RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNGBERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA 1 RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA Alona Situmeang, ST., MT 1 Yuliza Karina Anggietta 2 Teknik Elektro Universitas Gunadarma Jl. Margonda Raya No. 100 Depok 16424 ABSTRAK Sehat adalah suatu hal yang sangat penting dimasa pandemi ini. Untuk hidup sehat harus didukung dengan pola hidup yang sehat. Kehidupan yang sehat merupakan keinginan setiap manusia, apabila seseorang menjalani pola hidup yang tidak sehat, akan berpotensi menimbulkan berbagai penyakit, salah satunya pada organ jantung. Hal ini dapat disebabkan oleh penyakit yang mendasari, misalnya hipertensi, diabetes, tiroid dan obat-obatan. Untuk mendeteksi beragam jenis penyakit dapat dideteksi awal dengan pengecekan tekanan darah dan denyut jantung. Oleh karena itu dibuat suatu perancangan alat yang dapat digunakan untuk membantu pengecekan tekanan darah dan denyut jantung secara berkala, terlebih lagi alat ini dapat dipakai khusus untuk yang memiliki keterbatasan fisik khususnya tuna netra dalam melakukan pengecekan tekanan darah dan denyut jantung secara berkala dikarenakan alat ini dapat mengeluarkan suara dari hasil pengecekan tekanan darah dan denyut jantung tersebut. Rancang bangun alat ini menggunakan sumber tegangan dari regulator 5 Volt dengan menggunakan mikrokontroler Arduino Nano, terdapat input berupa Pulse Sensor yang digunakan untuk mengukur denyut jantung dan Sensor MPX5050DP yang digunakan sebagai pendeteksi tekanan darah, kemudian pada bagian output terdapat LCD, LED dan Speaker. LCD yang akan menampilkan tulisan dan angka berupa Heart Rate, Blood Pressure, Diastolic dan Sistolic, LED sebagai indikator pendeteksi tekanan darah dan denyut jantung dalam kondisi normal atau tidak. Terdapat LED warna merah yang menunjukkan kondisi tekanan darah tinggi, LED berwarna kuning menunjukkan tekanan darah rendah dan LED warna putih menunjukkan kondisi tekanan darah normal, dan pada bagian output terdapat Speaker yang berfungsi untuk mengeluarkan suara berupa angka dari tampilan pada LCD. Kata Kunci: Tekanan Darah, Denyut Jantung, Sensor, LED, LCD
20
Embed
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN ...alona.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/81189/Jurnal...RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG BERBASIS ARDUINO NANO
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT
JANTUNGBERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA &
CAHAYA
1
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT
JANTUNG BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN
TEKS, SUARA & CAHAYA
Alona Situmeang, ST., MT1
Yuliza Karina Anggietta2
Teknik Elektro Universitas Gunadarma
Jl. Margonda Raya No. 100 Depok 16424
ABSTRAK
Sehat adalah suatu hal yang sangat penting dimasa pandemi ini. Untuk hidup
sehat harus didukung dengan pola hidup yang sehat. Kehidupan yang sehat merupakan
keinginan setiap manusia, apabila seseorang menjalani pola hidup yang tidak sehat,
akan berpotensi menimbulkan berbagai penyakit, salah satunya pada organ jantung. Hal
ini dapat disebabkan oleh penyakit yang mendasari, misalnya hipertensi, diabetes, tiroid
dan obat-obatan. Untuk mendeteksi beragam jenis penyakit dapat dideteksi awal dengan
pengecekan tekanan darah dan denyut jantung. Oleh karena itu dibuat suatu
perancangan alat yang dapat digunakan untuk membantu pengecekan tekanan darah dan
denyut jantung secara berkala, terlebih lagi alat ini dapat dipakai khusus untuk yang
memiliki keterbatasan fisik khususnya tuna netra dalam melakukan pengecekan tekanan
darah dan denyut jantung secara berkala dikarenakan alat ini dapat mengeluarkan suara
dari hasil pengecekan tekanan darah dan denyut jantung tersebut. Rancang bangun alat
ini menggunakan sumber tegangan dari regulator 5 Volt dengan menggunakan
mikrokontroler Arduino Nano, terdapat input berupa Pulse Sensor yang digunakan
untuk mengukur denyut jantung dan Sensor MPX5050DP yang digunakan sebagai
pendeteksi tekanan darah, kemudian pada bagian output terdapat LCD, LED dan
Speaker. LCD yang akan menampilkan tulisan dan angka berupa Heart Rate, Blood
Pressure, Diastolic dan Sistolic, LED sebagai indikator pendeteksi tekanan darah dan
denyut jantung dalam kondisi normal atau tidak. Terdapat LED warna merah yang
menunjukkan kondisi tekanan darah tinggi, LED berwarna kuning menunjukkan
tekanan darah rendah dan LED warna putih menunjukkan kondisi tekanan darah
normal, dan pada bagian output terdapat Speaker yang berfungsi untuk mengeluarkan
suara berupa angka dari tampilan pada LCD.
