Seminar Tugas Akhir Mei 2016 KURSI RODA DENGAN KONTROL

Seminar Tugas Akhir
Mei 2016
KURSI RODA DENGAN KONTROL SINYAL OTOT DILENGKAPI TERAPI LUTUT
(Ade Nandrai1, Endang Dian Setioningsih, ST,MT2,Torib Hamzah, S.Pd, M.Pd3)
ABSTRAK
Kursi roda merupakan salah satu alat bantu jalan pasien untuk dapat berpindah dari satu tempat
ke tempat lain yang digunakan pada penderita atau pasien yang mengalami penurunan kekuatan
otot dan patah tulang pada anggota gerak bawah serta gangguan keseimbangan. Elektromiografi
(EMG) adalah teknik untuk mendeteksi potensial listrik yang dihasilkan oleh sel-sel otot. Supaya
memudahkan pasien dibuatlah kursi roda dengan kontrol sinyal otot sebagai pengendali laju kursi
roda yang memungkinkan bagi penyandang cacat. Sistem kerja dari kursi roda elektrik ini
menggunakan Kontrol Sinyal Otot yang berbasis pada Mikrokontroler ATMega 16, prinsip kerja
alat menggunakan sinyal otot pada Biceps dan Triceps dengan beban maksimal 80 kg. Kemudian
hasil data dari sinyal otot akan diolah oleh mikrokontroler ATMega 16 untuk perintah maju,
mundur, belok kanan dan belok kiri, dan hasilnya akan ditampilkan pada LCD 2x16. Berdasarkan
hasil pengujian dan pengukuran pada responden, didapatkan nilai rata-rata perhitungan
amplitude saat kontraksi pada lengan kanan sebesar 2,26 V, sedangkan untuk lengan kiri sebesar
2,19 V. Untuk nilai rata-rata perhitungan amplitude pada saat relaksasi pada lengan kanan dan
lengan kiri didapatkan hasil yang sama yaitu sebesar 0,23 V.Setelah melakukan proses studi
literatur, pembuatan modul, percobaan alat, serta pengujian dan perdataan maka secara umum
disimpulkan bahwa alat “Kursi Roda dengan Kontrol Sinyal Otot dilengkapi Terapi Lutut” ini
dapat digunakan dengan berat badan pasien maksimal 80 Kg.
Kata Kunci : Kursi Roda, Sinyal Otot
I. Pendahuluan
1.1. Latar Belakang
Kursi roda merupakan salah satu alat
bantu jalan pasien untuk dapat berpindah
dari satu tempat ke tempat lain yang
digunakan pada penderita atau pasien yang
mengalami penurunan kekuatan otot dan
patah tulang pada anggota gerak bawah serta
gangguan keseimbangan (Supatmi, 2013).
Penurunan kekuatan otot antara lain
disebabkan oleh banyak faktor dalam hal ini
perlu diteliti melalui electromyography,
dimana electromyography dapat mendeteksi
potensial listrik yang dihasilkan oleh sel-sel
otot ketika sel-sel elektrik atau neurologis
diaktifkan. Sinyal dapat dianalisis untuk
mendeteksi kelainan medis, dan listrik
berperan dalam kontraksi otot (Luigi
Galvani, 1786)
Saat ini, telah banyak dikembangkan
kombinasi antara kursi roda dengan
pengendali
menggunakan
sinyal
electromyograph. Kursi roda dengan kontrol
sinyal otot sebagai pengendali laju kursi
roda yang memungkinkan bagi penyandang
cacat dengan keterbatasan tidak memiliki
telapak tangan dan kaki. Sistem kerja dari
kursi roda elektrik ini menggunakan kontrol
sinyal otot pada lengan tangan atas dengan
beban maksimal 100 kg. Pengendalian dari
alat ini yaitu saat kursi roda maju lengan
kanan kontraksi relaksasi satu kali dan
kontrol mengolah data sehingga motor 1
bergerak maju, untuk berhenti lengan kanan
kontraksi relaksasi dua kali dan kontrol
mengolah data sehingga motor 1 diam. Kursi
roda belok kanan lengan kiri kontraksi
relaksasi satu kali dan kontrol mengolah data
sehingga motor 2 bergerak kanan, untuk
berhenti lengan kiri kontraksi relaksasi tiga
kali dan kontrol mengolah data sehingga
motor 2 bergerak kekiri kembali pada posisi
lurus. Kursi roda belok kiri kontraksi
relaksasi lengan kanan dua kali sehingga
Seminar Tugas Akhir
motor 2 bergerak kekiri, untuk berhenti
lengan kanan kontraksi relaksasi tiga kali
dan kontrol mengolah data sehingga motor 2
bergerak kekanan kembali ke posisi lurus..
