Seminar Tugas Akhir Mei 2016 1 Stress merupakan perubahan

Seminar Tugas Akhir
Mei 2016
Monitoring Parameter Stress Pada Awal Ketegangan Berbasis PC Parameter
EMG(Electromyograph) dan GSR(Galvanic skin resistance)
Henny Setyo Rahayu1, Hj. Her GumiwangAriswati 2, Hj. Andjar Puji3
ABSTRAK
Stress merupakan perubahan respon fisik, mental, dan emosional yang timbul karena
perubahan atau keadaan yang menyenangkan atau tidak menyenangkan. Stres juga
merupakan suatu tuntutan yang mendorong organisme untuk beradaptasi atau
menyesuaikan diri Stres dapat terjadi pada setiap manusia dan pada setiap waktu,
karena stres merupakan bagian dari kehidupan manusia yang tidak dapat dihindarkan
tetapi dapat dikendalikan.
Dalam mendeteksi level stress variable yang dapat diukur yaitu detak jantung per
menit, suhu tubuh, GSR(Galvanic Skin Resistance), dan EMG(Electromiograph).
Dimana pada BPM reflektan menggunakan sensor TCRT, pengukuran suhu
menggunakan LM-35,EMG dan GSR menggunakan modul .
Dari keempat sensor tersebut dapat diperoleh suatu data yang diiolah pada adc mikro
dan dikirmkan oleh HC-05 yang di tampilkan oleh Pc menggunakan Delphi. pada hasil
akhir didapatkan alat berjalan dengan baik dan nilai eror yang dihasilkan tidak begitu
tinggi .
Kata Kunci: Stres, Mikrokontroller Atmega16,Hc-05, BPM
reflektan,Suhu,EMG,GSR(Galvanic skin resistance)
1. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
Alat Monitoring Parameter Stress
manusia merupakan alat yang digunakan
untuk mendeteksi seberapa tinggi level
kejenuhan dan ketegangan manusia dengan
memperhitungkan heart rate (BPM) yang
dapat menampilkan jumlah denyut jantung
seseorang, menurut Pulse Diagnosis : A
Clinical Guide 2007) denyut jantung normal
orang dewasa berkisar 60-100 BPM.
Sedangkan untuk parameter Suhu Tubuh
normal biasanya berkisar antara 36℃-37℃
(physic of human body, p.31.9). Selain
kedua parameter diatas juga terdapat
parameter
Elektromiografi
(EMG)
merupakan teknik untuk mengevaluasi dan
rekaman aktivitas listrik yang dihasilkan
oleh otot rangka,. Arti stress sendiri
merupakan perubahan respon fisik, mental,
dan emosional yang timbul karena
perubahan
atau
keadaan
yang
menyenangkan atau tidak menyenangkan.
Stres juga merupakan suatu tuntutan yang
mendorong organisme untuk beradaptasi
atau menyesuaikan diri (dr. L. Suryantha
Chandra, Sp.KJ.). Dalam mendeteksi level
stress manusia terdapat lima variable yang
diukur yaitu tekanan darah , detak jantung
per menit, suhu tubuh, GSR(Galvanic Skin
Resistance), dan EMG(Electromiograph).
Pada Penelitian tentang alat pendeteksi
tingkat stress ini telah banyak dilakukan.
Pada penelitian yang dilakukan oleh Andri
Zita, 2002, hanya diambil dua variabel yaitu
detak jantung dan GSR, kemudian terkait ini
juga dilakukan oleh Rohmad Ali, 2008
hanya mengambil tiga variable yaitu GSR,
suhu tubuh, dan detak jantung. Selain itu
penelitian tentang alat tersebut juga pernah
dilakukan oleh Yohannes Andri Wicaksono,
hanya mengambil dua variable yaitu GSR
dan detak jantung.
Berdasarkan hasil identifikasi masalah
diatas, maka penulis akan membuat alat
monitoring stress dengan parameter GSR
(Galvanic Skin Resistance), Detak jantung
per
menit,
Suhu
Tubuh,
EMG
(Electromiograph)
yang
merupakan
pengembangan dari penelitian yang telah
dilakukan sebelumnya. Dan mengingat
banyaknya penggunaan Personal computer
1
Seminar Tugas Akhir
dalam kehidupan modern, sehingga penulis
memanfaatkan
dan
mengembangkan
tampilan output pada fitur PC (Personal
Computer).
1.2 Batasan Masalah
1. Parameter yang diukur resistansi kulit
dan sinyal ketegangan otot.
