SISTEM PENGUKURAN DENYUT JANTUNG BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535

Hamdan Heruryanto1, Wira Bahari Nurdin, Bidayatul Armynah

Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Hasanuddin, Makassar 90245

HEART RATE MEASUREMENT SYSTEM USING MICROCONTROLLER ATMEGA8535

Hamdan Heruryanto1, Wira Bahari Nurdin, Bidayatul Armynah

Department of Physics, Faculty of Mathematics and Natural Sciences Hasanuddin University, Makasssar 90245

Abstrak: Telah dibuat sistem pengukuran denyut jantung berbasis mikrokontroler ATMega8535 dengan sensor infra merah yang mendeteksi perbedaan tekanan darah sistolik dan diastolic jantung di ujung jari. Dengan sistem denyut sensor yang memancarkan gelombang infrared pada ujung jari, perbedaan tekanan darah tersebut dirubah menjadi sinyal listrik oleh fotodioda dalam bentuk amplitudo gelombang berbentuk pulsa. Pulsa tersebut kemudian diolah menjadi data digital dalam denyut jantung per menit (bpm) yang ditampilkan di LCD dengan memiliki rentang pembacaan 0-280 bpm. Perbedaan relatif hasil pengukuran denyut jantung menggunakan alat ini dibandingkan dengan EKG standar terhadap 4 orang pasien diperoleh 1,29%, 0,66%, 2,29%, dan 3,12%. Kata kunci: EKG, ATMega8538, sensor infra merah.

Abstract:An experiment on heart rate measurement system using microcontroller ATMega8535 by applying differences of blood pressure in fingertyp had been carried out. The different direction of blood flow caused by cardiac systolic and diastolic pressure from heart. Sensors transmitted continuous pulses to the fingertyp. The blood pressure causes a amount wave which reflected different intensity. The intensity of the reflected wave is converted into an electrical signal by a photodiode in the form of wave amplitude wich called pulse. The pulse processed in the microcontroller ATMega8535 into digital data in the form of heart beats per minute ( bpm ) is displayed on the LCD 16 × 2 or computer as output and has a range of 0-280 bpm readings. Relative differences of heart rate measurement results using this tool compared with the standard ECG for 4 patients obtained 1.29%, 0.66%, 2.29%, and 3.12%. Key words: ECG, ATMega8535, infrared cencor

I. Pendahuluan

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi meningkat terus, utamanya pada bidang kesehatan dan elektronika, misalnya dengan ditemukan dan dikembangkannya sensor-sensor pengganti peran indera manusia dalam mengamati dan meninjau besaran-besaran fisis yang ada di lingkungan seperti kelembaban, temperatur, tekanan, cahaya, dan biopotensial. Keberadaan sensor-sensor tersebut dimanfaatkan dalam dunia kesehatan untuk memonitoring kondisi manusia seperti pengukuran denyut jantung, suhu tubuh, dan sinyal otak manusia.

Elektrokardiograf (EKG) merupakan salah satu alat medis yang digunakan untuk memonitoring dan mendiagnosa penyakit

jantung. Pada EKG ada dua hal yang penting, yaitu depolarisasi, penyebaran stimulus melalui otot jantung, dan repolarisasi, kembalinya stimulus otot jantung untuk keadaan istirahat. EKG merekam aktivitas sinyal biolistrik yang dihasilkan oleh jantung manusia yang biasa disebut elektrokardiogram. EKG yang sering dijumpai di rumah sakit atau klinik adalah beberapa jenis EKG konvensional dengan prinsip kerja menggunakan beberapa titik sadapan dari tubuh yang dikhususkan pada penderita penyakit jantung.

Jantung merupakan organ vital pada tubuh manusia yang berfungsi memompa darah ke paru-paru serta ke seluruh tubuh secara terus menerus. Aktivitas jantung manusia saat memompa dan mengatur sirkulasi darah dalam tubuh menghasilkan sinyal-sinyal potensial

1Program Studi Fisika FMIPA Universitas Hasanuddin 2014

listrik. Aktivitas jantung saat memompa darah keseluruh tubuh menyebabkan sirkulasi darah yang berubah-ubah pada setiap pembuluh darah. Perubahan volume darah pada pembuluh darah tersebut dapat menentukan jumlah denyut jantung.

