rancang bangun alat pengukur tekanan...
Post on 19-Jul-2021
13 Views
Preview:
TRANSCRIPT
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT
JANTUNGBERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA &
CAHAYA
1
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT
JANTUNG BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN
TEKS, SUARA & CAHAYA
Alona Situmeang, ST., MT1
Yuliza Karina Anggietta2
Teknik Elektro Universitas Gunadarma
Jl. Margonda Raya No. 100 Depok 16424
ABSTRAK
Sehat adalah suatu hal yang sangat penting dimasa pandemi ini. Untuk hidup
sehat harus didukung dengan pola hidup yang sehat. Kehidupan yang sehat merupakan
keinginan setiap manusia, apabila seseorang menjalani pola hidup yang tidak sehat,
akan berpotensi menimbulkan berbagai penyakit, salah satunya pada organ jantung. Hal
ini dapat disebabkan oleh penyakit yang mendasari, misalnya hipertensi, diabetes, tiroid
dan obat-obatan. Untuk mendeteksi beragam jenis penyakit dapat dideteksi awal dengan
pengecekan tekanan darah dan denyut jantung. Oleh karena itu dibuat suatu
perancangan alat yang dapat digunakan untuk membantu pengecekan tekanan darah dan
denyut jantung secara berkala, terlebih lagi alat ini dapat dipakai khusus untuk yang
memiliki keterbatasan fisik khususnya tuna netra dalam melakukan pengecekan tekanan
darah dan denyut jantung secara berkala dikarenakan alat ini dapat mengeluarkan suara
dari hasil pengecekan tekanan darah dan denyut jantung tersebut. Rancang bangun alat
ini menggunakan sumber tegangan dari regulator 5 Volt dengan menggunakan
mikrokontroler Arduino Nano, terdapat input berupa Pulse Sensor yang digunakan
untuk mengukur denyut jantung dan Sensor MPX5050DP yang digunakan sebagai
pendeteksi tekanan darah, kemudian pada bagian output terdapat LCD, LED dan
Speaker. LCD yang akan menampilkan tulisan dan angka berupa Heart Rate, Blood
Pressure, Diastolic dan Sistolic, LED sebagai indikator pendeteksi tekanan darah dan
denyut jantung dalam kondisi normal atau tidak. Terdapat LED warna merah yang
menunjukkan kondisi tekanan darah tinggi, LED berwarna kuning menunjukkan
tekanan darah rendah dan LED warna putih menunjukkan kondisi tekanan darah
normal, dan pada bagian output terdapat Speaker yang berfungsi untuk mengeluarkan
suara berupa angka dari tampilan pada LCD.
Kata Kunci: Tekanan Darah, Denyut Jantung, Sensor, LED, LCD
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
2
I. PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang Masalah
Indonesia merupakan salah satu
negara yang memiliki penduduk paling
padat di dunia. Data pusat statistik
Indonesia menunjukkan hasil proyeksi
selama dua puluh lima tahun mendatang
terjadi peningkatan jumlah penduduk
Indonesia dari 238,5 juta menjadi 305,6
juta penduduk[1]. Peningkatan jumlah
populasi tersebut sangat berpotensi
menderita berbagai penyakit salah
satunya hipertensi. Pola hidup yang
tidak sehat, antara lain karena
kurangnya olahraga, konsumsi makanan
yang tidak sehat serta faktor lingkungan
yang mengandung banyak polusi turut
mempengaruhi terjadinya hipertensi.
Penyakit hipertensi melibatkan banyak
organ yang mempengaruhinya, salah
satunya jantung. Organ tersebut
memompa darah keseluruh tubuh
sehingga tubuh mendapatkan nutrisi dan
dapat melakukan aktivitas. Darah yang
mengalir ditubuh bergantung dengan
irama denyut jantung. Dunia kedokteran
menyebutkan bahwa denyut jantung dan
tekanan darah pada setiap individu
bervariasi tergantung jenis kelamin,
usia, kesehatan dan aktivitas yang
dilakukan. Denyut jantung normal pada
individu dewasa rerata 60-80 kali per
menit dengan tekanan darah sistolik
110-120 dan diastolik 70-80 milimeter
air raksa (mmHg). Tekanan darah yang
melebihi angka normal disebut
hipertensi, dan tekanan darah sistolik <
110 dan diastolik < 70 disebut
hipotensi[2]. Tekanan darah yang tidak
normal dapat terjadi dimana saja,
sehingga dibutuhkan suatu sistem
pendeteksi tekanan darah yang lebih
praktis dan efisien. Parameter kesehatan
jantung selain menggunakan (ECG)
electrocardiograph, dapat juga
menggunakan pemeriksaan mengukur
tekanan darah (sphygmomanometer atau
tensimeter). Alat tersebut terdiri dari
sebuah pompa, sumbat udara yang
dapat diputar, kantong karet dan
pembaca tekanan yang bias berupa
jarum atau air raksa sehingga dapat
menghitung tekanan darah manusia,
bekerja secara manual saat memompa
maupun mengurangi tekanan pada
manset. Pemanfaatan teknologi dan
informasi dalam melakukan pengecekan
tekanan darah menggunakan tensimeter
belum dapat digunakan secara maksimal
dan menyeluruh oleh masyarakat luas
terlebih lagi oleh orang dengan
keterbatasan fisik khususnya
penyandang tuna netra, yang
membutuhkan bantuan orang lain untuk
mengetahui hasil dari ukur tekanan
darah. Belum ada data secara khusus
alat tersebut pernah ada hingga saat ini,
sehingga peneliti membua alat
“RANCANG BANGUN ALAT
PENGUKUR TEKANAN DARAH
DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO
DENGAN KELUARAN TEKS,
SUARA & CAHAYA”.
I.2. Rumusan Masalah
Dari pembahasan latar belakang,
maka dapat dirumuskan beberapa
permasalahan yang diambil, yaitu :
1. Bagaimanakah cara merancang
alat pengukur tekanan darah dan
denyut jantung dengan
menggunakan Arduino Nano
dengan bentuk keluaran teks,
suara dan cahaya?
2. Bagaimana cara kerja dari alat
pengukur tekanan darah dan
denyut jantung dengan
menggunakan Arduino Nano
dengan bentuk keluaran teks,
suara dan cahaya?
I.3. Batasan Masalah
Batasan masalah dalam
penelitian ini dibatasi pada cara
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
3
merancang dan cara kerja dari alat
pengukur tekanan darah dan denyut
jantung dengan menggunakan Arduino
Nano dengan bentuk keluaran berupa
teks, suara dan cahaya.
I.4. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah
untuk merancang alat pengukur tekanan
darah dan denyut jantung dengan
menggunakan Arduino Nano dengan
bentuk keluaran berupa teks, suara dan
cahaya.
I.5. Metode Penelitian Penelitian dalam pembuatan alat
ini menggunakan beberapa tahapan,
yaitu:
1. Tahap Perencanaan
Persiapan melalui studi pustaka
untuk mencari teori penunjang
dan mengambil sumber-sumber
informasi atau referensi pada
buku, jurnal dan internet.
2. Tahap Analisis
Penulis melihat analisis
kebutuhan data maupun informasi
yang diperlukan dalam membuat
alat.
3. Tahap Perancangan
Penulis membuat perancangan
alat berbasis prototipe rancang
bangun yang disesuaikan.
