buku pa lengkap

7/23/2019 Buku Pa Lengkap

http://slidepdf.com/reader/full/buku-pa-lengkap 1/67

i

MONITORING DETAK JANTUNG DAN KALORI YANG

DIBAKAR SELAMA BEROLAHRAGA BERBASIS

ANDROID

MONITORING HEART RATE AND CALORIE BURNING

BASED ON ANDROID

Oleh:

WAHYU PRIBADI

NRP. 1103121048

Dosen Pembimbing :

Madyono, S.ST., M.T.

NIP. 196904251992031001

A. Hendriawan, S.T., M.T.NIP. 197501272002121003

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK ELEKTRONIKA

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK ELNIKA NEGERI SURABAYA

2015

PROYEK AKHIR



ii

PROYEK AKHIR



ANDROID

MONITORING HEART RATE AND CALORIE BURNING

BASED ON ANDROID

Oleh:

WAHYU PRIBADI

NRP. 1103121048

Dosen Pembimbing :


NIP. 196904251992031001

A. Hendriawan, S.ST., M.T.

NIP. 197501272002121003

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK ELEKTRONIKA

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA

2015



iii



ANDROID

Oleh :

WAHYU PRIBADI

NRP. 1103121048

Proyek Akhir ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md)

di

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

Disetujui dan disahkan pada tanggal 09 Juli 2015

oleh:

Mengetahui :

Ketua Program Studi D3 Teknik Elektronika

Ir. Mochamad Rochmad,M.T.

NIP. 19620314.199103..1.002

Dosen Penguji Proyek Akhir :

1.

……………………………

…………………………….

2.

……………………………..

……………………………...

3.

…………………………….

…………………………….

Dosen Pembimbing:

1.


NIP. 196904251992031001

2.

A. Hendriawan, S.ST., M.T.

NIP. 197501272002121003



iv

ABSTRAK

Diet menjadi trend untuk semua orang. Namun banyak orang yang gagal

dalam usaha menurunkan berat badan maupun meninggal dikarenakan

tidak mengetahui kalori yang dibakar setiap harinya berapa dan

kemampuan tubuh untuk beraktifitas. Yang paling berbahaya adalah

orang yang memaksakan dirinya selama berolahraga untuk menurunkan

berat badan. Untuk mencegah resiko ini diperlukan monitoring jantung

dan kalori yang dibakar secara realtime, sehingga bisa diambil tindakan

ketika ada kemungkinan resiko serangan jantung selama berolahraga.Pada Proyek akhir ini dirancang system yang memonitoring detak

jantung dan pengukuran kalori yang dibakar berbasis android. Metode

ini menggunakan batasan detak jantung maksimum yang diperbolehkan,

yaitu bisa dengan mengurangi 220 dengan usia. Sensor yang digunakan

adalah sensor accelerometer dan PPG(Photoplethysmogram). Output

dari sensor dikuatkan oleh inverting amplifier agar dapat diterjemahkan

oleh ADC yang mempunyai range sebesar 0 – 5 volt. Data pengukuran

sensor temperature di konversi menggunakan ADC internalmikrokontroller ATMega 16 yang kemudian dikirim ke Android sebagai

interface. Digunakannya Android karena memiliki Tampilan yang bagus

dan menarik selain itu lebih mudah digunakan.

Kata Kunci :heart rate, diet, kalori, pembakaran kalori, serangan jantung,

Photoplethysmogram, accelerometer, Android.



v

ABSTRACT

lose weight become a trend for everyone. However, many people fail in

an attempt to lose weight or die because of not knowing the calories you

burn every day how and the ability of the body to indulge. The most

dangerous are those who impose themselves during the exercise to lose

weight. This is necessary to prevent the risk of heart monitoring and

calories burned in real time, so that it can take action when there is a

possible risk of a heart attack while exercising. At the end of the project

was designed systems that monitor heart rate and calories burned

measurements based on Android. This method uses the maximum heartrate limit that is allowed, that could reduce the 220 with age. The sensor

used is an accelerometer sensor and PPG (Photoplethysmogram). The

output of the sensor is amplified by inverting amplifier that can betranslated by the ADC which has a range of 0 -5 volts. The temperature

sensor measurement data conversion using the microcontroller's internal

ADC ATMega 16, which is then sent to Android as an interface. The use

of Android because it has a great view and interesting than that is easier

to use.

Keywords: heart rate, diet, calories, burning calories, heart attack,

Photoplethysmogram, accelerometer, Android.



vi

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji syukur atas kehadirat Allah SWT

karena berkat rahmat dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan

proyek akhir yang berjudul :

“MONITORING DETAK JANTUNG DAN KALORI

YANG DIBAKAR SELAMA BEROLAHRAGA

BERBASIS ANDROID”

Pembuatan dan penyusunan proyek akhir ini diajukan sebagai

salah satu syarat untuk menyelesaikan studi Diploma-3 (D3) danmemperoleh gelar Ahli Madya (A.Md) di Program Studi Teknik

Telekomunikasi Politeknik Elektronika Negeri Surabaya.

Penulis berusaha secara optimal dengan segala pengetahuan dan

informasi yang didapatkan dalam menyusun laporan proyek akhir ini.

Namun, penulis menyadari berbagai keterbatasannya, karena itu penulis

memohon maaf atas keterbatasan materi laporan proyek akhir ini.

Penulis sangat mengharapkan masukan berupa saran dan kritik yang

membangun demi kesempurnaan laporan proyek akhir ini.Demikian besar harapan penulis agar laporan proyek akhir ini

dapat bermanfaat bagi pembaca.

Surabaya, 09 Juli 2015

Penulis



vii

UCAPAN TERIMA KASIH

Dengan penuh rasa syukur kepada Allah SWT dan tanpamenghilangkan rasa hormat yang mendalam, saya selaku penulis

mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak

yang telah membantu dalam menyelesaikan proyek akhir ini, penulis

mengucapkan terima kasih kepada :

1.

Allah SWT yang senantiasa menyertai dan memberikan rahmat dan

ridho-Nya.

2. Untuk keluarga besar saya, kedua orang tua saya tercinta, kakak-

kakak serta sanak saudara saya, yang telah mendukung, baik secaramateri, motivasi maupun doa.

3. Bapak Dr. Zainal Arif, S.T., M.Eng., selaku Direktur PENS.

4. Bapak Novie ayub Widarko, S.T., M.T., PhD. selaku KepalaDepartemen Teknik Elektro PENS.

5.

Ibu ????? selaku Ketua Program Studi Diploma 3 Teknik

Elektronika PENS.

6. Bapak Madyono, S.ST., M.T. dan Bapak A. Hendriawan, S.ST.,

M.T. selaku dosen pembimbing proyek akhir saya.

7. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah membimbing danmembekali ilmu kepada penulis selama penulis menempuh

pendidikan di kampus tercinta, Politeknik Elektronika Negeri

Surabaya (PENS).

8. Seluruh asisten dosen dan karyawan yang telah memberi banyak

bantuan untuk penyelesaian proyek akhir ini.

9.

Teman-teman ELKA angkatan 2012 PENS.

10. Semua pihak yang telah membantu penulis hingga terselesainya

proyek akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan.



viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ....................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ......................................................... ii

ABSTRAK ....................................................................................... iii

ABSTRACT ...................................................................................... iv

KATA PENGANTAR ..................................................................... v

UCAPAN TERIMA KASIH ........................................................... vi

DAFTAR ISI .................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................... xi

DAFTAR TABEL............................................................................ xiv

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ............................................................ 11.2

Tujuan Proyek Akhir ................................................... 2

1.3

Perumusan Masalah ..................................................... 2

1.4 Batasan Masalah ......................................................... 3

1.5 Metodologi. .................................................................. 3

1.6 Sistematika Pembahasan .............................................. 3

BAB II.

TEORI PENUNJANG

2.1 Komunikasi Multihop ................................................. 5

2.2 Komunikasi .................................................................. 5

2.3 Serial Port .................................................................... 7

2.4 Port Komunikasi .......................................................... 10

2.5

Protokol ( Protocol ) ...................................................... 13

2.6 CodeVisionAVR .......................................................... 13

2.7 Bahasa C. ..................................................................... 17

2.8 X-Bee PRO OEM RF Module. .................................... 20

2.9

Mikrokontroller Atmega 16 ......................................... 22

2.10

Mikrokontroller Atmega 162 ...................................... 32

BAB III.

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PERANGKAT

LUNAK

3.1

Konfigurasi Sistem ..................................................... 35

3.2 Blok Diagram Sistem ................................................... 37

3.3 Perancangan dan Pembuatan Protokol ......................... 39

3.4 Perancangan dan Pembuatan Perangkat Lunak ........... 40



ix

BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA

4.1

Pengujian Modul Wireless ( Indoor ) ............................ 59

4.2 Pengujian Algoritma Handshaking .............................. 62

4.2

Pengujian Komunikasi Data Secara Singlehop ............ 63

4.3

Pengujian Algoritma Multihop ( Fix Route) ................. 67

4.5 Pengujian Algoritma Pencarian Rute Otomatis ........... 111

BAB V.

PENUTUP

5.1 Kesimpulan ................................................................. 1255.2

Saran ............................................................................ 126

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN



x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram model komunikasi data ................................. 6

Gambar 2.2 Prinsip dasar port serial................................................ 7

Gambar 2.3 Penerjemahan paralel menjadi serial ........................... 9

Gambar 2.4 Format karakter serial .................................................. 10

Gambar 2.5 Pembuatan Project baru ............................................... 14

Gambar 2.6 (a) Pilihan inisialisasi mikrokontroller ......................... 15

Gambar 2.6 (b) Menyimpan hasil inisialisasi pada AVR ................ 15

Gambar 2.7 Menyimpan hasil inisialisasi ke dalam folder .............. 15

Gambar 2.8 Pilihan After Make Chip sebelum di download ........... 16Gambar 2.9 Pilihan tipe program chip sebelum di download .......... 16

Gambar 2.10Bentuk fisik X-Bee PRO OEM RF Module ................. 20

Gambar 2.11 Layout X-Bee PRO top view ....................................... 21Gambar 2.12

Layout X-Bee PRO side view ...................................... 21

Gambar 2.13

Pin-pin ATmega16 kemasan 40-pin ............................ 24

Gambar 2.14 General control register ............................................... 27

Gambar 2.15 Timer counter mask register ........................................ 28

Gambar 2.16 Block diagram clock generasi logic ............................. 30

Gambar 2.17 Pin-pin ATmega162 kemasan 40-pin .......................... 33Gambar 3.1

Blok diagram sistem proyek akhir ............................... 37

Gambar 3.2 Setting panjang protokol pada USART ....................... 39

....