Monitoring denyut jantung dapat dilakukan menggunakan secara langsung ataupun tidak langsung. Secara langsung dilakukan dengan mensensor pada jantung itu sendiri. Sedangkan secara tidak langsung dengan memanfaatkan pembuluh darah, yaitu dengan melakukan sadapan atau sensor pada aliran darah[1].

Seiring semakin majunya teknologi dalam bidang kesehatan dan untuk menerapkan konsep elektonika maka dianggap perlu membuat suatu alat untuk mengukur aktivitas denyut jantung dengan basis mikrokontroler ATMega8535 yang menggunakan LCD 16x2 atau komputer sebagai tampilan agar memudahkan berbagai kalangan dalam memonitoring dan mengontrol kondisi jantung secara realtime dan mobile. Selain itu, pembuatan alat ini diharapkan dapat menunjang penelitian lebih lanjut dan lebih modern dalam pengukuran denyut jantung.

II. Tinjauan Pustaka

Jantung

Jantung merupakan organ terpenting dalam tubuh manusia, karena jantung merupakan organ utama dalam mensirkulasikan darah ke seluruh tubuh. Dalam kondisi normal, jantung memompakan darah ke seluruh tubuh sebesar 300% s/d 400% lebih banyak yang dibutuhkan oleh tubuh, dan nantinya darah yang kembali ke jantung lagi sebanyak 75%[1].

Monitoring Denyut Jantung

Monitoring denyut jantung dapat dilakukan menggunakan teknik langsung (direct) ataupun tidak langsung (indirect). Secara langsung dilakukan dengan mensensor pada jantung itu sendiri. Sedangkan secara

tidak langsung dengan memanfaatkan pembuluh darah, yaitu dengan melakukan sadapan atau sensor pada aliran darah tersebut. Frekuensi atau irama kerja jantung dibagi dalam 3 kondisi, yaitu[1]:

1. Takikardia; berarti denyut jantung yang cepat lebih dari 100 kali/ menit.

2. Bradikardia; berarti denyut jantung yang lambat kurang dari 60 kali/ menit.

3. Normal; berarti denyut jantung diantara 60 – 100 kali/ menit.

Pada jari tangan manusia terdapat pembuluh darah, yang mana frekuensi atau irama aliran darah yang mengalir merupakan representasi dari frekuensi denyut jantung itu sendiri, dengan catatan bahwa jantung tersebut tidak dalam kondisi kritis. Jadi monitoring ini bersifat tidak langsung (indirect)[1].

Depolarisasi dan Repolarisasi

Pada EKG normal maupun abnormal terdapat dua peristiwa utama: (1) depolarisasi, penyebaran stimulus melalui otot jantung, dan (2) repolarisasi, kembalinya stimulus otot jantung untuk keadaan istirahat[2].

Sel miokardium (sel atrium dan ventrikel) dikatakan terpolarisasi ketika sel miokardium membawa muatan listrik ke permukaan. Gambar II.1 A menunjukkan keadaan istirahat terpolarisasi dari sel otot jantung normal atrium atau ventrikel. Ketika sel otot jantung terstimulasi, disebut depolarisasi. Akibatnya bagian luar sel, pada daerah di mana stimulasi telah terjadi menjadi negatif dan bagian dalam sel menjadi positif. Hal ini menghasilkan perbedaan tegangan listrik pada permukaan luar sel antara daerah depolarisasi terstimulasi dan daerah polarisasi tidak terstimulasi (Gambar II.1 B). Akibatnya, terbentuk arus listrik kecil yang menyebar di sepanjang sel sebagai stimulasi dan depolarisasi terjadi sampai seluruh sel tidak terpolarisasi (Gambar II.1 C). Jalur depolarisasi dapat diwakili oleh panah, seperti yang ditunjukkan pada Gambar II.4 B[2].