4. Tahap Implementasi
Tahap ini dilakukan pembuatan
alat dan program yang
dimasukkan kedalam Arduino
Uno Atmega serta
menghubungkan setiap komponen
dengan programnya sehingga alat
dapat dioperasikan dan diuji.
5. Tahap Uji Coba
Tahap ini dilakukan untuk
mengetahui apakah alat berjalan
dengan baik sesuai dengan
kebutuhan yang telah dinyatakan
pada tahap analisis.
II. TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Regulator Tegangan[3]
Voltage regulator atau pengatur
tegangan adalah salah satu rangkaian
yang sering dipakai dalam peralatan
elektronika. Regulator ini dapat
berfungsi menurunkan dan
mempertahankan sebuah tegangan di
level tertentu pada sebuah rangkaian.
Maksudnya adalah sebuah tegangan
output (keluaran) pada voltage
regulator tidak dipengaruhi oleh
perubahan tegangan input (masukan).
Rangkaian ini biasanya ditemukan pada
adaptor yang bertugas memberikan
tegangan. Dirrect Current (DC) untuk
berbagai macam kebutuhan suatu benda
yang bersifat menggunakan energi
listrik seperti komputer dan konsol
game. Pada peralatan elektronika
seperti power supply sebagai pensuplai
tegangan yang bervariasi dari 5 Volt –
40 Volt.
Voltage regulator atau pengatur
tegangan merupakan rangkaian yang
sering dipakai dalam perangkat
elektronik. Rangkaian ini memiliki
fungsi untuk mengatur dan
mempertahankan tegangan pada nilai
tertentu. Setiap rangkaian elektronik
tentu saja memerlukan tegangan yang
tetap sebagai suplai dayanya untuk
dapat beroperasi. Dengan menggunakan
voltage regulator tegangan suplai ke
perangkat elektronik akan lebih stabil
dengan nilai yang tetap meskipun
tegangan input pada voltage regulator
mengalami gangguan seperti noise
ataupun fluktuasi. Voltage regulator
memiliki dua karakteristik, yaitu Step-
down dan Step-up. Pada Step-down
voltage regulator tegangan yang keluar
memiliki nilai yang lebih kecil dari
tegangan masukan, sedangkan Step-up
voltage regulator memiliki tegangan
keluaran yang lebih besar dari tegangan
masukannya. Terdapat berbagai jenis
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
4
voltage regulator dalam rangkaian
elektonika, salah satu contohnya adalah
menggunakan IC (Integrated Circuit)
voltage regulator. IC ini memiliki
kemampuan untuk menghasilkan output
tegangan yang stabil dengan nilai
tegangan sesuai kebutuhan. IC voltage
regulator juga ada beberapa macam,
diantaranya Linear Voltage Regulator
dan Switching Voltage Regulator.
II.1.1. Modul Step-Down Regulator LM2596[3] Step-down regulator adalah
regulator yang menghasilkan tegangan
output yang lebih kecil dari tegangan
inputnya. Tegangan output yang
dihasilkan mempunyai polaritas yang
sama dengan tegangan input. Step-down
converter biasa disebut juga sebagai
buck converter.
Gambar 2.1. IC LM2596
LM2596 adalah IC Regulator
monolitik yang dapat berfungsi aktif
untuk sebuah step down switching
regulator mampu menggerakkan beban
hingga 3A dengan batasan yang sangat
baik. Tipe tegangan output dari
regulator ada 2 jenis, yaitu fixed dan
adjustable. Tipe fixed tersedia dalam
tegangan output tetap sebesar 3.3V,
5.0V, 12V, 15V dan versi keluaran yang
dapat disesuaikan.
II.2. Arduino Uno[4] Arduino dikenal sebagai
platform physical computing yang
bersifat open source. Arduino adalah
platform elektronik sumber terbuka
perangkat keras dan lunak yang mudah
digunakan. Arduino mampu membaca
input berupa cahaya pada sensor,
tombol pada jari dan mengubahnya
menjadi output yang mengaktifkan
motor, menyalakan LED. Arduino
sebagai alat pengembangan, juga
merupakan kombinasi dari hardware,
bahasa pemrograman dan Integrated
Development Environment (IDE) yang
canggih. IDE adalah sebuah software
yang sangat berperan untuk menulis
program, menyusun menjadi kode biner
dan mengunggah ke dalam memori
mikrokontroler. Secara umum Arduino
terdiri dari dua bagian, yaitu: 1. Hardware. 2. Software berupa program dan library
untuk pengembangan program.
Gambar 2.2. Arduino Uno IDE
Kelebihan Arduino Uno: 1. Biaya murah, dibandingkan dengan
platform yang lain.
2. Lintas platform, software Arduino dapat dijalankan pada system operasi
windows, Macintosh OSX dan Linux.
Sementara itu, platform yang lain
umumnya terbatas hanya pada windows. 3. Mudah dipahami dan digunakan
4. Sistem yang terbuka, baik dari hardware
maupun software.
II.2.1. Arduino Nano V3.0
Arduino Nano adalah papan
mikrokontroler berdasarkan
ATMega328P. Arduino jenis ini
memiliki 14 pin I/O digital (6 pin dapat
digunakan sebagai ouput PWM), 8
input analog, 16 MHz resonator
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
5
keramik, port koneksi USB tipe B, jack
listrik, header ICSP, dan tombol reset.
Untuk tegangan input Arduino Nano
didapat dari berbagai sumber
diantaranya komputer melalui kabel
USB, adaptor AC-DC atau dengan
baterai untuk menjalankan board ini.
Gambar 2.3. Arduino Nano V3.0
Arduino Nano ini tidak
menggunakan chip driver FTDI USB-
to-Serial seperti yang digunakan pada
jenis lainnya. Arduino Nano telah
menggunakan fitur ATmega16U2 dan
memiliki resistor pada ATmega16U2
yang terhubung ke Ground, sehingga
lebih mudah untuk dimasukkan ke
dalam mode DFU. Berikut ini tabel
spesifikasi pada Arduino Uno R3:
Tabel 2.1. Spesifikasi Arduino Nano
II.3. Pulse Sensor[4]
Pulse sensor merupakan sensor
yang berfungsi untuk mengukur denyut
jantung manusia. Cara kerjanya
sederhana, sensor ini memiliki dua sisi,
di satu sisi LED ditempatkan bersamaan
dengan sensor cahaya dan di sisi
lainnya terdapat beberapa sirkuit.
Sirkuit ini bekerja untuk mengurangi
amplifikasi dan kebisingan. LED di sisi
depan sensor diletakkan di atas nadi
pada pergelangan tangan atau ujung
jari. LED akan memancarkan cahaya
tepat diatas nadi, diletakkan di atas nadi
manusia sebagai input, pertama akan
merasakan sirkulasi darah dan
mengubahnya menjadi sinyal listrik.
Gambar 2.4. Pulse Sensor
II.3.1. Konfigurasi Pin
Pulse sensor memiliki 3 pin
kaki, masing-masing mempunyai fungsi
yang berbeda. Fungsi ketiga pin
dibedakan berdasarkan warna. Fungsi
ketiga pin tersebut dijelaskan pada
Tabel 2.2
Tabel 2.2. Pin Pulse Sensor
II.4. Sensor MPX5050DP [6]
Sensor MPX5050 seri ini adalah
transduser piezoresistif, menggunakan
prinsip piezoresistif. Adanya tekanan
yang diberikan ke diagfragma sensor
akan menghasilkan perubahan nilai
hambatan sensor, keluaran dari sensor
ini berupa tegangan diferensial yang
sebanding dengan nilai tekanan yang
diterapkan. Sensor ini juga merupakan
sensor tekanan silikon monolitik
canggih yang dirancang untuk berbagai
aplikasi, tetapi khusus yang
menggunakan mikrokontroler atau
mikroprosesor dengan input AD.
transduser ini menggabungkan teknik
pemesinan mikro canggih, metalisasi
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
6
film ini dan pemrosesan bipolar untuk
memberikan sinyal output analog
tingkat tinggi yang akurat yang sesuai
dengan tekanan yang diberikan.
