RANCANG BANGUN INSTRUMENTASI PENGUKURAN
ELEKTROKARDIOGRAM DAN SUHU TUBUH UNTUK PEMANTAUAN
KONDISI KESEHATAN BERBASIS ARDUINO
(Skripsi)
Oleh
M AUFA INSAN RAFI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2018
RANCANG BANGUN INSTRUMENTASI PENGUKURAN
ELEKTROKARDIOGRAM DAN SUHU TUBUH UNTUK PEMANTAUAN
KONDISI KESEHATAN BERBASIS ARDUINO
Oleh
M AUFA INSAN RAFI
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2018
ABSTRAK
RANCANG BANGUN INSTRUMENTASI PENGUKURAN
ELEKTROKARDIOGRAM DAN SUHU TUBUH UNTUK PEMANTAUAN
KONDISI KESEHATAN BERBASIS ARDUINO
OLEH
M AUFA INSAN RAFI
Elektrokardiografi merupakan uji medis untuk melihat aktivitas sinyal listrik yang
terdapat pada jantung dengan karakteristik berupa gelombang dengan segmen PQRST
dan dapat digambarkan pada kertas grafik maupun layar monitor. Pengukuran EKG pada
dasarnya adalah mengukur listrik yang berasal dari aliran darah pada jantung. Selain itu,
suhu tubuh adalah salah satu kondisi kesehatan yang harus diwaspadai dimana suhu tubuh
mudah sekali berubah dan perubahannya dipengaruhi beberapa faktor. Pada tugas akhir
ini dirancang sebuah perangkat yang mampu mendeteksi aktivitas listrik pada jantung
dengan menggunakan modul EKG ad8232 dengan aturan segitiga Einthoven dan sensor
ds18b20 yang terhubung pada Arduino. Kemudian perangkat lunak LabVIEW digunakan
untuk membaca data secara real time. Perancang perangkat ini terbagi menjadi dua tahap,
tahap pertama ialah menggabungkan sensor-sensor yang digunakan pada Arduino. Tahap
kedua ialah membuat perangkat lunak, yang tersusun dari program Arduino, blok diagram
LabVIEW, dan merancang front panel LabVIEW. Berdasarkan penelitian didapatkan
galat pada DS18b20 sebesar 0.16 ⁰ C dengan suhu tubuh tertinggi yang terukur sebesar
37 ⁰ C dan gelombang R pada EKG sebesar 5mV.
Kata Kunci : Elektrokardiogram (EKG),ds18b20, LabVIEW,Einthoven,
ABSTRACT
THE INSTRUMENTATION DESIGN OF ELECTROCARDIOGRAM AND BODY
TEMPERATURE MEASUREMENT FOR HEALTHY CONDITION
MONITORING BASED ON ARDUINO
BY
M. AUFA INSAN RAFI
Electrocardiography was a medical test to observe the heart activity that resulted in
electrical signal by the output of the PQRST segment wave and could be displayed on
monitor or graph paper. Basically, the EKG measurement was measuring the electrical
signal on body that came from the blood flow which resulted by the heart. Besides that,
body temperature was also one of the heart condition that must be concerned where it was
susceptible of change and influenced by some factors. This work proposed a design of an
instrument that could detect electrical signal activity which resulted from the heart using
the ad8232 EKG module that connected to the electrode using the Einthoven triangle
rules and the ds18b20 sensor that would be connected to Arduino. Then, the LabVIEW
software was used to display real time data. The instrument design consisted of two steps,
the first step was integrating sensors in Arduino. The second step was building the
compiled software from Arduino program, designing the LabVIEW block diagram and
LabVIEW front panel. Based on the research, there was an error of 0.16 ⁰ C on the
ds18b20 with the measured highest body temperature of 37 ⁰ C and the R wave on EKG
is 5mV.
Keyword : Electrocardiogram (ECG), ds18b20, Labview,Einthoven
1
Judul Skripsi :RANCANG BANGUN INSTRUMENTASI
PENGUKURAN ELEKTROKARDIOGRAM
DAN SUHU TUBUH UNTUK PEMANTAUAN
KONDISI KESEHATAN BERBASIS
ARDUINO
Nama Mahasiswa : M Aufa Insan Rafi
Nomor Pokok Mahasiswa : 1315031045
Program Studi : Teknik Elektro
Fakultas : Teknik
MENYETUJUI
1. Komisi Pembimbing
Dr.Eng.HelmyFitriawan,S.T.,M.Sc. Umi Murdika, S.T., M.T. NIP : 19750928 200112 1 002 NIP : 19720206 200501 2
002
2. Ketua Jurusan Teknik Elektro
Dr. Ing. Ardian Ulvan, S.T., M.Sc.
NIP. 19731128199903 1 005
2
MENGESAHKAN
1. Tim Penguji
Ketua : Dr.Eng.HelmyFitriawan,S.T.,M.Sc.
__________
Sekretaris : Umi Murdika,S.T., M.T.
__________
Penguji Utama : Sumadi, S.T., M.T.
__________
2. Dekan Fakultas Teknik
Prof. Suharno, M.Sc., Ph.D.
NIP. 19620717 198703 1 002
Tanggal Lulus Ujian Skripsi : 21 September 2018
3
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini dibuat oleh saya sendiri. Adapun
karya orang lain yang terdapat dalam skripsi ini telah dicantumkan sumbernya
pada daftar pustaka.
Apabila pernyataan saya tidak benar maka saya bersedia dikenai sanksi sesuai
dengan hukum yang berlaku.
Bandar Lampung, November 2018
M Aufa Insan Rafi
NPM.1315031045
PERSEMBAHAN
Dengan Ridho Allah SWT, teriring shalawat kepada Nabi
Muhammad SAW
Karya Ini Kupersembahkan Khusus Sebagai Wujud Rasa Cinta Dan
Terimakasih Untuk
Papa Dan Mama Tercinta
ZAIDIR DAN ELUDYAH HANDAYANI
Abangku Tersayang
M Rhesa Insan Kamil,A.md.
Teman-teman Kebanggaanku
Rekan-Rekan Jurusan Teknik Elektro
Almamaterku
Universitas lampung
Bangsa dan Negaraku
Republik indonesia
Terima Kasih Atas Segala Dukungan, Kasih Sayang, Perhatian,
Nasehat, Bimbingan, Pengorbanan, Serta Doa Yang Selalu Mengiringi
Langkahku Yang Begitu Berharga Dan Takkan Pernah Ternilai
MOTTO
Bangunlah Impian Anda Sendiri,Atau Orang Lain
Akan Mempekerjakan Anda Untuk Membangun
Impian Mereka
Jadilah Seorang Yang Keras Kepala Kalau Soal
Apa Yang Menjadi Tujuan Hidupmu, Tapi Kamu
Harus Fleksibel Kalau Soal Cara Untuk Mencapai
Tujuan Hidupmu
Angin Tidak Berhembus Untuk Menggoyangkan
Pepohonan, Melainkan Menguji Kekuatan
Akarnya
-Ali bin Abi Thalib-
1
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir pada tanggal 04 Oktober 1995 di Kel.Sidodadi,
Kec.Kedaton, Bandar lampung, Lampung yang memiliki nama
lengkap Muhammad Aufa Insan Rafi. Penulis merupakan anak
kedua dari dua bersaudara yang merupakan putra dari
pasangan Zaidir dan Eludyah Handayani.
Penulis menempuh pendidikan formal yang dimulai sejak tahun 2000-2001 di TK
Al-Amin Rawalaut, kemudian sejak tahun 2001-2007 di Sekolah Dasar (SD)
Negeri 1 Rawa Laut Bandar Lampung, kemudian lanjut ke Sekolah Menengah
Pertama (SMP) Negeri 1 Bandar Lampung dari tahun 2007-2010, setelah itu
penulis melanjutkan pendidikan di Sekolah Menengah Atas (SMA) Perintis 1
Bandar Lampung dari tahun 2010-2013, selanjutnya penulis terdaftar sebagai
mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung pada tahun 2013.
Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif dalam berbagai organisasi. Dimulai
pada tahun 2013 sebagai Korps Muda Bem (KMB) angkatan IX Bem U KBM
Unila. Selain itu penulis juga aktif di Bem Fakultas Teknik Unila sebagai Staf
Dinas Eksternal periode 2014-2015, sebagai Sekretaris Dinas Eksternal periode
2015-2016 dan juga sebagai Kepala Dinas Internal Dan Advokasi periode 2016-
2017. Penulis juga aktif dalam Himpunan Mahasiswa Teknik Elektro (Himatro)
sebagai Anggota Departemen Sosial Dan Kewirausahaan Divisi Sosial periode
2014-2015 dan Anggota Departemen Kaderisasi Dan Pengembangan Organisasi
periode 2015-2016.
2
Selama menempuh pendidikan penulis juga aktif sebagai Asisten Laboratorium
Elektronika Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung. Penulis juga beberapa
kali pernah menjadi Asisten Praktikum diantaranya, Praktikum Dasar Elektronika,
Praktikum Elektronika Lanjut, Praktikum Elektronika Geofisika, dan Praktikum
Embedded Syste
SANWACANA
Alhamdulilah, segala puji dan syukur bagi Allah SWT atas hidayah, nikmat, dan
karunia-Nya sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Rancang Bangun Instrumentasi Pengukuran Elektrokardiogram dan Suhu
Tubuh Untuk Pemantauan Kesehatan Berbasis Arduino” dengan baik. Skripsi
ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik pada
Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung. Semoga ilmu yang didapat selama
proses penyusunan skripsi ini dapat bermanfaat untuk kedepannya.
Selama pelaksanaan sampai dengan penyusunan laporan skripsi ini, Penulis
banyak mendapatkan bantuan baik itu ilmu, materil, petunjuk, bimbingan dan juga
saran dari berbagai pihak. Dalam kesempatan ini Penulis ingin sampaikan rasa
terimakasih kepada :
1. Prof.Suharno,M.Sc., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik
2. Dr.Ing, Ardian Ulvan,S.T.,M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
Universitas Lampung.
3. Dr.Herman Halomoan,S.T.,M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro
Universitas Lampung
4. Dr.Eng.HelmyFitriawan,S.T.,M.Sc. selaku Pembimbing Utama yang
selalu memberikan arah dan koreksi serta dukungan terhadapa penelitian
skripsi ini
5. Umi Murdika, S.T., M.T. selaku Pembimbing Pendamping yang
senantiasa memberikan koreksi dan solusi selama penyusunan skripsi ini
xii
6. Sumadi,S.T.,M.T. selaku Penguji Skripsi yang telah memberikan
masukan, kritik dan saran yang membangun dalam skripsi ini
7. Ir. Noer Soedjarwanto,M.T. selaku Pembimbing Akademik penulis yang
telah memberikan masukan serta saran selama menjalankan proses
akademik.
8. Mbak Ning dan jajaran staf administrasi Jurusan Teknik Elektro
Universitas Lampung yang telah membantu Penulis dalam menyelesaikan
semua administrasi dalam menunjang skripsi ini.
9. Keluarga seperjuangan Teknik Elektro 2013 Universitas Lampung yang
sama-sama sedang berjuang menyelesaikan perkuliahan. SEMANGAT
KAWAN!!
10. Keluarga besar Himpunan Mahasiswa Teknik Elektro Universitas
Lampung (HIMATRO)
11. Keluarga Besar Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Teknik (BEM-FT)
Universitas Lampung. Salam, Yolanda, Mbak Lidya, Kak Surya, Faqqih,
Wahyu, Dedi, Candra, Soulthan, Aji, Agung, Kiki, Liherdi, Mustika,
Winda, Sigit, dan Amel
12. Partner internal advokasi Yuda, Kevin, Fahri, Ipeh, Eka, Farida, Indah,
Bora, Hana, Yolanda, Rani, Morales, Novan, Angga, Brian, Rizki, Dan
Tommy
13. Eks-eks-eksmud Hani, Rindi, Christine, Monica, Fahri, Rani, Adrian Kibo
yang telah memberikan cerita indah selama ini.
14. Teman KKN Desa Cabang selama 40-Hari,
Aul,Fenti,Hani,Rian,Yugo,Fatra
xiii
15. Keluarga ELKA CREW Reza, Nando, Ridho, Zulahudin, Tama, Ketut,
Roy, Kak Yogi, Kak Sivam, Mbak Gusti, Pami, Dapin, Cinthia, Mbah
Arif, Anggi, Benjol, Arif, Andre, Riko, Faris, Dian, Haedar, Agung,
Ibrahim, Bolang, Tiya, Dinda, Mutia, Oslin, Egi.
16. Serta Gestin Nandasari yang sudah menemani hingga proses ini berakhir
17. Semua pihak yang telah memberikan bantuannya dari awal penelitian
hingga selesainya laporan ini, baik secara langsung maupun tidak langsung
yang tidak bisa disebutkan satu per satu.
Semoga Allah swt membalas semua kebaikan yang telah kalian berikan dalam
menyelesaikan kerja praktik ini.
Penulis meminta maaf atas segala kekurangan dan kesalahan dalam penulisan
karya ilmiah ini. Kritik dan saran yang membangun sangat dibutuhkan guna
kemajuan penulis dalam penulisan karya ilmiah selanjutnya.