2Program Studi Fisika FMIPA Universitas Hasanuddin 2014

Gambar II.1 Depolarisasi dan repolarisasi . A, Sel otot jantung istirahat terpolarisasi, ia

membawa muatan listrik, dengan bagian luar sel bermuatan positif dan bagian dalam

bermuatan negatif. B, Ketika sel distimulasi (S), ia mulai depolarisasi. C, depolarisasi sel sepenuhnya bermuatan positif di dalam dan bermuatan negatif di luar. D, repolarisasi terjadi ketika sel distimulasi kembali ke

keadaan istirahat. Petunjuk depolarisasi dan repolarisasi diwakili oleh anak panah. Depolarisasi (stimulasi) dari atrium

menghasilkan gelombang P pada EKG, sedangkan depolarisasi ventrikel menghasilkan

kompleks QRS. Repolarisasi ventrikel menghasilkan kompleks ST – T[2].

Penguat Instrumentasi

Penguat instrumentasi merupakan penguat yang dapat memperkuat isyarat masukan dengan akurat, idealnya tanpa noise dan penguatannya dapat diatur. Isyarat yang dikeluarkan dari sensor atau tranduser biasanya sangat lemah, bila tanpa penguat pada umumnya akan tenggelam dalam noise, sehingga data yang diperoleh dari pengukuran menjadi bias atau salah. Penguat instrumentasi telah diproduksi namun untuk memperolehnya masih sulit. Sebenarnya penguat ini secara sederhana dapat dibuat atau dirakit dari beberapa tingkat penguat op amp yang secara teoritis memiliki kualitas yang tidak jauh dari produk yang sudah ada[3]. Op Amp secara umum terbagi menjadi beberapa macam sesuai dengan karakteristik penguatannya, yang diantaranya yaitu[3]:

Penguat Membalik

Gambar II.5 Penguat membalik

Pada penguat membalik, input dengan outputnya berlawanan polaritas. Jadi ada tanda minus pada rumus penguatannya. Penguat membalik memiliki nilai keluaran lebih kecil dari satu dan selalu Vout bernilai negatif yang keluarannya adalah[4]:

V O=−R f

RiV i ............................ (II.1)

Penguat Tak Membalik

Rangkaian tak membalik hampir sama dengan rangkaian penguat membalik hanya perbedaannya adalah terletak pada tegangan input dari masukan tak membalik. Tegangan keluaran penguat tak membalik ini akan lebih dari satu dan selalu positif yang keluarannya[4]:

Gambar II.6 Penguat tak membalik

Simbol dari penguat tak membalik diberikan pada Gambar II.6, dengan nilai keluaran[4]:

V 0=R f +Ri

R iV i .............................(II.2)

V 0=(Rf

R i+1)V i......................... (II.3)

3Program Studi Fisika FMIPA Universitas Hasanuddin 2014

Sensor Pulsa

Sensor pulsa (pulse sensor) bekerja dengan cara memanfaatkan cahaya. Saat sensor ini diletakkan dipermukaan kulit, sebagian besar cahaya diserap atau dipantulkan oleh organ dan jaringan (kulit, tulang, otot, darah), namun sebagian cahaya akan melewati jaringan tubuh yang cukup tipis[5].

Gambar II.1 Pulsa sensor tampak belakang[5]

Ketika jantung memompa darah melalui tubuh, dari setiap denyut yang terjadi, timbul gelombang pulsa (jenis seperti gelombang kejut) yang bergerak di sepanjang arteri dan menjalar ke jaringan kapiler di mana sensor pulsa terpasang. Sensor pulsa dirancang untuk mengukur IBI (Inter Beat Interval). IBI adalah selang waktu pada denyut jantung dalam mili detik dengan waktu sesaat dari jantung berdetak. BPM (Beatper Minute) berasal setiap denyut dari rata-rata setiap 10 kali IBI. Jadi, ketika mikrokontroler dinyalakan dan berjalan dengan sensor pulsa yang dicolokkan ke pin analog 0, terus-menerus (setiap 2mS) membaca nilai sensor berdasarkan denyut jantung yang terukur. Sehingga nilai BPM yaitu[5]:

BPM : 60000Rata−rata nilai IBI (II.4)

Arsitektur ATMega8535

Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, di mana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Tentu saja itu

terjadi karena kedua jenis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing), sedangkan seri MCS51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari sedi arsitektur dan instruksi yang digunakaan, mereka bisa dikatakan hampir sama[6].

Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu ATMega8535, selain karena mudah didapatkan dan murah, ATMega8535 juga memiliki fasilitas yang lengkap[6]:

Gambar II.2 MikrokontrolerATMega8535[6]

Analog Digital Konverter

ATMega8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran Analog digital converter (ADC) internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC ATMega8535 dapat dikonfigurasi, baik sebagai single eded input maupun differential input. Selain itu, ADC ATMega8535 memiliki konfigurasi perwaktuan, tegangan, referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau yang amat fleksibel sehingga dapat dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri[6].

Nilai digital sinyal input ADC 1- bit (1024). Resolusi ADC menentukan ketelitian nilai hasil konversi ADC yaitu[6]:

4Program Studi Fisika FMIPA Universitas Hasanuddin 2014

Kode Digital( ADC )=V ¿×1024

V Reff... (II.5)

Visual Basic 2010

Visual Basic (VB) adalah salah satu bahasa pemrograman komputer. Bahasa pemrograman VB yang dikembangkan oleh Microsoft sejak tahun 1991, merupakan pengembangan dari pendahulunya yaitu bahasa pemrograman BASIC (Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code) yang dikembangkan pada era 1950-an. VB adalah salah suatu developement tools untuk membangun aplikasi dalam lingkungan Windows. Dalam pengembangan aplikasi, VB menggunakan pendekatan visual untuk merancang user interface dalam bentuk form, sedangkan untuk codingnya menggunakan dialek bahasa dasar yang mudah dipelajari. Namun kelemahan dari VB pada kinerja yang relative terasa lebih lambat dibanding dengan bahasa pemrograman lain. Namun dengan perkembangan processor dan main memory yang semakin cepat, permasalahan ini menjadi tidak begitu penting[7].

III. Metodologi Penelitian

Penelitian telah dilaksanakan pada bulan Oktober 2013 hingga bulan April 2014, bertempat di Laboratorium Instrumentasi dan Pengukuran, Laboratorium Teori dan Komputasi Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Hasanuddin dan RS. Salewangan Maros.

Gambar III.1Diagram blok proses kerja sistem pengukuran denyut jantung berbasis mikrokontroler ATMega8535

Prinsip kerja dari alat pendeteksi denyut jantung ini yaitu sensor Infrared yang diletakkan pada ujung jari menghasilkan pulsa-pulsa listrik dari volume darah yang dipompa dari jantung, pulsa tersebut tidak hanya terdiri dari laju darah yang dipompa dari jantung saja namun berbagai jaringan lainnya pada ujung jari yang menghasilkan derau, oleh karena itu diperlukan filter untuk menyaring pulsa listrik yang diproses selanjutnya. Pulsa listrik yang diterima memiliki amplitudo yang diolah untuk menentukan batasan ampiludo tertinggi dan amplitudo yang paling rendah kemudian dikirim ke mikrokontroler menggunakan driver menuju Port ADC A0.

Port ADC 0 merupakan konfigurasi pin masukkan I/O dua arah yang mengelola sinyal analog ke sinyal digital ADC. Output dari penelitian ini yaitu mengukur denyut jantung berupa data digital yang ditampilkan di layar monitor LCD PC/ Laptop atau LCD 16 ×2.

Pembuatan Perangkat Keras Secara Umum

Pada pembuatan perangkat keras (hardware) ini akan dijelaskan tiap bagian sistem diantaranya mikrokontroler yang digunakan, sensor, LCD, dan RS232 sebagai komunikasi serial ke PC/ Laptop.

Pembuatan Sensor

Rangkaian sensor terdiri dari rangkaian gelombang infrared untuk memancarkan gelombang elektromagnetik, rangkaian photodiode untuk menerima pantulan gelombang gelombang infrared oleh aktivitas laju darah. penguat Op-Amp yang diperkuat beberapa kali untuk menghasilkan sinyal yang dapat diolah.

