BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Perancangan Alat 4.1

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Hasil Perancangan Alat
4.1.1 Perangkat Keras (Hardware)
Perangkat keras yang berhasil dibuat dalam penelitian ini adalah alat
oksimeter berbasis mikrokontroller ATMega16 dilengkapi dengan sistem alarm
sebagai penanda jika kondisi kadar oksigen darah pasien mengalami penurunan
sampai tingkat tidak normal. Perangkat keras ini terdiri dari rangkaian catu daya,
rangkaian minimum sistem ATMega16, rangkaian modul LCD, rangkaian buzzer,
rangkaian amplifier dan rangkaian sample and hold.
4.1.1.1
Rangkaian Catu Daya
Pada rangkaian ampilfier menggunakan IC LF353 yang membutuhkan
supply tegangan catu daya (V) yang simetris yaitu tegangan positif (V+) dan
tegangan negatif (V-) terhadap ground, sehingga diperlukan rangkaian catu daya
dual-tegangan. Rangkaian yang telah dibuat mampu menghasilkan tegangan
keluaran stabil +4,96 V dan -5,06 V. Pada rangkaian catu daya menggunakan
trafo 2 A yang berfungsi untuk menurunkan tegangan PLN 220V menjadi 12 V.
Akan tetapi arus yang dihasilkan masih arus AC sehingga digunakan dioda untuk
mengubah arus AC menjadi arus DC. IC 7805 yang berfungsi untuk menstabilkan
tegangan yang keluar menjadi +5 V, dan IC 7905 yang berfungsi untuk
38
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
menstabilkan tegangan keluaran menjadi -5 V. Hasil pembuatan rangkaian catu
daya ditunjukkan pada Gambar 4.1
Gambar 4.1 Rakitan Elektronik Catu Daya
4.1.2.2
Rangkaian Sample and Hold
Rangkaian Sample and Hold digunakan sebagai switch dua sinyal
tegangan yang masuk dari rangkaian amplifier. Rangkaian sample and hold terdiri
dari empat komponen utama, yaitu input buffer amplifier, komponen penyimpan
energi berupa hold capacitor, output buffer amplifier, dan rangkaian switching,
seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Jika kontrol pada A adalah low maka
switch akan terbuka, dan jika kondisi gerbang A sedang high maka switch akan
tertutup. Fungsi input pada IC LF353 adalah buffer untuk memastikan pengisian
cepat kapasitor melalui CD4066 dari resistansi 100k. Ketika gerbang A
mendapat tegangan high maka muatan akan disimpan di kapasitor sehingga
tegangan tetap stabil dalam penyimpanan. Dan ketika gerbang A sedang low maka
akan terjadi pengurangan pada kapasitor yang sangat lambat. Sehingga didapatkan
39
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
dua sinyal yang akan diteruskan menuju port ADC pada rangkaian minimum
system.
Gambar 4.2 Rakitan Elektronik Sample and Hold
Keterangan :
1. IC CD4066
2. Pin CTRL1 dan CTRL2
3. IC LF353
4. Pin input dan output
5. Pin catu daya
4.1.2.3
Rangkaian Amplifier Cascade
Pada rangkaian ini digunakan penguatan tipe bertingkat (Amplifier
Cascade). Agar dapat bekerja dengan baik, digunakan IC LF353 yang kecepatan
pengolahan sinyal tinggi (high speed) dan memiliki dua gerbang penguat. IC
LF353 memerlukan tegangan catu (Vdc) yang simetris yaitu tegangan positif (+V)
dan tegangan negatif (-V) terhadap tanah (ground). Penggunaan penguatan
40
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
bertingkat agar didapatkan penguatan yang cukup sekaligus memisahkan antara
sinyal AC dengan sinyal DC dimana pada penguat ketiga, dikopling dengan
kapasitor karena kapasitor akan memblok sinyal DC dan hanya melewatkan sinyal
AC saja. Sedangkan pada penguat kedua, dikopling dengan diode germanium
dengan tegangan ideal 0,3V agar hanya sinyal DC saja yang dikeluarkan. Penguat
kaskade ini menggunakan jenis penguat non-inverting sehingga sinyal
keluarannya masih sefase dengan sinyal masukannya. Setelah dilakukan
pengukuran, besar nilai output fotodetektor sebesar 0,36 V sehingga perlu
dikuatkan delapan kali. Pengutan output ini dirasa sudah cukup untuk memenuhi
syarat pembacaan range ADC pada port A mikrokontroler (0-5V)
Gambar 4.3 Rakitan Elektronik Amplifier Cascade
Keterangan :
1. Dioda Germanium
2. IC Op-amp LF353
3. Pin Supply (V+ ,V-, Ground)
4. Pin input dan output
41
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
4.1.2.4
Rangkaian Modul LCD
Pada penelitian ini digunakan LCD karakter 2x16, kaki-kakinya berjumlah
16 pin, dilengkapi dioda 1N4002 untuk menyearahkan tegangan masukan 5 V,
serta resistor variabel untuk memberi tegangan kontras pada matriks LCD
sehingga nyala terang karakter pada tampilan bisa diatur. LCD digunakan untuk
menampilkan kondisi level kadar oksigen darah (SpO2) sekaligus menampilkan
hasil pembacaan nilai ADC. Hasil rangkaian LCD dapat dilihat pada Gambar 4.5.
Gambar 4.4 Rakitan Elektronik Modul LCD
4.1.2.5 Rangkaian Buzzer
Pada alat oksimeter, buzzer digunakan sebagai alarm penanda keadaan.
Rangkaian buzzer dilengkapi dengan komponen transistor PNP BC557 yang
berfungsi sebagai saklar. Penggunaan transistor sebagai saklar artinya
mengoperasikan transistor pada salah satu kondisi yaitu saturasi atau cut off. Pada
transistor PNP kondisi cut off adalah kondisi transistor dimana arus basis sama
dengan nol (IB = 0) dan arus pada emitor (IE) sama dengan nol, sedangkan
42
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
pengertian saturasi pada transistor adalah kondisi transistor dimana arus basis
adalah maksimal, arus emitor bernilai maksimal, dan tegangan emitor-kolektor
adalah minimal. Jika basis diberi tegangan maka menyebabkan transistor dalam
kondisi cut off dan terminal emitor-kolektor terputus seperti saklar terbuka,
akibatnya arus tidak mengalir dari emitor ke kolektor karena arus pada basis sama
dengan nol. Kondisi ini arus kolektor sama dengan nol.
Sebaliknya, jika terminal basis tidak diberi tegangan akan menyebabkan
transistor dalam kondisi saturasi seolah-olah terminal emitor-kolektor terhubung
singkat seperti halnya saklar tertutup, akibatnya arus akan mengalir dari emitor ke
kolektor. Hasil rangkaian buzzer dapat dilihat pada Gambar 4.5.
Gambar 4.5 Rakitan Elektronik Driver Buzzer
4.1.2.6 Rangkaian Minimum Sistem AVR ATMega16
Rangkaian minimum sistem AVR ATMega16 yang telah dirancang ini
telah mampu mengolah data yang didapatkan dari output sensor yang sebeumnya
dikuatkan. Rangkaian ini berfungsi sebagai pengatur untuk masing-masing
rangkaian penyusun oximeter seperti switch timer driver LED, LCD, buzzer,
43
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
sample and hold. Rangkaian minimum sistem oximeter ditunjukkan pada Gambar
4.6
Gambar 4.6 Rakitan Elektronik Minimum Sistem
Keterangan :
1. Port C digunakan sebagai setting timer.
2. Port A digunakan sebagai kanal input ADC (Analog Digital Converter)
3. Port ISP digunakan untuk memasukkan program (download) ke dalam
mikrokontroller ATMega16.
4. Port B dihubungkan ke LCD
5. Port D digunakan untuk mengaktifkan rangkaian buzzer.
6. Pin yang berfungsi sebagai catu daya 5V dan ground.
4.1.2.7 Rangkaian Driver Sensor
Rangkaian ini terdiri dari dua LED yaitu LED sinar tampak dan infrared
yang dipasang secara berdampingan. LED infrared diletakkan lebih dekat dengan
44
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
ujung jari dan LED visible diletakkan di tengan jari telunjuk. Sumber cahaya
transimisi diletakkan di superficial kulit bawah kuku. Sedangkan fototransistor
TEMT6000 diletakkan di atas kuku. Dua pin input (merah dan inframerah) pada
sensor dihubungkan langsung dengan pin timer pada mikrokontroler.
Gambar 4.7 Rakitan Elektronik LED
4.1.3 Perangkat Lunak (Software)
Perangkat lunak (software) berupa program oksimeter yang ditulis dengan
bahasa C melalui CodeVisionAVR. Selanjutnya dilakukan pengisian ke IC
mikrokontroler melalui downloaderISP Innovative Learning DTHQ yang
menggunakan downloader USB dengan kabel USB. Software yang telah dibuat
pada CodeVisionAVR sebelumnya dilakukan compile terlebih dahulu untuk
mengetahui apakah pada program masih terdapat error atau tidak. Gambar 4.12
merupakan tampilan proses compile pada software CodeVisionAVR.
45
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Gambar 4.8 Proses compile program pada CodeVisionAVR
Proses compile program tidak terdapat error, maka program bisa
diprogram ke dalam mikrokontroler. Selanjutnya untuk proses download program
ke mikrokontroler digunakan software atmel STK500/AVRISP. Caranya adalah
fitur setting kemudian pilih programmer kemudian pilih STK500/AVRISP. Hal
ini dilakukan program dapat dimasukkan ke IC yang sesuai dengan
downloadernya.
Gambar 4.9 Downloader DT-HiQ AVR USB ISP
46
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Perangkat lunak (software) yang telah berhasil dibuat pada penelitian ini
meliputi pembacaan ADC , kontrol buzzer dan program tampilan LCD.
4.1.3.1 Program Pembacaan ADC
Program pembacaan nilai ADC digunakan untuk membaca nilai input
pada variabel tegangan analaog yang akan dikonversikan ke data digital agar bisa
ditampilkan pada layar LCD. Adapun listing programnya adalah sebagai berikut.
void baca_adc()
{
//===========ADC Sample LED=========//
temp=read_adc(0);
vx=temp*50;
//vy=vx/1024;
vy=temp/2;
pul=(vy/100)%10;
sat=(vy/10)%10;
kom=vy%10;
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("LED:");
47
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
//sprintf(lcd_buffer,"%d%d,%d",pul,sat,kom);
sprintf(lcd_buffer,"%d",vy);
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_puts(lcd_buffer);
delay_ms(300);
//===========ADC Sample IR==========//
tempa=read_adc(1);
vin=tempa*50;
//v=vin/1024;
v=tempa/20;
pul1=(v/100)%10;
sat1=(v/10)%10;
kom1=v%10;
lcd_gotoxy(5,0);
lcd_putsf("IR:");
//sprintf(lcd_buffer2,"%d%d,%d",pul1,sat1,kom1);
sprintf(lcd_buffer2,"%d",v);
48
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
lcd_gotoxy(5,1);
lcd_puts(lcd_buffer2);
delay_ms(300);
4.1.3.2 Program Buzzer
Program buzzer adalah mengkontrol nyala buzzer jika hasil pembacaan
SpO2 dibawah nilai 85%. Input dari buzzer dihubungkan pada port D pin 0, jika
pembacaan memenuhi syarat maka mikrokontroler memberikan tegangan kepada
driver buzzer.
Listing program untuk kontrol buzzer adalah sebagai berikut :
4.1.3.3 Program Tampilan LCD
Program tampilan LCD digunakan untuk menampilkan hasil pembacaan
nilai pembacaan ADC. Adapun listing program tampilan awal adalah sebagai
berikut.
void tampilan_awal( )
{
49
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf(" LapanTech");
delay_ms(1500);
lcd_gotoxy(6,1);
lcd_putsf("Present");
delay_ms(1500);
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_putsf("PULSE OKSIMETER");
delay_ms(1500);
lcd_clear();
}
lcd_gotoxy(10,0);
lcd_putsf("SPO:");
sprintf(lcd_buffer3,"%d%d,%d",pul,sat,kom);
//sprintf(lcd_buffer3,"%d",r);
lcd_gotoxy(10,1);
lcd_puts(lcd_buffer3);
delay_ms(1000);
};
lcd_clear(); // Menghapus tampilan LCD
50
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
lcd_gotoxy(0,0); // Menempatkan tulisan pada posisi kolom 0 baris 0
lcd_putsf(" PULSE OXYMETRI"); // Menampilkan string
lcd_gotoxy(0,1); // Menempatkan tulisan pada posisi kolom 0 baris 1
delay_ms(100); // Memanggil delay dari library delay
Listing program secara keseluruhan pada tahap pembuatan perangkat
lunak (software) alat oximeter dapat dilihat pada Lampiran 3.
4.2
Hasil Pengujian Alat dan Analisis Data
Pada penelitian yang telah dilakukan diperoleh hasil pengujian, antara lain
pengujian panjang gelombang LED yang digunakan, pengujian output tegangan
fototransistor , pengujian transmisi cahaya LED (biru, merah, hijau), pengujian
pengukuran SpO2 di lima jari yang berbeda, dan membandingkan hasil
pengukuran dengan alat penelitian dengan oksimeter Mindrey type PM50
4.2.1 Hasil Pengujian Panjang Gelombang
Sebelum digunakan, LED diukur panjang gelombangnya terlebih dahulu
menggunakan metode spektrofotometri. Pengamatan didasari teori
peristiwa
difraksi sinar oleh kisi difraksi. Agar terjadi bayangan yang terang dilayar (P),
beda lintasan (d sin ) kedua sinar datang di P dari kedua celah yang jaraknya (d)
harus merupakan kelipatan bulat (n) panjang gelombangnya ().
d sin  = n .................................. 4.1
51
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
keterangan :
d
= jarak celah
n
= orde

= sudut difraksi
Berdasarkan hasil pengujian didapatkan data pengukuran sebagai berikut :
Tabel 4.1 Hasil Pengamatan Sudut Difraksi Cahaya LED Merah
No
1
2
3
n Kanan
183,674
185,524
187,375
n Kiri
180,307
178,036
176,925
(n kanan – n kiri)/2
3,367
3,8
5,225
Tabel 4.2 Hasil Pengamatan Sudut Difraksi Cahaya LED Biru
No
1
2
3
n Kanan
182,4
183,35
184,88
n Kiri
179,2
177,76
177
(n kanan – n kiri)/2
1,6
2,795
3,94
Tabel 4.3 Hasil Pengamatan Sudut Difraksi Cahaya LED Hijau
No
1
2
3
n Kanan
182,33
183,82
185,17
n Kiri
179,17
177,08
176,18
(n kanan – n kiri)/2
1,58
3,37
4,495s
Tabel 4.4 Hasil Pengamatan Pengukuran Panjang Gelombang Cahaya Tampak
No
1
Warna Cahaya
Merah
D
0,00002
0,00002
Sin 
3,367
3,8
N
1
2
 (nm)
587,8
661,2
52
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
2
Biru
3
Hijau
0,00002
Rata-rata
0,00002
0,00002
0,00002
Rata-rata
0,00002
0,00002
0,00002
Rata-rata
5,225
3
1,6
2,795
3,94
1
2
3
1,58
3,37
4,495s
1
2
3
604,5
617,833
558
488
458
501,333
551
588
522
553,67
Spektrofotometri visible disebut juga spektrofotometri sinar tampak.
Cahaya yang dapat dilihat oleh mata manusia adalah cahaya dengan panjang
gelombang 400-800 nm. Sebelum melakukan pengujian, terlebih dahulu
melakukan uji panjang gelombang LED yang akan digunakan dalam penelitian.
Hal Dari tabel nilai rata-rata pengamatan, diketahui panjang gelombang LED
warna merah (610-800 nm) dan hijau (500-560 nm) sesuai dengan range
ketentuan warna panjang gelombang. Sedangkan warna biru (435-480 nm) tidak
sesuai dengan range panjang gelombang sebenarnya. Hal ini bisa disebabkan dari
kurang sempurnanya pengamat dalam mengamati sudut garis n-kanan dan n-kiri
dari kisi difraksi sehingga didapatkan data panjang gelombang yang tidak sesuai
meski hanya selisih kecil.
4.2.2 Hasil Pengujian Output Tegangan Fototransistor TEMT6000
Tabel 4.5 Hasil Pengamatan Pengukuran Output Tegangan Fototransistor
Nilai Arus 1 A pada Lingkungan Kondisi Gelap
No
Nilai Tegangan Output
Fototransistor (Volt)
LED
LED
LED
Merah
Biru
Hijau
Nilai Arus
(Ampere)
53
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
1
2
3
4
5
Mean
4,84
4,82
4,83
4,84
4,85
4,838
4,6
4,7
4,85
4,71
4,82
4,736
4,88
4,83
4,82
4,84
4,86
4,8464
1
1
1
1
1
1
Tabel 4.6 Hasil Pengamatan Pengukuran Output Tegangan Fototransistor
Nilai Arus 1,5 A pada Lingkungan Kondisi Gelap
No
1
2
3
4
5
Mean
Nilai Tegangan Output Fotod
Fototransistor ioda (Volt)
LED
LED
LED
Merah
Biru
Hijau
4,80
4,86
4,7
4,70
4,85
4,83
4,62
4,83
4,85
4,77
4,82
4,83
4,74
4,80
4,6
4,726
4,832
4,762
Nilai Arus
(Ampere)
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
Tabel 4.7 Hasil Pengamatan Pengukuran Output Tegangan Fototransistor
Nilai Arus 2 A pada Lingkungan Kondisi Gelap
No
1
2
3
4
5
Mean
Nilai Tegangan Output
Fototransistor (Volt)
LED
LED
LED
Merah
Biru
Hijau
4,85
4,81
4,88
4,84
4,78
4,87
4,85
4,79
4,89
4,84
4,80
4,89
4,86
4,82
4,90
4,886
4,8
4,848
Nilai
Arus
(Ampere)
2
2
2
2
2
2
54
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
Keluaran fototransistor adalah tegangan listrik yang berubah sesuai
intensitas cahaya yang masuk. Pada saat intensitas cahaya yang diterima
fototransistor rendah, fototransistor memiliki resistansi yang tinggi sehingga
menyebabkan nilai tegangan keluarannya juga rendah. Hal ini dikarenakan nilai
tegangan yang mengalir pada fototransistor kecil.
Volt
4,9
VO= V
output
4,85
4,8
VO Biru
4,75
VO Merah
4,7
VO Hijau
4,65
4,6
1
1,5
2
Arus (ampere)
Gambar 4.10 Grafik Pengaruh Arus Terhadap Output Fototransistor
Dari data Gambar 4.10 terdapat perbedaan hasil ouput tegangan dari fototransistor
TEMT6000 ketika dialiri arus yang berbeda. Ketika LED dialiri tegangan 5V
dengan menggunakan trafo 2A ternyata output tegangan dari fototransistor
memiliki nilai terbesar dibandingkan ketika dialiri tegangan yang sama dengan
trafo arus yang lebih rendah. Tetapi didapatkan satu data yang menyimpang pada
LED warna biru dimana output tegangan yang keluar lebih besar pada arus 1,5 A
dibandingkan 2A. Hal ini bisa disebabkan ketika pada saat pengukuran dimana
posisi cahaya LED kurang terfokus ke fototransistor. Rata-rata nilai keseluruhan,
fototransistor memiliki respon yang sama baik di ketiga warna yang berbeda. Hal
55
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
ini menunjukkan performa TEMPT6000 cukup baik untuk digunakan sebagai
detektor cahaya dari LED dan Infrared.
4.2.3 Hasil Pengujian Transmisi LED
Penelitian ini menguji daya tembus LED merah, biru, dan hijau pada ujung
jari telunjuk dengan menggunakan detektor TEMT6000. Cahaya LED
ditembakkan dari atas kuku jari dan cahaya yang diteruskan akan ditangkap oleh
detektor, pin output dihubungkan dengan avo meter kemudian diamati berapa
nilai yang terukur. Adapun hasil dari uji coba dapat dilihat pada Tabel 4.8
Tabel 4.8 Hasil Pengukuran Output Fototransistor dari Transmisi
LED
Pengukuran
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rata-rata
LED Merah
(Volt)
0,38
0,36
0,37
0,37
0,36
0,35
0,36
0,36
0,36
0,36
0,363
LED 2 Hijau
(Volt)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
LED Biru
(Volt)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Sebelumnya, LED diaktifkan dengan menggunakan trafo arus 2A. Berdasarkan
tabel tersebut dapat diketahui hanya LED merah yang cahayanya mampu
56
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
menembus jari sedangkan yang lain tidak. Hal ini disebabkan panjang gelombang
warna merah lebih besar dibandingkan dengan yang lain sehingga intensitas
cahaya yang ditangkap lebih banyak atau berbanding lurus dengan output
tegangan fototransistor. Selain itu sifat optik absorbsi cahaya oleh hemoglobin
yang terdapat pada lapisan yang dalam dapat terlihat dengan cahaya yaitu antara
400 dan 700 nm, sedangkan pada area perifer (permukaan kulit) dapat terlihat
dengan sinar inframerah yang memiliki panjang gelombang antara 700 dan 1000
nm, ini merupakan area spektral yang sangat bergantung pada jumlah O2 yang
dibawa oleh darah. Metode ini memanfaatkan fakta bahwa hemoglobin memiliki
koefisien penyerapan cahaya optik yang lebih tinggi di wilayah dengan spektrum
merah di sekitar 660 nm dibandingkan dengan HbO2. Hal ini juga dijelaskan
dengan adanya faktor kemampuan penetrasi cahaya pada jaringan biologi jari.
Gambar 4.11 Daya Penetrasi Cahaya pada Jaringan Biologi
Gambar 4.11 menjelaskan kemampuan penetrasi cahaya yang berarti jarak yang
mampu ditembus cahaya pada suatu medium yang diikuti berkurangnya intensitas
cahaya akibat koefisien penyerapan medium yang dilewati (Pujary, 2004). Pada
gambar 4.11 dijelaskan bahwa pada panjang gelombang diatas 640 nm daya
penetrasi cahaya memiliki potensi tinggi untuk bisa menembus jaringan biologi.
57
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
4.2.4 Hasil Pengujian SpO2 pada Lima Jari
Pengujian ini mengambil data perubahan hasil pengukuran selama interval
satu menit sebanyak tiga kali pengukuran di lima jari yang berbeda. Jari yang
diukur yaitu jari telunjuk, jari jempol, jari tengah, jari manis, jari kelingking.
Adapun data yang didapatkan adalah sebagai berikut :
Tabel 4.9 Nilai SpO2 di Lima Jari
No
1
2
3
rata
SD
Eror
SpO2
SpO2 Jari SpO2 Jari
Manis
Tengah
Telunjuk
(%)
(%)
(%)
94,16
95
92,26
92,5
92,94
91,68
93,7
90,8
92,64
93,45
92,91
92,19
0,857049
2,100127
0,48346
0,917088
2,260307
0,524398
SpO2 Jari
SpO2
Kelingking
Jempol
(%)
(%)
92,4
90,5
91,89
95,25
91
89,86
91,76
91,87
0,708543
2,944605
0,772142
3,205187
Dari data tersebut dapat dianalisa bahwa pengukuran SpO2 pada jari telunjuk
menunjukan angka pengukuran paling besar dibandingkan dengan pengukuran
yang lain. Tetapi secara keseluruhan, jari yang lain menunjukkan hasil
pengukuran yang memiliki selisih yang relatif kecil antara 91,76 % sampai
dengan 93,45 %. Perbedaan ini bisa disebabkan panjang lintasan tranmisi cahaya
dari LED yang berbeda pada setiap jari. Semakin panjang lintasan transmisi
cahaya maka semakin banyak cahaya yang diserap sehingga sedikit saja cahaya
yang diteruskan. Jari jempol yang memiliki struktur lapisan jaringan yang lebih
tebal atau panjang menunjukkan hasil pengukuran yang paling kecil. Hal ini
58
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
disebabkan seperti ukuran jari yang lebih besar, perubahan kadar Hb, aktivitas
berlebihan pada saat pengukuran dan desain probe sensor yang kurang sempurna.
4.2.5 Hasil Pengujian Perbandingan Pengukuran
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan alat hasil
penelitian dengan alat buatan pabrik. Pada pengujian ini digunakan Mindrey
PM50. Berikut hasil perbandingannya :
Nama : A
BB
: 50 kg
TB
: 160 cm
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ratarata
SpO2
Mindrey
(%)
99
98
98
98
98
98
98
98
96
98
97,9
SDm =
SpO2
Manual (%)
∑(
̅)
= 0,7
SpO2 Mindrey = ̅ ± SD = 97,9 ± 0,7
96
92
96
90
92
96
94
92
96
90
SDp =
∑(
̅)
= 2,374868
SpO2 Manual = ̅ ± SD = 93,4 ± 2,37
93,4
Nama : B
BB
: 55 kg
TB
: 169 cm
No
SpO2
Mindrey
(%)
SpO2
Manual (%)
59
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ratarata
99
98
99
98
98
98
98
98
98
98
90
92
92
90
90
88
90
92
90
88
98,2
90,2
SDm =
∑(
̅)
= 0,4
SpO2 Mindrey = ̅ ± SD = 98,2 ± 0,4
SDp =
∑(
̅)
= 1,4
SpO2 Manual = ̅ ± SD = 90,2 ± 1,4
Nama : C
BB
: 85 kg
TB
: 179 cm
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ratarata
SpO2
Mindrey
(%)
98
99
99
98
98
98
98
98
98
98
98,2
SpO2
Manual (%)
SDm =
92
86
92
88
76
86
80
90
78
90
∑(
̅)
= 0,421637021
SpO2 Mindrey = ̅ ± SD = 98,2 ± 0,421
SDp =
∑(
̅)
= 5,846176338
SpO2 Manual = ̅ ± SD = 85,8 ± 5,85
85,8
Nama : D
BB
: 55 kg
TB
: 169 cm
No
1
SpO2
Mindrey
(%)
98
SpO2
Manual (%)
96
60
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ratarata
98
98
98
98
98
98
98
98
98
94
94
92
92
94
94
94
92
94
98
93,6
SDp =
∑(
̅)
= 1,2
SpO2 Mindrey = ̅ ± SD = 93,6 ± 1,2
Nama : E ∑(
SDm =: 85 kg
BB
TB
̅)
=0
: 178 cm
SpO2 Manual = ̅ ± SD = 98 ± 0
Nama : E
BB
: 85 kg
TB
:178 cm
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ratarata
SpO2
Mindrey
(%)
98
98
98
98
98
98
98
98
98
98
SpO2
Manual (%)
SDm =
88
88
92
84
90
88
92
90
86
90
98
∑(
̅)
=0
SpO2 Mindrey = ̅ ± SD = 98 ± 0
SDp =
∑(
̅)
= 2,4
SpO2 Manual = ̅ ± SD = 88,8 ± 2,4
88,8
Keterangan :
SDm = Standart Deviasi Mindrey
SDp
= Standart Deviasi Alat Penelitian
BB
= Berat Badan
61
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
TB
= Tinggi Badan
Dari data perhitungan tersebut dapat dihitung berapa keakuratan pengukuran
yang terjadi.
=
∆
100,.................. 4.2
= 100% −
......................4.3
1. Akurasi Pasien A
Eror = 2,54 % , dengan akurasi sebesar 97,46 %
2. Akurasi Pasien B
Eror = 1,55 % , dengan akurasi sebesar 98,45 %
3. Akurasi Pasien C
Eror = 5,8 % , dengan akurasi sebesar 94,2 %
4. Akurasi Pasien D
Eror = 1,28 % , dengan akurasi sebesar 98,72 %
5. Akurasi Pasien E
Eror = 2,7 % , dengan akurasi sebesar 97,3 %
Dengan rata-rata error pada seluruh pengukuran sebesar 5,8 % dengan
akurasi sebesar 97,226 %, instrumen oksimeter hasil penelitian cukup presisi
untuk digunakan mengukur SpO2 darah. Standart nilai normal saturasi oksigen
pada perawatan klinik adalah 95%-100%. Jika saturasi oksigen dibawah 85%
menandakan bahwa jaringan tidak mendapat cukup oksigen dan pasien
62
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto
ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga
membutuhkan evaluasi lebih lanjut (Niluh et al, 2002). Begitu vitalnya parameter
saturasi oksigen bagi pasien perawatan intensif maka diperlukan hasil pengukuran
saturasi oksigen dengan nilai eror serendah mungkin. Dengan nilai eror yang
mencapai 5,8% maka instrumen ini masih perlu pengembangan lebih lanjut untuk
mengurangi nilai erornya agar tidak memberikan informasi yang jauh dari nilai
kebenaran.
63
Skripsi
Rancang Bangun Oksimeter Digital Berbasis
Mikrokontroler ATMega16
Guruh Hariyanto