Mendeteksi Denyut Jantung Dengan Menggunakan Pulse Sensor Pada Arduino Uno Berbasis Android Chapter III V
BAB III
ANALISIS DAN PERANCANGAN
3.1. Analisis Sistem
Analisis sistem adalah suatu bentuk penguraian suatu sistem informasi yang lengkap ke
dalam bagian-bagian komponennya dengan tujuan mengindentifikasi dan mengevaluasi
permasalahan, hambatan, serta kebutuhan agar dapat dilakukan usulan perbaikan untuk
meningkatkan kualitas sistem yang sudah ada. Analisis sistem adalah pembelajaran
sebuah sistem dan komponen sebagai prasyarat desain sistem, spesifikasi sebuah sistem
yang baru dan diperbaiki.
Analisis sistem memiliki tiga fase untuk mendeskripsikan pengembangan sistem
yaitu analisis masalah, analisis kebutuhan, dan analisis proses. Analisis masalah
bertujuan untuk memahami kelayakan masalah. Tujuan dari analisis kebutuhan adalah
menjelaskan fungsi – fungsi yang ditawarkan dan mampu dikerjakan oleh sistem, baik
kebutuhan fungsional maupun nonfungsional.
3.1.1. Analisis Masalah
Untuk mengindentifikasi sebuah masalah digunakan diagram Ishikawa. Diagram
Ishikawa digunakan untuk mengidentifikasi, mengeksplorasi, dan menggambarkan
masalah serta sebab akibat dari masalah tesebut. Sering disebut juga diagram tulang
ikan (fishbone diagram).
Untuk mengidentifikasi masalah tersebut, penulis menggunakan Ishikawa
diagram (fishbone/cause-effect diagram). Ishikawa diagram diperkenalkan oleh Kaoru
Ishikawa pada tahun 1968. Diagram ini umumnya digunakan untuk mengidentifikasi
faktor-faktor yang signifikan memberi efek pada sebuah even.
Masalah utama adalah tidak bisanya manusia mendapatkan informasi kesehatan
dan juga rekam denyut jantung dari jarak jauh. Pada umumnya kita dapat mengetahui
Universitas Sumatera Utara
frekuensi denyut jantung dengan meraba pergelangan tangan yang kemudian diraba dan
dihitung sendiri, atau jika didalam sebuah rumah sakit, untuk mengetahuinya harus
mendatangi rumah sakit tersebut. Begitu juga dengan sistem pengawas yang dilakukan
oleh pihak rumah sakit, pihak rumah sakit baik itu dokter maupun suster mereka harus
memantau tiap-tiap ruangan pasien untuk mengetahui apakah masih hidup/mati/sedang
gawat. Perlunya sebuah alat agar pihak rumah sakit atau pengguna lainnya dapat
informasi secara cepat. Diagram Ishikawa pada sistem ini dapat dilihat pada Gambar
3.1.
Gambar 3.1. Ishikawa Diagram Sistem
Dari gambar diatas dapat dilihat bagaimana sistem akan memproses suatu
aktifitas sistem.
3.1.2. Analisis Kebutuhan
Analisis kebutuhan terbagi atas dua bagian, yaitu kebutuhan fungsional dan kebutuhan
nonfungsional sistem. Pada tahap analisis ini dibutuhkan dalam mendukung kinerja
Universitas Sumatera Utara
sistem, apakah sistem dapat dibuat sesuai kebutuhan atau belum sesuai, karena
kebutuhan sistem akan mendukung tercapainya tujuan.
3.1.2.1.
Kebutuhan Fungsional
Kebutuhan fungsional merupakan jenis kebutuhan yang berisi proses apa saja yang
dapat dilakukan sistem. Kebutuhan fungsional juga berisi informasi yang harus ada
dan dihasilkan oleh sistem. Berikut ini adalah kebutuhan fungsional sistem, yaitu:
1.
Sistem dapat menerima data dari sensor detak jantung dengan hasil dari
algoritma fuzzy(Pulse Sensor).
2.
Sistem dapat memberikan informasi denyut jantung.
3.
Sistem dapat memberikan langkah dan apa yang harus dikerjakan dari hasil
denyut jantung.
3.1.2.2.
Kebutuhan Nonfungsional
Untuk mendukung kinerja sistem, sistem juga dapat berfungsi sebagai berikut:
1.
Sistem dapat dioperasikan dengan mudah.
2.
Sistem dapat menerima inputan identitas pribadi.
3.
Sistem dapat digunakan dimana saja, dengan menggunakan baterai.
3.1.3. Pemodelan Sistem
Pada penelitian ini digunakan UML (unified Modelling Languange) sebagai bahasa
pemodelan untuk merancang dan mendesain sistem. Pemodelan kebutuhan sistem UML
yang digunakan mencakup use case diagram, activity diagram.
3.1.3.1.
Use-case Diagram
Use-case diagram adalah diagram yang mendeskripsikan interaksi antara user
dengan sistem. Use-case diagram menunjukkan tiga aspek dari sistem, yaitu: actor,
Universitas Sumatera Utara
use-case, dan system/sub system boundary.. Use-case diagram dari sistem yang
akan dibangun dapat dilihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Use-case Diagram Sistem
Pengguna akan memasukkan informasi identitas diri ke aplikasi dan kemudian data
diri berupa umur akan berguna untuk memproses informasi kesehatannya.
3.1.3.2
Activity Diagram
Activity diagram adalah diagram yang dapat digunakan untuk menggambarkan
secara grafis aliran proses, langkah – langkah sebuah use-case, dan logika
behaviour (metode) objek. Dalam diagram ini maka akan dijelaskan proses kerja
dari sistem terhadap apa yang dilakukan oleh pengguna.
Proses kerja sistem pendeteksi denyut jantung dengan menggunakan papan
kontroller arduino diawali dengan menghidupkan alat deteksi denyut jantung
dengan cara memakainya langsung ke tangan, secara otomatis alat akan hidup
dengan sendirinya. Kemudian alat akan bekerja untuk menghitung denyut jantung
permenit dengan menggunakan algoritma fuzzy dan akan dikirimkan ke server data
internet thingspeak.com dengan bantuan konektifitas WiFi. Kemudian pengguna
akan menggunakan sebuah aplikasi android yang sudah terhubung ke internet untuk
memasukkan data diri dan akan melihat rekaman denyut jantung pengguna serta
Universitas Sumatera Utara
memberikan informasi/langkah jika terdapat masalah dengan denyut jantung
pengguna.
Activity Diagram dari sistem yang akan dibuat dapat dilihat pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3. Activity Diagram Sistem
Universitas Sumatera Utara
3.2.
Blok Diagram Sistem
Berikut adalah blok diagram sistem.
Aplikasi
Android
Pulse
Sensor
Arduino Uno
Baterai
/Power
Internet
WiFi ESP8266
(thingspeak.com)
Gambar 3.4 Blok Diagram Sistem
Berikut penjelasan dari blok diagram sistem:
1. Hidupkan alat dengan cara memasangnya ke tangan pengguna.
2. Pengguna menghidupkan router WiFi yang akan dipakai oleh alat.
3. Pengguna meng-install aplikasi alat diperangkat Android. Pengguna akan mengisi
informasi diri di aplikasi Android. Secara otomatis pengguna akan melihat denyut
jantung dan informasi kesehatan pengguna.
4. Jika alat tidak dimatikan maka sistem akan terus bekerja walaupun aplikasi
Android dimatikan.
5. Alat akan mati jika pengguna melepaskan perangkat dari tangannya.
Universitas Sumatera Utara
3.3.
Flowchart Sistem
Berikut adalah flowchart sistem.