....

Gambar 4.1 Posisi master dan lima node pada pengujian

komunikasi data secara singlehop ................................ 64

Gambar 4.2 Posisi master dan dua node pada pengujian

algoritma multihop untuk posisi node urut (satu hop) . 68

.....

.....

Gambar 4.25

Pengujian multihop rute otomatis dengan kondisi

node2, node3 dan node4 non-aktif ............................... 120

Gambar 4.26 Grafik perbandingan jumlah paket data yang

diterima master pada masing-masing pengujian .......... 124



xi

DAFTAR TABEL

Tabel2.1Hubungan antara variabel vasukan,aturan dan

variabel keluaran .......................................................... 17Tabel 2.2 Konfigurasi pin port ..................................................... 24

Tabel 2.3 Pengaturan tegangan refrensi ADC .............................. 26

Tabel 2.4 Pengaturan pin masukan ADC ..................................... 27

Tabel 2.5 Skala Clock ADC ......................................................... 29

Tabel 2.6 Pemicu ADC................................................................. 30

Tabel 2.7 Persamaan setting Perhitungan Baudrate ...................... 33Tabel 2.8 Waktu Pemrograman EEPROM ................................... 37

Tabel 3.1 Rules untuk output aktuator 1 ....................................... 52

Tabel 3.2 Rules untuk output aktuator 2 ....................................... 52

Tabel 4.1 Hasil pengukuran ph ..................................................... 64

Tabel 4.2 Hasil pengukuran kadar garam ..................................... 68Tabel 4.3 Hasil proses pH ............................................................ 80

Tabel 4.4 Hasil proses kadar garam ............................................. 81

Tabel 4.5 Hasil output nilai ph terhadap reaksi aktuator .............. 82

Tabel 4.5 Hasil output nilai kadar garam pada reaksi aktuator..... 82



1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Olahraga adalah kegiatan yang menunjang kesehatan jasmani tiaporang. Sebagian orang melakukan olahraga untuk menurunkan berat

badan (diet). Aktivitas olahraga yang tepat menjadi kunci diet. Sehingga

diperlukan monitoring kalori yang dibakar. Serta diperlukan adanya juga

alat monitoring jantung selama berolahraga. Karena tidak sedikit kasus

kematian selama berolahraga karena memaksakan diri selama

berolahraga demi menurunkan berat badan.

Detak jantung manusia berasal dari titik SinoAtrial. Rata-rata

adalah 70 bit per menit.detak jantung ini terbentuk dari kesatuan fungsi

jaringan nodal, fiber purkinye dari sistem spesial dan jaringan atrial.

Detak jantung akan cepat pada saat manusia melakukan gerakan aktif

atau ketika emosi dimana saat itu aktifitas titik SA tertekan. Sedang

detak jantung akan pelan terjadi selama tidur. Banyaknya detak jantung

manusia normalnya 60-100 bpm. Ketika jantung berdetak terlalu cepat

dan terus menerus bisa menyebabkan kram jantung atau serangan

jantung. [3]

Adapun pengolahan sinyal heart rate yang mendeteksi keadaan

jantung jantung menggunakan sensor elektrode. Heart rate sendirimenghitung banyaknya pulse ECG yang dihitung permenit. Untuk

menghitung kalori yang dibakar menggunakan sensor accelerometer.

Mikrokontroller digunakan untuk mengolah data inputan dari ADC pada

sensor untuk kemudian diproses dan di visualisasikan ke LCD.

1.2

Perumusan Masalah

Permasalahan yang dihadapi dalam proyek akhir ini adalah :

Bagaimana cara mengkonversi heart rate hasil pengukuran di jari tangan menjadi data digital sehingga dapat diproses.

Bagaimana cara mengolah data digital sehingga dapat dijadikan

acuan dalam pengukuran heart rate dan suhu tubuh. Bagaimana cara mengirim data pada Android.

Bagaimana menghitung besar kalori yang dibakar setelah

melakukan olahraga.

Bagaimana merancang program interface pada android

sehingga dapat menampilkan data..



2

1.3 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dalam proyek akhir ini antara lain :

Pengambilan data detak jantung diambil dari sinyal pembuluhdarah nadi pada jari.

Sensor tidak mengukur tekanan darah.

Sensor heart rate tidak mengukur kadar hemoglobin.

Olah raga yang ditentukan untuk alat ini adalah olahraga yang

memerlukan intensitas gerak dari kaki. Sehingga pengukuran besar kalori yang terbakar hanya saat melakukan olahraga

dengan kaki.

Tampilan android terbatas fungsi monitoring detak jantung dan

pembakaran kalori.

1.4

Tujuan

Tujuan dari Proyek Akhir ini adalah Merancang danMerealisasikan alat monitoring detak jantung dan pembakaran kalori

secara realtime dengan komunikasi Bluetooth ke android.

1.5 Metodologi

Dalam pembuatan tugas akhir ini terdapat beberapa tahapan untuk

mendapatkan hasil yang maksimal, antara lain:

1.5.1

Studi Literatur

Melakukan pencarian dan pembelajaran referensi-referensi dan

teori-teori yang akan digunakan yang berhubungan dengan sistem

pengukuran Heart rate dan akselerometer. literatur tersebut dapat di

peroleh dari paper,buku,makalah proyek akhir,dan lain-lain yang dapat

membantu penyelesaian proyek akhir ini.

1.5.2

Perencanaan Sistem

Setelah memahami literatur yang tersedia, maka dapat dibuat

perencanaan sistem yang akan dipakai dalam pembuatan sistem. Pada proses perancangan sistem ini, dibuat blok diagram yang akan

digunakan dalam simulasi sistem.



3

Gambar 1.1 Blok Diagram Sistem

1.5.3

Pembuatan SistemPada tahap ini yang dilakukan adalah membuat perancangan

hardware,minium system, sensor heart rate dan akselerometer serta

materi lainnya yang dapat membantu penyelesaian proyek akhir ini.

beberapa bagian penting meliputi rangkaian pengkondisi sinyal detak

jantung, rangkaian sensor detak jantung,rangkaian penguat sensor detak

jantung,rangkaian pengkondisi sinyal sensor Accelerometerdan

minimum sistemAtmega16. Di dalam mikrokontroller, sinyal data

masukan berupa sinyal analog akan di konversi menjadi sinyal digital

dengan ADC mikrokontroller masukan. Setelah data melalui

pemrosesan sinyal dan melalui pemrosesan data di mikrokontroller,

data-data tersebut akan ditampilkan di android.

1.5.4

Pengujian dan Pembahasan sistem

Pada tahap ini dilakukan pengujian kepada keseluruhan kinerjasistem yang telah dibuat, dan melakukan perbaikan apabila terdapat

kesalahan. Dalam pengujian ini akan didapatkan hasil data yang akan

ditampilkan pada handphone android. Serta akan dilakukan pembahasan

atau analisa dari hasil tersebut.

1.5.5

Kesimpulan

Setelah selesai melakukan tahap pengujian dan pembahasan maka

akan dilakukan pengambilan kesimpulan atas kinerja alat pengukur

denyut jantung dan perhitungan kalori



4

1.5.6 Pembuatan Laporan

Pembuatan laporan dilaksanakan setelah semua langkah-langkah

terselesaikan dengan baik sehingga hasil yang diperoleh dari proses pembuatan proyek akhir ini dapat dijelaskan secara terperinci.

1.6

Sistematika Penulisan

Sistematika penyusunan dan pembuatan laporan tugas akhir ini

adalah sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Menguraikan secara singkat latar belakang, tujuan proyek akhir,

perumusan masalah, batasan masalah, metodologi dan sistematika

pembahasan.

BAB II

TEORI PENUNJANG

Bab ini berisi penjelaskan mengenai teori-teori penunjang yang

akan dijadikan landasan dan rujukan perhitungan dalam pengerjaan

proyek akhir ini.

BAB III

PERANCANGAN & PEMBUATAN SISTEM

Bab ini menjelaskan dan membahas tentang perancangan sensor

Heart Rate dan sensor Accelerometer sertapembuatan program

menggunakan CV AVR.

BAB IV ANALISA HASIL PENGUJIAN

Bab ini menjelaskan tentang hasil pengujian dari alat yang telah

dibuat dan pengujian terhadap progam serta analisa mengenai hasil yangtelah di peroleh.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan bab penutup dimana pengambilan kesimpulan

dari analisa dan hasil pengujian yang telah di peroleh.



5

DAFTAR PUSTAKA

Pada bagian ini berisi tentang referensi-referensi yang telahdipakai oleh penulis sebagai acuan dan penunjang serta parameter yang

mendukung penyelesaian proyek akhir ini baik secara praktis maupun

teoritis.



6

BAB II

TEORI PENUNJANG

2.1 Jantung [1] Jantung manusia merupakan suatu alat yang berdenyut, suatu

pompa yang terdiri dari empat kamar: atrium kanan, ventrikel kanan,

atrium kiri, dan ventrikel kiri. Empat bagian jantung tersebut beraktifitas

selaras dalam dua tahap pemompaan, jantung sebelah kanan menyuplai

darah ke paru - paru untuk pengikatan oksigen melalui sirkulasi

pulmonary, sedangkan jantung sebelah kiri menyuplai darah keseluruh

tubuh melalui sirkulasi sistemik. Darah masuk ke jantung melalui atriumkanan kemudian atrium kanan berkontraksi mendorong darah melalui

katup 12 trikuspit menuju ventrikel kanan yang kemudian berkontraksimemompa darah menuju sirkulasi pulmonary, kemudian darah yang

mengandung oksigen masuk melalui atrium kiri, dan didorong menuju

ventrikel kiri melalui katup bikuspit.

Tekanan terendah (resting) pada jantung disebut diastolis dan pada saat kontraksi pemompaan yaitu pada tekanan yang paling tinggi

disebut sistolis, kedua atrium selaras memompa bersama serta kedua

ventrikel juga beraktifitas bersama.Pergerakan yang teratur dari atrium

dan ventrikel disebabkan adanya elektris yang membentuk pada

koordinasi seri dari kejadian elektris di jantung.

