Implementasi Low Power Wearable Device Sebagai Heart - j

advertisement
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer
Vol. 2, No. 4, April 2018, hlm. 1411-1418
e-ISSN: 2548-964X
http://j-ptiik.ub.ac.id
Implementasi Low Power Wearable Device Sebagai Heart Rate Monitor
Dengan Metode State Machine
Ihsanurrahim1, Dahnial Syauqy2, Rizal Maulana.3
Program Studi Teknik Komputer, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya
Email: [email protected], [email protected], [email protected]
Abstrak
Kesehatan merupakan hal yang sangat penting bagi manusia karena dapat mempengaruhi produktivitas
sehari hari. Kondisi kesehatan dapat diketahui dengan mengukur empat tanda vital salah satunya adalah
denyut jantung. Dengan menggunakan wearable device pengecekan denyut jantung akan menjadi lebih
mudah. Agar perangkat dapat mendukung aktivitas sehari hari perangkat harus memiliki mekanisme
low power untuk menghemat konsumsi daya agar perangkat dapat bekerja dalam jangka waktu panjang
dengan tenaga baterai. State machine dan fitur power down sleep ATmega328p dari seri low power
microcontroller diimplementasikan dalam sebuah purwarupa sistem yang berfungsi untuk mengukur
denyut jantung, menampilkan data, dan mengirimkan data kepada perangkat smartphone. Pengujian
pada purwarupa menghasilkan kesimpulan sistem telah berjalan dengan semestinya. Pada pengujian
pembacaan sensor pulse, persentase kesalahan menghasilkan angka 3,97% pada keadaan normal dan
7,91% pada keadaan olahraga. Pada konsumsi daya purwarupa mampu mereduksi konsumsi arus
sebesar 23,78 mA atau sebesar 75,06% dari 31,68 mA dengan menerapkan state machine dan power
down sleep sebagai mekanisme low power. Sebagai uji kinerja purwarupa memiliki jarak efektif hingga
12-meter dan waktu yang dibutuhkan untuk wake dari sleep adalah 0,0508 detik.
Kata kunci: sensor pulse, wearable device, low power
Abstract
Health is most important thing for human being, health can cause to daily activity. Health can be
measured by measuring one of four vital sign which is heartbeat will be the focus for now. Using
wearable device measuring heartbeat can be done easily. In order for the device to support daily
activities the device must have a low power mechanism for conserve power consumption to work in long
term with battery power. State machine and ATmega328p power down sleep feature is implemented into
a prototype system that works as heartbeat monitor for sensing heartbeat, display data, and send data
to smartphone device. Test on prototype provide a conclusion that prototype already working properly.
Prototype giving 3.79 % error result for pulse sensor reading test at normal condition and 7.91% after
sport condition, which means pulse sensing is working properly. Prototype can reduce power
consumption by reducing current by 23.78 mA or 75.06 % from 31.68 mA with implementing state
machine and power down sleep for it low power mechanism. For it performance prototype can works
effectively up to 12-meter range and prototype wake time from sleep until reading sensor and sending
data require only 0.0508 second.
Keywords: pulse sensor, wearable device, low power
sehari hari menjaga kondisi tubuh dalam
merupakan hal yang penting, karena jika kondisi
tubuh menurun dan tidak dalam kondisi yang
baik maka kesehariannya akan terganggu dan
menyebabkan tidak produktifnya aktivitas yang
dilakukan. Kesehatan dari seseorang dapat
diamati dari tanda vitalnya seperti denyut
jantung, tekanan darah, laju pernapasan dan,
suhu tubuh (Saquib et al, 2015).