5Program Studi Fisika FMIPA Universitas Hasanuddin 2014

Power Supply

Rese

Mikrokontroler

Port A 0

Port Port

RS232LCD 16X2

Sensor

Gambar III.2 Rangkaian pulsa sensor

Sensor terdiri dari IR LED dan Photodiode yang ditempatkan berdampingan. IR LED mentransmisikan gelombang infrared ke ujung jari dan photodiode akan menerima gelombang yang dipantulkan kembali. Intensitas gelombang yang dipantulkan tergantung dari tekanan darah pada ujung jari. Jadi, setiap denyut jantung mengubah jumlah gelombang infrared yang terdeteksi oleh sensor photodiode. Dengan pengkondisian sinyal yang tepat, perubahan ini memiliki amplitudo pantulan gelombang yang dapat diubah menjadi denyut yang disebut pulsa.

Pembuatan Perangkat Lunak

Saat pengoperasian alat pertama kali, program akan memanggil subrutin inisialisasi diantaranya adalah:

1. Inisialisasi Port untuk menginisialisasi port-port yang digunakan sebagai jalur input dan output.

2. Inisialisasi Port ADC untuk sensor3. Inisialisasi timer 0 untuk rutin

pembacaan sensor4. Inisialisasi USART pengiriman data5. Inisialisasi Port.C LCD (tampilan awal)

Program Pengiriman Data

Program pengiriman data diperintah oleh kode interrupt yang akan mengirim data ADC menuju USART RX yang kemudian akan mengkonversi menjadi nilai BPM. Kode penulisan program sebagai berikut:

interrupt [USART_RXC] void usart_rx_isr(void)

{char data;data=UDR; if (data =='a'){ printf("%d",j[1]); // kirim nilai pertama printf("%d",j[2]); // kirim nilai kedua printf("%d",j[3]); // kirim nilai ketiga } else if (data=='b'){ printf("%c",BPM); };}Program Pengolah Sinyal

interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void){

#asm("cli") signal = read_adc(adc); kode_kirim= read_adc(adc)*255/1023; if(signal>=1000)signal=999 ; if(signal<=100)signal=100; c++; counter_waktu += 2; N = counter_waktu - waktu_bit_akhir;if(signal < thresh && N > (interval_bit/5)*3){ if (signal < T){ } } if(signal > thresh && signal > P){ P = signal; } Pengolahan perhitungan data digital untuk menghasilkan output BPM

rate[9] = interval_bit; total_waktu += rate[9]; total_waktu /= 10; BPMs = 60000/total_waktu; cek = BPMs; if(BPMs>=95)BPMs=BPMs-15; else if(BPMs>=85)BPMs=BPMs-10; else if(BPMs>80)BPMs=BPMs-5; BPM=BPMs;

Pengolahan sinyal untuk memperoleh nilai tiap beat menggunakan pengurangan interval nilai puncak kedua pada nilai puncak awal. Oleh karena itu untuk memperoleh nilai BPM menggunakan penjumlahan 10 nilai interval puncak. Pada setiap interval

6Program Studi Fisika FMIPA Universitas Hasanuddin 2014

dibutuhkan waktu 2ms untuk membaca sinyal yang telah dikirim oleh sensor agar mengurangi gangguan dan mempercepat pengolahan sinyal sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut:

IBI=2ms × N ....................... (III.1)

BPM=60000 msIBI ......................... (III.2)

IBI = Nilai Beat2ms = Waktu rutin pembacaan sinyalN = Jumlah waktu pembacaan sinyalBPM = Nilai BPM

Program Tampilan LCD

lcd_init(16);

// Global enable interrupts#asm("sei")kirim=0;z=0;while (1) { lcd_gotoxy(0,0); sprintf(lcd,"adc=%d ",signal); lcd_puts(lcd); lcd_gotoxy(0,1); sprintf(lcd,"BPM=%d ",BPM); lcd_puts(lcd); if (denyut==true) { denyut=false; }; delay_ms(20); }}

Tampilan pada LCD saat alat pertama kali dioperasikan yaitu akan menampilkan seperti gambar berikut:

Gambar III.3 Tampilan awal LCD

Gambar III.4 Tampilan awal software pada monitor PC

Ketika sensor diletakkan pada ujung jari, maka sensor secara otomatis membaca aliran darah yang dipompa oleh jantung menuju ujung jari. Setiap denyut jantung mengubah jumlah cahaya infrared yang terdeteksi oleh sensor photodiode.Dengan proses pembacaan sinyal yang singkat dan tepat, perubahan ini memiliki amplitudo pantulan cahaya yang dapat diubah menjadi denyut nadi yang disebut pulsa. Sinyal ini akan diproses langsung oleh ADC mikrokontroler dalam rentang waktu 2ms looping secara berulang. Setelah proses dan perhitungan sinyal selesai, LCD dan layar monitor akan menampilkan nilai pengukuran denyut jantung