Koordinat kontruksi dari atrium dan ventrikel diatur dari bentuk

yang spesifik dengan aktifnya sinyal listrik di susunan otot, keaktifan

sinyal listrik di dinding atrium dan ventrikel dibentuk oleh suatu

koordinasi seri dari system sumber gerak jantung yang merupakan

bagian yang kecil dari jantung. Dinding kiri ventrikel adalah 2.5 – 3 kali

tebal dinding ventrikel sebelah kanan, sementara sekat pemisah diantarakedua ventrikel jantung hampir setebal dinding ventrikel sebelah kiri,

sebagian besar dinding ventrikel sebelah kanan dan kiri serta sekat pemisah jantung sebagai sunber bioelektrik dari sekumpulan otot yang

aktif, sehingga atrium dengan dindingnya yang bergerak bebas dan sekat

pemisah kedua ventrikel dianggap sebagai penyebar utama diluar bidang

potensial jantung.

Rangsangan terhadap kontraksi otot jantung bukan dari system

pusat syaraf langsung seperti sebagian besar otot yang lain, tetapi

merupakan inisiatif dari simpulsino-atrial (S-A) yaitu sekelompok sel

perangsang khusus yang terdapat di antara superior vena cava dan



7

atrium kanan, kemudian rangsangan tersebut menuju simpul atrio

ventricular (A-V) melalui tiga jalur khusus, anterior middle, posterior

internodal track dan menuju ventrikel kiri. Rangsang yang diterima olehsimpul AV kemudian diteruskan menuju bundle of hiss, right bundle

bruch, common left bundle bruch, anterior bundle bruch, posterior

bundle bruch dan purkinye network. Right bundle bruch menyebar di

sepanjang sisi kanan interventrikuler septum menuju puncak ventrikel

kanan, kemudian menuju cabang – cabang yang penting, left common bundle bruch yang memotong sisi kiri septum dan membelah menuju

bagian interior yang tipis panjang serta melalui katup aortic pada

outflow track menuju anterolateral papillary muscle atau bagian

posterior yang lebar pendek menuju posterior papillary muscle pada

inflow track.

Gambar 2.1 Jantung dan bagiannya secara keseluruhan

2.1.1 Jenis kondisi detak jantung

Detak jantung kondisi normal

Pada kondisi seseorang dikatakan normal, tanpa adanya pengaruh

aktifitas maupun gangguan atau sakit, maka didapat detak jantung

sebanyak 60-100 detak dalam tiap menitnya, sehingga terlihat bentuk

grafik sinyal ECG pada gambar.



8

Gambar 2.2 Contoh Detak Jantung Normal (misalnya 80 detak/menit).

Detak Jantung Terlalu Cepat

Pada suatu kondisi tertentu jantung akan memompa darah dengan

cepat, misal setelah kita melakukan olahraga atau bahkan karena adanya

gangguan atau sakit. Detak jantung dikatakan terlalu cepat bila jantung

berdetak lebih dari 100 detak dalam tiap menitnya.Istilah jantung

berdetak terlalu cepat ini disebut tachicardia.

Gambar 2.3 Tachicardia (detak jantung terlalu cepat)

Detak Jantung terlalu lambat

Bila pada suatu kondisi tertentu pula, karena gangguan atau sakit,

jantung akan berdetak lambat. Artinya jantung berdetak kurang dari 60detak dalam tiap menitnya.Istilah ini disebut dengan bradycardia.

Gambar 2.4 Bradycardia (detak jantung terlalu lambat)

2.1.2 Heart Rate [2]

Heart Rate adalah ukuran untuk menyatakan kecepatan denyut

jantung, yang dinyatakan dalam jumlah denyut per menit (beat per menit

10 - bpm). Heart rate dapat diperoleh dari EKG dengan menghitung

jumlah gelombang R selama satu menit. Tetapi cara ini sering dianggap

kurang praktis, sehingga sering digunakan cara lain yang lebih cepat

yaitu misalnya dengan menghitung jumlah gelombang R selama 3 detik

kemudian hasilnya dikalikan 20. Nilai heart rate yang diperoleh dengan

cara di atas adalah nilai



9

herat rate rata-rata. Disamping nilai heart rate rata-rata, terdapat

juga nilai heart rate sesaat. Heart rate sesaat diperoleh dengan

mengukur perioda jantung sesaat (perioda RR).[2]

Gambar 2.5 Interval antara gelombang R pada sinyal jantung

2.2 Code Vision AVR [3]

AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel,

berbasis arsitektur RISC ( Reduced Instruction Set Computer ).Hampir

semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32

register general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode compare,

interrupt internal dan eksternal, serial UART, programmable WatchdogTimer , dan mode power saving. Mempunyai ADC dan PWM

internal.AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip

yang mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistemmenggunakan hubungan serial SPI.Atmega16 adalah mikrokontroler

CMOS 8-bit daya-rendah berbasis arsitektur RISC yang

ditingkatkan.Kebanyakan instruksi dikerjakan pada satu siklus clock,

Atmega16 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz

membuat disainer sistem untuk mengoptimasi komsumsi daya versus

kecepatan proses.

Beberapa keistimewaan dari AVR ATmega16 antara lain:

1. Advanced RISC Architecture

- 130 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle

Execution32 x 8 General Purpose Fully Static Operation

Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz

On-chip 2-cycle Multiplier



10

2. Nonvolatile Program and Data Memories

8K Bytes of In-System Self-Programmable Flash

Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits512 Bytes EEPROM

512 Bytes Internal SRAM

Programming Lock for Software Security

3. Peripheral Features

Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and CompareMode

Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare

Modes

One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare

Mode, and Capture Mode

Real Time Counter with Separate OscillatorFour PWM Channels

8-channel, 10-bit ADC

Byte-oriented Two-wire Serial Interface

Programmable Serial USART

4. Special Microcontroller Features

Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection

Internal Calibrated RC Oscillator

External and Internal Interrupt Sources

Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save,

Power-down, Standby and Extended Standby

I/O and Package 32 Programmable I/O Lines ; 40-pin PDIP, 44-

lead TQFP, 44-lead PLCC, and 44-pad MLF ; 6.Operating

Voltages

5.5V for Atmega16L

4.5 - 5.5V for Atmega16



11

Gambar 2.6 Pin-pin ATmega 16

Pin-pin pada ATmega16 dengan kemasan 40-pin DIP (dual in-

line package) ditunjukkan oleh gambar 2. Guna memaksimalkan

performa dan paralelisme, AVR menggunakan arsitektur Harvard

(dengan memori dan bus terpisah untuk program dan data).

Dalam perancangan ini mikrokontroller digunakan untuk

mengubah sinyal dari data yang di peroleh di pengolahan sinyal ke

bentuk digital dengan memanfaatkan ADC Internal dan sekaligusmenyimpan program untuk interfacing LCD ,warning system dan

interupsi lainnya.

Adapun software yang digunakan untuk editor programnya

menggunakan CodeVisionAVR dengan bahasa pemrograman C.

2.3 Sensor Heart rate

Heart rate adalah jumlah detak jantung per satuan waktu dan

biasanya dalam satuan beats per minute (bpm). Pada orang

dewasa,heartrate normal sekitar 60 sampai 100 kali per menit selama

kondisi istirahat.Heart rate pada saat istirahat secara langsung tergantung pada kesehatan seseorang, jadi penting untuk diketahui. Heart rate dapat

diukur disetiap titik dimana saja denyut nadi dapat dirasakan dengan

ujung jari. Yang paling umum yaitu pada lengan atau leher.



12

Heart rate dapat dihitung dengan cara mengambil sampel selama

selang waktu tertentu (misal 5 detik),dan selanjutnya dikonveri dalam

bentuk bpm. Digunakan sensor optic untuk mengukur pergantian volumedarah bersamaan dengan tiap detak jantung.

Sensor terdiri dari sebuah Infra Red dan sebuah phototransistor,

Infra Red mengirimkan cahaya infra merah kedalam kulit tangan (yang

diletakkan bersebelahan dengan sensor), dan phototransistor mengukur

porsi cahaya yang dipantulkan balik. Intensitas cahaya yang dipantulkantergantung pada volume darah yang melewati sensor. Jadi, tiap detak

jantung secara tidak langsung merubah jumlah cahaya infra merah yang

dipantulkan dan dapat terdeteksi oleh phototransistor. Dengan

pengkondisi sinyal, sedikit perubahanpada amplitude dari cahaya

pantulan dapat dirubah menjadi bentuk pulsa, yang selanjutnya dihitung

oleh mikrokontroler untuk menentukan heart rate. [6]

2.4 kalori

Kalori merupakan istilah umum dari satuan energy system

metric.Tubuh kita memerlukan kalori dari makanan yang kita konsumsi

sebagai sumber energy untuk melakukan aktivitas sehari-hari. Tanpa

kalori yang cukup, kita pasti akan merasa lemas. Tubuh kita

memerlukan kalori untuk beberapa aktivitas, yang sebagian besar adalahuntuk membuat kita bertahan hidup.Kalori-kalori tersebut digunakan

agar kita tetap bernafas, membuat sel darah merah baru, menjaga suhu

tubuh, bahkan menumbuhkan rambut dan kuku.

Jumlah kalori yang dipergunakan disini disebut Basal MetabolicRate (BMR) atau nilai dasar metabolic, yang merupakan 2/3 dari

penggunaan kalori kita sehari-hari. Ketika kalori yang masuk lebih

banyak dari kalori yang keluar, kelebihannya akan disimpan sebagai

lemak. Kelebihan kalori dari sumber apapun akan disimpan sebagai

lemak. Kalori yang telah disimpan dalam bentuk lemak tersebut tidakakan dikeluarkan sampai tubuh memerlukan tambahan energi. Inilahsebabnya kelebihan kalori sangat berbahaya untuk jangka panjang.Oleh

sebab itu, kuncinya adalah pada usaha untuk mengimbangi kalori yang

masuk dan kalori yang keluar.Banyak dari kita terfokus pada membatasi

kalori yang masuk, tanpa memperhatikan outputnya.Efek sampingnya,

banyak orang terkena gangguan pola makan, seperti bulimia atauanoreksia, sebagai akibat dari kebiasaan melakukan pembatasan diet

yang berlebihan.



13

Para ahli kesehatan menyarankan orang-orang yang kelebihan

berat badan, namun tidak memiliki factor resiko kesehatan yang

berbahaya seperti kolesterol tinggi atau tekanan darah tinggi untukmemulai melakukan aktifitas fisik, seperti olahraga lebih banyak untuk

mencegah bertambahnya berat badan.Orang-orang yang kelebihan berat

badan dan disertai factor resiko, seperti kolesterol dan tekanan darah

tinggi, perlu secara aktif menurunkan berat badan dan mengontrol diet

dan olahraga.

2.5 Pembakaran Kalori

Calories burning merupakan suatu proses pembakaran lemak.