Gambar 2.5. Sensor MPX5050DP
Nama sensor MPX5050DP,
MPX50 merujuk pada seri sensor dan
angka 50 menunjukkan nilai maksimum
pengukuran pada tekanan gauge dalam
satuan Kpa (Kilo Pascal), untuk
mengkonversi nilai tekanan darah dari
Kpa menjadi mmHg dapat
menggunakan persamaan 2.1 sebagai
berikut:
1 Pascal = 0.0075 mmHg
Nilai acuan = Nilai Maksimum Sensor
x
0.0075..............................................(2.1)
50 x 0.0075 = 0.375 mmHg
0.375 x 103 = 375 mmHg
Nilai acuan yang dihasilkan dari
perhitungan diatas menunjukkan
seberapa besar kapasitas sensor dapat
mengetahui atau mendeteksi tekanan
dalam satuan mmHg.
II.5. DF Player[3]
DF Player merupakan modul
pemutar file audio atau sound player
music dengan support format audio
seperti file mp3. Bentuk fisik dari
komponen ini adalah persegi panjang
dengan ukuran 20x20 mm dan memiliki
16 kaki pin. Output nya dapat langsung
dihubungkan dengan speaker atau
amplifier sebagai pengeras suara. DF
Player dapat dioperasikan secara stand
alone (berdiri sendiri) atau dioperasikan
menggunakan mikrokontroler seperti
Arduino melalui komunikasi serial.
Gambar 2.6. DF Player
II.5.1. Konfigurasi Pin
DF Player memiliki 16 pin kaki,
masing-masing mempunyai fungsi yang
berbeda. Fungsi pin tersebut dijelaskan
pada tabel 2.3.
Tabel 2.3. Pin DF Player
II.6. Liquid Crystal Display (LCD)[3]
LCD adalah jenis gambar yang
dihasilkan secara elektrik yang
ditampilkan pada panel datar yang tipis.
Komponen ini juga berfungsi sebagai
tampilan suatu data, baik karakter,
huruf, maupun grafis. LCD merupakan
salah satu jenis display elektronik yang
dibuat dengan teknologi CMOS logic
yang bekerja dengan tidak
menghasilkan cahaya tetapi
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
7
memantulkan cahaya yang ada
disekelilingnya terhadap front-lit atau
mentransmisikan cahaya dari back-lit.
Teknologi ini didasarkan pada bahan-
bahan sensitif listrik yang luar biasa
yang disebut dengan liquid crystal,
yang mengalir seperti cairan tetapi
memiliki struktur kristal. Panel layar
LCD rata-rata terdiri dari ribuan elemen
gambar “piksel”, yang masing-masing
ditangani oleh tegangan. Kelebihan dari
LCD karena memiliki struktur lebih
tipis, ringan dan memiliki tegangan
operasi yang lebih rendah dari pada
teknologi tampilan lainnya.
Gambar 2.7. LCD 20x4
II.6.1. Spesifikasi LCD 20x 4[7]
LCD berfungsi sebagai
penampil yang memiliki karakter
dengan panjang karakter 20 kolom dan
4 baris. Karakteristik penampil LCD 20
x 4 sebagai berikut:
1. Tegangan catu daya LCD
maksimum = 0-5V
2. Tegangan logic LCD maksimum =
0-5V
3. Jumlah karakter = 20 karakter 4
baris
4. Dimensi modul LCD = 98 x 68 x
1,6 mm
5. Dimensi layar LCD = 84 x 31 mm
6. Dimensi layar yang digunakan
karakter = 27, 81 x 11,5 mm
7. Dimensi titik pada LCD = 0,55 x
0,55 mm
8. Dimensi karakter tampilan = 2,96 x
5,56 mm
9. Backlight = LED putih
10. Tipe LCD = STN, negatif, latar biru
11. Tipe driver = HD44780
II.6.2. Konfigurasi PIN
Pin-pin yang terdapat pada LCD
20X4 dapat dilihat pada tabel 2.4 di
bawah ini:
Tabel 2.4. Konfigurasi Pin LCD
II.7. Kesalahan Pengukuran
Kesalahan pengukuran adalah
selisih antara ukuran yang sebenarnya
dengan ukuran yang diperoleh dari hasil
pengukuran. Jadi, pengukuran itu
bersifat fleksibel dan tidak selalu tepat.
Maka dari itu, perlu dipelajari materi
mengenai kesalahan pengukuran. Salah
satu cara mengetahui kesalahan dalam
pengukuranya itu menghitung dalam
bentuk presentase kesalahan dengan
menggunakan persamaan berikut ini:
(2.2)
II.8. Denyut Jantung[2]
Bradikardia sinus adalah irama
sinus yang kurang dari 60 kali per menit
(Bpm), hal ini sering ditemukan pada
olahragawan atau atlet yang terlatih.
Takikardia sinus adalah irama sinus
yang lebih cepat dari 100 kali per
menit, keadaan ini biasa ditemukan
pada bayi dan anak kecil. Sedangkan
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
8
untuk orang normal adalah kurang dari
100 kali per menit.
II.9. Speaker[3] Speaker adalah sebuah
perangkat keras yang berfungsi untuk
mengeluarkan suara. Suara yang
dihasilkan berasal dari hasil pemrosesan
sinyal elektrik frekuensi audio (suara).
Speaker terdapat dua jenis, yaitu
speaker aktif dan pasif. Speaker aktif
yang memiliki PA (Power Amplifier) di
dalam satu box atau enclosure dengan
speakernya, sehingga tidak
membutuhkan PA tambahan.
Sedangkan speaker pasif yang belum
memiliki PA sehingga butuh PA untuk
membuatnya berfungsi.
Gambar 2.8. Speaker
Sebuah loudspeaker (pasif)
terdiri dari magnet, membran voice coil,
basket, surround dan cone. Speaker
sendiri sebenarnya memiliki banyak
jenis berbeda tergantung dengan
bentuk, ukuran dan rentang frekuensi
yang dapat dihasilkan.
II.10. Tekanan Darah[2]
Tekanan darah adalah istilah
yang mengacu pada tekanan yang
diberikan oleh cairan darah ke dinding
pembuluh darah ketika sedang mengalir
di dalamnya sampai ke ujung (kaki,
tangan, hingga ginjal) tanpa
menimbulkan kerusakan pada organ.
Besarnya tekanan darah bervariasi
seiring dengan mengecilnya ukuran
pembulu darah. Tekanan paling besar di
alami oleh pembuluh darah halus (vein).
Nilai tekanan darah yang diukur dalam
dunia kedokteran adalah tekanan yang
dialami oleh pembuluh arteri. Alat yang
digunakan untuk mengukur tekanan
darah disebut Sphygmomanometer dan
satuannya adalah mmHg (milimeter of
Hydrargyrum).
