mendeteksi denyut jantung dengan menggunakan pulse - USU-IR

MENDETEKSI DENYUT JANTUNG DENGAN MENGGUNAKAN
PULSE SENSOR PADA ARDUINO UNO
BERBASIS ANDROID
SKRIPSI
MANGASA A. S. MANULLANG
131401051
PROGRAM STUDI S-1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
MENDETEKSI DENYUT JANTUNG DENGAN MENGGUNAKAN
PULSE SENSOR PADA ARDUINO UNO
BERBASIS ANDROID
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah
Sarjana Ilmu Komputer
MANGASA A. S. MANULLANG
131401051
PROGRAM STUDI S-1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Fakultas
: MENDETEKSI DENYUT JANTUNG DENGAN
MENGGUNAKAN
PULSE
SENSOR
PADA
ARDUINO UNO BERBASIS ANDROID
: SKRIPSI
: MANGASA A. S. MANULLANG
: 131401051
: SARJANA (S-1) ILMU KOMPUTER
: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di
Medan, Juli 2017
Komisi Pembimbing:
Dosen Pembimbing II
Dosen Pembimbing I
Drs. Dahlan Sitompul, M. Eng.
Dr. Poltak Sihombing, M. Kom.
NIP 19670725 200501 1 002
NIP 19620317 199103 1 001
Diketahui/Disetujui oleh
Program Studi S1 Ilmu Komputer
Ketua,
Dr. Poltak Sihombing, M.Kom
NIP. 19620317 199103 1 001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
MENDETEKSI DENYUT JANTUNG DENGAN MENGGUNAKAN
PULSE SENSOR PADA ARDUINO UNO
BERBASIS ANDROID
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan
dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2017
Mangasa A. S. Manullang
131401051
Universitas Sumatera Utara
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji, syukur, hormat, serta kemuliaan penulis ucapkan kehadirat Allah Tritunggal yang
telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengerjakan dan menyelesaikan
skripsi ini. Begitu banyak bantuan yang penulis dapatkan baik itu secara moral dan materi
untuk membantu kelancaran penulisan tugas akhir ini. Pada kesempatan ini, penulis ingin
mengucapkan terima kasih kepada :
1.
Bapak Prof. Dr. Runtung Sitepu, S.H., M.Hum. selaku Rektor Universitas Sumatera
Utara.
2.
Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer
dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.
3.
Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom. selaku Ketua Program Studi S-1 Ilmu
Komputer Universitas Sumatera Utara dan Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.
4.
Bapak Drs. Dahlan Sitompul, M. Eng.. selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan bimbingan, arahan, ilmu dan dukungan kepada penulis.
5.
Bapak M. Andri Budiman,S.T.,M.Comp.Sc.M.E.M selaku Dosen Penguji I yang
telah memberikan bimbingan kepada penulis.
6.
Bapak Handrizal, S.Si, M.Comp.Sc selaku Dosen Penguji II yang telah memberikan
bimbingan kepada penulis.
7.
Seluruh tenaga pengajar dan pegawai pada Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi
Informasi USU, terkhususnya di Program Studi S-1 Ilmu Komputer.
8.
Orangtua penulis, yaitu Bapak Alm. Haposan M. T. Manullang, Drs, Ir, M.Pd dan
Ibu Jenita Nurmala Hutapea untuk setiap doa yang diucapkan, semangat yang
diberikan, serta keringat dan air mata yang harus menetes dalam perjuangan
memberikan pendidikan yang baik kepada penulis, kakak dan abang penulis yaitu
Mordelina Manullang, S.E., dan Marudut Manullang, MMSI, QIA., untuk setiap doa,
Universitas Sumatera Utara
semangat, dorongan dan pengertian yang diberikan selama penulis menyelesaikan
skripsi ini.
9.
Kelompok tumbuh bersama Precious-Dominica, yaitu Dasma Sipayung, Efelin O.
Siburian, S. Kom, Endang Pranata Tambunan, Rosalia Sianipar, Toni A. Sianturi,
Jhonri Kudadiri, dan Tahi M. Sinambela yang telah memberikan doa dan dukungan
selama penulis menjalani masa perkuliahan.