Alat ini pernah dibuat sebelumnya
oleh Prayuda Agung Indonesiawan L pada
tahun 2013 dengan judul “Kursi Roda
dengan Kontrol Sinyal Otot” tetapi masih
menggunakan sistem digital dengan berat
badan 55kg. Berdasarkan hal tersebut, maka
Tri Waluyo Jati 2015 merancang alat kursi
roda dengan kontrol sinyal otot berbasis
mikrokontroller ATMEGA16 dan dapat
digunakan dengan berat badan pasien
maksimal 100 kg, namun alat ini belum
dilengkapi dengan terapi kaki pada lutut dan
terapi infrared. Terapi pada lutut ini sangat
dibutuhkan pasien, karena seseorang yang
lama tidak melakukan aktifitas pada kaki,
kaki akan kaku untuk digerakkan. Untuk
melakukan terapi pada lutut biasanya pasien
dipindahkan ke kasur terlebih dahulu, lalu
dibantu untuk menggerakkan kaki yang sakit
ditekuk ke atas sampai lurus dan diturunkan
ke bawah 90 derajat oleh perawat sebanyak
5 dan 10 kali dalam satu terapi (Mimil,
2011). Terapi infrared juga menghasilkan
rasa hangat dan nyaman yang dapat
digunakan untuk melancarkan peredaran
darah, relaksasi tubuh dan lain sebagainya.
Waktu yang digunakan 10 menit dan 15
menit
untuk
satu
kali
terapi
(firastiwidyaratni, 2012).
Mengacu pada latar belakang masalah
di atas, penulis ingin merancang
pengembangan fungsi alat pada kursi roda
dengan kontrol sinyal otot dilengkapi
dengan terapi pada lutut. Kursi roda ini
nantinya dapat digunakan sebagai simulator
sendi lutut yang kaku untuk digerakan.
Dengan bantuan motor yang diletakkan pada
kiri dan kanan kursi roda yang dilengkapi
pemilihan jumlah gerakan 5 atau 10 kali dan
pemilihan mode kaki kiri dan kaki kanan,
terapi infrared juga ditambahkan dengan
pemilihan waktu 10 menit dan 15 menit
sehingga dapat membantu pasien untuk
beraktifitas.
1.2. Batasan Masalah
Mei 2016
1.2.1 Menggunakan Mikrokontroler
ATMEGA 16
1.2.2 Menggunakan tampilan Display
LCD 2 x 16
1.2.3 Kursi roda kanan , kiri , maju,
mundur, dan berhenti
1.2.4 Menggunakan sinyal otot tangan
kanan dan kiri
1.2.5 Menggunakan motor DC
1.2.6 Berat pasien max 80 kg
1.2.7 Menggunakan Aki sebagai sumber
tegangan
1.2.8 Ruang gerak kursi roda berada pada
daerah yang datar.Kursi maju dari
kecepatan lambat ke kecepatan
normal
1.2.9 Alat hanya bisa untuk salah satu
pemilihan (Kursi Roda / Terapi
pada lutut)
1.3. Rumusan Masalah
Dapatkah dibuat “Kursi Roda Dengan
Kontrol Sinyal Otot Dilengkapi Terapi
Lutut?”
1.4. Tujuan
1.4.1 Tujuan Umum
“Dibuatnya Kursi Roda Dengan Kontrol
Sinyal Otot Dilengkapi Terapi Lutut”
1.4.2 Tujuan Khusus
1.4.2.1. Membuat rangkaian
ATMEGA16
1.4.2.2. Membuat rangkaian
LCD 2 x 16
1.4.2.3. Membuat rangkaian driver
Motor
1.4.2.4 Membuat mekanik motor (gear
box)
1.4.2.5 Membuat kontrol motor
1.4.2.6 Membuat rangkaian
Instrumentasi
1.4.2.7 Membuat rangkaian penguat
1.4.2.8 Membuat
rangkaian
Comparator (Pembanding)
1.5. Manfaat
1.5.1. Manfaat Teoritis
1. Meningkatkan
wawasan
dan
pengetahuan di bidang peralatan
terapi dan peralatan Life Support
Seminar Tugas Akhir
2. Dapat dijadikan referensi bagi
mahasiswa yang akan meneliti lebih
lanjut tentang Sinyal Otot dan
Terapi kaki.
1.5.2. Manfaat Praktis
1. Membantu
proses
kegiatan
pembelajaran di mata kuliah terapi
dan Life Support
2. Memberikan
kemudahan
penggunaan kursi roda , 1 alat
memiliki 2 fungsi , sebagai alat
trasportasi untuk penyandang cacat
yang tidak memiliki telapak tangan /
kaki dan memberikan terapi kaki
pada lutut penyandang cacat.