Mulai
Input nama, umur
Data diri diproses di
Aplikasi Android
Input BPM (Beats Per
Minute)
Data yang diterima diolah
Hasil Informasi
Selesai
Gambar 3.5 Flowchart Sistem
Universitas Sumatera Utara
3.3.1. List Program
3.3.1.1. Program Cek Denyut Jantung
if (N > 250){
if ( (Sinyal > ambang) && (Pulse == false) && (N >
(IBI/5)*3) ){
Pulse = true;
digitalWrite(LedPin,HIGH);
IBI = awalHitung - waktuAkhir;
waktuAkhir = awalHitung;
if(denyutKedua){
denyutKedua = false;
for(int i=0; i= 2 And Temp 110 Then
lbl_kesimpulan.Text = "Denyut jantung kamu
Diatas Normal, Kamu perlu istirahat yang cukup agar
denyut jantungmu kembali normal."
Else
lbl_kesimpulan.Text = "Denyut jantung kamu
Normal. Silahkan beraktifitas!"
Universitas Sumatera Utara
End If
else if lbl_kategori.Text = "Remaja / Dewasa" Then
If Rat < 60 Then
lbl_kesimpulan.Text = "Denyut jantung Kamu
Dibawah Normal, Kamu disarankan untuk istirahat yang
cukup. Jangan melakukan banyak aktifitas!"
else If Rat > 90 Then
lbl_kesimpulan.Text = "Denyut jantung kamu
Diatas Normal, Kamu perlu istirahat yang cukup agar
denyut jantungmu kembali normal."
Else
lbl_kesimpulan.Text = "Denyut jantung kamu
Normal. Silahkan beraktifitas!"
End If
3.4.
Perancangan Sistem
Perancangan terdiri dari 2 bagian utama yaitu perancangan sistem perangkat keras, dan
perancangan sistem perangkat lunak. Perangkat keras yang dimaksud adalah komponen
fisik yang digunakan untuk membentuk rangkaian elektronika sistem.
Perangkat keras dan elektronika yang digunakan untuk membuat sistem terdiri
dari beberapa bagian utama yaitu sirkuit utama (main board), sensor dan konektifitas.
Setiap komponen ini membutuhkan antar muka yang merupakan jalur komunikasi antar
komponen. Perancangan antarmuka harus dilakukan sebaik mungkin dan diperhatikan
apa yang menjadi kekurangan dan kelebihannya. Kemudian perancangan perangkat
keras agar dapat digunakan dimana saja dengan cara ditempel ditangan.
Dalam perancangan perangkat lunak terdiri dari beberapa program yang
berfungsi untuk mengontrol perangkat keras. Modul program yang dibuat untuk
perangkat keras yaitu: modul program pembaca denyut jantung yang menggunakan
sensor denyut jantung sebagai inputan penting dari keseluruhan sistem.
Universitas Sumatera Utara
Perancangan perangkat lunak untuk mendukung sistem, yaitu perancangan
aplikasi Android. Kerja dari aplikasi dapat dilihat dari diagram yang sudah dibuat.
Aplikasi Android sebagai media untuk menganalisa dan memberikan informasi denyut
jantung pengguna.
Dalam perancangan sistem ada 2 hal yang penting untuk diperhatikan yaitu,
perancangan perangkat keras, dan perancangan perangkat lunak. Dua hal penting
tersebut akan menjadi tolak ukur keberhasilan sistem kerja suatu sistem.
3.4.1.
Perancangan Perangkat Keras
Pendeteksi denyut jantung yang akan dibangun dirancang agar dapat berjalan baik
dengan cara kerjanya yang sudah ditentukan. Ada beberapa hal yang menjadi
fokus dalam tahap perancangan sistem yaitu desain konstuksi utama dan sensor.
3.4.1.1.
Konstruksi Utama
Kerangka adalah konstruksi yang nantinya akan menentukan desain, bentuk
dan ukuran dari komponen fisik lainnya. Fungsi utama dari kerangka adalah
sebagai tempat atau kedudukan seluruh komponen yang dibutuhkan alat.
Kerangka alat dibuat dengan menggunakan PCB matriks yang berukuran
5x7.
Gambar 3.6 PCB Matriks
Universitas Sumatera Utara
3.4.1.2.
Konstruksi Perangkat Elektronika
Berhubungan dengan perancangan sistem mikrokontroler, papan konstruksi
utama, sensor detak jantung, perangkat WiFi, perangkat baterai. Rangkaian
sistem beserta komponen-komponen lain yang terhubung pada board
mikrokontroller Arduino Uno dapat dilihat pada Tabel 3.1 berikut.
Tabel 3.1 Rancangan Board Mikrokontroller Arduino Uno
No.
1.
Nama Barang
Mikrokontroller Arduino
Banyak
Fungsi
Keterangan
1
Prosesor
3
Tegangan positif
- VCC Pulse sensor 5V
5V(1) dan 3,3V(2)
- VCC dan CH_PD
Uno (ATMega328)
2.
VCC
ESP8266 3,3V
3.
GND
2
- Pulse Sensor
Ground
- ESP8266
4.
Analog Pin (A0)
1
Menerima sinyal
Pulse Sensor
analog pulse sensor
5.
Digital Pin (D9, D10)
2
koneksi data
koneksi data ESP8266
Gambar 3.7 Skema rangkaian
Universitas Sumatera Utara
3.4.2.
Perancangan Perangkat Antar Muka Aplikasi Android
Aplikasi android berfungsi sebagai media input data diri dan media melihat
informasi denyut jantung dan kesehatan. Perancangan aplikasi terdapat 3 halaman
yaitu registrasi, info dan tentang. Tetapi sebelum merancang antarmuka aplikasi
Android, terlebih dahulu untuk menyediakan penampung data dari alat denyut
jantung. Disini digunakan fitur tampung data dari thingspeak.com
Gambar 3.8 Penampung Data thingspeak
Universitas Sumatera Utara
3.4.2.1.
Perancangan tampilan registrasi aplikasi
C-BPM! Registrasi
Selamat Datang di Aplikasi
C-BPM!
Masukkan informasi diri dikolom berikut untuk
memudahkan aplikasi cek denyut jantungmu!
Nama
Umur
OK
Gambar 3.9 Perancangan Antar Muka Registrasi
Berikut keterangan bagian-bagian antar muka yang terdapat pada antar
muka aplikasi pada halaman registrasi:
1. Nama, Berisikan nama dari pengguna.
2. Umur, berisikan informasi mengenai umur pengguna.
3. OK, tombol untuk lanjut kehalaman info.
Universitas Sumatera Utara
3.4.2.2.
Perancangan Antar Muka Info
C-BPM! Informasi
ANALISIS DENYUT JANTUNG
Nama :
Umur :
Kategori:
1
Denyut Jantung Anda
2
3
Gambar 3.10 Perancangan Antar Muka Info
Berikut keterangan bagian-bagian antar muka yang terdapat pada antar
muka aplikasi pada halaman info:
1. Pada kotak nomor 1 berisi informasi diri pemakai alat denyut jantung.
Ada 2 kategori pada aplikasi ini, Anak-anak dan remaja/dewasa.
Kategori akan menentukan pilihan dari umur pemakai alat denyut
jantung.
2. Pada kotak nomor 2 berisi informasi data denyut jantung pemakai
sebanyak 10 data yang diambil dari penampung data thingspeak.com.
3. Pada kotak nomor 3 berisi hasil informasi dari ke-10 data denyut jantung
yang diperoleh. Data akan dirata-ratakan dan kemudian akan menjadi
informasi kesehatan bagi pemakai alat denyut jantung.
Universitas Sumatera Utara
3.4.2.3.
Perancangan Antar Muka Tentang
Tentang
1
2
Gambar 3.11 Perancangan Antar Muka Tentang
Berikut keterangan bagian-bagian antar muka yang terdapat pada antar
muka aplikasi pada halaman tentang:
1. Pada kotak nomor 1 berisi informasi mengenai foto pembuat aplikasi
2. Pada kotak nomor 2 berisi informasi diri dan informasi aplikasi.
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
4.1. Implementasi Sistem
Proses yang akan dilakukan berikutnya setelah dilakukan analisis dan perancangan pada
bab sebelumnya adalah implementasi sistem sesuai dengan perancangan yang telah
dibuat.
