PENGEMBANGAN DETEKTOR FISIOLOGI BERBASIS · PDF filebertujuan untuk mengembangkan detektor fisiologi berbasis instrumentasi wearable yang dapat memantau kondisi fisik pekerja secara

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PENGEMBANGAN DETEKTOR FISIOLOGI BERBASIS

INSTRUMENTASI WEARABLE UNTUK BAJU KERJA

Skripsi

MELANI SUKIRMAN

I 0312041

PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2016


commit to user

i

PENGEMBANGAN DETEKTOR FISIOLOGI BERBASIS

INSTRUMENTASI WEARABLE UNTUK BAJU KERJA

Skripsi

Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

MELANI SUKIRMAN

I 0312041

PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2016


commit to user


commit to user


commit to user


commit to user

v

ABSTRAK

Melani Sukirman, I0312041. PENGEMBANGAN DETEKTOR FISIOLOGI

BERBASIS INSTRUMENTASI WEARABLE UNTUK BAJU KERJA.

Skripsi. Surakarta: Program Studi Sarjana Teknik Industri, Fakultas

Teknik, Universitas Sebelas Maret, Oktober 2016.

UU No I Tahun 1970 menjelaskan tentang penjaminan kondisi kesehatan

pekerja. Saat ini belum ada bantu monitoring yang dapat membantu pengawas

untuk mengawasi kondisi pekerjanya. Fasilitas seragam kerja yang disediakan

perusahaan saat ini tidak dapat menginformasikan kondisi fisik pekerja yang

sebenarnya. Jika hal tersebut tidak ditindak lanjuti, maka akan mengganggu

pekerjaan dan lini produksi pun juga terhambat. Disamping itu, monitoring

kondisi pekerja hanya dapat dilakukan di laboratorium dan tidak bisa dilakukan

secara langsung di tempat kerja. Oleh karena itu, perlu adanya alat bantu

monitoring kondisi fisiologis yang dapat dipakai dengan mudah. Instrumentasi

wearable merupakan salah satu solusi untuk permasalahan tersebut. Penelitian ini

bertujuan untuk mengembangkan detektor fisiologi berbasis instrumentasi

wearable yang dapat memantau kondisi fisik pekerja secara realtime. Hasil dari

penelitian ini adalah baju kerja yang didesain sederhana dan mudah dipakai.

Rangkaian instrumen yang sudah terpasang pada seragam kerja benar dan mampu

menampilkan nilai temperatur serta denyut jantung pekerja secara langsung di

LCD (Liquid Crystal Display). Selain itu, indikator lampu LED (Light Emmiting

Diode) akan menyala ketika kondisi tubuh pekerja berada di atas batas normal.

Hasil pengukuran menggunakan thermometer digital dan simulasi menggunakan

sensor suhu, rata-rata selisih pengukurannya yaitu 0,166 oC serta hasil pengukuran

menggunakan tensimeter dan simulasi menggunakan sensor denyut jantung, rata-

rata se1isihnya adalah 1 denyut/menit. Dari hasil tersebut diketahui bahwa sensor

TMP 36 memiliki nilai pengukuran yang cukup akurat karena hanya berbeda

0.1oC-0.2

oC dari suhu yang sebenarnya.

Kata kunci: detektor fisiologi, instrumentasi wearable, sensor

xv + 58 halaman; 33 gambar; 15 tabel

Daftar Pustaka: 28 (1982-2016)


commit to user

vi

ABSTRACT

Melani Sukirman, I0312041. DESIGN OF PHYSIOLOGICAL DETECTOR

BASED ON WEARABLE INSTRUMENTATION FOR WEAR PACK. Thesis.

Surakarta: Industrial Engineering Department, Faculty of Engineering,

Sebelas Maret University, Oktober 2016.

UU No I 1970 tell about the assurance for workers' health conditions.

Current years, there is no monitoring aids that can help supervisors to monitor

the workers condition. Wear pack which is provided by the company have been

quite safe and comfortable fit with the job, however, it cannot deliver the actual

physical condition of workers. If there is no act to solve those problems, it will

interfere the operation and production line also be hampered. In addition,

monitoring of labor conditions can only be done in a laboratory and it cannot be

done directly in the workshop. Therefore, it is necessary a device to supervise

physiological conditions that can be used easily. Wearable instrumentation is one

solution to face these problems. This research aims to develop a physiological

detector based on wearable instrumentation that able to indicate physical

conditions of workers in real time. This research produces the wear pack which

simply designed and easy to use. The instrument series were correctly mounted on

the wear pack and able to show the value of temperature and heart rate of

workers directly on the LCD (Liquid Crystal Display). In addition, the LED light

indicator (Light Emitting Diode) lights when the condition of the worker's body is

on the abnormal condition. The measurement results employed a digital

thermometer and simulation utilized a temperature sensor, the average difference

measurement is 0.166 ° C and the results of measurement used a

sphygmomanometer and simulations engaged a heart rate sensor, the average

difference is 1x/minute. From these results, it is known that the TMP 36 sensor

has a fairly accurate measurement values for different only 0.1oC-0.2

oC from the

actual temperature.