Akhir kata Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat sebesar-besarnya
bagi seluruh pembaca. Terima Kasih Wassalamu’alaikum wr wb
Bandar lampung, November 2018
Penulis
M Aufa Insan Rafi
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRACT ........................................................................................................................ i
ABSTRAK ......................................................................................................................... ii
HALAMAN JUDUL ........................................................................................................ iii
LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................................ iv
LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................................. v
SURAT PERNYATAAN ................................................................................................. vi
SANWACANA ................................................................................................................. xi
DAFTAR ISI................................................................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................... xvii
DAFTAR TABEL .......................................................................................................... xix
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 2
1.3 Manfaat Penelitian .................................................................................... 2
1.4 Rumusan Masalah ..................................................................................... 3
1.5 Batasan Masalah ....................................................................................... 3
1.6 Hipotesis ................................................................................................... 3
1.7 Sistematika Penulisan ............................................................................... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Penelitian Terdahulu ..................................................................................................... 5
2.2 Modul EKG AD8232 .................................................................................................... 6
xv
2.3 Sensor Suhu DS18b20 ................................................................................................ 10
2.3.1 Karakteristik Sensor Suhu DS18b20 ..................................................................... 11
2.3.2 Prinsip Kerja Sensor Suhu DS18b20 .................................................................... 12
2.4 Arduino ....................................................................................................................... 13
2.5 Jantung ........................................................................................................................ 14
2.5.1 Cara Kerja Jantung ............................................................................................... 15
2.5.2 Sistem Konduksi Jantung ..................................................................................... 16
2.6 Suhu Tubuh ................................................................................................................. 16
2.7 EKG ............................................................................................................................ 18
2.7.1 Elektrokardiograf ................................................................................................. 19
2.7.2 Elektrokardiogram ............................................................................................... 19
2.7.3 Karakteristik dan Parameter Dalam Elektrokardiogram ...................................... 20
2.7.4 Sadapan Pada Elektrokardiogram (EKG) ............................................................ 22
III. METODE PENELITIAN
3.1 Alat dan Bahan ............................................................................................................ 27
3.2 Spesifikasi Sistem ....................................................................................................... 28
3.3 Metode Penelitian ....................................................................................................... 28
3.4 Studi Literatur ............................................................................................................. 29
3.5 Perancangan Kerja Sistem .......................................................................................... 30
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Prinsip Kerja Sensor ................................................................................................... 32
4.1.1 Prinsip Kerja EKG ad8232 .................................................................................. 32
4.1.2 Prinsip Kerja DS18b20 ........................................................................................ 34
4.2 Perancangan Sistem Instrumentasi Pengukuran Suhu Tubuh dan Ekg ....................... 35
4.2.1 Pengujian Subsistem ............................................................................................. 36
xvi
4.2.1.1 Pengujian Sensor Suhu................................................................................... 37
4.2.1.2 Pengujian Modul EKG ad8232 ...................................................................... 42
4.2.1.3 Pengujian Catu Daya ...................................................................................... 44
4.2.2 Pengujian Perangkat Lunak ................................................................................. 45
4.2.2.1 Arduino IDE 1.8.2 .......................................................................................... 45
4.2.2.2 LabVIEW 2017 ............................................................................................. 48
4.2.3 Pengujian Sistem .................................................................................................. 49
4.3 Pembahasan................................................................................................................. 54
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ................................................................................................................. 56
5.2 Saran ........................................................................................................................... 56
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xvii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Modul Ekg Ad8232 ............................................................................. 7
Gambar 2.2 Skema Ad8232 ................................................................................................ 8
Gambar 2.3 Skema Rangkaian Driven Right Leg ............................................................... 9
Gambar 2.4 Skema Rangkaian Filter, (A) Skema High Pass Filter, (B) Skema Low Pass
Filter ................................................................................................................................. 10
Gambar 2.5 Sensor Suhu Ds18b20 ................................................................................... 11
Gambar 2.6 Arduino Uno R3 ............................................................................................ 14
Gambar 2.7 Anatomi Jantung Manusia ............................................................................. 15
Gambar 2.8 Denyutan Jantung Menghasilkan Grafik Ekg ............................................... 18
Gambar 2.9 Bentuk Gelombang P, Kompleks Qrs, Gelombang T ................................... 20
Gambar 2.10 Sadapan Bipolar .......................................................................................... 23
Gambar 2.11 Sadapan Unipolar Ekstremitas .................................................................... 24
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ................................................................................ 29
Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem .................................................................................... 30
Gambar 4.1 Diagram Skematik Sensor Ds18b20 ............................................................. 34
Gambar 4.2 Perancangan Sistem Instrumentasi Pengukuran Suhu Tubuh Dan Ekg ........ 36
Gambar 4.3Rangkaian Sensor Ds18b20 ........................................................................... 37
Gambar 4.4Rangkaian Ekg Ad8232 ................................................................................. 43
Gambar 4.5 Hasil Pengukuran Ekg Pada Sampel 1 .......................................................... 43
Gambar 4.6 Hasil Pengukuran Ekg Pada Sampel 2 .......................................................... 44
Gambar 4.7Tampilan Awal Perangkat Lunak Arduino Ide 1.8.2 ..................................... 46
Gambar 4.8 Menu Board Untuk Memilih Mikrokontroller Yang Digunakan .................. 47
Gambar 4.9 Menu Serial Port ........................................................................................... 47
xviii
Gambar 4.10 Tampilan Jendela Editor Arduino Ide ......................................................... 48
Gambar 4.11 Front Panel Labview Sistem Pemantauan Suhu Dan Elektrokardiogram .. 49
Gambar 4.12 Diagram Block Pada Labview Sistem Pemantauan Suhu Dan
Elektrokardiogram ............................................................................................................ 49
Gambar 4.13 Penempatan Sensor Pada Tubuh ................................................................. 51
Gambar 4.14 Pemasangan Sistem ..................................................................................... 51
Gambar 4.15 Tampilan Hasil Pengukuran Suhu Tubuh Pada Labview ............................ 53
Gambar 4.16 Tampilan Grafik Pengukuran Ekg............................................................... 54
xix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Proses Terjadinya Sinyal Rekaman Ekg Pada Subyek Sehat............................ 21
Tabel 2.2 Sadapan Unipolar Prekordial ............................................................................ 25
Tabel 3.1 Alat Dan Bahan ................................................................................................. 27
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Suhu Tubuh Pada Sampel 1 ................................................. 38
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Suhu Tubuh pada Sampel 2 ................................................. 39
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Suhu Tubuh Pada Sampel 3 ................................................. 40
Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Suhu Tubuh Pada Sampel 4 ................................................. 41
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Catu Daya ............................................................................... 45
Tabel 4.6 Data Hasil Pengujian Sistem ............................................................................. 52
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Elektrokardiografi (EKG) merupakan uji medis untuk melihat aktivitas
listrik pada otot jantung dengan karakteristik berupa gelombang dengan
segmen PQRST dan dapat dibaca pada kertas grafik maupun layar
monitor. Pada dasarnya pengukuran EKG adalah mengukur sinyal listrik
pada aliran darah jantung. Elektrokardiografi sendiri memiliki fungsi
untuk melihat kesehatan seseorang terhadap aktivitas elektrik (listrik)
jantung, dimana hasil rekaman tersebut berupa sinyal PQRST dengan
makna tertentu. Gelombang P mengindikasikan proses depolarisasi atrium,
kompleks QRS mengindikasikan proses depolarisasi pada ventrikel, dan
gelombang T mengindikasikan proses repolarisasi ventrikel [1].
Selain itu, beberapa kondisi kesehatan seseorang yang harus diwaspadai
adalah suhu tubuh, dimana faktor yang dapat mempengaruhi adanya
kenaikan suhu tubuh ialah diakibatkan karena produksi panas yang
berlebihan[2].
Penelitian sebelumnya tentang elektrokardiogram sudah banyak dilakukan
salah satunya dengan judul “Rancang Bangun Alat Ukur Detak Jantung
dan Suhu Tubuh Manusia Berbasis Mikrokontroller ATmega16” [3].
Penelitian tentang “Desain dan Implementasi Perancangan
Elektrokardiogram (EKG) Berbasis Bluetooth” [4]. Dan penelitian yang
2
dilakukan oleh [5] dengan judul “Desain dan Implementasi
Elektrokardiogram (EKG) Portable Menggunakan Arduino”.
Perbedaan dalam tugas akhir ini yaitu mengaplikasikan sebuah alat rekam
jantung dan suhu tubuh dengan modul EKG ad8232 dan sensor ds18b20
yang dapat dibaca pada sebuah perangkat lunak LabVIEW, dimana
perangkat lunak tersebut mampu menampilkan data hasil berupa kurva
grafik. Dari data tersebut dilakukan analisa terhadap kondisi kesehatan dan
melakukan tindakan pencegahan pertama.
1.2 Tujuan Penelitian
Tujuan dari pelaksanaan dan penyusunan tugas akhir ini adalah untuk :
1. Membuat sebuah sistem pemantauan suhu tubuh dan detak jantung
menggunakan sensor ds18220 dan EKG ad8232
2. Memanfaatkan perangkat lunak LabVIEW dalam monitoring kondisi
kesehatan.
1.3 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah
1. Mengetahui karakteristik sinyal listrik yang dihasilkan jantung dengan
keluaran berupa grafik yang ditampilkan pada PC maupun laptop.
2. Mengetahui parameter normal kondisi suhu tubuh manusia
menggunakan sensor suhu ds18b20
3. Menjadikan inspirasi dalam pembuatan alat monitoring kesehatan
yang lebih baik dan akurat
3
1.4 Rumusan Masalah
Berdasarkan permasalahan yang ada pada latar belakang, maka dapat
dirumuskan permasalahan penelitian ini sebagai berikut :
1. Bagaimana merancang sebuah sistem yang mampu memantau kondisi
kesehatan seseorang melalui sensor suhu dan sensor EKG untuk
mengukur detak jantung dan suhu tubuh.