Tekanan darah terbagi menjadi
dua jenis, yaitu sistolik dan diastolik.
Tekanan sistolik adalah tekanan yang
dihasilkan pada saat jantung mulai
berdenyut dan berkontraksi memompa
darah keluar dari jantung. Sedangkan
tekanan diastolik adalah tekanan yang
dihasilkan pada saat jantung berelaksasi
setelah berdenyut. Perubahan tersebut
juga dapat di sebabkan oleh beberapa
faktor, seperti stres, makanan, penyakit,
konsumsi obat dan olahraga. Tekanan
darah sistolik normal 110-120 mmHg
dan diastolik 70-80 mmHg. Tekanan
yang melebihi angka normal disebut
Hipertensi, dan tekanan darah sistolik
<110 dan diastolik <70 disebut
hipotensi.
Hipertensi adalah tekanan di
arteri yang lebih tinggi, dimana
kekuatan aliran darah dari jantung yang
mendorong melawan dinding pembuluh
darah dan dapat merusak jaringan.
Kekuatan tekanan darah ini dapat
berubah dari waktu ke waktu,
dipengaruhi oleh aktivitas apa yang
sedang dilakukan dan daya tahan
pembuluh darah, sedangkan hipotensi
adalah tekanan di arteri yang lebih
rendah, sehingga aliran darahnya tidak
sampai ke organ tubuh, dimana kondisi
tekanan darah yang dihasilkan saat
jantung memompa darah ke seluruh
arteri dalam tubuh dan darah berada
dibawah batas tekanan normal. Saat
darah mengalir melalui arteri, darah
memberikan tekanan pada dinding
arteri. Gambar 2.9 dibawah ini
merupakan gambar tabel dari kategori
tekanan darah.
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
9
Gambar 2.9. Kategori Tekanan Darah
Gambar diatas adalah lima
rentang tekanan darah yang diakui oleh
American Heart Assciation, berikut
adalah penjelasannya[7]:
1. Normal
Angka tekanan darah kurang dari
120/80 mmHg dianggap dalam kisaran
normal. Jika hasilnya termasuk dalam
kategori ini, patuhi kebiasaan
menyehatkan jantung seperti mengikuti
diet seimbang dan berolahraga teratur.
2. Elevated
Tekanan darah yang dihindari
adalah ketika pembacaan secara
konsisten berkisar antara 120-129
sistolik dan diastolik kurang dari 80 mm
Hg. Orang dengan tekanan darah tinggi
cenderung mengalami tekanan darah
tinggi kecuali jika ada langkah yang
diambil untuk mengendalikan kondisi
tersebut.
3. Hypertension Stage 1
Hipertensi Stadium 1 adalah ketika
tekanan darah secara konsisten berkisar
antara 130-139 sistolik atau 80-89
mmHg diastolik. Pada tahap tekanan
darah tinggi ini, dokter cenderung
meresepkan perubahan gaya hidup dan
dapat mempertimbangkan untuk
menambahkan obat tekanan darah
berdasarkan risiko penyakit
kardiovaskular aterosklerotik
(ASCVD), seperti serangan jantung atau
stroke.
4. Hypertension Stage 2
Hipertensi Tahap 2 adalah ketika
tekanan darah secara konsisten berkisar
140/90 mm Hg atau lebih tinggi. Pada
tahap tekanan darah tinggi ini, dokter
cenderung meresepkan kombinasi obat
tekanan darah dan perubahan gaya
hidup.
5. Hypertensive Crisis
Tahap tekanan darah tinggi ini
membutuhkan perhatian medis. Jika
pembacaan tekanan darah tiba-tiba
melebihi 180/120 mm Hg, tunggu lima
menit dan kemudian tes lagi tekanan
darah. Jika hasilnya masih sangat tinggi,
segera hubungi dokter, karena dapat
mengalami krisis hipertensi.
SCL atau Serial Clock Line
adalah jalur untuk sinyal clok.
Komunikasi I2C terbagi menjadi dua
buah bagian, yaitu Master dan Slave.
Master adalah bagian yang berfungsi
untuk mengatur bagian dari Slave.
Sedangkan, slave adalah bagian yang
dikendalikan oleh Master. Untuk
berkomunikasi dengan perangkat
pendukung. Master menggunakan
Arduino Uno sebagai alat perintah ke
LCD, sedangkan Slave adalah LCD itu
sendiri sebagai penampil.
II.11. Light Emitting Diode (LED)
Light Emitting Dioda (LED)
adalah dioda yang dapat memancarkan
cahaya pada saat mendapat arus bias
maju (forward bias). LED terbuat dari
bahan semikonduktor yang
menggunakan unsur galium, arsenik dan
fosforus. Warna cahaya yang
dipancarkan oleh LED tergantung pada
jenis bahan semikonduktor yang
digunakan. LED juga dapat
memancarkan sinar inframerah yang
tidak tampak oleh mata, contohnya pada
remote control[8]. Simbol dan bentuk
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
10
fisik dari Light Emitting Diode (LED)
dapat dilihat pada Gambar 2.10.
Gambar 2.10. Simbol dan bentuk fisik
dari Light Emitting Diode (LED)
LED memiliki dua kaki, yaitu
kaki anoda dan kaki katoda. Kaki anoda
memiliki ciri fisik lebih panjang dari
kaki katoda, kemudian kaki katoda pada
LED ditandai dengan bagian body LED
yang di papas rata. Agar LED dapat
menyala, maka harus diberikan
tegangan bias maju yaitu dengan
memberikan tegangan positif ke kaki
anoda dan tegangan negatif ke kaki
katoda[9]. Cara melihat polaritas pada
Light Emitting Diode (LED) terdapat
pada Gambar 2.11.
Gambar 2.11. Cara melihat polaritas
Light Emitting Diode (LED)
Arus pada dioda dibatasi
menggunakan resistor secara seri pada
salah satu kaki LED. Kemampuan
mengalirkan arus pada LED relatif
rendah yaitu maksimal 20 mA. Apabila
LED dialiri arus lebih besar dari 20 mA
maka komponen ini akan rusak,
sehingga pada rangkaian LED harus
dipasang sebuah resistor sebgai
pembatas arus[9]. Rangkaian dasar untuk
menyalakan Light Emitting Diode
(LED) dapat dilihat pada Gambar 2.12.
Gambar 2.12. Rangkaian dasar Light
Emitting Diode (LED)
III. PERANCANGAN DAN
CARA KERJA ALAT
III.1. Blok Diagram
Alat pengukur denyut jantung
dan tekanan darah terdiri dari 5 blok
komponen utama, yaitu pulse sensor
dan sensor MPX5050DP yang
merupakan bagian masukkan dari
Arduino, komponen utama berikutnya
adalah Arduino Nano yang merupakan
komponen pemroses sensor. Hasil dari
proses ditampilkan dalam LCD dan
speaker.