Dimana lemak merupakan salah satu faktor yang berpengaruh terhadapkesegaran jasmani.Lemak tubuh yang berlebihan dapat menurunkankesegaran jasmani dan berisiko terserang berbagai penyakit. Lemak

pada tubuh tidak akan bisa diubah mejadi keringat atau air. Jadi, tidak

benar pemberitaan tentang lemak akan berkurang hanya karena kita

berkeringat. Lemak yang berada diseluruh tubuh kita hanya bisa dibuang

jika tubuh kita membutuhkan tenaga setelah tenaga yang berasal dari

makanan yang kita makan sudah habis. Lemak ditubuh akan diangkut,

masuk kedalam sel-sel otot dan dijadikan tenaga ketika tenaga dari

karbohidrat atau gula sudah habis.Menurut Dr. Gily [8], kalori yang terbakar selama berolahraga

dapat dihitung menggunakan rumus (2.1)

Calories burned by exercise

= ((METs * 3.5 * weight in kg) / 200) *duration in minutes

….(2.1)

Dimana METs merupakan singkatan dari “Metabolic

Equivalent”.

Sebuah MET didefinisikan sebagai penggunaan energi (VO2)

diukur dengan satuan mL/kg/menit pada keadaan normal. Sehingga,sebuah MET adalah VO2 istirahat. Untuk rata-rata orang dewasa 1 METkirakira sama dengan 3,5 mL. O2 dikonsumsi per kilogram berat badan

per menit (1 MET = 3,5 mL/kg/min) ini juga berarti kira-kira 1 kcal per

kg berat badan per jam. Kondisi yang konstan ini dapat juga

dipergunakan untuk mengadakan istimasi terhadap VO2 seseorang

dalam keadaan istirahat. Contohnya seseorang berat badan 80 kg, akanmemiliki VO2dalam keadaan istirahat kira-kira 280 mL/menit

(3,5mL/kg/min X 80kg) atau0,280L/min. METs artinya kelipatan satu



14

metabolisme dalam keadaan istirahat. Satu latihan membutuhkan 10

METs, secara sederhana berarti penggunaan oksigen selama aktivitas 10

kali dibandingkan VO2 dalam keadaan istirahat, atau 3,5 mL/kg/min X10 dimana sama dengan 35 mL/kg/min. Besar METs berdasarkan jenis

aktifitasnya dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1.Besar METs berdasarkan intensitas aktifitas [10]

No Intensitas MET’s

1 Ringan 1,2 - 2,7

2 Sedang 2,8 - 4,3

3 Kuat 4,4 - 5,9

Adapun jenis-jenis olahraga berdasarkan intensitasnya. Jenis

olahraga berdasarkan intensitasnya dapat dilihat pada tabel 2.2

Tabel 2.2.Jenis olahraga berdasarkan intensitas [10]

No Intensitas aktivitas

1 Ringan

Jalan pelan

Jalan cepat

2 Sedang

Jogging

Lari

Volley

3 Kuat Sepak bolaBasket

2.6 Sensor Accelerometer

Accelerometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur

percepatan, mendeteksi dan mengukur getaran (vibrasi), dan mengukur

percepatan akibat gravitasi (inklinasi). Sensoraccelerometer mengukur

percepatan akibat gerakanbenda yang melekat padanya. Accelerometer



15

dapat digunakan untuk mengukur getaran pada mobil, mesin, bangunan,

dan instalasi pengamanan. Sensor accelerometer juga dapat

diaplikasikan pada pengukuran aktivitas gempa bumi dan peralatanperalatan elektronik, seperti permainan 3 dimensi, mouse

komputer, dan telepon. Untuk aplikasi yang lebih lanjut, sensor

inibanyak digunakan untuk keperluan navigasi.

Sensor akselerometer yang digunakan pada proyek akhir ini

adalah MMA 7260QT yang memiliki range percepatan 1,5g-6g. Datayang dikeluarkan sensor ini masih berupa data tegangan analog.

Tegangan offset sensor ini adalah 3,3volt. MMA 7260Q memiliki 4

macam g-select yang memungkinkan sensor dapat bekerja

padasensitivitas yang berbeda-beda. Tingkat sensitivitas percepatannya

terdiri dari 1,5 g, 2 g, 4 g, dan 6 g. Untuk menentukan sensitivitas pada

MMA 7260Q dengan memberikan input logika pada pin g-select 1 dan pin g-select 2.[9]

Gambar 2.7 Sensor Akseleometer MMA7361[10]

2.7 Operational Amplifier

Operational amplifier atau disingkat op-amp merupakan salah

satu komponen analog yang populer digunakan dalam berbagai aplikasi

rangkaian elektronika. Pada pokok bahasan kali ini akan dipaparkan beberapa aplikasi op-amp yang paling dasar, dimana rangkaian

feedback(umpan balik) negatif memegang peranan penting. Secaraumum, umpan balik positif akan menghasilkan osilasi sedangkan umpan

balik negatif menghasilkan penguatan yang dapat terukur. Ada dua

aturan penting dalam melakukan analisa rangkaian

opamp berdasarkan karakteristik op-amp ideal, yaitu:- Aturan 1 : Perbedaan tegangan antara in put v + dan v − adalah

=0

- Aturan 2 : Arus pada input op-amp adalah nol (i + = i −= 0)

2.7.1 Non Inverting Amplifier



16

Prinsip utama dari rangkaian ini adalah memiliki masukan yang

dibuat melalui input non-inverting,sehingga tegangan keluaran akan satu

fasa dengan tegangan inputnya.Untuk mencari penguatannya dapat digunakan rumus:

Gain =1+

…………… (2.2)

Gambar 2.8 Rangkaian Non-Inverting[11]

2.8 Bluetooth

Bluetooth adalah spesifikasi industri untuk jaringan kawasan

pribadi juga (Personal Arena Network/PDA) tanpa kabel, bluetooth

menghubungkan dan dipakai untuk melakukan tukar menukar informasidi antara peralatan-peralatan elektronik.

Spesifikasi dari peralatan bluetooth dikembangkan dan di

distribusikan oleh BluetoothSpecial Interest Group (B-SIG) dan

dipromotori oleh Ericson,IBM, Intel, Nokia, Tosiba, 3com, Lucentecnologis, Microsoft, dan Motorola.

Nama bluetooth berasal dari nama raja Denmark yang bernama

Harald Blatand (Abad 10) yang telah berhasil menyatukan suku-suku

yang sebelumnya berperang diwilayahSkandinavia (Swedia, Filandia,

Denmark, Norwegia) sedangkan logo bluetooth berasal dari penyatuan 2

huruf jerman yang analog yaitu huruf A dan B.

Bluetooth adalah teknologi komunikasi wirelees (tanpa kabel)

yang beroperasi pada 2,4 GHz, unlicense ISM (Indrustrial, Scientifik,

dan Medical) dengan menggunakan frequency hopping transleiver yangmampu menyediakan layanan komunikasi data dan suara secara realtime

antara perangkat bluetooth dengan jarak jangkauan yang terbatas (±10M

/ 30 kaki), aplikasi-aplikasi yang disediakan layanan bluetooth

Secara Garis besar Transfer data Pada Bluetooth melibatkan 3

layer Protokol yaitu OBEX (Object Exchange ) sebgai protocol untuktransfer data, protocol L2CAP (Logical Link Control And Adaptation

Protocol ) untuk pengiriman paket Host daN client dan Protokol



17

RFCOMM (Radio Frequency Communication ) untuk fungsi streaming

simple data.

Pada proyek akhir ini akan dilakukan komunikasi antaraBluetooth dengan Microcontroler. komunikasi dilakukan secara point to

point maupun point to multipoint. komunikasi ini dapat dilakukan

melalui jaringan Bluetooth. melalui spp ke microcontroller dengan

menfungsikan RFCOMM [7].

2.9 Android

Merupakan sebuah sistem operasi yang berbasis Linux untuk

telepon seluler seperti telepon pintar dan komputer tablet. Androidmenyediakan platform terbuka bagi para pengembang untuk

menciptakan aplikasi mereka sendiri untuk digunakan oleh bermacam

peranti bergerak.

Awalnya, Google Inc. membeli Android Inc, pendatang baru

yang membuat peranti lunak untuk ponsel. Kemudian untuk

mengembangkan Android, dibentuklah Open Handset Alliance,

konsorsium dari 34 perusahaan peranti keras, peranti lunak, dan

telekomunikasi, termasuk Google, HTC, Intel, Motorola, Qualcomm, T-

Mobile, dan Nvidia. Pada saat perilisan perdana Android, 5 November

2007, Android bersama Open Handset Alliance menyatakan mendukung

pengembangan standar terbuka pada perangkat seluler. Di lain pihak,

Google merilis kode – kode Android di bawah lisensi Apache, sebuah

lisensi perangkat lunak dan standar terbuka perangkat seluler [7].



18

Halaman ini sengaja dikosongkan



19

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

3.1 Konfigurasi Sistem

Konfigurasi system yang digunakan pada proyek akhir ini

secaraumum terdiri dari dua bagian dasar, yaitu perangkat keras

(hardware)dan perangkat lunak ( software).Dimana setiap perangkat ini

merupakansatu kesatuan yang saling berkaitan agar terjadi suatu

harmonisasi kerja. Sistem tersebut akan menyediakan data bagi system

untuk ditampilkan pada layar LCD.Diagram blok hardware yang

digunakan dalam proyek akhir iniadalah sebagai berikut.

Gambar 3.1. Blok Diagram Hardware

3.2

Perangkat Keras

3.2.1 Perancangan Power Supply

Perencanaan power supplyini digunakan untuk memberi

tegangan pada rangkaian yang dipergunakan pada proyek akhir ini.

Pada proyek akhir ini digunakan baterai 9 volt sebanyak 1 buah.

Tegangan ini kemudian dikonversi oleh regulator AMS1117

sehingga menjadi output tegangan +5 volt. Dan digunakan IC

voltage converter ICL 7660 untuk mengkonversi tegangan outputmenjadi -5 volt. Sehingga output tegangan yang dihasilkan adalah

+5 volt dan -5 volt. Sumber +5 volt dan -5 volt digunakan untuk

rangkaian penguat IC TL072.



20

Gambar 3.2Rangkaian Regulator AMS1117 dan IC ICL7660

Rangkaian power supply yang digunakan untuk memberi supply

tegangan mikrokontroler harus stabil dan mempunyai arus yang cukup

untuk mensupply mikrokontroler sehingga tidak terjadi drop tegangansaat mikrokontroler dioperasikan.