2. Bagaimana merancang sistem mekanik untuk mengukur detak jantung
dan suhu tubuh.
3. Bagaimana proses sinkronisasi sensor pada saat pengukuran detak
jantung dan suhu tubuh.
1.5 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Membahas tentang kinerja sensor suhu dan sensor EKG yang
dikendalikan oleh arduino.
2. Sistem hanya memantau kondisi pasien melalui sensor EKG dan
sensor suhu
1.6 Hipotesis
Sistem mampu melakukan monitoring terhadap kondisi pasien
menggunakan sensor EKG dan sensor suhu, kemudian menampilkan data
pengukuran dalam sebuah bentuk grafik yang ditampilkan pada (personal
computer) PC
4
1.7 Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan penulisan dan pemahaman mengenai materi tugas
akhir ini, maka tulisan ini dibagi menjadi lima bab, yaitu :
BAB I PENDAHULUAN
Memuat latar belakang, tujuan, manfaat penelitian, rumusan masalah,
batasan masalah, hipotesis, dan sistematika penulisan
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Berisi tentang teori-teori yang menunjang pada proses penelitian
perancangan sistem pemantauan Elektrokardiogram dan suhu tubuh.
BAB III METODE PENELITIAN
Menjelaskan rancangan sistem, alat dan bahan yang digunakan, waktu dan
tempat penelitian, serta prosedur penelitian.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Menjelaskan hasil dari proses pengujian dan pengambilan data, serta
analisa hasil dari pengujian tersebut.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Memuat simpulan yang diperoleh dari pembuatan dan pengujian alat, dan
saran-saran untuk pengembangan lebih lanjut.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Penelitian Terdahulu
Terdapat beberapa penelitian sebelumnya yang terkait dengan penelitian
tentang cara membaca detak jantung dan suhu tubuh menggunakan sensor
Elektrokardiogram (EKG), diantaranya yaitu :
“Rancang Bangun Alat Ukur Detak Jantung dan Suhu Tubuh Manusia
Berbasis Mikrokontroller ATmega16” pernah dibuat oleh penulis [3].
Dalam penelitian ini stetoskop digunakan untuk mengetahui detak jantung
yang ditempelkan di dada, selanjutnya menggunakan penguat LM311 yang
dapat mengubah detak jantung menjadi getaran. Getaran tersebut ditangkap
menggunakan microphone yang kemudian hasil keluaran tersebut dikuatkan
menggunakan IC LM324 lalu dikirimkan ke mikrikontroller ATmega16
untuk diolah dan ditampilkan hasilnya dalam LCD.
Selanjutnya sebuah alat Elektrokardiogram (EKG) portable yang dirancang
kompatibel menggunakan Mikrokontroller Arduino dan memanfaatkan fitur
Bluetooth V3 dengan antar muka yang mampu menunjukkan hasil pada
komputer secara real time pernah dibuat oleh penulis [4] dalam skripsi yang
berjudul “ Desain dan Implementasi Perancangan Elektrokardiograf (EKG)
berbasis Bluetooth”.
Selanjutnya penelitian dengan judul “Desain dan Implementasi
Elektrokardiogram (EKG) Portable menggunakan Arduino” pernah dibuat
oleh penulis [5] dalam skripsinya yang memaparkan bahwa alat EKG
6
(elektrokardiogram) dapat dirancang secara portable menggunakan Arduino
dan 3 buah elektroda yang ditempatkan berdasarkan aturan segitiga
Einthoven pada sadapan bipolar lead 2 dan menampilkan data secara real-
time menggunakan perangkat lunak LabVIEW.
Selanjutnya penelitian dengan judul “Patient Monitoring Sistem Using
LabVIEW” pernah dilakukan oleh [6]. Dalam penelitian itu dibuat sebuah
sistem pemantauan dimana dokter mampu memantau pasien tanpa perlu
hadir di dekat pasien tersebut. Berbagai macam sensor digunakan dalam
penelitian ini sebagai parameter tubuh manusia diantaranya adalah suhu,
detak jantung, EKG dan GSR. Sensor tersebut terintegrasi ke LabVIEW
melalui arduino berbasis GUI.
2.2 Modul EKG AD8232
Agar mampu mendeteksi detak jantung pasien secara elektronik, maka
dibutuhkan sebuah sensor yang mampu menangkap sinyal listrik yang
dihasilkan jantung. Pada penelitian ini menggunakan sebuah elektroda yang
terhubung pada modul EKG ad8232 dimana modul ini merupakan modul
yang kompatibel dengan arduino dimana berfungsi sebagai alat ukur bio-
elektrik pada tubuh manusia. Selain itu juga mampu mendeteksi aktifitas
listrik pada otot jantung dan hasil pengukuran tersebut merupakan sinyal
analog [7].
Modul EKG ad8232 ini memiliki sembilan pin seperti terlihat pada Gambar
2.1 dimana masing-masing pin memiliki fungsi tersendiri. SDN, LO+, LO-,
OUTPUT, 3.3V, dan GND merupakan pin penting untuk mengoperasikan
modul ini dengan arduino atau mikrokontroler lainnya. Selain itu, terdapat
7
juga pin lain seperti pin RA (Right Arm), LA (Left Arm), dan RL (Right
Leg) dimana pin tersebut disambungkan dengan elektroda menggunakan
kabel penghubung. Modul ini juga dipasangkan sebuah LED sebagai lampu
indikator yang akan berdenyut sesuai dengan irama jantung berdetak.
Gambar 2.1 Modul EKG ad8232
ad8232 ini juga merupakan sebuah blok pengkondisian sinyal terintergrasi
untuk EKG dan aplikasi pengukuran biopotensial lainnya. Biasanya sinyal
EKG yang diperoleh elektroda merupakan sinyal yang lemah dengan
kisaran sekitar 0-5 mV sehingga diperlukan sebuah penguat [8]. Sehingga
hal ini perlu dirancang untuk memperkuat dan menyaring sinyal
biopotensial kecil terhadap sinyal noise. Skema AD8232 dapat dilihat pada
Gambar 2.2 berikut:
8
Gambar 2.2 Skema ad8232
Biopotensial pada tubuh tidak hanya berasal dari jantung melainkan juga
berasal dari otot dan emosi seseorang, sehingga sinyal yang tidak berasal
dari jantung akan dinilai sebagai noise. Untuk menghilangkan sinyal noise
tersebut dapat digunakan rangkaian filter berupa high pass filter (HPF) dan
low pass filter (LPF).
Pada skema tersebut terdapat bagian driven right leg dimana rangkaian ini
berfungsi sebagai titik refrensi pada seseorang yang dipasangkan dengan
elektroda pada kaki kanan orang tersebut. Berikut skema rangkaian driven
right leg bisa dilihat pada Gambar 2.3.
9
Gambar 2.3 Skema rangkaian driven right leg
Pada skema rangkaian ini dipasangkan sebuah resistor (R’) yang berfungsi
sebagai menahan arus agar arus yang masuk tidak melebihi 10µA, maka
untuk menghitung nilai R’ dapat dilihat pada persamaan (2.1) berikut :
(2.1)
Rangkaian high pass fitter pada skema ad8232 tersusun beberapa resistor
dan kapasitor seperti terlihat pada Gambar 2.4(a). HPF ini dibuat dengan
frekuensi cut-off sebesar 7 Hz. Untuk mengetahui nilai frekuensi cut-off
digunakan persamaan (2.2) berikut :
(2.2)
Low pass filler (LPF) merupakan filter yang mampu meloloskan frekuensi
sinyal yang lebih rendah dari frekuensi cut-off (fc) dan melemahkan
frekuensi sinyal yang lebih tinggi dari fc. Rangkaian LPF dapat dilihat pada
Gambar 2.4(b). Nilai frekuensi cut-off dapat ditentukan menggunakan
persamaan (2.3) berikut :
10
√ (2.3)
Gambar 2.4 skema rangkaian filter (a) skema high pass filter (b) skema low
pass filter
2.3 Sensor Suhu ds18b20
Untuk bisa mengukur suhu tubuh digunakan sebuah sensor yang memiliki
fungsi merubah suhu panas menjadi besaran fisis. Pada penelitian ini
digunakan sensor ds18b20, sensor ini tahan terhadap air dengan tingkat
akurasi yang tinggi. Sensor ini memiliki 3 buah kaki dengan fungsi berbeda-
beda. Kaki pertama berfungsi sebagai sumber daya, kaki kedua berfungsi
sebagai jalur data, sedangkan kaki ketiga berfungsi sebagai ground seperti
pada Gambar 2.5 kaki sensor tersebut dibedakan menggunakan kabel warna
merah, kuning, dan hijau.
