Perekaman Sinyal Elektrik Aktifitas Otot Kaki Untuk Analisis Ergonomis
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah
Alas kaki tak hanya memengaruhi penampilan seseorang, juga kesehatan.
Pasalnya, pemakaian alas kaki yang tidak baik ternyata dapat menimbulkan
masalah bagi konsumen itu sendiri. Salah memilih dan menggunakan alas kaki baik
itu sepatu maupun sandal, memiliki dampak yang besar terhadap kesehatan,
terutama kesehatan kaki. Keragaman gangguan kesehatan pada kaki ini pada
14
Universitas Sumatera Utara
dasarnya bukan dikarenakan pada suatu kecelakaan ataupun hal-hal diluar prediksi
namun tidak jauh dari penggunaan dan pemilihan alas kaki itu sendiri.
Permasalahan nyeri otot, tulang, dan sendi kerap jadi teman baik pada
pengguna alas kaki yang tidak mendukung keamanan dan kenyamanan konsumen.
Otot dan tulang pada kaki, terutama telapak kaki mempunyai bagian- bagian yang
kompleks dan rumit. Sudut-sudut biomekanika yang terjadi saat berlari atau
melompat melibatkan banyak otot yang terkait. Produk pendukung seperti sepatu
harus dirancang untuk mendukung semua gerakan yang terjadi. Oleh
karenanya,memilih alas kaki haruslah tepat. Jika seorang konsumen tidak
menggunakan alas kaki yang tepat dan tidak mengakomodasi gerakan kakinya,
resiko terkena cedera akan meningkat.
Pada
Tugas
Akhir
ini,
penulis
akan
melakukan
perancangan
Electromyography (EMG) untuk mendeteksi adanya aktifitas listrik di dalam otot
kaki manusia saat melakukan aktifitas. Sensor otot akan mendeteksi adanya
aktifitas listrik dalam otot. Karena sinyal ini mempunyai amplitudo yang sangat
kecil maka diperlukan elektroda sebagai media untuk mendeteksi sinyal tersebut,
elektroda di lekatkan pada kaki yang mempunyai denyut paling kuat. Sinyal
tersebut akan masuk ke pin analog (ADC) mikrokontroler Arduino. Lalu ADC
mengubah sinyal tersebut menjadi data digital. Terakhir, data tersebut
akan
dikirimkan ke sebuah PC dengan menggunakan kabel USB. Untuk menampilkan
hasil perekaman data sinyal EMG dapat dibuat interface menggunakan Software
LabVIEW dll.
15
Universitas Sumatera Utara
Dari hasil perekaman ini akan terlihat hasil dari perekaman otot dari masingmasing alas kaki dan kemudian dibandingkan hasil dari aktifitas otot tersebut satu
dengan yang lain. Semakin besar jumlah tekanannya, kontraksi otot akan semakin
besar. Seseorang akan cepat merasa kelelahan dan beresiko terkena cedera. Dengan
dirancangnya sistem ini, diharapkan permasalahan dalam memilih alas kaki yang
baik dan tepat dapat diselesaikan. Pemilihan alas kaki yang tepat nantinya akan
dapat mengurangi resiko cedera dan ketidaknyamanan pada kaki dalam beraktifitas.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas,maka dapat diambil beberapa rumusan masalah
pada penelitian ini,yaitu :
1. Bagaimana merancang kesatuan system perekaman aktifitas otot kaki yang di
deteksi dengan sensor otot dan terintegrasi dengan mikrokontlorer Arduino.
2. Bagaimana mekanisme pengiriman data sinyal dari Arduino ke dalam
LabVIEW.
3. Bagaimana menganalisis hasil dari pengiriman data sinyal yang di tampilkan
di dalam LabVIEW tersebut.
1.3
Batasan Masalah
Untuk memudahkan pembahasan dalam tulisan ini maka dibuat batasan
masalah sebagai berikut :
1. Sistem menggunakan kontroler sebagai pengolah data. Kontroler yang
digunakan adalah Arduino.
16
Universitas Sumatera Utara
2. Software hanya digunakan sebagai penampil data. Website tidak dirancang
sendiri, namun memanfaatkan website yang sudah ada di internet.
3. Percobaan dilakukan secara offline.
4. Percobaan dilakukan dalam kondisi tenang, berjalan dan berlari di tempat
dalam waktu 5 menit.
5. Perekaman aktifitas otot yang dilakukan hanya di bagian kaki.
1.4
Tujuan Penulisan Tugas Akhir
Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah melakukan perancangan
perekaman sinyal elektrik aktifitas otot kaki dengan menggunakan sensor otot yang
terintegrasi Arduino dan LabVIEW untuk analisis ergonomis alas kaki.
