TOI(NII - Jurnal Universitas Gajayana

LAPORAN PEFIIiLETIAN
APLIIiA.SIPCSEBAGAIAKUISiS.IDATADETAKJANTUNG
Oleir:
M. Nur Sulaiman, S'f
JURIJSAN ITLEKTITONTI(A DAN TELEKOM UNI I(ASI
FAi<ULTAS 'TOI(NII(
Ui'{ I\/ERSITAS CAJA YANA i\"i ALA NC
2CA2
i{asil Pene!itian ini teia}r
ri,i Perpustakaan
Dj
^okumentasikan
Universii;ls G*jayai" Maiang
d.s
Nqret-to*
LAPORAN PBNELITIAN
APLIKASI PC SEBAGAI AKUISISI DATA DETAK JANTUNG
Oleh:
M. Nur Sulaiman, ST
JURUSAN ELEKTRONIKA DAN TELEKOMUNIKASI
FAKULTAS TBKNIK :
UNIVERSITAS GAJAYANA MALANG
2002
'
LEMBAR IDENTITAS DAN PENGESAHAN
LAPORAN PENELITIAN
L
Aplikasi PC Sebgai Akuisisi Data Detak
Judul Penelitian
Jantung
2.
3.
Bidang Ilmu
Ketua Pelaksana
a.
b.
c.
d.
e.
4.
5.
6.
7.
Elektronika
Nama Lengkap dan Gelar
M. Nur Sulaiaman, MT
Jenis Kelamin
Laki-Laki
Golongan/Pangkat
Jabatan Fungsional
Tenaga Pengajar
Fakultas/ProgramStudi
Teknik / Teknik Elektro
Jumlah Tim Pelaksana
I
Lokasi/Daerah Pelaksana
Malang
Jangka Waktu Pelaksana
3 bulan
Biaya yang dibelanjakan
Rp, 4.000.000, 00; (Empat Juta Rupiah)
(Satu)
Malang, l8 Pebruari 2002
Ket
ry
D
Dahlan, MT
iaman, ST
r.fB*l
/
a_*dc.,F K€&Ar&ll
ffi--'S''.,..
=
rhan, SE., M.Si.
DAFTAR ISI
I"ETBAR PE NGESAHAN
IIAFTAR ISI
BAB I : PENDAHULUAN
1
1-1 Latar Belakang
l-2 Rumusan Masalah .........
l-3 Batasan Masalah
l-4 Tujuan
2
2
2
BAB ll : LANDASAN TEORI
21 Tinjauan Umum...
22 Fisiologi Jantung
23 ElektrocardigraPh
(ECG)
"'l"n
A. Proses Timbulnya Biopotensial pada
B- Komponen Sinyal Elktrocardiograph
C. Cara Menghitung Frekuensi Jantung
D. Sistem SadaPan
Hadware Elektrocardiograph
Komponen
24
A. Sensor Elektroda
B. Rangkian lnstrumentasi Amplifier ....
C. Band pass filter
D. Rangkian pengubah Frekuensi ke Tegangan
E. Mikrokontroler ATMega8535 ...'..
F, RS -232...
25 Protokol komunikasi MCU
26 Dasar Pemerograman ...
3
3
5
........s
I
11
11
12
13
15
16
29
24
25
.
BtB lll : PERENCANAAN DAN PEMBUATAN
SISITEM
Umum
32 Perancangan Sensor elektroda
3.3 Perancangan Penguat lntrumentasi .."'.'.
&4 Perancangan Band pass filter (BPF)
3-5 Rangkian Pengubah Frekuensi ke Tegangan ..
f,-6 Perancangan Mikrokontroller ATmega 8535
3-7 Perancangn RS-232 ...
&1 Gambaran
BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM
{-1 Umum
{2Pengujian Penguat lnstrumentasi
13 Pengujian Band Pass Filter
{rl
.
""""'29
""""' 30
"" "" 31
""""'32
""" "" 33
" " 35
"" "" 36
"""37
"""""'37
"" "" 39
Pengujian rangkian analog to digital converter (ADC) Atmega8535 42
""""""44
|-SPenguiian portmikrokontroler
"""44
system
keseluruhan
Pengujian
{6
60
Keseluruhan
secara
+f Anaiisi sinyal ECG
NAB V : PENUTUP
Nf,FTAR PUSTAKA
.......
.....
..
"""
52
BAB
I
PENDAHULUAN
l-l
Latar Belakang
Jantung merupakan organ tubuh yang berfungsi untuk memompa darah yang
dflalirkan keseluruh tubuh dan
;
i
di lakukan secara terus menerus. Karena fungsinya
!trng sangat penting, maka kesehatan jantung memerlukan perhatianyang khusus.
Fernantauan kondisi -iantung dalam waktu yang cukup lama atau secara-terus
rtenerus, sangat penting bagi pasien-pasien yang menjalani perawatan intensif.
Biopotensial (listrik tubuh ) yang timbul karena aktifitas sel-sel otot jantung tersebut
dapat ditangkap oleh suatu instrument kedokteran yang dinamakan elektrocardigraf
{ECG), sedangkan hasil dari elektrokcardiograf adalah elektrocardiogram, Dengan
dektrocardigram, dokter dapat melakukan diagnosa terhadap kelainan kerja jantung
jantung manusia
5mng diderita oleh pasien. Kelainan fungsi
tidak hanya ditemukan
dlkota-kota besar yang penuh dengan teknologi maju, tetapi juga terdapat pada
.masyarakat daerah yang
jauh dari kecukupan dan sentuhan teknologi.
ECG
mnrpakan instrument medis yang dibutuhkan oleh para medis untuk memperoleh
irformasi tentang kerja fungsi jantung seseorang. Karena harganya, ECG tidak
ersedia di pusat-pusat pelayanan medis didaerah atau Puskesmas. Untuk mengatahui
terja fungsi jantung seorang pasien, para medis di daerah harus nrengirim pasiennya
trlebih dahulu ke rumah sakit atau laboratorium
rnedis yang hanya terdapat di kota
Lcsar. Karenanya, seorang pasen harus mengeluarkan biaya yang lebih besar lagi
rhrk
mengetahui kesehatan jantungnya.
Personal Computer (PC) merupakan perangkat yang sudah menjadi
lebutuhan masyarakat banyak dari berbagai tingkat strata ekonomi. Selain itu,
sdah
dipergunakan
Fnskesmas
di
PC
kantor-kantor pemerintahan termasuk kecamatan dan
di daerah. Keberadaan PC di Puskesmas-Puskemas didaerah merupakan
pl:luang baru untuk dirnanfaatkan sebesar-besarnya, tidak sekedar
hanya
@ergunakan untuk menyimpan data atau kegiatan administrasi lainnya. Selain itu,
ga dokter muda yang bekerja di tempat-tempat terpencil, banyak yang telah
renrpunyai PC untuk kebutLrhan kegiatan pribadinya. Dari kedua keadaan diatas,
Hisan ini menuangkan penelitian pengembangan
fin
sebr"rah atat
yaflg dapat mendeteksi
mengirimkan signal gelombang listrik analog yang berasal darijantung melalui
rFnninal input komunikasi PC kedalam PC. Dengan kata lain, hlat yang diteliti ini
4abila dihubungkan
dengan PC menjadi sebuah ECG yang banyak dibutuhkan oleh
;nra medis.
Lll Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah di uraikan diatas, maka dapat
fibuat rumusan masalah sebagai berikut
I
L
:
Bagaimana merancang blok sistem?
Bagaimana merancang perangkat keras piranti instrument elektrocardiograf
(ECG) Berbasis PC (Pesonal Carnputer)?
l-
Bagaimana merancang perangkat lunak yang dapat menampilkan sinyal denyut
jantung untuk indentifikasi kondisi pasien berdasarkan waktu dan amplitudo?
13. Batasan Masalah
Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah, agar tidak melebarnya
pcnnasalahan penulisan penelitian ini maka dibatasi pada hal-hal sebagai berikut:
lL
3{5-
Pembahasan yaitu tentang pendeteksian aktivitas denyut jantung manusia.
Sensor yang digunakan berupa elektroda sebanyak tiga buah.
Mengunakanrangkaian instrumentasi
Mengunakan LM 33
I
sebagai konverter frekuensi ke tegangan
Mengunakan mikrokontroler ATMega 8535 untuk pengolah data dengan ADC
intenal, pada rnekanis ini tidak di bahas secara detil.
I-
Tidak mendeteksi kelainan jantung secara keseluruhan.
lLl Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah untuk merancang sebuah alat yang mampu
inampilkan hasil
hrk
sinyal ECG.