1. PENDAHULUAN
Kesehatan merupakan suatu ukuran untuk
menentukan efisiensi dari fungsi tubuh dan
metabolisme dari suatu organisme hidup, pada
manusia
kesehatan
adalah
kemampuan
seseorang untuk dapat mengenali atau
mengetahui keadaan dirinya secara fisik maupun
mental (Huber et al,2011). Dalam aktivitas
Fakultas Ilmu Komputer
Universitas Brawijaya
1411
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer
Berdasarkan
kebutuhan
untuk
monitoring keadaan denyut jantung secara
berkala diperlukan alat berupa wearable device
sehingga pengecekan secara berkala dapat
dilakukan dengan mudah kapanpun dan di
manapun, wearable device dapat bekerja dengan
tenaga yang diberikan dari baterai yang
menentukan berapa lama wearable device ini
dapat berjalan, sehingga konsumsi tenaga
wearable device menentukan efektif atau tidak
menggunakannya untuk keperluan sehari hari.
dengan menggunakan sistem minimal yang
dibuat dengan menggunakan microcontroller
Atmega328p, dengan memanfaatkan fitur low
energy dari Atmega328p yaitu sleep dengan
mode power down dapat mengurangi konsumsi
arus sehingga daya yang digunakan lebih sedikit
dibandingkan dengan ketika microcontroller
dalam keadaan menyala. Dengan menggunakan
tegangan yang kebih rendah, clock speed yang
lebih rendah, prosesor dan sirkuit digital lainnya
dari Atmega328p dapat memotong konsumsi
daya (Cohen,2015).
Dalam pembuatan sistem wearable device
akan memiliki state seperti sleep dan wake, dan
harus dapat berpindah state dengan masukan dari
pengguna sehingga diterapkan state machine
untuk mekanisme low power pada sistem
wearable heart rate monitor. State Machine
merupakan pemodelan dari perilaku sebuah
sistem atau obyek yang kompleks dengan
beberapa kondisi atau mode yang terdefinisikan
dimana mode transisi berubah sesuai dengan
keadaan (Nendya et al, 2015). Maka digunakan
state machine sebagai mekanisme low power
pada sistem wearable heart rate monitor.
Dengan adanya mekanisme low power yang
diterapkan dapat dilakukan monitoring tanda
vital denyut jantung secara berkala tanpa
memerlukan banyak waktu untuk mengisi ulang
baterai dari perangkat wearable karena
konsumsi daya yang rendah dapat menghemat
umur hidup baterai.
2. DASAR TEORI
2.1 Tanda Vital
Tanda vital adalah suatau tanda yang
sifatnya objektif yang dapat berubah setiap saat
yang mencerminkan hidup yang terdiri dari
tekanan darah, respirasi, nadi dan suhu tubuh.
Perubahan tanda vital dapat mengidentifikasi
kebutuhan
untuk
dilakukan
intervensi
keperawatan dan medis. Pengukuran tanda Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya
1412
tanda vital yang periodik merupakan cara yang
cepat
dan
efisien
untuk
memantau
perkembangan kondisi kesehatan disik dan
mengevaluasi respon terhadap intervensi
keperawatan dan medis yang dilakukan. Pada
semua kasus, termasuk persalinan pengukuran
tanda - tanda vital adalah mencakup pengukuran
tekanan darah, nadi, suhu tubuh dan pernapasan
(Sihotang, 2012 as cited in Akbar, 2016).
2.2 Denyut Jantung
Denyut jantung adalah jumlah denyutan
jantung per satuan waktu, biasanya diukur
dengan satuan menit. Denyut jantung didasarkan
pada jumlah kontraksi vertikel (bilik bawah
jantung). Denyut jantung yang terlalu cepat
dinamakan takikardia dan yang terlalu lambat
dinamakan bradikardia. Denyut nadi merupakan
denyutan arteri dari gelombang darah yang
mengalir melalui pembuluh darah sebagai akibat
dari denyutan jantung. Denyut nadi sering
diambil pada pergelangan tangan untuk
memperkirakan denyut jantung. Pada orang
dewasa yang sehat, saat sedang beraktivitas
normal maka denyut jantung yang normal adalah
sekitar 60 - 100 denyut permenit (Beat Per
Minute). jika didapatkan denyut jantung yang
lebih rendah saat sedang beristirahat, pada
umumnya menunjukkan fungsi jantung yang
lebih efisien dan lebih baik kebugaran
kardiovaskularnya (Laskowski, 2010 as cited in
Akbar,2016). Denyut jantung normal dapat
dibagi menjadi empat bagian yang dapat dilihat
pada Tabel 1.
