Bab ini akan dibahas tentang blok diagram penelitian, Prosedur Penelitian dalam pengamatan penelitian, serta perancangan perangkat keras yang meliputi perancangan sensor jantung, perancangan rangkaian arduino ke Raspberry Pi 2 dan perancangan rangkaian Arduino ke PC pembanding, dalam perancangan perangkat lunak meliputi pembuatan algoritma beserta skrip pembacaan sinyal jantung dan pengiriman data. Serta konfigurasi untuk pembuatan skrip dalam penerimaan data pada Raspberry Pi 2 maupun pada pc pembanding, flowchart software website untuk menampilkan data yang diterima secara live dan offline dari Arduino, serta cara pengambilan data sinyal suara detak jantung, dan cara bagaimana menentukan hasil parameter uji.
(14)
4. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada Bab ini akan dibahas mengenai hasil yang diperoleh dari proses pengiriman yang dilakukan dari Arduino ke Raspberry Pi 2 dan PC pembanding. Cara analisa throughput dari selama proses transmisi sinyal suara detak jantung berlangsung.
5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan yang didapat dari hasil penelitian berdasarkan rumusan masalah serta saran untuk perkembangan penelitian selanjutnya.
(15)
2.1 Sinyal Suara Jantung (PCG)
Jantung adalah organ tubuh yang berfungsi untuk memompa darah dan terdiri dari bagian atas yang disebut serambi (atrium) dan bagian bawah yang disebut dengan bilik (ventricle). Otot-otot jantung memompa darah dari satu ruangan ke ruangan lainnya. Setiap kali terjadi proses pemompaan, katup jantung membuka sehingga darah dapat mengalir ke ruangan yang dituju. (Setiaji, 2011). Pada detak jantung dihasilkan dua suara yang berbeda yang dapat didengarkan pada stetoskop, yang sering dinyatakan dengan lub-dub. Suara lub disebabkan oleh penutupan katup triscupid dan mitral (atrioventrikular) yang memungkinkan aliran darah dari atrium (serambi jantung) ke ventricle (bilik jantung) dan mencegah aliran balik dan dapat disebut dengan suara jantung pertama (S1) yang terjadi pada awal systole (periode jantung berkontraksi). Suara dub disebut suara jantung kedua (S2) yang terjadi pada akhir systole atau awal diastole dan disebabkan oleh penutupan katup semilunar (aortic dan pulmonary) yang membebaskan darah ke sistem sirkulasi paru-paru dan seluruh tubuh (Rizal, 2007). Sinyal suara jantung merupakan sinyal gelombang suara yang lemah, dan biasanya sinyal ini berada di range antara 10 Hz hingga 250 Hertz (Adinarayana, 2014).
(16)
Gambar 2.1 Bunyi Jantung Normal. (Setiaji, 2011)
Gambar 2.2 Anatomi Jantung. (Anonim, 2015).
2.2 Wavelet
Wavelet adalah sebuah gelombang kecil, yang energinya terkonsentrasi dalam waktu untuk menyediakan alat bantu analisis non-stationer atau perubahan waktu. Karakteristik wave bergerak masih tetap dimiliki, namun juga dapat mensimulasikan analisis waktu-frekuensi dengan dasar matematika yang
(17)
bergerak dengan amplitudo sama pada -∞ ≤ t ≤ ∞ sehingga memiliki energi yang tak berhingga, dengan Wavelet yang memiliki energi berhingga terkonsentrasi pada suatu titik. (Burrus, Gopinath, Guo, 1998)
Gambar 2.3 Bentuk Sebuah Wave dan Wavelet. (Burrus, Gopinath, Guo, 1998)
2.3 Raspberry Pi 2
Raspberry Pi adalah komputer berukuran kartu kredit yang dikembangkan di Inggris oleh Yayasan Raspberry Pi dengan tujuan untuk mempromosikan pengajaran ilmu pengetahuan dasar komputer di sekolah. Raspberry Pi diproduksi melalui lisensi manufaktur yang berkaitan dengan elemen 14/Premier Farnell dan RS komponen. Perusahaan ini menjual Raspberry Pi secara online.
(18)
Raspberry Pi 2 memiliki sistem Broadcom BCM2836 chip (SoC) yang sebelumnya Broadcom BCM2835 chip (SoC), yang lebih cepat hingga 6x lipat dengan menggunakan Quad-Core ARM Cortex-A7 900MHz dari generasi sebelumnya yang menggunakan ARM1176JZF-S 700 MHz single processor (firmware termasuk sejumlah mode "Turbo" sehingga pengguna dapat mencoba overclocking, hingga 1 GHz, tanpa mempengaruhi garansi), VideoCore IV GPU,
dan awalnya dengan 512 Megabyte RAM, kemudian menjadi 1024 MB. Termasuk built-in hard disk atau solid-state drive, akan tetapi
menggunakan SD Card untuk booting dan penyimpanan jangka panjang.
Yayasan ini memberikan Debian dan Arch Linux ARM untuk di-download. Juga mendukung Python sebagai bahasa pemrograman utama, dengan dukungan untuk BBC BASIC,(melalui gambar RISC OS atau clone "Brendybasic" untuk Linux), C, dan Perl.
Pada 17 Desember 2012 Yayasan Raspberry Pi, bekerjasama dengan IndieCity dan Velocix, membuka "Store Pi", sebagai "one-stop shop untuk semua kebutuhan Raspberry Pi (perangkat lunak)". Dengan menggunakan aplikasi termasuk dalam Raspbian, pengguna dapat menelusuri beberapa kategori dan men-download apa yang mereka inginkan.
2.3.1 Node.js
Javascript merupakan bahasa pemrograman yang lengkap hanya saja selama ini di pakai sebagai bahasa untuk pengembangan aplikasi web yang berjalan pada sisi client atau browser saja. Tetapi sejak ditemukannya Node.js oleh Ryan Dhal pada tahun 2009, Javascript bisa digunakan sebagai bahasa pemrograman di sisi
(19)
menyediakan platform untuk membuat aplikasi Javascript dapat dijalankan di sisi server. Untuk mengeksekusi Javascript sebagai bahasa server diperlukan engine yang cepat dan mempunyai performansi yang bagus. Engine Javascript dari Google bernama V8 yang dipakai oleh Node.js yang merupakan engine yang sama yang dipakai di browser Google Chrome. (idjs.github.io, 2016)
2.3.2 Web server
Fungsi utama Web server adalah untuk melakukan atau akan mentransfer berkas permintaan pengguna melalui protokol komunikasi yang telah ditentukan sedemikian rupa. halaman web yang diminta terdiri dari berkas teks, video, gambar, file dan banyak lagi. pemanfaatan web server berfungsi untuk mentransfer seluruh aspek pemberkasan dalam sebuah halaman web termasuk yang di dalam berupa teks, video, gambar dan banyak lagi.
Salah satu contoh dari Web Server adalah Apache. Apache (Apache Web Server – The HTTP Web Server) merupakan web server yang paling banyak dipergunakan di Internet. Program ini pertama kali didesain untuk sistem operasi lingkungan UNIX. Apache mempunyai program pendukung yang cukup banyak. Hal ini memberikan layanan yang cukup lengkap bagi penggunanya. (idcloudhost.com, 2015)
2.4 Arduino
Arduino adalah prototipe platform elektroonik opensource yang terdiri mikrokontroler, bahasa pemrograman, dan IDE. Arduino adalah alat untuk membuat aplikasi interaktif, yang dirancang untuk mempermudah proyek bagi
(20)
pemula, tapi masih fleksibel bagi para ahli untuk mengembangkan proyek – proyek yang kompleks. (Banzi, 2009)
2.4.1 Arduino Uno
Arduino Uno merupakan board mikrokontroller open source yang menggunakan ATmega328 sebagai mikrokontrolernya. Arduino Uno memiliki 14 pin input / output, 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 6 analog input, crystal oscillator 6 Mhz, koneksi USB, jack power, kepala ICSP, dan tombol reset.
Gambar 2.5 Board Arduino Uno (Arduino.cc, 2015)
Secara umum Arduino terdiri dari dua bagian, yaitu:
1. Hardware: papan input/output (I/O) mempunyai 2 sifat pin yaitu pin digital dan pin analog, dapat digunakan sebagai pin digital. Digital berarti sinyal yang dikirimkan atau diterima bernilai 1 atau 0, on atau off, HIGH atau LOW, ada atau tidak ada sinyal. Berbeda dengan sinyal analog yang nilainya bersifat
(21)
2. Software: software Arduino meliputi IDE untuk menulis program, driver untuk koneksi dengan komputer, contoh program dan library untuk pengembangan program. (Djuandi, 2011)
Berikut adalah tabel spesifikasi dari Arduino Uno
Tabel 2.1 Spesifikasi Arduino Uno
A. Daya (Power)
Arduino mega dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Eksternal ( non - USB ) daya dapat berasal baik dari adaptor AC - DC atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan menancapkan plug 2.1mm pusat - positif ke colokan listrik board. Baterai dapat dimasukkan dalam Gnd dan Vin pin header dari konektor daya.
