TUGAS ELEKTRONIKA MEDIKSystem Indera Manusia

Oleh:Nilam Krisna K.(4 D4 EB/7109040033)

POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA2012

Alat Bantu Pendengaran Pada Tuna Netra

Alat bantu dengar merupakan suatu alat akustik listrik yang dapat digunakan oleh manusia dengan gangguan fungsi pendengaran pada telinga. Biasanya alat ini dapat dipasang pada bahagian dalam telinga manusia ataupun pada bagian sekitar telinga. Alat bantu dengar tersebut dibuat untuk memperkuat rangsangan bahagian sel-sel sensorik telinga bagian dalam yang rusak terhadap rangsangan suara dan bunyi-bunyian dari luar. Alat Bantu dengar tersebut merupakan sebuah alat elektronik yang menggunakan batere dimana dalam pemakaiannya terdapat mikrofon yang mengubah gelombang dari suara tersebut menjadi energi listrik yang kemudian diterima amplifier yang dapat memperbesar volume suara dan mengirimkannya pada speaker yang ada pada bagian dalam telinga. Jika ingin menggunakan alat Bantu dengar ini maka terlebih dahulu harus memeriksakan ambang pendengaran dengan alat yang dinamakan audiogram. Setelah itu barulah dapat ditentukan jenis dan model apa yang cocok digunakan untuk kasus kerusakan pendengaran yang dialami begitu juga pada masa sekarang ini, pengolahan sinyal secara digital telah diterapkan begitu luas. Dari peralatan instrumentasi dan kontrol, peralatan musik, peralatan kesehatan dan peralatan lainnya. Kemajuan dalam bidang teknologi elektronika yang menuju kearah sistem digital serta rangkaian terpadu telah mendorong terciptanya IC yang semakin cepat dengan kemampuan proses yang tinggi dan akurat.Salah satu contohnya adalah IC FPGA yang mempunyai kemampuan yang lebih akurat, karena mempunyai speed yang tinggi dan kapasitas yang lebih besar serta kegunaan yang sangat besar terutama dalam pemrosesan sinyal.Penerapan teknologi dalam bidang elektronika yang berkaitan dengan medika sangat banyak diantaranya untuk alat bantu pendengaran. Dengan kemajuan yang ada dalam teknologi tersebut maka alat bantu pendengaran yang akan dirancang diharapkan mempunyai kemampuan yang lebih baik dan mempunyai harga yang lebih murah dibandingkan dengan alat bantu pendengaran yang ada di pasaran. Sehingga nantinya diharapkan dapat membantu para penderita gangguan pendengaran.Perkembangan Ilmu pengetahuan dan Teknologi di bidang elektronika telah sedemikian pesatnya, perkembangannya yang lebih mengarah ke elektronika digital dan penerapan pemrosesan sinyal digital yang lebih luas. Peralatan musik, peralatan kontrol dan instrumentasi, bahkan peralatan medis menggunakan Digital signal Processing (DSP).

Ilustrasi Alat Bantu DengarSalah satu penerapan pemrosesan sinyal digital di bidang medis adalah untuk alat bantu pendengaran. Dengan penerapan teknologi FPGA (field programmable gate arrays) pada alat bantu dengar diharapkan mampu membuat alat bantu dengar yang mempunyai kemampuan yang lebih baik dan mempunyai harga yang lebih murah daripada alat bantu dengar yang ada di pasaran.Keunggulan teknologi pemrrosesan digital dan mikroelektronika telah memacu pengembangan Alat bantu dengar yang unggul untuk penderita cacat parah pendengaran (Ameliorating). Kemajuan yang diperoleh pada teknologi FPGA, terutama pada miniatur sistem aplikasi, memungkinkan peningkatan pembuatan fitur-fitur baru untuk proses reproduksi suara yang lebih baik, ukuran kecil dan konsumsi daya yang rendah dari setiap perangkat.Pada makalah ini tren-tren baru dalam penggabungan interkoneksi dari FPGA dengan embedded mikroprocessor dan peralatan lain tyang terkait untuk membentuk suatu sitem lengkap pada sebuah programable Chip yang digunakan untuk desain alat bantu dengar digital. Wavelet packet transform diterapkan untuk perbaikan percakapan dari gangguan pendengaran. Modul paket Wavelet dideskripsikan dalam VHDL, diimplementasikan pada FPGA dan kemudian ditambahkan sebagai perangkat untuk processor sistem.Perangkat lunak processor yang digunakan adalah MicroBlaze soft core processor. Chip yang digunakan adalah Digilent XUP II Virtex-II Pro sistem FPGA yang mengandung LM4550 audio codec. Fitur unggulan dari desain ini adalah ukurannya yang kecil, proses yang cepat dan biaya yang rendah.