10. Adik-adik dari Teknologi Informasi 2015, Yusuf Raja Tamba, Lastri Debora Sitorus,
Rany Ervina Gultom, dan Tika Anjulina Manik. Rekan-rekan Komunitas Mahasiswa
Kristen Ilmu Komputer serta saudari Agustin Sri Intan Sinaga yang telah
memberikan semangat kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini.
11. Teman-teman penulis lainnya, teman-teman dari KTI, teman-teman 1 stambuk 2013
S-1 Ilmu Komputer yang telah memberikan dukungan serta saran kepada penulis
dalam penyelesaian skripsi ini.
Semoga Tuhan memberi kelimpahan berkat kepada semua pihak yang telah
memberikan bantuan, semangat, dukungan dan perhatian kepada penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi penulis, pendidikan,
masyarakat, organisasi atau negara.
Medan, Juli 2017
Penulis
Universitas Sumatera Utara
MENDETEKSI DENYUT JANTUNG DENGAN MENGGUNAKAN
PULSE SENSOR PADA ARDUINO UNO
BERBASIS ANDROID
ABSTRAK
Bagian tubuh yang paling penting untuk tetap terjaga adalah jantung. Jantung merupakan
salah satu organ paling penting yang dimiliki oleh manusia. Denyut jantung dapat
menjadi parameter untuk menunjukkan aktifitas seseorang dan juga kondisi
kesehatannya. Cara mengetahui kondisi jantung adalah dengan cara mengetahui
frekuensi detak jantung. Pulse Sensor adalah salah satu sensor pendeteksi denyut jantung.
Menggunakan modul WiFi ESP8266 menjadikan alat pendeteksi denyut jantung ini dapat
digunakan dimana saja dengan menerapkan konsep internet of things. Berbagai aktifitas
yang dikerjakan manusia sangat berpengaruh terhadap hasil denyut jantung. Hasil
mendeteksi denyut jantung dengan menggunakan Pulse sensor tidak jauh berbeda dengan
menggunakan cara manual.
Kata kunci : Denyut Jantung, Arduino, Arduino Uno, Pulse Sensor, Android, ESP8266.
Universitas Sumatera Utara
DETECTING HEART BEAT BY USING PULSE
SENSOR ON ARDUINO UNO
BASED ANDROID
ABSTRACT
The most important part of the body to stay awake is the heart. The heart is one of the
most important organs possessed by humans. Heart rate can be a parameter to indicate a
person's activity as well as his or her health condition. How to know the condition of the
heart is by knowing the frequency of the heartbeat. Pulse Sensor is one of the heart rate
detector sensors. Using ESP8266 WiFi module makes this heart rate detector can be used
anywhere by applying the concept of internet of things. Various activities that humans
do greatly affect the results of heart rate. Results of detecting heart rate by using Pulse
sensor is not much different by using manual way.
Keywords : Heart Beat, Arduino, Arduino Uno, Pulse Sensor, Android, ESP8266.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
PERSETUJUAN
PERNYATAAN
UCAPAN TERIMA KASIH
ABSTRAK
ABSTRACT
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
ii
iii
iv
vi
vii
viii
x
xi
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
1.2
Rumusan Masalah
1.3
Batasan Masalah
1.4
Tujuan Penelitian
1.5
Manfaat Penelitian
1.6
Metodologi Penelitian
1.7
Sistematika Penulisan
1
2
2
2
3
3
4
BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1
Mikrokontroler
2.2
Arduino
2.2.1 Arduino Uno
2.2.2 Masukkan dan Keluaran Pada Arduino Uno
2.3
Transducer
2.4
Sensor
2.4.1 Pulse Sensor
2.5
WiFi ESP8266
2.6
Logika Fuzzy
2.7
Jantung
2.8
Denyut Jantung
2.9
Tinjauan Penelitian
6
7
8
10
11
12
13
14
16
17
18
19
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
3.1
Analisis Sistem
3.1.1 Analisis Masalah
3.1.2 Analisis Kebutuhan
3.1.2.1
Kebutuhan Fungsional
3.1.2.2
Kebutuhan Non-Fungsional
3.1.3
Pemodelan Sistem
3.1.3.1
Use-case Diagram
3.1.3.2
Activity Diagram
3.2
Blok Diagram Sistem
21
21
22
23
23
23
23
24
26
Universitas Sumatera Utara
3.3
Flowchart Sistem
3.3.1
List Program
3.3.1.1
Program Cek Denyut Jantung
3.3.1.2
Program Cek Umur
3.3.1.3
Program Pengambilan Keputusan Informasi
Perancangan Sistem
3.4.1 Perancangan Perangkat Keras
3.4.1.1
Konstruksi Utama
3.4.1.2
Konstruksi Perangkat Elektronika
3.4.2 Perancangan Perangkat Antar Muka Aplikasi Android
3.4.2.1
Perancangan registrasi aplikasi
3.4.2.2
Perancangan Antar Muka Info
3.4.2.3
Perancangan Antar Muka Tentang
27
28
28
29
29
30
31
31
32
33
34
35
36
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
4.1 Implementasi Sistem
4.1.1 Konstruksi Utama
4.1.2 Sensor Detak Jantung
4.1.3 Konektifitas WiFi
4.1.4 Daya Listrik dan Pengisian Ulang Baterai
4.2 Implementasi Penggabungan Rangkaian Sirkuit Elektronik
4.3 Implementasi Perangkat Lunak
4.3.1. Perangkat Lunak Arduino Uno
4.3.2. Perangkat Lunak Android
4.3.2.1.