Board dapat beroperasi pada pasokan eksternal 6 sampai 20 volt. Jika tegangan dengan kurang dari 7V , tegangan pada board kemungkinan akan tidak
Mikrokontroler ATMega 328P Tegangan Operasi 5V
Input tegangan(rekomendasi) 7 – 12V
Input tegangan (Maksimal) 6 – 20V
Digital I/O Pin 14 (6 pin PWM)
Pin input Analog 6 DC current per I/O Pin 20mA Pin DC Current untuk 3.3V 50mA
Memori flash 32Kb, 0.5Kb digunakan untuk bootloader
SRAM 2Kb
EEPROM 1Kb
(22)
stabil. Jika menggunakan lebih dari 12V , regulator tegangan bisa panas dan merusak board. Kisaran yang disarankan adalah 7 sampai 12 volt .
Pin listrik adalah sebagai berikut :
VIN : Tegangan input ke board Arduino ketika itu menggunakan sumber daya eksternal ( sebagai lawan 5 volt dari koneksi USB atau sumber daya diatur lain ). Kita dapat memasok tegangan melalui pin ini.
5V : Pin output 5V diatur dari regulator di board. Board dapat diaktifkan dengan daya baik dari colokan listrik DC (7 - 12V) , konektor USB (5V) , atau pin VIN dari board (7-12V). Jika tegangan diberikan melalui 5V atau 3.3V melewati regulator , dan dapat merusak board, maka tidak disrankan.
3V3 :
Sebuah
pasokan 3,3 volt dihasilkan oleh regulator on-board yang dapat menarik arus maksimum 50 mA.GND : Pin tanah.
IOREF : Pin pada board Arduino memberikan tegangan referensi saat mikrokontroler sedang beroperasi. Sebuah shield dikonfigurasi dengan benar agar dapat membaca pin tegangan IOREF dan memilih sumber daya yang tepat atau mengaktifkan penerjemah tegangan pada output untuk bekerja dengan 5V atau 3.3V. (Arduino.cc)
(23)
B. Memori
Atmega328 memiliki 32 KB dari flash memory untuk menyimpan kode (0.5 KB digunakan untuk bootloader) , 2 KB SRAM dan 1 KB EEPROM ( yang dapat dibaca dan ditulis dengan library EEPROM ).(Arduino.cc)
C. Input dan Output
Masing-masing dari 14 digital pin pada Uno dapat digunakan sebagai input atau output, dengan menggunakan fungsi dari pinMode( ), digitalWrite( ), dan digitalRead( ). Mereka beroperasi pada tegangan 5V. Setiap pin dapat memberikan atau menerima maksimum 20 mA dan memiliki resistor pull-up internal yang (terputus secara default) dari 20-50 KOhms. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus :
Serial : 0(RX) dan 1(TX). Yang digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) TTL data serial. Pin 0 dan 1 juga terhubung ke pin yang sesuai dari Atmega8U2 USB - to- TTL chip Serial.
Eksternal Interupsi: 2 (interrupt 0) , 3 (interrupt 1). Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interrupt pada nilai yang rendah, naik atau jatuh tepi, atau perubahan nilai. Lihat AttachInterrupt( ) fungsi untuk rincian .
PWM: 3, 5, 6, 7, 10 dan 11. Menyediakan 8 - bit PWM output dengan analogWrite ( ) function.
SPI : 12(MISO), 11(MOSI), 13(SCK), 10(SS). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan library SPI.
(24)
LED : 13. Ada built -in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin dengan nilai TINGGI , LED menyala , ketika pin yang dipakai RENDAH , lampu akan mati.
TWI : A4(SDA) dan A5(SCL). Dukungan komunikasi TWI menggunakan library Wire.
Arduino Uno memiliki 6 input analog , yang masing-masing menyediakan 10 bit resolusi (yaitu 1024 nilai yang berbeda ). Secara default mereka mengukur dari ground sampai 5 volt , meskipun mungkin untuk mengubah jangkauan menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference ( ). (Arduino.cc)
2.4.2 Software Arduino IDE
Arduino IDE adalah software yang ditulis menggunakan java dan berdasarkan pengolahan seperti, avr-gcc, dan perangkat lunak open source lainnya (Djuandi, 2011). Arduino IDE terdiri dari:
1. Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa processing.
2. Verify / Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa processing) menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami bahasa processing, yang dipahami oleh mikrokontroler adalah kode biner.
3. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memori mikrokontroler di dalam papan Arduino.
(25)
Gambar 2.6 Tampilan Software Arduino IDE (Arduino, 2011)
Pada Gambar 2.6 terdapat menu bar, kemudian toolbar dibawahnya, dan sebuah area putih untuk editing sketch, area hitam dapat kita sebut sebagai progress area, dan paling bawah dapat kita sebut sebagai “status bar”.
2.4.3 Bahasa Pemprograman Arduino
Arduino ini bisa dijalankan di komputer dengan berbagai macam platform karena didukung atau berbasis Java. Source program yang dibuat untuk aplikasi mikrokontroler adalah bahasa C/C++ dan dapat digabungkan dengan assembly. (Arduino.cc)
1. Struktur
Setiap program Arduino (biasa disebut sketch) mempunyai dua buah fungsi yang harus ada (Arduino.cc), antara lain:
a) void setup( ) { }
Semua kode didalam kurung kurawal akan dijalankan hanya satu kali ketika program Arduino dijalankan untuk pertama kalinya.
(26)
b) void loop( ) { }
Fungsi ini akan dijalankan setelah setup (fungsi void setup) selesai. Setelah dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan lagi, dan lagi secara terus menerus sampai catu daya (power) dilepaskan.
2. Serial
Serial digunakan untuk komunikasi antara Arduino board, komputer atau perangkat lainnya. Arduino board memiliki minimal satu port serial yang berkomunikasi melalui pin 0 (RX) dan 1 (TX) serta dengan komputer melalui USB. Jika menggunakan fungsi – fungsi ini, pin 0 dan 1 tidak dapat digunakan untuk input digital atau output digital (Arduino.cc). Terdapat beberapa fungsi serial pada Arduino, antara lain:
a. Syntax
Adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format penulisan. (Arduino.cc)
b. Variabel
Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas. Variabel inilah yang digunakan untuk memindahkannya. (Arduino.cc).
2.5 Parameter QoS
Performansi mengacu ke tingkat kecepatan dan keandalan penyampaian berbagai jenis beban data di dalam suatu komunikasi. Performansi merupakan kumpulan dari beberapa parameter besaran teknis, yaitu :
(27)
Throughput, yaitu kecepatan (rate) transfer data efektif, yang diukur dalam bps. Troughput merupakan jumlah total kedatangan paket yang sukses yang diamati pada destination selama interval waktu tertentu dibagi oleh durasi interval waktu tersebut.
ℎ �ℎ = � � � � �� � � � � � � � �
Packet Loss, merupakan suatu parameter yang menggambarkan suatu
kondisi yang menunjukkan jumlah total paket yang hilang, dapat terjadi karena collision dan congestion pada jaringan dan hal ini berpengaruh pada semua aplikasi karena retransmisi akan mengurangi efisiensi jaringan secara keseluruhan meskipun jumlah bandwidth cukup tersedia untuk aplikasi-aplikasi tersebut. Umumnya perangkat jaringan memiliki buffer untuk menampung data yang diterima. Jika terjadi kongesti yang cukup lama, buffer akan penuh, dan data baru tidak akan diterima.
Tabel 2.2 Packet Loss
KATEGORI DEGREDASI PACKET LOSS
Sangat bagus 0
Bagus 3 %
Sedang 15 %
Jelek 25 %
Delay transmisi (latency), adalah waktu yang dibutuhkan data untuk menempuh jarak dari asal ke tujuan. Delay dapat dipengaruhi oleh jarak, media fisik, kongesti atau juga waktu proses yang lama.
(28)
3.1 Metode Penelitian
Gambar 3.1 Diagram Blok Rancangan Penelitian.
Metode penelitian yang digunakan dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah rancang bangun yang merupakan rancang bangun hardware berupa perangkat raspberry pi 2 untuk memproses atau mengolah data yang diperoleh dari sensor suara detak jantung yang terhubung dengan arduino uno. Pada rancang bangun software berupa membuat sebuah program yang bisa menampilkan hasil data berupa grafik yang didapatkan dari sensor suara detak jantung melalui arduino uno dengan menggunakan pengiriman serial usb ke raspberry pi 2, serta dapat
(29)
mengumpulkan data dan informasi-informasi serta materi yang sesuai dengan permasalahan yang terjadi. Studi kepustakaan dilakukan untuk mencari teori atau informasi dari buku, materi perkuliahan serta literatur dari internet, jurnal, dan artikel-artikel yang berkaitan dengan penelitian.