Kata Kunci: Tekanan Darah, Denyut Jantung, Sensor, LED, LCD
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
2
I. PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang Masalah
Indonesia merupakan salah satu
negara yang memiliki penduduk paling
padat di dunia. Data pusat statistik
Indonesia menunjukkan hasil proyeksi
selama dua puluh lima tahun mendatang
terjadi peningkatan jumlah penduduk
Indonesia dari 238,5 juta menjadi 305,6
juta penduduk[1]. Peningkatan jumlah
populasi tersebut sangat berpotensi
menderita berbagai penyakit salah
satunya hipertensi. Pola hidup yang
tidak sehat, antara lain karena
kurangnya olahraga, konsumsi makanan
yang tidak sehat serta faktor lingkungan
yang mengandung banyak polusi turut
mempengaruhi terjadinya hipertensi.
Penyakit hipertensi melibatkan banyak
organ yang mempengaruhinya, salah
satunya jantung. Organ tersebut
memompa darah keseluruh tubuh
sehingga tubuh mendapatkan nutrisi dan
dapat melakukan aktivitas. Darah yang
mengalir ditubuh bergantung dengan
irama denyut jantung. Dunia kedokteran
menyebutkan bahwa denyut jantung dan
tekanan darah pada setiap individu
bervariasi tergantung jenis kelamin,
usia, kesehatan dan aktivitas yang
dilakukan. Denyut jantung normal pada
individu dewasa rerata 60-80 kali per
menit dengan tekanan darah sistolik
110-120 dan diastolik 70-80 milimeter
air raksa (mmHg). Tekanan darah yang
melebihi angka normal disebut
hipertensi, dan tekanan darah sistolik <
110 dan diastolik < 70 disebut
hipotensi[2]. Tekanan darah yang tidak
normal dapat terjadi dimana saja,
sehingga dibutuhkan suatu sistem
pendeteksi tekanan darah yang lebih
praktis dan efisien. Parameter kesehatan
jantung selain menggunakan (ECG)
electrocardiograph, dapat juga
menggunakan pemeriksaan mengukur
tekanan darah (sphygmomanometer atau
tensimeter). Alat tersebut terdiri dari
sebuah pompa, sumbat udara yang
dapat diputar, kantong karet dan
pembaca tekanan yang bias berupa
jarum atau air raksa sehingga dapat
menghitung tekanan darah manusia,
bekerja secara manual saat memompa
maupun mengurangi tekanan pada
manset. Pemanfaatan teknologi dan
informasi dalam melakukan pengecekan
tekanan darah menggunakan tensimeter
belum dapat digunakan secara maksimal
dan menyeluruh oleh masyarakat luas
terlebih lagi oleh orang dengan
keterbatasan fisik khususnya
penyandang tuna netra, yang
membutuhkan bantuan orang lain untuk
mengetahui hasil dari ukur tekanan
darah. Belum ada data secara khusus
alat tersebut pernah ada hingga saat ini,
sehingga peneliti membua alat
“RANCANG BANGUN ALAT
PENGUKUR TEKANAN DARAH
DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO
DENGAN KELUARAN TEKS,
SUARA & CAHAYA”.
I.2. Rumusan Masalah
Dari pembahasan latar belakang,
maka dapat dirumuskan beberapa
permasalahan yang diambil, yaitu :
1. Bagaimanakah cara merancang
alat pengukur tekanan darah dan
denyut jantung dengan
menggunakan Arduino Nano
dengan bentuk keluaran teks,
suara dan cahaya?
2. Bagaimana cara kerja dari alat
pengukur tekanan darah dan
denyut jantung dengan
menggunakan Arduino Nano
dengan bentuk keluaran teks,
suara dan cahaya?
I.3. Batasan Masalah
Batasan masalah dalam
penelitian ini dibatasi pada cara
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
3
merancang dan cara kerja dari alat
pengukur tekanan darah dan denyut
jantung dengan menggunakan Arduino
Nano dengan bentuk keluaran berupa
teks, suara dan cahaya.