Tabel 1 Denyut jantung normal dikelompokkan
berdasar empat kelompok usia berbeda
Usia
bradikardia
Normal
takikardia
<
1
tahun
<100 BPM
100 – 160
BPM
>160 BPM
1 – 10
tahun
< 70 BPM
70 – 120
BPM
>120 BPM
11 – 17
tahun
<60 BPM
60 – 100
BPM
>100 BPM
>17
tahun
<60 BPM
60 – 100
BPM
>100 BPM
2.3 Wearable Device
Wearable
device
adalah
teknologi
elektronika atau komputer yang tergabung dalam
sebuah benda yang dapat dikenakan atau hiasan
yang nyaman digunakan di tubuh. Wearable
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer
device sangat beragam dan sangat diminati oleh
pengguna pada saat ini, wearable device dapat
menyediakan fitur akusisi data dan pemindaian
yang biasanya tidak ada pada komputer maupun
telefon genggam. secara umum wearable device
memiliki beberapa macam kemampuan
komunikasi dan memungkinkan penggunanya
untuk mengakases informasi secara real - time.
Kemampuan untuk menerima input data juga
merupakan salah satu fitur dari perangkat sejenis
wearable device serta penyimpanan lokal.
contoh dari wearable device meliputi gelang,
jam tangan, lensa kontak, e-tekstil, kain pintar,
topi, perhiasan seperti anting, cincin dan lainnya.
(Tehrani et al, 2014).
2.4 Microcontroller ATmega328p
Atmel AVR core merupakan kombinasi
dari banyak set instruksi dengan 32 register.
Semua 32 register terhubung langsung dengan
Arithmetic Logic Unit(ALU), memungkinkan
dua register dapat diakses dalam sebuah
instruksi yang dieksekusi dalam satu clock cycle.
Arsitektur yang dihasilkan menjadi lebih efisien
dalam menjalankan code selagi memperoleh
nilai keluaran hingga sepuluh lebih cepat
dibandingkan dengan microcontroller CISC
konvensional.
ATmega328p memiliki fitur low power
yaitu salah satunya adalah Power-down sleep.
Power-down mode menyimpan konten dari
register namun menghentikan Oscillator,
mematikan fungsi lain dari chip hingga interrupt
selanjutnya atau reset hardware.
1413
3. PERANCANGAN DAN
IMPLEMENTASI
3.1. Perancangan Sistem
3.1.1 Perancangan Perangkat Keras Sistem
Sistem yang akan dibangun menggunakan
microcontroller Atmega328p sebagai pusat
pemrosesan data, Atmega328p berjalan pada
tegangan 3.3v dengan Crystal 16MHz. Terdapat
dua modul sensor yang digunakan yaitu sensor
MPU6050 dan sensor Pulse. sensor MPU6050
digunakan sebagai pendeteksi gerakan untuk
memberikan interrupt pada microcontroller
untuk dapat terbangun dari power down sleep.
Sensor Pulse membaca denyut jantung, dengan
menggunakan timer2 pada microcontroller
sensor pulse membaca data setiap 2ms. Untuk
menampilkan data hasil pembacaan denyut
jantung digunakan OLED LCD dengan antar
muka TWI/ I2C.
Semua komponen yang dibutuhkan
kemudian akan dirangkai sesuai dengan skema
pada Gambar 1.
2.5 Pulse Sensor
Pulse Sensor merupakan sensor yang
dirancang untuk melakukan pengukuran
terhadap denyut jantung menggunakan metode
photoplethysmography, pada sensor ini
menggunakan
photoplethysmography
reflectance dimana pemancar dan penerima
berada pada sisi bagian tubuh yang sama. Pulse
sensor ini telah dirangkai dalam sebuah modul
berukuran
kecil
yang
memudahkan
penggunanya untuk mendapatkan tanda vital
dari seseorang berupa denyut nadi. Sensor ini
bekerja dengan cara memancarkan sinar dari
pemancar dan cahaya yang dipantulkan
kemudian ditangkap kembali oleh penerima
untuk mendapat nilai kecerahan cahaya yang
dipantulkan yang kemudian diolah menjadi
denyut jantung per menit (BPM).
Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya
Gambar 1 Skematik Sistem Low Power Heart Rate
Monitor
3.1.2 Perancangan Perangkat Lunak Sistem
Pada perangkat lunak sistem akan dibahas
mengenai metode state machine yang
digunakan, pengaturan power down sleep mode
dari microcontroller dan perangkat lunak pada
smartphone android.
Perangkat wearable
device yang dirancang menggunakan state
machine dengan beberapa state yang bertransisi
ke state lainnya berdasarkan masukan oleh
pengguna dan juga dari sistem itu sendiri dengan
mengatur interval waktu tertentu. Pada awalnya
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer
1414
state akan berada pada STANDBY, kemudian
dalam waktu tertentu jika tidak ada masukan dari
pengguna maka state akan beralih ke TO
SLEEP, setelah menunggu beberapa saat state
beralih ke SLEEP dan kemudian sistem akan
sleep dengan mode Power-down. Ketika
terdeteksi interrupt dari sensor MPU6050 maka
sistem akan bangun dan state beralih ke WAKE,
setelah sekian waktu maka state akan beralih ke
STANDBY. Jika pada saat state STANDBY
mendapatkan masukan dari user maka state akan
beralih ke SENS, dan setelah waktu yang
ditentukan akan beralih ke state To SLEEP dan
kemudian SLEEP. Diagram state dari sistem
dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 3 Implementasi Perangkat Keras Sistem
4. PENGUJIAN DAN ANALISIS
Dilakukan empat pengujian pada purwarupa
sistem, yaitu:
4.1 Pengujian Pembacaan Pulse Sensor
Hasil dari pembacaan sensor denyut jantung
diuji dan dibandingkan dengan pembacaan
denyut jantung secara manual dengan
menggunakan jari untuk mengetahui apakah
sensor telah bekerja dengan benar. Dari hasil
pengujian dapat diketahui tingkat kinerja dari
purwarupa sistem pada sisi pembacaan denyut
jantung.
Gambar 2 Diagram State Sistem Low Power
Heartbeat Monitor
Pengujian dilakukan
prosedur sebagai berikut:
sesuai
dengan
3.2. Implementasi Sistem
1. Purwarupa sistem dipasang pada lengan
subjek.
3.2.1 Implementasi Perangkat Keras Sistem
2. Selagi denyut jantung dibaca dengan
sensor dilakukan pengukuran secara
manual bersamaan.
Perangkat
keras
diimplementasikan
menjadi sebuah purwarupa sistem berupa
wearable device yang dikenakan pada
pergelangan tangan seperti gelang. Untuk
merangkai komponen digunakan papan sirkuit
agar ukuran perangkat menjadi kecil. Hasil dari
implementasi sistem dapat dilihat pada Gambar
3.
3.
Setelah 15 detik berlalu hasil dari
pengukuran kemudian di catat.
4. Hasil pengukuran selama 15 detik
kemudian dikalikan dengan 4 untuk
mendapatkan nilai beat per minute.
5. Hasil yang dicatat direkap dalam bentuk
tabel.
6. Setelah direkap
dicari
persentase
kesalahan
dari
pengujian
dengan
menggunakan rumus (1).
|π‘ƒπ‘’π‘›π‘”π‘’π‘˜π‘’π‘Ÿπ‘Žπ‘› π‘€π‘Žπ‘›π‘’π‘Žπ‘™− π‘ƒπ‘’π‘›π‘”π‘’π‘˜π‘’π‘Ÿπ‘Žπ‘› π‘†π‘’π‘›π‘ π‘œπ‘Ÿ|
π‘ƒπ‘’π‘›π‘”π‘’π‘˜π‘’π‘Ÿπ‘Žπ‘› π‘€π‘Žπ‘›π‘’π‘Žπ‘™
100%(1)
Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya
×
(1)
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer
1415
7. Persentase kesalahan kemudian dihitung
rata – ratanya dari lima kali pengambilan
data.