1.5
Metode Penelitian
Untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini maka penulis menerapkan
beberapa metode penelitian diantaranya :
1. Studi literatur
Pada tahap ini dilakukan studi pada berbagai referensi pustaka yang berkaitan
dengan perancangan, baik buku, jurnal, artikel, dan lain-lain
2. Perancangan perangkat keras
Pada tahap ini dilakukan perancangan perangkat keras antara lain konfigurasi
komponen-komponen dengan kontroler.
3. Perancangan perangkat lunak
17
Universitas Sumatera Utara
Pada tahap ini dilakukan perancangan perangkat lunak antara lain pemrograman
kontroler.
4. Pengujian dan analisa sistem
Melakukan pengujian dan analisa terhadap sistem secara keseluruhan dengan
menggabungkan perangkat keras dan perangkat lunak.
1.6
Sistematika Penulisan
Tugas akhir ini disusun berdasarkan sistematika penulisan sebagai berikut :
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini berisikan tentang latar belakang masalah, tujuan penulisan,
rumusan masalah, batasan masalah, metode penulisan serta
sistematika penulisan.
BAB II
DASAR TEORI
Pada bab ini dijelaskan tentang semua dasar teori yang digunakan
untuk merancang dan merealisasikan sistem. Setiap teorema yang
bermanfaat demi terealisasinya sistem, akan dicantumkan di bab ini.
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
Bab ini mengulas tentang perancangan sistem secara umum dan
secara khusus. Sistem mencakup perangkat keras dan perangkat
lunak.
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISA
18
Universitas Sumatera Utara
Bab ini merupakan implementasi secara nyata dari sistem yang telah
direncanakan sebelumnya dalam bentuk serangkaian perangkat
keras dan perangkat lunak yang saling terkait. Bab ini juga meliputi
pengujian terhadap sistem yang telah selesai dibangun dan
menganalisa sistem yang telah menjadi satu kesatuan.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan tentang kesimpulan isi dari keseluruhan uraian
bab-bab sebelumnya dan saran-saran dari hasil yang diperoleh yang
diharapkan dapat bermanfaat dalam pengembangan.
19
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah
Alas kaki tak hanya memengaruhi penampilan seseorang, juga kesehatan.
Pasalnya, pemakaian alas kaki yang tidak baik ternyata dapat menimbulkan
masalah bagi konsumen itu sendiri. Salah memilih dan menggunakan alas kaki baik
itu sepatu maupun sandal, memiliki dampak yang besar terhadap kesehatan,
terutama kesehatan kaki. Keragaman gangguan kesehatan pada kaki ini pada
14
Universitas Sumatera Utara
dasarnya bukan dikarenakan pada suatu kecelakaan ataupun hal-hal diluar prediksi
namun tidak jauh dari penggunaan dan pemilihan alas kaki itu sendiri.
Permasalahan nyeri otot, tulang, dan sendi kerap jadi teman baik pada
pengguna alas kaki yang tidak mendukung keamanan dan kenyamanan konsumen.
Otot dan tulang pada kaki, terutama telapak kaki mempunyai bagian- bagian yang
kompleks dan rumit. Sudut-sudut biomekanika yang terjadi saat berlari atau
melompat melibatkan banyak otot yang terkait. Produk pendukung seperti sepatu
harus dirancang untuk mendukung semua gerakan yang terjadi. Oleh
karenanya,memilih alas kaki haruslah tepat. Jika seorang konsumen tidak
menggunakan alas kaki yang tepat dan tidak mengakomodasi gerakan kakinya,
resiko terkena cedera akan meningkat.
Pada
Tugas
Akhir
ini,
penulis
akan
melakukan
perancangan
Electromyography (EMG) untuk mendeteksi adanya aktifitas listrik di dalam otot
kaki manusia saat melakukan aktifitas. Sensor otot akan mendeteksi adanya
aktifitas listrik dalam otot. Karena sinyal ini mempunyai amplitudo yang sangat
kecil maka diperlukan elektroda sebagai media untuk mendeteksi sinyal tersebut,
elektroda di lekatkan pada kaki yang mempunyai denyut paling kuat. Sinyal
tersebut akan masuk ke pin analog (ADC) mikrokontroler Arduino. Lalu ADC
mengubah sinyal tersebut menjadi data digital. Terakhir, data tersebut
akan
dikirimkan ke sebuah PC dengan menggunakan kabel USB. Untuk menampilkan
hasil perekaman data sinyal EMG dapat dibuat interface menggunakan Software
LabVIEW dll.