elektrokardiogram kedalam PC (Personal Camputer) dalam
BAB
II
LANDASAN TEORI
&l
Tinjauan Umum
Biolistrikataulistrikyangdihasilkanolehtubuhmemegangperanyang
Eilgatpentinguntukmengaturfungsiorganatauanggotatubuh.Sinyallistrikyang
saraf, otot dan oragan tubuh sehingga
ffrasilkan tubuh untuk untuk mengatur oprasi
&patdikatakanbahwapadadasarnyaseluruhfurrgsidantubuhadahubunganya
1978), Pusat pengendali tubuh manusia
dcrrgan biolistrik (Cameron and skrofonick,
[ffik)
serta memberikan tanggapan atau
menerirna inforarnasi internal dan eksternal
saraf menuju tempat-tempat yang
yang tepat untuk diteruskan melalui sel-sel
Espon
&ntukan,
I
I
i
komunikasi melalui sel-sel saraf
dalam bentuk sinyalsinyal listrik' Sistem
ffisangatefesiensehinggamampumenanganiberjutajenisinforamasidengan
listrik
yang sangat tinggi dalam waktu bersamaan' Sinyal-sinyal
bepatan
dari sel-sel khusus' Dengan
ffiasilkan oleh tubuh melalui proses elektrokimia
dipilih dan diukur
yang selektif sinyal-sinyal dari biolistrik dapat
1:ngukuran
organ atau otot seorang pasien'
Sagai informasi klinis untuk mendiagnosa keadaan
biolistrik diantaranya
telah dikenal dan dipergunakan alat ukur
Xli bidang kedokteran
-
biolistrik'lantung'
ECG (Elektrocardiogram) merupakan alat ukur
ukur biolistrik otak'
EEG (Elektroencephalograrn) rnerupakan alat
otot'
EMG(Elektromiogram) merupakan alat ukur biolistrik
mata'
ERc(Elektroretinogram) merupakan alat ukur biolistrik
'LZ Fisiotogi Jantung
'
yang sangat penting yang
Juntung merupakan salah satu organ tubuh manusia
oksigen' ke seluruh tubuh
Lur,firngsi untuk memompa darah yang mengandung
jnuriu melalui sistem vaskuler. Sistem vaskuler yang dilalui oleh darah meliputi
sirkulasi umum (systemic
sirkulasi paru (Pulmonaray Circulation) dan sistem
ifunl*ior). pembuluh darah pada kedua sistem tersebut terdiri dari: pembuluh
pembuluh darah kapiler'
fuah nadi (arteri),pembuluh darah balik (vena), dan
dft$r
Gambar 2, I Fisiologi jantung
Sumber: Colin K McCord.2003:2
Fisiologi jantung dipandang dari jaringan-jaringan penyusunnya dibagi
i dua pengertian yaitu: jantung secara fisis dan jantung secara
(ruang
isiologis. Secara fisis, jantung terdiri dari 4 ruang, yaitu 2 buah atrium
i) dan 2 buah ventrikel (ruang bilik). Ruangan tersebut diisi dengan darah
*h
pada
darah saat relaksasi dan dikosongkan saat kontraksi, terjadinya kontraksi
frding
vertikel disebut dengan systole, kemudian diikuti oleh proses relaksasi
vertikel yang disebut dengan diastole dan kemudian jantung kembali
lami
sys/o/
e
dan diastole kemudian dan seterusnya.Secara elektrofisiologi,
yang
terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian yang terbentuk dari 8 atrium
vertikel
dari atrium kiri dan atritm kanan, serta bagian yang terbentuk oleh
terdiri dari ventikel kanan dan ventikel kiri. Dua buah aftium sebagai satu unit
isiologis disebut ruang biatrial, sedangkan dua buah ventrikel disebut
i
'suatu
ruang biventrikel. Kedua ruang elektrofisiologis dipisahkan oleh
bat konduksi listrik yang terbentuk oleh cincin serabut atrio ventricular.
yang dapat menembus penghalang kondisi tersebut dalam kedaan normal
mungkin oleh satu sistem konduksi yang terbentuk oleh jaringan:
Simpul AY (Atioventriculer Node)
Berkas Hls (Bundte of His) dengan cabang berkas kanan (Raght Bundle Branch
MB)
dan cabang berkas
kiri (Left Bundle Branch,LBB)'
Serat-serat (pur kini e) .
sedangkan bagian pusat pacu jantung dinamakan simpul SA (sinoatrialNode)
yang merupakan jaringan yaitu terletak pada dindin g airium sebelah kanan'
Dengan tinjauan elektrofisiologis, jantung mempunyai peranan sebagai
Seperti layaknya mesin konduksi listrik, sel mikrokardium dapat menghasilkan
listrik, namun kurang efesien. Sewaktu sebuah gelombang dipolarisasi mencapai
sel mikrokardium, penyebaran keluaran gelombang ini keseluruh mikrokardium
berjalan lebih lambat. Celornbang yang tampak dalarn sebuah rekarnan ECC
terutama menggambarkan aktivitas listrik sel mikrokardium, yang merupakan
bagian terbesar jantung.
B
Komponen Sinyal Elektrocardiograph
Sinyal ECG terbentuk atas komponen-komponen dasar yaitu gelombang P,
&ornpleks eRS dan gelombang T. Besar beda potensial (amplitude defletion) pada
rnasing-masing komponen berbeda-beda tergantung penempatan elektroda (letak
lead) dan kondisi dari pasien.
':e
Gambar 2.2 Komponen Sinyal Elektrocardiogram
Sumber : Goldman, 1986:28
Gambaran sinyal sadapan pada kertas elektrocardigraf (ECC) ditunjukan pada
Gambar 2.2. Asal-usul bentuk, nilai aktivitas atrium kanan maupun kiri, arah
gclombang interval, segmen dan titik pada sebuah selektrokardiogram normal yang
p:rlu diketahui adalah sebagai berikut
l- Glombang
:
P
Gelombang P merekam peristiwa depolarisasi dan kontraksi atrium. Bagaian
pertama gelombang P mengambarkan aktivitas atrium kanan, bagian kedua
-
mencerminkan aktivitas atrium kiri.
l.
Gelombang Ta
ini
Gelombang Ta mengambarkan aiah proses repolarisasi ventrikel. Gelombang
biasanya tidak tampak karena terlalu kecil dan tertutup oleh kompleks.
3- Gelombang Q
Gelombang Q adalah defleksi pertama yang mengarah ke bawah' Celombang Q
menggambarkan awal dari fa.se depolarisasi ventrikel'
{.
Gelombang R
Gelombang R adalah defleksi pertama dari kompleks QRS yang menggambarkan
ventrikel dan gelombang tersebut digunakan untuk menandakan adanya tandakeatas
tanda BBB (Bundle Branch Block) Defleksi pertama yang mengarah
menjadi ciri dari gelombang R
5- Gelombang S
Gelombang S adalah defleksi negatif atau defleksi ke bawah yang mengikuti
defleksi keatas.
6. Gelombang T
Gelombang T menggambarkan repolarisasi ventrikel yang arahnya sesuai dengan
arah gelornbang utama QRS.
7- Gelombang U
Gelombang U adalah menggambarkan tentang defleksi gelombang yang biasanya
positif muncul setelah gelombang T dan sebelumnya gelombang
t- lnterval
P
PR
lnterval pR merupakan penjumlahan dari waktu depolarisasi arteria dan waktu
pelambatan dari simput AV (AV node delay) atau jarak antara permulaan
gelombang P sampaidengan permulaan kompleks QRS'
9- lnterval QRS
lnterval QRS menggambarkan lamanya aktivitas depolarisasi
ventrikel,
merupakan jarak antara permulaan gelombang Q sampai akhir gelombang S.
Dari sekian banyak macam dan pengertian gelombang pada ECG, istilah
interval PR, segmen
Xang lain sering dipakai adalah gelombang P, kompelks QRS'
ST, interval QT dan gelombang T. Untuk memudahkan pembacaan, umumunya
sinyal hasil pembacaan oleh ECG digambarkan pada kertas elektrokardiogram yang
dibuat sedemikian, sehingga memiliki garis-garis tegak lurus.'Dalam kertas ECC,
rcrdapat kotak-kotak kecil dan kotak- kotak besar dengan ukuran lmm2 dan 5mm2'
Arah mendatar dipergunakan untuk menunjukan waktu dalam detik dengan
satu
dengan 0'20
kecil sama dengan 0'04 detik. Sehingga satu kotak besar sama
dalam satuan
sedangkan garis tegak lurus menunjukan besarnya amplitudo
Tabel2.l Batas normal nilai intervalQ-T
lnlerval R- .r-arrg lertlhttr
t
Dalanl lecuttcl
ffi;3*r"p.'
I
(ffir m{nill
widj aja. lees: 3?
Kriteria gelombang sinyaljantung secara umum adalah
.
r
r
.
tlntns atns nilai nrrntitl
"1"(el:rlant
lnetlil i
l]enynt Jantung
:
Gelombang sinyal tersebut berulang secara teratur'
Frekuensijantung 60 - 1O0/menit'
gelombang QRS,T
Gelombang P normal, setiap gelombang P selalu diikuti
lnterval PR normal yaitu antara 0,12 sampai dengan 0,20 'second'
0,|2 ,second.
Gelombang QRS normal yaitu antara 0,16 sampai dengan
C. Cara Menghitung Frekuensi Jantung
jantung per
Yang dimaksud dengan frekuensi jantung yaitu jumlah denyut
mm per second, berarti
menit. Kecepatan lajunya kertas elektrokardiogram adalah 25
: I 500 mm kertas ECC ' Dengan mengukur
dalam setiap menit akan lewat 60 x 25
dengan
waktu RR dengan milimeter, kemudian nilai yang didapat itu dibagai
seperti pada Gambar
1500, maka kita akan meperoleh frekuensi jantung per menit
irak
A3 yaitu jarak waktu RR menjadi berbeda beda dan oleh karena itu bila kita
ini, kita menghitung
mengunakan metode ini tidak akan cocok lagi. Dalam hal
jurnlah puncak R berturut'turut pada secarik kertas ECG itu selama l0 second'
lernudian jumlah puncak
ini dikalikan dengan 6 untuk
memperoleh frekuensi
pada
jantung pasien per menit. Sehingga untuk menghitung besaranya frekuensi
yang digunakan
kerja jantung yang tidak teratur tergantung waktu berapa la;na
sebagai acuan pengambilan data yaitu
:
'
I
.
.
.
Jika dalam
I menit makaf= -R x I (2'l)
x 6 (2'2)
Jika dalam l0 second makaf =
-R
Jikadalam 6 secondmakaf=-R x l0 (2'3)
: R x l2 (2'4)
Jika dalam 5 second makaf
Jika dalam 3 second makaf: -
R x 20 (2'5)
dengan:
:
f
R
frekuensi (Hz)
= Gelombang R
frekuensi jantung
Gambar 2.3 Cara menghitung-praktis,
Djojoadisoeprapto Harjono, I 990:
sumber : Elektrokardi[grafi
Il.
I5
Sistem SadaPan
Sadapanatauyangdikenaldengannamaleadadalahcarapenempatan
pada tubuh pasien untuk
sensor elektrolit berkutub positif dan negatif
pssanga
yang biasa digunakan ECG itu terdiri dari
membaca potensial listrik jantung. Saat ini
ditentukan oleh penempatan dan orentasi
12 sadapan. Dimana setiap sadapan
sadapan memandang
bcrbagai elektroda tersebut pada permukaan badan'setiap
lain' semakin
jantung dengan sudut tertentu di banding dengan sadapan ditempat
yang diberikan' Sadapan
banyak sudut pandangnya, semakin banyak informasi
sadapan tambahan (augmentefi'
ekstrimitas terdiri dari tiga sadapan standart dan tiga
sehingga
yang lain adalah penempatan enam sadapan melintang dada,
Fenempatan
Erbentuk enam
sadap
ECG
an prekordicl (sadapan dada)' Berdasarkan polarisasi
langdiamati,sadapanstandarttersebutsadapanbipolar,sedangkansadapan
Secara elektofisiologis' jenis
utgmenteddan sadapan dada disebut sadapan unipolar.
sadapan tersebut dapat dikelompokan
menjadi:
L
l.