2. Purwarupa sistem terhubung dengan
perangkat
smartphone
melalui
Bluetooth.
8. Hasil pengujian kemudian dianalisis.
3. Purwarupa sistem mengirim data berupa
beat per minute secara berkala.
Hasil dari pengujian untuk pembacaan
denyut jantung yang dilakukan sesuai prosedur
untuk memenuhi tujuan dari pengujian dapat
dilihat pada Tabel 2 dan Tabel 3.
Tabel 2 Hasil Pengukuran Pada Kondisi Normal
Pengujian
Ke -
Pengukuran
Manual
Pengukuran
Sensor
Kesalahan
(%)
1
68
71
4,41
2
76
73
3,94
3
76
73
3,94
4
60
64
6,66
5
72
72
0
Rata – Rata Kesalahan (%)
3,97
Tabel 3 Hasil Pengukuran Pada Kondisi Olahraga
Pengujian
Pengukuran
Pengukuran
Ke Manual
Sensor
1
144
139
2
120
127
3
120
126
4
120
131
5
124
144
Rata – Rata Kesalahan (%)
Kesalahan
(%)
3,47
5,83
5
9,16
16,12
7,91
Berdasarkan dari hasil pengujian dapat
dikatakan sistem telah berjalan sesuai dengan
yang diharapkan. Meskipun pembacaan sensor
menemui beberapa kesalahan namun dalam
persentase yang kecil. Pada pembacaan dengan
kondisi normal rata-rata kesalahan sebesar
3,97% dan ketika dalam kondisi olahraga ratarata kesalahan meningkat menjadi 7,91%.
4.2 Pengujian Pengiriman Data Bluetooth
Low Energy
Tujuan dari pengujian pengiriman data
Bluetooth low energy adalah untuk mengetahui
kinerja dari purwarupa sistem dalam hal
pengiriman data dengan Bluetooth low energy.
Dengan mengukur jarak dan keberhasilan
pengiriman data dapat dilihat tingkat kinerja dari
Bluetooth low energy pada purwarupa sistem.
Pengujian dilakukan sesuai dengan
prosedur sebagai berikut:
1. Perangkat dikenakan oleh rekan
penguji.
Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya
4. Penguji mengambil jarak sembari
mengamati data yang diterima.
5. Penguji kemudian mengkonfirmasi data
kepada rekan penguji.
6. Setelah
pengujian
selesai
hasil
pengujian dicatat dan direkap ke dalam
tabel.
7. Hasil
dari
dianalisis.
pengujian
kemudian
a) Pengujian Pengiriman Data Pada Jarak 1
meter
Tabel 4 Hasil Pengujian Pengiriman Data Pada Jarak
1 meter
Pengujian
Ke -
Data
dikirim
Data
diterima
Hasil
1
83
83
Sukses
2
77
77
Sukses
3
80
80
Sukses
4
76
76
Sukses
5
60
60
Sukses
Dengan melihat hasil pengujian dari Tabel
4 dapat dilihat bahwa hasil pengujian dari kelima
percobaan memiliki kesesuaian data yang
dikirim dengan data yang diterima, sehingga
dapat disimpulkan pengujian pengiriman data
pada jarak satu meter berhasil dan tidak terdapat
masalah.
b) Pengujian Pengiriman Data Pada Jarak 5
meter
Tabel 5 Hasil Pengujian Pengiriman Data Pada Jarak
5 meter
Pengujian
Ke 1
2
3
4
5
Data
dikirim
88
90
79
77
83
Data
diterima
88
90
79
77
83
Hasil
Sukses
Sukses
Sukses
Sukses
Sukses
Dengan melihat hasil pengujian dari Tabel
5 dapat dilihat bahwa hasil pengujian dari kelima
percobaan memiliki kesesuaian data yang
dikirim dengan data yang diterima, sehingga
dapat disimpulkan pengujian pengiriman data
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer
pada jarak lima meter berhasil dan tidak terdapat
masalah.