2. Menggunakan sensor GSR (Galvanic
Skin Resistance) untuk
mengukur resistansi kulit.
3. Menggunakan elektroda sebagai
penyadap sinyal otot.
4. Pengukuran ketegangan otot leher
sampai bahu diberikan stimulus, Agar
otot dapat berkontraksi.
5. Hasil Sinyal EMG pada umumnya.
6. Menggunakan ATMEGA16 sebagai
pengolah data sebelum di tampilkan ke
PC.
7. Menggunakan serial Bluetooth HC-05.
8. Menggunakan bahasa pemrograman
Codevision AVR.
9. Menggunakan bahasa pemrograman
Delphi.
10. Hasil pengukuran di tampilkan pada
PC.
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan
pada
batasan
masalah yang telah dibuat di atas maka
rumusan masalahnya adalah:
1. Dapatkah dibuat alat monitoring
parameter stress pada ketegangan awal
berbasis PC (Parameter GSR dan EMG)?
1.4 Tujuan
1.4.1 Tujuan Umum
Membuat alat monitoring parameter
stress pada ketegangan awal
berbasis PC (Parameter GSR dan
EMG)..
1.4.2 Tujuan Khusus
1. Menggunakan Sensor GSR.
2. Menggunakan
Elektroda
untuk
meyadap otot.
3. Menggunakan rangkaian GSR.
4. Menggunakan rangkaian EMG.
5. Membuat rangkaian minimum sistem.
6. Membuat software pemrograman
7. mikrokontroller.
8. Menghubungkan rangkaian
Mei 2016
9. mikrokontroller dengan Bluetooth HC05.
1.5
Manfaat Penelitian
1.5.1 Manfaat Teoritis
2 Untuk
menambah
pengetahuan
mahasiswa
Teknik
Elektromedik
mengenai alat diagnostik terutama
dibuat Alat Monitoring Parameter Stress
pada ketegangan awal berbasis PC
(Parameter GSR dan EMG).
2.1.1
Manfaat Praktis
Manfaat yang diperoleh dari hasil
penelitian ini dapat digunakan untuk
membantu kinerja bidang medis
terutama untuk memonitoring kondisi
seseorang jika teridentifikasi kepanikan
atau mudah stress.
2. Teori Penunjang
2.1 Pengertian Stres.
Tiga pendekatan teoritis (masingmasing disiplin fisiologi, psikologi dan
sosiologi)
telah
digunakan
untuk
mendefinisikan
stres
dalam
riset
keperawatan (Barnfather, 1993; Lyon &
Werner, 1987). Hans Selye (1956, 1976)
mendefinisikan stres sebagai respons
nonspesifik
tubuh
terhadap
setiap
kebutuhan, tanpa memerhatikan sifatnya.
Respons tersebut meliputi satu seri reaksi
fisiologis yang dinamainya Sindrom
Adaptasi Umum (General Adaptation
Syndrome – GAS).
Pendekatan lainnya, stres dianggap sebagai
faktor predisposisi atau pencetus yang
meningkatkan kepekaan individu terhadap
penyakit (Rahe, 1975). Dalam konteks
tersebut stres dianggap sebagai suatu
stimulus, atau penyebab adanya respons.
Adapun menurut pendekatan sosiologi, stres
didefinisikan sebagai transaksi. Model
transaksi yang sering disebut adalah yang
dikemukakan oleh Richard Lazarus. Lazarus
dan Folkman (1994, hal. 19) mendefinisikan
stres psikologi sebagai hubungan khusus
antara seseorang dengan lingkungannya
yang dihargai oleh orang tersebut sebagai
pajak terhadap sumber dayanya dan
membahayakan
kemapanannya.
Kebanyakan riset keperawatan lebih
2
Seminar Tugas Akhir
Mei 2016
menggunakan transaksi dibanding model
stimulus ataupun respon.
Tabel 2.1. Gejala-gejala Stres Kerja.
Gejala
Psikologis
Gejala
Fisik
Gejala
Perilaku
Kecemasan,
ketegangan
Meningkat
nya detak
jantung
dan
tekanan
darah
Menunda
ataupun
menghind
ari
pekerjaan/
tugas
Bingung,
marah, sensitif
Meningkat
nya sekresi
adrenalin
dan
noradrenali
n
Penuruna
n prestasi
dan
produktivi
tas
Mengurung diri
Mudah
lelah
secara fisik
Meningka
tnya
frekuensi
absensi
Ketidakpuasan
Lebih
sering
berkeringat
Meningka
tnya
agresivita
s,
dan
kriminalit
as
Kehilangan
spontanitas
Ketegangan otot
Menurunnya
fungsi
intelektual
Kepala
pusing,
migrain
Kecender
ungan
bunuh diri
Sumber : e-psikologi.com
2.1.1
Hubungan antara Stres dan
Tahanan Kulit.