4.1.1. Konstruksi Utama
Kerangka alat pendeteksi denyut jantung diimplementasikan menggunakan PCB
Matriks dengan ukuran 7 cm x 5 cm, agar lebih mudah digunakan. PCB Matriks
digunakan untuk menggabungkan seluruh komponen yang diperlukan untuk membuat
alat pendeteksi denyut jantung yang dapat dibawa. Selain dari pada PCB matriks, untuk
casing dari alat yang dibuat menggunakan kotak sabun mandi yang sudah dibentuk agar
komponen dapat masuk kedalam. Dalam penggunaannya PCB matriks sangat mudah
untuk digunakan.
Berikut gambar implementasi kerangka alat (a) kerangka utama atas, dan (b)
kerangka utama bawah,
37
Universitas Sumatera Utara
(b)
(a)
Gambar 4.1 Kerangka alat
(a) Kerangka utama atas (b) Kerangka utama bawah
4.1.2. Sensor Detak Jantung
Pada alat ini menggunakan Pulse Sensor yang diletakkan diluar kerangka utama.
Berikut pengimplementasiannya.
Gambar 4.2 Implementasi Pulse Sensor
Pada tahap implementasi ini, Pulse Sensor diletakkan diluar kerangka alat.
Tujuannya agar sensor dapat meraih jari pengguna alat. Karena Pulse Sensor hanya
Universitas Sumatera Utara
dapat membaca denyut jantung yang berada di jari tangan, tidak dapat membaca
dibagian tubuh lainnya.
4.1.3. Konektifitas WiFi
Alat yang dibuat ini menggunakan konektifitas WiFi sebagai penghubung alat ke
internet, dan kemudian disambungkan ke penampung data thingspeak.com. Berikut
adalah gambar WiFi ESP8266 yang sudah tersambung ke kerangka utama.
Gambar 4.3 Implementasi Konektifitas WiFi
4.1.4. Daya listrik dan pengisian ulang baterai
Alat yang dibuat ini menggunakan daya listrik dari sebuah baterai bekas yang
bertegangan 3.7V dengan kapasitas 1000mAh. Sehingga untuk membawa alat ini
tidak perlu menggunakan sumber daya luar.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4 Baterai Alat
Alat ini juga dilengkapi dengan pengisian baterai ulang, sehingga dapat
digunakan kembali jika baterai kehabisan daya.
Gambar 4.5 Implementasi pengisian ulang baterai
Untuk menghidupkan alat pendeteksi denyut jantung ini, alat sudah dirancang
sedemikian rupa agar alat dapat menyala otomatis jika pengguna memakai alat
tersebut. Menggunakan Push-Botton dibagian bawah Pulse Sensor ketika pengguna
memakai alat maka otomatis akan menghidupkan alat tersebut.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.6 Implementasi hidup otomatis
4.2. Implementasi Penggabungan Rangkaian Sirkuit Elektronik
Rangkaian sirkuit elektronik di implementasikan dengan menggunakan papan PCB
matriks. Board mikrokontroller Arduino Uno disebut sebagai papan utama, karena
tugasnya adalah untuk memproses data yang masuk dan kemudian mengirimkannya ke
penampung data. Berikut adalah Implementasi papan Arduino Uno yang digabungkan
dengan kerangka utama.
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 4.7 Papan Arduino dengan kerangka utama (a) tampak atas (b) tampak
bawah.
4.3. Implementasi Perangkat Lunak
Implementasi Perangkat Lunak terbagi menjadi 2 bagian, yaitu:
4.3.1. Perangkat Lunak Arduino Uno
Modul program Arduino Uno dibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman C
dan aplikasi Arduino CC sebagai compiler. File program berekstensi .ino yang
kemudian dimasukkan ke dalam mikrokontroler Arduino Uno melalui kabel USB
MINI. Berikut gambar pembuatan program Arduino.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.8 Upload program Arduino
4.3.2. Perangkat Lunak Android
Aplikasi Android berfungsi sebagai media input data diri dan media untuk melihat
informasi denyut jantung dan kesehatan. Implementasi aplikasi terdapat 3 bagian
halaman. Sebagai berikut:
4.3.2.1. Tampilan Registrasi
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9 Implementasi Tampilan Registrasi
Pada tampilan aplikasi ini tampak sesuai dengan yang direncanakan
diperancangan aplikasi. Pada tampilan Registrasi, user diminta untuk
memasukkan informasi diri seperti Nama dan Umur pengguna. Data ini akan
diproses ditampilan aplikasi berikutnya. Disebelah kanan atas ada menu yang
berisikan menu tentang pembuat aplikasi.
Universitas Sumatera Utara
4.3.2.2. Tampilan Informasi
Gambar 4.10 Implementasi Tampilan Informasi
Pada tampilan aplikasi ini tampak sesuai dengan yang direncanakan
diperancangan aplikasi. Pada tampilan informasi, akan ditampilkan Nama, umur
dan kategori. Field Nama dan umur dimasukkan pada tampilan registrasi. Field
kategori secara otomatis akan diputuskan oleh sistem dengan ketentuan 2-10
tahun kategori “Anak-Anak”, sedangkan 10 tahun keatas dikategorikan
“Remaja/Dewasa”. Kategori ini diperlukan untuk mengetahui batas atas dan
batas bawah denyut jantung normal. Pada bagian ListView “Denyut Jantung
Anda” berisikan informasi denyut jantung yang sudah dibaca oleh alat ketika
alat dinyalakan. Secara realtime ListView akan terisi saat alat dinyalakan.
ListView hanya dapat menampung data sebanyak 10. Tujuannya agar didapatkan
denyut jantung rata-rata pemakai alat tersebut. Pada bagian “Hasil”, aplikasi
Universitas Sumatera Utara
akan merata-ratakan kesepuluh data yang masuk ke ListView kemudian akan
ditampilkan saran dan kesimpulan dengan ketentuan seperti tabel berikut.
Tabel 4.1 Ketentuan Hasil Denyut Jantung
Kategori
Umur
Denyut
0-70
AnakAnak
2-10
Tahun
70-110
110-lebih
0-60
Remaja /
Dewasa
10 lebih
60-100
100-lebih
Hasil
Denyut jantung Kamu Dibawah
Normal, Kamu disarankan untuk
istirahat yang cukup. Jangan melakukan
banyak aktifitas!
Denyut jantung kamu Normal. Silahkan
beraktifitas!
Denyut jantung kamu Diatas Normal,
Kamu perlu istirahat yang cukup agar
denyut jantungmu kembali normal.
Denyut jantung Kamu Dibawah
Normal, Kamu disarankan untuk
istirahat yang cukup. Jangan melakukan
banyak aktifitas!
Denyut jantung kamu Normal. Silahkan
beraktifitas!
Denyut jantung kamu Diatas Normal,
Kamu perlu istirahat yang cukup agar
denyut jantungmu kembali normal.
4.3.2.3. Tampilan Tentang
Pada tampilan aplikasi ini tampak sesuai dengan yang direncanakan
diperancangan aplikasi. Pada tampilan Tentang, berisikan informasi pembuat
aplikasi dan alat pendeteksi denyut jantung serta langkah praktis yang
diberikan agar memudahkan pengguna untuk menggunakannya.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.11 Implementasi Tampilan Tentang
4.4. Pengujian Alat
Pengujian alat dilakukan untuk mengetahui bahwa alat yang telah dibuat dapat berjalan
dengan baik sesuai dengan analisis dan perancangan sistem yang telah dibuat
sebelumnya. Pengujian yang dilakukan pada sistem ini adalah pengujian Pulse Sensor,
pengujian perhitungan detak jantung permenit, pengujian menggunakan konektifitas
WiFi, pengujian dengan tidak menggunakan konektifitas WiFi dan Pengujian dengan
berbagai kondisi.