c) Pengujian Pengiriman Data Pada Jarak 10
meter
Tabel 6 Hasil Pengujian Pengiriman Data Pada Jarak
10 meter
Pengujian
Ke 1
2
3
4
5
Data
dikirim
90
88
73
67
70
Data
diterima
90
88
73
67
70
Hasil
Sukses
Sukses
Sukses
Sukses
Sukses
Dengan melihat hasil pengujian dari Tabel
6 dapat dilihat bahwa hasil pengujian dari kelima
percobaan memiliki kesesuaian data yang
dikirim dengan data yang diterima, sehingga
dapat disimpulkan pengujian pengiriman data
pada jarak 10-meter berhasil dan tidak terdapat
masalah.
d) Pengujian Pengiriman Data Pada Jarak 12
meter
Tabel 7 Hasil Pengujian Pengiriman Data Pada Jarak
12 meter
Pengujian
Ke -
Data
dikirim
Data
diterima
Hasil
1
87
87
Sukses
2
80
878
Gagal
3
93
93
Sukses
4
77
77
Sukses
5
63
6
Gagal
Dengan melihat hasil pengujian dari Tabel
7 dapat dilihat bahwa hasil pengujian dari tiga
percobaan memiliki kesesuaian data yang
dikirim dengan data yang diterima, namun dari
dua percobaan mengalami kegagalan ditandakan
dengan data yang diterima tidak sesuai
dibandingkan data yang dikirim. Untuk
pengujian pada jarak 12-meter dapat
disimpulkan pengujian pengiriman data berhasil
namun dengan beberapa kali kegagalan karena
data yang dikirimkan tidak sesuai dengan data
yang diterima.
e) Pengujian Pengiriman Data Pada Jarak 15
meter
Pengujian pengiriman data pada jarak 15meter mengalami kegagalan karena perangkat
smartphone tidak dapat melakukan koneksi
dengan purwarupa sistem sehingga pengiriman
Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya
1416
data tidak dapat dilakukan. Dari hasil pengujian
pengiriman data pada jarak 15-meter dapat
disimpulkan bahwa pengujian mengalami
kegagalan dikarenakan perangkat smartphone
tidak dapat melakukan koneksi dengan
purwarupa sistem.
Berdasarkan
hasil
pengujian
yang
didapatkan bisa dikatakan sistem telah berjalan
sesuai dengan harapan. Diketahui bahwa jarak
efektif pengiriman data menggunakan Bluetooth
low energy pada purwarupa sistem adalah 12meter. Pada Tabel 4 tingkat kesuksesan
pengiriman adalah 100 % begitu juga pada Tabel
5 dan Tabel 6 namun pada Tabel 7 data yang
dikirim mulai menemui ketidak kesesuaian yang
diakibatkan oleh data loss sehingga hanya
berhasil menerima 3 dari 5 data yang dikirim.
Sedangkan pada jarak 15-meter perangkat
smartphone sudah tidak dapat berkomunikasi
dengan purwarupa sistem.
4.3 Perbandingan Konsumsi Arus Pada
Keadaan Sleep dan Wake
Untuk menghasilkan sistem yang hemat
daya atau dengan kata lain low power maka
sistem dikondisikan ke kondisi sleep untuk
mengurangi konsumsi arus. Agar dapat
diketahui hasil dari pengurangan konsumsi arus
maka dilakukan pengujian pembacaan konsumsi
arus pada keadaan sleep dan wake.
Pengujian dilakukan sesuai dengan
prosedur sebagai berikut:
1. Catu daya pada pin GND
purwarupa sistem dilepas.
dari
2. Multimeter diatur untuk membaca arus
3. Multimeter dipasangkan diantara GND
pada purwarupa sistem dan sisi negatif
Baterai.
4. Konsumsi arus dibaca pada kondisi
wake, membaca sensor, dan mengirim
data.
5. Konsumsi arus dibaca pada kondisi
sleep.
6. Hasil pembacaan dicatat dan direkap ke
dalam tabel.
7. Hasil dari tabel dirata – rata dan
kemudian dicari persentase penurunan
dari konsumsi arus.
