Perancangan Sistem Pengukur Detak Jantung Secara Jarak Jauh Berbasis ATmega 8535 Dengan Tampilan PC
PERANCANGAN SISTEM PENGUKUR DETAK JANTUNG
SECARA JARAK JAUH BERBASIS ATMEGA 8535
DENGAN TAMPILAN PC
SKRIPSI
Diajukan oleh :
KETTY WINATA SIBAGARIANG
140821026
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN SISTEM PENGUKUR DETAK JANTUNG
SECARA JARAK JAUH BERBASIS ATMEGA 8535
DENGAN TAMPILAN PC
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
sarjana
Diajukan oleh :
KETTY WINATA SIBAGARIANG
140821026
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Perancangan Sistem Pengukur Detak Jantung
Secara Jarak Jauh Berbasis ATmega 8535 Dengan
Tampilan PC
: Skripsi
: Ketty Winata Sibagariang
: 140821026
: Sarjana (S-1) Fisika Ekstensi
: Fisika
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Diluluskan di
Medan,25 Agustus 2016
Disetujui Oleh
Departemen Fsika FMIPA USU
Ketua,
Dr.Marhaposan Situmorang
NIP. 195510301980031003
Pembimbing,
Dr.Bisman P,M.Eng.sc
NIP. 195609181985031002.
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PERANCANGAN SISTEM PENGUKUR DETAK JANTUNG SECARA
JAUH BERBASIS ATMEGA 8535 DENGAN TAMPILAN PC
Skripsi
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2016
KETTY WINATA SIBAGARIANG
140821026
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan terima kasih kepada Tuhan Yang Maha
Esa atas segala rahmat dan keberkahan yang telah dilimpahkan-Nya kepada
penulis sehingga dapat menyelesaikan Skripsi ini yang berjudul
PERANCANGAN SISTEM PENGUKUR DETAK JANTUNG SECARA
JARAK JAUH BERBASIS ATMEGA 8535 DENGAN TAMPILAN PC
Skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk
menyelesaikan pendidikan Sarjana Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu
pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Penulis menyadari bahwa tersusunnya Skripsi ini dari Doa, perhatian,
bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan
dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Teristimewa buat kedua orang tua penulis tercinta, atas perhatian dan
dukungannya serta doanya selama ini.
2. Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Program Studi S-1 Fisika
Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Bisman Parangin-angin, M.Eng.Sc, selaku dosen pembimbing
yang
telah
banyak
membantu
dan
mendukung
penulis
dalam
menyelesaikan Sekripsi ini.
4. Bang Oki Hadinata yang telah banyak membantu dan mendukung penulis
dalam menyelesaikan skripsi ini.
5. Seluruh
pihak
yang
telah
banyak
membantu
penulis
didalam
menyelesaikan Sekripsi yang namanya tidak dapat penulis sebutkan satu
persatu.
Penulis menyadari bahwa penyusunan Sekripsi ini masih terdapat banyak
kekurangan dan kelemahan. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari
semua pihak guna penyempurnaan laporan di masa yang akan datang.
Universitas Sumatera Utara
Akhir kata, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan
mahasiswa dan pembaca sekalian demi menambah pengetahuan bagi pembaca.
Medan, Agustus 2016
Penulis
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN SISTEM PENGUKUR DETAK JANTUNG
SECARA JARAK JAUH BERBASIS ATMEGA 8535
DENGAN TAMPILAN PC
ABSTRAK
Telah dirancang sebuah alat yang terdiri dari sensor detak jantung
(plusesensor) dan modul wifi esp8266 pada aplikasi pengukuran detak jantung
secara jarak jauh berbasis ATmega 8535. Alat ini digunakan untuk mengukur
detak jantung secara jarak jauh. Cara kerja alat tersebut cukup sederhana yaitu
sensor detak jantung mengukur detak jantung pasien dan datanya akan di kirim ke
mikrokontroller, setelah itu mikrokontroller akan membaca data pada sensor detak
jatung.Data yang telah diubah oleh mikrokontrroller akan di kirim ke modul wifi
dan data yang telah dikirim akan di simpan di server dan tertampil di interface.
Kata kunci: Sensor Detak Jantung (plusesensor), Modul Wifi esp8266 dan
Mikrokontroller ATmega 8535.