Key words: physiological detector, wearable instrumentation, sensors

xv + 58 pages; 33 figures; 15 tables

Reference: 28 (1982-2016)


commit to user

vii

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr.Wb.

Puji dan syukur penulis tujukan ke hadirat Allah SWT, atas limpahan

rahmat dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan laporan Skripsi dengan

judul “Perancangan Seragam Kerja Dengan Fitur Detektor Fisiologi Berbasis

Instrumentasi Wearable” ini dengan baik. Laporan ini disusun untuk memperoleh

gelar Sarjana dari Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dengan

selesainya pengerjaan laporan Skripsi ini, penulis mengucapkan terima kasih

kepada:

1. Allah SWT yang telah melimpahkan berkah dan rahmat-Nya sehingga

penulis diberikan kelancaran dan kemudahan dalam menyelesaikan

Skripsi.

2. Bapak, Ibu, Kakak, dan Adik tercinta yang selalu memberikan doa,

perhatian, semangat, dan nasehat selama melaksanakan Skripsi.

3. Keluarga Bapak Rektor UNS Prof. Dr. Ravik Karsidi, M.S. beserta istri

Ibu Dra. Handayani yang selalu memberikan motivasi, informasi,

bimbingan, arahan, wawasan, dan saran dari waktu masih duduk di bangku

SMA hingga penulis menyelesaikan skripsi dan lulus Sarjana Teknik dari

Universitas Sebelas Maret Surakarta tercinta ini.

4. Pemerintah yang sudah membiayai kuliah dan memberikan biaya hidup

kepada penulis melalui Beasiswa Bidikmisi 2012 agar penulis tetap

semangat dan berjuang menyelesaikan skripsi ini.

5. Bapak Pringgo Widyo Laksono, S.T., M.Eng. selaku dosen pembimbing

akademik atas bimbingan, motivasi, nasehatnya dalam menyelesaikan

Laporan Skripsi menjadikan saya sebagai asisten di PKPTKI (Pusat Kajian

dan Pengembangan Teknologi dan Kolaborasi Industri) serta memberikan

proyek untuk Skripsi dan mensupport dana dari awal pengerjaan Skripsi

hingga akhir publikasi paper internasional.

6. Dr. Wahyudi Sutopo, S.T., M.Si. selaku Ketua Program Studi Sarjana

Teknik Industri Universitas Sebelas Maret Surakarta (UNS).


commit to user

viii

7. Bapak Pringgo Widyo Laksono, S.T., M.Eng. dan Ilham Priadythama,

S.T., M.T. selaku dosen pembimbing, atas segala bimbingan, arahan, dan

waktu selama menyelesaikan laporan skripsi.

8. Ibu Prof. Dr. Ir. Susy Susmartini, M.SIE dan Bapak Dr. Ir. Bambang

Suhardi, M.T. selaku dosen penguji yang telah memberikan kritik dan

saran terhadap penelitian ini.

9. Ibu Prof. Dr. Ir. Susy Susmartini, M.SIE, Bapak Dr. Lobes Herdiman,

M.T., Bapak Ilham Priadythama, S.T., M.T., dan Bapak Ir. Hari Setyono,

atas bimbingan dan arahannya selama saya menjadi asisten laboratorium

Perencanaan dan Perancanagan Produk hingga penyelesaian laporan

Skripsi ini.

10. Seluruh Bapak/Ibu Dosen Program Studi Sarjana Teknik Industri UNS

atas semua ilmu dan motivasi selama penulis mengikuti proses

perkuliahan di TI UNS.

11. Seluruh Karyawan TU TI UNS atas segala bantuan administrasi dari awal

sampai akhir perkuliahan. Terimakasih mbak Tutik, mbak Rina, dan mbak

Yayuk yang sudah baik terhadap penulis.

12. Keluarga besar ATILAS 2012 yang selalu memotivasi dan mendukung

dalam menyelesaikan laporan Skripsi, serta terimakasih atas segala waktu,

kehangatan, dan kebersamaan yang luar biasa. Sukses untuk kita semua!

13. Sahabatku Finda, Virda, Nabil, Febri, Helma, Galuh yang selalu support

dalam keadaan apapun. Terimakasih selalu jadi partner dan teman terbaik

disaat suka maupun duka dan memberikan keceriaan selama kuliah di

UNS.