Stres juga dapat mengarah kepada
perubahan dermatologi. Ketika seseorang
stres, produksi hormon kortisol meningkat.
Hormon ini meningkatkan produksi minyak
yang berlebihan dari dalam tubuh dan
akibatnya, jerawat muncul. Sebuah
penelitian yang dicatat di Archives of
Dermatology, Psychological Stres Perturbs
Epidermal
Permeability
Barrier
Homeostasis, mengungkapkan bahwa stres
memiliki efek negatif sehingga kulit tidak
dapat berfungsi normal. Salah satu akibatnya
adalah munculnya jerawat bahkan pada
orang yang tidak memiliki masalah jerawat
sekalipun.
Besar dari tingkatan stress dapat
diukur dan diketahui besarnya, hal ini
dikarenakan nilai tahanan pada permukaan
kulit setiap orang berubah sesuai dengan
perubahan keadaan tekanan dan emosi. Bila
ketegangan bertambah, resistansi kulit
menurun dan bila ketegangan berkurang
maka akan terjadi peningkatan resistansi
kulit yang diikuti dengan kenaikan tegangan
pada permukaan kulit.
Tahanan tubuh manusia berkisar di
antara 250.000 Ohm sampai 2.000.000 Ohm
tergantung dari tegangan, keadaan kulit pada
tempat yang mengadakan hubungan
(kontak) dan jalannya arus dalam tubuh.
Kulit yang terdiri dari lapisan tanduk
mempunyai tahanan yang tinggi, tetapi
terhadap tegangan yang tinggi kulit yang
menyentuh konduktor langsung terbakar,
sehingga tahanan dari kulit ini tidak berarti
apa-apa. Tahanan tubuh manusia ini yang
dapat membatasi arus. Berdasarkan hasil
penyelidikan oleh para ahli maka sebagai
pendekatan diambil harga tahanan tubuh
manusia sebesar 1.000.000 Ohm.
Contoh penggunaan stress indicator
dalam dunia medis, yaitu sebagai alat
monitoring tingkat stress pasien yang akan
menjalani operasi, membantu penegakan
diagnosa yang kerap kali menjadi tidak
akurat karena pasien mengalami stress.
Stress indicator dapat juga digunakan oleh
pekerja yang menuntut kehandalan,
sehingga pengendalian stress menjadi sangat
penting untuk membantu kinerjanya.
2.1.2
Hubungan
Stress
dengan
Ketegangan Otot Leher dan Bahu
Pada penelitian stress yang akan
dilakukan mengambil titik pengukuran pada
sekitar otot leher belakang dan bahu. Karena
3
Seminar Tugas Akhir
ketegangan otot atau nyeri otot sering terjadi
pada bagian leher belakang dan bahu. Yang
di akibatkan oleh stress. Menurut Mikkelson
dkk menyebutkan bahwa gejala nyeri
muskuloskeletal terkait dengan sistim ototrangka sangat berkaitan dengan gejala
psikologik yaitu gejala depresi atau stress.
(M.I.Widiastuti, 2005), biasanya Otot-otot
yang mengalami ketegangan adalah otot
yang berfungsi untuk ekstensi kepala atau
yang membantu ekstensi kepala. Otot yang
letaknya superfisial dan membantu ekstensi
kepala adalah m.trapezius bagian atas. Otot
ini perlekatan atasnya adalah pada tulang
oksipital. Dilinea mediana melekat pada
ligamentum nuchae dan ruas tulang
belakang leher VII. Ke bawah melekat pada
spina scapulae, acromion dan sepertiga
lateral clavicula. Otot yang lebih dalam
adalah
m.semispinalis
capitis,
m.longissimus capitis dan m.spleniuscapitis.
(M.I.Widiastuti, 2005).
Gambar 2.1. Otot leher yang membantu ekstensi
kepala dan terletak relatif dalam: m. Splenius
capits
2.2. Sensor GSR
Sensor GSR terdiri dari 2 elektroda yang
terhubung kabel ke rangkaian. Sensor ini
berfungsi untuk menangkap sinyal-sinyal
listrik yang ada pada kulit tangan. Sensor ini
berpedoman
pada
kemampuan
konduktivitas kulit.