4.4.1.
Pengujian Pulse Sensor
Pengujian Pulse Sensor ini sangat penting dilakukan, karena Pulse Sensor adalah
komponen utama yang dipakai untuk membaca denyut jantung. Pulse Sensor
Universitas Sumatera Utara
menggunakan sinyal Analog sebagai transmisinya. Sinyal analog pada Pulse Sensor
terdiri dari 10bit (0-1023). Pengujian ini dilakukan untuk melihat apakah Pulse
Sensor bekerja dengan baik (sesuai dengan Datasheet) atau tidak, dapat dilihat pada
tabel berikut.
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Output Pulse Sensor
Output Sensor
0000000001
0000000011
0000000111
0000001111
0000011111
0000111111
0001111111
0011111111
0111111111
1111111111
Nilai Desimal
1
3
7
15
31
63
127
255
511
1023
Pengukuran Tegangan
0,0049 Volt
0,0147 Volt
0,0342 Volt
0,0733 Volt
0,1515 Volt
0,3079 Volt
0,6207 Volt
1,2463 Volt
2,4976 Volt
5,0000 Volt
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Output Pulse Sensor berbagai kondisi
Kondisi
Nilai
Desimal
Sensor
Waktu
Sensor tidak disentuh
400-700
tidak terbatas
Sensor mendekati jari
0
5 detik
Sensor disentuh
400-550
tidak terbatas
Sensor menjauhi jari
1000-1023
5 detik
Ket
Output sensor akan berada
pada 400-700 secara terus
menerus ketika sensor tidak
disentuh.
Output sensor akan berada
pada 0 selama 5 detik ketika
sensor pertama sekali
disentuh. Setelah itu akan
berubah menjadi kondisi
sensor disentuh.
Output sensor akan berada
pada 400-550 secara terus
menerus ketika sensor sudah
disentuh.
Output sensor akan berada
pada 1000-1023 selama 5
Universitas Sumatera Utara
detik ketika jari menjauhi
sensor (tidak disentuh).
Setelah itu akan berubah
menjadi kondisi sensor tidak
disentuh.
4.4.2. Perhitungan Detak Jantung Permenit
Pada pengujian ini Pulse Sensor akan memberikan nilai sesuai dengan himpunan
nilai pada program. Berikut hasil dari pengujian yang telah dilakukan. (Dalam
kondisi normal). Dalam kondisi normal artinya, pengguna sedang tidak
melakukan aktifitas pekerjaan berat.
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Pulse Sensor dengan kondisi normal
Nilai Desimal Ratarata
574
482
527
512
Tegangan Rata-rata
BPM
2,8055 Volt
2,3558 Volt
2,5758 Volt
2,5024 Volt
81
82
83
80
4.4.3. Pengujian dengan alat(C-BPM) dan manual
Pada pengujian ini digunakan keseluruhan komponen yang terhubung, dan
hasilnya akan ditampilkan di aplikasi Android. Pada pengujian ini juga akan
dibandingkan dengan perhitungan manual denyut jantung. Perhitungan manual
dilakukan dengan cara meraba pergelangan tangan sebelah kiri. Menghitung
denyut selama 1 menit.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.5 Perbandingan hasil perhitungan C-BPM dan Manual (normal)
No.
1.
2.
3.
4.
5.
C-BPM
91 beats per minute
93 beats per minute
94 beats per minute
93 beats per minute
90 beats per minute
Manual
87 beats per minute
93 beats per minute
93 beats per minute
92 beats per minute
88 beats per minute
Perbandingan Hasil Perhitungan (Kondisi Normal)
Detak Jantung Permenit (BPM)
96
94
94
93
93
93
92
92
91
90
90
88
88
87
86
84
82
1
2
3
4
5
Percobaan
Pakai Alat
Manual
Gambar 4.12 Grafik Perbandingan Hasil Perhitungan (Kondisi Normal)
Dari hasil yang didapatkan didalam pengujian (kondisi normal), dilihat bahwa
pengujian dengan menggunakan alat C-BPM mendekati hasil pengujian dengan
cara manual.
Kemudian dilakukan pengujian dengan kondisi pengguna diatas normal.
Kondisi diatas normal adalah kondisi dimana pengguna telah selesai melakukan
pekerjaan berat.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.6 Perbandingan hasil perhitungan C-BPM dan Manual (diatas normal)
No.
1.
2.
3.
4.
5.
Detak Jantung Permenit (BPM)
125
C-BPM
122 beats per minute
119 beats per minute
120 beats per minute
115 beats per minute
109 beats per minute
Manual
120 beats per minute
117 beats per minute
115 beats per minute
109 beats per minute
107 beats per minute
Perbandingan Hasil Perhitungan (Kondisi diatas
normal)
120
122
120
120
119
117
115
115
115
110
109
109
107
4
5
105
100
95
1
2
3
Percobaan
Pakai Alat
Manual
Gambar 4.13 Grafik Perbandingan Hasil Perhitungan (Kondisi diatas Normal)
Dari hasil yang didapatkan didalam pengujian (kondisi diatas normal), dilihat
bahwa pengujian dengan menggunakan alat C-BPM mendekati hasil pengujian
dengan cara manual.
4.4.4. Pengujian alat dengan kondisi normal dan diatas normal.
Pada pengujian ini, alat akan diuji dalam kondisi normal dengan kondisi diatas
normal.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.7 Hasil pengujian berbagai kondisi
No.
1.
2.
3.
4.
5.
Kondisi Normal
95 beats per minute
88 beats per minute
89 beats per minute
93 beats per minute
91 beats per minute
Kondisi Diatas Normal
120 beats per minute
115 beats per minute
117 beats per minute
108 beats per minute
119 beats per minute
Perbandingan Hasil Kondisi Berbeda
Detak Jantung Permenit (BPM)
140
120
120
115
119
117
108
100
95
88
89
93
91
2
3
4
5
80
60
40
20
0
1
Percobaan
Kondisi Normal
Kondisi Diatas Normal
Gambar 4.14 Grafik Perbandingan Hasil Perhitungan Kondisi Berbeda
Dari hasil yang didapatkan didalam pengujian diatas, ketika berada pada kondisi
diatas normal, hitungan denyut jantung lebih banyak dari pada ketika pengguna
dalam kondisi normal.
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan dan hasil dari penelitian, maka diperoleh beberapa
kesimpulan sebagai berikut:
1.
Hasil penggunaan Pulse Sensor sebagai pendeteksi denyut jantung tidak jauh
berbeda dengan menggunakan cara manual.
2.
Pulse Sensor sangat sensitif terhadap gerakan jari yang berada diatasnya. Sehingga
dibutuhkan kehati-hatian didalam penggunaannya.
3.
Kondisi aktifitas mempengaruhi frekuensi detak jantung serta tegangan listrik yang
dikeluarkan oleh Pulse sensor.
4.
Tegangan listrik yang dikeluarkan Pulse sensor berbeda-beda dengan detak jantung
per menitnya.
5.2.
Saran
Berikut ini adalah saran yang dapat digunakan untuk tahap pengembangan penelitian
sistem ini antara lain:
1.
Alat pendeteksi denyut jantung sebaiknya menggunakan 2 mikrokontroler.
Mikrokontroller pertama digunakan untuk memproses data dari Pulse Sensor, dan
Mikrokontroller kedua digunakan untuk mengirim data keluar mikrokontroller.
2.
Alat pendeteksi denyut jantung sebaiknya menggunakan sensor pendeteksi yang
lebih mumpuni dari Pulse Sensor yang dipakai oleh penulis.
3.
Menambahkan masukkan dari Sensor lain agar informasi kesehatan yang diberikan
lebih akurat.