Gambar 3.1. Blok Diagram Prototipe
Sensor Denyut Jantung dan Tekanan
Darah
Cara kerja pada blok diagram
diatas adalah pulse sensor akan
mengukur denyut jantung melalui
sirkulasi darah, sedangkan sensor
MPX5050DP akan mengukur tekanan
darah melalui denyut nadi, informasi
yang diterima oleh sensor tersebut
dikirim ke Arduino untuk diproses
menjadi nilai digital atau Analog to
Digital Converter (ADC) yang digunakan sebagai perantara antara sensor
yang analog dengan sistem komputer
seperti sensor tekanan, kemudian diukur
dengan menggunakan sistem digital
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
11
(komputer). Data yang sudah dikirim
akan ditampilkan melalui LCD dengan
muncul tulisan dan angka dari heart
rate, blood pressure, sistolic, diastolic,
LED sebagai indikator untuk
menentukan kondisi normal atau
tidaknya seseorang, warna merah
menunjukkan darah tinggi, kuning
menunjukkan darah rendah dan putih
menunjukkan normal, sedangkan
speaker mengeluarkan suara berupa
angka dari heart rate, blood pressure,
sistolic, diastolic tersebut. Untuk lebih
jelasnya pada berikut ini:
III.1.1. Blok Input
Pada blok input terdapat dua
sensor yang digunakan untuk mengukur
denyut jantung dan tekanan darah pada
manusia, sensor tersebut dijelaskan
pada berikut ini:
1. Pada Pulse Sensor atau sensor
denyut jantung adalah sensor yang
berfungsi untuk mengukur denyut
jantung manusia. Sensor diletakkan
di atas nadi atau ujung jari manusia
sebagai input, pertama sensor akan
merasakan sirkulasi darah dan
mengubahnya menjadi sinyal listrik,
kemudian akan diikuti oleh sirkuit
untuk amplifikasi dan pengurangan
kebisingan.
2. Pada Sensor MPX5050DP
merupakan sensor yang berfungsi
untuk mengukur tekanan darah
manusia. Sensor dihubungkan
dengan manset yang kemudian
dililitkan pada lengan dan akan
merasakan pergerakan denyut nadi
sebagai input, sensor ini akan
mendeteksi tekanan udara melalui
manset dan mengubahnya menjadi
tegangan. Sedangkan output dari
sensor ini akan menjadi linier
berbanding lurus dengan tekanan
yang diberikan. Sensor ini
menggunakan prinsip piezoresistif,
adanya tekanan yang diberikan ke
diafragma sensor akan menghasilkan
perubahan nilai hambatan sensor,
keluaran sensor ini berupa tegangan
diferensial yang sebanding dengan
nilai tekanan yang diterapkan. Sensor
MPX5050DP, MPX50 merujuk pada
seri sensor dan angka 50
menunjukkan nilai maksimum
pengukuran pada tekanan darah
dalam satuan Kpa (Kilo Pascal).
III.1.2. Blok Proses
Pada blok proses menggunakan
Arduino Nano sebagai pengontrol yang
berfungsi untuk memproses nilai analog
menjadi nilai digital atau Analog to
Digital Converter (ADC) yang digunakan sebagai perantara antara sensor
yang analog dengan sistem komputer
seperti sensor tekanan, kemudian diukur
dengan menggunakan sistem digital
(komputer), sebagai hasil dari data, hasil
pengukuran dari sensor yang terdapat
pada blok input dimana data yang
diterima berupa hasil digital yang
selanjutnya akan diterjemahkan terlebih
dahulu agar nilai pengukuran dapat
ditampilkan. Data yang sudah dikirim
dan diproses akan ditampilkan pada
LCD dan didengarkan melalui speaker
pada blok output. Untuk mengaktifkan
Arduino tersebut dibutuhkan tegangan
sebesar 5 Volt dari adaptor.
III.1.3. Blok Output
Pada blok output terdiri dari 3
bagian, yaitu LCD, LED dan Speaker.
Pada LCD akan menampilkan angka
dari hasil pengukuran. LED sebagai
indikator dengan 3 buah LED dengan
warna merah, kuning dan putih untuk
menunjukkan 3 kondisi. Speaker
merupakan bagian yang akan
mengeluarkan data pengukuran dalam
bentuk suara.
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
12
III.2.Skematik Prototipe Pengukur
Denyut Jantung dan Tekanan Darah
Berdasarkan blok diagram pada
gambar 3.1, skematik perancangan alat
pengukur tekanan darah dan denyut
jantung menggunakan pulse sensor,
MPX5050DP berbasis Arduino Nano
dibagi menjadi tiga, yaitu dari sisi
rangkaian sumber daya, rangkaian
proses, serta rangkaian penampil.
Keseluruhan rancangan tersebut dapat
dilihat pada gambar 3.2.
Gambar 3.2. Skematik Rangkaian Alat
Rangkaian pada gambar 3.2
terdiri dari sebuah board Arduino
sebagai pemroses informasi dari pulse
sensor dan MPX5050DP. Adaptor 9
Volt sebagai sumber daya yang di
turunkan di rangkaian menjadi 5 Volt,
kedua sensor tersebut untuk melakukan
pengukuran denyut jantung dan tekanan
darah.
III.3. Skematik Rangkaian Sumber
Daya
Rangkaian ini digunakan untuk
menghubungkan sebuah adaptor 12
Volt ke sebuah mikrokontroler agar
dapat bekerja sebagaimana mestinya,
yang sebelumnya dihubungkan terlebih
dahulu ke rangkaian regulator guna
untuk menurunkan tegangan yang
masuk ke mikrokontroler.
Gambar 3.3. Skematik Rangkaian
Sumber Daya
Pada rangkaian ini ditambah
dengan rangkaian regulator yang
berfungsi untuk menurunkan tegangan
12 Volt dari adaptor. Kerja IC LM2596
yaitu menurunkan tegangan dari 12 Volt
menjadi 5 Volt, yang sifatnya adalah
adjustable atau tegangannya dapat
diatur dan disesuaikan.
III.4.Skematik Arduino & Sensor
Rangkaian sensor alat pengukur
denyut jantung dan tekanan darah pada
manusia terdiri dari dua buah sensor
yaitu pulse sensor dan MPX5050DP.
Sensor tersebut terhubung pada
tegangan 5 Volt dari pin mikrokontroler
dan juga terhubung pada pin signal pada
mikrokontroler serta menggunakan
aplikasi Eagle PCB Design seperti yang
terlihat pada gambar 3.4 dan 3.5.
Gambar 3.4. Skematik Sensor
MPX5050DP
Pada gambar 3.4 merupakan
sensor yang berfungsi untuk mengukur
tekanan darah manusia. Sensor
dihubungkan dengan manset yang
kemudian dililitkan pada lengan dan
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
13
akan merasakan pergerakan denyut nadi
sebagai input, sensor ini akan
mendeteksi tekanan udara melalui
manset dan mengubahnya menjadi
tegangan dengan cara mengubah
tekanan udara menjadi nilai analog.
Sedangkan output dari sensor ini akan
menjadi linier berbanding lurus dengan
tekanan yang diberikan. Sensor ini
terhubung ke pin A1 pada Arduino dan
informasi yang diterima akan diproses.
Gambar 3.5. Skematik Pulse Sensor
Pada Pulse Sensor merupakan
sensor yang berfungsi untuk mengukur
denyut jantung manusia. Sensor
diletakkan di atas nadi manusia sebagai
input, pertama sensor akan merasakan
sirkulasi darah dan mengubahnya
menjadi sinyal listrik, sedangkan output
dari sensornya akan diproses pada
Arduino sebagai tegangan dan sensor
ini terhubung pada pin A0 di Arduino.