Mei 2016
tegangan referensi maka output komparator
berlogika 1, dan sebaliknya apabila tegangan
sinyal otot lebih kecil dari pada tegangan
referensi maka akan berlogika 0, masuk ke
rangkaian monostabil berfungsi sebagai jeda
pewaktu sebelum masuk ke ATMEGA 16 yang
sudah di program kapan mengaktifkan driver
motor kiri atau driver motor kanan. Untuk
pemilihan terapi kaki, sebelumnya lutut diberi
terapi oleh sinar infrared yang sudah diberi
setting waktu. Setelah diberi sinar infrared
,pemilihan ayunan yang sudah di program oleh
ATMEGA 16 berapa banyak ayunan dan
kecepatan driver motor 1 / motor 2 akan aktif.
2.2 Diagram Alir
II. METODOLOGI PENELITIAN
2.1 Blok Diagram
Gambar 2.1 Blok Diagram
Power
supply
masuk
keseluruh
rangkaian, ketika tombol start di tekan maka lcd
akan menyala, disitu ada pemilihan settingan
sinyal otot atau terapi kaki yang telah diprogram
oleh mikrokontroller. Apabila melakukan
pemilihan sinyal otot maka terapi kaki tidak akan
aktif dan sebaliknya apabila terapi kaki yang
dipilih maka sinyal otot tidak aktif. Sinyal otot
diambil melalui elektroda lengan tangan kanan
dan kiri, setelah itu di tangkap sinyal oleh
rangkaian instrumentasi . Output Instrumentasi
tegangan outputnya masih kecil sehingga
dibutuhkan penguat, setelah diberi penguat
masuk ke rangkaian komparator, komparator
berfungsi sebagai pembanding tegangan sinyal
otot dengan tegangan refrensi (yang sudah di
tentukan), apabila tegangan otot lebih besar dari
Gambar 2.2 Diagram Alir Keseluruhan
Saat modul dinyalakan maka arus listrik
mengalir ke semua rangkaian. Ada pemilihan
terapi kaki lutut dan EMG , misal pemilihan
terapi pada lutut kaki. Disini ada dua pemilihan
ayunan atau infrared , pertama pemilihan infrared
Seminar Tugas Akhir
di setting berapa waktu lama penyinaran infrared.
Setelah selesai penyinaran infrared melakuakan
pemilihan ayunan, disini dilengkapi setting
kecepatan dan pemilihan berapa kali ayunan,
melakukan settingan pemilihan mode , mode 1
motor (satu) bekerja maju mundur , mode 2 motor
(dua) bekerja maju mundur , mode 3 motor (satu
dan dua) bekerja , sampai berapa ayunan yang
telah di setting.
Untuk pemilihan EMG dilakukan setting
referensi kedua lengan untuk kursi roda maju
lengan kanan kontraksi relaksasi satu kali dan
kontrol mengolah data sehingga motor kanan dan
kiri bergerak maju, untuk kursi roda mundur
lengan kanan kontraksi relaksasi dua kali dan
kontrol mengolah data sehingga motor kanan dan
kiri bergerak mundur. untuk kursi roda berhenti
lengan kanan kontraksi relaksasi tiga kali motor
kanan dan kiri berhenti, untuk kursi roda ke kiri
lengan kiri kontraksi satu kali dan kontrol
mengolah data sehingga motor kanan bergerak
maju dan motor kiri berhenti,. Untuk kursi roda
ke kanan lengan kiri kontraksi dua kali motor kiri
bergerak maju dan motor kanan berhenti.
2.3 Diagram Mekanis
Mei 2016
3.
Diukur 1
4.
Perlakuan
Diukur 2
O1
X
O2
X = treatmen/perlakuan yg diberikan
(variabel Independen)
01 = Observasi pertama (variabel
dependen)
02 = Observasi kedua (variabel
dependen)
2.5 Variabel Penelitian
2.5.1 Variabel Bebas
Sebagai variabel bebas yaitu otot
lengan dan tegangan AKI.
2.5.2 Variabel Tergantung
Sebagai variabel terikat adalah
Rangkaian Penguatan sinyal otot.
2.5.3 Variabel Terkendali
Sebagai variabel terkendali yaitu
Rangkaian Driver Motor dan IC
Mikrokontroler ATMega 16.
2.6 Definisi Operasional
Dalam
kegiatan
oprasionalnya,
variabel-variabel yang digunakan dalam
pembuatan
modul,
baik
variabel
terkendali, tergantung maupun bebas
memiliki fungsi-fungsi antara lain:
Gambar 2.3 Diagram Mekanis
2.4 Desain Penelitian
Metode penelitian dalam pembuatan
modul ini adalah Pre-eksperimental dengan
menggunakan jenis one group pre-post test
design. Pada rancangan ini, peneliti hanya
menggunakan satu kelompok subjek serta
melakukan pengukuran sebelum dan
sesudah pemberian perlakuan pada subjek
perbedaan kedua hasil pengukuran tersebut
dianggap sebagai efek perlawanan. Penelitia
eksperimen model ini dapat digambarkan
sebagai berikut:
Tabel 2.6 Definisi Operasional
2.7 Jadwal Kegiatan
Jadwal kegiatan penulis susun
menurut jadwal kalender Akademik yang ada
di Politeknik Kesehatan Jurusan Teknik
Elektromedik Surabaya.
