RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI DENYUT JA

Wilis Ajie NU Projo
7106 040 015
PEMBIMBING :
Ir. RATNA ADIL, MT
NIP. 19510323.198711.2.001

JURUSAN D4 TEKNIK ELEKTRONIKA

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya
2010

Latar Belakang Masalah
 Kesehatan

manusia merupakan hal yang
mendasar sebagai penunjang berbagai macam
aktifitas postif manusia.
 Berdasarkan The World Health Report, 2007
angka kematian seseorang akibat diagnosa
kesehatan yang lambat serta penanganan yang
buruk oleh tim medis di Indonesia pada tahun

2000 mencapai 130/100.000 populasi manusia
hidup.
 Informasi dengan tampilan website saat ini
merupakan sebuah solusi kemudahan dan
menjadi trend untuk mendapatkan informasi
seperti informasi monitoring kesehatan.

Tujuan Program







Membuat alat deteksi denyut jantung manusia
yang sederhana dan mudah digunakan.
Membuat alat yang dapat mengukur suhu
badan seseorang.
Membuat alat yang dapat mengetahui posisi

dari seseorang, mengunakan GPS (Global
Positioning System).
Bagaimana cara pengiriman data sensor
intgerated dengan komunikasi serial ke web
server menggunakan bahasa pemrograman
PHP (Hypertext Preprocessor)?
Membuat sebuah tampilan monitoring berbasis
web yang terpadu sehinnga mudah digunakan.

Batasan Masalah








Membuat Perangkat sensor yang dapat mendeteksi
banyaknya sinyal jantung (Beat) dalam satu menit,

menggunakan photoplethysmograph.
Membuat perangkat untuk mendeteksi suhu tubuh
pasien.
Merubah data analog ke digital.
GPS yang digunakan menggunakan port serial RS-232
Mikrokontroler yang digunakan adalah keluarga AVR
ATMega 128.
Untuk bahasa pemrograman web menggunakan
bahasa PHP (Hypertext Processor)
Tampilan web hanya menampilkan berupa angka atau
nilai dari data yang dikirim oleh mikrokontroller dengan
informasi yang dapat diambil dari nilai-nilai tersebut.

Blok Diagram Alat
Virtual Server

LAN/wireless/Dns internet

Modem GPS
Data Lintang& Bujur

Data Serial

PC (

Personal Computer)

SERIAL KOMUNIKASI USART
[0])
SERIAL KOMUNIKASI USART
[1 ]

TAMPILAN WEBSITE

MINIMUM SYSTEM AT MEGA
128
ADC[0]
Signal
Conditioning

Sensor Suhu LM

335

Timer0
Photoplethys
Comparator

OP- AMP

Prinsip Kerja Alat


alat ini digunakan untuk memonitor kondisi dan keberadaan
seseorang dengan parameter denyut jantung, suhu dan posisi
(GPS). Ketiga data tersebut dikirimkan melalui Komunikasi serial
melalui RS 232 pada mikrokontroller AT Mega 128 pada Usart 0
lalu diterima oleh web server dengan bahasa pemrograman PHP
(Hypertext Processor) sehingga dapat ditampilkan melalui web
dengan koneksi LAN,Internet DNS, Wireless.
Untuk
sensor

denyut
jantung
kami
menggunakan
Photoplethysmograph menggunakan OP-amp Inverting dan non
inverting untuk menguatkan sinyal dari LDR dan LED superbirght
dan pada akhir rangkaian kami menggunakan komparator
menjadikan level tegangan menjadi high & low sehingga dapat di
proses oleh timer/counter pada mikrokontroller. Untuk sensor suhu
kita gunakan lm35 dengan amplifier non inferting yang berguna
sebagai pengkondisi signal output. Pada sisi GPS langsung
dihubungkan dengan mikrokontroller dengan koneksi serial RS 232
dan cara pengambilan data GPS menggunakan teknik parsing
data.

PHOTOPLETHYSMOGRAPH

Hasil percobaan Photoplethysmograph
1
2

4

3

5

Hasil dari sinyal POINT 1

Merupakan tampilan dari osciloscope berbentuk sinyal
continue denyut jantung yang terbalik dengan Vp-p 272 = mV
dengan skala pada oscilloscope volt/div = 100, Time /div=500

Hasil dari sinyal POINT 2

Merupakan hasil tampilan pada oscilloscope, sudah
hampir berbentuk sinyal denyut jantung dengan Vp-p =
338 mV dengan skala pada oscilloscope volt/div = 100,
Time /div=500

Hasil dari sinyal POINT 3

Merupakan hasil tampilan pada oscilloscope, sudah
berbentuk sinyal denyut jantung yang continue namun terbalik
dengan Vp-p = 3,75 V dengan skala pada oscilloscope
volt/div = 2, Time /div=500

Hasil dari sinyal POINT 4

Merupakan hasil tampilan pada oscilloscope,
tegangan outptnya Vp-p = 4,17 V dengan skala
pada oscilloscope volt/div = 2, Time /div=500

Hasil dari sinyal POINT 5

Merupakan hasil tampilan pada oscilloscope,yaitu sinyal
hasil komparasi dari komaparator dengan level tegangan
output dan input 0-5 V (high/low)

Hasil Percobaan Photoplethysmograph

BPM

BPM
Data

BPM

70 66 80 83 80 97 76 70 69 75 71 72 80 70 72 80
16

BPM

75.68

SENSOR SUHU
Sensor suhu yang digunakan
adalah LM35, sensor ini
dikonfigurasikan untuk dapat
mendeteksi suhu antara 0 ºC

sampai 150 ºC. Sensor LM35
menunjukkan bahwa setiap
kenaikan 10 mV mewakili
kenaikan suhu 1ºC.

