i

PEMBACAAN SINYAL OTOT PADA BAGIAN KEPALA

MENGGUNAKAN SENSOR ELEKTROMIOGRAFI (EMG) DAN

SCILAB

OLEH :

NICO HENDRAWAN SANTOSO

14.F1.0002

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA

SEMARANG

2019

ii

iii

iv

ABSTRAK

Elektromiografi (EMG) adalah teknik untuk mengevaluasi dan merekan

aktivitas listrik yang dihasilkan oleh otot rangka. EMG dilakukan menggunakan alat

yang disebut Electromyograph, untuk menghasilkan rekaman yang disebut

Elektromiogram, sinyal dapat di analisis untuk mendeteksi kelainan medis, tingkat

aktivitas atau untuk menganalisa biomekanik gerakan manusia. Otot digerakan oleh

serat otot yang berkontraksi dengan menerima perintah dari otak. Tetapi, energi untuk

menggerakan otot terbatas. Jika otot mengalami kekurangan energi, tidak peduli

bagaimana serat otot mengirim perintah dari otak, otot pun tidak akan bergerak.

Seperti disfungsi sementara pada otot merupakan keadaan kelelahan pada otot. Jika

otot mengalami kelelahan, maka akan mengakibatkan penurunan efisiensi kerja.

Seiring dengan perkembangan jaman, pengaplikasan ilmu robotika juga

semakin berkembang dan mulai masuk ke berbagi bidang, khususnya bidang biomedis

yang akan sangat bermanfaat untuk umat manusia untuk kelangsungan hidupnya.

Pada tugas akhir ini saya akan membahas tentang perancangan electromiografi

(EMG) untuk mendeteksi adanya aktivitas listrik di dalam otot manusia. Untuk

mendeteksi adanya aktivitas listrik dalam otot dilakukan analisis terhadap rangkaian

penguat sinyal. Karena sinyal ini mempunyai amplitudo yang sangat kecil maka

diperlukan elektroda sebagai media untuk mendeteksi sinyal tersebut, elektroda di

lekatkan pada bagian otot besar yang mempunyai denyut nadi paling kuat. Kemudian

sinyal dikuatkan menggunakan rangkaian penguat AD620 dengan 1000 kali penguatan

Kata Kunci : Sensor Elektromiografi , AD620, Elektroda

v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena dengan segala

rahmat dan anugerahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir beserta

laporan Tugas Akhir yang berjudul “PEMBACAAN SINYAL OTOT PADA

BAGIAN KEPALA MENGGUNAKAN SENSOR ELEKTROMIOGRAFI

(EMG) DAN SCILAB” yang menjadi tugas studi penulis sebagai mahasiswa Program

Sarjana Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Katolik Soegijapranata.

Pembuatan Tugas Akhir dan penyusunan laporan Tugas Akhir ini tak lepas dari

bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin menyampaikan

ucapan terimakasih kepada:

1. Tuhan Yang Maha Esa yang senantiasa memberikan anugerah, kesehatan,

kelancaran dan rahmat-Nya yang senantiasa menyertai penulis untuk

menyelesaikan Tugas Akhir dan penyusunan Laporan Tugas Akhir.

2. Orang tua yang selalu mendidik, dan memberi motivasi dalam hidup saya.

3. Bapak Dr. Florentinus Budi Setiawan, MT; selaku dosen pembimbing Tugas

Akhir yang telah membimbing selama proses pembuatan tugas akhir hingga

selesai serta memberikan saran dan semangat kepada saya.

4. Bapak Prof. Dr. Slamet Riyadi, selaku koodinator Tugas Akhir Teknik

Elektro yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

vi

5. Bapak Dr. Leonardus Heru P., ST. MT selaku Kepala Program Studi Teknik

Elektro, yang sudah memfasilitasi laboratorium dan perlengkapan.

6. Dosen dan Karyawan Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas

Katolik Soegijapranata Semarang, yang banyak membantu memberikan

fasilitas sehingga pengerjaan Tugas Akhir ini dapat berjalan lancar.

7. Teman – teman seperjuangan angkatan 2014 terimakasih sudah membantu

dan berdinamika bersama selama kuliah hingga tugas akhir.

8. Semua pihak yang telah banyak membantu dalam penulisan laporan Tugas

Akhir ini, yang pada kesempatan ini tidak dapat disebutkan satu persatu.

Saya sebagai penulis masih menyadari bahwa laporan yang saya buat ini masih

jauh dari kata sempurna dan masih memiliki kekurangan yang kiranya dapat di berikan

kritik maupun saran untuk perbaikan di masa yang kan datang, Pada kesempatan kali

ini juga penulis menyampaikan permohonan maaf apabila terdapat hal-hal yang kurang

berkenan dalam laporan yang di tulis.

Pada akhirnya penulis sangat berharap agar laporan ini dapat memberikan

sumbangan ilmu yang berarti bagi kemajuan ilmu maupun teknlogi bagi Fakultas

Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Katolik Soegijapranata Semarang.