Gambar 2.3. Sensor GSR
(Sumber : sciencetphotolibrary)
Salah satu penelitian yang terkait
dengan penggunaan GSR adalah Analisa
Tingkat Emosi Manusia Berdasarkan Data
Mei 2016
GSR dengan Metode Neural Network.
Dalam penelitian yangdilakukan oleh Astri
Wulansari, mahasiswa teknink elektronika,
Politeknik Elektronika Negeri Surabaya ini
adalah menggunakan data GSR yang
kemudian dikuatkan dan di filter, kemudian
data diolah pada mikrokontroler, data analog
menjadi data digital oleh ADC, kemudian
dikirimkan ke PC dan diolah dengan metode
neural network sehingga didapatkan grafik
untuk data GSR.
Gambar 2.2 Output sensor Galvanic Skin
Response,
Sumber :
http://produceconsumerobot.com/biosensing/
Motor stepper adalah salah satu
jenis motor dc yang dikendalikan dengan
pulsa-pulsa digital. Prinsip kerja motor
stepper adalah bekerja dengan mengubah
pulsa elektronis menjadi gerakan mekanis
diskrit dimana motor stepper bergerak
berdasarkan urutan pulsa yang diberikan
kepada motor stepper tersebut.
2.3. IC Mikrokontroller ATmega16
Mikrokontroler ini menggunakan
arsitektur Harvard yang memisahkan
memori program dari memori data, baik bus
alamat maupun bus data, sehingga
pengaksesan program dan data dapat
dilakukan secara bersamaan (concurrent),
adapun
blog
diagram
arsitektur
ATMega16.
Secara
garis
besar
mikrokontroler ATMega16 terdiri dari :
1. Arsitektur RISC dengan throughput
mencapai 16 MIPS pada frekuensi
16Mhz.
2. Memiliki kapasitas Flash memori
16Kbyte, EEPROM 512 Byte, dan
SRAM 1Kbyte.
3. Saluran I/O 32 buah, yaitu Port A,
Port B, Port C, dan Port D.
4. CPU yang terdiri dari 32 buah
register.
4
Seminar Tugas Akhir
5. User interupsi internal dan eksternal6.
6. Port antarmuka SPI dan Port USART
sebagai komunikasi serial
7. Fitur Peripheral
2.3.1.
Konfigurasi Pin ATMega16
Konfigurasi pin mikrokontroler Atmega16
dengan kemasan 40. Dari gambar tersebut
dapat terlihat ATMega16 memiliki 8 Pin
untuk masing-masing Port A, Port B,
Port C, dan Port D.
Gambar 2.4 : Pin konfigurasi ATmega16
sumber : http://kanipfismandor.blogspot.co.id/2013/02/ic-mikrokontroleratmega16.html
a. VCC (Power Supply) dan GND(Ground)
b. Port A (PA7..PA0) Port A berfungsi
sebagai input analog pada konverter A/D.
Port A juga sebagai suatu Port I/O 8-bit
dua arah, jika A/D konverter tidak
digunakan. Pin - pin Port dapat
menyediakan resistor internal pull-up
(yang dipilih untuk masing-masing bit).
c. Port B (PB7..PB0) Port B adalah suatu
port I/O 8-bit dua arah dengan resistor
internal pull-up (yang dipilih untuk
beberapa bit). Port B output buffer
mempunyai
karakteristik
gerakan
simetris dengan keduanya sink tinggi dan
kemampuan
sumber.
d. Port C (PC7..PC0) Port C adalah suatu
Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor
internal pull-up (yang dipilih untuk
beberapa bit). Port C output buffer
mempunyai
karakteristik
gerakan
simetris dengan keduanya sink tinggi dan
Mei 2016
kemampuan
sumber. Sebagai input, pena Port C yang
secara eksternal ditarik rendah akan arus
sumber jika resistor pull-up diaktifkan.
e. Port D (PD7..PD0) Port D adalah suatu
Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor
internal pull-up (yang dipilih untuk
beberapa bit). Port D output buffer
mempunyai
karakteristik
gerakan
simetris dengan keduanya sink tinggi dan
kemampuan
sumber.
• XTAL1 (Input Oscillator)
• XTAL2 (Output Oscillator)
• AVCC adalah pena penyedia tegangan
untuk Port A dan Konverter A/D.
• AREF adalah pena referensi analog untuk
konverter A/D.