Seminar Tugas Akhir
Mei 2016
Tabel 2.7 Jadwal Kegiatan
Hasil Output Osiloskop lengan kiri
Ket:
I. Pengajuan proposal
II. Ujian dan Revisi proposal
III. Pembuatan modul
IV. Pengambilan data dan Analisa
V. Uji kelayakan
VI. Seminar awal
VII. Ujian sidang KTI dan revisi
VIII.Pengesahan dan pengumpulan Karya
Tulis Ilmiah
III. Hasil Pengukuran dan Analisa
3.1 Hasil Instrumentasi lengan kanan dan
kiri saat relaksasi dan kontraksi :
Tabel 3.1 Output Instrumen TP2 Saat Relaksasi
Data Amplitudo (V)
Data
Lengan
5
RataRata
1
2
3
4
Kiri
0,028
0,016
0,016
0,016
0,016
0,0184
Kanan
0,016
0,016
0,016
0,024
0,016
0,0176
Tabel 3.2 Output Instrumen TP2 Saat Kontraksi
Data Amplitudo (V)
Data
Lengan
1
2
3
4
5
RataRata
Kiri
0,088
0,089
0,88
0,087
0,088
0,088
Kanan
0,091
0,091
0,093
0,91
0,089
0,091
Hasil Output Osiloskop lengan kanan
Gambar 3.2 Output Lengan Kiri
Gambar diatas merupakan gambar sinyal
output dari rangkaian High Pass Filter dengan
seting cut off 90 Hz.
Sinyal di atas adalah hasil dari filter High
Pass Filter dengan cut off 90 Hz sehingga
tengangan yang dilewattkan hanya tengangan
pada frekuensi diatas 90 Hz dan meredam
tengangan dibawah 90 Hz.
3.2 Hasil PSA (Penguatan, Komparator,
Monostabil)
3.2.1 Hasil Penguatan
Tabel 3.3 Output Penguat TP3 Lengan Kiri
Data
Lengan
RataRata
Data Amplitudo (V)
1
2
3
4
5
Kontraksi
3,56
3,56
3,56
3,56
3,72
3,592
Relaksasi
0,72
0,72
0,72
0,72
0,8
0,736
Hasil Output Osiloskop Lengan Kiri
Relaksasi
Gambar 3.3 Output Penguatan Lengan Kiri
Tabel 3.4 Output Penguat TP3 Lengan Kanan
Data
Lengan
Gambar 3.1 Output Lengan Kanan
RataRata
Data Amplitudo (V)
1
2
3
4
5
Kontraksi
3,68
3,68
3,68
3,68
3,68
3,68
Relaksasi
0,72
0,8
0,8
0,72
0,72
0,752
Hasil Output Osiloskop Lengan Kanan
Relaksasi
Gambar 3.4 Output Penguat Lengan Kanan
Seminar Tugas Akhir
Mei 2016
Gambar 3.3 dan 3.4 diatas merupakan
gambar sinyal output dari rangkaian inverting
ampifier dengan penguatan sebesar 40X.
Sinyal output penguatan 40X hanya
setengah gelombang karena ic op-amp yang
digunakan menggunakan supply +5 V dan
ground sehingga sinyal dibawah 0V
dihilangkan.
3.2.2 Hasil Komparator
Tabel 3.5 Outputan Komparator TP6 Lengan
Kiri
Data
Lengan
RataRata
Data Amplitudo (V)
1
2
3
4
5
Kontraksi
3,36
3,4
3,4
3,36
3,4
3,384
Relaksasi
0,12
0,08
0,08
0,08
0,08
0,088
input non inverting lebih besar dari tengangan
referensi pada inverting maka output bernilai
sama dengan tegangan positif supply op dan
ketika tenganngan input non inverting lebih
kecil dari tengangan referensi maka output
bernilai sama dengan ground supply op amp itu
sendiri.
3.2.3 Hasil Monostabil
Tabel 3.7 Outputan Monostabil TP7 Lengan
kiri
Data
Lengan
RataRata
Data Amplitudo (V)
1
2
3
4
5
Kontraksi
3,36
3,36
3,36
3,36
3,36
3,36
Relaksasi
0,08
0,16
0,16
0,16
0,16
0,144
Hasil Osiloskop
Hasil Osiloskop
Gambar 3.5 Output Komparator Lengan Kiri
Tabel 3.6 Outputan Komparator TP6 Lengan
Kanan
Data
Lengan
RataRata
Data Amplitudo (V)
1
2
3
4
5
Kontraksi
3,56
3,56
3,6
3,56
3,6
3,576
Relaksasi
0,08
0,08
0,12
0,08
0,08
0,088
Hasil Osiloskop
Gambar 3.7 Output Monostabil Lengan Kiri
Tabel 3.8 Data Outputan Monostabil TP7
Lengan Kanan
Data
Lengan
RataRata
Data Amplitudo (V)
1
2
3
4
5
Kontraksi
3,36
3,36
3,36
3,36
3,36
3,36
Relaksasi
0,16
0,16
0,16
0,16
0,12
0,152
Hasil Osiloskop
Gambar 3.6 Output Komparator Lengan Kanan
Gambar 3.8 Output Monostabil Lengan Kiri
Gambar 3.5 dan 3.6 diatas adalah output dari
komparator saat relaksasi dan kontraksi pada
lengan.