11
Gambar 2.5 Sensor Suhu ds18b20
2.3.1 Karakteristik Sensor Suhu ds18b20
Sensor ini memiliki beberapa karakteristik, salah satunya adalah sebagai
berikut :
1. Pembacaan data dapat langsung dibaca ke dalam celcius
2. Faktor linier + 10mV/°C. dengan artian bahwa setiap perubahan suhu
1°C maka terjadi perubahan tegangan sebesar 10mV dan seterusnya
3. Tingkat akurasi 0,5°C saat suhu kamar (25°C)
4. Rentang suhu antara -55°C sampai 150°C
5. Tegangan kerja sebesar 3 volt hingga 5,5 volt.
Tegangan ideal pada sensor memiliki perbandingan 100°C sama dengan 1
volt. Sensor ini dapat beroperasi menggunakan power supply tunggal dan
bisa dihubungkan dengan arduino sebagai antar muka (interface) rangkaian
kontrol [9].
Sensor suhu ds18b20 juga merupakan jenis sensor digital sehingga untuk
dapat menggunakannya diperlukan proses perubahan Analog-to-digital
12
converter (ADC). Untuk melakukan perubahan nilai kedalam ADC dapat
menggunakan persamaan (2.4) berikut :
Data_ADC = (Vin/Vref) x maksimal_data (2.4)
Dimana :
Vin = tegangan input analog
Vref = tegangan refrensi
Data_ADC = data yang terbaca pada pin IC
Maksimal_data = nilai bit pada IC
Untuk mengkonversi nilai tegangan menjadi nilai suhu bisa menggunakan
persamaan (2.5) berikut :
T= (Vin x Sensitivitas) (2.5)
2.3.2 Prinsip Kerja Sensor Suhu ds18b20
Pada dasarnya sensor ini bekerja dengan tegangan antara 3-5.5V yang
dipasangkan pada kaki 1 atau kabel merah, untuk ground dipasangkan pada
kaki 2 atau kabel hitam, dan untuk kaki nomer 3 atau kabel warna biru dapat
dipasangkan pada pin arduino. Sensor akan membaca suhu apabila
mendapatkan tegangan pada kaki 1 dan selanjutnya mengirimkan data single
bus dari kaki nomer 3 dikirimkan menuju arduino. Pada sensor ini
dipasangkan sebuah resistor pull-up sebagai pengaman data yang
dihubungkan antara kaki 1 dan kaki 3 sensor. Untuk menentukan nilai
resistor digunakan persamaan hukum ohm sebagai berikut:
13
V= I x R (2.6)
Dari persamaan (2.6) dapat dicari nilai resistor sebagai berikut:
(2.7)
Dimana:
V = tegangan refrensi sensor dengan satuan Volt (V)
I = Arus kerja sensor dengan satuan Ampere (A)
R = nilai hambatan sensor dengan satuan Ohm (Ω)
2.4 Arduino
Arduino dapat dikatakan sebagai sebuah platform elektronik yang open
source, berbasis pada perangkat lunak dan perangkat keras yang fleksibel
dan mudah digunakan, yang ditujukan untuk seniman, desainer, penggemar
dan semua orang yang tertarik dalam membuat sebuah objek atau lingkaran
yang interaktif [10].
Arduino tersusun dari 14 pin digital input/output dimana 6 buah pin
memiliki fungsi sebagai output PWM, dan 6 buah pin input analog. Bahasa
yang dipakai dalam pemrograman ini hampir sama dengan bahasa
pemrograman C.
14
Gambar 2.6 Arduino Uno R3
2.5 Jantung
Jantung merupakan organ vital yang berada didalam tubuh manusia dengan
fungsi sebagai pompa darah keseluruh tubuh melewati sistem peredaran
darah. Jantung manusia memiliki ukuran sebesar kepala tangan yang besar
dan berat antara 9-12 ons (250 dan 350 gram). Jantung tersusun dari empat
ruang yaitu dua ruangan atas (atrium) dan dua dibawah (ventrikel). Atrium
kanan dan ventrikel kanan membentuk jantung kiri yang dibatasi oleh otot
dinding yang disebut septum. Anatomi jantung manusia dapat dilihat pada
Gambar 2.7.
Denyut jantung pada manusia normal berada diantara 60-100 denyut per
menit. Cara untuk melihat kondisii jantung pada keadaan normal adalah
dengan menentukan frekuensi detak jantung dalam satuan beat per minute (bpm).
15
Gambar 2.7 Anatomi Jantung Manusia [11]
2.5.1 Cara Kerja Jantung
Dalam memompa dan memasok darah dari jantung menuju keseluruh
tubuh tidaklah sederhana. Di awali dengan darah yang mengaliir dari
pembulu darah menuju atrium kanan, kemudian aliran darah tersebut
dialirkan kembali menuju ventrikel kanan. Dari ventrikel kanan darah
diteruskan menuju paru-paru untuk proses pertukaran karbon dioksida
menjadi oksigen. Kemudian darah yang telah dipenuhi oksigen akan
mengalir kembali menuju atrium dan ventrikel kiri yang selanjutnya proses
terakhir adalah mengalirkan darah ke seluruh tubuh. Katup pada Jantung
memiliki fungsi sebagai pengatur aliran darah dengan tepat. Katup yang
mampu membantu darah mengalir dari atrium menuju ventrikel adalah
katup mitral dan tricuspid. Sedangkan katup yang memiliki fungsi sebagai
pengendali darah yang keluar dari jantung disebut katup aorta dan katup
pulmonari. Keempat katup tersebut mampu menjaga darah terus bergerak
maju satu arah [12].
16
2.5.2 Sistem Konduksi Jantung
Jantung akan berdenyut ketika listrik/impuls mengalir sejauh jalur
konduksi jantung. Hal ini berakibat otot pada jantung berkontraksi
sehingga menyebabkan terjadinya pemompaan darah pada jantung.
Jantung memiliki sifat-sifat khusus yang berfungsi sebagai penghantar
daya listrik, diantaranya adalah sebagai berikut:
1. Automatisasi, merupakan kemampuan dalam membuat suatu impuls
secara spontan,
2. Irama, merupakan proses membuat impuls yang teratur,
3. Daya konduksi, merupakan sebuah proses menyalurkan impuls,
4. Dan daya rangsang, yaitu kemampuan bereaksi terhadap rangsangan.
Sistem penghantar impuls tersebut akibat sifat-sifat khusus pada jantung
yang disebut dengan sistem konduksi jantung [13].
2.6 Suhu Tubuh
Suhu merupakan kondisi dimana kulit menyatakan keseimbangan antara
panas yang diciptakan oleh tubuh dengan panas yang dikeluarkan tubuh.
Suhu tubuh terendah terjadi pada waktu pagi hari dan meningkat seiring
waktu. Suhu tubuh seseorang mempunyai perbedaan jika diukur pada area
yang berbeda. Suhu tubuh yang berlebih dapat menimbulkan stress pada
organ-organ yang penting [14].