Analog To Digital Converter (ADC)
AVR ATMega16 merupakan tipe
AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran
ADC internal dengan resolusi 10 bit. Dalam
mode operasinya, ADC dapat dikonfigurasi,
baik single ended input maupun differential
input. Selain itu, ADC ATMega16 memiliki
konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi,
mode operasi, dan kemampuan filter derau
(noise) yang amat fleksibel sehingga dapat
dengan
mudah
disesuaikan
dengan
kebutuhan dari ADC itu sendiri. ADC pada
ATMega16 memiliki fitur-fitur antara lain :
• Resolusi mencapai 10-bit
• Akurasi mencapai ± 2 LSB
• Waktu konversi 13-260μs
• 8 saluran ADC dapat digunakan secara
bergantian
•Jangkauan tegangan input ADC bernilai
dari
0
hingga
VCC
• Disediakan 2,56V tegangan referensi
internal ADC
• Mode konversi kontinyu atau mode
konversi tunggal
• Interupsi ADC complete
• Sleep Mode Noise canceler
a.
Timer/Counter0
adalah
8-bit
Timer/Counter yang multifungsi. Timer
di-nol-kan saat match compare (auto
reload).Dapat menghasilkan gelombang
PWM dengan glitch-free. Frekuensi
generator.Prescaler 10 bit untuk timer.
Interupsi timer yang disebabkan timer
overflow dan match compare.
5
Seminar Tugas Akhir
b. TCCR0Pengaturan mode timer/counter0
melalui bit TCCR0 (Timer/Counter Control
Register 0).
c. TCNT0 , Register TCNT0 berfungsi untuk
menyimpan cacahan timer/counter0.
Karena ukuran register TCNT0 8bit
maka hanya dapat melakukan cacahan
0x00 – 0xff.
Mikrokontroller ATMEGA 8535
telah memiliki fasilitas Analog to Digital
Converter yang sudah built-in dalam chip.
ATMEGA 8535 memiliki resolusi ADC 10bit dengan 8 channel input dan mendukung
16 macam penguat beda. ADC ini bekerja
dengan teknik successive approximation.
Rangkaian internal ADC ini memiliki catu
daya tersendiri yaitu pin AVCC. Tegangan
AVCC harus sama dengan VCC kurang
lebih 0.3 volt. Data hasil konversi ADC
dirumuskan sebagai berikut:
Mei 2016
dapat diubah mode kerjanya, contoh adalah
HC-06-S. Modul BT ini akan bekerja
sebagai BT Slave dan tidak bisa diubah
menjadi Master, demikian juga sebaliknya
misalnya HC-04M. Default mode kerja
untuk modul BT HC dengan seri genap
adalah sebagai Slave.
3. Metodologi
3.1 Diagram Mekanis Sistem
Gambar 3.1 Desain modul
3.2 Diagram Blok
Dimana Vin adalah tegangan masukan pada
pin yang dipilih sedangkan Vref adalah
tegangan referensi yang dipilih.
2.4. Bluetooth HC-05.
Bluetooth Modul HC-05 Modul
bluetooth seri HC memiliki banyak jenis
atau varian, yang secara garis besar terbagi
menjadi dua yaitu jenis ‘industrial series’
yaitu HC-03 dan HC-04 serta ‘civil series’
yaitu HC-05 dan HC-06. Modul Bluetooth
serial, yang selanjutnya disebut dengan
modul BT saja digunakan untuk
mengirimkan data serial TTL via bluetooth.
Modul BT ini terdiri dari dua jenis yaitu
Master dan Slave. Seri modul Komunitas
eLearning IlmuKomputer.Com Copyright ©
2003-2007 IlmuKomputer.Com 3
Receiver
Gambar 3.2 Blok Diagram
A.
Gambar 2.5 Bluetooth HC-05
(Sumber : rajguruelectronics)
BT HC bisa dikenali dari nomor
serinya, jika nomor serinya genap maka
modul BT tersebut sudah diset oleh pabrik,
bekerja sebagai slave atau master dan tidak
Modul GSR
Sensor GSR mengirimkan input ke
rangkaian modul GSR, kemudian data
analog masuk ke input ADC data yang sudah
diolah oleh ADC masuk ke mikrokontroller,
kemudian dikirimkan menggunakan BT HC05 dan di tampilkan outputya berupa plotting
grafik pada PC.
6
Seminar Tugas Akhir
B.
Rangkaian EMG.