Gambar 3.6. Skematik Arduino
Pada gambar skematik Arduino
Nano 3.6 menerima input dari sensor
MPX5050DP dan pulse sensor yang
berupa tegangan yang diproses melalui
Arduino dengan cara mengubah nilai
analog menjadi nilai digital. Adapun
Arduino ini berfungsi sebagai pusat
kontrol dari pada seluruh sistem
rangkaian alat. Pada bagian Arduino
Nano pin A0 terhubung ke pulse sensor,
pin A1 terhubung ke sensor
MPX5050DP, pin A5 dan A4 sebagai
SCL serta SDA terhubung ke LCD
yang sudah dilengkapi dengan I2C, DF
Player terhubung pada pin D3 (TX) dan
D2 (RX), speaker memiliki 2 buah kaki
pin yaitu SPK+ dan SPK- yang mana
terhubung pada DF Player, pin VCC
terhubung pada tegangan 5 Volt, GND
terhubung ke masing-masing rangkaian
yang ada VCC, GND. Pada Arduino
sendiri sudah terdapat ADC (Analog to
Digital Converter) untuk mengubah
nilai analog menjadi digital.
III.5. Konfigurasi Pin Arduino Nano
Sensor dan komponen
pendukung kinerja alat ini dihubungkan
ke sebuah mikrokontroler Arduino
Nano melalui jalur atau kabel yang
terhubung ke pin-pin pada Arduino
tersebut. Berikut ini merupakan letak
pin komponen-komponen yang
terhubung pada Arduino Nano
ditampilkan pada tabel 3.1.
Tabel 3.1. Konfigurasi Pin Arduino
Nano
III.6. Flowchart
Flowchart untuk alur kerja
rancang bangun alat pengukur denyut
jantung dan tekanan darah pada
manusia dengan pulse sensor serta
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
14
sensor MPX5050DP berbasis Arduino
Nano dapat dilihat pada Gambar 3.7.
Gambar 3.7. Flowcart Prototipe
Pengukur Denyut Jantung dan Tekanan
Darah
Berdasarkan Gambar 3.7, dapat
dijelaskan langkah-langkah dari
flowchart tersebut, yaitu pertama
diawali dengan proses inisialisasi
sensor, dimana alat ini menggunakan 2
buah sensor yaitu sensor MPX5050DP
dan pulse sensor dengan menerima
informasi dari sirkulasi darah dan
tekanan berupa angin yang diubah
menjadi sinyal listrik. Jika sensor sudah
melakukan inisialisasi, data yang sudah
diterima oleh sensor akan diproses
melalui Arduino Nano dan informasi
tersebut akan berubah dari data analog
menjadi digital, kemudian ketika
manset dipasang pada lengan dan di
pompa serta sensor denyut diletakkan
diujung jari akan menghasilkan sebuah
nilai analog. Apabila berhasil akan
muncul sistolik dan diastolik dimana
kedua istilah tersebut menunjukan
tekanan darah dan denyut jantung yang
mempunyai masing-masing batas
normal. Apabila heart rate, blood
pressure, sistolic, diastolic tersebut
tidak muncul, maka proses cek tensi dan
pulse diulang kembali, tetapi jika
berhasil selanjutnya speaker berbunyi
mengeluarkan suara berupa angka dan
LCD menampilkan data yang diterima,
seperti heart rate, blood pressure,
sistolic, diastolic, apabila kondisi
seseorang ada pada batas normal lampu
LED putih akan menyala, tetapi apabila
kondisi lebih tinggi LED merah dan
kondisi lebih rendah makan LED
kuning akan menyala kemudian proses
selesai.
IV. PENGUJIAN ALAT DAN
PEMBAHASAN
Pada pengujian alat dan analisis
sistem alat pengukur tekanan darah dan
denyut jantung manusia sesuai dengan
keterangan sebelumnya, alat ini
menggunakan pulse sensor sebagai
pengukur denyut jantung dan sensor
MPX5050DP sebagai pengukur tekanan
darah, serta akan membandingkan
informasi lainnya dengan menggunakan
alat yang berbeda dengan faktor kualitas
uji barang yang telah teruji.
IV.1. Pengujian dan Analisa
Prototipe
Pada tahap ini alat pengukur
mengambil data berupa tegangan serta
arus minimal dan maksimum pada alat
pengukur denyut jantung dan tekanan
darah dengan begitu mengetahui kerja
pada alat.
Tabel 4.1. Performa Kerja Prototipe
Perangkat
Keras
Tegangan
(V)
Arus
(A)
Regulator In; 12.1 &
Out; 4.95
3.0
Pulse Sensor 4.83 0.51 m
MPX5050DP 4.53 10 m
DF Player 4.53 20 m
Speaker 2.2 10 m
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
15
Pada perangkat kerja pertama
adalah regulator tipe 2596 yaitu
rangkaian pengatur tegangan yang
terintegrasi. Pada Tabel 4.1 tertera
bahwa tegangan input tegangan sebesar
12.1 Volt, dengan arus sebesar 3.0
Ampere dari adaptor. Setelah melalui
IC2596, tegangan akan diturunkan
maka output yang didapat sebesar 4.95
Volt yang akan diteruskan ke pin Vin
(tegangan input) Arduino Nano.
Kemudian performa pulse sensor yang
diberi tegangan sebesar 4.83 Volt
memiliki arus 0.51 mA. Sedangkan
sensor MPX5050DP juga diberi
tegangan sebesar 4.53 Volt dengan arus
10 mA, performa DF Player dengan
tegangan sebesar 4.53 Volt dan arus 20
mA, lalu pada speaker tegangannya
sebesar 4.53 Volt dengan arus sebasar
10 mA.
IV.2. Pulse sensor & MPX5050DP
Pengujian ini dilakukan untuk
mengetahui seberapa baik kinerja sistem
dalam pengukuran denyut jantung dan
tekanan darah. Pengukuran pada pin
output pulse sensor dan sensor
MPX5050DP serta membandingkan
data hasil pengukuran dengan informasi
sensor lain. Pada kedua sensor tersebut
akan diberi tegangan sebesar 5 Volt
yang ada pada mikrokontroler Arduino
Nano, untuk menunjukkan pengiriman
informasi menuju Arduino Nano.
Pengujian dilakukan dengan
membandingkan hasil pengukuran pulse
sensor dengan alat pulse oximetry pada
nadi atau ujung jari manusia secara
berbeda-beda dan membandingkan hasil
pengukuran dari sensor MPX5050DP
dengan Sphygmomanometer yang
dililitkan pada lengan. Alat ini dipilih
karena sudah dikalibrasi dan dibuat oleh
pihak pabrik berfungsi sebagai penguji
denyut jantung dan tekanan darah.
IV.2.1. Pengujian Pada Pulse Sensor
Pengujian pulse sensor
dilakukan untuk mengetahui denyut
jantung dengan membandingkan data
hasil pengukuran pulse sensor dengan
pulse oxymetry yang diuji pada ibu
hamil, olahragawan, orang normal
(ditutup matanya) dan anak kecil.
Tabel 4.2. Pengambilan Denyut Jantung
Pada Ibu Hamil
Kesalahan presentase pada Tabel
4.2 dihitung dengan menggunakan
persamaan 2.1 setelah dilakukan
pengujian, seperti pada Tabel 4.2
pengujian ukur denyut jantung pada ibu
hamil dengan umur dan usia kandungan
yang berbeda-beda sudah dirata-rata
nilainya dari pengambilan data.
Diketahui pada tabel selisih pembacaan
sensor dengan ala tukur rata-rata 2 pada
ibu hamil berumur 22 tahun dengan usia
kehamilan 1 bulan 1 minggu, 33 tahun
dengan usia kehamilan 5 bulan dan 33
tahun dengan usia kehamilan 4 bulan,
sedangkan rata-rata presentase
kesalahan 0,02%. Selisih paling kecil
pada umur 26 tahun dengan usia
kehamilan 6 bulan 3 minggu yaitu 0.