Universitas Sumatera Utara
ANALISIS DAN PERANCANGAN
3.1. Analisis Sistem
Analisis sistem adalah suatu bentuk penguraian suatu sistem informasi yang lengkap ke
dalam bagian-bagian komponennya dengan tujuan mengindentifikasi dan mengevaluasi
permasalahan, hambatan, serta kebutuhan agar dapat dilakukan usulan perbaikan untuk
meningkatkan kualitas sistem yang sudah ada. Analisis sistem adalah pembelajaran
sebuah sistem dan komponen sebagai prasyarat desain sistem, spesifikasi sebuah sistem
yang baru dan diperbaiki.
Analisis sistem memiliki tiga fase untuk mendeskripsikan pengembangan sistem
yaitu analisis masalah, analisis kebutuhan, dan analisis proses. Analisis masalah
bertujuan untuk memahami kelayakan masalah. Tujuan dari analisis kebutuhan adalah
menjelaskan fungsi – fungsi yang ditawarkan dan mampu dikerjakan oleh sistem, baik
kebutuhan fungsional maupun nonfungsional.
3.1.1. Analisis Masalah
Untuk mengindentifikasi sebuah masalah digunakan diagram Ishikawa. Diagram
Ishikawa digunakan untuk mengidentifikasi, mengeksplorasi, dan menggambarkan
masalah serta sebab akibat dari masalah tesebut. Sering disebut juga diagram tulang
ikan (fishbone diagram).
Untuk mengidentifikasi masalah tersebut, penulis menggunakan Ishikawa
diagram (fishbone/cause-effect diagram). Ishikawa diagram diperkenalkan oleh Kaoru
Ishikawa pada tahun 1968. Diagram ini umumnya digunakan untuk mengidentifikasi
faktor-faktor yang signifikan memberi efek pada sebuah even.
Masalah utama adalah tidak bisanya manusia mendapatkan informasi kesehatan
dan juga rekam denyut jantung dari jarak jauh. Pada umumnya kita dapat mengetahui
Universitas Sumatera Utara
frekuensi denyut jantung dengan meraba pergelangan tangan yang kemudian diraba dan
dihitung sendiri, atau jika didalam sebuah rumah sakit, untuk mengetahuinya harus
mendatangi rumah sakit tersebut. Begitu juga dengan sistem pengawas yang dilakukan
oleh pihak rumah sakit, pihak rumah sakit baik itu dokter maupun suster mereka harus
memantau tiap-tiap ruangan pasien untuk mengetahui apakah masih hidup/mati/sedang
gawat. Perlunya sebuah alat agar pihak rumah sakit atau pengguna lainnya dapat
informasi secara cepat. Diagram Ishikawa pada sistem ini dapat dilihat pada Gambar
3.1.
Gambar 3.1. Ishikawa Diagram Sistem
Dari gambar diatas dapat dilihat bagaimana sistem akan memproses suatu
aktifitas sistem.
3.1.2. Analisis Kebutuhan
Analisis kebutuhan terbagi atas dua bagian, yaitu kebutuhan fungsional dan kebutuhan
nonfungsional sistem. Pada tahap analisis ini dibutuhkan dalam mendukung kinerja
Universitas Sumatera Utara
sistem, apakah sistem dapat dibuat sesuai kebutuhan atau belum sesuai, karena
kebutuhan sistem akan mendukung tercapainya tujuan.
3.1.2.1.
Kebutuhan Fungsional
Kebutuhan fungsional merupakan jenis kebutuhan yang berisi proses apa saja yang
dapat dilakukan sistem. Kebutuhan fungsional juga berisi informasi yang harus ada
dan dihasilkan oleh sistem. Berikut ini adalah kebutuhan fungsional sistem, yaitu:
1.
Sistem dapat menerima data dari sensor detak jantung dengan hasil dari
algoritma fuzzy(Pulse Sensor).
2.
Sistem dapat memberikan informasi denyut jantung.
3.
Sistem dapat memberikan langkah dan apa yang harus dikerjakan dari hasil
denyut jantung.
3.1.2.2.
Kebutuhan Nonfungsional
Untuk mendukung kinerja sistem, sistem juga dapat berfungsi sebagai berikut:
1.
Sistem dapat dioperasikan dengan mudah.
2.
Sistem dapat menerima inputan identitas pribadi.
3.
Sistem dapat digunakan dimana saja, dengan menggunakan baterai.
3.1.3. Pemodelan Sistem
Pada penelitian ini digunakan UML (unified Modelling Languange) sebagai bahasa
pemodelan untuk merancang dan mendesain sistem. Pemodelan kebutuhan sistem UML
yang digunakan mencakup use case diagram, activity diagram.
3.1.3.1.
Use-case Diagram
Use-case diagram adalah diagram yang mendeskripsikan interaksi antara user
dengan sistem. Use-case diagram menunjukkan tiga aspek dari sistem, yaitu: actor,
Universitas Sumatera Utara
use-case, dan system/sub system boundary.. Use-case diagram dari sistem yang
akan dibangun dapat dilihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Use-case Diagram Sistem
Pengguna akan memasukkan informasi identitas diri ke aplikasi dan kemudian data
diri berupa umur akan berguna untuk memproses informasi kesehatannya.
3.1.3.2
Activity Diagram
Activity diagram adalah diagram yang dapat digunakan untuk menggambarkan
secara grafis aliran proses, langkah – langkah sebuah use-case, dan logika
behaviour (metode) objek. Dalam diagram ini maka akan dijelaskan proses kerja
dari sistem terhadap apa yang dilakukan oleh pengguna.
Proses kerja sistem pendeteksi denyut jantung dengan menggunakan papan
kontroller arduino diawali dengan menghidupkan alat deteksi denyut jantung
dengan cara memakainya langsung ke tangan, secara otomatis alat akan hidup
dengan sendirinya. Kemudian alat akan bekerja untuk menghitung denyut jantung
permenit dengan menggunakan algoritma fuzzy dan akan dikirimkan ke server data
internet thingspeak.com dengan bantuan konektifitas WiFi. Kemudian pengguna
akan menggunakan sebuah aplikasi android yang sudah terhubung ke internet untuk
memasukkan data diri dan akan melihat rekaman denyut jantung pengguna serta
Universitas Sumatera Utara
memberikan informasi/langkah jika terdapat masalah dengan denyut jantung
pengguna.
Activity Diagram dari sistem yang akan dibuat dapat dilihat pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3. Activity Diagram Sistem
Universitas Sumatera Utara
3.2.
Blok Diagram Sistem
Berikut adalah blok diagram sistem.
Aplikasi
Android
Pulse
Sensor
Arduino Uno
Baterai
/Power
Internet
WiFi ESP8266
(thingspeak.com)
Gambar 3.4 Blok Diagram Sistem
Berikut penjelasan dari blok diagram sistem:
1. Hidupkan alat dengan cara memasangnya ke tangan pengguna.
2. Pengguna menghidupkan router WiFi yang akan dipakai oleh alat.
3. Pengguna meng-install aplikasi alat diperangkat Android. Pengguna akan mengisi
informasi diri di aplikasi Android. Secara otomatis pengguna akan melihat denyut
jantung dan informasi kesehatan pengguna.
4. Jika alat tidak dimatikan maka sistem akan terus bekerja walaupun aplikasi
Android dimatikan.
5. Alat akan mati jika pengguna melepaskan perangkat dari tangannya.
Universitas Sumatera Utara
3.3.
Flowchart Sistem
Berikut adalah flowchart sistem.