Sinyal EMG di peroleh dari sadapan
elektroda kemudian sinyal tersebut difilter
oleh rangkaian filter untuk menyaring
sinyal-sinyal penganggu(noise). Dari output
rangkaian filter di kuatkan oleh rangkaian
amplifier agar tegangan yang di hasilkan
dari otot dapat masuk ke ADC untuk di olah
kemudian dikirimkan menggunakan BT HC05 dan di tampilkan outputya berupa plotting
grafik pada PC.
3.3 Diagram Alir Proses/Program
Mei 2016
c) Modul
Sensor Galvanic Skin
Resistance.
d) Modul rangkaian EMG.
e) Modul Minimum Sistem.
9. Menyatukan
modul-modul
membentuk system
10. modul.
11. Menguji sistem modul dan
mengukur besaran-besaran fisis
yang di perlukan.
12. Membuat ulasan mengenai hasilhasil dari penelitian ini meliputi
kelebihan/kekuatan sampai dengan
kekurangan/kelemahan sistem.
13. Menarik kesimpulan dan saran
untuk
14. Perbaikan Sistem.
15. Menyusun laporan karya tulis
ilmiah.
3.5 Tempat dan Jadwal Kegiatan
Penelitian.
1. Tempat Penelitian
: Kampus
Teknik
2. Elektromedik.
3. Jadwal Kegiatan
: Penulis
menyusun
4. kegiatan jadwal kegiatan menurut
kalender Akademik yang ada di
Politeknik
Kesehatan
Jurusan
Teknik Elektromedik Surabaya
3.6 Jadwal Kegiatan
Gambar 3.3 Diagram alir modul
Tabel 3.1 Jadwal kegiatan pembuatan
modul
3.4 Urutan Kegiatan
1. Menyusun literature.
2. Menentukan topik.
3. Menyusun latar belakang, batasan
masalah,
4. rumusan masalah, tujuan dan
manfaat.
5. Membuat
diagram
mekanik,
diagram blok
6. sistem
dan
diagram
alir
proses/program.
7. Menyusun proposal.
8. Merancang rangkaian elektronik
dalam bentuk
a) modul-modul dan mengujinya.
b) Modul Catu Daya.Modul.
4. Pembuatan,
Pengujian,
dan
Pembahasan
4.1 Proses Pembuatan
4.1.1.Modul Rangkaian ATmega 16
dan Penguat sensor loadcell
7
Seminar Tugas Akhir
Mei 2016
Spesifikasi
modul
rangkaian
minimum
system
Atmega16 yang diperlukan adalah:
-5v
J1
3
2
1
Supply
+5v
C6
U1A
TL084
3
+
2
-
E1
1
R4
1K
R8
10K
J5
Enable
J3
Enable
U1B
1
2
11
4
R3
10K
+
5
-
6
R13
220K
20K
-5v
R1
10K
R2
1K
2.2nF
R14
1K
R11
9
C4
7
TL084
10
U1C
8
+
12
-
13
2
1
1
2
TL084
0.1uF
0.1uF
R7
39K
R12
39K
Out
+5v
+5v
J6
J8
C1
1
2
2
1
+
J2
-
1. Tegangan kerja yang dibutuhkan
maksimum 5 VDC dan ground.
2. IC
Mikrokontroller
yang
digunakanadalah
ATmega16
dengan fitur ADC internal.
3. Membutuhkan sambungan MISO,
MOSI, SCK, RESET dan GND
untuk
dapat
memprogram
ATmega16.
4. Menggunakan
PORTA
untuk
pembacaan ADC Menggunakan
PORTD.1 untuk TxD
2. Rangkaian terdiri dari instrumen
amplifier, penguatan+filter, dan
clamper.
3. Output rangkaian terhubung ke
PORTA.2
R9
1K
U1D
14
R5
1K
TL084
E2
R6
10K
R10
D3
2.4v
10K
J7
2
1
E3
Gambar 4.2 Rangkaian EMG
Jadi didapatkan rangkaian seperti gambar di
bawah ini:
Data yang didapatkan:
4.1.4
Modul
Galvanic
skin
resistance
Spesifikasi modul Galvanic
skin resistance sebagai berikut :
1. input Voltage: 5V / 3.3V.
2. Sensitivitas
disesuaikan
melalui potensiometer.
3. pengukuran eksternal jari
4. Output modul terhubung ke
PORTA.3
Gambar 4.1 Gambar Rangkaian ATMEGA 16
4.1.2.Modul minimum sistem dengan
bluetooth
Spesifikasi modul minimum sistem dan
Bluetooth diperlukan sebagai berikut :
1. Tegangan input adalah 5v dan
Ground.