I,II,ilI,aVL,aVL dan aVF yang
Sadapan (Lead) bidang frontal, yaitu sadapan
dapatjugadisebutsadapanekstrimitas.Ekstrimitis,yaitusadapaneinthovent
goldberger (unipolar) diuraikan dengan mengunakan titik(bipolar) dan sadapan
titikRA(rightarm),LA(teftarm)membentuksegitigaadabidang
sensor elektroda pada sadapan
frontal(segiliga Einthoven). cara-cara penempatan
ekstrimitis Enthoven adalah sebagaiberikut
:
l.LeadI:Sensorelektrodapositifpadalengankiridansensorelektroda
negatif pada lengan kanan'
2. Lead
:
II
sensor elektroda positif pada kaki
kiri dan sensor elektroda
negatif pada lengan kanan'
3'LeadIII:sensorelektrodapositifpadakakikanandansensorelektroda
negatif Pada lengan kiri'
l.rd
Gambar
Lrrd lll
I
2.4 Sadapan Standar Dwikutub
Sumber : Crommwel Dkk' 1980
pembacaan potensial pada sadapa n Goldbreger dilakukan dengan cara
l.
Sadapan
aVR:
:
lengan kiri
beda potensial dilihat dari lengan kanan terhadap
dan kaki kiri.
lengan kanan
2. Sadapan aVL : beda potensial dilihat dari lengan kiri terhadap
dan kiri.
lengan kanan dan
3. Sadapan aVF : beda potensial dilihat dari kaki'kiri terhadap
lengan kiri.
10
Vl
Sadapan bidang horizontal' yaitu sadapan
sampai V6 '
pada sadapan precardial (sadapan wilson), penempatan sensor elektroda untuk
Pusat ekstrimitas tersebut
melihat potensial pada dinding dada terhadap terminal'
dada merupakan sadapan
dikenal dengan wilsson center Terminal. sadapan
unipolarkarenayangdihasilkanmenggambarkanpotensiallistrikpada
penempatan sensor elektroda dalam bidang horizontal'
2.4 Komponen Hardware Elektrocardiograf
A. Sensor Elektroda
yang dapat membacaarus
Biopotensial listrik dideteksi oleh sensor elektroda
ke arus listrik pada l7 kabel
bnonic pada pemukaan kulit, kemudian mengubahnya
pengukuran biopotensial
penghantar. sensor elektroda yang dibutuhkan untuk
dan tidak terpolarisasi'
tersebut digolongkan atas sensor elektroda terpolarisasi
diantara kedua jenis tersebut'
namun umumnya sensor elektroda memiliki sifat
polar) memilki sifat sebuah
sensor elektroda yang terpolarisasi (sensor elektroda
kapasitor,
jika
maka akan
pada sensor elektroda timbul aliran listrik yang konstan,
plat metal yang
timbul tegangan listrik yang berkesinambungan. Sensor elektroda
jenis sensor elektroda polar' Sensor
terbuat dari perak memiliki sifat mendekati
memilki sifat
yang tidak dapat terpolarisasi (sensor elektroda non-polar)
elektroda
seperti resister,
jika
yang konstan'
pada sensor elektroda non-polar mengalair arus
sifat non-polar adalah sensor elektroda plat
Sensor elektroda yang mendekati
perak(lg)berlapisperakklorida(A+CI)denganlapisanpastaelektrolit
dikurangi dengan adanya
tersebut,sedangkan gangguan akibat kontaksi otot dapat
kestabilan 2 lapisan
lapisan pasta elektrolit, karena lapisan pasta tersebut menjaga
muatan listrik seperti di bawah ini
:
_tr}q-}
*
/z'
sr#
4-g
\q...w'd
tr*
-.-*_**-**_._l><
<*;p-;---]r-ry
qF1
-\t:,
f"Efs:
J
*6,S
f**F
\- ''l:l
*'#
\
"1
*'d.*}
-t"'t-{f
L .>*:'.- . _
ia@t
Gambar 2.5 Macam-macam Elektroda
Sumber : Ebook elka medika ,2004:5
11
*_
-"r'r''i'u"n'
.**
sr6
ar
^acd<
tEC* s..t
."*
Keterangan
peak
a) Elektroda polar berupa plat metal
Ag-AgCl
b) Elektroda nonpolar berupa plat metal
dada
c) Perekatan elektroda foam disk pada
(Bio Amfilpier)
B. Rangkaian Instrumentasi Amplifier
bagian yang penting dari sistem
Penguat instrumentasi adalah suatu
biopotensial' Pengukuran tersebut
instrumentasi untuk pengukuran tegangan
dalam
menyangkut tegangan yang biasanya
orde kecil(mV)'
impedansi
rnsukanyangtinggi.SebuahpenguatinstrumentasiiniditunjukandalamGambar2'6
sinyal dengan tetap menjaga keaslian
penguat tersebut digunakan untuk memperkuat
sinyal(bebasdariganguannoise).Fungsidasardaripenguatinstrumentasiadalah
'
nrenangkapsinyallistrikyanglemahyangberasaldariorganbiologisdan
yang paling
instrumentasi merupakan penguat
memperbesar tegangannya. Penguat
yang ada pada saat ini.Penguat instrumentasi
bermanfaat, cermat dan serbaguna
sebuah penguat tersangga ke sebuah
sesunguhnya dibuat dengan menghubungkan
penguatdiferensialdasarPengualandiferensjaltersebutmempunyaigainsebesarl
PadaGambar2,6penguataninstrumentasimengunakankomponenyang
resistor 1 dan resistor 4 (Rl dan
erdiri dari tiga op-amp dan tujuh resistor. Untuk
R4)berfungsisebagaipenguat'Halinijugaberlakupadaresistor2danresistor5(R2
untuk menyetel penguatan yang
danR5). Sedangkan resistor 3 (R3)dipasang
menyeimbangkan tegangan mode
diinginkan. Resistor 7(R7) berfungsi untuk
bersama.Danresistor6(R6)dipasanguntukpenguatakhir.MakauntuknilaiRT&
: R5 dan R6: R7., sehingga resistor yang Sama
:
dianggap sama yaitu : Rl R2 . R4
untuk R3 harus ditentukan
cukup mewakili dalam sebuah persamaan.sedangkan
terlebihdahulusesuaidengankeinginanyaitupenguatanyangdibutuhkanagar
rnampumenguatkanteganganyangcukupkecildengandapatdisetelsesuai
kebutuhan.
sebagai be'rikut
Dengan persamaan penguat instrumentasi
Acut
=
I
I+
tl./ll)V
L o,
.1,
R6
rl
:
\
(2'6)
t
sebesar'
Sehingga tegangan keluaran Vout adalah
t-
(2.7)
Vout: Av.(V2 - Vl) Volt
t2
t
n+
F?
Gambar
2.6 Penguat Instrumentasi Amplifier
Sumber : Reimo SePPonen : 43
C. Band Pass Filter (BPF)
PadaBPFirriada2macamrarrgkaianyaituBPFbidarrglebardanBPF
bidangsempit'Untukrnembedakankeduarangkaianiniadalalrdilihatdarinilai
figureofmerit(FoM)atauFaktorkualitas(Q).BilaQ<l0,makadigolongkanBPF
t
bidang lebar. Bila Q
Perhitungan faktor
10, m"aka digolongkan BPF bidang sempit'
kualitas (Q) adalah:
-f,"_f,
Bli' .i,, - .f
,
Sedangkan
./, =
..j .{,,
-
-{,
UntuktangapanFrekuerrsibarrdpassfiltersepertigarnbardibawahini:
13
trffis&ar'd - ->
Gambar 2.7 Tanggapan Frekuensi Band Pass Filter
Sumber :Robert and Frederi ck,l994:230
1. Band Pass
Filter Bidang Lebar
SyaratBPFbidanglebaradalahQ'l0,biasanyadidapatdari2rangkaian
filter HpF dan LPF yang mereka saling di serie dengan urutan tertentu dan frekuensi
cut off harus tertentu. Misalnya urutan serie adalah HPF disusul LPF, dan L f dari
HpF harus lebih kecil dari H
f dari LPF. Contoh
rangkaian dan perhitungannya
adalah seperti gambar berikut':
CZ
FI?
Fl4
R3o
:o
f,*l:l
#C}--.t'li-t"
lrurpur
R1
*l*l
u4
?o
Gambar 2.8 Rangkian Filter (BPF)
Sumber: Reimo Sepponen :43
Irekuensi cut
of
untuk rangkain gambar 2.9 dapat didekati dengan rumus:
L
N--'N.j
(2-8)
T4
I
-nc
(2-e)
(2-
ztfrrC,
l0)
1
(2-l l)
R=
I
(2-t2)
Lrr.J.C
dengan
C:
Kapasitor (Farad)
R = Resistor (Ohm)
/:
Frekuensi kerja dari filter (Hz)
Ke Tegangan
I). Rangkaian Pengubah Dari Frekuensi
Rangkaianpengubahdarifrekuensiketeganganadalahsuaturangkaianyang
adalah berfungsi untuk merubah frekuensi
terbuat dari lc LM33l. Rangkaian ini
ke dalam bentuk tegangan' Rangkaian
yang diterima oleh bioamplifier merubahnya
pengubahdarifrekuensiketeganganyangditunjukkandalamcambar2.9.dimana
rangkianinisudahmerupakanrangkianbakuyangtelahadapadadatasheetlC
denganmenyesuaikankebutuhandarifrekuensidanteganganyangakandiubah.