Mulai
Input nama, umur
Data diri diproses di
Aplikasi Android
Input BPM (Beats Per
Minute)
Data yang diterima diolah
Hasil Informasi
Selesai
Gambar 3.5 Flowchart Sistem
Universitas Sumatera Utara
3.3.1. List Program
3.3.1.1. Program Cek Denyut Jantung
if (N > 250){
if ( (Sinyal > ambang) && (Pulse == false) && (N >
(IBI/5)*3) ){
Pulse = true;
digitalWrite(LedPin,HIGH);
IBI = awalHitung - waktuAkhir;
waktuAkhir = awalHitung;
if(denyutKedua){
denyutKedua = false;
for(int i=0; i= 2 And Temp 110 Then
lbl_kesimpulan.Text = "Denyut jantung kamu
Diatas Normal, Kamu perlu istirahat yang cukup agar
denyut jantungmu kembali normal."
Else
lbl_kesimpulan.Text = "Denyut jantung kamu
Normal. Silahkan beraktifitas!"
Universitas Sumatera Utara
End If
else if lbl_kategori.Text = "Remaja / Dewasa" Then
If Rat < 60 Then
lbl_kesimpulan.Text = "Denyut jantung Kamu
Dibawah Normal, Kamu disarankan untuk istirahat yang
cukup. Jangan melakukan banyak aktifitas!"
else If Rat > 90 Then
lbl_kesimpulan.Text = "Denyut jantung kamu
Diatas Normal, Kamu perlu istirahat yang cukup agar
denyut jantungmu kembali normal."
Else
lbl_kesimpulan.Text = "Denyut jantung kamu
Normal. Silahkan beraktifitas!"
End If
3.4.
Perancangan Sistem
Perancangan terdiri dari 2 bagian utama yaitu perancangan sistem perangkat keras, dan
perancangan sistem perangkat lunak. Perangkat keras yang dimaksud adalah komponen
fisik yang digunakan untuk membentuk rangkaian elektronika sistem.
Perangkat keras dan elektronika yang digunakan untuk membuat sistem terdiri
dari beberapa bagian utama yaitu sirkuit utama (main board), sensor dan konektifitas.
Setiap komponen ini membutuhkan antar muka yang merupakan jalur komunikasi antar
komponen. Perancangan antarmuka harus dilakukan sebaik mungkin dan diperhatikan
apa yang menjadi kekurangan dan kelebihannya. Kemudian perancangan perangkat
keras agar dapat digunakan dimana saja dengan cara ditempel ditangan.
Dalam perancangan perangkat lunak terdiri dari beberapa program yang
berfungsi untuk mengontrol perangkat keras. Modul program yang dibuat untuk
perangkat keras yaitu: modul program pembaca denyut jantung yang menggunakan
sensor denyut jantung sebagai inputan penting dari keseluruhan sistem.
Universitas Sumatera Utara
Perancangan perangkat lunak untuk mendukung sistem, yaitu perancangan
aplikasi Android. Kerja dari aplikasi dapat dilihat dari diagram yang sudah dibuat.
Aplikasi Android sebagai media untuk menganalisa dan memberikan informasi denyut
jantung pengguna.
Dalam perancangan sistem ada 2 hal yang penting untuk diperhatikan yaitu,
perancangan perangkat keras, dan perancangan perangkat lunak. Dua hal penting
tersebut akan menjadi tolak ukur keberhasilan sistem kerja suatu sistem.
3.4.1.
Perancangan Perangkat Keras
Pendeteksi denyut jantung yang akan dibangun dirancang agar dapat berjalan baik
dengan cara kerjanya yang sudah ditentukan. Ada beberapa hal yang menjadi
fokus dalam tahap perancangan sistem yaitu desain konstuksi utama dan sensor.
3.4.1.1.
Konstruksi Utama
Kerangka adalah konstruksi yang nantinya akan menentukan desain, bentuk
dan ukuran dari komponen fisik lainnya. Fungsi utama dari kerangka adalah
sebagai tempat atau kedudukan seluruh komponen yang dibutuhkan alat.
Kerangka alat dibuat dengan menggunakan PCB matriks yang berukuran
5x7.
Gambar 3.6 PCB Matriks
Universitas Sumatera Utara
3.4.1.2.
Konstruksi Perangkat Elektronika
Berhubungan dengan perancangan sistem mikrokontroler, papan konstruksi
utama, sensor detak jantung, perangkat WiFi, perangkat baterai. Rangkaian
sistem beserta komponen-komponen lain yang terhubung pada board
mikrokontroller Arduino Uno dapat dilihat pada Tabel 3.1 berikut.
Tabel 3.1 Rancangan Board Mikrokontroller Arduino Uno
No.
1.
Nama Barang
Mikrokontroller Arduino
Banyak
Fungsi
Keterangan
1
Prosesor
3
Tegangan positif
- VCC Pulse sensor 5V
5V(1) dan 3,3V(2)
- VCC dan CH_PD
Uno (ATMega328)
2.
VCC
ESP8266 3,3V
3.
GND
2
- Pulse Sensor
Ground
- ESP8266
4.
Analog Pin (A0)
1
Menerima sinyal
Pulse Sensor
analog pulse sensor
5.
Digital Pin (D9, D10)
2
koneksi data
koneksi data ESP8266
Gambar 3.7 Skema rangkaian
Universitas Sumatera Utara
3.4.2.
Perancangan Perangkat Antar Muka Aplikasi Android
Aplikasi android berfungsi sebagai media input data diri dan media melihat
informasi denyut jantung dan kesehatan. Perancangan aplikasi terdapat 3 halaman
yaitu registrasi, info dan tentang. Tetapi sebelum merancang antarmuka aplikasi
Android, terlebih dahulu untuk menyediakan penampung data dari alat denyut
jantung. Disini digunakan fitur tampung data dari thingspeak.com
Gambar 3.8 Penampung Data thingspeak
Universitas Sumatera Utara
3.4.2.1.
Perancangan tampilan registrasi aplikasi
C-BPM! Registrasi
Selamat Datang di Aplikasi
C-BPM!
Masukkan informasi diri dikolom berikut untuk
memudahkan aplikasi cek denyut jantungmu!
Nama
Umur
OK
Gambar 3.9 Perancangan Antar Muka Registrasi
Berikut keterangan bagian-bagian antar muka yang terdapat pada antar
muka aplikasi pada halaman registrasi:
1. Nama, Berisikan nama dari pengguna.
2. Umur, berisikan informasi mengenai umur pengguna.
3. OK, tombol untuk lanjut kehalaman info.
Universitas Sumatera Utara
3.4.2.2.
Perancangan Antar Muka Info
C-BPM! Informasi
ANALISIS DENYUT JANTUNG
Nama :
Umur :
Kategori:
1
Denyut Jantung Anda
2
3
Gambar 3.10 Perancangan Antar Muka Info
Berikut keterangan bagian-bagian antar muka yang terdapat pada antar
muka aplikasi pada halaman info:
1. Pada kotak nomor 1 berisi informasi diri pemakai alat denyut jantung.
Ada 2 kategori pada aplikasi ini, Anak-anak dan remaja/dewasa.
Kategori akan menentukan pilihan dari umur pemakai alat denyut
jantung.
2. Pada kotak nomor 2 berisi informasi data denyut jantung pemakai
sebanyak 10 data yang diambil dari penampung data thingspeak.com.
3. Pada kotak nomor 3 berisi hasil informasi dari ke-10 data denyut jantung
yang diperoleh. Data akan dirata-ratakan dan kemudian akan menjadi
informasi kesehatan bagi pemakai alat denyut jantung.
Universitas Sumatera Utara
3.4.2.3.
Perancangan Antar Muka Tentang
Tentang
1
2
Gambar 3.11 Perancangan Antar Muka Tentang
Berikut keterangan bagian-bagian antar muka yang terdapat pada antar
muka aplikasi pada halaman tentang:
1. Pada kotak nomor 1 berisi informasi mengenai foto pembuat aplikasi
2. Pada kotak nomor 2 berisi informasi diri dan informasi aplikasi.
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
4.1. Implementasi Sistem
Proses yang akan dilakukan berikutnya setelah dilakukan analisis dan perancangan pada
bab sebelumnya adalah implementasi sistem sesuai dengan perancangan yang telah
dibuat.