Mikrokontroler membutuhkan sebuah tegangan supply sebesar 5

volt. Sumber tegangan yang digunakan untuk mensupply rangkaian

heart rate adalah 5 volt. Sedangkan untuk mensupply rangkaian

accelero diperlukan tegangan +5volt dan ground .

Pemakaian baterai dimaksudkan agar alat ini bersifat portable dan

mengurangi noise akibat ripple tegangan power supply, karena baterai

adalah sumber DC murni. Karena jika ada ketidak stabilan dari

rangkaian ini akan menurunkan performa mikrokontroler dan rangkaian

secara keseluruhan, sehingga berimbas pada performa dari system.

3.2.2

Rangkaian Heart Rate

Pada rangkaian ini, digunakan beberapa penguatanuntukmendapatkan sinyal detak jantung sehingga data analog tersebut

mampu terbaca oleh mikrokontroler. Pada rangkaian ini terrdapat 3 blok

utama,yaitu rangkaian sensor detak jantung, rangkaian penguat, dan

rangkaian filter.



21

Gambar 3.2. Rangkaian Pendeteksi Detak Jantung

3.2.2.1 Sensor Heart Rate

Sensor diletakkan pada jari telunjuk tangan kiri, dibawah

kuku.Sensor ini diletakkan pada posisi tersebut dikarenakan terdapat

pembuluh jantung dengan kulit yang tidak terlalu tebal sehingga mampu

untuk ditembus cahaya infrared . Berkas cahaya infrared yang

menembusjari tersebut akan diterima oleh phototransistor . Berkascahaya yang menembus jari tangan tersebut memiliki intensitas yang

berbeda-beda sesuai dengan aliran darah.

Gambar 3.3. Rangkaian sensor Heart Rate

4k7Ω 100Ω



22

Phototransistor dirangkai seri dengan resistor sebesar

4k7Ω.Sedangkan infrared dipasang secara seri dengan resistor 100 Ω.

Saatdarah dipompa keseluruh tubuh, intensitas cahaya yang diterima phototransistor akan berkurang, sedangkan saat darah kembali ke

jantung, intensitas cahaya yang diterima phototransistor semakin besar.

Perbedaan intensitas cahaya inilah yang digunakan untuk mendeteksi

detak jantung.

3.2.2.2 Amplifier Penguatan

Sinyal keluaran dari rangkaian sensor heartrate sangat kecil.

Sehingga diperlukan 2x penguatan. Sinyal yang telah dikuatkan pada

amplifier pertama, kemudian dikuatkanlagi dengan amplifier kedua.

Pada system penguatan, diperlukan adanya IC opamp dan resistor.

Resistor digunakan untuk menentukan nilai penguatan yang diinginkan.Pada IC op-amp TL072 terdapat dua op-amp didalamnya, sehingga

dapat dilakukan penguatan bertahap. Digunakan penguatan non-

inverting karena pada proyek akhir ini hanyamembutuhkan tegangan

positif yang sama dengan inputnya.

Gambar 3.5. Rangkaian Amplifier

Pada op-amp pertama, penguatan diatur untuk menghasilkan

penguatan sebesar 6 kali. Dan pada op-amp kedua juga diaturmenghasilkan penguatan 15 kali. Dengan menggunakan rumus:

Penguatan =

+ 1

Sehingga :

Penguatan 1: =

+ 1 = 5,7= 6x

Penguatan 2: =

+ 1 = 14,2= 15x



23

Total penguatan = 6x15 =90x penguatan.

3.2.2.3

FilterLow Pass

Low Pass Filter adalah jenis filter yang memiliki

kemampuanuntuk meredam frekuensi tinggi dan meloloskan frekuensi

rendah. Seperti pada rangkaian amplifier , pada rangkaian low pass filter

juga terdapat dua kali pemfilteran yang mengikuti rangkaian amplifier .

Terdapat dua kali pemfilteran, filter pertama dan kedua digunakanfrekuensi cut off sebesar 3,4 Hz.

Gambar 3.6. Rangkaian Amplifier dengan low pass filter

Penentuan nilai komponen pada filter tahap pertamadilakukansebagai berikut:

1. menentukan nilai cut off = 3,4Hz2. menentukan kapasitor yang digunakan

C= 100nF

3. menghitung R

=1

2..

=1

2.3,14.3,4.1. 10−

= 468340Ω

(tersedia di pasaran 470k)



24

3.2 Kalori Burning

3.2.1

Rangkaian Sensor Accelerometer

Sensor ini digunakan untuk mengukur banyaknya langkah kakiyang telah diperoleh olrh pengguna alat. Peletakkan sensor ini akan

mempengaruhi sensitifitas kerja sensor, sehingga sensor harus

diletakkan pada tempat yang banyak terdapat getaran saat seseorang

bergerak, seperti pada paha. Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada

gambar dibawah ini.

Gambar 3.3 Peletakan Sensor Accelerometer

Pengukuran banyaknya langkah kaki yang ditempuh diperoleh

dari perubahan nilai dari sumbu X, Y, dan Z. Perubahan nilai

tersebut dipengaruhi oleh gerakan atau perubahan posisi dari

penggguna.Berikut merupakan gambar rangkaian accelero,



25

Gambar 3.4 Rangkaian Accelero dengan filter [9]

Pada sensor akselerometer yang digunakan telah terintegrasi

dengan low pass filter. Penggunaan low pass filter untuk mengurangi

noise pada data keluaran sensor tersebut. Besaran nilai kapasitor sebesar

3,3 nF.

Gambar 3.5 Blok diagram sensor Akselerometer MMA 7361[9]

3.4

Perancangan dan Pembuatan Rangkaian Mikrokontroler

3.4.1

Perancangan Interface I/ORangkaian I/O dari mikrokontroler mempunyai kontrolerdireksi

yang tiap bitnya dapat dikonfigurasikan secara individual, makadalam

pengkonfigurasian I/O yang digunakan ada yang berupa operasiport ada

pula yang dikonfigurasikan sebagai I/O.

Berikut ini akan diberikan konfigurasi dari I/O mikrokontrolertiap bitnya yang digunakan pada mikrokontroler ATMEGA 16:

PORT A

PORT A digunakan sebagai input ADC yang merupakanmasukan

tegangan analog dari sensor yang dirubah menjadi tegangan digital.Rumus untuk mengkonversi tegangan dari ADC adalah sebagai berikut

Dengan ADC 8 bit →full scale = 255

Tegangan =ADC

X Vinput

3.5

Perancangan dan Pembuatan Software

3.5.1

Perancangan Filter Discrimination Window

Pada accelerometer saat kondisi ideal, ketika sensor dalam

kondisi tidak bergerak dari ADC masih terdapat kemungkinan



26

mengandung error akibat derau mekanik. Derau mekanik ini terjadi

pada micromachine, yang antara lain disebabkan olehvibrasi mekanik

dan pergerakan elektron.Ketika sensor dalam kondisi tidak bergeraksejumlah error kecil masih tampak pada sinyal keluaran sehingga

nantinya sejumlah error tersebut akan dijumlahkan. Sehingga sinyal

keluaranakan konstan pada tegangan offset . Oleh karena itu dibutuhkan

metode yang dapatmengasumsikan sejumlah error kecil tadi sebagai

tegangan offset yang konstan.[10]

Gambar 3.13. Cuplikan program discrimination window

Dengan adanya discrimination window, pembacaan data ADC

sebagai gerakan yang sesungguhnya tidak terganggu dengan sinyal-

sinyal noise disekitar range data 250 hingga 255.

5.3.2

Perancangan Keseluruhan Sistem

Dalam suatu system alat, diperlukan perangkat hardware

danperangkat software. Perangkat software diperlukan untuk mengolahdata input sehingga dapat menghasilkan input yang diinginkan.

Perangkat lunak disini termasuk pembacaan ADC dan pengolahan

informasi setelah melalui ADC.

Software ini nantinya akan didownload pada chip mikrokontroleryang nantinya akan menjadi pusat pengolah informasi dari alat ini.

Flowchart program yang digunakan pada alat ini dapat dilihat pada

gambar 3.14.



27



28

Gambar 3.14. Flowchart program

Dari flowchart diatas dapat dilihat bahwa terdapat tiga input

yangharus dimasukkan sebelum semua proses dilakukan. Input tersebut

meliputi usia, berat badan, dan intensitas gerak. Data berat badan danintensitas gerak digunakan untuk diolah menjadi besar kalori yang

terbakar dan data usia digunakan untuk mengetahui denyut jantung

maksimal. Pada proyek akhir ini digunakan dua buah ADC sebagai

pengolah data keluaran dari photodiode dan accelerometer.



29

*****Halaman Ini Sengaja Dikosongkan*****



30

BAB IV

Pengujian dan Pembahasan Sistem

Dalam bab ini membahas tentang pengujian berdasarkan

perencanaan dari system yang dibuat. Pengujian ini dilaksanakan untuk

mengetahui kehandalan dari system dan untuk mengetahui kesesuaian

dengan perencanaan.Sebelum dilakukan penyambungan terhadap perangkat keras

lainnya, maka terlebih dahulu dilakukan tahap pengujian alat dan

rangkaian. Tujuan pengujian perangkat keras ini adalah untuk

mengetahui ketepatan dan ketelitian dari perangkat keras yang kita buat,

sehingga diketahui kekurangan yang mungkin bisa diperbaiki lagi.

4.1 Pengujian Rangkaian Heart Rate

4.1.1 Pengujian Rangkaian Sensor Infrared dan Photodiode

4.1.1.1 Tujuan

Tujuan dari pengujian rangkaian ini adalah untuk mengetahui

apakah photodiode dan infrared mampu mendeteksi perubahan volume

aliran darah.

4.1.1.2 Pengaturan alat dan prosedur pengerjaan

Dalam pengujian rangkaian sensor heartratediperlukan beberapa

alat untuk mengetahui sensor telah bekerja atau belum. Beberapa alat

tersebut meliputi power supply, multimeter, dan oscilloscope. Namun

sebelum melakukan pengujian, kita rangkai dahulu sensor infrared led

dengan photodiode. Rangkaian sensor dapat dilihat pada gambar 4.1.

Gambar 4.1.Rangkaian Sensor Heart Rate

Setelah rangkaian sensor dirangkai, kita sambungkan rangkaian

sensor dengan power supply. Lalu kita lihat apakah rangkaian sensor



31

telah bekerja atau belum. Untuk memastikan infrared led sudah aktif,

kita memerlukan kamera untuk melihat apakah sensor tersebut sudah

aktif. Penggunaan kamera disini dikarenakan sensor infrared led tidakdapat dilihat oleh mata telanjang. Setelah sensor infrared led menyala,

kita pasang sensor pada jari telunjuk. Pemasangan sensor pada jari

telunjuk dapat dilihat pada gambar 4.2.