14. Ariyo Nurachman Satiya Permata, S.T. atas segala waktu, dukungan,

semangat, dan motivasinya.

15. Welly Noppi Heltanto yang sudah membantu dalam pembuatan prototype

rangkaian instrumentasi Skripsi ini.

16. Mas Agung selaku kakak tingkat sekaligus motivator yang selalu

memberikan masukan, arahan dan semangat selama pengerjaan skripsi.

17. Teman-teman seperjuangan Skripsi Asisten P3 2012 Alviandi, Yudi,

Iksan, Febri, Ayik, Poppy, dan Durkes atas kebersamaan, dukungan,


commit to user

ix

wawasan, arahan positif dan kerjasamanya. Khususnya Ayik yang selalu

ada disaat suka maupun duka, selalu mendukung kegiatanku selama

dikampus, menemani, memberikan tempat tinggal di kos, dan

mengantarkan kemana saja.

18. Adik-adik asisten P3 2013 dan 2014 yang sudah membantu dalam

melakukan pengujian prototype seragam kerja Skripsi ini.

19. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah

membantu penulis dalam menyelesaikan Laporan Skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Laporan Skripsi ini masih terdapat

kekurangan. Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat

berguna bagi penulis untuk menyempurnakan penulisan yang akan datang.

Semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.

Wassalamualaikum wr.wb

Surakarta, 20 Oktober 2016

Melani Sukirman


commit to user

x

DAFTAR ISI

ABSTRAK ................................................................................................ v

ABSTRACT .............................................................................................. vi

KATA PENGANTAR .............................................................................. vii

DAFTAR ISI ............................................................................................. x

DAFTAR TABEL .................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xiv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah ................................................... I-1

1.2 Perumusan Masalah ......................................................... I-3

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................. I-4

1.4 Manfaat Penelitian ........................................................... I-4

1.5 Batasan Masalah ............................................................... I-4

1.6 Asumsi ............................................................................. I-4

1.7 Sistematika Penulisan ...................................................... I-5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Beban Kerja ...................................................................... II-1

2.2 Denyut Jantung ................................................................ II-2

2.3 Temperatur Tubuh ............................................................ II-4

2.4 Instrumentasi Wearable ................................................... II-4

2.4.1 Technology Google Health Tracker di Bidang

Kesehatan ................................................................. II-5

2.4.2 Google Glass ........................................................... II-5

2.4.3 Apple Watch ............................................................. II-6

2.5 Komponen Rangkaian Instrumentasi Wearable ............... II-6

2.5.1 Arduino .................................................................... II-6

2.5.2 Arduino Lilypad....................................................... II-7

2.5.3 Breadboard .............................................................. II-9

2.5.4 FTDI Board (FT232RL USB to Serial IC) .............. II-10

2.5.5 Kabel USB ............................................................... II-10


commit to user

xi

2.5.6 Kabel UTP RJ45 ...................................................... II-10

2.5.7 LCD (Liquid Crystal Display) ................................. II-11

2.5.8 Lampu LED ............................................................. II-11

2.5.9 Sensor ...................................................................... II-11

2.5.10 Sensor Temperatur TMP 36..................................... II-14

2.5.11 Sensor Denyut Jantung (Pulse Heart Rate

Sensor XD-58C) ...................................................... II-15

2.6 Software Arduino Integrated Development Environtment

(IDE) ................................................................................ II-15

2.7 Algoritma Dasar untuk Pemrograman Arduino ............... II-16

2.8 Penggunaan Software SPSS ............................................. II-18

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Flowchart Metodologi Penelitian .................................... III-1

3.2 Uraian Penjelasan Flowchart ........................................... III-2

3.2.1 Tahap Studi Awal ................................................... III-2

3.2.2 Konsep Awal Desain Rangkaian Instrumen ........... III-2

3.2.3 Uji Rangkaian Instrumen ........................................ III-3

3.2.4 Kalibrasi .................................................................. III-3

3.2.5 Penempatan Komponen pada Baju Kerja ............... III-3

3.2.6 Pembuatan Prototype Baju Kerja ........................... III-3

3.2.7 Uji Prototype Baju Kerja ........................................ III-4

3.2.8 Analisis .................................................................... III-4

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

4.1 Konsep Awal Desain Rangkaian Instrumen .................... IV-1

4.2 Uji Rangkaian Instrumen .................................................. IV-5

4.3 Kalibrasi ............................................................................ IV-12

4.4 Penempatan Komponen pada Baju Kerja ......................... IV-13

4.5 Pembuatan Prototype Baju Kerja ...................................... IV-15

4.6 Uji Prototype Baju Kerja ................................................. IV-17

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

5.1 Analisis Pembuatan Prototype Baju Kerja ....................... V-1

5.2 Analisis Pengujian Prototype Baju Kerja ......................... V-2


commit to user

xii

5.3 Usulan Penempatan Komponen pada Baju Kerja ............ V-3

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan ...................................................................... VI-1