Semarang, ... Juni 2019

NICO HENDRAWAN SANTOSO

vii

DAFTAR ISI

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

LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................................... ii

PERNYATAAN KEASLIAN LAPORAN TUGAS AKHIR ...................................... iii

ABSTRAK ................................................................................................................... iv

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

DAFTAR ISI ............................................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... x

DAFTAR TABEL ....................................................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ........................................................................................................ 1

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

1.3 Batasan Masalah...................................................................................................... 2

1.4 Tujuan Penelitian .................................................................................................... 2

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

1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................................. 4

viii

BAB II LANDASAN TEORI ....................................................................................... 5

2.1 Elektroda ................................................................................................................. 7

2.2 Elektromyografi ...................................................................................................... 8

2.3 Operasional Amplifier ........................................................................................... 10

2.4 Titik Otot Pada Wajah ........................................................................................... 11

2.5 Konektor Audio Jack 3.5mm ................................................................................ 14

2.5.1 Audio Jack Tip-Sleeve ................................................................................. 14

2.5.2 Audio Jack Tip-Ring-Sleeve ........................................................................ 15

2.5.3 Audio Jack Tip-Ring-Ring-Sleeve ............................................................... 15

BAB III HARDWARE DAN SOFTWARE ............................................................... 16

3.1 Rangkaian Analog ................................................................................................. 17

3.2 Ic AD620 ............................................................................................................... 18

3.3 Cool Edit Pro ......................................................................................................... 20

3.4 Scilab ..................................................................................................................... 21

BAB IV HASIL DAN ANALISA .............................................................................. 23

4.1 Otot Dahi (Frontalis) ............................................................................................. 24

4.2 Otot Rahang (Maseter) .......................................................................................... 25

4.3 Otot Pipi (Zygomaticus) ........................................................................................ 27

4.4 Otot Belakang Telinga (Sternocleidomastoideus) ................................................ 28

4.5 Otot Leher (Sternohyoideus) ................................................................................. 30

ix

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 32

5.1 Kesimpulan ........................................................................................................... 32

5.2 Saran ...................................................................................................................... 32

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 33

LAMPIRAN ................................................................................................................ 35

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Blok Dasar Sistem ...................................................................... 7

Gambar 2.2 Elektroda Gel............................................................................................. 8

Gambar 2.3 Skematik AD620 ....................................................................................... 9

Gambar 2.4 Simbol Op – Amp ................................................................................... 11

Gambar 2.5 Letak Titik Otot Wajah ........................................................................... 11

Gambar 2.6 Jenis – Jenis Audio Jack 3.5mm.............................................................. 14

Gambar 3.1 Blok Diagram Proses Sinyal Elektomiografi .......................................... 16

Gambar 3.2 Desain Komponen Pada PCB .................................................................. 18

Gambar 3.3 Bentuk Fisik AD620................................................................................ 19

Gambar 3.4 Pinout AD620 .......................................................................................... 19

Gambar 3.5 Tampilan Cool Edit Pro........................................................................... 20

Gambar 3.6 Jendela Bantuan Pada Scilab ................................................................... 22

Gambar 4.1 Otot Dahi Atau (Frontalis) ...................................................................... 24

Gambar 4.2 Hasil Percobaan 1 Otot Dahi (Frontalis) ................................................. 24

Gambar 4.3 Hasil Pengolahan Sinyal Otot Dahi Pada Scilab ..................................... 25

Gambar 4.4 Otot Rahang Atau (Maseter) ................................................................... 25

Gambar 4.5 Hasil Percobaan 1 Otot Rahang (Maseter) .............................................. 26

Gambar 4.6 Hasil Pengolahan Sinyal Otot Rahang Pada Scilab ................................ 26

Gambar 4.7 Otot Pipi Atau (Zygomaticus) ................................................................. 27

Gambar 4.8 Hasil Percobaan 1 Otot Pipi (Zygomaticus) ............................................ 27

Gambar 4.9 Hasil Pengolahan Sinyal Otot Pipi Pada Scilab ...................................... 28

xi

Gambar 4.10 Otot Belakang Telinga Atau (Sternocleidomastoideus) ........................ 28

Gambar 4.11 Hasil Percobaan 1 Otot Belakang Telinga (Sternocleidomastoideus) .. 29

Gambar 4.12 Hasil Pengolahan Sinyal Otot Belakang Telinga Pada Scilab .............. 29

Gambar 4.13 Otot Leher Atau (Sternohyoideus) ........................................................ 30

Gambar 4.14 Hasil Percobaan 1 Otot Leher (Sternohyoideus) ................................... 30

Gambar 4.15 Hasil Pengolahan Sinyal Otot Leher Pada Scilab ................................. 31

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Bagian – Bagian Otot Pada Wajah dan Fungsinya ..................................... 12