Gambar 4.2.Peletakan jari pada Sensor Heart Rate

Setelah sensor dipasang pada jari telunjuk, kita lihat sinyal yang

dikeluarkan sensor dan besar tegangan yang dihasilkan. Untuk melihat

perubahan tegangan yang dihasilkan sensor, kita bisa gunakanmultimeter dan untuk dapat melihat grafik perubahan tegangan bisa kita

gunakan oscilloscope.

4.1.1.3 Hasil Pengujian Dan Analisa

Berikut merupakan grafikperubahan tegangan dari rangkaian

sensor yang dilihat dari oscilloscope. Time/Div yang digunakan adalah500mS dan Volt/Div yang dihunakan adalah 800 mV



32

Gambar 4.3.Grafik sinyal output sensor

Sinyal di atas merupakan hasil dari rangkaian sensor infrared led

dan photodiode yang diletakkan pada jari. Sebelum diletakkan pada jari,tegangan output dari sensor sebesar 0V. Setelah sensor diletakkan pada

jari, tegangan keluaran dari rangkaian sensor tersebut bernilai mulai dari

0 -15,55 mv, namun tegangan tersebut masih tercampur dengan noise.

Sehingga diperlukan filter untuk membuang noise-noise tersebutagar sinyal siap untuk masuk kedalam proses selanjutnya.

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa sinyal keluaran yang

dihasilkan memiliki tegangan yang berbeda-beda. Hal ini disebabkan

oleh peletakan sensor pada jari yang kurang presisi. Sehingga diperlukan

penempatan sensor yang presisi agar dapat dengan mudahmengidentifikasi adanya tegangan puncak.

4.1.1.4 Kesimpulan

Dari analisa diatas dapat diambil suatu kesimpulan bahwa,

kepresisian peletakan sensor pada jari mempengaruhi besar tegangan

yang dihasilkan. Selain itu diperlukan filter untuk membuang noise agar

sinyal siap untuk masuk kedalam proses selanjutnya.

4.1.2 Pengujian Amplifier 1



33

4.1.2.1 Tujuan


apakah penguatan yang dihasilkan sesuai dengan yang dirancang.


Pada rangkaian Amplifier ini digunakan penguatan sebesar 90

kali. Dalam pengujian rangkaian Amplifier diperlukan beberapa alat

untuk mengetahui penguatan yang dihasilkan. Beberapa alat tersebutmeliputi power supply,function generator , dan oscilloscope. Namun

sebelum melakukan pengujian, kita rangkai dahulu rangkaian Amplifier

Non-Inverting. Berikut merupakan gambar rangkaian Amplifier Non-

inverting .

Gambar 4.9.Rangkaian Amplifier Non-Inverting

Setelah rangkaian amplifier dirangkai, kita sambungkan

rangkaian tersebut dengan power supply pada Vcc dan ground

rangkaian, function generator pada sisi input rangkaian. Dan kita

sambungkan probe osciscope pada output rangkaian seperti pada

gambar berikut.



34

Setelah semua terhubung, pertama-tama kita cek penguatan pada

rangkaian dengan cara memberi input pada rangkaian menggunakan function generator. Lalu hasil penguatan tegangan dapat dilihat pada

oscilloscope.


Setelah semua prosedur dilaksanakan, proses selanjutnya adalah pengambilan data. Berikut merupakan hasil dari penguatan rangkaian

amplifier non-inverting ,

Tabel 4.2. Hasil pengujian penguatan pada rangkaian Amplifier Non-inverting

Amplifier 1

VI

V Output Error

(%)V

Output

Penguatan (Av) Error (%)Penguatan

(Av)Praktek Teori Praktek Teori

0.02 0.11 0.12 9.09 5.50 6.00 9.09

0.04 0.22 0.24 8.33 5.50 6.00 8.33

0.05 0.27 0.30 10.00 5.40 6.00 10.00

0.07 0.39 0.42 7.14 5.57 6.00 7.14

0.08 0.44 0.48 8.33 5.50 6.00 8.33

0.09 0.51 0.54 5.56 5.67 6.00 5.56

0.12 0.66 0.72 8.33 5.50 6.00 8.33

0.15 0.84 0.90 6.67 5.60 6.00 6.67

0.16 0.90 0.96 6.25 5.62 6.00 6.25

0.17 0.96 1.02 5.80 5.65 6.00 5.800.20 1.13 1.20 5.80 5.65 6.00 5.80

0.23 1.30 1.38 5.70 5.65 6.00 5.70

0.25 1.40 1.50 6.67 5.60 6.00 6.67

0.30 1.65 1.80 8.33 5.50 6.00 8.33

0.40 2.25 2.40 6.25 5.62 6.00 6.25

0.50 2.80 3.00 6.67 5.60 6.00 6.67



35

0.60 3.40 3.60 5.56 5.67 6.00 5.56

0.70 3.90 4.20 7.14 5.57 6.00 7.14

0.80 4.50 4.80 6.25 5.63 6.00 6.25

0.90 5.00 5.40 7.40 5.56 6.00 7.40

Untuk mengetahui besar tegangan output yang dihasilkan secara

teori, digunakan rumus :

Vout = Vinput x Av…………………………(4.1)

Dimana Av, sudah ditentukan sebesar 6x kali penguatan. Dan

untuk menghitung besar error, digunakan rumus :

% error = −

100%................. (4.2)

Hasil dari penguatan diatas, juga dapat ditampilkan dalam bentuk

grafik, sehingga mudah untuk dilihat dan dipelajari. Berikut merupakan

bentuk grafik perbandingan antara nilai Vout ukur dengan Vout teori.

Gambar 4.6. Grafik perbedaan Vout ukur dan Vout teori

rangkaian Amplifier 1.

4.1.3.4 Kesimpulan

Dari analisa data diatas dapat dilihat bahwa terjadi error sebesar

7,06 %. Sehingga rangkaian sudah sesuai dengan hasil perancangan, dan

amplifier dapat digunakan.

4.1.3 Pengujian Amplifier 2

0

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Grafik Vout teori dan praktek

Vout praktek

Vout Teori



36

4.1.3.1 Tujuan




Pada rangkaian Amplifier ini digunakan penguatan sebesar 90

kali. Dalam pengujian rangkaian Amplifier diperlukan beberapa alat

untuk mengetahui penguatan yang dihasilkan. Beberapa alat tersebutmeliputi power supply,function generator , dan oscilloscope. Namun

sebelum melakukan pengujian, kita rangkai dahulu rangkaian Amplifier

Non-Inverting. Berikut merupakan gambar rangkaian Amplifier Non-

inverting .

Gambar 4.9.Rangkaian Amplifier Non-Inverting

Setelah rangkaian amplifier dirangkai, kita sambungkan

rangkaian tersebut dengan power supply pada Vcc dan ground

rangkaian, function generator pada sisi input rangkaian. Dan kita

sambungkan probe osciscope pada output rangkaian seperti pada

gambar berikut.



37


rangkaian dengan cara memberi input pada rangkaian menggunakan function generator. Lalu hasil penguatan tegangan dapat dilihat pada

oscilloscope.


Setelah semua prosedur dilaksanakan, proses selanjutnya adalah pengambilan data. Berikut merupakan hasil dari penguatan rangkaian

amplifier non-inverting ,Tabel 4.2. Hasil pengujian penguatan pada rangkaian Amplifier Non-inverting

VI

V OutputError(%) V

Output

Penguatan (Av)Error (%)Penguatan

(Av)Praktek Teori Praktek Teori

0.03 0.42 0.45 6.67 14 15 6.67

0.05 0.73 0.75 2.67 14.6 15 2.67

0.06 0.85 0.9 5.56 14.16 15 5.56

0.07 1 1.05 4.76 14.18 15 4.76

0.09 1.3 1.35 3.7 14.44

15 3.7

0.1 1.4 1.5 6.67 14 15 6.67

0.12 1.75 1.8 6.67 14 15 6.67

0.13 1.91 1.95 3.7 14.44 15 3.7

0.15 2.2 2.25 2.22 14.67 15 2.22

0.18 2.6 2.7 3.7 14.44 15 3.7

0.19 2.7 2.85 5.26 14.21 15 5.26

0.2 2.9 3 3.33 14.5 15 3.33

0.25 3.5 3.75 6.67 14 15 6.67

0.26 3.75 3.9 3.85 14.42 15 3.85

0.27 3.95 4.05 2.47 14.63 15 2.46

0.28 4.1 4.2 2.38 14.64 15 2.38

0.3 4.35 4.5 3.33 14.5 15 3.33



38

0.32 4.65 4.8 3.13 14.53 15 3.13

0.34 5 5.1 1.96 14.7 15 1.96

0.35 5 5.25 4.76 14.28 15 4.76

Untuk mengetahui besar tegangan output yang dihasilkan secara

teori, digunakan rumus 4.1. Dimana Av, sudah ditentukan sebesar 15x

kali penguatan. Dan untuk menghitung besar error, digunakan rumus 4.2

Hasil dari penguatan diatas, juga dapat ditampilkan dalam bentuk grafik,

sehingga mudah untuk dilihat dan dipelajari. Berikut merupakan bentuk

grafik perbandingan antara nilai Vout ukur dengan Vout teori.

Gambar 4.6. Grafik perbedaan Vout ukur dan Vout teori

rangkaian Amplifier 2.

4.1.3.4 Kesimpulan

Dari analisa data diatas dapat dilihat bahwa terjadi error sebesar4,00%. Sehingga rangkaian sudah sesuai dengan hasil perancangan, dan

amplifier dapat digunakan.

4.1.4 Pengujian Low Pass Filter

4.1.4.1 Tujuan



0

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Grafik Vout teori dan praktek

Vout praktek

Vout teori



39


Dalam pengujian rangkaian Low pass filter diperlukan beberapa

alat untuk mengetahui sudah terjadi cut off atau belum pada outputrangkaian saat diberi frekuensi lebih dari 3,4 Hz. Beberapa alat tersebut

meliputi power supply,function generator , dan oscilloscope.

Namun sebelum melakukan pengujian, kita rangkai dahulu

rangkaian Low Pass Filter . Berikut merupakan gambar rangkaian Low

Pass Filter .