Output dari komparator sendiri tebentuk dari
perbandingan antara tegangan inputan pada
inputan non inverting dan teganngan referensi
pada inverting op amp, pada saat tengangan
Gambar 3.7 dan 3.8 di atas adalah sinyal
output dari monostabil ic NE555 saat mendapat
input logika 1atau 0.
Output pada monostabil tersebut dibentuk
karena adanya inputan logika 1 atau 0. Ketika
inputan belogika 1 maka output akan berlogika 0,
tetapi saat input mendapat sulutan logika 0 sesaat,
Seminar Tugas Akhir
Mei 2016
maka ouputan akan belogika 1 selama t (waktu).
waktu yang digunakan di atas adalah 0,5 detik.
VI. Pembahasan
4.1 Rangakain Keseluruhan EMG
-12v
J1
3
2
1
Supply
+12v
J6
J7
V1
TP1
J9
1
TP2
1
1
R4
1K
+5v
R8
10K
R9
+5v
+5v
-12v
+5v
+5v
8
J7
comparator
4
LED
R7
J8
in mo
R8
1k
R6
1k
-
5
11
2
2
1
OUT
THR
R10
220
3
7
6
1
C2
10uF
12m
R12
10k
J2
1
2
3
Gnd
4
4
3
3
5
8
5
8
6
1
RELAY DPDT
2
supply
K6
MOTOR
3
5
8
6
power supply
7
12v
6
1
2
7
SW1
SW KEY -SPST
U1
BD139
RELAY DPDT
R1
1
2
SW2
1k
SW KEY -SPST
R6
10k
Supply
J7
0
J9
+5v
100k
R6
10K
R1
2
1
R3
1k
THR
3
7
6
0.01uF
NE555
C2
10uF
1
4
R7
1k
J2
1
2
3
J7
S2
SW PUSHBUTTON
1
2
C2
1uf
Gnd
1
ISO3
OPTO ISOLATOR-A
0
R12
10k
ISO4
OPTO ISOLATOR-A
2
1
U2
BD139
R11
220
LED
1
1
OUT
R9
2
1
12motor
0
J8
1
2
J6Gnd
Supply Motor
Q1
IRFz44n
2
Gnd Motor
1
2
R10
220
8
DSCHG
TRG
1k
R10
1k
mikro
Gnd Motor
J9
J1
v ref
R5
1k
1k
1
2
J4
CV
R2
J10
E2
RST
D6
2
R4
R7
1K
5
C1
monostabil
1
R5
1K
J8
in mo
R8
1k
1
R6
1k
1k
2
11
+12v
7
4
LED
R7
DIODE
2
1
pwm OC1B
J7
comparator
LM324
1
8
-
3
U3C
+
4
9
100k
1
-
5
+
2
1
J5
45.51k
U1
D5
10
+5v
21
+5v
J6
penguat
LM324
2
7
-
VCC
U3B
+
GND
6
11
4
5
LM324
3
+5v
1
1
-
R9
20K
2
U3A
+
1
2
4
3
1
2
1
1
J5
1
2
Out Peny adap
4
11
+
1
J5
14
11
12
0.1uF
2
+5v
13
C2
8
in kanan
U1B
TL084
6
J3
SW PUSHBUTTON
R9
+5v
U1D
TL084
U1C
TL084
-
10
+
9
V2
12m
D3
+5v
R8
10K
-12v
J8
R3
1K
3
R4
1K
2
1
10k
4
-
2
S1
1
+
2
R1
1K
R10
0
12v
TP2
1
1
TP1
1
V1
3
E1
2
J6
U1A
TL084
J2
1
12motor
+12v
2
1
2
2
2
R5
10k
BD139
1
2
1k
2
1
1
1
1
U2
R2
3
2
1
12v
1
2
RELAY DPDT
-12v
J1
1
2
0
DIODE C1
10uf
4
5
8
EG
J4
12v
D1
M1
RELAY DPDT
DIODE
4
3
12v
1
2
D2
10uf
K5
7
1
2
C6
monostabil
6
7
J9
J1
v ref
R5
1k
K2
K1
mikro
ISO4
OPTO ISOLATOR-A
12v
R2
1k
R3
1k
R11
220
LED
NE555
1
R1
DSCHG
TRG
0.01uF
1
100k
J10
1
2
J4
CV
C1
U2
BD139
1
+5v
R6
10K
E2
RST
D6
1k
LM324
2
U3C
+
1
9
100k
2
U1
D5
10
+5v
1
J6
penguat
LM324
1
7
-
3
U3B
+
2
6
4
5
LM324
2
1
-
R4
R7
1K
8
U3A
+
11
4
-
5
R5
1K
+
2
1
45.51k
1
2
R9
20K
+12v
7
VCC
3
1
2
1
in kanan
U1B
TL084
6
J3
GND
J5
1
2
Out Peny adap
4
11
J5
14
0.1uF
4
12
+
1
13
C2
8
11
U1D
TL084
U1C