Pada penelitian sebelumnya “transmisi nirkabel sinyal auskultasi suara
jantung dengan menggunakan wireless zigbee network” yang mempunyai kelemahan yaitu dengan data yang didapatkan kurang akurat serta tidak fleksibel dalam penggunaanya. Pada penelitian ini menggunakan data real yang secara langsung didapatkan saat menggunakan sensor phonocardiogram (PCG) dari Arduino. Berdasarkan blok diagram pada Gambar 3.1, serta telah dijelaskan bahwa suara jantung yang diterima sensor phonocardiogram (PCG) pada Arduino, lalu data dikirimkan ke Raspberry Pi 2 dengan pengiriman serial melalui serial USB yang terhubung. Setelah nilai data sinyal suara jantung diperoleh, maka dilanjutkan proses ke variable penampil dalam bentuk grafik yang ada ada website, yang mana data tersebut akan di proses secara berurutan untuk menjadi bentuk sinyal suara jantung.
Penjelasan blok diagram pada rancangan penelitian yang menjelaskan tentang bagian sensor node dan permprosesan data.
1. Pada Sensor Node terdapat 2 alat yaitu heart sound sensor dan arduino uno. Heart sound sensor berfungsi untuk mengambil sinyal suara detak jantung pada pasien lalu di proses perubahan analog menjadi digital pada arduino uno, lalu pada arduino uno data yang didapatkan langsung dikirimkan ke Raspberry pi 2 dan PC pembanding untuk dilakukannya pengolahan data yang didapat.
(30)
2. Pada bagian pemprosesan data yang hanya ada raspberry pi 2 yang mempunya fungsi sebagai pembacaan data, yang berguna untuk membaca data yang didapatkan melalui arduino dengan menggunakan pengiriman serial.
3. Lalu terdapat juga fungsi webserver, fungsi ini sendiri untuk sebagai pengolah data yang didapatkan dari arduino. Pengolahan Data Sinyal yang dimaksudkan disini adalah untuk menampilkan data tersebut dalam bentuk grafik yang dapat di baca dan dipahami oleh user yang menjelaskan tentang menampilkan data sinyal dalam bentuk grafik.
4. Lalu Penyimpanan ke file yang dimaksudkan disini adalah data yang diterima oleh raspberry pi 2 dari arduino akan langsung disimpan dalam bentuk teks file untuk dapat di proses dalam bentuk grafik nantinya.
5. Melakukan pengujian dengan parameter uji throughput dan utilisasi bandwith karena dipengaruhi oleh baudrate.
3.2 Prosedur Penelitian
Prosedur ini menjelaskan tentang langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian seperti pada Gambar 3.2
(31)
START
Apakah ada mendeteksi Suara Jantung pada Sensor ?
Tidak
Mengirim Data yang didapat dari sensor ke
Raspberry Pi 2
Data Ditampilkan pada Grafik yang ada di Web Ya
STOP Data Disimpan kedalam text file
(serial.txt)
Membandingkan hasil dari Raspberry Pi 2 dan PC
Pembanding
Analisa Raspberry Pi 2 menerima
data dari Arduino UNO melalui komunikasi Serial
A
A
Gambar 3.2 Flowchart Proses Penelitian Monitoring Sinyal Suara Jantung.
1. Proses dimulai dengan pengambilan data sinyal suara jantung pada subjek dengan menggunakan sensor phonocardiogram (PCG), lalu selanjutnya data akan dikirimkan ke Raspberry Pi 2 untuk diproses hasilnya.
2. Pada pengirimannya ke Raspberry Pi 2 menggunakan serial dengan baudrate yang sudah ditentukan, lalu data yang masuk pada Raspberry Pi 2 akan menghasilkan file text serial.txt untuk dilakukan penampilan berupa grafik pada website.
3. Setelah melakukan pengamatan selama 2 menit (120 detik) maka dilakukan perbandingan data yang diperoleh dari Raspberry Pi 2 dengan perbandingan data yang didapat oleh PC pembanding.
4. Hasil antara Raspberry Pi 2 dengan PC pembanding di perlihatkan untuk dibandingkan apakah terjadi perbedaan data yang diperoleh saat melakukan
(32)
pengambilan data dengan subjek atau kehilangan data saat proses transmisi atau pengiriman ke perangkat pemproses.
3.3 Perancangan Perangkat Keras
Gambar 3.3 Gambar Perancangan
3.3.1 Perancangan Sensor Jantung
Untuk dapat mendektsi detak jantung pasien secara elektrik, maka dibutuhkan sensor. Sensor yang digunakan pada rancang bangun monitoring suara jantung berbasis web dengan menggunakan raspberry-pi 2 sebagai server ini adalah Heart Sound Sensor. Sensor ini telah dilengkapi dengan pengkondisi sinyal dan fiter yang bertugas meredam dan mengolah sinyal jantung dan mengkonversinya dalam bentuk tegangan. Dengan demikian keluaran sensor Heart Sound Sensor dapat langsung dibaca melalui ADC Internal pada Arduino Uno. Adapun perncangan rangkaian heart sound sensor ditunjukkan pada Gambar 3.4
(33)
Gambar 3.4 Hubungan rangkaian heart sound sensor dan Arduino.
3.3.2 Perancangan Rangkaian Arduino ke Raspberry Pi 2
Agar Data yang di dapat dari sensor dapat ditampilkan pada Web maka Arduino terkoneksi dengan Raspberry Pi 2 dan berkomunikasi secara serial. Untuk itu pada perancangan ini menggunakan kabel USB yang difungsikan sebagai menghubungkan Arduino dengan Raspberry Pi 2 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.5
(34)
Sementara itu untuk pemprosesan data serial yang didapat dari Arduino pada Raspberry pi 2 meggunakan pengiriman serial melalui kabel USB yang terhubung. Kemudian diolah menggunakan Aplikasi NODE-RED yang ada Pada Raspbeery Pi 2, konfigurasi yang digunakan ditujukan seperti pada Gambar 3.6, pada Gambar tersebut data diperoleh oleh Raspberry Pi 2 akan langsung disimpan kedalam file serial.txt serta selama mendapatkan data dari USB serial dari Arduino ke Raspberry Pi 2 akan terus menulis secara berulang.
Gambar 3.6 Desain Program Penerimaan Data dari Arduino pada Raspberry Pi 2 menggunakan NODE-RED
3.3.3 Perancangan Rangkaian Arduino ke PC Pembanding
Untuk dapat mendeteksi adanya perbedaan data yang diterima pada Arduino ke Raspberry Pi 2 maka dibutuhkan PC Pembanding untuk mengetahui apakah terdapat data yang hilang atau tidak terkirim pada Raspberry Pi 2 maka dibutuhkan PC Pembanding ini yang seperti ditunjukkan pada Gambar 3.7
(35)
Gambar 3.7 Hubungan Rangkaian Arduino dengan PC Pembanding Menggunakan USB TTL.
3.3.4 Arduino UNO
Pada Gambar 3.4 terdapat Arduino Uno yang memiliki fungsi sebagai membaca sensor yang menggunakan sinyal analog, dan dikirimkan datanya ke Raspberry Pi 2 dengan cara dikirimkan melalui koneksi serial, untuk membaca nilai sensor sinyal analog digunakan fungsi ReadAnalog didalam modul Arduino.
Pada modul Arduino data yang ditransmisikan ke Raspberry Pi 2 dengan mengirimkan waktu dalam satuan milidetik dan nilai data yang didapatkan dari sensor suara jantung, serta format pengiriman data : (waktu),(data)
3.3.5 Heart Sound Sensor
Untuk mengambil suara jantung dibutuhkan maka sensor suara jantung yang sesuai, penulis menggunakan heart sound sensor dari seeed studio untuk pengambilan data sensor suara jantung pada pasien.
(36)
Gambar 3.8 Heart sound sensor dari Seeed Studio.
Pada perangkat heart sound sensor sudah terintegrasi komponen suara mikro yang dibuat dari material polymer, serta dapat menghasilkan keluaran sinyal audio impedansi rendah. Dengan menggunakan design modular, serta PCB yang bersifat plug-way closed. Maka perangkat ini dapat digunakan secara luas dan berbagai pengamatan, contohnya seperti pengamatan sinyal suara jantung, pengamatan sinyal suara janin, serta dapat dilakukan pengamatan lainnya yang bersifat pengamatan suara.
Tabel 3.1 Spesifikasi Heart Sound Sensor
Input tegangan
3
–
5V DC
Konsumsi tegangan
5mA
Jarak frekuensi
1
–
600 Hz
Kesensitif-an
> 4mV/Pa
(37)
3.4 Perancangan Perangkat Lunak
Dari perancangan sistem diatas, selain perancangan hardware juga dibutuhkan perncangan perangkat lunak untuk menjalankan perancangan hardware yang telah dibuat. Perangkat lunak ini terdiri dari beberapa algoritma perancangan dari sistem yang ditangani oleh software.
3.4.1 Algoritma Pembacaan Sinyal Jantung dan Pengiriman Data
Start
Stop
Input Suara
Detak Jantung
Merubahan Sinyal Analog
menjadi Sinyal Digital
dalam 10 bit Data
Hasil Sinyal Suara
Jantung
Gambar 3.9 Flowchart pembacaan pada heart sound sensor
Seperti yang sudah dijelaskan pada Gambar 3.9, pada hasil keluaran dari sensor suara jantung berupa sinyal analog. Maka pada Arduino Uno dilakukan pembacaan menggunakan salah satu fungsi, fungsi tersebut adalah analogRead. Pada pemprograman Arduino Uno, user diberi kemudahan dengan beberapa fungsi yang sudah dimilikinya. Sinyal Analog pada sensor diubah menjadi data
(38)
digital dengan resolusi 10 bit. Hal ini ditujukan agar sinyal analog yang dibaca lebih presisi saat dikonversi ke digital.