Denyut jantung normal pada ibu hamil
60 Bpm sampai 100 Bpm, jadi data
tersebut menunjukkan alat yang sudah
dikalibrasi dari pabrik dan alat yang
dirancang sendiri memiliki perbedaan,
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
16
tetapi tetap pada batas normal, itu
artinya alat ini bekerja dengan baik.
Tabel 4.3. Pengambilan Denyut Jantung
Pada Olahragawan
Kesalahan presentase pada Tabel
4.3 dihitung dengan menggunakan
persamaan 2.1 setelah dilakukan
pengujian, seperti pada Tabel 4.3
pengujian ukur denyut jantung pada
olahragawan dengan umur dan waktu
olahraga yang berbeda-beda sudah
dirata-rata nilainya dari pengambilan
data. Diketahui pada tabel selisih
pembacaan sensor dengan alat ukur
rata-rata 2 pada olahragawan berumur
22 tahun dengan waktu olahraga 1 jam
30 menit, 27 tahun dengan waktu
olahraga 2 jam dan 32 tahun dengan
waktu olahraga 2 jam. Sedangkan rata-
rata presentase kesalahan 0,02%. Selisih
paling kecil pada umur 21 tahun dengan
waktu olaharaga 2 jam yaitu 0. Denyut
jantung normal pada olahragawan 50
Bpm sampai 60 Bpm, jadi data tersebut
menunjukkan alat yang sudah di
kalibrasi dari pabrik dan alat yang
dirancang sendiri memiliki perbedaan,
tetapi tetap pada batas normal, itu
artinya alat ini bekerja dengan baik.
Tabel 4.4. Pengambilan Denyut Jantung
Pada Orang Normal (Ditutup Matanya)
Kesalahan presentase pada Tabel
4.4 dihitung dengan menggunakan
persamaan 2.1 setelah dilakukan
pengujian, seperti pada Tabel 4.4
pengujian ukur denyut jantung pada
orang normal yang ditutup matanya
dengan umur dan berat badan yang
berbeda-beda sudah dirata-rata nilainya
dari pengambilan data. Diketahui pada
tabel selisih pembacaan sensor dengan
alat ukur rata-rata 0 pada orang normal
berumur 30 tahun dengan berat badan
55,6 Kg dan 47 tahun dengan berat
badan 60 Kg. Sedangkan rata-rata
presentase kesalahan 0,018%. Selisih
paling besar pada umur 18 tahun
dengan berat badan 43 Kg yaitu, 4.
Denyut jantung normal pada orang
normal 60 Bpm sampai 100 Bpm, jadi
data tersebut menunjukkan alat yang
sudah di kalibrasi dari pabrik dan alat
yang dirancang sendiri memiliki
perbedaan, tetapi tetap pada batas
normal, itu artinya alat ini bekerja
dengan baik.
Tabel 4.5. Pengambilan Denyut Jantung
Pada Anak Kecil
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
17
Kesalahan presentase pada Tabel
4.5 dihitung dengan menggunakan
persamaan 2.1 setelah dilakukan
pengujian, seperti pada Tabel 4.5
pengujian ukur denyut jantung pada
anak kecil dengan umur dan berat badan
yang berbeda-beda sudah dirata-rata
nilainya dari pengambilan data.
Diketahui pada tabel selisih pembacaan
sensor dengan alat ukur rata-rata 1 pada
anak kecil berumur 2 tahun 5 bulan
dengan berat badan 14 Kg dan 5 tahun 4
bulan dengan berat badan 16 Kg.
Sedangkan rata-rata presentase
kesalahan 0,022 %. Selisih paling besar
pada umur 5 tahun 6 bulan dengan berat
badan 15 Kg yaitu, 7. Denyut jantung
normal pada anak kecil 100 Bpm
sampai 120 Bpm, jadi data tersebut
menunjukkan alat yang sudah
dikalibrasi dari pabrik dan alat yang
dirancang sendiri memiliki perbedaan,
tetapi tetap pada batas normal, itu
artinya alat ini bekerja dengan baik.
IV.2.2. Pengujian Pada Sensor
MPX5050DP
Pengujian sensor MPX5050DP
dilakukan untuk mengetahui tekanan
darah dengan membandingkan data
hasil pengukuran pada sensor
MPX5050DP dengan
sphgmomanommeter yang diuji pada
ibu hamil, olahragawan, orang normal
(ditutup matanya) dan anak kecil.
Tabel 4.6. Pengambilan Tekanan Darah
Pada Ibu Hamil
Data yang diambil pada tabel 4.6
diatas dilakukan untuk mengukur
tekanan darah pada ibu hamil dengan
umur dan usia kehamilan yang berbeda-
beda. Percoban ini dilakukan dengan
membandingkan sensor MPX5050DP
dan Sphygmomanometer. Diketahui
pada tabel ada beberapa perbedaan, data
yang di ambil menunjukkan perbedaan
oleh ibu hamil berumur 22 tahun
dengan usia kehamilan 1 bulan 1
minggu dengan Sphygmomanometer
110/80 mmHg dan sensor MPX5050DP
130/80 mmHg, nilai acuan 240 mmHg.
Ibu hamil berumur 26 tahun dengan
usia kehamilan 6 bulan 3 minggu
dengan Sphygmomanometer 110/70
mmHg dan sensor MPX5050DP 140/90
mmHg, nilai acuan 285. Ibu hamil
berumur 29 tahun dengan usia
kehamilan 3 bulan 1 minggu dengan
Sphygmomanometer 120/70 mmHg dan
sensor MPX5050DP 110/70 mmHg,
nilai acuan 273 mmHg, pada bu hamil
berumur 33 tahun dengan usia
kehamilan 4 bulan dengan
Sphygmomanometer 110/70 mmHg dan
sensor MPX5050DP 140/80 mmHg,
nilai acuan 200 mmHg, sedangkan ibu
hamil berumur 33 tahun dengan usia
kehamilan 5 bulan dengan
Sphygmomanometer 120/80 mmHg dan
sensor MPX5050DP 130/90 mmHg,
nilai acuan 265 mmHg ini memiliki
persamaan yang tepat.
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
18
Tabel 4.7. Pengambilan Tekanan Darah
Pada Olahragawan
Data yang diambil pada tabel 4.7
diatas dilakukan untuk mengukur
tekanan darah pada olahragawan dengan
umur dan waktu olahraga yang berbeda-
beda. Percoban ini dilakukan dengan
membandingkan sensor MPX5050DP
dan Sphygmomanometer. Diketahui
pada tabel tidak ada perbedaan yang
terlalu jauh, olahragawan berumur 21
tahun dengan waktu olahraga 2 jam
dengan Sphygmomanometer 180/110
mmHg dan sensor MPX5050DP
150/100 mmHg, nilai acuan 245 mmHg,
umur 22 tahun dengan waktu olahraga 1
jam 30 menit dengan
Sphygmomanometer 150/100 mmHg
dan sensor MPX5050DP 190/110
mmHg, nilai acuan 268 mmHg. Umur
27 tahun dengan waktu olahraga 2 jam
dengan Sphygmomanometer 180/110
mmHg dan sensor MPX5050DP
170/100 mmHg, nilai acuan 285 mmHg.