I.4. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah
untuk merancang alat pengukur tekanan
darah dan denyut jantung dengan
menggunakan Arduino Nano dengan
bentuk keluaran berupa teks, suara dan
cahaya.
I.5. Metode Penelitian Penelitian dalam pembuatan alat
ini menggunakan beberapa tahapan,
yaitu:
1. Tahap Perencanaan
Persiapan melalui studi pustaka
untuk mencari teori penunjang
dan mengambil sumber-sumber
informasi atau referensi pada
buku, jurnal dan internet.
2. Tahap Analisis
Penulis melihat analisis
kebutuhan data maupun informasi
yang diperlukan dalam membuat
alat.
3. Tahap Perancangan
Penulis membuat perancangan
alat berbasis prototipe rancang
bangun yang disesuaikan.
4. Tahap Implementasi
Tahap ini dilakukan pembuatan
alat dan program yang
dimasukkan kedalam Arduino
Uno Atmega serta
menghubungkan setiap komponen
dengan programnya sehingga alat
dapat dioperasikan dan diuji.
5. Tahap Uji Coba
Tahap ini dilakukan untuk
mengetahui apakah alat berjalan
dengan baik sesuai dengan
kebutuhan yang telah dinyatakan
pada tahap analisis.
II. TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Regulator Tegangan[3]
Voltage regulator atau pengatur
tegangan adalah salah satu rangkaian
yang sering dipakai dalam peralatan
elektronika. Regulator ini dapat
berfungsi menurunkan dan
mempertahankan sebuah tegangan di
level tertentu pada sebuah rangkaian.
Maksudnya adalah sebuah tegangan
output (keluaran) pada voltage
regulator tidak dipengaruhi oleh
perubahan tegangan input (masukan).
Rangkaian ini biasanya ditemukan pada
adaptor yang bertugas memberikan
tegangan. Dirrect Current (DC) untuk
berbagai macam kebutuhan suatu benda
yang bersifat menggunakan energi
listrik seperti komputer dan konsol
game. Pada peralatan elektronika
seperti power supply sebagai pensuplai
tegangan yang bervariasi dari 5 Volt –
40 Volt.
Voltage regulator atau pengatur
tegangan merupakan rangkaian yang
sering dipakai dalam perangkat
elektronik. Rangkaian ini memiliki
fungsi untuk mengatur dan
mempertahankan tegangan pada nilai
tertentu. Setiap rangkaian elektronik
tentu saja memerlukan tegangan yang
tetap sebagai suplai dayanya untuk
dapat beroperasi. Dengan menggunakan
voltage regulator tegangan suplai ke
perangkat elektronik akan lebih stabil
dengan nilai yang tetap meskipun
tegangan input pada voltage regulator
mengalami gangguan seperti noise
ataupun fluktuasi. Voltage regulator
memiliki dua karakteristik, yaitu Step-
down dan Step-up. Pada Step-down
voltage regulator tegangan yang keluar
memiliki nilai yang lebih kecil dari
tegangan masukan, sedangkan Step-up
voltage regulator memiliki tegangan
keluaran yang lebih besar dari tegangan
masukannya. Terdapat berbagai jenis
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
4
voltage regulator dalam rangkaian
elektonika, salah satu contohnya adalah
menggunakan IC (Integrated Circuit)
voltage regulator. IC ini memiliki
kemampuan untuk menghasilkan output
tegangan yang stabil dengan nilai
tegangan sesuai kebutuhan. IC voltage
regulator juga ada beberapa macam,
diantaranya Linear Voltage Regulator
dan Switching Voltage Regulator.
II.1.1. Modul Step-Down Regulator LM2596[3] Step-down regulator adalah
regulator yang menghasilkan tegangan
output yang lebih kecil dari tegangan
inputnya. Tegangan output yang
dihasilkan mempunyai polaritas yang
sama dengan tegangan input. Step-down
converter biasa disebut juga sebagai
buck converter.
Gambar 2.1. IC LM2596
LM2596 adalah IC Regulator
monolitik yang dapat berfungsi aktif
untuk sebuah step down switching
regulator mampu menggerakkan beban
hingga 3A dengan batasan yang sangat
baik. Tipe tegangan output dari
regulator ada 2 jenis, yaitu fixed dan
adjustable. Tipe fixed tersedia dalam
tegangan output tetap sebesar 3.3V,
5.0V, 12V, 15V dan versi keluaran yang
dapat disesuaikan.