Selanjutnya data yang diperoleh akan ditransmisikan beserta waktunya dalam satuan milidetik ke PC Pembanding dan Raspberry Pi 2 secara bersamaan, dan proses pengiriman data akan langsung dikirimkan.
Start
Stop #include <SoftwareSerial.h>
#define rxPin 0 #define txPin 1 SoftwareSerial mySerial(rxPin, txPin);
sensorValue = 0; Waktu = 0;
Konfigurasi Serial = Percobaan 1 : 115200
Percobaan 2 : 57600 Percobaan 3 : 38400 Percobaan 4 : 19200
Mikrokontroller Aktif
sensorValue = analogRead(A0);
//Raspberry Pi 2 Serial.print(waktu); Serial.print(","); Serial.println(sensorValue); A A //PC Pembanding mySerial.print(waktu); mySerial.print(","); mySerial.println(sensorValue); delay(2);
Gambar 3.10 Flowchart Pembacaan Data dan Pengiriman Data Auskultasi Jantung
Pengiriman data dilakukan sesuai dengan protokol yang sudah ditetapkan, sehingga dapat disimpulkan bahwa pengiriman data berupa string atau karakter. Pengiriman data akan dikirimkan melalui kabel USB dan USB TTL yang terhubung ke Arduino melalui USB dan pin rx tx.
(39)
Pengiriman dilakukan dengan delay 2ms sesuai dengan ketetapan yang ada, yaitu pengiriman dilakukan minimal dengan 2 kali frekuensi sampling jantung normal ( Teori Sampling ). (Lynn, 1994)
� = �� − ��
� = �
= � ��
= ��
� � �� = = , ≈
Pada tugas akhir ini, penulis menggunakan Arduino UNO sebagai microcontroller-nya. Sedangkan software yang digunakan untuk memprogram arduino tersebut adalah software Arduino IDE, dan algoritma yang ada pada diatas dibuatlah program dengan teori sampling diatas.
(40)
Berikut contoh pemprograman modul arduino uno pada sensor node yang diprogram pada Arduino IDE
a. Pembuatan variable
Dalam pembuatan variable, terdapat beberapa variable yang digunakan oleh penulis seperti algoritma diatas. Ini penulis menggunakan variable tipe string
yang bernama “sensorValue” untuk menampung data dari sensor suara detak
jantung. Dan juga menggunakan perintah “#include <SoftwareSerial.h>” untuk memanggil library SoftwareSerial yang digunakan untuk mengirimkan data ke PC Pembanding menggunakan RX TX yang ada pada pin 0 dan 1 dan menggunakan
perintah “#define rxPin 0”, “#define txPin 1”, dan “SoftwareSerial mySerial(rxPin, txPin);” untuk mendefinisikan letak pin rx tx serta membuat nama variable mySerial untuk pengiriman menggunakan rx tx. Dan membuat variable tipe string yang bernama “waktu” untuk menampung waktu yang diperoleh saat mendapatkan data. Pembuatan variable ini diletakkan diluar fungsi void agar variable ini dapat digunakan secara global. Berikut sebagai contoh :
#include <SoftwareSerial.h> #define rxPin 0
#define txPin 1
SoftwareSerial mySerial(rxPin, txPin); int sensorValue = 0;
unsigned long waktu;
b. Fungsi void setup
(41)
untuk pengiriman serial ke Raspberry Pi 2 dan PC pembanding. Berikut sebagai contoh :
void setup() {
//Mengaktifkan Pengiriman Serial Serial.begin(115200);
mySerial.begin(115200); }
c. Fungsi void loop
Dalam void loop perintah akan dibaca berulang kali selama mikrokontroler tersambung dengan tegangan. Dalam tugas akhir ini penulis mengisi perintah bagaimana data diolah dan dikirimkan, semua perintah di tulis pada void loop ini. Dan program ditulis sesuai dengan algoritma yang telah dibuat seperti pada Gambar 3.11. Berikut contohnya :
void loop(){
int sensorValue = analogRead(A0); waktu = millis();
Serial.print(waktu); Serial.print(",");
Serial.println(sensorValue); delay(2);
mySerial.print(waktu); mySerial.print(",");
mySerial.println(sensorValue); delay(2);
(42)
3.4.2 Algoritma Penerimaan Data pada Raspberry Pi 2 :
Start
Stop
Data Sinyal Suara Jantung
Simpan data ke text file
(serial.txt)
Ada Data Masuk dari Komunikasi Serial dengan
Arduino UNO
TRUE
FALSE
Gambar 3.12 Flowchart penerimaan data pada Raspberry Pi 2
Pada transmisi data sinyal suara jantung yang dikirimkan dari Arduino ke Raspberry Pi 2 secara serial, lalu akan langsung dikirim kedalam file teks yang sudah ditentukan, pada penulis kali ini menyimpannya kedalam file serial.txt untuk menyimpan data. Proses icon yang digunakan adalah proses serial input yang ada pada Gambar 3.13, Lalu untuk konfigurasi penerimaan data pada Raspberry Pi 2 seperti Gambar 3.14
(43)
Gambar 3.13 Icon pada Program NODE-RED untuk Penerimaan Data Serial
Gambar 3.14 Pengaturan Program NODE-RED untuk Penerimaan Data Serial
Pada konfigurasi Serial port diisi “/dev/ttyACM0” karena itu merupakan identitas arduino uno pada raspberry pi 2, dan juga tentukan baudrate, data bits, parity, stopbits untuk pengaturan penerimaan serial dari Arduino Uno. Konfigurasi serial port NODE-RED seperti Gambar 3.15
(44)
Pada proses icon yang digunakan untuk penyimpanan data dalam file adalah proses storage output file seperti pada Gambar 3.16 serta untuk konfigurasi pada file tersebut memberikan path file tersebut ingin disimpan beserta nama
filenya pada penulis disimpan pada “/var/www/html/serial.txt” yang mempunyai
arti file serial dengan format file txt / text file yang disimpan di “/var/www/html” seperti Gambar 3.17.
Gambar 3.16 Icon pada Program NODE-RED untuk Penulisan dalam File
Gambar 3.17 Pengaturan Program NODE-RED untuk penulisan file serial.txt
(45)
pengelompokkan data. Proses pemisahan data dilakukan pada Raspberry Pi 2, setelah itu dilakukan pengelompokan data sesuai dengan kategori asal data.
Pengelompokan data dapat dilihat dari nilai pertama merupakan waktu dari data nilai kedua yang merupakan nilai dari sensor. Ketika data sudah dipisahkan, selanjutnya baru dilakukan analisa data. Hal ini akan memudahkan penulis dalam melakukan analisa data yang telah terkumpul. Karena data sudah otomatis dalam satu file, dan data dapat disimpan untuk menghindari data yang tidak valid. Dan penulis tidak perlu memisahkan data secara manual. Flowchart pengolahan data live pada Raspberry Pi 2 dapat dilihat pada Gambar 3.18.
Start
Stop
data(serial.txt) A
A Data Baru dari
Arduino
perLine = data.split('\n'); zz = z + 10;
For i = z to zz
if (dps.length > dataLength)
LineBagi = perLine[i].split(',')
dps.push({ x: parseInt(LineBagi[0]), y: parseFloat((parseInt(LineBagi[1])/1024)*5) });
Buff
perLine.length > dataLength
i = z
Next i B
B
For a=0 to 10 TRUE TRUE FALSE updateChart(dataLength); setInterval(function(){updateChart()}, updateInterval); dps.shift(); Next a TRUE FALSE FALSE chart.render()
(46)
3.4.4 Algoritma Pengolahan Data secara Offline pada Raspberry Pi 2
Pada pengolahan data secara offline pada dasarnya sama saja, hanya saja yang berbeda dari pengolahan secara realtime adalah data terlebih dahulu disimpan kedalam sebuah file dengan nama yang sudah ditentukan oleh user sebelumnya, selanjutnya data akan ditampilkan ketika user memasukkan nama file tersebut maka program akan langsung mengambil data dari file tersebut. Dan grafik akan muncul sesuai dengan isi dari penerimaan data. Flowchart pengolahan data secara offline dapat dilihat pada Gambar 3.19.
Start
Stop Apakah data
tersedia?
perLine = data.split('\n');
For i = 0 to allLines.length
LineBagi = perLine[i].split(',')
dps.push({ x: parseInt(LineBagi[0]), y: parseFloat((parseInt(LineBagi[1])/1024)*5)
}); Input Nama File atau ID
yang sudah disimpan
sebelumnya Data valid ?
Next i TRUE FALSE TRUE FALSE Mengambil data berdasarkan nama file yang
diinputkan
chart.render()
A
A
Gambar 3.19 Flowchart pengolahan data offline pada Raspberry Pi 2
(47)
adalah analisa dari hasil pengiriman itu agar dapat diketahui baik sistem yang telah dibangun.