TL084
-
10
-
9
V2
+
J8
R3
1K
2
-
1
+
2
10k
1
3
R1
1K
R10
4
2
1
E1
1
U1A
TL084
J2
power supply
EG
12m
Gnd
K2
K1
4
6
1
PB.4
1
PB.5
1
PB.6
1
PB.7
1
2
2
R2
2
SW4
1
2
4K7
SW6
2
SW7
1
1
2
2
2
1
1
1
R6
10k
SW KEY -SPST
2
1
1
2
1
0
0
J7
S2
12v
S1
SW PUSHBUTTON
12m
D3
SW PUSHBUTTON
DIODE
J5
2
1
3
Q2
SN 9013
1k
12motor
LCD 2x16
2
Gnd
1
2
PC.4
PC.5
PC.6
PC.7
D1
1
2
SW5
1k
2
3
LCD
SW3
R5
10k
SW2
pwm OC1B
DIODE
ISO3
OPTO ISOLATOR-A
0
R7
1k
2
R9
C2
1uf
Gnd
J6Gnd
Q1
IRFz44n
2
12motor
0
J8
1
2
Supply Motor
Gnd Motor
1
2
1
1
2
1
PB.3
SW1
SW KEY -SPST
RELAY DPDT
2
1
2
1
PB.2
12v
1
2
2
SW2
PB.1
6
R1
1
1
OC1A
SW8
2
R10
1k
1k
3
Gnd
2
1
2
3
4
5
6
7
8
Gnd
PC.0
PC.1
PC.2
PC.3
PC.4
PC.5
PC.6
PC.7
3
7
BD139
2
1
J5
OC1B
PD.0
PD.1
PD.2
PD.3
PD.4
PD.5
PD.6
PD.7
K6
5
8
U1
BD139
2
OC2
J6
J10
1
2
3
4
5
6
7
8
supply
0
DIODE C1
10uf
4
2
Gnd Motor
PORT D
1
2
12v
D1
U2
R2
1
J4
12v
1
2
RELAY DPDT
J1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1
J4
OC0
ATMEGA8535-DIL40
2
Gnd
Vcc
VEE
PC.0
PC.1
PC.2
2
1
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
1
1
1
SW1
PB.0
2
J2
LCD
1
2
Gnd
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
RELAY DPDT
7
1
2
SW KEY -Y M061
1
Vcc
PC.7
PC.6
PC.5
PC.4
PC.3
PC.2
PC.1
PC.0
PD.7
PB.3
J8
J11
3
1
PB.0
R4
1K
2
12
20K R3
3
Gnd
Gnd
2
2
PC.4
PC.5
PC.6
PC.7
Vcc
Gnd
MOTOR
6
SW1
12v
PC.0
PC.1
PC.2
7
2
5
8
10K
VEE
2
Supply
4
22pF
PC6(TOSC1)
PC5
PC4
PC3
PC2
PC1(SDA)
PC0(SCL)
PD7(OC2)
1
2
1
21
C2
22pF
Gnd
XTAL1
PD0(RXD)
PD1(TXD)
PD2(INT0)
PD3(INT1)
PD4(OC1B)
PD5(OC1A)
PD6(ICP)
Vcc
Gnd
J7
M1
RELAY DPDT
DIODE
4
3
3
C3
1
1
1
1
C4
47uf
Reset
PD.0
PD.1
PD.2
PD.3
PD.4
PD.5
PD.6
PA.0
PA.1
PA.2
PA.3
PA.4
PA.5
PA.6
PA.7
1
2
D2
10uf
K5
R1
2
16 MHz
40
39
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
2
2
2
Y1
S1
PB0(XCK/T0)
PA0(ADC0)
PB1(T1)
PA1(ADC1)
PB2(INT2/AIN0) PA2(ADC2)
PB3(OC0/AIN1) PA3(ADC3)
PB4(SS)
PA4(ADC4)
PB5(MOSI)
PA5(ADC5)
PB6[MISO)
PA6(ADC6)
PB7[SCK)
PA7(ADC7)
RESET
AREF
VCC
AGND
GND
AVCC
XTAL2
PC7(TOSC2)
1
2
1
2
10K
C6
J12
Gnd
R1
5
8
7
12v
3Gnd
R10
50K
Vcc
Vcc
IC1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Vcc1
Vcc
2
PORT A
PB.0
PB.1
PB.2
PB.3
PB.4
PB.5
PB.6
PB.7
Reset
Vcc
Gnd
4
6
1
2
3
4
5
Downloader
PORT B
5
8
J1
PB.5
PB.6
PB.7
Reset
Gnd
PC.4
PC.5
PC.6
PC.7
Vcc
Gnd
Gnd
Vcc
Power Supply
1
2
3
4
5
6
7
8
PC.0
PC.1
PC.2
2
1
PB.0
PB.1
PB.2
PB.3
PB.4
PB.5
PB.6
PB.7
1
2
3
4
5
6
7
8
3
Vcc
J2
PA.7
PA.6
PA.5
PA.4
PA.3
PA.2
PA.1
PA.0
J9
J3
PORT C
Gambar 4.1 Rangkain Keseluruhan
Dari Rangkaian Instrumentasi Masuk ke
rangkaian PSA, didalam rangkaian PSA terdapat
rangkain penguat, komparator, monostabil.