2. Menggunakan
sambungan
Rx
sebagai receiver.
3. Rx mendapat PORTD.1 (TxD)
Jadi didapatkan rangkaian seperti
4.1.3 Rangkaian EMG
Spesifikasi modul rangkaian
penguatan
load
cell
yang
diperlukansebagaiberikut :
1. Tegangan
supply
rangkaian
sebesar +5VDC, -5VDC dan GND
4.1.5
Gambar 4.3 Rangkaian GSR
Pengukuran ouput modul
GSR
Tabel 4.1 Pengukuran toutput GSR
Responden
icha
santi
rafly
umi
henny
Pengukuran nilai ADC
X1
X2
X3
X4
23
25
24
25
147 139 155 162
177 179 179 180
131 119 104 104
183 183 184 184
X5
27
166
181
104
184
8
X6
25
164
182
119
184
Seminar Tugas Akhir
4.1.6.
Mei 2016
hasil sadapan E1, E2, dan E3,
kemudian output rangkaian EMG
terhubung pada PORTA.1, minimum
sistem sebagai pengolah data sebelum
dikirimkan oleh bluetooth HC-05 ke
Adaptor Bluetooth yang ada pad PC.
Semua
data
diolah
kemudia
dikirimkan dan ditampilkan berupa
grafik permenit pada PC.
Pengukuran ouput rangkaian
EMG dengan osiloskop.
A). Hasil pengukuran output EMG
ketika Rilex atau normal dengan
osiloskop.
4.2.3
Gambar 4.4 Output EMG saat
normal/rilex
4.1.7. Pengukuran ouput
EMG dengan osiloskop.
rangkaian
A). Hasil pengukuran output EMG ketika
kontraksi dengan osiloskop.
Gambar 4.5 Output EMG saat kontraksi
4.2
Pembahasan
4.2.1. Kinerja Sistem Keseluruhan
Pada saat alat dihubungkan dengan
jala jala listrik yaitu 220vac akan
diturunkan oleh travo step down yang
menjadi 12vac, kemudian dimasukan
kepada inputan power supply. Pada
power supply tegangan ac akan
dirubah menjadi tegangan, 5vdc, 5vdc sesuai kebutuhan rangkaian.
Selanjutnya
power
supply
mensupply tegangan pada
blok
rangkaian yaitu BPM, suhu, GSR,
EMG,
Bluetooth
HC-05
dan
minimum sistem. Pada modul GSR
terdapat 2 buah sensor yang berfungsi
sebagai penyadap atau input modul
GSR, kemudian output pada kaki
SIGNAL dihubungkan ke PORTA.2
rangkaian
minimum
sistem,
selanjutnya
tegangan
juga
mensupplay rangkaian EMG yang
terdapat ICTL084 yang terdiri dari
rangkaian instrumen amplifier ,
rangkaian penguatan dan filter. Untuk
input rangkaian EMG diperoleh dari
Kelemahan/Kekurangan Sistem
Sadapan otot bahu EMG dan
outputnya masih belum terlihat jelas
anatar kontraksi dan rileks.
5. Penutup
5.1 Kesimpulan
Setelah dilakukan pengukuran dan analisa
data penulis dapat menyimpulkan sebagai
berikut :
1. Modul dapat bekerja dengan baik.
2. sensor GSR dapat mengukur
tegangan yang dihasilkan oleh kulit
manusia.
3. Ketegangan otot tiap orang berbeda
– beda, namun kondisi otot manusia
tidak sepenuhnya nol, karena otot
merupakan saraf tanpa sadar yang
akan bergerak walaupun dalam
kondisi diam.
4. Modul ini dapat megukur tingkat
ketegangan
awal
dengan
3
kelompok Stress, normal dan relax.
5.2. Saran
Dari hasil penelitian, dapat dianalisa
kekurangan dari alat yang penulis buat.
Berikut ini adalah beberapa saran yang dapat
dipertimbangkan untuk penyempurnaan
penelitian lebih lanjut :
1. Modul
ini
masih
memiliki
kekurangan.
2. Untuk
selanjutnya
gunakan
bluetooth HC-06, karena jaraknya
lebih luas dibandingkan dengan HC05.
3. Mengakuratkan koneksi bluetooth
eksternal, karena pada modul ini
koneksi sering terputus.
4. Membuat modul sensor GSR
sendiri.