8. Untuk
menghitung
persentase
penurunan konsumsi arus digunakan
rumus (2).
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer
(
π‘₯Μ… π΄π‘Ÿπ‘’π‘  πΎπ‘œπ‘›π‘‘π‘–π‘ π‘– π‘Šπ‘Žπ‘˜π‘’ − π‘₯Μ… π΄π‘Ÿπ‘’π‘  πΎπ‘œπ‘›π‘‘π‘–π‘ π‘– 𝑆𝑙𝑒𝑒𝑝
)
π‘₯Μ… π΄π‘Ÿπ‘’π‘  πΎπ‘œπ‘›π‘‘π‘–π‘ π‘– π‘Šπ‘Žπ‘˜π‘’
× 100 %
(2)
4. Kemudian hasil rekap pada table dihitung
rata – ratanya dari lima data yang dicatat.
5. Hasil
dianalisis.
9. Dari hasil Pengujian kemudian dibuat
Analisis
Arus Kondisi
Wake (mA)
Arus Kondisi
Sleep (mA)
dari
pengujian
Pengujian Ke -
Waktu untuk wake (ms)
1
51
1
31,7
7,9
2
51
2
31,6
7,9
3
51
3
31,7
7,99
4
50
4
31,7
7,9
5
51
5
31,7
7,9
Rata – Rata Waktu
50,8
Rata - Rata
31,68
7,9
Penurunan
Konsumsi arus
(%)
75,06
Hasil pengukuran arus pada Tabel 8
menunjukkan ketika sistem dalam keadaan
membaca sensor, menampilkan data, dan
mengirimkan data melalui Bluetooth, arus yang
digunakan sebesar 31,7 mA dilihat dari tiga hasil
yang paling sering muncul, dan Ketika sistem
berpindah ke kondisi sleep penggunaan arus
menurun hingga mencapati nilai 7,9 mA. Dari
hasil pengujian dapat diketahui bahwa konsumsi
arus mengalami penurunan sebanyak 23,78 mA
atau sebesar 75,06% dari konsumsi arus pada
keadaan membaca sensor, menampilkan data,
dan mengirim data melalui Bluetooth.
4.4 Pengujian Waktu Wake Dari Sleep
Untuk mengetahui kinerja sistem dihitung
waktu yang diperlukan untuk wake hingga
membaca sensor dan mengirimkan data dari
keadaan sleep. Dengan mengetahui jeda waktu
dari sleep ke kondisi wake maka dapat dilihat
bagaimana pengaruh sleep terhadap kinerja dari
purwarupa sistem.
Pengujian dilakukan
prosedur sebagai berikut:
sesuai
dengan
1. Program diubah untuk mencatat waktu
sebelum sleep, setelah wake dan dicari
selisihnya kemudian ditampilkan pada
oled.
2. Penguji
kemudian
purwarupa sistem.
mengaktifkan
3. Hasil yang keluar pada tampilan dicatat
dan direkap ke dalam table.
Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya
kemudian
Tabel 9 Hasil Pengujian Waktu Wake
Tabel 8 Hasil Pengujian Konsumsi Arus
Pengujian Ke -
1417
Hasil dari pengujian waktu wake dari sleep
pada Tabel 9 menunjukkan angka 50,8 milidetik
atau 0,0508 detik. Waktu didapatkan dari
pengurangan waktu yang dicatat setelah wake
dan mengirim data dengan waktu yang dicatat
ketika sleep. Sehingga dapat disimpulkan waktu
yang diperukan untuk mengirimkan data dari
keadaan sleep adalah 0,0508 detik.
Berdasarkan hasil pengujian dapat dilihat
bahwa waktu yang dibutuhkan untuk wake dari
kondisi sleep sangat cepat yaitu 0,0508 detik
sehingga tidak mengganggu kinerja dari
purwarupa sistem. Dengan begitu dapat
dikatakan sistem telah berjalan sesuai dengan
yang diharapkan.
5. KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat ditarik dari hasil
perancangan, implementasi, pengujian dan
analisis adalah sebagai berikut:
1. Dalam membuat sebuah purwarupa sistem
untuk pengukuran denyut jantung berupa
wearable device dapat disimpulkan bahwa
penelitian berhasil membuat wearable
device yang mampu berjalan sesuai harapan.
Dengan menggunakan ATmega328p sebagai
microcontroller, dan sensor pulse sebagai
sensor Hasil pengujian menunjukkan
kesalahan pembacaan sensor pulse masih
pada angka yang kecil yaitu 3,97 % pada saat
kondisi normal dan 7,91% pada kondisi
olahraga.
2. Sebagai purwarupa sistem dari hasil
perancangan sistem telah berjalan dengan
semestinya sesuai dengan yang diharapkan.
State machine yang telah dirancang
diterapkan
kepada
microcontroller
ATmega328p dan dengan menggunakan
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer
fitur dari ATmega328p power down sleep
penurunan konsumsi arus dapat mencapai
75,06 % dari nilai awal 31,68 mA menjadi
7,9 mA.
3. Dari hasil pengujian yang dilakukan kinerja
dari purwarupa sistem yang telah dibuat
dapat menjadi acuan untuk menentukan
bahwa kinerja purwarupa telah sesuai seperti
yang diharapkan. Pada pengujian jarak
perangkat
mampu
mempertahankan
pengiriman data hingga jarak 12-meter dan
pada pengujian waktu wake purwarupa
sistem hanya membutuhkan waktu 0,0508
detik untuk wake, membaca sensor, dan
mengirim data dari kondisi sleep.
6. DAFTAR PUSTAKA
Adafruit. (2016, Oktober 13). Retrieved Maret
16,
2017,
from
https://www.adafruit.com/datasheets/SS
D1306.pdf
Akbar, F. (2016). Rancang Bangun Alat
Pendeteksi Denyut Jantung dan Suhu
Tubuh Menggunakan Pulse Sensor dan
Sensor LM35. Malang: Universitas
Brawijaya.
Cohen, A. (2015). Prototype to Product: A
Practical Guide for Getting to Market.
O'Reilly Media, Inc.
Edward R. Laskowski, M. (2015, Agustus 22).
What's a normal resting heart rate?
Retrieved
from
Mayo
Clinic:
http://www.mayoclinic.org/healthylifestyle/fitness/expert-answers/heartrate/faq-20057979
Machteld, H., JAndré, K., Lawrence, G.,
Henriëtte, v., & Alejandro,R,Jadad.
(2011). How should we define health? .
1.
Microchip. (2016, Oktober 12). Retrieved Maret
15,
2017,
from
http://ww1.microchip.com/downloads/e
n/DeviceDoc/Atmel-42735-8-bit-AVRMicrocontroller-ATmega328328P_Datasheet.pdf
Nendya, M. B., Gunanto, S. G., & Santosa, R. G.
(2015). Pemetaan Perilaku NonPlayable Character Pada Permainan
Berbasis
Role
Playing
Game
Menggunakan Metode Finite State
Machine. Journal of Animation &
Games Studies (JAGS).
Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya
1418
Pamungkas, S. (2016). Impelmentasi metode
kalman filter untuk mengurangi noise
sensor inertial measurement unit pada
motor pengarah antena. Malang:
Universitas Brawijaya.
Pulse Sensor. (2015). Retrieved Maret 16, 2017,
from
https://pulsesensor.com/pages/codeand-guide
Saquib, N., Papon, M. T., Ahmad, I., & Rahman,
A. (2015). Measurement of Heart Rate
Using Photoplethysmography. 2015
International
Conference
on
Networking Systems and Security
(NSysS).
Tehrani, Kiana, & Michael, A. (2014). Wearable
Device. Retrieved Maret 15, 2017, from
http://www.wearabledevices.com/whatis-a-wearable-device/
Texas Instruments. (2015). Retrieved Maret 15,
2017,
from
http://www.ti.com/product/CC2541
Wright, D. R. (2005). Finite State Machine.
www.deherba.com. (2016). Retrieved Maret 15,
2017,
from
https://www.deherba.com/berapa-ratarata-detak-jantung-normal.html
Download