Nilai suhu tubuh didefinisikan oleh dua skala, yaitu ; skala Fahrenheit, yang
digambarkan dengan °F (derajat Fahrenheit) dan skala Celcius ditunjukan
dengan °C (derajat Celcius). Rentang suhu normal rata-rata adalah 36 °C –
38 °C. Pada usia remaja suhu tubuh cenderung lebih tinggi dari pada usia
17
dewasa, sehingga potensi terjadinya kejang-kejang sangat besar. Hal ini
karena tingkat kematangan pada mekanisme pengaturan suhu tubuh belum
sempurna [14].
Hal-hal yang mempengaruhi terjadinya perubahan suhu tubuh adalah
sebagai berikut :
a. Usia, faktor usia berpengaruh dalam perubahan suhu ini contohnya
terjadi pada bayi dan balita. Hal ini disebabkan karena belum terjadinya
sistem pengaturan suhu pada bayi dan balita.
b. Olahraga, merupakan aktivitas otot yang membutuhkan darah sangat
banyak untuk meningkatkan pemisahan lemak dan karbohidrat, sehingga
hal ini menimbulkan perubahan suhu tubuh. Berjalan kaki merupakan
salah satu olahraga berat yang dapat meningkatkan suhu tubuh hingga
41°C
c. Kadar hormon, biasanya terjadi pada wanita yang mengalami fluktuasi.
Hal ini diakibatkan karena perbedaan hormonal saat masa menstruasi
dimana kadar progesteron turun dan naik sesuai siklus menstruasi.
Perubahan suhu ini juga dapat melihat masa subur seorang wanita.
d. Stres, merupakan salah satu faktor yang bisa membuat suhu tubuh
meningkat akibat stimulasi hormonal dan syaraf. Metabolisme tubuh
dipengaruhi oleh perubahan fisiologi [15].
18
2.7 EKG
EKG merupakan singkatan dari elektrokardiograf, elektrokardiografi, dan
elektrokardiogram, tergantung penggunaan kata dan fungsinya [16]. Cara
untuk mengetahui kinerja otot jantung yang diakibatkan oleh sebuah
aktvitas listrik otot jantung dan dirasakan pada permukaan kulit tubuh
disebut Elektrokardiografi. Hal itu memudahkan seseorang dalam
mendiagnosis abnormalitas jantung dan perubahan fungsi jantung tersebut.
Otot jantung tersusun dari serabut-serabut otot yang memiliki muatan listrik,
hal ini karena otot jantung mengalirkan ion Natrium ke dalam sel tubuh
yang mengakibatkan ion Natrium ini mengalami siklus.
Sinoatrial node (SA node) dan atrioventicular node (AV node)
menghasilkan sebuah bioelektris jantung yang kemudian berjalan melalui
sel-sel konduksi yang disebut berkas HIS atau serat purkinje, kemudian
bioelektris kembali berjalan ke seluruh bagian jantung sehingga terbentuk
sinyal kompleks EKG pada permukaan tubuh. Gambar 2.8 menunjukan
proses terjadinya aliran darah yang mengakibatkan jantung berdenyut.
Gambar 2.8 Denyutan jantung menghasilkan grafik EKG [17].
19
2.7.1 Elektrokardiograf
Elektrokardiograf merupakan sebuah sinyal yang disebabkan adanya
aktivitas listrik pada otot jantung, dimana hasilnya berupa grafik yang
tersusun dari beberapa segmen[17]. Elektrokardiograf terbagi dalam
beberapa cara tergantung dari banyaknya saluran (channel) pencatat seperti
single, triple maupun multiple channel. Elektrokardiograf juga dilengkapi
dengan beberapa tombol seperti automatic P wave, standardization control
device, baseline stabilizer, centering device yang masing-masing berfungsi
sebagai pengatur kecepatan rekaman, voltase, dan waktu pencatatan
2.7.2 Elektrokardiogram
Merupakan alat medis yang dipakai untuk mencatat beda potensial
bioelektris pada tubuh akibat proses depolarisasi-repolarisasi secara
kontinyu sehingga terbentuk pola denyut jantung. Elektrokardiogram dicatat
menggunakan sebuah kertas grafik dengan garis kecil berukuran 1x1 mm
dan garis besar 5x5 mm yang berjalan secara vertikal dan horizontal. Grafik
tersebut menyatakan tegangan listrik terhadap waktu, dimana kecepatan
pengukuran mesin mulai dari 25 mm/detik hingga 50 mm/detik, dengan
penggunaannya disesuaikan kebutuhan. Untuk kecepatan 25 mm/detik,
frekuensi jantung dapat diperkirakan agar menghasilkan gelombang P, Q, R,
S, dan T, dimana pada kertas grafik setiap 1 mm mewakili tegangan 0,1 mV
(pada sumbu vertikal) dengan waktu 0,04 detik (pada sumbu horizontal).
Agar memudahkan pengukuran gelombang P, kompleks QRS, dan
gelombang T dibutuhkan kecepatan 50mm/detik dan pada kertas grafik
20
EKG, setiap 1 mm mewakili tegangan sebesar 0,5 mV (pada sumbu
vertikal) dengan waktu 0,02 detik agar menghasilkan gelombang P, Q, R, S,
dan T [18]. Untuk menghitung nilai frekuensi detak jantung (heart rate)
digunakan persamaan berikut :
HR = jumlah QRS x 10 (2.8)
2.7.3 Karakteristik dan Parameter Pada Elektrokardiogram
Sinyal EKG terdiri dari beberapa gelombang salah satunya adalah gelombag
P, gelombang QRS, dan gelombang T. Dimana gelombang P terjadi akibat
fase depolarisasi dari atria miokardium. Gelombang QRS terjadi akibat fase
depolarisasi dari ventrikel sedangkan gelombang T terjadi pada fase
repolarisasi dari ventrikel. Bentuk gelombang normal EKG dapat dilihat
pada Gambar 2.9 dimana gelombang ini dapat digunakan sebagai
mendeteksi kelainan jantung atau aritmia (arrhythmia) [19].
Gambar 2.9 Bentuk gelombang P, kompleks QRS, gelombang T
21
Untuk pembacaan parameter EKG bisa dilakukan dalam semua sadapan.
Namun sandapan yang biasa dipakai adalah sadapan Lead II hal ini karena
sadapan Lead II ini searah dengan jantung, sehingga pembacaan EKG dapat
mudah dibaca[14]. Arah grafik gelombang P, Q, R, S, dan T ditentukan
pada proses depolarasasi dan repolarisasi impuls listrik pada jantung.
Proses terbentuknya sinyal EKG yang tersusun dari gelombang P, kompleks
QRS, dan gelombang T dapat dilihat pada Tabel 2.1 [20].
Tabel 2.1. Proses terjadinya sinyal rekama EKG pada subyek sehat
Defleksi
Deskripsi
Gelombang P
defleksi positif (dengan amplitude < 0,3mV)
Interval PR
Jarak antara gelombang P dengan awal kompleks QRS; pengukuran
waktu antara gelombang depolarisasi dari atrium ke vemtrikel yang
mempunyai durasi 0,12-0,2 detik.
Interval QRS
Gelombang Q; defleksi negative (amplitude 25% dari gelombang R);
Gelombang R; defleksi positif (amplitude 1,6-3mV); Gelombang S;
defleksi negative (amplitude 0,1-0,5mV) setelah gelombang R
Segmen ST
Jarak antara gelombang S dan gelombang T;
pengukuran waktu antara depolarisasi ventrikel dan awal
repolarisasi ventrikel dengan durasi 0,05-0,15 detik
Gelombang T
Lengkung positif setelah QRS yang menggambarkan repolarisasi
ventrikel dengan amplitude 0,1-0,5 mV)
Interval QT
Pengukuran waktu dari awal QRS sampai akhir gelombang T yang
merepresentasikan aktivitas ventrikel yang berdurasi 0,35-0,44 detik
22
2.7.4 Sadapan Pada Elektrokardiogram (EKG)
Sadapan pada EKG memiliki 2 arti yaitu mengacu pada kabel yang
terhubung pada elektroda ke elektrokardiogram, atau gabungan elektroda
yang mengakibatkan garis khayal pada tubuh dimana sinyal listrik terukur.