Pembuatan Perangkat Lunak Visual Basic

Prorgam Visual Basic digunakan untuk membuat komunikasi antarmuka (interface) dari sinyal yang telah diproses oleh mikrokontroler. Program interface pada penelitian ini menggunakan tampilan keluaran berupa grafik bervariabel waktu dan setiap denyut jantung akan tampil sebagai puncak. Adapun tampilan grafik diperintahkan oleh script singkat sebagai berikut:

PrivateSub timerGrafik_Tick(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles timerGrafik.TickDim bnykNilai AsInteger bnykNilai = counter - 1If tambah >= 2 Then bnykNilai = 0 tambah = 0 cacah = 0 hitung = 0For i = 0 To 10

7Program Studi Fisika FMIPA Universitas Hasanuddin 2014

ADC :

kode(i) = 0Next SerialPort1.Write("a")EndIfIf bnykNilai > 1 Then tambah = 0 counter = 1 grafik.Series("signal").Points.Clear()For i = 1 To jumlahIf i >= jumlah - (bnykNilai - 1) ThenFor j = 1 To bnykNilai nilai(i + j - 1) = data(j)NextElse nilai(i) = nilai(i + bnykNilai)EndIfMe.grafik.Series("signal").Points.AddXY(i, nilai(i))NextEndIfEndSub

IV. Hasil dan Pembahasan

Intensitas cahaya yang dipantulkan tergantung dari volume darah di dalam ujung jari. Jadi, setiap denyut jantung mengubah jumlah gelombang infrared yang terdeteksi oleh sensor photodiode. Dengan pengkondisian sinyal yang tepat, perubahan ini memiliki amplitudo gelombang pantulanyang dapat diubah menjadi denyut yang disebut pulsa. Kemudian pulsa dihitung dalam mikrokontroler untuk menentukan jumlah denyut jantung.

Gambar IV.1Prinsip sensor infrared dan photodiode

Terdapat tiga keluaran dari rangkaian sensor yaitu, ground, VCC +5 Volt, dan sinyal keluaran yang menuju ke Port ADC A0 yang

diolah dalam mikrokontroler sebagai sinyal masukkan.

Hasil Pengukuran BPM Menggunakan Mikrokontroler

Pengukuran denyut jantung dengan menggunakan mikrokontroler diujikan pada pasien yang berumur 20, 35, 51, dan 70 tahun. Adapun data yang diperoleh dari hasil pengukuran denyut jantung beberapa pasien menggunakan alat mikrokontroler ATMega8535 dapat dilihat pada tabel IV.1.

Tabel IV.1 Data BPM hasil pengukuran mikrokontrolerNo. Nama

BPM BPM RerataMin Max

1 Tn. AM 74 80 77

2 Tn. Msk 73 78 75,5

3 Tn. Pth 64 67 65,5

4 Tn. Spr 62 66 64

Data BPM yang diperoleh dari pengukuran menggunakan mikrokontroler terdapat nilai minimal, maksimal dan rata-rata.

Hasil Pengukuran BPM Menggunakan EKG Konvensional

Dengan pasien yang sama pada pengukuran BPM menggunakan mikrokotroler, maka pengukuran BPM menggunakan EKG konvensional (Comens Model CM-III) diperoleh data seperti pada tabel IV.2 berikut:

Tabel IV.2 Data BPM hasil pengukuran EKG Konvensional

No. Nama Usia BPM EKG Konvensional

1 Tn. AM 20 78

2 Tn. Msk 35 76

3 Tn. Pth 51 67

4 Tn. Spr 70 62

8Program Studi Fisika FMIPA Universitas Hasanuddin 2014

Berdasarkan data yang diperoleh, BPM tertinggi pada usia 20 tahun dengan nilai 78, sedangkan BPM terendah ada pada usia 70 tahun dengan nilai 62.