It,
f1
,tO
-l
j.1_rLTL
rt}u
r
ke tegangan,
Gambar 2.9.Rangkaian pengubah dari frekuensi
S"t"b* , Drta Sheet book national Serniconductor
15
n spesipikasi dari IC
-
LM33l
:
Tiegangan oPerasional 5Vdc'
Arus ofset maksimum sebesar 100 nA'
3. Tegangan ofset maksimum sebesar 10 mV'
Ring Frekuensi Inputan 1 Hz sampai l0KHz
pada Gambar 2.10
Cambar susunan pin IC LM33l yang ditunjukkan
GND
lla {+
I
ixt-l
vcc
OUTtrUT
BaLANc6l3-r'Rt}af
Gambar 2.10. Susunan Pin lC LM 331
Sumber : National Serniconductor. 2-701
E. Mikrocontroler ATmega 8535
l. Konfigurasi PIN
PAi) i Al)(l)}
1".\1 i.1lx:l
I1l"l:t/\lN(YlF
1'rrr 44!N
l'111 /Alit
tm(:I]
l}S,:r
l-'-1.:t
i,';l
l l.
l"llr' { *,!t5t)r
I'!fi r:{xl
l'l)(} (lq]at)}
l'l)l r l\;rt
J
'1Tlc:11
l}CT,
| '1:l
1!r:I3{-1,.rl-$1
{r{A-}
I i,Jl )'!J
l}(:e
l-a(:l!
l1r)3 ll;\fl-l)
I'I),1 .<lx::l llj
trt)s ((](:l A)
l''{-:
l5(]5
!a{*fn"$g:l}
tY-; r"f(1:I:1
llrfdt,ilcrl
T'rf? a(x.?1
va:-i
vaT'
Itti$ttt-
v(-{-:
.Alff.I:
x.'tAl-.3
X"rAt..r
J\I4I.J
C]l\}l)
fiNI}
.,iNt)
m{f;r1i3.15
,
l'r,: {l\l.x2,
{A,I](3}
lf)
(rNl)
t..:-'1(
Gambar 2.1 I PIN Mikrokontroler Atmega 8535
Sumber :Protel Alturn :2004
I
16
Tabel.Z.2 Konfigurasi PIN Atmega 8535
Altrrnntif
l'unsri
ll(}Kf llui
UO
L'U
FOtr{T Cur
IJO
Pin n:asuksn ADC
'l
5e bng: in:erl(ounle r'kat:ipmtt:r
au*los dnn SPI
Fungsi lihusars ytritu r*'i k*mparntcir
PfiRT lln:
RKD
TXD
lNT I}
Part n:asuketl liclial
Pnrt kelusrsn serisl
triu upsi ckr{trrlnl 0. a[.til lctttlult
lNl
lnlrupsi r:kittrnal I ' nhtrl rtnda;t
Sinynl lrrlid trnntk tlcntrrri nkslenrnl
Nama Pln
F,CIRT Sn"E
$il9e-9$ elllljel-
WR
RD
Rrmt
X1':\t.l & XT,\L3
AYCC
ARAT
SirrSnl haca untrtk
tletr:*ri elc;ternnl
dlt.
l-;ntuk llwrc *qt rnikrnkel$trollg{'
Pirr r.rtttu* exrten:rl clotk
Pln masukan untuk tegnngan ADC
Pin nrasnkrn LlntuK tegilng|an rclr:rcl]sl
ekst*rnErl
ADC
Pornnr
Vct
G:\t)
2.
I
Gruund
Arsitektur Mikrokontroler ATmega 8535
Arsitektur mikrokontroller jenis AVR pertama kali dikembangkan
pada tahun
Bogen
lgg6 oleh dua mahasiswa Nerwegia Institude of Technologi yaitu Alf-Esil
lebih lanjut oleh
don vegar wollan. Mokrokontroller AVR kemudian dikembangkan
pin yang
Atmel. Seri pertama mikrokontroller 8 bit AT908515. dengan konfigurasi
bus yang
sama dengan mikrokontroller 805 l, termasuk address dan data
.
RISC
termultipleksi adapun Fitumya adalah sebagai berikut: 8 Bit AVR berbasis
maksimal l6 MHz'
dengan performa tinggi dan konsumsi daya rendah Kecepatan
Kanal PWM.
17
3. ADC Internal
pada ATmega 8535
ADC (Analog Digital Converter) merupakan sebuah interface yang dapat
merubah tegangan analog menjadi digital. Karena mikrokontroler hanya memiliki
masukan berupa data-data digital, maka agar mikrokontroler dapat membaca
tegangan analog, maka ADC adalah salah satu solusinya. Pengunaan ADC sangat
banyak, terutama dalam bidang pengukuran. Banyak keluaran sensor yang masih
ke 25 digital agar dapat diolah oleh
menyediakan fasilitas ADC dengan resolusi l0 bit.
berupa anlaog yang harus dikonversi
mikrokontroler. ATmega8535
ADC ini dihubungkan dengan 8 channel Analog Multiplexer yang memungkinkan
terbentuk 8 input tegangan single- ended yang masuk melalui pin pada PortA.
ADC memiliki pin supply tegangan analog yang terpisah yaitu AVCC. Besarnya
tegangan AVCC adalah +0.3V dari VCC. Tegangan referensi ADC dapat dipilih
menggunakan tegangan referensi internal maupun eksternal. Jika menggunakan
tegangan referensi internal, bisa dipilih on-chip internal reference voltage yaitu
sebesar 2.56V atau sebesar AVCC. Jika menggunakan tegangan referensi eksternal,
dapat dihubungkan melalui pin AREF. ADC mengkonversi tegangan input analog
menjadi data digital 8 bit atau
l0 bit. Data digital
tersebut akan disimpan didalam
ADC Data Register yaitu ADCH dan ADCL. Sekali ADCL dibaca, maka akses
ke
data register tidak bisa dilakukan. Dan ketika ADCH dibaca, maka akses ke data
register kembali enable. Fitur dari ADC Atmega 8535 adalah sebagai berikut:
Resulusi
l0
bit
Waktu konversi 65
-
20 ps
8 ch input
-
0 - Vcc input ADC
-3
Mode pemilihan tegangan refrensi
Ada beberapa langkah yang harus dilakukan untuk insialisasi ADC, yaitu penetuan
Clock, tegangan refrensi,format data output dan mode pembacaan. lnisialisasi ini
dilakukan pada register-register berikut:
ADMUX adalah pengatur register
tegangan refrensi yang digunakan
data output dan saluran ADC.
18
ADC, format
Tabel 2.3 Register ADMUX
REFS
I
I
RI1FSO
ADIAR I MI.JX4
Ml.ix.l
I M[.rx:
MUX
I
I
MLIXO
Tabel2.4 Pemilihan mode Tegangan Referensi
Rr,r$1
Rli.F.\n
\f rxlc T'tgitttglttt Rtltrtnsi
f
0
PinVruf
{}
I
Vuc:
I
n
"l'ltlxk tiigunnkan
I
1
Vryf rnternel
:
2,56V
ADCSRA adalah register 8 bit yang berfungsi untuk melakukan manajemen sinyal
kontrol dan status ADC.
Tabel 2.5 Register ADCSRA
r\DHfi
i
,\Dil$i
At)A't'H
.\il1F
A
l)lli
r\ l) l'}Sl
ADI'SI
A Dl'}fi0
ADEN Meupakan bit prngatur aktifitas ADC, jika bernilai I rnaka ADC aktif.
ADCS Merupakan bit penanda dimulainya konversi ADC Selama konversi berlogika
,
I
I
dan akan berlogika 0 jika selsai konversi.
ADATE merupakan bit pengatur aktivasi picu otomatis. Jika benilai I maka konveri
i
ADC akan dimulai pada tepi positif pada sinyaltrigger yang digunakan.
h
ADIF Merupakan bit
I
I
I
penanda akhir konversi ADC. Jika bernilai
I konversi
pada
suatu saluran telah selsai dan siap diakses.
ADIE Merupakan bit
pengatur aktivasi intrupsi,
jika berniali I
maka intrupsi
penanda telah selsai.konversi ADC diaktifkan. ADPS0-2 Merupakan
clock ADC.
ADEN ADCS ADATE ADIF ADIE ADPS2 ADPS1 ADPSO
Tabel2.6 Konfigurasi clock ADC
19
bit
pengatur
sFIoR adalah register 8 bit yang mengatur sumber pemicu ADC. Jika bit
ADATEpada register ADCSRA bernilai 0 maka ADTS0-2 tidak berfungsi.
Tabel 2.7 Register SFIOR
ADTS:
\
I r'1'5
:\ll"fS0
1
,\
t \ll:
llt:D
PStt2
PSRIO
Tabel 2.8 Pemilihan sumber picu ADC
ADTS:
ADTS
AI}TS{}
I
Surnber
pe
firicu
Analng Contparati:rr
t,a::ffi::::::a6u:*
Tinrrr/ Counter fi Comp*re Match
Timer I {'r'unter
/ I Capture
Eveu{
4. Dasar Input dan Output
Untuk Output yaitu PORTX = data; adalah sebagai pengirim data secara byte
ke PortX (X : A,B,G,D) perintah ini sama dengan output dalam bahasa assembly
Atmega8535. Sedangkan untuk Input data _in = plNx; adalah sebagai pengambil
data byte dari PINX (X=A,B,c,D) yang kemudian variabel data_in. perintah ini
sama dengan Atmega8535. Sebelum memulai pemerograman dasar
bahasa
c
l/o
dengan
diketahui mikrokontroler perlu diseting DDR dan poRT agar bisa
digunakan sebagaimana
m
ustinya.
20
Tabel 2.8. Konfigurasi Pengaturan Port I/O
t),)A
F&ItTbit*
bi1
-
ut)fi. hir * il
I
I
ilnry,ut;llig$
tup,rt; R pu.fll'up
Il{}R-l'bit = 0
{hitpui ; L,.rrv
Itipul ; F.l*;rlint,
Dari DDR terlihat bahwa Port A lnput. Sedangkan dari PORT terlihat bahwa PA
tanpa Rpull-up (floating) dan PA input dan output Port bisa dilakukan untuk tiap bit
dengan fungsi yang berbeda.Port l/O untuk output hanya memberikan arus sebesar
20mA. Jika diperlukan untuk mengerakan peranti yang lebih besar (konsumsi arus
tegangan) harus ditambahkan rangkaian driver untuk peranti tersebut
------Inpirt-
$utput
Gambar 2.12 Rangkaian Dasar I/O
Sumber :Mikrokontroler Atmega853 5,
F. RS.232
RS-232 adalah sebuah
IC yang digunakan sebagai
komunikasi data dari
mikrokontroler ke display PC dengan komuniklasi serial agar bisa di tampilkan di
layar monitor PC.