3.5.1 Peletakan Sensor Suara Detak Jantung pada Tubuh
Dalam transmisi data sinyal suara detak jantung, komponenn terpenting adalah data yang diambil dari auskultasi jantung. Maka yang pertama kali dilakukan adalah mengambil data auskultasi dengan meletakkan sensor pada posisi jantung pasien dengan tepat.
Posisi jantung manusia berada pada tulang iga manusia ke 6 di sebelah kiri dada manusia, atau 5 cm diatas ulu hati disebelah kiri.Peletakkan sensor ini sangat berpengaruh, karena apabila sensor tidak diletakkan pada bagian jantung dengan tepat maka data yang akan diterima berupa noise data. Posisi Mitral area dapat dilihat pada Gambar 3.20
(48)
3.5.2 Pengambilan data Sinyal Suara Detak Jantung
Proses pengambilan data dilakukan saat semua alat terpasang, dan proses pengiriman data berlangsung. Seperti yang dijelaskan sebelumnya, melalui grafik kita dapat melihat apakah data yang didapatkan dari sensor. Data akan tersimpan pada sebuah file yang bernama serial.txt. File inilah yang nantinya digunakan untuk menampilkan data secara live maupun offline dan nantinya digunakan untuk menganalisa seberapa baik sistem dapat mentransmisikan sinyal suara detak jantung dari Arduino ke Raspberry Pi 2 dan PC pembanding secara bersamaan dan streaming.
Grafik sinyal suara detak jantung akan langsung muncul pada grafik yang ada pada website dengan pilihan menu live data. Hal ini dikarenakan penerimaan data pada Raspberry Pi 2 langsung akan diolah dalam bentuk grafik . Contoh grafik sinyal suara detak jantung terlihat pada Gambar 3.21
Gambar 3.21 Hasil sinyal suara detak jantung
3.5.3 Analisa Transmisi Sinyal Suara Detak Jantung
(49)
data dibandingkan analisa data yang diperoleh dari Raspberry Pi 2 dengan data yang diperoleh dari PC pembanding.
Dari semua data yang dikirim terdapat ketidakcocokan atau tidak sesuai data saat diterima, tetapi bukan data loss karena data tersebut hanya datang terlambat.
Gambar 3.22 Perbandingan data untuk mengecek kesesuaian data yang diterima
(50)
Maka dari pencarian data delay transmisi dan data loss seperti pada Gambar 3.21 dan Gambar 3.22 maka tidak dapat dilakukan perhitungan karena data tidak valid tersebut bukan data loss maka dilakukan perhitungan seberapa besar throughput rata – rata dari setiap pengiriman data.
Throughput adalah besar kecepatan data terkirim secara real. Maka untuk menemukan throughput dilakukan dengan cara memasukkan jumlah data diterima selanjutnya dibagi dengan lama waktu pengamatan.
� = � �
Maksud dari rumus diatas adalah :
Jumlah data masuk : Keseluruhan jumlah data yang dikirimkan setiap pengiriman satu waktu.
Jumlah tiap packet data : Jumlah data yang dikirimkan dalam 1 buah paket data terdapat antara 6 karakter sampai 10 karakter.
Besar pengiriman data : sebuah karakter terbentuk dari 10 bit data, yaitu 8 bit untuk setiap karakter, dan 1 bit pembuka data, dan 1 bit penutup data.
(51)
Dalam bab ini penulis akan menguraikan dan menjelaskan beberapa hasil pengujian dari hasil penelitian tugas akhir ini. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian perangkat lunak dan kinerja keseluruhan sistem, serta analisa hasil transmisi data dari Arduino ke Raspberry Pi 2 dan Arduino ke PC pembanding. Perlengkapan yang digunakan dalam pengujian ini dapat dilihat dalam Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Tampilan peralatan yang digunakan untuk pengujian.
4.1 Pengujian Raspberry Pi 2
Pengujian Raspberry Pi 2 dilakukan dengan menggunakan operating system RASPBIAN yang berbasis Linux Debian. Program Win32DiskImager
(52)
merupakan freeware yang digunakan untuk menginstall oprating system Raspberry Pi 2 pada kartu memori micro SD Raspberry Pi 2.
4.1.1 Tujuan
Pengujian ini dilakukan untuk membuat Raspberry Pi 2 dapat digunakan dan berfungsi dengan baik, serta dapat menampilkan grafik dari sensor suara detak jantung menggunakan software yang sudah tersedia dari operating system yang digunakan.
4.1.2 Alat yang digunakan
Untuk melakukan percobaan ini maka diperlukan beberapa alat sebagai berikut.
a. Power Adapter b. Micro SD 16Gb c. Raspberry Pi 2 d. Komputer/ Laptop
e. Software Win32DiskImager
4.1.3 Prosedur Pengujian Prosedur pengujian :
a. Download terlebih dahulu image operating system Raspberry Pi 2 di https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
b. Lalu Download Win32DiskImager untuk masukkan file image kedalam micro SD. https://sourceforge.net/projects/win32diskimager/
(53)
d. Membuka software win32diskimager dan tekan icon folder dan pilih image raspbian lalu tekan “Open” pada kotak dialog“select a disk image”.
e. Pada Pilihan “Device” ,pilih drive letter dan nama sesuai dengan micro SD, lalu Tekan “Write” untuk menulis data pada driver tersebut, lalu akan keluar konfirmasi kotak dialog untuk memformat isi dari driver tersebut.
Gambar 4.2 Tampilan software Win32DiskImager
(54)
4.1.4 Hasil Pengujian
Pada Gambar 4.3 terdapat proses write hal ini menandakan bahwa Win32DiskImager sedamg melakukan penulisan data operating system kedalam micro SD. Dengan demikian maka Raspberry Pi 2 dapat digunakan dengan menggunakan micro sd yang sudah terdapat data operating system raspbian pada pengerjaan tugas akhir ini.
Gambar 4.4 Win32DiskImager selesai menulis pada micro SD
4.2 Pengujian Komunikasi Arduino Raspberry Pi 2 dan PC Pembanding Pengujian komunikasi Arduino ke Raspberry Pi 2 dilakukan dengan mengatur baudrate dikedua alat tersebut dan disesuaikan dengan yang telah dijelaskan pada BAB III. Komunikasi yang baik ketika Arduino dapat menerima nilai sensor serta waktunya dan dapat mengirimkan data tersebut ke Raspberry Pi 2 dan PC Pembanding.
(55)
4.2.1 Tujuan
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah Arduino dan Raspberry Pi 2 serta ke PC Pembanding yang digunakan dapat berkomunikasi dengan baik.
4.2.2 Alat yang digunakan
Alat yang digunakan untuk melakukan pengujian antara lain : a. Raspberry Pi 2
b. Arduino UNO c. Kabel USB d. USB TTL
e. Komputer/ Laptop
f. Software Arduino IDE
g. Software RS232 Data Logger
4.2.3 Prosedur Pengujian
Baudrate Pada Arduino, Raspberry Pi 2 dan PC Pembanding di samakan nilainya yaitu dengan nilai yang digunakan, contohnya 115.200. Pada Raspberry Pi 2 juga dilakukan pengecekan terhadap alat tersebut apakah sudah terkoneksi atau belum pada Raspberry Pi 2 dengan mengetikkan perintah pada terminal “ ls /dev/tty* ” dan lihat apakah terdapat nama “ttyACM0” yang bertandakan bahwa Arduino sudah terkoneksi, seperti pada Gambar 4.5.
(56)
Gambar 4.5 Tampilan Arduino terkoneksi pada terminal di Raspberry Pi 2
Pada PC Pembanding dengan menggunakan operating system windows maka juga dilakukan instalasi driver USB TTL terlebih dahulu, dan memastikan bahwa port kondisi tersedia seperti pada Gambar 4.6 pada kotak berwarna merah, dan untuk memastikan baudrate yang digunakan sama pada koneksi Arduino terdapat pada kotak berwarna biru.
(57)
4.2.4 Hasil Pengujian
Gambar 4.7 Komunikasi serial pada Arduino dan Raspberry Pi 2
Pada Gambar 4.7 diatas, tulisan yang ada pada kotak berwarna merah merupakan Raspberry Pi 2 sedang menerima data dari Arduino dengan menggunakan Software NODE-RED yang sudah pre-installed pada Operating system RASPBIAN, dan terlihat bahwa Raspberry Pi 2 menerima data dari Arduino dengan baik. Serta pada Gambar 4.6 terlihat bahwa PC pembanding sudah dapat bisa menerima data dengan Arduino.
4.3 Pengujian Arduino
Pengujian Arduino dilakukan dengan memasukan skrip program sederhana pada Arduino menggunakan aplikasi Arduino IDE. Arduino yang baik dapat mengeksekusi program dengan baik.
(58)
4.3.1 Tujuan
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah Arduino yang digunakan tidak mengalami kerusakan. Sehingga saat Arduino digunakan pada sistem dapat membantu sistem berjalan dengan baik.