6.2 Saran ................................................................................. VI-1

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ VII-1


commit to user

xiii

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 2.1 Klasifikasi Beban Kerja Berdasarkan Christensen ................. II-2

Tabel 2.2 Beban Kerja Menurut Denyut Nadi ........................................ II-3

Tabel 2.3 Spesifikasi Arduino Lilypad .................................................... II-8

Tabel 2.4 Karakteristik Sensor ................................................................. II-12

Tabel 2.5 Perintah Dasar pada Program Arduino..................................... II-17

Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Temperatur Tubuh Menggunakan

Termometer Digital .................................................................. IV-18


Sensor Temperatur TMP36 ...................................................... IV-19

Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian Denyut Jantung Menggunakan

Tensimeter ................................................................................ IV-20


Sensor Denyut Jantung XD-58C .............................................. IV-21

Tabel 4.5 Pengolahan Data Temperatur Menggunakan Analisis

Deskriptif SPSS 20 ................................................................... IV-22

Tabel 4.6 Pengolahan Data Denyut Jantung Menggunakan Analisis

Deskriptif SPSS 20 ................................................................... IV-22

Tabel 4.7 Hasil Analisis Crosstab Temperatur ........................................ IV-23

Tabel 4.8 Hasil Analisis Crosstab Denyut Jantung .................................. IV-23

Tabel 4.9 Hasil Uji Deskriptif Temperatur dan Denyut Jantung ............. IV-24

Tabel 4.10 Hasil Uji Normalitas ................................................................ IV-25


commit to user

xiv

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 2.1 Google Health Tracker ....................................................... II-5

Gambar 2.2 Google Glass ....................................................................... II-5

Gambar 2.3 Apple Watch ........................................................................ II-6

Gambar 2.4 Arduino Lilypad Main Board ............................................. II-9

Gambar 2.5 Arduino Lilypad USB.......................................................... II-9

Gambar 2.6 Arduino Lilypad Simple Board .......................................... II-9

Gambar 2.7 Breadboard .......................................................................... II-9

Gambar 2.8 FTDI Board (FT232RL USB to Serial IC) ......................... II-10

Gambar 2.9 Kabel USB .......................................................................... II-10

Gambar 2.10 Kabel UTP RJ45 .................................................................. II-10

Gambar 2.11 LCD (Liquid Crystal Display) ............................................. II-11

Gambar 2.12 Lampu LED ......................................................................... II-11

Gambar 2.13 Sensor Temperatur TMP36 ................................................ II-14

Gambar 2.14 Sensor Denyut Jantung XD-58C ........................................ II-15

Gambar 2.15 Area Utama Software IDE ................................................... II-15

Gambar 2.16 Tampilan Awal Software IDE ............................................ II-16

Gambar 3.1 Flowchart Metodologi Penelitian ....................................... III-1

Gambar 4.1 Skematik Rangkaian ............................................................ IV-3

Gambar 4.2 Algoritma Pemrograman Pengaktifan LCD ........................ IV-6

Gambar 4.3 Interface Algoritma Pemrograman Sensor ......................... IV-7

Gambar 4.4 Algoritma Pemrograman Mengaktifkan LED .................... IV-8

Gambar 4.5 Algoritma Pemrograman Menampilkan Nilai Temperatur

dan Heart Rate pada layar LCD .......................................... IV-9

Gambar 4.6 Algoritma Pemrograman Display Monitoring Temperatur

dan Heart Rate ..................................................................... IV-10

Gambar 4.7 Circuit Logic Programmable Diagram ............................... IV-11

Gambar 4.8 Display Monitoring Temperatur dan Denyut Jantung ......... IV-12

Gambar 4.9 Tensimeter .......................................................................... IV-12

Gambar 4.10 Termometer Digital ............................................................ IV-12

Gambar 4.11 Penempatan Komponen pada Baju Kerja ........................... IV-14


commit to user

xv

Gambar 4.12 Prototype Baju Kerja ........................................................... IV-16

Gambar 4.13 Pengujian Prototype Seragam ............................................. IV-17

Gambar 4.14 Diagram Normal Q-Q Temperatur ...................................... IV-25

Gambar 4.15 Diagram Normal Q-Q Denyut Jantung ................................ IV-26

Gambar 5.1 Desain Usulan Penempatan Komponen pada Baju Kerja ... V-3

Documents

PENGEMBANGAN DETEKTOR FISIOLOGI BERBASIS · PDF filebertujuan untuk mengembangkan detektor fisiologi berbasis instrumentasi wearable yang dapat memantau kondisi fisik pekerja secara