Gambar 4.13.Rangkaian Low Pass Filter

Setelah rangkaian preamp dirangkai, kita sambungkan rangkaian

tersebut dengan power supply pada Vcc dan ground rangkaian, function

generator pada sisi input rangkaian. Dan kita sambungkan probe

oscilloscope pada output rangkaian seperti pada gambar berikut.


rangkaian low pass. Pengecekan dilakukan dengan mengeset function



40

generator dengan frekuensi 1 Hz dan power supply dengan tegangan 5

volt. Untuk mengecek low pass filter , kita rubah frekuensi dari function

generator , dan kita amati berapa tegangan yang dikeluarkan.


Pada rangkaian ini kita ukur frekuensi cut off dengan

memberikan tegangan input yang sama. Untuk mengetahui titik cut

off nya, kita ubah-ubah frekuensi pada input dari function generator.Berikut merupakan hasil pengujian yang didapat dari rangkaian low pass

filter dengan frekuensi cut off sebesar 3,4 Hz:

Tabel 4.3 Hasil pengujian filter LPF

No f input V out(mV)

1 1.8 287

2 2.0 287

3 2.2 287

4 2.4 287

5 2.6 287

6

2.8 2877 3.0 287

8 3.2 287

9 3.4 287

10 3.6 281

11 3.8 268

12 4.0 256

13

4.2 23714 5.0 231

15 5.5 225

16 6.0 212

17 6.5 200



41

Hasil dari rangkaian Low Pass Filter diatas, juga dapat

ditampilkan dalam bentuk grafik, sehingga mudah untuk dilihat dan

dipelajari. Berikut merupakan bentuk grafik nilai penguatan pada LPFantara nilai Vout ukur dengan Vout teori. Berikut merupakan gambar

grafik dari hasil pengujian filter.

Pada grafik diatas dapat dilihat bahwa saat frekuensi dinaikkandari 1 Hz hingga 2,8 Hz. Setelah itu saat frekuensi dinaikkan melebihi

frekuensi 2,8 Hz, tegangan akan turun. Penurunan tegangan terjadi saat

melebihi frekuensi cut off , hal ini sudah sesuai dengan karakteristik low

pass filter.

.

4.1.4.4 Kesimpulan

Dari analisa diatas dapat diambil kesimpulan bahwa pada

rangkaian low pass filter , penurunan tegangan terjadi saat melebihi

frekuensi cut off , hal ini sudah sesuai dengan karakteristik low pass filter.

4.1.5 Pengujian Keseluruhan Rangkaian Heart Rate

4.1.5.1 Tujuan

Pengujian dilakukan untuk mengetahui sinyal yang dihasikan

sudah siap untuk di proses pada ADC.

4.1.5.2 Pengaturan Alat Dan Prosedur Pengerjaan

0

50

100

150

200

250

300

350

1 3 5 7 9 11 13 15 17

m V

grafik LPF

Vout



42

Pada proses pengujian keseluruhan rangkaian untuk mendeteksi

detak jantung ini, yang kita lakukan adalah menghubungkan keseluruhan

dari rangkaian untuk mendeteksi detak jantung. Rangkaian tersebutmeliputi rangkaian sensor, preamplifier, amplifier dan low pass filter.

Untuk lebih jelasnya, berikut merupakan urutan penghubungan.

Gambar 4.16.Urutan penghubungan Rangkaian pendeteksi detak jantung

Pertama-tama jari diletakkan pada rangkaian sensor. Sinyal yang

keluar dari rangkaian sensor selanjutnya masuk pada preamplifier.

Kemudian sinyal difilter oleh low pass filter dan dikuatkan pada

rangkaian amplifier non inverting . Kemudian sinyal yang keluar dari

rangkaian dihubungkan pada oscilloscope untuk diamati.

Setelah semua rangkaian terhubung, kita amati sinyal yang keluar

dari oscilloscope. Proses selanjutnya adalah menentukan sinyal tersebut

dapat dimasukkan pada proses selanjutnya atau tidak.


Pada pengujian ini dilakukan pengukuran pada tiap-tiap tahapan.

Pada tahap pertama adalah pengukuran tegangan yang keluar dari

rangkaian sensor. Pada rangkaian sensor,sebelumjari diletakkan pada

rangkaian sensor, tegangan output dari sensor sebesar 0V. Setelah jari

diletakkan pada rangkaian sensor, tegangan keluaran dari rangkaiansensor tersebut bernilai mulai dari -5 0,35 mv, namun tegangan tersebut

masih tercampur dengan noise. Kemudian tegangan tersebut

dimasukkan pada preamplifier yang kemudian dikuatkan sebanyak

sepuluh kali penguatan. Setelah itu, tegangan dimasukkan pada low pass

filter dan amplifier. Tegangan keluaran dari rangkaian low pass filter

dan amplifier adalah sekitar 0-3 volt. Berikut merupakan bentuk sinyaloutput keluaran dari keseluruhan rangkaian heart rate. Time/Div yang

digunakan adalah 500mS.Dan volt/Div yang digunakan adalah 1 volt.



43

Gambar 4.17.Sinyal output rangkaian heart rate

Bentuk sinyal pada gambar diatas merupakan bentuk sinyal yang

siap untuk masuk kedalam ADC mikrokontroller. Sinyal yang masuk

kedalam mikrokontroler akan diproses didalam mikrokontroller.

Berikut merupakan hasil detak jantung (beat per menit) yang

dibandingkan dengan hasil dari perhitungan manual,

Tabel 4.4 Tabel pengujian Heart Rate dengan perhitungan manual

No Alat(bpm) Manual(bpm) %error

1 64 67 0.045

2 72 70 0.029

3 80 82 0.024

4 56 55 0.018

5 60 62 0.032

6 64 66 0.030

7 68 67 0.0158 72 72 0.000

9 84 82 0.024

10 52 53 0.019

11 76 75 0.013

12 60 60 0.000

13 72 74 0.027

14 68 71 0.042



44

15 64 65 0.015

16 80 79 0.013

17 56 56 0.00018 60 61 0.016

19 72 71 0.014

20 76 75 0.013

Dari data diatas dapat dilihat hasil perbandingan pembacaan

detak jantung menggunakan alat dan perhitungan secara manual. Dari

data yang diperoleh dapat dilihat bahwa ada beberapa data yang berbeda

antara pengambilan data secara manual, dan pengambilan data dengan

alat.6. Kesimpulan :

Jadi, data detak jantung yang diperoleh sudah sesuai dengan

detak jantung yang dihitung secara manual. Pada gambar diatas dapat

dilihat bahwa rata-rata perbedaan pengukuran pada alat dan secara

manual adalah 1-2. Dan persen error rata-rata antara hasil pengukuran

dan perhitungan manual adalah 0,2%.

4.2. Pengujian Accelerometer

4.2.4 Pengujian pembacaan ADC berdasarkan sumbu

4.2.4.1 Tujuan

Tujuan dari pengujian alat ini adalah untuk mengetahui

karakteristik dari masing-masing sumbu pada accelerometer saat adanyalangkah.


Rangkaian yang diuji adalah rangkaian modul accelerometer

yang telah dihubungkan dengan ADC pada mikrokontroler yang telah di

isi program untuk membaca data sumbu X, Y, dan Z padaaccelerometer.



45

Gambar 4.20. Penghubungan antara accelero dan ADC pada ATMega16

Dari setiap sumbu x, y, dan z dari accelerometer diberikan pembagi tegangan sebelum masuk ke pin ADC mikrokontroller. Hal ini

dilakukan agar accelero hanya membaca intensitas gerakan seseorang.

Pertama-tama kita download program untuk mengaktifkan ADC

pada mikrokontroler. Untuk pembacaan data accelero, diperlukan tiga

PORT ADC untuk dihubungkan dengan accelero sumbu x, y dan z.

Setelah program didownload, kita letakkan box berisi rangkaian accelero

dan minimum sistem pada pinggang dan beri sabuk agar tidak jatuh saat

dibuat berjalan. Setelah itu, kita baca ADC pada masing-masing sumbu

dengan menggunakan PC. Untuk konektifitas antara mikro dan PC

digunakan RS 232. Saat accelero digerakkan, data akan dikirim ke PC

dan data yang diperoleh dibuat grafik.


Berikut merupakan hasil pengujian accelerometer saat seseorang

berjalan sebanyak 4 langkah. Data dibagi menjadi 3, yaitu data sumbu X

, sumbu Y, dan sumbu Z.

Setelah data pada sumbu X, Y, dan Z didapatkan, proses

selanjutnya adalah pembuatan grafik berdasarkan sumbu. Setelah

diketahui karakteristik dari grafik pada masing-masing sumbu,selanjutnya data akan digunakan untuk menentukan sumbu mana yang

akan digunakan sebagai parameter menghitung besar kalori yang

terbakar dari banyaknya langkah yang ditempuh. Berikut merupakan

grafik hasil data accelerometer pada sumbu x.



46

Gambar 4.21. Data pada sumbu X

Selain pengambilan data gerakan sebanyak 4 langkah dari

sumbu-X, Juga ada data dari sumbu – Y. Berikut merupakan grafik hasil

dari data Accelerometer pada sumbu-Y,

Gambar 4.22. Data pada sumbu Y

Selain pengambilan data gerakan sebanyak 4 langkah dari

sumbu-X dan sumbu-Y, Juga ada data dari sumbu – Z. Berikutmerupakan grafik hasil dari data Accelerometer pada sumbu-Z,



47

Gambar 4.23. Data pada sumbu Z

Dari data accelerometer saat melangkah sebanyak 4 langkah,

dapat dilihat pada masing-masingsumbu data diatas bahwa ketiga sumbu

mampu mendeteksi banyaknya langkah. Namun hanya dibutuhkan satu

sumbu untuk diolah pada proses selanjutnya. Dari ketiga sumbu diatas,

dapat dilihat bahwa sumbu- z lah yang memiliki tingkat sensitifitas yanglebih tinggi diban-dingkan dengan sumbu- x dan sumbu- y. Hal ini

dikarenakan peletakan sensor accelero pada box yang diletakkan pada

pinggang. Berikut merupakan posisi accelerometer dalam box yang

diletakkan di pinggang,

Gambar 4.24. Posisi accelerometer

Saat adanya langkah, tegangan yangdihasilkan pada sumbu-z

akan naik, jika perlambatan maka tegangan akan turun dan jika

kecepatan konstanatau percepatan nol maka output tegangan berada

pada nilai tengah yang telah ditentukan. Namun, pada grafik diatas



48

masih sulit untuk dibaca karena adanya data yang tidak digunakan ikut

terbaca. Sehingga diperlukan filter untuk lebih mudah dalam pembacaan

data titik puncak pada grafik.