4.3.2 Alat yang digunakan
Alat yang digunakan untuk melakukan pengujian antara lain : a. Kabel USB
b. Arduino UNO c. Komputer/Laptop
d. Software Arduino IDE
4.3.3 Prosedur Pengujian
a. Menghubungkan Arduino dengan kabel USB
b. Menyalakan komputer kemudian hubungkan kabel USB dengan komputer. c. Membuka software Arduino IDE dan isi perintah dalam bahasa C. Sebagai
contoh penulis memasukkan perintah sebagai berikut : void setup()
{
Serial.begin(9600);
Serial.println(“Cek Mulai :”); } int i=0; void loop() { Serial.print(“Data ke”); Serial.println(i); delay(1000); i++; }
(59)
d. Apabila telah selesai untuk mengisi perintah, maka tekan “Verify” untuk mengecek apabila terdapat perintah yang salah dalam bahasa C. Dan tekan “Upload” untuk memasukkan perintah tersebut ke dalam Arduino Mega 2560.
e. Setelah program telah berhasil dimasukkan, maka tekan icon Serial monitor pada kanan atas. Maka akan muncul tampilan serial monitor.
f. Setelah window serial monitor muncul, amati kiriman data serial oleh Arduino.
4.3.4 Hasil Pengujian
Hasil dari pengujian pengisian program ke Arduino dapat dilihat pada Gambar 4.8. Lingkaran merah menunjukan bahwa Arduino yang digunakan berhasil diisi dengan program yang telah ditulis dalam software Arduino IDE.
(60)
Program yang dimasukan kedalam Arduino merupakan program untuk mengirimkan data menggunakan serial. Proses pengiriman ini apabila Arduino masih dihubungkan dengan USB PC maka kita dapat menerima data yang dikirim menggunakan menu serial monitor pada software Arduino IDE. Hasil dari serial monitor dapat dilihat pada Gambar 4.8.
Gambar 4.9 Program berhasil berjalan
Gambar 4.9 menunjukan bahwa data dikirimkan sesuai dengan perintah program yang telah diisi pada Arduino. Dengan begitu Arduino ini dapat bekerja dengan baik, dan dapat digunakan untuk sistem.
4.4 Pengujian tampilan penerimaan data pada Raspberry Pi 2 secara live Pengujian ini merupakan pengujian penerimaan pada aplikasi berbasis web yang berjalan dengan baik dan dapat menerima sinyal jantung dan dapat menampilkan hasil sinyal dengan baik.
(61)
4.4.1 Tujuan
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui aplikasi dapat menerima sinyal jantung dengan baik. Dan dapat mempresentasikan sinyal jantung dengan baik ke dalam grafik. Dan dapat menyimpan hasil sinyal jantung pada sebuah id atau nama file yang diinginkan.
4.4.2 Alat yang digunakan
Alat yang digunakan untuk pengujian sistem ini antara lain: a. Arduino UNO
b. Heart Sound Sensor
c. Kabel USB
d. Kabel UTP (RJ-45)
e. Router
f. Raspberry Pi 2 g. Komputer/Laptop
h. Software Browser terbaru, penulis menggunakan Google Chrome
i. Timer
4.4.3 Prosedur Pengujian
a. Menghubungkan Arduino dan Raspberry Pi 2 dengan kabel USB.
b. Menghubungkan Raspberry Pi 2 dan komputer ke Router dengan menggunakan kabel UTP.
(62)
d. Aktifkan Raspberry Pi 2 dan buka program terminal.
f. Meletakkan sensor pada jantung agar mendapatkan sinyal jantung yang tepat.
g. Membuka aplikasi browser dari Komputer
h. Mengketikkan alamat dari Raspberry Pi 2, setelah selesai me-load halaman utama website maka selanjutnya lihat Bagian Menu – lalu pilih Live Data Sinyal Jantung
i. Melakukan pengambilan data selama 120 detik, untuk memperoleh sinyal jantung.
h. Mengamati data, apakah data dapat diterima oleh aplikasi dan sinyal yang ditangkap merupakan sinyal jantung.
h. Jika selesai mengamati dan ingin menyimpan data tersebut pilih Save Data, lalu masukkan ID atau Nama yang diinginkan. Setelah selesai pilih Simpan.
4.4.4 Hasil Pengujian
(63)
Gambar 4.11 Tampilan pengambilan data live
Gambar 4.12 Tampilan simpan data live
Gambar 4.10 menunjukkan halaman utama website dan pilihan menu, lalu Gambar 4.11 bahwa sinyal jantung dapat diterima oleh Raspberry Pi 2 dengan baik. Penerimaan sinyal pada Raspberry Pi 2 dilakukan dengan cara pembacaan data secara serial melalui aplikasi NODE-RED dengan membaca nama file serial.txt yang telah dibuat otomatis oleh program.
Dari Gambar 4.12 dapat dilihat user dapat menyimpan kedalam id atau nama file yang diingkan untuk dapat dibuka kembali. Pada Gambar 4.10 terdapat
(64)
kotak dialog LOG LIVE merupakan untuk menampilkan isi data yang terambil saat itu juga. Sebelum data diolah atau dipisah data yang diterima seperti yang terlihat pada Grafik merupakan data yang sudah diolah.
Hasil sinyal suara jantung yang dipresentasikan kedalam grafik merupakan hasil sinyal setelah dirubah kedalam tegangan. Cara merubah data menjadi tegangan adalah dengan cara memasukkan rumus :
x = data / 1024 * 5 – 2,5
berikut adalah penjelasan dari rumus merubah data menjadi data tegangan :
a. Pembagian 1024 : dilakukan karena sinyal auskultasi jantung telah dikonversi menjadi data ADC dengan resolusi 10 bit.
b. Perkalian 5 : dikarenakan data diambil dari tegangan antara 0V – 5V
c. Pengurangan 2,5 : agar data yang terambil berada pada posisi tengah atau 0 saat ditampilkan dalam bentuk grafik.
Pada saat pengambilan data jantung selain posisi jantung yang tepat, hasil dari sinyal auskultasi jantung juga terpengaruh oleh gerakan yang dilakukan oleh subject percobaan. Misalnya saja ketika subjek berteriak atau terjadi perubahan pada letak sensor maka nilai hasil sinyal akan menunjukkan anggka yang sangat tinggi atau justru sangat rendah.
4.5 Pengujian tampilan rekap data pada Raspberry Pi 2 secara offline Pengujian ini merupakan pengujian tampilan rekap pada aplikasi berbasis web pada Raspberry Pi 2 berjalan dengan baik dapat mempresentasikan hasil sinyal jantung pada grafik dengan baik yang diinginkan.
(65)
4.5.1 Tujuan
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui aplikasi pada Raspberry Pi 2 dapat mempresentasikan sinyal jantung dengan baik ke dalam grafik yang ada pada website, dan dapat menampilkan hasil grafik sinyal suara detak jantung dari sebuah file yang diperoleh dari hasil penerimaan data Arduino.
4.5.2 Alat yang digunakan
Alat yang digunakan untuk pengujian sistem ini antara lain: a. Arduino UNO
b. Heart Sound Sensor
c. Kabel USB
d. Kabel UTP (RJ-45) e. Komputer/Laptop f. Raspberry Pi 2
g. Software Browser terbaru, penulis menggunakan Google Chrome
h. Router
4.5.3 Prosedur Pengujian
a. Menghubungkan Arduino dan Raspberry Pi 2 dengan menggunakan kabel USB.
b. Menghubungkan Raspberry Pi 2 dan Komputer ke router dengan menggunakan kabel UTP.
c. Mengaktifkan router dan komputer.
d. Mengaktifkan Raspberry Pi 2 dan buka program terminal.
f. Meletakkan sensor pada jantung agar mendapatkan sinyal jantung yang tepat.
(66)
g. Membuka aplikasi browser dari Komputer
h. Mengketikkan alamat dari Raspberry Pi 2, setelah selesai me-load halaman utama website maka selanjutnya lihat Bagian Menu – lalu pilih Rekap Data Sinyal Jantung
h. Memasukkan ID / nama file yang disimpan sebelumnya.
i. Jika data benar maka akan mengeluarkan grafik sinyal jantung yang sesuai dengan ID / nama file yang dimasukkan sebelumnya pada aplikasi.
4.5.4 Hasil Pengujian
Pada Gambar 4.10 terdapat pilihan menu Rekap data sinyal suara jantung yang berfungsi sebagai membuka data tersimpan sesuai dengan id atau nama yang dimasukkan saat menyimpan data.
Pada Gambar 4.13 merupakan tampilan halaman website untuk membuka rekap data sinyal jantung yang tersimpan, pada kolom input id adalah kolom yang berfungsi untuk memanggil data yang sesuai dengan ID / nama yang ditulis pada kolom tersebut.
Pada Gambar 4.14 merupakan data yang tersimpan dari penyimpanan saat melakukan live data, dan data diproses agar dapat mempresentasikan grafik dari data tersebut seperti yang terlihat pada Gambar 4.14.