Universitas Sumatera Utara
MEASURING SYSTEM DESIGN HEART RATE DISTANCE
BASED ATMEGA 8535 WITH A VIEW PC
ABSTRACT
Has designed a device consisting of a heartbeat sensor (plussensor) and wifi
module esp8266 the heart rate measurement applications remotely based ATmega
8535. This instrument is used to measure heart rate remotely. The way the device
works is simply that the heartbeat sensor to measure the patien’s heartbeat and
data are sent to the microcontroller, then microcontroller will read the data on
heart. Data rate sensors that have been changed by microcontroller will be sent to
the wifi module and the data that has been sent will be stored on the server and
displayed in the interface.
Keywords: Heart Rate Sensor (plussensor), esp8266 Wifi Module and
Microcontroller ATmega 8535.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
i
ii
iii
v
vii
ix
x
xi
Persetujuan
Pernyataan
Kata pengantar
Abstrak
Daftar isi
Daftar tabel
Daftar Gambar
Daftar lampiran
Bab I Pendahuluan
1.1. Latar Belakang
1.2. Rumusan Masalah
1.3. Tujuan Masalah
1.4. Batasan Masalah
1.5. Manfaat Penulisan
1.6. Sistematis Penulisan
Bab II Landasan Teori
2.1. Mikrokontroller ATmega 8535
2.1.1. Fitur ATmega 8535
2.1.2. Konfigurasi Pin ATmega 8535
2.1.3. Peta Memori ATmega 8535
2.1.4. Status Register (SREG) ATmega 8535
2.1.5. Organisasi Memori ATmega 8535
2.2. Sensor Detak Jantung
2.3. Modul Wifi ESP8266
2.4. Bahasa Pemograman
Bab III Pembuatan Alat dan Perancangan Sistem
3.1. Diagram Blok Sistem
3.2. Rangkaian Mikrokontroller ATmega 8535
3.3. Perancangan Regulator Tegangan
3.4. Perancangan Sensor Denyut Jantung
3.5. Perancangan Rangkaian Modul Wifi ESP8266
3.6. diagram Alir Sistem
Bab IV Pengujian Alat dan Analisa Rangkaian
4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535
4.2. Pengujian dan Analisa Rangkaian Sensor Detak Jantung
4.3. Pengujian Keseluruhan Sistem
1
2
2
2
3
3
5
7
8
11
12
14
16
18
20
24
25
27
28
29
32
34
37
40
Universitas Sumatera Utara
Bab V Penutup
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
Daftar Pustaka
43
43
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Detak Jantung Normal dalam “beats per menit”
Tabel 2.2 Penjelasan pin pada port B
Tabel 2.3 Penjelasan pin pada port D
Tabel 4.1. Perbandingan Pengukuran Alat Standar dan Alat yang dibuat
Tabel 4.2. Data Pengujian Keseluruhan Sistem
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Blok Diagram ATmega 8535
Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATmega8535 PDIP
Gambar 2.3 Peta Memori Program
Gambar 2.4 Peta Memori Data
Gambar 2.5 EEPROM Data Memori
Gambar 2.6 Status Register ATMega 8535
Gambar 2.7 Memori Program ATMega 8535
Gambar 2.8 Pulsesensor
Gambar 2.9 Cara Kerja Plusesensor
Gambar 2.10 Modul Wifi dan Diagram fungsional ESP8266
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
Gambar 3.2 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA 8535
Gambar 3.3 USB Programer Downloader
Gambar 3.4 Power Suplay dari Adaptor
Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Detak Jantung
Gambar 3.6 Layout full modul NODE MCU esp8266
Gambar 3.7 Rangkaian Modul Wifi ESP8266
Gambar 3.8 Perancangan Diagram Alir Sistem
Gambar 4.1 Rangkaian Pengujian Mikrokontroller
Gambar 4.2 Informasi Signature Mikrokontroller
Gambar 4.3 Ilustrasi pengukuran denyut jantung manual pada pergelangan
tangan
Gambar 4.4 Tampilan database pada server Agnosthing .com
Gambar 4.5 Grafik Perbandingan pengukuran alat standard dan alat yang dibuat
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Lampiran 2
Lampiran 3
Lampiran 4
Lampiran 5
Listing Program
Skema Pengukuran detak jantung secara jarak jauh
Data Sheet Sensor detak jantung (plussensor)
Data Sheet modul wifi Esp8266
Data Sheet Mikrokontroller ATmega 8535
Universitas Sumatera Utara
SECARA JARAK JAUH BERBASIS ATMEGA 8535
DENGAN TAMPILAN PC
SKRIPSI
Diajukan oleh :
KETTY WINATA SIBAGARIANG
140821026
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN SISTEM PENGUKUR DETAK JANTUNG
SECARA JARAK JAUH BERBASIS ATMEGA 8535
DENGAN TAMPILAN PC
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
sarjana
Diajukan oleh :
KETTY WINATA SIBAGARIANG
140821026
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Perancangan Sistem Pengukur Detak Jantung
Secara Jarak Jauh Berbasis ATmega 8535 Dengan
Tampilan PC
: Skripsi
: Ketty Winata Sibagariang
: 140821026
: Sarjana (S-1) Fisika Ekstensi
: Fisika
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Diluluskan di
Medan,25 Agustus 2016
Disetujui Oleh
Departemen Fsika FMIPA USU
Ketua,
Dr.Marhaposan Situmorang
NIP. 195510301980031003
Pembimbing,
Dr.Bisman P,M.Eng.sc
NIP. 195609181985031002.