Hasil Pengukuran

Dari data perbandingan antara termometer air raksa dan sensor suhu LM35
ternyata mendekati benar. Maka dari data diatas dapat dilihat bahwa
rangkaian sensor suhu dengan menggunakan penguatan non inverting
sebesar 100 kali dapat menghasilkan presentase error sebesar 0,005%
sampai yang sangat kecil bahkan hampir mendekati nol yaitu 0,009%.

Hasil dari pengujian GPS

GPS (SIM 508)

AT Mega 128

LCD 16 X 2

Hasil Pengambilan Data GPS

Point penting Data GPS


Tidak bisa digunakan di dalam ruangan
 Membutuhkan minimal 3 satelit untuk
mengunci titik koordinatnya
 Memerlukan waktu untuk mengunci posisi
 GPS juga tergantung pada keadaan cuaca
 Metode yang digunakan untuk mengambil
data GPS adalah teknik parsing

Komunikasi data Serial ke PHP
Syarat agar serial port (RS 232) dapat berkomunikasi dengan PHP yang
harus dilakukan adalah:







PHP serial extension harus sudah tersedia, bila belum tersedia
dapat di download dari http://www.thebyteworks.com
Bila sudah di download maka extrac file php_ser_5.20.zip di
C:\ms4w\Apache\php\ext
Edit file C:\ms4w\Apache\php\php.ini. Tambahkan baris ini
dibawah baris ”Directory in which the loadable extensions
(modules) reside”.
extension=php_ser++.dll
Simpan dan tutup file php.ini, untuk mengecek apakah serial php
nya sudah berjalan maka buat program dengan syntax

Contoh Syntax


Simpan skrip tadi pada direktori
c:\ms4w\apache\htdocs, dengan nama
php_ser_test.php, kemudian browser URL
http://localhost/php_ser_test.php.

Bentik Data Yang Dikirim

Data yang diterima oleh PC
menggunakan serial PHP

Perancangan & Implementasi
Data Base
Nama

Type

Id

INT(10)

Bpm

VARCHAR(15)

Suhu1

VARCHAR(15)

Suhu2

VARCHAR(15)

bujurder

VARCHAR(15)

bujurmen

VARCHAR(15)

bujurdet

VARCHAR(15)

bujurend

VARCHAR(15)

bujurarah

VARCHAR(15)

lintangder

VARCHAR(15)

lintangmen

VARCHAR(15)

lintangdet

VARCHAR(15)

lintangend

VARCHAR(15)

lintangarah

VARCHAR(15)

Hasil Pengolahan Data Base
pada website sebagai monitoring

Hasil Pengolahan Data Base
pada website sebagai monitoring
Pada sisi website sudah
terpenuhi indikator dari
kondisi dan keberadaan
seseorang.
Karena
website
memiliki
kelemahan pada sisi
realtime antara data yang
diterima dan data yang di
tampilkan
tidak
bersamaan
hal
ini
disebabkan
system
berbasis web senantiasa
diikuti program refresh
yang terus menerus,
refresh sendiri di program
tergantung
keinginan
programmer itu sendiri.

Gambar Alat Monitoring

ANALISA


karakterisasi menunjukan bahwa kenaikan temperatur dari 31°C
sampai dengan 38°C sebanding linier dengan kenaikan tegangan dari
313 mV sampai 382 mV. Setiap kenaikan temperatur sebesar 1 °C,
tegangan naik 10mV. Selanjutnya data diterima oleh rangkaian
pengkondisi sinyal dan dikonversikan menjadi data digital oleh ADC
 manusia normal yang berusia diatas 10 tahun memiliki bpm antara 60100 Dari rata-rata bpm pengujian maka dapat disimpulkan bahwa nilai
tersebut berada dalam range 60-100 bpm.
 GPS baud ratenya adalah 4800, GPS yang berada dalam ruangan
tidak bisa mengunci koordinatnya minimal 3 satelite sehingga bisa
didapatkan data GPS secara lengkap perangkat GPS juga
membutuhkan waktu yang cukup lama untuk mentracking data
koordinat baru. Selain faktor waktu, GPS akan bisa bekerja dengan
baik jika cuaca disekitarnya GPS cerah.
 harus adanaya fasilitas refresh agar data selalu up to date pada syntax
refresh program monitoring ini menggunkan 8 detik auto refresh
karena data terus menerus terkirim antara data tampilan web dengan
hyperterminal terdapat perbedaan realtime pengiriman data dan
keduanya tidak dapat digunakan bersama-sama.

KESIMPULAN


Untuk merancang sensor suhu menggunakan LM35 diperlukan
penguatan non inverting untuk menguatkan tegangan input dari LM35
dengan persen error kurang lebih 0,005% menggunakan perbandingan
LM35 dan termometer air raksa.
 Dari hasil keseluruhan didapatkan sinyal ECG yang sesuai dengan yang
diharapkan. Dari data pengujian didapatkan nilai rata-rata detak jantung
tiap menitnya berada dalam range normal manusia 60-100 bpm.
 Data yang di dapat oleh GPS di tempat yang sama tetapi dalam waktu
pengujian yang berbeda menunjukkan penyimpangan. Penyebab
terjadinya penyimpangan tersebut adalah perbedaan jumlah satelit yang
mengirim sinyal kepada GPS pada waktu yang berbeda sekitar setengah
menit dalam pengambilan data dan GPS yang kurang akurat akibat
sinyal GPS yang datang dipantulkan oleh obstacle seperti gedung dan
pepohonan.
 Perangkat lunak, MySQL dan PHP dapat digunakan untuk menampilkan
data-data berbasis web juga dapat berkomunikasi secara serial sehingga
dapat dikembangkan untuk aplikasi monitoring kondisi dan keberadaan
seseorang secara online.