Upload
others
View
10
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
i
PEMBACAAN SINYAL OTOT PADA BAGIAN KEPALA
MENGGUNAKAN SENSOR ELEKTROMIOGRAFI (EMG) DAN
SCILAB
OLEH :
NICO HENDRAWAN SANTOSO
14.F1.0002
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA
SEMARANG
2019
ii
iii
iv
ABSTRAK
Elektromiografi (EMG) adalah teknik untuk mengevaluasi dan merekan
aktivitas listrik yang dihasilkan oleh otot rangka. EMG dilakukan menggunakan alat
yang disebut Electromyograph, untuk menghasilkan rekaman yang disebut
Elektromiogram, sinyal dapat di analisis untuk mendeteksi kelainan medis, tingkat
aktivitas atau untuk menganalisa biomekanik gerakan manusia. Otot digerakan oleh
serat otot yang berkontraksi dengan menerima perintah dari otak. Tetapi, energi untuk
menggerakan otot terbatas. Jika otot mengalami kekurangan energi, tidak peduli
bagaimana serat otot mengirim perintah dari otak, otot pun tidak akan bergerak.
Seperti disfungsi sementara pada otot merupakan keadaan kelelahan pada otot. Jika
otot mengalami kelelahan, maka akan mengakibatkan penurunan efisiensi kerja.
Seiring dengan perkembangan jaman, pengaplikasan ilmu robotika juga
semakin berkembang dan mulai masuk ke berbagi bidang, khususnya bidang biomedis
yang akan sangat bermanfaat untuk umat manusia untuk kelangsungan hidupnya.
Pada tugas akhir ini saya akan membahas tentang perancangan electromiografi
(EMG) untuk mendeteksi adanya aktivitas listrik di dalam otot manusia. Untuk
mendeteksi adanya aktivitas listrik dalam otot dilakukan analisis terhadap rangkaian
penguat sinyal. Karena sinyal ini mempunyai amplitudo yang sangat kecil maka
diperlukan elektroda sebagai media untuk mendeteksi sinyal tersebut, elektroda di
lekatkan pada bagian otot besar yang mempunyai denyut nadi paling kuat. Kemudian
sinyal dikuatkan menggunakan rangkaian penguat AD620 dengan 1000 kali penguatan
Kata Kunci : Sensor Elektromiografi , AD620, Elektroda
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena dengan segala
rahmat dan anugerahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir beserta
laporan Tugas Akhir yang berjudul “PEMBACAAN SINYAL OTOT PADA
BAGIAN KEPALA MENGGUNAKAN SENSOR ELEKTROMIOGRAFI
(EMG) DAN SCILAB” yang menjadi tugas studi penulis sebagai mahasiswa Program
Sarjana Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Katolik Soegijapranata.
Pembuatan Tugas Akhir dan penyusunan laporan Tugas Akhir ini tak lepas dari
bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin menyampaikan
ucapan terimakasih kepada:
1. Tuhan Yang Maha Esa yang senantiasa memberikan anugerah, kesehatan,
kelancaran dan rahmat-Nya yang senantiasa menyertai penulis untuk
menyelesaikan Tugas Akhir dan penyusunan Laporan Tugas Akhir.
2. Orang tua yang selalu mendidik, dan memberi motivasi dalam hidup saya.
3. Bapak Dr. Florentinus Budi Setiawan, MT; selaku dosen pembimbing Tugas
Akhir yang telah membimbing selama proses pembuatan tugas akhir hingga
selesai serta memberikan saran dan semangat kepada saya.
4. Bapak Prof. Dr. Slamet Riyadi, selaku koodinator Tugas Akhir Teknik
Elektro yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
vi
5. Bapak Dr. Leonardus Heru P., ST. MT selaku Kepala Program Studi Teknik
Elektro, yang sudah memfasilitasi laboratorium dan perlengkapan.
6. Dosen dan Karyawan Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
Katolik Soegijapranata Semarang, yang banyak membantu memberikan
fasilitas sehingga pengerjaan Tugas Akhir ini dapat berjalan lancar.
7. Teman – teman seperjuangan angkatan 2014 terimakasih sudah membantu
dan berdinamika bersama selama kuliah hingga tugas akhir.
8. Semua pihak yang telah banyak membantu dalam penulisan laporan Tugas
Akhir ini, yang pada kesempatan ini tidak dapat disebutkan satu persatu.
Saya sebagai penulis masih menyadari bahwa laporan yang saya buat ini masih
jauh dari kata sempurna dan masih memiliki kekurangan yang kiranya dapat di berikan
kritik maupun saran untuk perbaikan di masa yang kan datang, Pada kesempatan kali
ini juga penulis menyampaikan permohonan maaf apabila terdapat hal-hal yang kurang
berkenan dalam laporan yang di tulis.
Pada akhirnya penulis sangat berharap agar laporan ini dapat memberikan
sumbangan ilmu yang berarti bagi kemajuan ilmu maupun teknlogi bagi Fakultas
Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Katolik Soegijapranata Semarang.