4.1.1. Konstruksi Utama
Kerangka alat pendeteksi denyut jantung diimplementasikan menggunakan PCB
Matriks dengan ukuran 7 cm x 5 cm, agar lebih mudah digunakan. PCB Matriks
digunakan untuk menggabungkan seluruh komponen yang diperlukan untuk membuat
alat pendeteksi denyut jantung yang dapat dibawa. Selain dari pada PCB matriks, untuk
casing dari alat yang dibuat menggunakan kotak sabun mandi yang sudah dibentuk agar
komponen dapat masuk kedalam. Dalam penggunaannya PCB matriks sangat mudah
untuk digunakan.
Berikut gambar implementasi kerangka alat (a) kerangka utama atas, dan (b)
kerangka utama bawah,
37
Universitas Sumatera Utara
(b)
(a)
Gambar 4.1 Kerangka alat
(a) Kerangka utama atas (b) Kerangka utama bawah
4.1.2. Sensor Detak Jantung
Pada alat ini menggunakan Pulse Sensor yang diletakkan diluar kerangka utama.
Berikut pengimplementasiannya.
Gambar 4.2 Implementasi Pulse Sensor
Pada tahap implementasi ini, Pulse Sensor diletakkan diluar kerangka alat.
Tujuannya agar sensor dapat meraih jari pengguna alat. Karena Pulse Sensor hanya
Universitas Sumatera Utara
dapat membaca denyut jantung yang berada di jari tangan, tidak dapat membaca
dibagian tubuh lainnya.
4.1.3. Konektifitas WiFi
Alat yang dibuat ini menggunakan konektifitas WiFi sebagai penghubung alat ke
internet, dan kemudian disambungkan ke penampung data thingspeak.com. Berikut
adalah gambar WiFi ESP8266 yang sudah tersambung ke kerangka utama.
Gambar 4.3 Implementasi Konektifitas WiFi
4.1.4. Daya listrik dan pengisian ulang baterai
Alat yang dibuat ini menggunakan daya listrik dari sebuah baterai bekas yang
bertegangan 3.7V dengan kapasitas 1000mAh. Sehingga untuk membawa alat ini
tidak perlu menggunakan sumber daya luar.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4 Baterai Alat
Alat ini juga dilengkapi dengan pengisian baterai ulang, sehingga dapat
digunakan kembali jika baterai kehabisan daya.
Gambar 4.5 Implementasi pengisian ulang baterai
Untuk menghidupkan alat pendeteksi denyut jantung ini, alat sudah dirancang
sedemikian rupa agar alat dapat menyala otomatis jika pengguna memakai alat
tersebut. Menggunakan Push-Botton dibagian bawah Pulse Sensor ketika pengguna
memakai alat maka otomatis akan menghidupkan alat tersebut.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.6 Implementasi hidup otomatis
4.2. Implementasi Penggabungan Rangkaian Sirkuit Elektronik
Rangkaian sirkuit elektronik di implementasikan dengan menggunakan papan PCB
matriks. Board mikrokontroller Arduino Uno disebut sebagai papan utama, karena
tugasnya adalah untuk memproses data yang masuk dan kemudian mengirimkannya ke
penampung data. Berikut adalah Implementasi papan Arduino Uno yang digabungkan
dengan kerangka utama.
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 4.7 Papan Arduino dengan kerangka utama (a) tampak atas (b) tampak
bawah.
4.3. Implementasi Perangkat Lunak
Implementasi Perangkat Lunak terbagi menjadi 2 bagian, yaitu:
4.3.1. Perangkat Lunak Arduino Uno
Modul program Arduino Uno dibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman C
dan aplikasi Arduino CC sebagai compiler. File program berekstensi .ino yang
kemudian dimasukkan ke dalam mikrokontroler Arduino Uno melalui kabel USB
MINI. Berikut gambar pembuatan program Arduino.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.8 Upload program Arduino
4.3.2. Perangkat Lunak Android
Aplikasi Android berfungsi sebagai media input data diri dan media untuk melihat
informasi denyut jantung dan kesehatan. Implementasi aplikasi terdapat 3 bagian
halaman. Sebagai berikut:
4.3.2.1. Tampilan Registrasi
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9 Implementasi Tampilan Registrasi
Pada tampilan aplikasi ini tampak sesuai dengan yang direncanakan
diperancangan aplikasi. Pada tampilan Registrasi, user diminta untuk
memasukkan informasi diri seperti Nama dan Umur pengguna. Data ini akan
diproses ditampilan aplikasi berikutnya. Disebelah kanan atas ada menu yang
berisikan menu tentang pembuat aplikasi.
Universitas Sumatera Utara
4.3.2.2. Tampilan Informasi
Gambar 4.10 Implementasi Tampilan Informasi
Pada tampilan aplikasi ini tampak sesuai dengan yang direncanakan
diperancangan aplikasi. Pada tampilan informasi, akan ditampilkan Nama, umur
dan kategori. Field Nama dan umur dimasukkan pada tampilan registrasi. Field
kategori secara otomatis akan diputuskan oleh sistem dengan ketentuan 2-10
tahun kategori “Anak-Anak”, sedangkan 10 tahun keatas dikategorikan
“Remaja/Dewasa”. Kategori ini diperlukan untuk mengetahui batas atas dan
batas bawah denyut jantung normal. Pada bagian ListView “Denyut Jantung
Anda” berisikan informasi denyut jantung yang sudah dibaca oleh alat ketika
alat dinyalakan. Secara realtime ListView akan terisi saat alat dinyalakan.
ListView hanya dapat menampung data sebanyak 10. Tujuannya agar didapatkan
denyut jantung rata-rata pemakai alat tersebut. Pada bagian “Hasil”, aplikasi
Universitas Sumatera Utara
akan merata-ratakan kesepuluh data yang masuk ke ListView kemudian akan
ditampilkan saran dan kesimpulan dengan ketentuan seperti tabel berikut.
Tabel 4.1 Ketentuan Hasil Denyut Jantung
Kategori
Umur
Denyut
0-70
AnakAnak
2-10
Tahun
70-110
110-lebih
0-60
Remaja /
Dewasa
10 lebih
60-100
100-lebih
Hasil
Denyut jantung Kamu Dibawah
Normal, Kamu disarankan untuk
istirahat yang cukup. Jangan melakukan
banyak aktifitas!
Denyut jantung kamu Normal. Silahkan
beraktifitas!
Denyut jantung kamu Diatas Normal,
Kamu perlu istirahat yang cukup agar
denyut jantungmu kembali normal.
Denyut jantung Kamu Dibawah
Normal, Kamu disarankan untuk
istirahat yang cukup. Jangan melakukan
banyak aktifitas!
Denyut jantung kamu Normal. Silahkan
beraktifitas!
Denyut jantung kamu Diatas Normal,
Kamu perlu istirahat yang cukup agar
denyut jantungmu kembali normal.
4.3.2.3. Tampilan Tentang
Pada tampilan aplikasi ini tampak sesuai dengan yang direncanakan
diperancangan aplikasi. Pada tampilan Tentang, berisikan informasi pembuat
aplikasi dan alat pendeteksi denyut jantung serta langkah praktis yang
diberikan agar memudahkan pengguna untuk menggunakannya.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.11 Implementasi Tampilan Tentang
4.4. Pengujian Alat
Pengujian alat dilakukan untuk mengetahui bahwa alat yang telah dibuat dapat berjalan
dengan baik sesuai dengan analisis dan perancangan sistem yang telah dibuat
sebelumnya. Pengujian yang dilakukan pada sistem ini adalah pengujian Pulse Sensor,
pengujian perhitungan detak jantung permenit, pengujian menggunakan konektifitas
WiFi, pengujian dengan tidak menggunakan konektifitas WiFi dan Pengujian dengan
berbagai kondisi.