Cl+
c:!t3*
tr1'lth,t
"I:IN
VnD
vc{
'r:()LrT
-I:OLTT
$EIt}Lfl' IAIIN
ItStluT lqllhf
tvtq,X'll:r{Ct}H
Gambar 2,l3 RS-232
Sumber : Protel Altum 2004
2I
l. Sthndart Antarmuka RS -232C
RS-232 (Recommended Standart number 232, revision C) adalah suatu
sandart antara muka yang dipublikasikan oleh
EIA
(Electronic Industries
Association). Antar muka RS-232 digunakan banyak aplikasi komunikasi data. Halhalyang perlu diketahuidalam aplikasi antar muka RS-232 antara lain
Tegangan standart bagi data biner 0 dan
:
I, sinyal-sinyal yang dipergunakan,
dan
cara interkoneksi antara RS-232.
2. Tegangan RS-232
Untuk menampilkan data biner dibutuhkan dua besaran tegangan .Biner satu atau
yang disebut mark dinyatakan dengan tegangan antara -3 V sampai dengan 25 V,
sedang biner 0 atau yang disebut space dinyatakan tegangan antara +3
V
Tegangan antarc
-3 V
sampai dengan
+3 adalah
V sampai 25
tegangan yang tidak
terdefinisikan (intvelid). Tegangan yang mewakili biner nol dan satu ditunjukan
dalam Gambar 2.15 seperti sebagai berikut:
+?5
Birxr fi {Spice)
+3
Invalid
-J
Biner
I
_?5
Gambar 2.14 Tegangan yang mewakili biner 0 dan
Sumber : Schweber,l988
I
3. Sinyal-sinyal RS-232
Standart antarmuka RS-232 mendefinisikan sinyal-sinyal yang dipakai baik
untuk mentransmisikan/ menerima data maupun untuk proses jabat
(handshaking). Dalam aplikasi sinyal-sinyal RS-232
ini
tangan
dihubungkan dengan
*onektror 25 pin (DB-25) atau I pin (DB-9). Pada tabei berikut ini diberikan sinyalsinyal penting beserta hubungannya dengan konektor DB-9.
I.
22
D
Tabel 2.9 sinyal-sinyal untuk konektor DB-9 dan DB-25
N*tlu lli:t
,
$S-S
\;.rnrn $ilr3 al
fi$:3S
I
1
:
l
{
I}Ct) {-&alts Cnratsr l}e;*:el}
RI} fKec*iv* *w|al
TD iTrun.c|r:it l}rrtl)
L)t R {l)rtn tcrn:nal }tearlv)
lti
l
1
6
{,
SG rsignnl Cr+und)
fuN fit:;n}y_3
t]$I{ {Dala
.1
R.'1"5
i
j'{
{K*qncst
Tr-r
S*nd}
il1T {Chry Tc Ser:rli
4. Antarmuka Serial RS-232 pada
IBM pC
tBM PC terdapat antar muka serial yang mengikuti standarl antarrnuka
RS-232C. Antarmuka ini mengunakan rangkaian UART ((lniversal Asyncronous
Pada
Receiver Transmitter). IBM PC dapat mempunyai beberapa antarmuka serial, dua
diantaranya yang paling penting adalah primary asynhronous communication
adator
yang disebut
coM I
dan secondary asynchronous adaptor yang disebut
coM
2.
Tabel 2.10. Address register RS-232C
:.t^--arr:n
r:O}t
Register'
I
('ot.t
I
Sunrber : Panohasoeljo. I 990
I
Fungsi dari beberapa register diantaranya adalah sebagai berikut:
a.
TX buffer : menampung dan nrenyimpan data yang akan dikirim keluar.
Data ini
dikirim oleh cPU ke
yx
buffer seterarr mengecek
diperbolehkanya melakukan pengiriman.
23
kepastian
tentang
b-
RX buffer : menampung dan menyimpan data yang diterima dari luar. Data ini
harus dibaca oleh cPU setelah mengecek kepastian tentang masuknya data.
Baud rate devisior last significant bit
:
menampung angka byte bobot rendah
untuk pembagi clock yang akan dimasukan agar didapat band rate yang dipilih.
Angka pembagi dapat dipilih antara 0l H hingga FFH.
d. Baud rate devior most significant bit : menampung angka byte bobot tinggi
untuk
pembagi clock yang akan dimasukan agar didapat baud rate yang dipilih. Angka
pembagi dapat dipilih diantara 00H hingga FFH.
Gambar 2.15 Skematk DB 9 dan DB 25
Sumber: Protel Altum.2004
2.5. Protokol Komunikasi MCU
Data yang terima PC berupa data Sedangkan komunikasi data serial 8 bit dengan
modus start Disini,PC(Personal computer) diubah ke dalam data serial.protokol
komunikasi secara umum adalah sebagai berikut:
PC
MCU
stap
\
rl'10
3e$uar
{
$rfrp
7
{
siap IACK
$lanat
r
EOT
siaF
Gambar 2.16 Protokol Komunikasi
Sumber : Perencanaan
Didalam komunikasi ini MCU (Microcontroller unit) mempunyai kedudukan
yang
lebih tinggi dari pada PC. Data yang diterima oreh pc berawar dari MCU
dan MCU
rrelakukan komunikasi apabila sudah diperintah untuk melakukan komunikasi
telah
diolah oleh MCU.Berikut ada penjelasan dari Cambar 2. l6
diajak
berkornunikasi.
:
,-
PC yang alamatnya tidak sesuai tidak akn memproleh data yang diterima.
24
perm intaan untuk berkomun ikasi.
ACK
(ac know le dge me nt).
PC akan mengirimkan ENe kepada MCU. program ini diset 3 kali(apabila
terjadi kesalahan 3 kali).
berkomunikasi dan MCU mengirimkan data selanjutnya.
?-6. Dasar Pemerograman
,L Flow Chart
Sistem Umum pada Software Bagian Antar Muka
Pada dasarnya software yang dibuat akan mempelakukan semua data yang
ffiirim
ke PC (Personal Computer) akan di terjemahkan, karena data tersebut dapat
bempa data tentang
!
t
:
Penerimaan Sinyal Jantung dari RS-232
Menampilkan sinyaljantung dalam bentuk Grafik
25
lnrriinli
rrn
sns i
p:rrl srrinl
tpil k'.rn
J'rirrla l);ita
nmbar 2,17 Flowchart
l$umber : Perencanaan
B. Flowchart pada
Mikrokontroler
iuisialh*aui tlata
lnis.iatisasi ADC
lnisi:illis€iuti Stgrial
Ambil dsta
ADI
Kirim data ka Rg-?33
Tunggu Ferrgirirnatt ssl$ai
enurnman
Salsai
Gambar 2.18 Flowchart Pada Mikrokontroler
Sumber : Perencanaan
C. Flowchart dari RS-232 ke PC
A:mbilnihi mknlrgdsfC
Nil*i X -W*lchr
lqgs{Y*Hsdl
@e[mb!*goruiu:
M(nsrt
lf,
Nf*$
Gambar 2.19 Flowchart Pada RS-232 ke PC
Sumber : Perencanaan
BAB
III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1 Gambaran Umum
Dalam perencanaan sistem elektrokardiograf berbasis PC secara garis besar
blok diagram keseluruhan dari penelitian ini dapat dilihat pada Cambar 3.1 Pada
kesempatan
ini
penulis haya membahas
pada
bagian Analog dan
sebagian
Personal
Antarmuka, yaitu sinyal yang diterima oleh sensor bisa ditampilkan pada
Computer(PC).
I'cngttbalr
l.'r'ekucnsi Ke
'l.*gafigtln
Irrslrutrttntmi
Atuflifie r
jantung
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Perangkat keras pendeteksi sinyal pada
Elektrocardiogram ( ECG) berbasis PC.
Surnber : Perancangan
Secara umum Cambaran blok diagram perangkat keras Elektrokardigraf dalam
Gambar 3.1 Dalam perancangan dan pembuatan sistem terdapat beberapa prosedur
yang harus dilakukan yaitu
:
I
I
I
rangkaian yang dipilih.. Jenis dan nilai komponen yang sesuai yang digunakan
yang terdapat di Pasaran.
dipancarkan neuroll-neuron dalam jantung menjadi sinyal listrik yang dapat di
umpankan ke penguat.
penempatan sensor elektroda sekaligus menghilangkan sinyal noise dari kedua
masukanya.
29
I
Filter berfungsi sebagai penyaring sinyal-sinyal yang tidak diinginkan yaitu
-sinyal
yang berfrekuensi lebih tinggi dari frekuensi maksimal sinyal biolistrik
jantung.
Pengubah fekuensi ke tegangan Yaitu dengan mengubah frekuensi yang diterima
oleh rangkian sircuit ECC menjadi tegangan dengan mengunakan IC LM 331.
Mikrokontroler berfungsi sebagai pengendali dari semua sub sistem
dan
mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital untuk sementara MK yang di
gunakan adalah ATMega 8535 karena mempunyai ADC serta daya lebih rendah.
RS-232 digunakan sebagai komunikasi data antara komputer (Data Terminal
Equipment-DTE) dengan alat-alat pelengkap komputer (Data CircuitTerm inating Equipment-DCE).
PC adalah berfungsi menampilkan sinyal yang telah diolah oleh mikrokontroller
menjadi bentuk sinyal sinusoidal atau diskrit pada layar monitor
sebagai
visualisasi ECG dari hasil penyadapan pada pasien.
3.2 PERANCANGAN SENSOR ELEKTRODA
Sensor elektroda mengunakan elektroda jenis balon blue . pemilihan jenis ini
dikarenakan lebih baik di banding dengan berakli-kali serta lebih mudah. Sensor
_l
elektroda tersebut termasuk .ienis elektroda yang terbuat dari pelat logarn yang
dilapisi
Ag.
Gambar 3.2 adalah salah satu.lenis sensor elektroda yang ada d
membutuhkan cairan pasta agar bisa lengket denga dipasang elektroda.