15
Universitas Sumatera Utara
Dari hasil perekaman ini akan terlihat hasil dari perekaman otot dari masingmasing alas kaki dan kemudian dibandingkan hasil dari aktifitas otot tersebut satu
dengan yang lain. Semakin besar jumlah tekanannya, kontraksi otot akan semakin
besar. Seseorang akan cepat merasa kelelahan dan beresiko terkena cedera. Dengan
dirancangnya sistem ini, diharapkan permasalahan dalam memilih alas kaki yang
baik dan tepat dapat diselesaikan. Pemilihan alas kaki yang tepat nantinya akan
dapat mengurangi resiko cedera dan ketidaknyamanan pada kaki dalam beraktifitas.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas,maka dapat diambil beberapa rumusan masalah
pada penelitian ini,yaitu :
1. Bagaimana merancang kesatuan system perekaman aktifitas otot kaki yang di
deteksi dengan sensor otot dan terintegrasi dengan mikrokontlorer Arduino.
2. Bagaimana mekanisme pengiriman data sinyal dari Arduino ke dalam
LabVIEW.
3. Bagaimana menganalisis hasil dari pengiriman data sinyal yang di tampilkan
di dalam LabVIEW tersebut.
1.3
Batasan Masalah
Untuk memudahkan pembahasan dalam tulisan ini maka dibuat batasan
masalah sebagai berikut :
1. Sistem menggunakan kontroler sebagai pengolah data. Kontroler yang
digunakan adalah Arduino.
16
Universitas Sumatera Utara
2. Software hanya digunakan sebagai penampil data. Website tidak dirancang
sendiri, namun memanfaatkan website yang sudah ada di internet.
3. Percobaan dilakukan secara offline.
4. Percobaan dilakukan dalam kondisi tenang, berjalan dan berlari di tempat
dalam waktu 5 menit.
5. Perekaman aktifitas otot yang dilakukan hanya di bagian kaki.
1.4
Tujuan Penulisan Tugas Akhir
Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah melakukan perancangan
perekaman sinyal elektrik aktifitas otot kaki dengan menggunakan sensor otot yang
terintegrasi Arduino dan LabVIEW untuk analisis ergonomis alas kaki.
1.5
Metode Penelitian
Untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini maka penulis menerapkan
beberapa metode penelitian diantaranya :
1. Studi literatur
Pada tahap ini dilakukan studi pada berbagai referensi pustaka yang berkaitan
dengan perancangan, baik buku, jurnal, artikel, dan lain-lain
2. Perancangan perangkat keras
Pada tahap ini dilakukan perancangan perangkat keras antara lain konfigurasi
komponen-komponen dengan kontroler.
3. Perancangan perangkat lunak
17
Universitas Sumatera Utara
Pada tahap ini dilakukan perancangan perangkat lunak antara lain pemrograman
kontroler.
4. Pengujian dan analisa sistem
Melakukan pengujian dan analisa terhadap sistem secara keseluruhan dengan
menggabungkan perangkat keras dan perangkat lunak.
1.6
Sistematika Penulisan
Tugas akhir ini disusun berdasarkan sistematika penulisan sebagai berikut :
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini berisikan tentang latar belakang masalah, tujuan penulisan,
rumusan masalah, batasan masalah, metode penulisan serta
sistematika penulisan.
BAB II
DASAR TEORI
Pada bab ini dijelaskan tentang semua dasar teori yang digunakan
untuk merancang dan merealisasikan sistem. Setiap teorema yang
bermanfaat demi terealisasinya sistem, akan dicantumkan di bab ini.
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
Bab ini mengulas tentang perancangan sistem secara umum dan
secara khusus. Sistem mencakup perangkat keras dan perangkat
lunak.
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISA
18
Universitas Sumatera Utara
Bab ini merupakan implementasi secara nyata dari sistem yang telah
direncanakan sebelumnya dalam bentuk serangkaian perangkat
keras dan perangkat lunak yang saling terkait. Bab ini juga meliputi
pengujian terhadap sistem yang telah selesai dibangun dan
menganalisa sistem yang telah menjadi satu kesatuan.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan tentang kesimpulan isi dari keseluruhan uraian
bab-bab sebelumnya dan saran-saran dari hasil yang diperoleh yang
diharapkan dapat bermanfaat dalam pengembangan.
19
Universitas Sumatera Utara