9
Seminar Tugas Akhir
5. Membuat rangkaian EMG yang
lebih baik tingkat sadapannya.
6. Selanjutnya
gunakan
bahasa
pemrograman yang lebih baru.
7. Menggunakan jenis komukasi serial
yang lain.
8. Menggunakan sistem portable
dengan baterai.
9. Menyempurnakan sadapan otot
EMG.
10. Menambahkan parameter yang lain
seperti Respirator rate.
DAFTAR PUSTAKA
Edy Suwarto, tt, Alat Pendeteksi Parameter
Stress Manusia Berbasis
Mikrokontroller ATMega 16 , Jurusan
Teknik Elektro Politeknik Negeri
Semarang, Jl. Prof. Soedarto, S. H.
Tembalang Semarang 50275.
Yohanes Andri Wijaksono, tt, Rancang
Bangun Alat Pendeteksi Stress
Menggunakan GSR dan Detak
Jantung, Teknik Elektronika Politeknik Elektronika Negeri
Surabaya, Surabaya.
ALI ROHMAD, (2009), Perancangan Alat
Pendeteksi Awal Ketegangan
(STRESS) Pada Manusia Berbasis PC
Diukur dari Suhu Tubuh,
Kelembaban Kulit dan Detak Jantung
, Fakultas Teknik Jurusan Teknik
Elektro Universitas Muhammadiyah
Surakarta,
Surakarta.
Maylia Putri, tt, Alat Pendeteksi Stress
Manusia Berbasis ATmega 32.
Krisna Tri Handoyo, (2009), Biokontrol
Sebagai Pendeteksi Taraf
Ketegangan
Manusia,http://joaldera.blogspot.co.id/20
08/04/b-erpegang-pada-realitakehidupan.html, Diakses diakses
pada tanggal 16 september 2015
5.51 WIB.
M.I.Widiastuti, (2005), Aspek Anatomi
Terapan Pada Pemahaman
NeuroMuskulosketelan Kepala dan
Mei 2016
Leher Sebagai Landasan Penangan
Nyeri Kepala Tegang Primer (ISBN
979-704-349-5), Badan Penerbit
Universitas Diponegoro Semarang,
Semarang.
Hendra Ari Winarno, tt, Ektrasi Fitur EMG
Menggunakan Metode MPF Sebagai
Alat Uji Keergonomisan Desain Tas
Punggung, Prosiding Simposium
Nasional Inovasi dan Pembelajaran
Sains 2015 (SNIPS 2015), Bandung,
Indonesia, 8 dan 9 Juni 2015
https://www.depokinstruments.files.word
press.com/2011/02/atmega8535-vsatmega16.pdf. Diakses pada tanggal
16 september 2015 6:00 WIB.
https://www.rumahradhen.wordpress.com
/materi-kuliahku/semesteriii/perilaku-dalamberorganisasi/pengertian-stres-danjenis-jenis-stres/.Diakses pada
tanggal 16 september 2015 5:01
WIB.
https://www.healthmoslemcommunity.wo
rdpress.com/2010/01/14/tandatanda-dampak-stress-bagi-tubuhkita-2/. Diakses pada tanggal 16
september 2015 5:24 WIB.
http://www.repository.usu.ac.id/bitstream
/123456789/19871/4/Chapter%20II.
pdf. Diakses pada tanggal 16
september 2015 6:01 WIB.
http://electroniclabmedis.blogspot.co.id/2
008/08/pendeteksi-tingkat
stres.html. Diposkan oleh
electroniclab di 18.05.Diakses pada
tanggal 16 september 2015 7:00
WIB.
https://eliskasih.wordpress.com/2012/10/
13/pengaturan-suhu-tubuh/. Diakses
pada tanggal 16 september 2015
6:45 WIB.
http://pekanbaru.tribunnews.com/2013/1
0/23/mau-tahu-tingkat-stres-andagunakan-alat-ini. Diakses pada
tanggal 16 september 2015 6.01
WIB.
10
Seminar Tugas Akhir
Mei 2016
https://dummiesboy.wordpress.com/2012
/01/13/penyakit-yang-berhubungandengan-stres/. Diakses pada tanggal
16 september 2015 6.01 WIB.
http://ejurnal.itenas.ac.id/index.php/rekai
ntegra/article/viewFile/557/782. .
Diakses pada tanggal 16 september
2015 6.01 WIB.
http://www.slideshare.net/ryandieandbloe
/rian-android-lamp.Diakses pada
tanggal 16 september 2015 5.51
WIB.
11