II.2. Arduino Uno[4] Arduino dikenal sebagai
platform physical computing yang
bersifat open source. Arduino adalah
platform elektronik sumber terbuka
perangkat keras dan lunak yang mudah
digunakan. Arduino mampu membaca
input berupa cahaya pada sensor,
tombol pada jari dan mengubahnya
menjadi output yang mengaktifkan
motor, menyalakan LED. Arduino
sebagai alat pengembangan, juga
merupakan kombinasi dari hardware,
bahasa pemrograman dan Integrated
Development Environment (IDE) yang
canggih. IDE adalah sebuah software
yang sangat berperan untuk menulis
program, menyusun menjadi kode biner
dan mengunggah ke dalam memori
mikrokontroler. Secara umum Arduino
terdiri dari dua bagian, yaitu: 1. Hardware. 2. Software berupa program dan library
untuk pengembangan program.
Gambar 2.2. Arduino Uno IDE
Kelebihan Arduino Uno: 1. Biaya murah, dibandingkan dengan
platform yang lain.
2. Lintas platform, software Arduino dapat dijalankan pada system operasi
windows, Macintosh OSX dan Linux.
Sementara itu, platform yang lain
umumnya terbatas hanya pada windows. 3. Mudah dipahami dan digunakan
4. Sistem yang terbuka, baik dari hardware
maupun software.
II.2.1. Arduino Nano V3.0
Arduino Nano adalah papan
mikrokontroler berdasarkan
ATMega328P. Arduino jenis ini
memiliki 14 pin I/O digital (6 pin dapat
digunakan sebagai ouput PWM), 8
input analog, 16 MHz resonator
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
5
keramik, port koneksi USB tipe B, jack
listrik, header ICSP, dan tombol reset.
Untuk tegangan input Arduino Nano
didapat dari berbagai sumber
diantaranya komputer melalui kabel
USB, adaptor AC-DC atau dengan
baterai untuk menjalankan board ini.
Gambar 2.3. Arduino Nano V3.0
Arduino Nano ini tidak
menggunakan chip driver FTDI USB-
to-Serial seperti yang digunakan pada
jenis lainnya. Arduino Nano telah
menggunakan fitur ATmega16U2 dan
memiliki resistor pada ATmega16U2
yang terhubung ke Ground, sehingga
lebih mudah untuk dimasukkan ke
dalam mode DFU. Berikut ini tabel
spesifikasi pada Arduino Uno R3:
Tabel 2.1. Spesifikasi Arduino Nano
II.3. Pulse Sensor[4]
Pulse sensor merupakan sensor
yang berfungsi untuk mengukur denyut
jantung manusia. Cara kerjanya
sederhana, sensor ini memiliki dua sisi,
di satu sisi LED ditempatkan bersamaan
dengan sensor cahaya dan di sisi
lainnya terdapat beberapa sirkuit.
Sirkuit ini bekerja untuk mengurangi
amplifikasi dan kebisingan. LED di sisi
depan sensor diletakkan di atas nadi
pada pergelangan tangan atau ujung
jari. LED akan memancarkan cahaya
tepat diatas nadi, diletakkan di atas nadi
manusia sebagai input, pertama akan
merasakan sirkulasi darah dan
mengubahnya menjadi sinyal listrik.
Gambar 2.4. Pulse Sensor
II.3.1. Konfigurasi Pin
Pulse sensor memiliki 3 pin
kaki, masing-masing mempunyai fungsi
yang berbeda. Fungsi ketiga pin
dibedakan berdasarkan warna. Fungsi
ketiga pin tersebut dijelaskan pada
Tabel 2.2
Tabel 2.2. Pin Pulse Sensor
II.4. Sensor MPX5050DP [6]
Sensor MPX5050 seri ini adalah
transduser piezoresistif, menggunakan
prinsip piezoresistif. Adanya tekanan
yang diberikan ke diagfragma sensor
akan menghasilkan perubahan nilai
hambatan sensor, keluaran dari sensor
ini berupa tegangan diferensial yang
sebanding dengan nilai tekanan yang
diterapkan. Sensor ini juga merupakan
sensor tekanan silikon monolitik
canggih yang dirancang untuk berbagai
aplikasi, tetapi khusus yang
menggunakan mikrokontroler atau
mikroprosesor dengan input AD.
transduser ini menggabungkan teknik
pemesinan mikro canggih, metalisasi
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA