Detak Jantung, Suhu Tubuh dan Pemakaian Cairan Infus

1
Perancangan Sistem Telemonitoring Tiga Parameter
(Detak Jantung, Suhu Tubuh dan Pemakaian Cairan Infus)
untuk Pasien Rawat Inap di Poliklinik Pedesaan Melalui
Jaringan GSM
Harris Pirngadi
Suwito
Setiyani
Jurusan Teknik Elektro-FTI, ITS, Surabaya-60111, e-mail: [email protected]
Abstrak – Pada tugas akhir ini mengimplementasikan
telemonitoring untuk pasien rawat inap di poliklinik
pedesaan. Seorang pasien yang menjalani rawat inap akan
mendapatkan pemantauan kesehatan meliputi tiga
parameter meliputi detak jantung, suhu tubuh dan level
pemakaian cairan infus. Proses monitoring dilakukan
dengan menempatkan alat (rangkaian slave) di ruang
pasien untuk mengukur detak jantung, suhu tubuh dan level
pemakaian cairan infus. Data dari ruang pasien dikirim ke
rangkaian master di ruang perawat secara periodik melalui
jalur kabel menggunakan komunikasi serial RS485 dan
ditampilkan ke monitor komputer. Apabila dari ketiga
parameter tersebut terjadi situasi pasien memerlukan
penanganan maka rangkaian master di ruang perawat akan
mengirimkan pesan peringatan berupa Short Message
Service (SMS) dan data rekam pasien dengan voice dial up
menggunakan modulasi Frequency Shift Keying (FSK) ke
handphone (HP) dokter.
Pada pengujian yang telah dilakukan, sistem yang telah
dibuat mampu memonitoring kondisi pasien. Data pasien
hasil pengukuran rangkaian slave pengukur detak jantung
memiliki error rata – rata 2,39 %, error rata – rata alat
pengukur suhu tubuh adalah 0,78 % dan error rata – rata
alat pengukur level pemakaian cairan infus adalah 0,953
%. Pengiriman data menggunakan modulasi FSK dengan
baudrate 1200 bps melalui voice dial up HP memiliki error
100%.
I.
PENDAHULUAN
Sistem pemantauan kesehatan pasien di rumah sakit
atau poliklinik secara umum masih dilakukan dengan cara
konvensional. Perawat atau dokter harus mendatangi ruang
pasien untuk mengecek perkembangan kesehatan pasien.
Pada kasus rumah sakit atau poliklinik di daerah perkotaan
dengan jumlah perawat dan dokter yang cukup hal tersebut
tidak akan menjadi kendala. Akan tetapi, untuk rumah sakit
atau poliklinik di daerah pedesaan dengan jumlah tenaga
medis yang sedikit hal tersebut menjadi masalah karena
perawat dan dokter harus bekerja ekstra dari ruang satu ke
ruang lainnya dalam memantau kesehatan pasien apabila
jumlah pasien banyak. Oleh sebab itu diperlukan suatu
metode yang dapat membantu perawat dan dokter dalam
memantau perkembangan kesehatan pasien. Metode yang
dapat diterapkan adalah telemonitoring pasien.
Metode telemonitoring merupakan salah satu bagian
dari metode telemedicine yang sudah ada. Dengan
telemonitoring, proses pemantauan kesehatan pasien
dilakukan jarak jauh tanpa harus mendatangi tempat pasien.
Dalam praktek pelaksanaannya,
telemonitoring dapat
diterapkan dalam dua konsep, real time (synchronous) dan
store and forward (asynchronous). Telemonitoring secara
real time bisa berbentuk sederhana seperti video call
menggunakan jalur telepon dan internet. Synchronous
telemonitoring memerlukan kehadiran kedua pihak pada
waktu yang sama. Telemonitoring dengan store and
forward
mencakup pengumpulan data medis dan
pengiriman data ini ke seorang dokter pada waktu yang tepat
untuk evaluasi secara offline. Jenis telemonitoring ini tidak
memerlukan kehadiran kedua belah pihak dalam waktu yang
sama.
Pada
tugas
akhir
ini
mengimplementasikan
telemonitoring untuk pasien rawat inap di poliklinik
pedesaan. Seorang pasien yang menjalani rawat inap akan
mendapatkan pemantauan kesehatan meliputi 3 parameter
meliputi detak jantung, suhu tubuh dan level pemakaian
cairan infus. Alasan pemilihan ketiga parameter tersebut
karena ketiga parameter tersebut digunakan sebagai indikasi
perkembangan kesehatan pasien secara signifikan. Proses
monitoring dilakukan dengan menempatkan alat di ruang
pasien untuk mengukur detak jantung, suhu tubuh dan level
pemakaian cairan infus. Data pasien yang didapatkan dari
alat akan dikirim ke ruang perawat secara periodik melalui
jalur kabel menggunakan komunikasi serial RS485. Data
pasien diterima dan ditampilkan ke monitor komputer
perawat sehingga perawat dapat memantau kesehatan
pasien. Apabila dari ketiga parameter tersebut terjadi situasi
pasien memerlukan penanganan maka alat di ruang perawat
akan mengirimkan pesan peringatan berupa Short Message
Service (SMS) dan data rekam pasien dengan voice dial up
dengan cara Frequency Shift Keying (FSK) ke HP dokter.
Dengan data tersebut dokter dapat melakukan analisa untuk
memutuskan tindakan penanganan yang tepat.
II.
DASAR TEORI
2.1 Sinyal ECG
Jantung merupakan organ tubuh yang berfungsi untuk
memompa darah terdiri dari 4 ruang, atrium kanan, atrium
kiri, ventrikel kanan dan ventrikel kiri. Bagian kanan
memompa darah kaya CO2 ke paru – paru dan bagian kiri
memompa darah kaya O2 ke seluruh tubuh. Pada proses
pemompaan darah oleh jantung dipicu oleh kontraksi otot –
otot jantung, proses ini terjadi melalui serangkaian stimulasi
sinyal pada otot jantung.
Sinyal ECG terdiri dari gelombang PQRSTU seperti
pada gambar 2.1 di bawah ini
2
Gambar 2.1 Gelombang ECG
Gelombang P menunjukkan depolarisasi atrial, QRS
komplek menandakan depolarisasi ventricular dan T
menandakan repolarisasi ventricular. Kondisi depolarisasi
adalah kondisi dimana muatan listrik sel berubah akibat
pergeseran elektrolit di kedua sisi membran sel yang
merangsang serat otot untuk berkontraksi. Kondisi
repolarisasi adalah kondisi dimana sel menyeimbangkan
muatan negatif didalamnya dan kembali ke posisi
istirahat[1].
Secara umum karakteristik sinyal ECG meliputi hal – hal
berikut[2]:
a. Amplitudo: berada pada -0,5mV sampai 4mV,
b. Lebar frekuensi: untuk klinis sekitar 0,05Hz – 100Hz,
sedangkan untuk monitoring sekitar 0,5Hz – 50Hz,
untuk gelombang QRS sekitar 17Hz,
c. Noise yang berasal dari sinyal frekuensi rendah seperti
dari induksi medan magnet luar dan jala – jala (50Hz).
Frekuensi tinggi seperti pemancar radio frekuensi
tinggi.
2.2 Pengukuran Suhu Tubuh
Suhu adalah pernyataan tentang perbandingan (derajat)
panas suatu zat. Dapat pula dikatakan sebagai ukuran panas
atau dinginnya suatu benda. Dalam bidang thermodinamika
suhu adalah suatu ukuran kecenderungan bentuk atau sistem
untuk melepaskan tenaga secara spontan. Alat yang
digunakan untuk mengukur perubahan suhu (temperatur)
adalah termometer. Pada manusia, suhu tubuh dapat
menunjukkan dengan signifikan apakah manusia tersebut
sehat atau tidak. Suhu tubuh manusia dibagi menjadi 4
bagian seperti tabel 2.1.
Tabel 2.1 Pembagian suhu tubuh manusia
Kategori
Suhu
Hipotermi
< 36 °C
Normal
36 – 37,5 °C
Febris/Pireksia
37,5 – 40 °C
Hipertermi
> 40 °C
Hipotemia adalah pengeluaran panas akibat paparan
terus-menerus terhadap dingin mempengaruhi kemampuan
tubuh untuk memproduksi panas sehingga suhu tubuh
menurun. Hipertermia adalah peningkatan suhu tubuh
sehubungan dengan ketidakmampuan tubuh untuk
meningkatkan pengeluaran panas atau menurunkan produksi
panas. Febris/Pireksia adalah kategori suhu tubuh dimana
manusia mengalami demam. Demam dibedakan menjadi 3
bagian, demam rendah, demam sedang dan demam tinggi.
Untuk pengukuran suhu di mulut, suhu demam rendah
adalah 37,7 – 38,8 °C, demam sedang 38,8 – 40 °C dan
demam tinggi >40 °C.
2.3 Pemakaian Cairan Infus
Terapi intravena adalah tindakan yang dilakukan dengan
cara memasukkan cairan, elektrolit, obat intravena dan
nutrisi parenteral ke dalam tubuh melalui intravena.
Tindakan ini sering merupakan tindakan life saving seperti
pada kehilangan cairan yang banyak, dehidrasi dan syok,
karena itu keberhasilan terapi dan cara pemberian yang
aman diperlukan pengetahuan dasar tentang keseimbangan
cairan dan elektrolit serta asam basa. Tindakan ini
merupakan metode efektif dan efisien dalam memberikan
suplai cairan ke dalam kompartemen intravaskuler. Terapi
intravena dilakukan berdasarkan order dokter dan perawat
bertanggung jawab dalam pemeliharaan terapi yang
dilakukan. Pemilihan pemasangan terapi intravena
didasarkan pada beberapa faktor, yaitu tujuan dan lamanya
terapi, diagnosa pasien, usia, riwayat kesehatan dan kondisi
vena pasien. Apabila pemberian terapi intravena dibutuhkan
dan diprogramkan oleh dokter, maka perawat harus
mengidentifikasi larutan yang benar, peralatan dan prosedur
yang dibutuhkan serta mengatur dan mempertahankan
sistem. Penggantian cairan infus harus dilakukan tepat
waktu agar kondisi kesehatan pasien tidak terganggu.
2.4 Modulasi FSK (Frequency Shift Keying)
Modulasi adalah proses menumpangkan sinyal informasi
pada sinyal pembawa (carrier). Sinyal informasi dapat
berupa sinyal audio, tape recorder ataupun berupa
kumpulan data-data. Sedangkan demodulasi adalah proses
mendapatkan kembali sinyal informasi yang telah
ditumpangkan pada sinyal pembawa, sehingga output dari
demodulasi adalah sinyal informasi saja.
Modulasi frekuensi adalah modulasi yang amplitudo dan
phase-nya konstan terhadap waktu, sedangkan frekuensinya
berubah-ubah. Jadi keadan sinyal informasi dibedakan dari
besar kecilnya frekuensi sinyal yang sudah termodulasi.
Gambar 2.2 menunjukkan bentuk sinyal modulasi frekuensi.
Gambar 2.2 Sinyal modulasi frekuensi[4]
Modulasi FSK Biner (yang lebih sering disebut sebagai
FSK) adalah salah satu teknik modulasi yang digunakan
untuk mengirim informasi antar peralatan digital. Data
ditransmisikan dengan mengubah bentuk biner ke frekuensi.
Salah satu frekuensi didesain sebagai frekuensi mark (f1)
mewakili logika 1 dan frekuensi space (f2) mewakili logika
0. Sinyal modulasinya dapat dilihat pada Gambar 2.3.
3
2.5 AT Command
Untuk mengirimkan data melalui layanan SMS
memerlukan AT Commands. AT Commands adalah
perintah untuk menjalankan fungsi HP melalui jalur serial.
Tabel 2.2 menunjukkan beberapa contoh AT Command.
Aturan penulisan syntax AT Command ditunjukkan gambar
2.6.
Gambar 2.3 Sinyal modulasi FSK [4]
Gambar 2.6
Commands
Gambar 2.4 Rangkaian modulator FSK [6]
Salah satu metode demodulasi FSK untuk
mengoptimalkan ketepatan parameter sinyal FSK pada
konfigurasi demodulator adalah filter type FSK
demodulator. Komponen utama demodulator ini adalah
sebuah match mark filter, sebuah space match filter, dan
sebuah comparator. Prinsip kerja demodulator ini adalah
sinyal FSK yang masuk demodulator dilewatkan match
mark filter dan match space filter, kemudian output dari
match filter tersebut dibandingkan. Jika output dari mark
filter lebih besar dari space filter maka keluaran yang
dihasilkan adalah mark. Sedangkan jika keluaran dari space
filter lebih besar dari mark filter maka keluaran yang
dihasilkan adalah space.
Aturan penulisan syntax sebagai berikut:
1. Setiap command diawali oleh string “AT”,
2. Dapat dilanjutkan dengan tanda “+”, ”*”, atau kosong,
3. Command yang diinginkan,
4. Diikuti tanda sama dengan (“=”), tetapi tergantung
command yang digunakan,
5. Nilai yang diberikan pada command tersebut,
6. Diakhiri dengan ASCII “CR” ( 0D h).
Tabel 2.2 Contoh AT Command
AT Command
Fungsi
ATA
Untuk menjawab panggilan (answer)
ATD
Untuk melakukan panggila (call)
AT+CMGR
Untuk membaca inbox SMS
AT+CMGS
Untuk mengirim SMS
AT+CMGD
Untuk menghapus inbox SMS
III.
Gambar 2.5 Rangkaian demodulator FSK [7]
Secara sederhana konsep kerja demodulator FSK adalah
membalik nilai dari frekuensi ke biner. Apabila f1 = 1200
Hz untuk nilai mark dan f2 = 2200 Hz untuk nilai space
maka frekuensi 1200 Hz akan dikonversi ke biner 1 dan
frekuensi 2200 Hz dikonversi ke biner 0. Rangkaian
demodulator FSK ditunjukkan gambar 2.5.
Aturan penulisan syntax AT
PERANCANGAN ALAT
Perancangan alat yang disampaikan pada gambar 3.1
terdapat blok lokasi poliklinik dan blok lokasi dokter. Blok
lokasi poliklinik terdiri dari blok ruang pasien dan blok
ruang perawat. Blok ruang pasien terdiri dari bagian
rangkaian slave pengukur detak jantung, rangkaian slave
pengukur suhu tubuh dan rangkaian slave pengukur level
pemakaian cairan infus. Blok ruang perawat terdiri dari
bagian rangkaian master dan rangkaian slave komunikasi
via HP. Komunikasi data antara rangkaian di ruang dengan
rangkaian di ruang pasien menggunakan komunikasi
jaringan RS485. Bagian blok lokasi dokter terdiri dari
bagian demodulator FSK dan sistem minimum
mikrokontroler ATmega162.
Perancangan perangkat lunak terdiri dari perancangan
perangkat lunak untuk mikrokontroler dan perangkat lunak
untuk display komputer. Perancangan perangkat lunak untuk
mikrokontroler terdiri dari 5 bagian, perangkat lunak
mikrokontroler master, perangkat lunak mikrokontroler
slave pengukur suhu tubuh, perangkat lunak mikrokontroler
slave pengukur level pemakaian cairan infus, perangkat
lunak mikrokontroler slave pengukur detak jantung dan
4
perangkat lunak mikrokontroler slave komunikasi via HP.
Perancangan perangkat lunak untuk display komputer terdiri
dari perangkat lunak display komputer lokasi poliklinik di
ruang perawat dan perangkat lunak display komputer lokasi
dokter.
Termistor jenis PTC sebagai sensor panas untuk mendeteksi
suhu tubuh pasien. Rangkaian termistor PTC dirangkai
dengan konfigurasi jembatan Wheatstone. Tegangan output
Va dan Vb dari rangkaian jembatan Wheatstone menjadi
input rangkaian differential amplifier. Output differential
amplifier menjadi input non-inverting amplifier. Untuk
melindungi ADC internal mikrokontroler dari overvoltage
maka digunakan rangkaian clipper yang berfungsi
memotong tegangan pada range yang aman untuk ADC.
3.1.3
Rangkaian Slave Pengukur Level Pemakaian
Cairan Infus
Rangkaian pengukur level pemakaian cairan infus terdiri
dari sensor bending beam loadcell, differential amplifier,
non-inverting amplifier, dan clipper. Perancangan penguatan
menggunakan differential amplifier dan non-inverting
amplifier. Tegangan output Va (hijau) dan Vb (putih) dari
rangkaian bending beam loadcell menjadi input rangkaian
differential amplifier. Output differential amplifier menjadi
input non-inverting amplifier. Output dikuatkan lagi
menggunakan non-inverting amplifier yang dapat
disesuaikan penguatannya dengan mengubah nilai Rf. Untuk
melindungi ADC internal mikrokontroler dari overvoltage
maka digunakan rangkaian clipper yang berfungsi
memotong tegangan pada range yang aman untuk ADC.
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
3.1 Blok Lokasi Poliklinik
3.1.1
Rangkaian Slave Pengukur Detak Jantung
Rangkaian pengukur detak jantung menggunakan
rangkaian pendeteksi sinyal ECG yang terdiri dari bagian
rangkaian penguat instrumentasi, highpass filter, lowpass
filter dan adder. Penguat instrumentasi, high pass filter, low
pass filter, dan adder berfungsi untuk mengolah sinyal dari
elektroda yang terhubung ke simulator atau tubuh. Bagian
ini bekerja sebagai pengkondisi sinyal dimana sinyal asli
atau raw ECG yang berasal dari elektroda akan dikuatkan
amplitudonya kemudian disaring oleh filter untuk
mengeliminasi noise dan sinyal – sinyal lain yang tidak
dibutuhkan, serta adder menaikkan level tegangan dari raw
ECG. Penguat instrumentasi difungsikan untuk menguatkan
sinyal input dari elektroda yang dihubungkan ke simulator.
Sinyal dari simulator mempunyai range antara 0,5 mV
hingga 2 mV.
3.1.2
Rangkaian Slave Pengukur Suhu Tubuh
Rangkaian slave pengukur suhu tubuh pasien terdiri dari
sistem minimum ATMega16, termistor PTC jenis silistor
yang dirangkai dengan konfigurasi jembatan Wheatstone,
differential amplifier, non-inverting amplifier, dan clipper.
3.1.4
Rangkaian Slave Komunikasi via HP
Rangkaian slave komunikasi via HP berfungsi untuk
mengirim SMS saat warning event dan voice dial-up untuk
pengiriman rekam data pasien ke dokter. Rangkaian slave
terdiri dari minimum sistem ATMega162, modulator FSK
dan HP Siemens C45. Apabila pasien mengalami kondisi
yang membutuhkan penanganan maka slave akan mengirim
SMS peringatan kepada HP dokter. Apabila dokter meminta
data rekam medis maka slave akan mengirimkan rekam data
medis pasien ke dokter melalui voice dial-up.
Baudrate yang digunakan untuk transmisi data adalah
1200 bps. Modulator FSK berfungsi mengkonversi sinyal
bentuk biner ke frekuensi. Frekuensi mark untuk logika 1
pada frekuensi 1200Hz dan frekuensi space untuk logika 0
pada frekuensi 2200Hz.
3.1.5
Rangkaian Master
Rangkaian master terdiri dari sistem minimum ATMega
162, DS1307 untuk RTC, EEPROM AT24C256 untuk data
logger dan buzzer sebagai alarm peringatan. Sistem
minimum ATMega 162 pada blok master berfungsi untuk
mengolah data dari semua rangkaian slave, menyimpan data
pasien (data logger), komunikasi ke komputer untuk
menampilkan data pasien yang dipresentasikan berupa
grafik dan tabel. Bagian RTC berfungsi membangkitkan
sinyal waktu. Di dalam IC RTC DS1307 sudah terdapat
sistem yang membangkitkan sinyal waktu yang berupa
detik, menit, jam, tanggal, bulan dan tahun.
Untuk data logger berupa EEPROM yang
menggunakan IC AT24C256 yang proses menyimpan dan
membacanya bisa diakses melalui komunikasi I2C dengan
memberikan sinyal kontrol. Bagian alarm peringatan
berfungsi untuk memberi peringatan berupa bunyi bila
diindikasikan pasien butuh penanganan. Bagian komunikasi
5
serial RS232 adalah rangkaian pengkonversi level tegangan
TTL menjadi level RS232.
3.2 Blok Lokasi Dokter
Bagian blok lokasi dokter terdiri dari bagian sistem
minimum ATMega162, demodulator FSK, HP dan bagian
komunikasi serial RS232 untuk menampilkan data yang
telah diolah ke komputer. Rangkaian demodulator berfungsi
untuk mengembalikan hasil konversi bentuk sinyal dari
frekuensi ke biner.
IV.
PENGUJIAN SISTEM
Pengujian alat dilakukan pada pada rangkaian slave
pengukur detak jantung, rangkaian slave pengukur suhu
tubuh, rangkaian slave pengukur level pemakaian cairan
infus, rangkaian slave komunikasi via HP, pengujian
rangkaian master dan pengujian komunikasi modulator –
demodulator FSK.
4.1 Pengujian Rangkaian Slave Pengukur Detak Jantung
Pengujian alat pengukur detak jantung menggunakan
simulator ditunjukkan pada tabel 4.1. Simulator sebagai
pengganti jantung sesungguhnya untuk menghasilkan sinyal
jantung. Penggunaan filter analog pada rangkaian pendeteksi
sinyal ECG untuk slave pengukur detak jantung dapat
bekerja dengan baik untuk frekuensi detak jantung 30 BPM,
60 BPM dan 80 BPM. Sedangkan untuk frekuensi di atas
100 BPM masih memiliki error yang cukup tinggi,
Tabel 4.1 Pengujian alat pengukur detak jantung
menggunakan simulator sebagai sumber sinyal jantung
No.
1
2
3
4
5
Detak Jantung (BPM)
Terukur
Simulator
Uji
Uji
I
II
30
30
31
60
59
60
80
80
82
120
125 134
240
236 249
Uji
III
30
60
81
126
250
Error
(%)
1,11
0,55
1,25
6,94
2,08
Error rata – rata dari pengujian alat adalah
Er = (1,11 + 0,55 + 1,25 + 6,94 + 2,08) / 5
= 2,39 %
4.2 Pengujian Rangkaian Slave Pengukur Suhu Tubuh
Alat pengukur suhu tubuh dirancang untuk dapat
membaca suhu 30 ºC – 50 ºC sehingga suhu di bawah 30 ºC
akan terbaca 30,00 ºC dan di atas 50 ºC terbaca 50,00 ºC.
Pada tabel 4.2 menunjukkan data hasil pengujian alat
pengukur suhu tubuh menggunakan media air. Pembacaan
suhu air dengan termometer raksa digunakan sebagai
pembanding keakuratan pembacaan suhu dari alat pengukur
suhu tubuh.
Tabel 4.2 Pengujian alat pengukur suhu tubuh vs
termometer raksa dengan media air
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Suhu Air(ºC)
Termometer
Alat Ukur
Raksa
Suhu
25
30,00
26
30,00
27
30,00
28
30,00
29
30,00
30
30,00
31
30,15
32
31,30
33
32,25
34
33,45
35
34,40
36
35,53
37
36,59
38
37,62
39
38,82
40
39,80
41
40,89
42
41,87
43
42,92
44
43,90
45
45,00
46
46,05
47
47,00
48
48,12
49
49,10
50
50,00
51
50,00
52
50,00
53
50,00
54
50,00
Error
(%)
20
15,38
11,11
7,14
3,45
0
2,74
2,18
2,27
1,62
1,71
1,30
1,11
1
0,46
0,5
0,27
0,31
0,19
0,23
0
0,11
0
0,25
0,2
0
1,96
3,85
5,66
7,41
Perhitungan error rata – rata alat pengukur suhu tubuh
untuk mengukur suhu air 30 ºC – 50 ºC adalah
Er = ( 0 + 2,74 + 2,18 + 2,27 + 1,62 + 1,71 + 1,30 +
1,11 + 1 + 0,46 + 0,5 + 0,27 + 0,31 + 0,19 +
0,23 + 0 + 0,11 + 0 + 0,25 + 0,2 + 0 ) / 21
= 0.7833 %
Pada tabel 4.3 menunjukkan data hasil pengujian alat
pengukur suhu tubuh terhadap beberapa sampel pasien.
Pembacaan suhu dari termometer badan (termometer digital
Magic Star) digunakan sebagai pembanding keakuratan
pembacaan suhu dari alat pengukur suhu tubuh.
Pengambilan data suhu mengggunakan acuan suhu pada
mulut pasien.
6
Tabel 4.3 Pengujian alat pengukur suhu tubuh vs
thermometer digital
Sampel
Pasien
No
Suhu Tubuh (ºC)
Error
(%)
1
Tiyan
Termometer
Digital
37,0
Alat Ukur
Suhu
37,12
2
Rico
36,5
36,76
0,32
0,71
3
Teguh
36,6
36,71
0,30
4
Rachmat
36,3
36,76
1,26
5
Firman
35,6
36,14
1,51
6
Ramzi
36,6
37,02
1,14
7
Dayat
36,7
36,92
0,59
8
Akhul
36,8
37,12
0,86
9
Atar
36,9
36,98
0,22
10
Aan
36,7
37,04
0,92
Perhitungan error rata – rata alat pengukur suhu tubuh
untuk mengukur suhu air 30 ºC – 50 ºC adalah
Er = ( 0,32 + 0,71 + 0,30 + 1,26 + 1,51 + 1,14 + 0,59 +
0,86 + 0,22 + 0,92 ) / 10
= 7,83/10
= 0,78 %
4.3 Pengujian Rangkaian Slave Level Pemakaian Cairan
Infus
Pengujian alat pengukur level pemakaian cairan infus
ditunjukkan pada tabel 4.4. Data yang terukur adalah sisa
volume cairan infus yang masih ada pada kantong infus.
Tabel 4.4 Pengujian alat pengukur level pemakaian
cairan infus
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Volume Cairan Infus (mL)
Sebenarnya
Terukur
50
52
100
101
150
148
200
203
250
250
300
298
350
352
400
401
450
449
500
500
Error
(%)
4
1
1,33
1,5
0
0.66
0,57
0,25
0,22
0
Error rata – rata dari pengujian alat adalah
Er = ( 4 + 1 + 1,33 + 1,5 + 0 + 0.66 + 0,57 +
0,25 + 0,22 + 0 ) / 10
= 0,953 %
4.4 Pengujian Rangkaian Master
Pengujian rangkaian master meliputi pengujian
penyimpanan data rekam medis pasien (data logger) pada
EEPROM AT24C256, RTC dan komunikasi RS232 untuk
menampilkan data pasien ke komputer. Pada pengujian data
logger yang terlihat pada Gambar 4.1, data yang disimpan
dalam external EEPROM ada 8 data, detak jantung/menit ,
suhu tubuh, level pemakaian cairan infus, jam, menit,
tanggal, bulan dan tahun. Data yang disimpan dalam
variabel char membutuhkan memori penyimpanan 1 byte (8
bit) untuk setiap karakter.
Gambar 4.1 Pengujian data logger melalui
hyperterminal CodevisionAVR
Dalam proses pengecekan, data yang disimpan pada
EEPROM AT24C256 dikirim ke komputer menggunakan
komunikasi serial RS232 dan ditampilkan melalui
hyperterminal CodevisionAVR. Dalam pengiriman, data
diletakkan di antara header ‘A’ dan footer ‘B’. Setelah
header diikuti data detak jantung, suhu tubuh, cacah tetes
cairan infus, jam, menit, tanggal, bulan dan tahun. Total
memori yang dibutuhkan untuk sekali penyimpanan dari 8
data tersebut adalah 22 byte. Sistem data logger menyimpan
data setiap 1 menit kemudian mengirimkan data tersebut ke
komputer. Dengan kapasitas dari EEPROM AT24C256
sebesar 65536 byte, maka sistem data logger ini dapat
menyimpan data sebanyak 2978 record, sehingga sistem
dapat melakukan penyimpanan selama 49 jam 37 menit.
3.4 Pengujian Komunikasi Modulator – Demodulator
FSK
Pengujian dilakukan menggunakan sinyal input dari
function generator, frekuensi sinyal output modulator adalah
1200 Hz ketika input berupa logika ’1’ dan frekuensi sinyal
output 2200 Hz ketika logika ’0’. Gambar 4.2
menunujukkan bentuk sinyal output modulator ketika
diberikan sinyal input dari function generator.
Gambar 4.2 Sinyal output modulator (atas) dan
sinyal input dari function generator (bawah)
Pengujian modulasi FSK melalui komunikasi dial up HP
seperti ditunjukkan gambar 4.3 dibawah ini.
7
4.
dengan memasang tahanan R secara paralel pada PTC
agar didapatkan karakteristik R-T yang lebih linear,
Pemilihan range beban maksimal load cell disesuaikan
dengan beban yang akan diukur agar didapatkan
sensitifitas pengukuran yang baik.
DAFTAR PUSTAKA
Gambar 4.2 Sinyal input demodulator (atas) dan
sinyal output modulator (bawah)
Rangkaian demodulator berfungsi untuk mengkonversi
bentuk sinyal dari frekuensi ke biner. Hasil konversi nilai
biner dari sinyal input demodulator seperti pada gambar 4.2
terjadi error karena frekuensi sinyal input di luar nilai
frekuensi yang dapat dikonversi demodulator.
V.
KESIMPULAN
4.1 Kesimpulan
Dari perancangan, realisasi, dan pengujian alat pada
tugas akhir ini dapat disimpulkan beberapa hal seperti
berikut ini:
1. Error rata – rata alat pengukur detak jantung adalah
2,39 %,
2. Error rata – rata alat pengukur suhu tubuh adalah 0,78
%,
3. Error rata – rata alat pengukur level pemakaian cairan
infus adalah 0,953 %,
4. Pengiriman data menggunakan modulasi FSK dengan
baudrate 1200 bps melalui dial up HP memiliki error
100%..
Ashari, Harry, Perancangan Sistem Akuisisi Data Wireless
ECG, Tugas Akhir S-1, Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS,
Surabaya, 2010.
J.Tompkins, Willis, Biomedical Digital Signal Processing,
Prentice Hall, New Jersey, 1995.
Andrianto, Heri, Pemrograman Mikrokontroler AVR
Atmega 16, Informatika, Bandung, 2008.
Nurochman, Aan, Sistem Monitoring Hidrologi Real Time
dengan Menggunakan Data Logger Berbasis Sensor
Network sebagai Referensi untuk Mengontrol Pintu Air pada
Daerah Rawan Banjir, Tugas Akhir S-1, Jurusan Teknik
Elektro FTI-ITS, Surabaya, 2010.
Setiawan, Rachmad, Teknik Akuisisi Data, Graha Ilmu,
Yogyakarta, 2008.
…..., Datasheet XR2206, www.alldatasheet.com
…..., Datasheet XR2211, www.alldatasheet.com
......., Datasheet ATMega16, www.Atmel.com
......., Datasheet ATMega162, www.Atmel.com
......., Datasheet AT24C256, www.Atmel.com
......., Datasheet DS1307, www.Maxim-ic.com
…..., Datasheet MAX232, www.alldatasheet.com
BIOGRAFI
5.2 Saran
Saran yang dapat diberikan untuk pengembangan alat
ini sebagai berikut:
1. Pengiriman data dengan metode modulasi digital
dengan menggunakan HP dapat menggunakan metode
yang lain, misalnya modulasi ASK atau modulasi
PSK,
2. Dalam perancangan alat pendeteksi sinyal ECG perlu
diperhatikan amplitudo detak jantung sumber simulator
atau pasien karena mempengaruhi sensitifitas
pendeteksian sinyal, untuk mendapatkan sinyal output
yang baik dengan noise sekecil perlu ditambahkan
filter digital,
3. Penggunaan termistor PTC jenis silistor dengan
konfigurasi jembatan Wheatstone pada rangkaian
pengukur suhu dapat ditambahkan teknik linearisasi
Setiyani dilahirkan di Pati pada tanggal 26 Desember
1988. Putra keempat dari 7 bersaudara pasangan Lasdi dan
Nasriyati. Menyelesaikan pendidikan dasar di SDN
Panjunan 02 Pati pada tahun nnnn. Kemudian pada tahun
berhasil menamatkan pendidikan menengah di SMP Negeri
3 Pati. Pada tahun 2006 berhasil menyelesaikan pendidikan
di SMA 2 Pati yang kemudian melanjutkan pendidikan di
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut
Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Selama kuliah aktif
di organisasi kedaerahan IKMP Surabaya dan menjadi
asisten Laboratorium Elektronika. Saat ini penulis sedang
menyelesaikan Tugas Akhir untuk memenuhi persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Jurusan Teknik
Elektro ITS.