I
1
5
t
j
I
i
Le.ad to rrnp
fuiAgClCarlrodo
\ \
Electrode
P
rcte
3.2
Perekatan Flektroda Foanr Disk Pada Dada
Sumber : ebook el
Garrrbar
30
!:nr or [1'I]
lrnrar {Tt}]
Ernror [T9Jl
--4fld.
-*4/V"
or (TlJ ---4ndr
rS/r
lrnror (llJl
-*4fi/lrnror (116l __4i/v______*_
r rr
Ir IiL 0lt
I
I
rnr
Gambar 3.3 Rangkaian Sensor dengan 6
Sumber : Perancangan
3.3 PER ANC
A
NC.\N PIINC I I,\T INSTRI I \{ IINT ASI
Sebagairnarra telah cli.ielaskan clalarrr jrnttrrrg tersehtrl rnernpunvai arnplitrrdo
yang sangat lenrah dan
jalur fiekuensi yang
sangat senrpit.Sinyal yang disadap oleh
sensor elektroda sangat kecil dan sangat mudah terganggu sinyal noise, sehingga
diperlukan suatu penguat instrumentasi yang dapat menguatkan sinyal. Penguatan
instrumentasi merupakan -jenis penguat analog yang bersifat low noise dengan
CMRR (Cornmon ModeRejection Ratio) yang tinggi. Dalarn perancangan ini
instrumentasi dibangLrn dari penguat penyangga yang berfungsi untuk memberikan
resitansi masukan tinggi, serta penguat diferensial yang berfungsi untuk menguatkan
sinyal biopotensial dengan CMRR yang tinggi. Rangkaian penguat instrunrentasi
yang
di rencanakan seperti dalam
penguat penyangga
lCl
Gambar 3.4. Komponen yang digunakan sebagai
sampai lC3 adalah tipe OP-27. Dengan mengunakan
rangkaian penguat instrumentasi
ini
beda tegangan antara kedua masukan akan
dikuatkan, sedangkan pada tegangan mode
bersa
ma sinyal noi.se pada
kedua
masukan saling menghilangkan. Dikarenakan penguatan tegangan keluaran dari
rangkaian sensor elektroda kecil sekitar 3mV
inginkan sebesar
l0 kali.
-
4mV, rnaka penguatan yang di
Dengan penguatan pertama yang direncanakan adalah 5.4
kali dan dikuatkan lagi dengan rangkaian diferensial sebesar 4.7 kali.
Tegangan
operasi yang diberikan pada rangkaian penguat instrumentasi ini adalah sebesar +12
V DC.
Dengan perhitungan sesuai dengan persamaan (2.4) akan didapatkan besaran
nilai komponen resistor. Dimana Rl
:
R2:R4:
31
R5 dan
R6:
R7"
* Direncanakan
penguatan
l:Av:5.4x
dengan rnenetapkan terlebih dahulu besar
l0k
nilai-tahanan ketiga (R3) sebesar
Maka akan didapatkan besarnya nilai
tahanan peftama (R I ) sebesar 22K
_ Direncanakan penguat II:
Av:4.7
besar nilaitahanan ke ernpat (R4) sebesar
l0k
besaran nilai tahanan pertama (R6) sebesar 47K
F+
1l
l0r
TN
13
t(t
u
Gambar 3.4 Perancangan Rangkaian penguat lnstrumentasi
Sumber : Perancangan
3.4 Perancangan Band pass Filter (BPF)
Dalam Perancangan ini di gunakan rangkian filter aktif dikarenakan filter
aktif mempunyai flexibelita.s aktif juga mempunyai keuntungan lebih mudah untuk
penggabungan dengan IC digital. Rangkaian filter BPF frekuensi cut off 0.04 Hz
Dengan menetukan nilai komponen ClpF dan
dikarenakan tersedia
pass
di
C2:0.01pF. Pemilihan kapasitor ini
pasaran untuk memudahkan perhitungan. Rangkain Band
filter ini di tunjukan pada Carnbar 3.5
':l
A
i
I
j
*
32
1uF
Carnbar 3.5 Perancangn rangkaian BPF
Sumber : Perancangan
Untuk/l = 0.04H2
t__
tt -
sehingga R dapat diterrtukan sebagai berikut:
|
2,r.R,.C,
0-04ff1=
l4}.l1tf'.fr,
?{3.
!
R'=
I
?{:t.l4xr. t0
t
6"0.04
,ll
{
1
:l
Rr = 3.9rWO
i
.' 3.3M0
',!
i
Dan untuk R2 dapat ditentukan nilai sebagai berikut:
i
I
I
r'-
'n
-
|
]o.g.(.-.
150ff; =
ft, =
I
r4$.or/r.R,
2{1.
I
2{3.
t4}0.0r.
l_50
& = l06,ZfQ.' l50KQ
3.5 Rangkaian Pengubah Frekuensi Ke Tegangan
.t
I
33
Untuk mendapatkan nilai outputan berupa tegangan DC dengan inputan
Sebuahsinyal kotakyangmemiliki frekuensi
lHzsampai l0KHz,digunakansebuah
IC LM33l dimana IC ini berfungsi untuk merubah frekuensi ke tegangan
perumusan yang ada outputan tegangan terendah dari IC
V rntt
:. f ln x
vaat
:
'2,0t)l/
Tttz .r 2,0'9i/
Vout tet'entlnh
:
LM33l ini
adalah sebesar:
. *n5 . (,?r r (., )
x
*#*iu,u
lAr))r*il,iltpl"J
0,011,".
sedangkan untuk outputan tegangan tertinggi yang bias dikeluarkan oleh
LM33l
Vout
dari
lc
sebesar:
=//,1 \
2,{l(}l'
I\
" *.
(
llr r {.t i
_r
Vout
:
t{\K p z .x Z,U,)V..
ltolrt fereltrlal,,
*
ffi
",{i,8
I A.t}).r:{t,r}t lrtr
}
L1fiV
Adapun rangkaian keseluruhan dari rangkaian pengubah frekunsi ketegangan
diambil dari Data Sheet book national Semiconductor Section / .Garnbar rangkaian
kryubah Frekunsi ke Tegangan yang ditunjukkan dalam Gambar 3.5.adalah salah
lltu lC LM 331 yang berfungsi sebagi converter dari frekuensi ke tegangan yang
ian akan di baca oleh ADC internal mikrokontrollerATMega 8535yang sudah
support. Dan kompetebel.frekuensi dapat disesauikan dengan kebutuhan ada
lHz - lOOkHz serta lHz - lOKHz
.
3-6. Rangkaian Pengubah Frekunsi ke Tegangan
: Data Sheet book national Semiconductor
34
J.6 PERANCANGAN MIKROKONTROLER ATMEGA 8535
Mikrokontroler adalah rangkaian kontrol rnini yang didukung oleh
dua
rangkaian yaitu clock dan reset dimana kedua rangkaian tersebut ikut andil dalam
melakukan proses ker.la sistem. Kecepatan proses yang dilakukan oleh
mikrokontroler ditentukan oleh sumber clock (pewaktu) yang mengendalikan
mikrokontroler tesebut. Sistern yang dirancang seperti Gambar .3.7 rnengunakan
Osilator internal yang sudah ter sedia di chip mikrokontroler. Untuk menentukan
frekuensi osilatomya cukup dengan cara menghubungkan kristal pada pin
XTALldan XTAL2 serta dua buah kapasitor ke ground. Besar
kapasitasnya
disesuaikan dengan spekifikasi pada lembar data mikrokontroler yaitu 33pF.
Pemilihan kecepatan disesuaikan dengan pemilihan kecepatan
yang
diharapkan untuk transfer data melalui pin serial lnterfas mikrokontroler tersebut.
Dengan memakai kristal I 1.059 MHz, rnaka satu siklus mesin membutuhkan waktu
selama 1,08 mukrodetik atau
l/l
x l2 priode. Clock:
1,059 MHz
T:
0,09ps
Pada pin 9 adalah reset dimana RST diberi logika tinggi selama sekurangnya
dua siklus mesin (21 priode osillator). Untuk mernbangkitkan reset di butuhkan
rangkaian reset yang diharapkan mempunyai kemampuan Power O1y' Re.set. Reset
terjadi saat Power diaktifkan dan tentunya jika di ketahui R
-#
nn1l.{i;|t!}
|tlll .:1i
-*e
Irtf
l{ii
ll'
r{l:!l
:,11.l{il.!
11l}.,
trti*r$t
Hrllt;rii
fl!, i16g.lr
l{s
'5{Xl
tt.}'']
lxt!
14.t1,
l\11,
lt{i *{ll:i.,
lr&,2 ta1,a."tl
llj *tf :t'
P,!4 idllh,
pn.t i{tlli
t\-t.,:t:: utx
!{'!,:.{}1i
tq.:
L'+
;l: Ld
lq1
ItlS ili.li11,
=:'
--*!'
tllr.i{}i
lll):,{llf:
.lli:
lt\:.'aZl::l
t{t: i1\ ar
-aF'
l0k dan C
'a;
ltnl a'".\: j
na,.t!"t
lth.
:
l{; t,r-ll:l
iE
I
i il.'-fi.:al
mil
Gambar 3.7 Rangkaian Mikrokontroler Atmega 8535
Sumber : Perancangan
35
:
lOpF
3.7 PERANCANGAN RANGKAIAN RS.232
Rangkaian RS-232 adalah rangkaian yang berguna untuk bisa berkomunikasi
dengan PC yaitu dengan komunikasi operasi
full duplex yang tentunya
sebelumnya
data yang dikirirn berasal dari mikrokontroler dengan mode oprasi asinkron dan
sinkron yang terhubung dengan Port serial sehingga dapat ditampilkan pada
PC
dengan kecepatan transmisi mencapai Mbps. Agar bisa di gunakan harus terhubung
dengan Vcc serta ground dengan
4
kapasitor dengan nilai yang sama yaitu
disesuaikan dengan kebutuhan.misalnya C
:
lpF
: Cl :
C2
vHi (.*N{}
!i:lt'i K3"lt"ir
ttil!'{ t{}()tfl"
TX}fl"
-tt{x-rT ru|l
Tl
tx
t2
(fr
\t.r
fl"
rtx)
ftr
+
\4-{\:11{{}1
.-f r.",
t {r' l',C
I
_,-L
rirpt
Gambar 3.8 Rangkaian RS-232
Sumber : perancangan
35
{4r
ltr:
l'(t{
:
C3
:
C4.