4.2.4.4 Kesimpulan

Dari analisa diatas dapat disimpulkan bahwa berdasarkan

peletakan sensor accelero pada box, data accelero yang digunakan

adalah data dari sumbu-z. Namun diperlukan filter lagi untuk lebihmempermudah pembacaan.

4.2.2 Pengujian filter discrimination window

4.2.2.1 Tujuan

Pengujian ini digunakan untuk membuang data-data accelero

yang dianggap nol, sehingga pembacaan titik puncak lebih mudah.


Pengaturan alat pada tahap ini masih sama seperti pada tahap

sebelumnya. Yang berbeda hanya, ditambahkannya program pemfilteran

pada program semula yang akan didownload pada hardware.

Penambahan program tersebut meliputi pengkondisian data accelero

yang stabil pada data ADC sebesar 505 – 506. Sehingga saat ada data

ADC sebesar 504 – 506, data tersebut akan dianggap noise dan data

tersebut akan dianggap sebesar 505.

Setelah ditambahkan program, lalu kita download program untuk

mengaktifkan ADC pada mikrokontroler. Untuk pembacaan data

accelero, diperlukan tiga PORT ADC untuk dihubungkan dengan

accelero sumbu x, y dan z. Setelah program didownload, kita letakkan

box berisi rangkaian accelero dan minimum sistem pada pinggang dan

beri sabuk agar tidak jatuh saat dibuat berjalan. Setelah itu, kita baca

ADC pada masing-masing sumbu dengan menggunakan PC. Untuk

konektifitas antara mikro dan PC digunakan RS 232. Saat accelerodigerakkan, data akan dikirim ke PC dan data yang diperoleh dibuat

grafik.


Setelah dimasukkan program untuk memfilter data yangdianggap nol, didapatkan data yang lebih halus. Dengan cara melakukan



49

gerakan sebanyak 4 langkah, berikut adalah gambar grafik yang

diperoleh,

Gambar 4.25. Data accelero setelah difilter

Dari grafik diatas dapat dibandingkan dengan pengujian

sebelumnya bahwa data yang diperoleh lebih halus. Dan data yang

didapat mempermudah kita untuk menghitung banyaknya langkah yang

di peroleh. Dan dari grafik diatas dapat dihitung terjadi 4 kali gerakan.Hal ini menunjukkan jika data accelero yang digunakan untuk

menghitung banyaknya langkah sudah sesuai dengan jumlah langkahyang sebenarnya.

4.2.2.4 Kesimpulan

Dari analisa diatas dapat disimpulkan bahwa filter yang

digunakan dapat mempermudah pembacaan banyaknya gerakan. Selain

itu, data accelero yang digunakan untuk menghitung banyaknya langkah

sudah sesuai dengan jumlah yang sebenarnya.

4.2.3 Pengujian Accelero Berdasarkan Titik Puncak

4.2.3.1 Tujuan

Tujuan dari pengujian alat ini adalah untuk mengetahui

kebenaran pendeteksian accelerometer disetiap gerakan.

4.2.3.2 Pengaturan Alat Dan Prosedur Yang Dikerjakan

Dengan menggunakan program yang sebelumnya yaitu

pembacaan sinyal dari accelero yang kemudian dipindah dalam data

ADC, lalu kita lakukan filter menggunakan filter discrimination



50

windowing . Pertama-tama kita download program untuk mengaktifkan

ADC pada mikrokontroler. Untuk pembacaan data accelero, diperlukan

tiga PORT ADC untuk dihubungkan dengan accelero sumbu x, y dan z.Setelah program didownload, kita letakkan box berisi rangkaian accelero

dan minimum sistem pada pinggang dan beri sabuk agar tidak jatuh saat

dibuat berjalan. Setelah itu, kita baca ADC pada masing-masing sumbu

dengan menggunakan PC. Untuk konektifitas antara mikro dan PC

digunakan RS 232. Saat accelero digerakkan, data akan dikirim ke PCdan data yang diperoleh dibuat grafik.

Karena data yang diambil hanya dari sumbu-Z pada accelero,

maka peletakan alat harus sesuai sengan gambar dibawah ini,

Gambar 4.26. Peletakan alat berdasarkan sumbu-Z

Peletakan alat harus sesuai pada sumbu-Z karena sumbu-Z lah

yang paling sensitif menerima sinyal gerakan. Seperti yang dijelaskan

pada pengujian accelerometer berdasarkan sumbu diatas.Setelah alatterpasang pada pinggang dan peletakan sesuai gambar 4.18.diatas, kita

coba untuk bergerak. Gerakan yang dilakukan adalah melangkah

sebanyak 26 langkah.


Setelah dimasukkan program pembacaan ADC dan program

untuk memfilter data yang dianggap nol. Kita letakkan alat sesuai

dengan prosesedur diatas. Setelah itu kita lakukan gerakan berjalan

sebanyak 26 langkah, dan berikut adalah gambar grafik yang diperoleh,



51

Gambar 4.27. Grafik titik puncak yang dideteksi accelero saat ada gerakan berjalan sebanyak 28 langkah

Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa, terjadi 28 kali titik puncaksesuai dengan gerakan yang dilakukan sebanyak 26 langkah. Hal ini

menunjukkan bahwa tingkat sensitifitas pada sumbu-Z tinggi karena

dengan banyak langkah yang banyak pun, data dapat menunjukkan

kebenaran titik puncak yang terjadi. Sehingga data ADC siap untukmemasuki proses selanjutnya.

4.2.3.4 Kesimpulan

Dari analisa diatas dapat disimpulkan bahwa tingkat sensitifitas

pada sumbu-Z terlalu tinggi karena dengan banyak langkah belum sesuai

dengan praktiknya. data dapat menunjukkan error titik puncak yang

terjadi. Hal tersebut dikarenakan pergerakan sedikit saja bisa dideteksi 1langkah.

4.2.4 Pengujian Banyak Kalori Yang Terbakar Saat Terjadi

Gerakan

4.2.4.1 Tujuan

Tujuan dari pengujian banyak kalori yang terbakar saat terjadi

gerakan adalah untuk mengetahui prosentase error alat proyek akhir jika

dibandingkan dengan perhitungan pembakaran kalori yang sudah ada.

4.2.4.2 Pengaturan Alat Dan Prosedur Yang Dilakukan



52

Pada proyek akhir yang telah di download program untuk

menghitung kalori yang terbakar berdasarkan jenis aktifitas dan jumlah

titik puncak yang dideteksi accelero saat terjadi gerakan, akan diambildatanya dengan jumlah titik puncak yang berbeda. Dengan

membandingkan besar kalori yang terbakar yang dideteksi pada alat

proyek akhir dan hasil perhitungan dengan menggunakan rumus yang

sudah ada, nanti bisa kita lihat besar error yang terjadi. Selain

menggunakan rumus yang sudah ada, juga dapat kita bandingkandengan alat penghitung kalori yang sudah dijual di pasaran.

Langkah pertama yang dilakukan yaitu mendownload program

untuk menghitung kalori. Setelah itu box proyek akhir diletakkan pada

pinggang orang yang akan berolahraga. Alat penghitung kalori sebagai

pembanding juga diletakkan pada saku pengguna. Setelah itu, pengguna

melakukan berbagai macam aktifitas. Setiap selesai melakukan aktifitas,dilakukan pencatatan kalori yang terbakar. Lalu mulai melakukan

aktifitas yang lain.


Setelah box diletakkan pada pinggang pengguna, pengguna

melakukan olahraga dengan berbagai intensitas yang telah

ditentukan.Intensitas tersebut meliputi intensitas ringan, sedang, dan

kuat.Disetiap akhir olahraga, kita coba bandingkan hasil yang

dikeluarkan oleh alat PA dan alat digital.Setelah dilakukan

perbandingan, berikut merupakan data yang diperoleh,

Tabel 4.4. Tabel Perbandingan Hasil Kalori Yang Terbakar



53

Setelah didapatkan data perbandingan, proses selanjunya adalah pembuatan grafik perbandingan untuk mempermudah pembacaan

perbandingan. Berikut merupakan grafik perbandingan antara kalori

yang dibaca pada alat proyek akhir.

4.2.4.4 Kesimpulan

Dari analisa diatas dapat disimpulkan bahwa peletakan box atau

proyek akhir yang kurang rekat akan mempengaruhi hasil akhir karena pada saat melakukan gerakan box juga ikut bergerak atau bergeser.



54

BAB VPenutup

5.1. KESIMPULAN

Setelah melakukan perencanaan dan pembuatan sistem kemudian

dilakukan pengujian dan analisanya, ada beberapa kesimpulan yang

dapat diambil dari proyek akhir ini antara lain:

1. Berdasarkan data pengujian detak jantung didapatkan error

rata-rata sebesar 0,2 %, Berdasarkan error rata-rata yang

diperoleh, dapat disimpulkan bahwa alat ini mampumemonitoring detak jantung dan pembakaran kalori saat

berolahraga.2. Pengukuran besar kalori yang terbakar berdasarkan banyaknya

titik puncak yang dideteksi accelerometer didapatkan error

rata-rata sebesar 5,23 %. Error ini dikarenakan peletakan alat

yang kurang rapat pada pinggang pengguna sehingga saat ada

gerakan, alat ikut bergeser.

3.

Pengukuran detak jantung pada jari menggunakan infrared dan

photodiode sudah sesuai dengan hasil pengukuran

menggunakan Manual. Namun kepresisian infrared dan

photodiode pada jari mempengaruhi keakuratan pendeteksiandetak jantung.

5.2. SARAN

Pada proyek akhir ini, terdapat kekurangan saat perhitungan

kalori yang terbakar. Kesalahan dikarenakan perhitungan kalori yang

terbakar berdasarkan step seseorang saat bergerak. Namun peletakan alat proyek akhir dapat mempengaruhi besar step yang nantinya digunakan

untuk perhitungan kalori yang terbakar. Sehingga, diharapkan pada

proyek akhir selanjutnya perhitungan kalori yang terbakar, bukan hanyadari jumlah gerakan atau step.



BIODATA PENULIS

Nama : Wahyu Pribadi

Tempat/Tanggal Lahir : Banyuwangi, 26 Agustus 1990

Alamat : Dusun Krajan II Rt.02 Rw.06 Gambiran

Banyuwangi

Telepon/Hp : 085646014614

Hobi : Olahraga, nonton film, dengerin musikMotto : I’m not the best, but I do my best!

Riwayat Pendidikan :

SDN Genteng 1 Tahun 1997 – 2003

SMP Negeri 1 Genteng Tahun 2003 – 2006

SMA Negeri 2 Genteng Tahun 2006 – 2009

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Tahun 2012 – 2015

buku pa lengkap

Documents