Output PSA masuk ke rangkaian ATMEGA 16.
Pin PINB.0 berfungsi sebagai up , PINB.1
berfungsi sebagai down, PINB 2 sebagai tombol
Enter. Ketika kita melakukan counter up tekan
tombol PINB.0 maka pemilihan setting program
ke atas dan sebaliknya jika kita melakukan
counter down tekan tombol PINB.1 maka
pemilihan setting program ke bawah. Jika setting
pemilhan sudah selesai maka tekan tombol
PINB.2 untuk masuk program yang di inginkan.
Pin PINB.4 berfungsi untuk motor bergerak
maju, mundur dan berhenti. Ketika PINB.4
berlogika dari high ke low sekali maka data 5
bertambah 1 dan OCR1A aktif maka motor akan
bergerak maju. Sedangkan PINB.4 berlogika dari
high ke low dua kali maka data 5 bertambah 2 dan
OCR1A aktif maka motor akan bergerak mundur,
Sedangkan PINB.4 berlogika dari high ke low
tiga kali maka PWM pada OCR1A tidak aktif
maka motor akan berhenti.
Sedangkan Pin PINB.7 berfungsi untuk
motor belok kanan dan kiri. Ketika PINB.7
berlogika dari high ke low sekali maka data 8
bertambah 1 dan OCR1A aktif maka motor akan
bergerak ke kiri, sedangkan PINB.7 berlogika
dari high ke low dua kali maka data bertambah 2
dan OCR1A aktif motor bergerak ke kanan.
4.2 Kinerja Sistem Keseluruhan
Dari hasil pengukuran bahwa output
penguatan sesudah filter bernilai 3,64 V.
Sedangkan dari hasil perhitungan output
penguatan sesudah filter didapatkan 40x
penguatan. Rangkain penguatan dapat berfungsi
dengan baik.
Penguatan rangkaian komparator bernilai
lebih rendah dari tegangan pembanding saat
kondisi lengan otot relaksasi sebesar 0,68 V.
Sedangkan pada saat kontraksi lengan otot
bernilai lebih tinggi dari tegangan pembanding
sebesar 1,84 V. Ketika tegangan input non
inverting lebih besar dari inverting maka
outputnya bernilai positif supply. Ketika
tegangan input non inverting lebih kecil dari
inverting maka outputnya bernilai ground. Dapat
dikatakan hasil pengukuran dan perhitungan
sesuai.
Ketika transistor belum saturasi, input
monostabil berlogika 1 pada pin 2 maka output
berlogika 0. Ketika transistor saturasi, input
monostabil berlogika 0 pada pin 2 maka output
berlogika 1 dan didapatkan hasil 3,57 V ( saat
kontraksi ). Rangkaian PSA dapat berfungsi
dengan baik sehingga output PSA dapat diolah
oleh mikro dengan baik. Mikrokontroler
ATMega 16 berfungsi untuk mengontrol sistem
agar modul dapat bekerja sesuai keinginan.
Mekanik motor difungsikan dengan baik sesuai
perintah sehingga modul dapat bergerak maju,
mundur, berhenti, kiri dan kanan. Hasil nilai ratarata amplitudo yang didapatkan dari beberapa
pengukuran yaitu sebesar 2,26 V saat kontraksi
pada lengan kanan, sedangkan pada lengan kiri
yaitu sebesar 2,19 V. Untuk total nilai rata-rata
amplitudo pada saat relaksasi yaitu sebesar 0,23
V pada lengan kanan maupun lengan kiri.