Perbandingan Pengukuran BPM Menggunakan Mikrokontroler dan EKG Konvensional

Adapun data hasil perbandingan dan pengukuran BPM menggunakan mikrokontroler dengan pengukuran BPM menggunakan EKG Konvensional (Model Comens CM-III) yaitu pada tabel IV.3.

Tabel IV.3 Data perbandingan dan pengukuran BPM menggunakan mikrokontroler dengan EKG konvensional (Model Comens CM-III)

No. Nama BPM

Rata-rataBPM EKG

Persentase selisih

pengukuran (%)

1 Tn. AM 77 78 1,29

2 Tn. Msk 75,5 76 0,66

3 Tn. Pth 65,5 67 2,29

4 Tn. Spr 64 62 3,12

Dari hasil perbandingan dan pengukuran BPM menggunakan mikrokotroler dengan EKG konvensional (Model Comens CM-III) kemudian dibuat dalam bentuk grafik seperti pada Gambar IV.2

15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 7550

55

60

65

70

75

80 7876

67

62

77 75.5

65.5 64

Grafik Perbandingan BPM

BPM AlatBPM EKG

Usia (Tahun)

BPM

Gambar IV.2 Grafik perbandingan pengukuran BPM menggunakan alat dengan EKG konvensional

V. Kesimpulan

Dari hasil pengujian dan analisa terhadap sistem pengukuran alat secara keseluruhan dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Telah dibuat dan diuji alat sistem pengukur denyut jantung berbasis mikrokontroler ATMega8535 yang menggunakan pulsa sensor (infrared dan photodiode) yang menggunakan tegangan masukkan VCC +5 untuk mengoperasikannya. Pulsa diolah dalam mikrokontroler ATMega8535 menjadi data digital berupa denyut jantung per menit (beat per minute-BPM yang ditampilkan pada display LCD 16x2 dan komputer sebagai keluarannya dengan rentang pembacaan 0 – 280 denyut jantung per menit.

2. Pengujian akurasi pengukuran denyut jantung menggunakan mikrokontroler menghasilkan selisih akurasi 1,29%, 0,66%, 2,29%, dan 3,12% dari EKG konvensional (Model Comens CM-III). Nilai persentase selisih pengukuran tertinggi adalah 3,12% dan nilai persentase selisih pengukuran terendah adalah 0,66%. Kelebihan dari pengukuran denyut jantung menggunakan mikrokontroler yaitu mudah digunakan, realtime, dan datanya dapat di simpan pada komputer.

DAFTAR PUSTAKA

1. Erliyanto, Machriz,dkk. 2008. Perancangan Perangkat Monitoring Denyut Jantung (Heart-BeatMonitoring) dengan Visualisasi Lcd Grafik Berbasis Atmel At89C. Jurusan Teknik Elektro - Institut TeknologiTelkom. Bandung.

2. Goldberger, Ary L, Zachary D. Goldberger, dan Alexei Shvilkin. 2013. Goldberger’s Clinical Electrocardiography: A Simplified Approach 8th Edition. Elsevier: Philadelphia.

9Program Studi Fisika FMIPA Universitas Hasanuddin 2014

3. Supriana, Edi. 2011. Pengembangan Model Kit Penguat Instrumentasi Untuk Matakuliah Pengolahan Sinyal Analog. Universitas Malang. Malang.

4. Richard, Aston. 1990. Principles of Biomedical Instrumentation and Measuremen. Merrill Punlishing Company. Ohio: Colombus.

5. Zennifa, Fadilla. 2012. Prototipe Alat Deteksi Dini dan Mandiri Penyakit Jantung Menggunakan Sistem Pakar Vcirs,

Arduino dan Handphone Android. Teknik Elektro Universitas Andalas. Padang.

6. Wardhana, Lingga. 2006. Belajar Sendiri Mikrokontrorel AVR Seri ATMega8535 Simulasi, Hardware, dan Aplikasi. Penerbit Andi: Yogyakarta.

7. Koswara, Eko-eWolf Community. 2013. Visual Basic For Beginner (Belajar Membuat Aplikasi dan Program untuk Pemula dan Profesional). Mediakom: Yogyakarta.

10Program Studi Fisika FMIPA Universitas Hasanuddin 2014