Sadapan EKG berfungsi untuk melihat sudut pandang jantung agar terbaca
dengan jelas. Terdapat dua jenis sadapan pada EKG yaitu sadapan Bipolar
dan sadapan Unipolar [21].
1. Sadapan Bipolar (I,II,III)
Sadapan bipolar merupakan sadapan yang merekam beda potensial dari 2
elektroda. Posisi jantung terlihat searah vertcal dan horizontal (atas ke
bawah dan kesamping). Hal ini karena adanya gaya listrik dari jantung dan
melewati kabel-kabel elektroda yang dipasangkan pada tangan dan kaki.
Masing-masing RA (right arm), LA (left arm), RF (right foot, LF (left
foot)). Sadapan Bipolar ini menghasilkan tiga jenis lead yaitu lead I, II, dan
III. Ketiga sadapan ini dinamakan sebagai segitiga sama sisi yang biasa
disebut sebagai segitiga Einthoven [18].
Sadapan I muatan antara RA negative (-) dan LA positif (+)
mengakibatkan beda potensial, sehingga arah listrik jantung bergerak
menuju sudut 0°. Dengan begitu bagian literal jantung dapat
digambarkan oleh sadapan I.
Sadapan II muatan antara RA negative (-) dan LF positif (+)
mengakibatkan beda potensial, sehingga mengakibatkan arah listrik yang
23
dihasilkan jantung bergerak sebesar +60° dengan begitu bagian inferor
jantung dapat digambarkan dari sadapan II.
Sadapan III muatan antara LA yang bermuatan negative (-) dan RF yang
bermuatan positif (-) mengakibatkan terjadinya beda potensial, sehingga
mengakibatkan arah listrik jantung bergerak sebesar sudut + 120°.
Dengan begitu bagian inferor jantung dapat digambarkanb oleh sadapan
III
Gambar 2.10 sadapan Bipolar
2. Sadapan Unipolar
Unipolar Ekstremitas
Merupakan sandapan yang merekam beda potensial pada satu titik. Sadapan
ini dipasangkan pada kedua kaki dan tangan yang disambungkan dengan
kabel seperti sadapan bipolar. Sudut pandang terhadap jantung disebebkan
oleh vektor dari sadapan unipolar.
24
Sadapan aVL muatan pada LA positif (+) dengan RA dan LF yang dibuat
indiferent mengakibatkan beda potensial sehingga mengakibatkan listrik
bergerak ke arah -30o
(sudutnya ke arah literal kiri). Dengan begitu, bagian
literal jantung dapat digambarkan juga oleh sadapan aVL.
Sadapan aVF muatan pada LF positif (+) dengan RA dan LF dibuat
indiferent mengakibatkan beda potensial listrik sehingga mengakibatkan
listrik bergerak ke arah +90o
(inferor). Dengan begitu bagian inferor jantung
dapat digambarkan oleh sadapan aVF
Sadapan aVR muatan pada RA positif (+) dengan LA dan LF yang dibuat
indifferent mengakibatkan beda potensial, sehingga arah listrik bergerak ke
arah -150o (ekstrem) berlawanan dengan arah jantung.
Untuk melihat kelainan jantung dengan sempurna, maka diperlukan sadapan
tambahan berupa sadapan prekordial hal ini karena sadapan bipolar dan
unipolar ekstremitas tidak cukup sempurna untuk meihat adanya kelainan
di seluruh jantung[21].
Gambar 2.11 Sadapan Unipolar Ekstremitas
25
Unipolar Prekordial
Sadapan unipolar precordial terjadi karena adanya beda potensial listrik
pada elektroda eksplorasi yang dipasangkan pada dada. Elektroda indiferent
(potensial 0) terjadi akibat pengabungan 3 elektroda ekstremitas. Sadapan
ini melihat jantung secara horizontal (jantung bagian posterior, anterior,
lateral, septal dan ventrikel kanan).
Sadapan unipolar prekordial dapat diperlebar hingga ke posterior dan
ventrikel kanan guna melihat sudut jantung. Pada posterior ditambahkan
V7, V8, dan V9, sedangkan pada ventrikel kanan dapat ditambahkan dengan
V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9.
Tabel 2.2 Sadapan Unipolar Prekordial
Penempatan elektroda
Daerah kiri
V1: Ruang interkiostal IV garis
ekternal kanan
V2: Ruang interkiostal IV garis
ekstemal kiri
V3: antara V2 dan V3
V4: Ruang interkiostal V
midcavikula kiri
V5: lurus denganV4 garis
aksilia depan
V6: lurus dengan V4 garis mid
aksilia kiri
Bagian posteror
V7: Ruang interkiostal V garis
aksilia posteror kiri
V8: Ruang interkiostal V garis
26
kapula posterior kiri
V9: Ruang interkostal V
samping kiri tulangg belakang
Daerah kanan
V1R diletakkan seperti V1
V2R diletakkan seperti V2.
V3R: Antar V1-V4R
V4R:Ruang interkiostal ke-5
garis midkavikula kanan
V5R:Ruang interkiostal ke-5
antara V4R-V5R
V6R: ke-5 garis mid aksila
kanan
Sebelum bagian posterior (V7-V9) dipasang, semua sadapan prekordial dari
V1-V6 terlebih dulu dilepas dari dinding dada. Selanjutnya, untuk sadapan
V7-V9 dapat digunakan sadapan prekordial mana pun (elektroda prekordial
V1-V3 atau V3-V6 sesuai keinginan) [22].
III. METODE PENELITIAN
3.1 Alat dan Bahan
Pada penelitian ini digunakan beberapa komponen agar menjadi sebuah
sistem, salah satunya adalah sebagai berikut:
Tabel 3.1 Alat dan Bahan
No Alat dan Bahan Jumlah Kegunaan
1. Arduino ATmega 2560 1 buah Sebagai pusat pengendali
sistem
2. EKG AD8232 1 set Sebagai pemantau detak
jantung
3. Sensor DS18B20 1 buah Sebagai pemantau kondisi
suhu tubuh
4. Baterai 9V 1 buah Sebagai catu daya
5. Kabel jumper 2 set Sebagai penghubung
rangkaian
6. Laptop HP-14 core i3 1 buah Sebagai media untuk
melakukan pemrograman
terhadap arduino
7. Perangkat lunak Arduino
IDE
Sebagai perangkat lunak
pemrograman arduino
8. Perangkat lunak Labview Sebagai perangkat lunak
untuk menampilkan grafik
sensor
28
3.2 Spesifikasi Sistem
Spesifikasi dari sistem yang akan dibuat adalah sebagai berikut :
1. Sistem mampu melakukan pemantauan kondisi suhu tubuh dan detak
jantung manusia, dimana untuk pengukuran suhu digunakan sensor
ds18b20 dan untuk mengukur detak jantung digunakan sensor elektroda
EKG ad8232, dan kemudian Arduino UNO R3 berfungsi untuk
mengolah data yang didapat dari sensor.
2. Data yang sudah di dapatkan pada arduino selanjutnya akan ditransfer
menuju laptop/PC dengan serial USB umtuk ditampilkan pada
perangkat lunak LabVIEW.
3. Di dalam perangkat lunak LabVIEW, data tersebut diolah kembali agar
dapat ditampilkan dalam bentuk grafik secara realtime supaya mudah
dipahami.