FPGA Xilinx XC2VP30 Vertex-II PROUntuk membangun Alat bantu dengar ini digunakan arsitektur yang berbasis Wavelet Packet, yang diimplementsikan pada FPGA. FPGA yang digunakan adalah Xilinx XC2VP30, yang berisi codec audio chip LM4550 on board. Perangkat alat bantu dengar ini dirancang sebagai sebuah System pada Programable Chip dengan menggabungkan soft processor core Microblaze dengan modul hardware WPT sebagai perangkatnya. Modul WPT dideskripsikan dengan VHDL dan diimplementasikan pada FPGA. Perangkat lunak pengendali Microblize ditulis dalam bahasa pemrograman C++ dan di compile menggunakan Xilinxs Embedded Development Kit for Xilinx MicroBlaze. Implementasi software dan hardware maupun penggunaan sumber daya perangkat keras yang diberikan. Implementasi menggunakan FPGA ini memenuhi persyaratan alat bantu dengar seperti portabilitas, penggunaan yang mudah, harga rendah dan kinerja yang baik.Tidak hanya pada FPGA saja melainkan juga dengan sirkuit elektronika diantaranya pada komponen bagian dalam dari alat bantu dengar diantaranya Digital, Programmable Analogue, dan juga Conventional Analogue. DigitalSirkuit digital ini merupakan inovasi paling canggih fleksibel yang memberikan kenyamanan yang luar biasa bagi penggunanya. Sirkuit ini dirancang dan diprogram dengan menggunakan komputer. Dalam pemakaiannya juga sangat nyaman dimana kita dapat mengatur berbagai macam hal yang dapat memperjelas kualitas dari suara yang akan didengar. Kinerja alat ini juga dapat sangat disesuaikan dengan keadaan pemakainya, misalnya apabila telinga si pengguna kurang dapat mendengar suara bisikan dari lawan bicara, maka dengan alat ini dapat dilakukan pembesaran volume suara dan memperhalus suara latar, dan juga meminimalisir kebisingan yang dapat mengganggu kejernihan pedengaran. Ditambah sirkuit digital ini memiliki kemampuan dalam penciptaan suatu alat bantu pendengaran yang mempunyai tingkat pengelolaan suara yang maksimal. Nilai tambah sirkuit digital Peredam Feedback yang memungkinkan alat ini dapat mengawasi bunyi lengkingan yang ada. Sistem digital tadilah yang meredam dan melenyapkan bunyi feedback tersebut. Directionality adalah suatu teknologi dimana terdapat mikrofon yang dapat mengenali dan mengetahui arah sumber suara yang didengar. Dengan kemampuan itu dapat dilakukan proses pemaksimalan sumber suara yang diinginkan dan pengurangan sampai pelenyapan pada sumber suara yang tidak diinginkan. Seperti halnya jika ingin fokus terhadap percakapan yang sumber suara berasal dari depan, maka kebisingan dari sumber suara bagian belakang dapat dikurangi dan pemaksimalan suara dari arah depan memungkinkan untuk dilakukan. Teknologi ini telah diakui secara ilmiah sebagai salah satu temuan yang paling penting dalam memciptakan pemahaman percakapan di tengah kebisingan. Alat bantu dengar digital juga memiliki kemampuan Multi Program dimana terdapat berbagai macam tombol yang dapat disesuaikan dengan keadaan. Misalnya situasi bising, senyam ataupun keadaan ramai dapat disesuaikan kualitas volume dan kejernihan suaranya melalui tombol yang tesedia. Sirkuit digital juga memberikan fasilitas peredam bising dalam pemakaiannya. Dengan peredam bising ini memungkinkan untuk melenyapkan suara yang dianggap mengganggu pendengaran.1. Analog yang dapat diprogramUntuk sirkuit dengan jenis ini dapat diupayakan pengaturan ulang dan sesuai dengan kebutuhan pengguna alat tersebut. Dengan kemampuan seperti ini Programmable Analogue menghadirkan suatu alat bantu dengar yang sesuai dengan keinginan dan kebutuhan pemakainya Analog konvensionalDibandingkan dengan kedua sirkuit yang telah di sebutkan diatas, sirkuit Conventional Analogue ini lebih sederhana. Dari mulai pengaturan dari volume yang diinginkan dilakukan secara manual. Selain itu Conventinal Analogue tidak menawarkan pengaturan ulang ataupun di program kembali sesuai kebutuhan. Daya saring akan suara-suara lembut dan juga suara yang cenderung keras tidak tersedia, jadi baik suara halus lembut ataupu keras sama-sama dilakukan pengerasan volume terhadap keduanya.