Dalam pembuatan modul, penulis tentu tidak
luput dari kekurangan, dan penulis sangat
berharap kelak kekurangan yang ada dapat
diperbaiki dan dikembangkan agar menjadi lebih
baik.
Kekurangan dari modul ini antara lain :
1. Mekanik masih menggunakan rantai,
sehingga suaranya agak bising.
2. Belum ada level baterai, sehingga tidak
tahu kapan daya akan dicharge.
3. Belum ada konektor charger, sehingga
susah dalam proses pengisisan baterai.
4. Tidak ada safety jarak.
Adapun keunggulan dari modul ini antara lain :
Seminar Tugas Akhir
1. Modul bisa digunakan untuk beban
hingga 80kg.
2. Baterai dapat tahan sampai 1 jam.
3. Kursi roda dapat berjalan maju, mundur,
berhenti, belok kanan, dan kiri.
4. Kursi roda memiliki 3 fungsi, digerakkan
menggunakan sinyal otot, dilengkapi
terapi lutut, dan Infrared
VI. Penutup
4.1 Kesimpulan
Setelah melakukan proses pembuatan
dan study literatur serta perencanaan,
pengujian alat dan pendataan, maka penulis
dapat menyimpulkan sebagai berikut :
1. Rangkaian PSA (Penguat, Komparator,
Monostabil) dapat berfungsi dengan baik
sehingga output PSA dapat diolah oleh
mikro dengan baik.
2. IC ATMega 16 dapat mengontrol sistem
dengan baik sehingga alat dapat bekerja
sesuai keinginan.
3. Dapat dibuatnya program kontrol sesuai
diagram alir alat sehingga modul dapat
bekerja sesuai perintah.
4. Mekanik motor dapat difungsikan dengan
lancar sesuai perintah sehingga modul
dapat bergerak maju, mundur, berhenti,
belok kanan dan kiri dengan baik.
5. Total nilai rata-rata amplitudo yang
didapatkan dari beberapa pengukuran yaitu
sebesar 2,26 V saat kontraksi pada lengan
kanan, sedangkan pada lengan kiri yaitu
sebesar 2,19 V. Untuk total nilai rata-rata
amplitudo pada saat relaksasi yaitu sebesar
0,23 V pada lengan kanan maupun lengan
kiri.
4.2 Saran
Karena berbagai faktor alat yang
penulis buat ini masih jauh dari sempurna,
baik dari segi perencanaan bentuk fisik
ataupun
kinerjanya.
Adapun
analisa
kekurangan dari alat yang penulis buat ini
adalah:
1. Dikembangkan menggunakan v-belt pada
penggerak roda.
2. Ditambahkan level baterai, supaya
mengerti kapan modul membutuhkan
pengisian baterai.
Mei 2016
3. Ditambahkan konektor charger, agar mudah
dalam pengisian baterai.
4. Ditambahkan safety jarak ketika terjadi
gagal sistem.
DAFTAR PUSTAKA
Dimas Erda Widyamarta (2014). Membantu
Pasien Berjalan dengan Kursi Roda, di dalam
Keperawatan/ Helping Patients Walk with
Wheelchairs, at the Nursing.
http://ithinkeducation.blogspot.co.id/2014/01/me
mbantu-pasien-berjalan-dengan-kursi.html.
Tanggal akses 21 September 2015, 09.22 WIB
Medicare (2015). Tentang Elektromyograph
(EMG) Sinyal Otot.
http://medicareku.blogspot.co.id/2015/06/tentan
g-elektromyograph-emg-sinyal-otot.html.
Tanggal akses 19 September 2015, 07.24 WIB
Adrienne L. Perlman (2006). Firing pattern from
a collection of MUAPs from the medial
thyroarytenoid muscle.
http://www.nature.com/gimo/contents/pt1/fig_ta
b/gimo32_F3.html. Tanggal akses 19 September
2015, 07.31 WIB
Brian Benchoff (2011). Detecting Muscles With
Electromyography.
http://hackaday.com/2011/06/29/detectingmuscles-with-electromyography/. Tanggal akses
19 September 2015, 07.35 WIB
Delsys (2015). EMG Signal Analysis,
http://www.delsys.com/educationalresources/knowledge-center/technical-notes/.
Tanggal akses 20 September 2015, 10.22 WIB
-----------------. EMG Sensor Placement,
http://www.delsys.com/educationalresources/knowledge-center/technical-notes/.
Tanggal akses 20 September 2015, 10.32 WIB
Wikipedia (2015). Kursi Roda.
https://id.wikipedia.org/wiki/Kursi_roda.
Tanggal akses 29 September 2015, 09.31 WIB
Indah Pratiwi (2014). Letak Elektroda
Elektromiografi pada Upper Extremity Muscle.
Yogyakarta. Prosiding Seminar Nasional
TEKNOIN 2014 ISBN 978-602-14272-1-7.
Tanggal Akses 6 April 2016, 18.00 WIB