TUGAS AKHIR

PENGENALAN GELOMBANG OTAK MANUSIA

TERHADAP RANGSANGAN IMPULS SUHU AIR

DENGAN BRAIN COMPUTER INTERFACE (BCI)

Diajukan untuk memenuhi salah syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

disusun oleh :

PANDE PUTU PRIYANITHI DHARSANIA NEGARA

NIM : 145114057

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2018

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

FINAL PROJECT

RECOGNITION OF HUMAN BRAIN WAVES TO

THE STIMULATION OF WATER TEMPERATURE

IMPULSE BY USING BRAIN COMPUTER

INTERFACE (BCI)

In partial fulfilment of the requirements

of the degree of Sarjana Teknik

In Electrical Engineering Study Program

Faculty of Science and Technology Sanata Dharma University

PANDE PUTU PRIYANITHI DHARSANIA NEGARA

NIM : 145114057

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTEMENT

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2018

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

iii

HALAMAN PERSETUJUAN

iii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

iv

HALAMAN PENGESAHAN

iv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO :

To a great mind, nothing is little

Skripsi ini kupersembahkan untuk:

Ida Sang Hyang Widhi Wasa

sebagai rasa syukur dan terima kasih.

Apak ganteng, Ibu sayang, Adik Priyanka, dan Adik Priyantari

untuk doa dan dukungan yang tiada henti.

Alamamterku dan teman-teman Teknik Elektro

Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

vii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

viii

INTISARI

Penelitian ini mengenai pemberian rangsangan impuls suhu air pada ujung jari tangan

dengan mengamati dan membedakan gelombang electroencephalopraph (EEG) dengan

Brain Computer Interface (BCI) menggunakan perangkat OpenBCI dan pengolahan sinyal

menggunakan Matlab. Rangsangan suhu yang diberikan merupakan rangsangan suhu

rendah (40 Celcius) kepada 10 orang narauji, (5 laki-laki dan 5

perempuan).

Pengujian dan pengambilan data pertama adalah data gelombang otak manusia

dengan memberikan rangsangan musik klasik selama 5 sampai 9 menit sebelum diberikan

rangsangan suhu. Data ini akan menjadi acuan awal untuk membedakan hasil gelombang

otak yang terjadi setelah diberikan rangsangan suhu.

Hasil dari penelitian ini adalah adanya perbedaan tanggapan sinyal yang terjadi pada

saat pengkondisian awal berupa mendengarkan musik dengan pemberian rangsangan suhu,

yaitu pada nilai frekuensi yang pada awalnya berada pada rentang frekuensi gelombang

alpha, pada pemberian rangsangan suhu air berubah menjadi beta, lalu nilai amplitudo

yang semakin tinggi apabila diberikan rangsangan impuls suhu air. Amplitudo yang

dihasilkan ketika adanya rangsangan impuls suhu rendah lebih tinggi daripada amplitudo

yang dihasilkan ketika adanya rangsangan impuls suhu tinggi. Narauji laki-laki lebih peka

menerima dan menanggapi rangsangan impuls suhu daripada narauji perempuan.

Berdasarkan perhitungan ANOVA, titik uji yang paling signifikan dalam menanggapi

pemberingan rangsangan suhu pada otak berada pada channel 6 (titik P6 di lobus parietal)

dengan tingkat kepercayaan mencapai 94% untuk keseluruhan data.

Kata kunci: BCI, EEG, impuls suhu, gelombang alpha, gelombang beta.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ix

ABSTRACT

This research is about giving stimulation of water temperature impulse at the

fingertips by observing and differentiating electroencephalopraph (EEG) waves that occur

with Brain Computer Interface (BCI) by using OpenBCI device and signal processing

using Matlab. Temperature stimulation is a low temperature stimulus ( 40 Celsius) to 10 people tested (5 males and 5 females).

Testing and retrieval of the first data is the human brain wave data by providing

classical music stimulation for 5 to 9 minutes before a temperature stimulus is given. This

data will be a reference to differentiating the results of brain waves that occur after given

the temperature stimuli.

The result of this research is the difference of the signal response that occurs during

the initial conditioning in the form of listening to music with the provision of temperature

stimulation, at the frequency value which initially is in the alpha wave frequency range, on

the provision of water temperature changed into beta, then amplitude values are higher

when given the impulse of water temperature. The amplitude when there is a low

temperature impulse stimulus is higher than the amplitude when there is a high temperature

impulse stimulus. Males are more sensitive when receiving and responding to temperature

impulse stimuli than female. Based on ANOVA, the most significant test point in response

to the stimulation of temperature stimuli in the brain is in channel 6 (P6 in the parietal

lobe).

Keywords: BCI, EEG, temperature impulse, alpha wave, beta wave.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

x

KATA PENGANTAR

Puji Syukur penulis haturkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat kasih

karunia-Nya dan bimbingan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini

dengan baik. Penulis memahami bahwa bantuan dan terlibatnya partisipasi dari berbagai

pihak dengan adanya saran, petunjuk, bimbingan, dan keterangan yang diberikan, sangat

penting dan juga berharga bagi penulis. Maka, pada kesempatan ini penulis mengucapkan

terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Kedua orang tua penulis, Pande Ketut Wijanegara dan Ni Komang Pertiwi, serta adik

Pande Made Priyanka Dharsania Negara dan Pande Nyoman Priyantari Dharsania

Negara yang telah memberikan dukungan moral, materi, dan motivasi selama ini.

2. Petrus Setyo Prabowo, M.T. selaku ketua Program Studi Teknik Elektro, Fakultas

Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3. Ir. Tjendro M.Kom. dan Nugroho Budi Wicaksono, M.T. selaku Dosen Pembimbing

I dan Dosen Pembimbing II yang telah membimbing dengan sabar dan tulus

memberikan kritik, saran, serta motivasi dalam penulisan tugas akhir ini.

4. Bapak/Ibu Dosen yang telah membantu dan mengajarkan banyak hal selama penulis

menempuh pendidikan di Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Sains dan

Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

5. Pihak Laboratorium Instrumentasi Medis, Politeknik Mekatronika Sanata Dharma

yang telah membantu dalam proses penyelesaian tugas akhir ini.

6. Meisy Faradhia, Anthonius Adi Nugroho, Vincentius, Monica Crismacentia Vianny,

Regina Chelinia Erianda Putri, Stefhani Lestari Rumissing, Eda Mini Agnesia,

Christoporus Edy Palayukan, FX. Enrico Wida Artanto, Claudius Sina Langoday,

Emanuel Febriano Dwi Saputra, Edeltrudis Ermelinda Kellen, dan Katarina Dewi

yang bersedia membantu sebagai narauji dalam pengambilan data tugas akhir ini.

7. Teman-teman Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma angkatan 2014.

8. Semua pihak yang telah membantu dalam proses penyusunan tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan,

kelemahan, dan jauh dari sempurna. Oleh sebab itu, dengan segala kerendahan hati, penulis

kritik dan saran yang membangun untuk penyempurnaan tugas akhir ini.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

xi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

xii

DAFTAR ISI

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................................. iii

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................................. iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................................................ v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ..................................................... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................................ vii

INTISARI ........................................................................................................................... viii

ABSTRACT ......................................................................................................................... ix

KATA PENGANTAR ........................................................................................................... x

DAFTAR ISI ....................................................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................... xv

DAFTAR TABEL .