4.4.1.
Pengujian Pulse Sensor
Pengujian Pulse Sensor ini sangat penting dilakukan, karena Pulse Sensor adalah
komponen utama yang dipakai untuk membaca denyut jantung. Pulse Sensor
Universitas Sumatera Utara
menggunakan sinyal Analog sebagai transmisinya. Sinyal analog pada Pulse Sensor
terdiri dari 10bit (0-1023). Pengujian ini dilakukan untuk melihat apakah Pulse
Sensor bekerja dengan baik (sesuai dengan Datasheet) atau tidak, dapat dilihat pada
tabel berikut.
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Output Pulse Sensor
Output Sensor
0000000001
0000000011
0000000111
0000001111
0000011111
0000111111
0001111111
0011111111
0111111111
1111111111
Nilai Desimal
1
3
7
15
31
63
127
255
511
1023
Pengukuran Tegangan
0,0049 Volt
0,0147 Volt
0,0342 Volt
0,0733 Volt
0,1515 Volt
0,3079 Volt
0,6207 Volt
1,2463 Volt
2,4976 Volt
5,0000 Volt
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Output Pulse Sensor berbagai kondisi
Kondisi
Nilai
Desimal
Sensor
Waktu
Sensor tidak disentuh
400-700
tidak terbatas
Sensor mendekati jari
0
5 detik
Sensor disentuh
400-550
tidak terbatas
Sensor menjauhi jari
1000-1023
5 detik
Ket
Output sensor akan berada
pada 400-700 secara terus
menerus ketika sensor tidak
disentuh.
Output sensor akan berada
pada 0 selama 5 detik ketika
sensor pertama sekali
disentuh. Setelah itu akan
berubah menjadi kondisi
sensor disentuh.
Output sensor akan berada
pada 400-550 secara terus
menerus ketika sensor sudah
disentuh.
Output sensor akan berada
pada 1000-1023 selama 5
Universitas Sumatera Utara
detik ketika jari menjauhi
sensor (tidak disentuh).
Setelah itu akan berubah
menjadi kondisi sensor tidak
disentuh.
4.4.2. Perhitungan Detak Jantung Permenit
Pada pengujian ini Pulse Sensor akan memberikan nilai sesuai dengan himpunan
nilai pada program. Berikut hasil dari pengujian yang telah dilakukan. (Dalam
kondisi normal). Dalam kondisi normal artinya, pengguna sedang tidak
melakukan aktifitas pekerjaan berat.
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Pulse Sensor dengan kondisi normal
Nilai Desimal Ratarata
574
482
527
512
Tegangan Rata-rata
BPM
2,8055 Volt
2,3558 Volt
2,5758 Volt
2,5024 Volt
81
82
83
80
4.4.3. Pengujian dengan alat(C-BPM) dan manual
Pada pengujian ini digunakan keseluruhan komponen yang terhubung, dan
hasilnya akan ditampilkan di aplikasi Android. Pada pengujian ini juga akan
dibandingkan dengan perhitungan manual denyut jantung. Perhitungan manual
dilakukan dengan cara meraba pergelangan tangan sebelah kiri. Menghitung
denyut selama 1 menit.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.5 Perbandingan hasil perhitungan C-BPM dan Manual (normal)
No.
1.
2.
3.
4.
5.
C-BPM
91 beats per minute
93 beats per minute
94 beats per minute
93 beats per minute
90 beats per minute
Manual
87 beats per minute
93 beats per minute
93 beats per minute
92 beats per minute
88 beats per minute
Perbandingan Hasil Perhitungan (Kondisi Normal)
Detak Jantung Permenit (BPM)
96
94
94
93
93
93
92
92
91
90
90
88
88
87
86
84
82
1
2
3
4
5
Percobaan
Pakai Alat
Manual
Gambar 4.12 Grafik Perbandingan Hasil Perhitungan (Kondisi Normal)
Dari hasil yang didapatkan didalam pengujian (kondisi normal), dilihat bahwa
pengujian dengan menggunakan alat C-BPM mendekati hasil pengujian dengan
cara manual.
Kemudian dilakukan pengujian dengan kondisi pengguna diatas normal.
Kondisi diatas normal adalah kondisi dimana pengguna telah selesai melakukan
pekerjaan berat.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.6 Perbandingan hasil perhitungan C-BPM dan Manual (diatas normal)
No.
1.
2.
3.
4.
5.
Detak Jantung Permenit (BPM)
125
C-BPM
122 beats per minute
119 beats per minute
120 beats per minute
115 beats per minute
109 beats per minute
Manual
120 beats per minute
117 beats per minute
115 beats per minute
109 beats per minute
107 beats per minute
Perbandingan Hasil Perhitungan (Kondisi diatas
normal)
120
122
120
120
119
117
115
115
115
110
109
109
107
4
5
105
100
95
1
2
3
Percobaan
Pakai Alat
Manual
Gambar 4.13 Grafik Perbandingan Hasil Perhitungan (Kondisi diatas Normal)
Dari hasil yang didapatkan didalam pengujian (kondisi diatas normal), dilihat
bahwa pengujian dengan menggunakan alat C-BPM mendekati hasil pengujian
dengan cara manual.
4.4.4. Pengujian alat dengan kondisi normal dan diatas normal.
Pada pengujian ini, alat akan diuji dalam kondisi normal dengan kondisi diatas
normal.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.7 Hasil pengujian berbagai kondisi
No.
1.
2.
3.
4.
5.
Kondisi Normal
95 beats per minute
88 beats per minute
89 beats per minute
93 beats per minute
91 beats per minute
Kondisi Diatas Normal
120 beats per minute
115 beats per minute
117 beats per minute
108 beats per minute
119 beats per minute
Perbandingan Hasil Kondisi Berbeda
Detak Jantung Permenit (BPM)
140
120
120
115
119
117
108
100
95
88
89
93
91
2
3
4
5
80
60
40
20
0
1
Percobaan
Kondisi Normal
Kondisi Diatas Normal
Gambar 4.14 Grafik Perbandingan Hasil Perhitungan Kondisi Berbeda
Dari hasil yang didapatkan didalam pengujian diatas, ketika berada pada kondisi
diatas normal, hitungan denyut jantung lebih banyak dari pada ketika pengguna
dalam kondisi normal.
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan dan hasil dari penelitian, maka diperoleh beberapa
kesimpulan sebagai berikut:
1.
Hasil penggunaan Pulse Sensor sebagai pendeteksi denyut jantung tidak jauh
berbeda dengan menggunakan cara manual.
2.
Pulse Sensor sangat sensitif terhadap gerakan jari yang berada diatasnya. Sehingga
dibutuhkan kehati-hatian didalam penggunaannya.
3.
Kondisi aktifitas mempengaruhi frekuensi detak jantung serta tegangan listrik yang
dikeluarkan oleh Pulse sensor.
4.
Tegangan listrik yang dikeluarkan Pulse sensor berbeda-beda dengan detak jantung
per menitnya.
5.2.
Saran
Berikut ini adalah saran yang dapat digunakan untuk tahap pengembangan penelitian
sistem ini antara lain:
1.
Alat pendeteksi denyut jantung sebaiknya menggunakan 2 mikrokontroler.
Mikrokontroller pertama digunakan untuk memproses data dari Pulse Sensor, dan
Mikrokontroller kedua digunakan untuk mengirim data keluar mikrokontroller.
2.
Alat pendeteksi denyut jantung sebaiknya menggunakan sensor pendeteksi yang
lebih mumpuni dari Pulse Sensor yang dipakai oleh penulis.
3.
Menambahkan masukkan dari Sensor lain agar informasi kesehatan yang diberikan
lebih akurat.
Universitas Sumatera Utara