Pada olahragawan 29 tahun dengan
waktu olahraga 2 jam dengan
Sphygmomanometer 160/100 mmHg
dan sensor MPX5050DP 170/120
mmHg, nilai acuan 220 mmHg,
sedangkan olahragawan berumur 32
tahun dengan waktu olahraga 1 jam 30
menit dengan Sphygmomanometer
180/110 mmHg dan sensor
MPX5050DP 150/120 mmHg, nilai
acuan 185 mmHg.
Tabel 4.8. Pengambilan Tekanan Darah
Orang Normal (Ditutup Matanya)
Data yang diambil pada tabel 4.8
diatas dilakukan untuk mengukur
tekanan darah pada orang normal yang
ditutup matanya dengan umur dan berat
badan yang berbeda-beda. Percoban ini
dilakukan dengan membandingkan
sensor MPX5050DP dan
Sphygnomanometer. Orang normal
berumur 18 dengan berat badan 43 Kg
dengan Sphygmomanometer 120/80
mmHg dan sensor MPX5050DP 130/90
mmHg, nilai acuan 185 mmHg, orang
yang berumur 21 dengan berat badan
42,5 Kg dengan Sphygmomanometer
140/80 mmHg dan sensor MPX5050DP
175/80 mmHg, nilai acuan 240, untuk
orang berumur 23 dengan berat badan
39 Kg dengan Sphygmomanometer
90/70 mmHg dan sensor MPX5050DP
110/80 mmHg, nilai acuan 283 mmHg,
orang yang berumur 47 berat badan 60
Kg dengan alat ukur 140/90 mmHg dan
sensor MPX5050DP 170/100 mmHg,
nilai acuan 195 mmHg.
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
19
Tabel 4.9. Pengambilan Tekanan Darah
Pada Anak Kecil
Data yang diambil pada tabel 4.9
diatas dilakukan untuk mengukur
tekanan darah pada anak kecil dengan
umur dan berat badan yang berbeda-
beda. Percoban ini dilakukan dengan
membandingkan sensor MPX5050DP
dan Sphygmomanometer. Pada anak
kecil berumur 2 tahun 5 bulan dengan
berat badan 14 Kg dengan
Sphygmomanometer 104/63 mmHg dan
sensor MPX5050DP 110/75
mmHg,nilai acuannya 185 mmHg,
untuk anak kecil berumur 3 tahun 8
bulan dengan berat badan 20 Kg dengan
Sphygmomanometer 116/74 mmHg dan
sensor MPX5050DP 132/80 mmHg,
nilai acuannya 220 mmHg, anak kecil
berumur 5 tahun 4 bulan dengan berat
badan 16 Kg dengan
Sphygmomanometer 110/70 mmHg dan
sensor MPX5050DP 120/75 mmHg,
nilai acuannya 265 mmHg, anak kecil
berumur 5 tahun 6 bulan dengan berat
badan 15 Kg dengan
Sphygmomanometer 110/80 mmHg dan
sensor MPX5050DP 110/78 mmHg,
nilai acuannya 194 mmHg, sedangkan
pada anak kecil berumur 7 tahun 3
bulan dengan berat badan 23 Kg dengan
Sphygmomanometer 115/73 mmHg dan
sensor MPX5050DP 110/71 mmHg,
dengan nilai acuan 176 mmHg.
Tekanan darah normal pada anak kecil
berumur2-5 tahun 104-116 mmHg per
63-74 mmHg, sedangkan anak berumur
6-9 tahun 108-121 mmHg per 71-81
mmHg.
V. PENUTUP
V.1. Kesimpulan
Dari hasil perancangan dan
analisa alat pengukur tekanan darah dan
denyut jantung berbasis Arduino Nano
dengan keluaran dalam bentuk teks,
suara dan cahaya dapat disimpulkan
bahwa pengujian alat telah dilakukan
pada ibu hamil, olahragawan, orang
normal (ditutup matanya) dan anak
kecil. Hasil dari alat ini memiliki
perbedaan nilai dengan alat yang telah
di kalibrasi yaitu, Spyghmomanometer.
Alat ini berfungsi untuk mengukur
denyut jantung dan tekanan darah pada
manusia. Pengujian yang dilakukan
dengan Pulse Sensor yang
dibandingkan dengan Pulse Oxymetry
pada ibu hamil, olahragawan, orang
normal (ditutup matanya) dan anak
kecil, hasil pengujian tersebut memiliki
nilai dengan rata-rata kesalahan
presentase terbesar 0.02%. Pengujian
yang dilakukan dengan
Spyghmomanometer yang dibandingkan
dengan sensor MPX5050DP memiliki
perbedaan yang cukup jauh.
V.2. Saran
Saran untuk pengembangan
penelitian alat selanjutnya, yaitu :
1. Pengembangan pada alat ini dapat
ditambah sensor suhu dan alarm atau
suara untuk aman atau tidaknya dari
hasil denyut jantung, sistolik dan
diastolik tersebut.
2. Output berupa speaker hanya
mengeluarkan angka dari heart rate,
blood pressure, sistolic, diastolic
seperti pada LCD, perlu diperbaiki
lagi dan ditambahkan heart rate,
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR TEKANAN DARAH DAN DENYUT JANTUNG
BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN BENTUK KELUARAN TEKS, SUARA & CAHAYA
20
blood pressure, sistolic, diastolic
yang diikuti oleh hasil angka masing-
masing, dan nilai yang keluar lebih
tepat dan sesuai.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Badan Pusat Statistik,“Proyeksi
Penduduk Indonesia 2010-
2035”,https://www.bappenas.go.i
d/files/5413/9148/4109/Proyeksi_
Penduduk_Indonesia_2010-
2035.pdf, 2013, Tanggal Akses: 7
Mei 2018.
[2] Aru W.Sudoyo, et al., “Ilmu
Penyakit Dalam JILID III”,
EDISI IV, Jakarta, 2006.
[3] Arifiyanto Deni, “Kamus
Komponen Elektronika”, PT
Kawan Pustaka, Surabaya, 2011.
[4] Anonim, “GETTING
STARTED | FOUNDATION >
Introduction”,
https://www.arduino.cc/en/Guide/
Introduction, Tanggal Akses: 13
Desember 2018.
[5] Anonim, “Pulse Sensor Getting
Started Guide”,
https://www.generationrobots.co
m/media/DetecteurDePoulsAmpli
fie/PulseSensorAmpedGettingStar
tedGuide.pdf., Tanggal Akses: 13
Desember 2018.
[6] NPX, “MPX5050 Series”,
https://www.nxp.com/docs/en/dat
a-sheet/MPX5050.pdf, Tanggal
Akses: 02 Februari 2020.
[7] Harvard Health Publishing,
“Reading The New Blood
Pressure Guidelines”,
https://www.health.harvard.edu/h
eart-health/reading-the-new-
blood-pressure-guidelines,
Tanggal Akses: 11 Februari 2020.
[8] Agus Purnama, “LED (Light
Emitting Dioda)”,
http://elektronika-
dasar.web.id/led-light-emitting-
dioda/, 2013, Tanggal Akses : 30
September 2017.
[9] Dhickson Kho, “Pengertian LED
(Light Emitting Diode) dan Cara
Kerjanya”,
http://teknikelektronika.com/peng
ertian-led-light-emitting-diode-
cara-kerja/, 2017, Tanggal Akses :
30 September 2017.
top related