Semarang, ... Juni 2019
NICO HENDRAWAN SANTOSO
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................................... ii
PERNYATAAN KEASLIAN LAPORAN TUGAS AKHIR ...................................... iii
ABSTRAK ................................................................................................................... iv
KATA PENGANTAR .................................................................................................. v
DAFTAR ISI ............................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... x
DAFTAR TABEL ....................................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................................ 1
1.2 Perumusan Masalah ................................................................................................ 2
1.3 Batasan Masalah...................................................................................................... 2
1.4 Tujuan Penelitian .................................................................................................... 2
1.5 Metodologi Penelitian ............................................................................................. 3
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................................. 4
viii
BAB II LANDASAN TEORI ....................................................................................... 5
2.1 Elektroda ................................................................................................................. 7
2.2 Elektromyografi ...................................................................................................... 8
2.3 Operasional Amplifier ........................................................................................... 10
2.4 Titik Otot Pada Wajah ........................................................................................... 11
2.5 Konektor Audio Jack 3.5mm ................................................................................ 14
2.5.1 Audio Jack Tip-Sleeve ................................................................................. 14
2.5.2 Audio Jack Tip-Ring-Sleeve ........................................................................ 15
2.5.3 Audio Jack Tip-Ring-Ring-Sleeve ............................................................... 15
BAB III HARDWARE DAN SOFTWARE ............................................................... 16
3.1 Rangkaian Analog ................................................................................................. 17
3.2 Ic AD620 ............................................................................................................... 18
3.3 Cool Edit Pro ......................................................................................................... 20
3.4 Scilab ..................................................................................................................... 21
BAB IV HASIL DAN ANALISA .............................................................................. 23
4.1 Otot Dahi (Frontalis) ............................................................................................. 24
4.2 Otot Rahang (Maseter) .......................................................................................... 25
4.3 Otot Pipi (Zygomaticus) ........................................................................................ 27
4.4 Otot Belakang Telinga (Sternocleidomastoideus) ................................................ 28
4.5 Otot Leher (Sternohyoideus) ................................................................................. 30
ix
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 32
5.1 Kesimpulan ........................................................................................................... 32
5.2 Saran ...................................................................................................................... 32
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 33
LAMPIRAN ................................................................................................................ 35
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Blok Dasar Sistem ...................................................................... 7
Gambar 2.2 Elektroda Gel............................................................................................. 8
Gambar 2.3 Skematik AD620 ....................................................................................... 9
Gambar 2.4 Simbol Op – Amp ................................................................................... 11
Gambar 2.5 Letak Titik Otot Wajah ........................................................................... 11
Gambar 2.6 Jenis – Jenis Audio Jack 3.5mm.............................................................. 14
Gambar 3.1 Blok Diagram Proses Sinyal Elektomiografi .......................................... 16
Gambar 3.2 Desain Komponen Pada PCB .................................................................. 18
Gambar 3.3 Bentuk Fisik AD620................................................................................ 19
Gambar 3.4 Pinout AD620 .......................................................................................... 19
Gambar 3.5 Tampilan Cool Edit Pro........................................................................... 20
Gambar 3.6 Jendela Bantuan Pada Scilab ................................................................... 22
Gambar 4.1 Otot Dahi Atau (Frontalis) ...................................................................... 24
Gambar 4.2 Hasil Percobaan 1 Otot Dahi (Frontalis) ................................................. 24
Gambar 4.3 Hasil Pengolahan Sinyal Otot Dahi Pada Scilab ..................................... 25
Gambar 4.4 Otot Rahang Atau (Maseter) ................................................................... 25
Gambar 4.5 Hasil Percobaan 1 Otot Rahang (Maseter) .............................................. 26
Gambar 4.6 Hasil Pengolahan Sinyal Otot Rahang Pada Scilab ................................ 26
Gambar 4.7 Otot Pipi Atau (Zygomaticus) ................................................................. 27
Gambar 4.8 Hasil Percobaan 1 Otot Pipi (Zygomaticus) ............................................ 27
Gambar 4.9 Hasil Pengolahan Sinyal Otot Pipi Pada Scilab ...................................... 28
xi
Gambar 4.10 Otot Belakang Telinga Atau (Sternocleidomastoideus) ........................ 28
Gambar 4.11 Hasil Percobaan 1 Otot Belakang Telinga (Sternocleidomastoideus) .. 29
Gambar 4.12 Hasil Pengolahan Sinyal Otot Belakang Telinga Pada Scilab .............. 29
Gambar 4.13 Otot Leher Atau (Sternohyoideus) ........................................................ 30
Gambar 4.14 Hasil Percobaan 1 Otot Leher (Sternohyoideus) ................................... 30
Gambar 4.15 Hasil Pengolahan Sinyal Otot Leher Pada Scilab ................................. 31
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Bagian – Bagian Otot Pada Wajah dan Fungsinya ..................................... 12