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PERANCANGAN SISTEM PENGUKUR DETAK JANTUNG SECARA
JAUH BERBASIS ATMEGA 8535 DENGAN TAMPILAN PC
Skripsi
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2016
KETTY WINATA SIBAGARIANG
140821026
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan terima kasih kepada Tuhan Yang Maha
Esa atas segala rahmat dan keberkahan yang telah dilimpahkan-Nya kepada
penulis sehingga dapat menyelesaikan Skripsi ini yang berjudul
PERANCANGAN SISTEM PENGUKUR DETAK JANTUNG SECARA
JARAK JAUH BERBASIS ATMEGA 8535 DENGAN TAMPILAN PC
Skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk
menyelesaikan pendidikan Sarjana Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu
pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Penulis menyadari bahwa tersusunnya Skripsi ini dari Doa, perhatian,
bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan
dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Teristimewa buat kedua orang tua penulis tercinta, atas perhatian dan
dukungannya serta doanya selama ini.
2. Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Program Studi S-1 Fisika
Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Bisman Parangin-angin, M.Eng.Sc, selaku dosen pembimbing
yang
telah
banyak
membantu
dan
mendukung
penulis
dalam
menyelesaikan Sekripsi ini.
4. Bang Oki Hadinata yang telah banyak membantu dan mendukung penulis
dalam menyelesaikan skripsi ini.
5. Seluruh
pihak
yang
telah
banyak
membantu
penulis
didalam
menyelesaikan Sekripsi yang namanya tidak dapat penulis sebutkan satu
persatu.
Penulis menyadari bahwa penyusunan Sekripsi ini masih terdapat banyak
kekurangan dan kelemahan. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari
semua pihak guna penyempurnaan laporan di masa yang akan datang.
Universitas Sumatera Utara
Akhir kata, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan
mahasiswa dan pembaca sekalian demi menambah pengetahuan bagi pembaca.
Medan, Agustus 2016
Penulis
Universitas Sumatera Utara
PERANCANGAN SISTEM PENGUKUR DETAK JANTUNG
SECARA JARAK JAUH BERBASIS ATMEGA 8535
DENGAN TAMPILAN PC
ABSTRAK
Telah dirancang sebuah alat yang terdiri dari sensor detak jantung
(plusesensor) dan modul wifi esp8266 pada aplikasi pengukuran detak jantung
secara jarak jauh berbasis ATmega 8535. Alat ini digunakan untuk mengukur
detak jantung secara jarak jauh. Cara kerja alat tersebut cukup sederhana yaitu
sensor detak jantung mengukur detak jantung pasien dan datanya akan di kirim ke
mikrokontroller, setelah itu mikrokontroller akan membaca data pada sensor detak
jatung.Data yang telah diubah oleh mikrokontrroller akan di kirim ke modul wifi
dan data yang telah dikirim akan di simpan di server dan tertampil di interface.
Kata kunci: Sensor Detak Jantung (plusesensor), Modul Wifi esp8266 dan
Mikrokontroller ATmega 8535.