3.3 Metode Penelitian
Sistem pemantauan kondisi kesehatan ini akan memiliki beberapa tahapan
dalam pelaksanaannya, dimana akan dijelaskan pada diagram alir
penelitian pada Gambar 3.1 berikut :
29
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian
3.4 Studi Literatur
Pada tahap studi literatur ini penulis melakukan kajian mengenai rancang
bangun sistem instrumentasi pemantauan suhu tubuh dan detak jantung
yang dimana penelitian ini difokuskan pada rancang bangun sistem
instrumentasi detak jantung menggunakan sensor EKG ad8232 yang
dihubungkan dengan kabel serial sebagai komunikasi antara
mikrokontroller dengan LabVIEW sebagai penampil data.
30
3.5 Perancangan Kerja Sistem
Gambar 3.2. Diagram Blok sistem
Perancangan kerja sistem instrumentasi Elektrokardiogram secara umum
yaitu sensor elektroda melakukan pembacaan terhadap detak jantung dan
mengirimkan data ke arduino yang kemudian akan diolah, kemudian
arduino mengirimkan data ke Laptop melalui USB serial.
Tahapan perancangan kerja sistem adalah sebagai berikut:
1. Sensor dapat melakukan pembacaan terhadap detak jantung pada tubuh
menggunakan sensor elektroda kemudian sinyal yang ditangkap diolah
menggunakan modul EKG ad8232 untuk dilakukan proses penguatan
sinyal agar dapat dibaca. Untuk menangkap sinyal yang dikeluarkan
jantung diperlukan teknik sadapan dalam hal ini teknik sadapan yang
digunakan adalah sadapan bipolar atau lebih dikenal dengan aturan
segitiga einthoven dan sensor suhu ds18b20 untuk membaca nilai suhu
Mikrokontroller
Arduino UNO R3
Catu Daya
Sensor Elektroda (Modul EKG
ad8232)
Sensor Suhu
(ds18b20)
Personal
Computer
31
tubuh. Kemudian data tersebut dikirimkan menuju mikrokontroler
arduino Uno R3 untuk diolah.
2. Selanjutnya data tersebut dikirimkan menuju laptop/PC yang terhubung
dengan perangkat lunak LabVIEW melalui serial USB dan ditampilkan
secara realtime dalam bentuk grafik
sss
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
Berdasarakan penelitian yang sudah dilakukan, didapatkan beberapa
kesimpulan diantaranya sebagai berikut :
1. Telah terrealisasi sistem pemantauan suhu tubuh dengan rata-rata
kesalahan sebesar 0,16 ⁰ C dengan perbandingan menggunakan
termometer digital
2. Telah terealisasi sistem pemantauan elektrokardiogram menggunakan
modul EKG ad8232 dengan puncak gelombang tertinggi sebesar 5mV.
3. Telah terealisasi sistem pemantauan kondisi kesehatan secara real time
melalui media personal computer (PC) dengan menggunakan perangkat
lunak LabVIEW.
5.2 SARAN
Saran dari penelitian ini adalah :
Pada penelitian selanjutnya diharapkan menggunakan elektrode dengan
model yang lain, agar saat pengambilan data posisi elektrode tidak
bergeser pada tempatnya, serta penelitian ini bisa ditambahkan modul Wi-
Fi agar data yang didapat bisa ditampilkan pada web maupun berbasis
android.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Wiratama,A.R. Dkk. 2015 "Rancang Bangun Telemonitoring Oximetry,
ECG dan Temperature Nirkabel," Universitas Airlangga, surabaya.
[2] Haryadi,E. 2012 "beberapa penyakit yang berkaitan dengan perubahan
suhu tubuh,". [Online]. Available: http://www.deherba.com/beberapa-
penyakit-disebabkan-adanya-perubahan-suhu-tubuh.html. [Accessed 19 08
2017].
[3] Haryanto dan Murthi,W.A.B. 2014 "Rancang Bangun Alat Ukur Detak
Jantung dan Suhu Tubuh Manusia Berbasis Mikrokontroler ATmega16,"
Ilmiah Go Infotech, vol. 20 No.1, p. 7.
[4] Permana,D. Dkk. 2015 "Desain Dan Implementasi Perancangan
Elektrokardiograf (Ekg) Berbasis Bluetooth," ALHAZEN Journal of
Physics, Vols. 2, No 1, p. 9.
[5] R. Uswarman.2017, "Desain dan Implementasi Elektrokardiogram (EKG)
Portable menggunakan Arduino," Rekayasa dan teknologi Elektro, Vols. 11,
No.1, p. 8.
[6] Mohanraj.T dan Keshore.S.N, Maret.2017 "Patient Monitoring System
Using LabVIEW," International Journal of Emerging Technology in
Computer Science & Electronics (IJETCSE), vol. Vol 24, no. 4, p. 5,.
[7] [Online]. Available: sir.stikom.edu/1936/4/BAB_III.pdf. [Accessed 22 mei
2018].
[8] Rifai.A dan Sulsityowati.D,2016, “Peningkatan Kemampuan Interpretasi
Electrocardiogram (ECG) Perawat Dengan Pembelajaran Pelatihan dan
Multimedia di RSUD DR.Soeratno Sragen,” Jurnal Terpadu Ilmu
Kesehatan, Vol. 6, No 1
[9] I. Maxim Integrated Products, "Datasheet DS18b20," 2015.
[10] M. Santoso. 2018 "Rancang Bangun Sistem Deteksi Kejatuhan Untuk
Lansia Berbasis Sensor Gyroscope Mpu6050," JURUSAN TEKNIK
ELEKTRO UNIVERSITAS LAMPUNG, LAMPUNG,.
[11] Sari.J. S. Semarang, 2015/2016. "Cara Kerja Fungsi Anatomi Fisiologi
Jantung Manusia," Universitas Muhammadiyah.
[12] dorland, "kamus kedokteran," 2002.
57
[13] Yanti, "sridianti.com," 15 07 2016. [Online]. Available:
http://www.sridianti.com/struktur-jantung-manusia.html. [Accessed 20 08
2017].
[14] Wangean.L, Lintong.F, Rumampuk.J. 2016 “Pengaruh Lamanya Paparan
Energi Panas terhadap Suhu Tubuh Dengan Metode Mandi Uap Pada
Wanita Dewasa,” Jurnal E-Biomedik Vol 4 No 1.
[15] Kukus.Y,Supit.W,Lintong.F. 2009 “Suhu Tubuh: Homeostasis dan Efek
Terhadap Kinerja Tubuh Manusia,” Jurnal Biomedik Vol 1 No 2
[16] Hadiyoso.S, 2014. "Multipoint to Point EKG Monitoring Berbasis Zigbee,"
Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi (SNATI), no. 1907-5022, p.
5,
[17] Battgalia-Mayer,A.dan Guyton AC.2010. “textbook of Medical
Physiology”.
[18] Krisna.S, "Pedoman Untuk Perawat," in Interpretasi EKG, Jakarta, 2008.
[19] Halomoan.J. "Analisa Sinyal EKG dengan Metoda HRV (Heart Rate
Variability) pada Domain Waktu Aktivitas Berdiri dan Terlentang,"
Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi (SNATI), p. 7, 2013.
[20] Imamfahrurrozi, 8 may 2012. [Online]. Available: http://imamfahrurrozi--
fkp11.web.unair.ac.id/artikel_detail-46122-medical%20caring-
prosedur%20pemasangan%20ECG/EKG.html. [Accessed 3 agustus 2017].
[21] [Online]. Available: http://digilib.unila.ac.id/11269/4/Bab%202.pdf.
[Accessed 3 april 2018].
[22] Salli. S, "Health Monitoring System Using Wireless Sensor Network"
Int.Journal of Engineering research and Application, vol. 8, no. 1, p. 9,
2018.