Tampilan Registrasi
4.3.2.2.
Tampilan Informasi
4.3.2.3.
Tampilan Tentang
4.4. Pengujian Alat
4.4.1. Pengujian Pulse Sensor
4.4.2. Perhitungan Detak Jantung Permenit
4.4.3. Pengujian dengan alat (C-BPM) dan manual
4.4.4. Pengujian alat dengan kondisi normal dan diatas normal
37
37
38
39
39
41
42
42
43
43
45
46
47
47
49
49
51
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan
5.2
Saran
53
53
3.4
BAB 4
BAB 5
DAFTAR PUSTAKA
54
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Tabel 3.1
Tabel 4.1
Tabel 4.2
Tabel 4.3
Tabel 4.4
Tabel 4.5
Tabel 4.6
Tabel 4.7
Denyut Jantung Manusia
19
Rancangan Board Mikrokontroller Arduino Uno
32
Ketentuan Hasil Denyut Jantung
46
Hasil Pengujian Output Pulse Sensor
48
Hasil Pengujian Output Pulse Sensor berbagai kondisi
48
Hasil Pengujian Pulse Sensor dengan kondisi normal
49
Perbandingan hasil perhitungan C-BPM dan Manual (normal)
50
Perbandingan hasil perhitungan C-BPM dan Manual (diatas normal) 51
Hasil pengujian berbagai kondisi
52
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 2.7
Gambar 2.8
Gambar 2.9
Gambar 2.10
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Gambar 3.8
Gambar 3.9
Gambar 3.10
Gambar 3.11
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Gambar 4.5
Gambar 4.6
Gambar 4.7
Gambar 4.8
Gambar 4.9
Gambar 4.10
Gambar 4.11
Gambar 4.12
Gambar 4.13
Gambar 4.14
Sistem Mikrokontroler
Arduino Uno Tampak Depan
Arduino Uno Tampak Belakang
Diagram Transducer Elektronika
Sensor Cahaya (LDR)
Pulse Sensor
Gelombang Pulse Sensor
ESP8266EX diagram blok
ESP8266
Anatomi Jantung
Ishikawa Diagram Sistem
Use-case Diagram Sistem
Activity Diagram Sistem
Blok Diagram Sistem
Flowchart Sistem
PCB Matriks
Skema Rangkaian
Penampung Data thingspeak
Perancangan Antar Muka Registrasi
Perancangan Antar Muka Info
Perancangan Antar Muka Tentang
Kerangka Alat
Implementasi Pulse Sensor
Implementasi Konektifitas Wifi
Baterai Alat
Implementasi Pengisian Ulang Baterai
Implementasi Hidup Otomatis
Papan Arduino dengan Kerangka Utama
Upload Program Arduino
Implementasi Tampilan Registrasi
Implementasi Tampilan Informasi
Implementasi Tampilan Tentang
Grafik Perbandingan Hasil Perhitungan (Kondisi Normal)
Grafik Perbandingan Hasil Perhitungan (Kondisi diatas Normal)
Grafik Perbandingan Hasil Perhitungan Kondisi Berbeda
7
8
9
11
12
13
14
15
16
18
22
24
25
26
27
31
32
33
34
35
36
38
38
39
40
40
41
42
43
44
45
47
50
51
52
Universitas Sumatera Utara