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM
4.1 Umum
Untuk mengetahui sistem yang dibuat berkerja dengan baik sesuai dengan
perencanaan, maka diperlukan serangkaian pengujian. Pengujian ini dilakukan untuk
masing-masing rangkaian blok diagram perangcangan alat dan juga pengujian
keseluruhan blok diagram dengan mengunakan alat
-alat ukur yang tersedia.
Pada
bab ini juga akan dilakukan pembahasan setiap pengujian dan pengamatan yang
dilakukan. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian perangkat keras. Pengujian
dilakukan terhadap beberapa blok meliputi:
4.2 Pengujian Rangkaian Penguat Instrumentasi
A. Tujuan
Mengetahui kiner.ia dari rangkaian penguat instrumentasi dimana nantinya
akan menguatkan tegangan keluaran dari rangkaian sensor elektroda
yang
direncanakan penguatan sebesar 25x.
B. Peralatan yang digunakan
*
Rangkaian penguat instrumentas
.8. Catu daya
*
15
V
Osioloskop dengan merk Instek Osciollocope Gos-620 G 20 MHz
C. Langkah-langkah pengujian
l.
Merangkai Peralatan yang digunakan seperti tampak pada Gambar
4.1
rangkaian penguj ian penguat instrumentasi
2.
Mengatifkan catu daya l5 V
-)-
Mengamati hasil keluaran berupa tegangan yang ditunjukan pada osioloskop.
37
I
I Rangkaian Pengujian Penguat Instrumentasi
pengujian
Sumber:
Garnbar 4.
Garnbar
4.2 Sirryal Keluaran Rangkaian Penguat Instrumentasi
Dengan Sinyal Uji
Sumber: hasil pengujian
Keterangan gambar:
Volt/Div sinyal masukan : 20mV
Volt/Div sinyal keluararr: 5 V
Time/Div :5 ms
D. Kesimpulan dan Analisa.
Dengan memberikan tegangan masukan sebesar 4 mV maka tegangan keluaran
menjadi 0.1 Volt. Didapatkan hasil pengujian
Av:
0.1 V/4mV
:25
Disini terjadi
toleransi kesalahan sekitar 1.1% dikarenakan keterbatasan kinerja komponen yang
terdapat dipasaran. Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa pengujian
rangkaian penguat instrumentasi dapat berkerja sesuai dengan perencanaan. Dengan
mengunakan perhitungan prosentasi kesalahan
38
I
.l
%.
Tabel 4.1 Prosentase Kesalahan Penguatan lnstrumentasi
Pararnebr
H.a"ril Forhitungnn
Hanil pengujian
% kssalahan
Penguat I nstrurrw ntusi
2_1.28
25
Ll
Sunrher husil pngqiian
]J,U
J0.0
;b
s
d
J,U
0
I
.5n
11
E
.r00
-l1n
Gambar 4.3 Simulasi penguat instrumentasi
Sumber: Simulasi Multisim 8
4.3 Pengujian Rangkian Band Pass Filter
A. Tujuan
Mengetahui kinerja dari rangkaian Band Pass Filter dimana nantinya akan dapat
meloloskan frekuensi-frekuensi rendah yang berkisar antara 0,04 Hz-l50H2.
B. Peralatan yang digunakan
L
Rangkian Band pass filter
2. Catu daya 15 V
3. Osiloskop dengan nrerk lnstek O,scilloscope GOS-620 G 20 MHz
4. Generator Fungsi FuctionGenerator Model :AG-260 3AD
C. Langkah-langkah penguj ian
l.
Merangkai peralatan yang digunakan seperti tampak pada Gambar 4.4
rangkian pengujian Band pass filter.
2.
3.
4.
Mengaktifkan catu daya l5 V
Mengamati hasil keluaran berupa tegangan yang ditunjukan pada osiloskop
Mengamati hasil keluaran berupa tegangan yang ditunjukan pada osioloskop
39
4.4
Rangkaian Pengujian Band Pass Filter
Sumber: pengujian
Gambar
Cambar
4.5 Sinyal Band pass filter
pada saat frekuensi sebesar 60 Hz
Sumber : Pengujian
Dilihat dari Tabel 4.2 Pengu.iian Band Pass Filter bahwa cut oJl pada frekuensi
150
Hz yaitu pada saat Av sebesar 18. Terjadi selisih nilai antara perancangan
dan
pengujian dikarenakan keterbatasarr kirrerja komponen yang terdapat
dengan prosentase kesalahan sebesar
Piif**r*M..i:l
.f:r.*.;sI i !l ug[1l**l'aiiii{rniEns,:
Frtkuensi
qff
Birncl Pass friltcr
pasaran
3.3%o
Tabel4.2 Prosentase Kesalahan Frekuensi Cut Off Band pass
r-ut
di
,rHaxil Fedi{ur{isn
l.l5
I5{l l{z
filter
150 Hz
4€i,Kgxldahan'
llr
Dikarenakan keterbatasan alat uji rnaka cukup dengan pengujian cut olf
dalam range kisaran 150 Hz.
40
yaltu
;l
?
il1.r
:l
a
-,, r,h:
Ei"rur
.i.
lt"",1::1\
| /J--r..
l;t.r
*,i)r,z
'
it K it.r
-l
f'r*
Gambar 4.6 Tanggapan frekuensi cut
Sumber: Simulasi Orcad
x :i*
i:I t
offBpF (0.04H2_l50Hz)
D. Hasil pengujian
Pada Table
4'3 dibawah adalah hasil pengujian rangkaian band pass filter
beberapa frekuensi nrasukan.
Tabel 4.3 Pengujian Band pass Filter
F
Vin
{Hr)
Vout
Av
1
0.1
3.2
32
10
01
3"2
32
20
0.1
3.2
32
30
0,1
1"2
32
4A
0.1
3.2
32
50
0.1
3" 16
31.6
60
0.1
3.1
31
7A
0.x
f,
)
30
8CI
0,1
2.9
29
9t)
0.1
2,8
28
100
CI,1
2.7
27
110
0,1
2.58
2
120
0,1
)n
24
130
5.8
01
2.7
22
L4A
0.1
)
2A
150
0.1
1.8
41
,t-o
dari
Gambar 4.7 Grafik tegangan masukan dan keruaran dari
raber 4.3
Sumber: Pengujian
4-4 Pengujian Rangkian Anarog To Digitar
converter (ADC) Atmega g535
A. Tujuan
Mengetahui unjuk kerja dari rangkian analog to digital
converter (ADC) yang dapat
merubah sinyal dari analog menjadi sinyal digital.
B. Peralatan yang digunakan
l.
Rangkaian analog to digital.
2. Multimeter Digital DT-9308
3. Catu daya 5 V.
4. Tesr LED.
C. Langkah-langkah pengujian
l.
Merangkai peraratan seperti tanpak pada Gambar 4.7
Rangkian pengujian
analog to digital converter (ADC).
2.
Mengatifkan catu daya 5V.
3'
Mengamati hasir keruaran berupa sinyar digitar pada
test LED.
42
;---..;tn*a4 zqe
., ;dl&og Vrt
'\.l&OC a$r:
.
it":tEj ?A.,:
ida 1l !.{
iA:ill ta.:
iA-: i.]j a! )
,:: f ;1 i,3 I
t:i : i: l],{ :.
rA: t l: i,. :
1
:lllll
rr*og ,rpt:
i:SL:
- -- {l&OC
t*+i 'a,:
.";-ir@* t:rrr':
illja++i,:pr:
iF,:F
€.'e
ivi:;
ff{J.:i2 t -a 7
jTt:a 1t
i
"i
3i:
:r,A 1- .
::;Li f:l 3
,,\?r,*{&1Sli
Gambar 4.8 Rangkian Pengujian Analog to Digital Converter(ADC)
Sumber: penguj ian
D- Hasil pengujian
Tabel4.4 Pengujian Rangkian Analog ro Digital Converter (ADC')
=
00ll t{}lt
I
0tt)fi
ilff)
2
t.5
3
?
4
2.5
5
t
6
3",5
t0t I tlrll0
7
-.l
llt0flr0l
I
4.5
I I l0 0r0t
s
5
0t r0 0r r0
0l lr
I
lilt
{i0l lffi)l
illr illl
Tabel 4.5 Prosentase Kesalahan Rangkian Analog to Digital converter
Parunreter
|
Haril prancangan
t{asil Pelgujian
Masukan A DC
.llH:+Ctt.
- -5 Volt cle ng;ril
It':ll;991''l. ll2l"ll
Tlrl{:991"1: ll2lJ:
CCH;CI5H:FI'1-l
C:Cll:D5ll. I'fjH
interval kqnaikilr
06l-t:
.1.lll:
4Cli:
sb kes*lafran
$frl'l
0"5 Volr
Dari hasil pengujian tersebut dapat disimpulkan bahwa pengujian rangkaian analog
n digital converter (ADC) dapat berkerja sesuai dengan perencanaan..
4.5 Pengujian Port
Mikrokontroler
Setelah melakukan pengujian pada mikrokontroler maka didapatkan
hasil sebagai
beikut:
Tabel 4.6 Pengujian Port dengan LED
;R@**ii**,*!€
K)RT
0
B
I
C
0
1
I
0
0
{}
I
1
{)
I
0
I
6
5
I tt
I
I
{}
I
I
A. Analisa Hasil Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega g535
Kondisi nyala LED yang diproleh pada hasil pengujian, dimana nilai logika
diwakili oleh kondisi LED off, dan nilai logika r diwakili dengan kondisi
0
LED
On-Berdasarkan hasil pengujian yang telah dituliskan pada table. Nilai pada
setiap
port mikrokontroler pada saat pengujian tersebut sesuai dengan perencanaan.
4.6 Pengujian keseluruhan Sistem
B. Tujuan
Pengujian
ini dilakukan untuk mengetahui keberhasilan
ker.la alat dalam seluruh
system.
C Langkah-langkah
l.