(67)
Gambar 4.13 Tampilan program website untuk membuka rekap data membutuhkan id atau nama file yang disimpan sebelumnya
Gambar 4.14 Hasil tampilan program rekap data
4.6 Pengujian Sistem
Pengujian ini merupakan pengujian untuk pengambilan data, agar data yang telah diambil dapat dianalisa baudrate, loss data, dan juga delay yang terjadi ketika proses pentransmisian data sinyal suara detak jantung dari Arduino ke Raspberry Pi 2. Analisa dilakukan dengan melakukan beberapa pengujian.
(68)
4.6.1 Tujuan
Pengujian ini bertujuan untuk mendapatkan data hasil transimisi sinyal suara detak jantung. Dan dapat menganalisa kesesuaian baudrate atau delay yang dibutuhkan dalam mentransmisikan sinyal suara detak jantung, berapa persen data yang hilang saat pengiriman sinyal suara detak jantung berlangsung, serta berapa delay yang dibutuhkan agar data sinyal suara detak jantung dapat ditampilkan dengan baik. Sehingga dapat disimpulkan apakah pengiriman sinyal suara detak jantung yang dibuat dapat berjalan dengan baik.
4.6.2 Alat yang digunakan
Alat yang digunakan untuk pengujian sistem ini antara lain: a. Arduino UNO
b. Heart Sound Sensor
c. Kabel UTP (RJ-45) d. Kabel USB
e. USB TTL f. Raspberry Pi 2 g. Komputer/Laptop
h. Software Google Chrome
i. Software RS232 Data Logger
j. Timer
k. Software Microsoft Excel
(69)
4.6.3 Prosedur Pengujian
a. Lokasi untuk pengambilan data hanya membutuhkan tempat yang tenang. b. Mengkoneksikan Raspberry Pi 2 dan PC Pembanding ke router dengan
menggunakan kabel UTP / RJ-45
c. meletakkan sensor suara detak jantung pada bagian jantung subject uji pada agar mendapatkan sinyal jantung yang tepat.
d. Menghubungkan Arduino dan PC Pembanding dengan menggunakan USB TTL.
e. Menghubungkan Arduino dan Raspberry Pi 2 dengan menggunakan kabel USB.
f. Membuka aplikasi terminal dari Raspberry Pi 2, ketik perintah “ifconfig” lalu catat ip addressnya dan setelah itu ketik perintah “node-red-start”.
g. Membuka aplikasi RS232 Data Logger dari komputer, dan klik start logging. h. Membuka aplikasi Google Chrome dari komputer, dan masukkan ip address
Raspberry Pi 2.
i. Lalu klik Live Data Sinyal Jantung pada bagian menu website tersebut.
j. Melakukan pengambilan data selama 1 menit 20 detik (120 detik), untuk melakukan pengambilan data sinyal suara detak jantung.
k. mengamati data dan grafik, apakah sinyal yang ditangkap merupakan sinyal jantung.
l. Setelah waktu sudah tercapai 120 detik, maka Kabel USB Arduino dilepas, dan melakukan penyimpanan data serta menghentikan proses pengambilan data pada software RS232 Data Logger dengan meng-klik “Stop Logging”.
(70)
m. Mengumpulkan data sinyal suara detak jantung dari Raspberry Pi 2 dan PC Pembanding yang telah didapat kedalam satu folder dalam sebuah komputer agar dapat dianalisa.
n. Meng-Copy data yang tersimpan pada file ke dalam file Excel untuk melihat jumlah data dan waktu yang dikirimkan oleh Arduino dan diterima oleh Raspberry Pi 2 dan PC Pembanding.
o. Sorting data yang berasal dari aplikasi RS232 Data Logger dan Data yang diperoleh Raspberry Pi2 menurut pengujian untuk di analisa.
4.6.4 Hasil Pengujian
Pada penelitian transmisi sinyal suara detak jantung dilakukan beberapa kali variasi perobaan untuk mendapatkan kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan. Percobaan tersebut diantaranya adalah :
A. Pengiriman Data Menggunakan Variasi Baudrate a. Percobaan 1 : Baudrate 19200
Percobaaan dilakukan dengan waktu 1 menit 20 detik.
(71)
Gambar 4.16 Percobaan 1 pada PC pembanding dengan baudrate 19200
Dari Gambar 4.15 dan Gambar 4.16 didapatkan start, stop, dan hasil jumlah data yang masuk seperti Tabel 4.1 dibawah ini.
Tabel 4.1 Tabel Hasil Percobaan 1 dengan baudrate 19200
Penerima Start Stop Jumlah Data
Raspberry Pi 2 3,294 detik 122,015 detik 20553 PC Pembanding 3,294 detik 121,797 detik 20518
b. Percobaan 2 : Baudrate 38400
Percobaaan dilakukan dengan waktu 1 menit 20 detik.
Gambar 4.17 Percobaan 2 pada Raspberry Pi 2 dengan baudrate 38400
(72)
Dari Gambar 4.17 dan Gambar 4.18 didapatkan start, stop, dan hasil jumlah data yang masuk seperti Tabel 4.2 dibawah ini.
Tabel 4.2 Tabel Hasil Percobaan 2 dengan baudrate 38400
Penerima Start Stop Jumlah Data
Raspberry Pi 2 0 detik 117,142 detik 40835 PC Pembanding 0 detik 117,066 detik 40811
c. Percobaan 3 : Baudrate 57600
Percobaaan dilakukan dengan waktu 1 menit 20 detik.
Gambar 4.19 Percobaan 3 pada Raspberry Pi 2 dengan baudrate 57600
Gambar 4.20 Percobaan 3 pada PC pembanding dengan baudrate 57600
Dari Gambar 4.19 dan Gambar 4.20 didapatkan start, stop, dan hasil jumlah data yang masuk seperti Tabel 4.3 dibawah ini.
Tabel 4.3 Tabel Hasil Percobaan 3 dengan baudrate 57600
Penerima Start Stop Jumlah Data
Raspberry Pi 2 4,895 detik 130,788 detik 48596 PC Pembanding 4,895 detik 130,252 detik 48496
(73)
d. Percobaan 4: Baudrate 115200
Percobaaan dilakukan dengan waktu 1 menit 20 detik.
Gambar 4.21 Percobaan 4 pada Raspberry Pi 2 dengan baudrate 115200
Gambar 4.22 Percobaan 4 pada PC pembanding dengan baudrate 115200
Dari Gambar 4.21 dan Gambar 4.22 didapatkan start, stop, dan hasil jumlah data yang masuk seperti Tabel 4.4 dibawah ini.
Tabel 4.4 Tabel Hasil Percobaan 4 dengan baudrate 115200
Penerima Start Stop Jumlah Data
Raspberry Pi 2 2,330 detik 125,073 detik 47255 PC Pembanding 2,330 detik 124,819 detik 47159
Pada pengujian ini data yang didapat penulis setarakan untuk memulai proses pembandingan, jadi data yang sebelum start akan dihapus untuk mempermudahkan proses pembandingan maupun perhitungan dalam melakukan analisis nantinya.
Kesimpulan dari percobaan transmisi sinyal suara detak jantung dengan menggunakan baudrate 19200 sampai 115200, pada percobaan ini tidak
(74)
ditemukannya packet loss atau delay, karena menggunakan koneksi serial menggunakan kabel.
Dari kesimpulan percobaan diatas tidak dapat disimpulkan apakah sinyal suara detak jantung. Hal ini dikarenakan pada pengirimannya menggunakan media kabel USB dengan jarak yang cukup dekat dengan Raspberry Pi 2 maupun dengan PC pembanding.
B. Pengiriman Data Menggunakan Baudrate 115200 dan variasi Delay a. Percobaan 5 : Delay 1 milidetik
Percobaaan dilakukan dengan waktu 1 menit 20 detik, dengan delay pengiriman data dilakukan setiap 1 milidetik.
Gambar 4.23 Percobaan pada Raspberry Pi 2 dengan baudrate 115200 dan delay 1 milidetik
Gambar 4.24 Percobaan pada PC pembanding dengan baudrate 115200 dan delay 1 milidetik
(75)
Dari Gambar 4.23 dan Gambar 4.24 didapatkan start, stop, dan hasil jumlah data yang masuk seperti Tabel 4.5.
Tabel 4.5 Tabel Hasil Percobaan 5 dengan baudrate 115200 dan delay 1 ms
Penerima Start Stop Jumlah Data
Raspberry Pi 2 1,551 detik 127,019 detik 31730 PC Pembanding 1,881 detik 126,105 detik 31421
b. Percobaan 6 : Delay 2 milidetik
Percobaaan dilakukan dengan waktu 1 menit 20 Detik, dengan delay pengiriman data dilakukan setiap 2 milidetik.
Gambar 4.25 Percobaan pada Raspberry Pi 2 dengan baudrate 115200 dan delay 2 milidetik
Gambar 4.26 Percobaan pada PC pembanding dengan baudrate 115200 dan delay 2 milidetik
Dari Gambar 4.25 dan Gambar 4.26 didapatkan start, stop, dan hasil jumlah data yang masuk seperti Tabel 4.6 dibawah ini.
(76)
Tabel 4.6 Tabel Hasil Percobaan 6 dengan baudrate 115200 dan delay 2 ms
Penerima Start Stop Jumlah Data
Raspberry Pi 2 14,001 detik 139,416 detik 20950 PC Pembanding 14,587 detik 139,111 detik 20801
c. Percobaan 7 : Delay 3 milidetik
Percobaaan dilakukan dengan waktu 1 menit 20 Detik, dengan delay pengiriman data dilakukan setiap 3 milidetik.