Universitas Sumatera Utara
MEASURING SYSTEM DESIGN HEART RATE DISTANCE
BASED ATMEGA 8535 WITH A VIEW PC
ABSTRACT
Has designed a device consisting of a heartbeat sensor (plussensor) and wifi
module esp8266 the heart rate measurement applications remotely based ATmega
8535. This instrument is used to measure heart rate remotely. The way the device
works is simply that the heartbeat sensor to measure the patien’s heartbeat and
data are sent to the microcontroller, then microcontroller will read the data on
heart. Data rate sensors that have been changed by microcontroller will be sent to
the wifi module and the data that has been sent will be stored on the server and
displayed in the interface.
Keywords: Heart Rate Sensor (plussensor), esp8266 Wifi Module and
Microcontroller ATmega 8535.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
i
ii
iii
v
vii
ix
x
xi
Persetujuan
Pernyataan
Kata pengantar
Abstrak
Daftar isi
Daftar tabel
Daftar Gambar
Daftar lampiran
Bab I Pendahuluan
1.1. Latar Belakang
1.2. Rumusan Masalah
1.3. Tujuan Masalah
1.4. Batasan Masalah
1.5. Manfaat Penulisan
1.6. Sistematis Penulisan
Bab II Landasan Teori
2.1. Mikrokontroller ATmega 8535
2.1.1. Fitur ATmega 8535
2.1.2. Konfigurasi Pin ATmega 8535
2.1.3. Peta Memori ATmega 8535
2.1.4. Status Register (SREG) ATmega 8535
2.1.5. Organisasi Memori ATmega 8535
2.2. Sensor Detak Jantung
2.3. Modul Wifi ESP8266
2.4. Bahasa Pemograman
Bab III Pembuatan Alat dan Perancangan Sistem
3.1. Diagram Blok Sistem
3.2. Rangkaian Mikrokontroller ATmega 8535
3.3. Perancangan Regulator Tegangan
3.4. Perancangan Sensor Denyut Jantung
3.5. Perancangan Rangkaian Modul Wifi ESP8266
3.6. diagram Alir Sistem
Bab IV Pengujian Alat dan Analisa Rangkaian
4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATMega8535
4.2. Pengujian dan Analisa Rangkaian Sensor Detak Jantung
4.3. Pengujian Keseluruhan Sistem
1
2
2
2
3
3
5
7
8
11
12
14
16
18
20
24
25
27
28
29
32
34
37
40
Universitas Sumatera Utara
Bab V Penutup
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
Daftar Pustaka
43
43
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Detak Jantung Normal dalam “beats per menit”
Tabel 2.2 Penjelasan pin pada port B
Tabel 2.3 Penjelasan pin pada port D
Tabel 4.1. Perbandingan Pengukuran Alat Standar dan Alat yang dibuat
Tabel 4.2. Data Pengujian Keseluruhan Sistem
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Blok Diagram ATmega 8535
Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATmega8535 PDIP
Gambar 2.3 Peta Memori Program
Gambar 2.4 Peta Memori Data
Gambar 2.5 EEPROM Data Memori
Gambar 2.6 Status Register ATMega 8535
Gambar 2.7 Memori Program ATMega 8535
Gambar 2.8 Pulsesensor
Gambar 2.9 Cara Kerja Plusesensor
Gambar 2.10 Modul Wifi dan Diagram fungsional ESP8266
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
Gambar 3.2 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA 8535
Gambar 3.3 USB Programer Downloader
Gambar 3.4 Power Suplay dari Adaptor
Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Detak Jantung
Gambar 3.6 Layout full modul NODE MCU esp8266
Gambar 3.7 Rangkaian Modul Wifi ESP8266
Gambar 3.8 Perancangan Diagram Alir Sistem
Gambar 4.1 Rangkaian Pengujian Mikrokontroller
Gambar 4.2 Informasi Signature Mikrokontroller
Gambar 4.3 Ilustrasi pengukuran denyut jantung manual pada pergelangan
tangan
Gambar 4.4 Tampilan database pada server Agnosthing .com
Gambar 4.5 Grafik Perbandingan pengukuran alat standard dan alat yang dibuat
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Lampiran 2
Lampiran 3
Lampiran 4
Lampiran 5
Listing Program
Skema Pengukuran detak jantung secara jarak jauh
Data Sheet Sensor detak jantung (plussensor)
Data Sheet modul wifi Esp8266
Data Sheet Mikrokontroller ATmega 8535
Universitas Sumatera Utara