Pengujian
Mengatifkan catu daya l5 V
2. Menempelkan
sensor elektroda pada tubuh pasien seperli sadapan yang
berlaku
3. Mengatifkan rangkain instrumentasi
4. Mengatifkan Band pass filter
5. Rangkian LM 331
6. Mengatifkan (MCU) Mikrokontroler
ATmegag535
lL Hasil pengujian keseluruhan
=Ilari hasil pengujian keseluruhan didapatkan
tampilan data isyarat elektris jantung
scpertidi tujukan pada garnbar berikut:
l.
Tampilan Sinyal ECG pada Osiotoskop
44
5.2 Saran
l'
Pengunaan media kabel antara sensor elektroda dengan
rangkaian selanjutnya
dapat digantikan dengan media nirkabel sehingga dapat
menjadi lebih
flel<sibel.
2'
Pengunaan filter Analog antara perancangan dan pengujian
terdapat selisih
yang cukup besar disarankan dengan Filter Digital.
53
BAB V
KESIMPULAN DAI{ SARAN
5.l Kesimpulan
Dari perancangan dan pengujian
alat
"
Realisasi Elektrokardiograf Berbasis PC
Untuk Akuisisi Data Isyarat Elektris Denyut Jantung" dapat ditarik kesimpulan
bahwa:
l.
Pengujian pada
blok penguat lnstrumentasi terjadi perslisihan anta'a
perhitungan dengan perancangan dengan tingkat kesalahan 1,lYo dari
perhitungan.
2.
Pengujian pada Band Pass Filter terjadi kesalahan 3,3%o dari perhitungan
yang dikehendaki.Terjadi perselisihan antara pengujian dan perhitungan
dengan error tidak terlalu besar.
3.
Pada perancangan mikrokontroler tidak terdapat kesalahan perhitungan dan
pengujian alat.
4.
Pengujian keseluruhan system ECG yang
di tampilkan pada PC
terdapat
kesalahan pada Amplitudo sinyal ECG sebesar 0.630/o dan pada durasinya
terdapat kesalahan 0.16% dari perbandingan alat yang dirancang dengan
ECG konvesional pada rumah sakit.
52
t
Amplituil*
GCluurbnag
NO
HC,S
Kmn,rncnsl*nal
..:,
p
1
Fenyimp*agar
herhnslr FC
ffr,
0"25 nlV
l.lCI mV
0"10 ntV
0.05
R
0"]
()
T
lmV
0".1.1mV
0.5 nrV
ii.28 nrV
0.CI8
{l.l
0.2
,)
-1
Ampli{*drl IiCf;
'l'otal
5
Fr
niV
nvilnpirlgail
0.$-l
Sumhnr: Pengujian
Kemudian durasi ECG yang ada pada gambar dari hasil perbandingan durasi ECC
pada kertas ECG diagnosa dari pasien pada rumah sakit dengan hasil perancangan
ECG berbasis PC dapat di tunjukan pada table dibawah ini:
Tabel4.ll
}€$
llurasi HC$
Irr-ltrvaI.:SinSrnl
,
Ef;tl
p-R
Hasil pengujian durasi sinyal ECG
Knnrarrxi*nal
Dur:ui ECG
I|{rbasls PC
0. l 6 Secon
CI.16 Sarcnn
0.36 Scson
fi.14 Secon
3
o-T
s-T
0.0,5 Secon
4
?
0.1
0.05 Sccnn
0"08 Sectn
"5
oRs
I
3
6
I
Secon
0"$9 Secon
{1.{18 Secon
r;tlrl llettlitn Drrn!!iln
Fenyinrpangan
Vs
0
0.1?
{l
0.{J3
0.0
r
0.I6
Sumber: Pengujian
Selisih perbedaan hasil perhitungan ferkuensi pada kertas ECG konvesional dari
pasien pada rumah sakit dengan perancangan ECG berbasis PC pada monitor
computer didapatkan penyimpangan yang sangat jauh yaitua sebagai berikut:
Tntrel
$Lret *.
4.1? Purlr*rrtli inil llU.ALl$llll
fir:h
ECC
fi\-.LJ h
UtlltUltl: Pu
rUlllllLitllllilll"
I r-lu
'rL'llYgllllL,llill
.,$tfc' tsitukw**i Htfi KonYetrsi&nal
Frchuenri L{jti berbasis ir{, dari firftm${sn
'I5
I
Hz
lltl Hl
Sunrhcr: Pengujian.
51
Nilai frekuensi yang ditampilkan oleh PC (Personal Computer) tergantung pada hasil
ekstraksi sinyal jantung pasien, dalam hal ini jantung pasien normal tapi frekuensi
yang ditimbulkan osilator mikrokontroler terlalu tinggi sehingga terkesan jantung
tidak normal. Oleh karena itu dibutuhkan sebuah pernbanding agar bisa dipastikan
bahwa alat ini sudah berkerja dengan maksimal atau belum dengan demikian penulis
membandingkan dengan hasil pendiagnosaan langsung dari rumah sakit dengan ECG
konvensional yaitu penulis sendiri yang dijadikan sebagai sampel pasien. Seperti
terlihat pada gambar di bawah ini adalah hasil dari diagnosa dari pasien dengan
mengunakan ECG yang ada dirumah sakit.
Pada gambar diatas adalah salah satu bentuk sinyal ECG dari sadapan
I
dan
sadapan ILdari gambar dapat dicari rata-rata frekuensi jantung pada pasien dengan
mengunakan salah satu metode pengukuran Heart rate (HR). Ada beberapa metode
yang biasa di gunakan, yaitu
:
l. Mengitung kotak kecil
2. Menghitung kotak besar
3. Menghitung gelombang dalam 6 detik
Dari beberapa metode diatas rnaka di gunakan salah satunya dengan rnetode ke
I
yaitu menghitung kotaak kecil berukuran lmm dari gelombang R ke gelombang R
berikutnya, dengan rumus:
frekuensi
:
frekuensi:
frekuensi
1500/Jumlah kotak kecil.
1500/20
:75
Hz.
Sebagai acuan dalam mengetahui standar amplitudo gelombang sinyal ECG dan
durasi interval ECC maka penulis tampilkan gambar gelombang ECG dan table
standar durasi interval pada gelornbang ECG seperti sebagai berikut ini.
49
Setelah rnelal<ttl<an proses perancangarr dan penrhrratan perangkat keras sefta
perangkat ltrnak nraka aplikasi
ini
nrenrerlukan pengLriian. Proses
ini
Lrntul<
mengetahui apakah system berkerla dengarr baik. Dari hasil pengu.iian terlihat pada
Ganrbar 4.12 dapat disirnpulkarl proses penerirlaan sinyal .fantLrrrg pasien rnelalui
ADC yang ditampilkan ke PC (Per,sonal computer)berhasil dengan baik yaitu sinyal
jantung pasien yang terdeteksi memiliki pola yang tetap yaitu gelombang P selalu
diiukuti oleh interval QRS.
5. Analisa Sinyal ECG Secara Keseluruhan
(iirrrn[:ir.r
)ruirrr',t
r,
4
1.1
,\Lrirlis;r sirl"i*l
l'i'rr.ru.1 r",rt.
Pada Canrbar 4.13 dilietahui dalanr jarak
R ke R adalah l0 korak, jatli nilai
frekuensi sinyaljantung pasierr dapat diketahui y,ni1s dengan mernbagi 1500 derrgan
.iurnlah l<ota clari arnplitudo R ke R yang nrerniliki pola tetap dengarr
d
idapatkarr frekuensi sinyal .l anturr g yan g d itarn pi I l<an yaitu
Frel<Lrensi
:
1500/.lLrnrlah kotak dari R ke R.
= 1500/10 kotak
= 150 Hz.
48
:
nilai l0
kotal<
Am
I
plitude
I r-\r'
I
i
i
o,r
i
.
,i''.
**"*
I
l
j
r
A. t
r't
?-
I
)
a--.
1
Carnbar 4.1
I
Grafil< sirryal ECC pada PC
Sumber: Pengujian
4. Pengujian Hasil Tampilan Sinyal ECG yang
(Personal Contpuler)
C;Lnt1,"'ar -X.
1
!
'l'aruIill'rn :rirryrl I':C'{1 prrill IrC
-)tllt rirt t. i'i ti:l.]1 r,tir
47
ditampilkan pada PC
::,lii,_
4,
t
Amplitude
110
1CIo
80
s0
*Amplitude
110
20
0
-20
Cambar :1. l0 Crafik Siny;rl ECC dari H.vFr Te rminal
Sunrber: Pengujian
3. Hasil Grafik dari Data Simpan ECG pada PC dengan mengunakan Excel
Tabel 4.8 CuplikanData sinyal amplitudo ECC yang ditampilkan pada PC
1
0
t3
z)
2
?0
14
25
3
?5
l5
35
4
50
2S
25
77
5
25
*i
7n
}R
7
20
1.9
0
2A
lo
1C
LJ
20
tl
]-t
fa
I
10
flr,
'l
1,0
25
17
55
1:
35
33
2&
1,]
25
34
25
35
25
13
10
14
1.05
36
25
15
0
37
2"
16
?5
]8
25
t7
28
3g
35
L8
aa
)J
40
L)
1t)
)a
41
10
?8
29
47
r.05
2_
25
lc
43
0
44
25
22
Sunih';:r: pcng
u-:
ilirr
46
\'''1
Gambar 4.9 Sinyal ECG pada Osiloskop dengan masukan dari tubuh pasien
Sumber: pengu-iian
2. Grafik ECG dari Hyper terminal dengan mengunakan Excel
+. I Dau:
Tnbe
ilr^-*lI 4.7
Ullli'. Sinval
)tllYill clrli,tfl Hvpel
HYI)'J[ TlCl nlt
tirul
1
0
23
25
2
20
24
1C
J
25
25
35
4
q
50
26
25
L-'
77
10
6
2[
28
105
20
2q
0
I
Itl
JU
!
Zi|
J1
lL1
ll
)L
11
75
lc
CT
)J
JJ
28
t2
L-,
).+
25
l3
10
35
14
l_CIt
16
15
0
J/
LJ
15
1r
38
25
L7
28
39
35
18
55
40
L_t
19
lc
41
10
)n
1f
L:'
42
i05
2t
nf,
43
a
44
)a
L-l
10
22
-)c
7t
i
45
I
L-l
,t
LI
75
t
'-)
)c
)r