Gambar 4.27 Percobaan pada Raspberry Pi 2 dengan baudrate 115200 dan delay 3 milidetik
Gambar 4.28 Percobaan pada PC pembanding dengan baudrate 115200 dan delay 3 milidetik
Dari Gambar 4.27 dan Gambar 4.28 didapatkan start, stop, dan hasil jumlah data yang masuk seperti Tabel 4.7 dibawah ini.
Tabel 4.7 Tabel Hasil Percobaan 7 dengan baudrate 115200 dan delay 3 ms
Penerima Start Stop Jumlah Data
Raspberry Pi 2 2,904 detik 126,349 detik 15514 PC Pembanding 2,941 detik 125,660 detik 15424
(1)
utilisasi bandwidth sebesar 62,635% untuk Raspberry Pi 2 dan pada PC pembanding rata – rata throughput sebesar 35935,05 bps dan persentase utilisasi bandwidth sebesar 62,387%.
Pentransmisian sinyal suara detak jantung dengan baudrate 115200 menggunakan aplikasi web secara live dalam waktu 1 menit 20 detik telah dibuat dan menghasilkan rata – rata throughput sebesar 35694,80 bps dan persentase utilisasi bandwidth sebesar 30,985% untuk Raspberry Pi 2 dan pada PC pembanding rata – rata throughput sebesar 35420,52 bps dan persentase utilisasi bandwidth sebesar 30,747%.
Pentransmisian sinyal suara detak jantung dengan baudrate 115200 dan delay 1 milidetik menggunakan aplikasi web secara live dalam waktu 1 menit 20 detik telah dibuat dan menghasilkan rata – rata throughput sebesar 23295,44 bps dan persentase utilisasi bandwidth sebesar 20,222% untuk Raspberry Pi 2 dan pada PC pembanding rata – rata throughput sebesar 15567,33 bps dan persentase utilisasi bandwidth sebesar 20,219%.
Pentransmisian sinyal suara detak jantung dengan baudrate 115200 dan delay 2 milidetik menggunakan aplikasi web secara live dalam waktu 1 menit 20 detik telah dibuat dan menghasilkan rata – rata throughput sebesar 15567,33 bps dan persentase utilisasi bandwidth sebesar 13,513% untuk Raspberry Pi 2 dan pada PC pembanding rata – rata throughput sebesar 15317,59 bps dan persentase utilisasi bandwidth sebesar 13,297%.
Pentransmisian sinyal suara detak jantung dengan baudrate 115200 dan delay 3 milidetik menggunakan aplikasi web secara live dalam waktu 1 menit 20
(2)
detik telah dibuat dan menghasilkan rata – rata throughput sebesar 11680,28 bps dan persentase utilisasi bandwidth sebesar 10,139% untuk Raspberry Pi 2 dan pada PC pembanding rata – rata throughput sebesar 11474,54 bps dan persentase utilisasi bandwidth sebesar 9,961%.
Pada Pengujian menggunakan sensor suara detak jantung atau heart sound sensor yang hanya memiliki jarak frekuensi 1 ~ 600 Hz saja yang menimbulkan keterbatasan dalam melakukan delay program yang disarankan 2 milidetik untuk menghasilkan hasil yang baik.
(3)
73 5.1 Kesimpulan
Berdasarkan seluruh hasil analisa dari transmisi sinyal suara detak jantung dari Arduino menuju Raspberry Pi 2 dan PC pembanding, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut.
1. Aplikasi web yang sudah dibuat dapat dimanfaatkan dalam memonitoring kondisi jantung secara real time.
2. Berdasarkan hasil penelitian, hasil transmisi sinyal suara detak jantung menunjukkan bahwa semakin tinggi baudrate dalam pengiriman data yang digunakan, maka akan semakin kecil utilisasi bandwidth pada sistem, dan juga semakin tinggi delay pengiriman pada program yang digunakan maka utilisasi bandwidth juga semakin kecil.
3. Semakin tinggi baudrate yang digunakan maka semakin cepat pengiriman data dari sensor ke pengolah data, dalam penelitian ini digunakan Raspberry Pi 2 sebagai pengolah data yang didapat dari sensor.
4. Untuk mendapatkan data yang baik dan benar tanpa kehilangan beberapa data yang diambil oleh sensor suara detak jantung digunakan dengan baudrate yang paling tinggi, dan menggunakan delay pengiriman sebesar 2 milidetik karena pada spesifikasi hardware sensor suara detak jantung
(4)
yang digunakan hanya dapat menangkap dan memproses dengan jarak frekuensi 1 hingga 600 Hz.
5.2 Saran
Dari kesimpulan yang telah dibuat, maka agar transmisi sinyal suara detak jantung berjalan dengan lebih baik, maka hal yang perlu dipertibangkan adalah :
1. Sistem ini dapat diterapkan untuk pengukuran dan analisis medis apabila terhubung ke internet.
2. Menggunakan hardware sensor suara detak jantung yang lebih baik dalam pengambilan data agar dapat mendapatkan data yang lebih detail untuk dilakukan bahan analisis kedepannya.
3. Memerlukan perlindungan data dengan cara melakukan enkripsi data maupun perlindungan secara sistem, karena data diletakkan pada server yang terhubung langsung dalam internet jadi privasi seseorang menjadi rentan untuk dilihat oleh orang yang tidak bertanggung-jawab.
(5)
75
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2015. Bagaimana Cara Kerja Jantung Pada Tubuh Manusia?, [online], (http://sehatjantungku.com/bagaimana-cara-kerja-jantung-pada-tubuh-manusia/bagaimana-cara-kerja-jantung-normal/. diakses pada tanggal 11 April 2016)
Ardinaraya, K., 2014, Heart Sounds Analysis for PCG Signal in Under Bio-Orthogonal Wavelets Compared to Other Wavelets, International Journal of Engineering and Technology Research, Vol. 3, Issues 30, October-2014, Mylavaram, India.
Arduino.cc. 2013. Arduino Program Language Reference, [online], (http://arduino.cc/en/Reference/HomePage , diakses tanggal 17 Mei 2016) Arduino.cc. 2013. Arduino Board Uno SMD, [online], (http://arduino.cc/en/Main/
arduinoBoardUno, diakses tanggal 17 Mei 2016)
Banzi, M. 2009. Getting Started with Arduino.America: O’reilly.
Burrus, S., Gopinath, A., Guo, H. 1998. Introduction to Wavelets and Wavelets Transform A Primer. New Jersey: Prentice-Hall.
Daso, Fransiscus. 2015. Analisis Sinyal Suara Jantung Dengan Menggunakan Representasi SpektrumI. STIKOM Surabaya.
Djuandi, F. 2011. Pengenalan Arduino. Banten : www.tokobuku.com.
Eben, U. 2015. Raspberry Pi 2 on sale now at $35, [online], (https://www.raspberrypi.org/blog/raspberry-pi-2-on-sale/, diakses tanggal 8 Maret 2016)
Ferdoush, Li. 2014. Wireless Sensor Network System Design using Raspberry Pi and Arduino for Environmental Monitoring Applications. ScienceDirect.
(6)
Hakim. 2013. Pemanfaatan Mini Pc Raspberry PI Sebagai Pengontrol Lampu Jarak Jauh Berbasis Web Pada Rumah. Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM): Bandung.
IDCloudHost.com. 2015. Pengertian Web Server dan Fungsinya, [online], (https://idcloudhost.com/pengertian-web-server-dan-fungsinya/, diakses tanggal 18 Mei 2016)
Jusak and Puspasari, I. 2015. “Wireless tele-ausculation for phonocardiograph signal recording through the zigbee networks,” IEEE Asia Pasific Conference on Wireless and Mobile (APWiMob), Bandung, Indonesia, August 27-19, 2015.
Lynn, P. A. 1994. Introductory Digital Signal Processing With Computer Application. New York : John Wiley & Sons
Puspasari, Ira. 2013. Study Analisis Metode Ekstraksi Ciri pada Sinyal Suara Jantung Diastolik. ITS Surabaya.
Sari., Jusak., Puspasari, I. 2015. Transmisi Nirkabel Sinyal Auskultasi Suara Jantung Dengan menggunakan Wireless Zigbee Network. STIKOM Surabaya.
Seeedstudio.com. 2011. Heart Sound Sensor, [online], (http://www.seeedstudio.com/wiki/Heart-Sound_sensor, diakses tanggal 18 Mei 2016)
Setiaji, D., 2011, Rekayasa Stetoskop Elektronik Dengan Kemampuan Analisis Bunyi Jantung, Seminar Nasional Teknologi Informasi & Komunikasi Terapan. ISBN 979-26-0255-0, Prodi Teknik Elektro, UKSW, Salatiga.
Vinay R., Hamid S. 2015. Embedded Wireless Sensor Network for Environment Monitoring, Journal of Advances in Computer Networks, Vol. 3 No. 1, March 2015, Bangalore, India.