BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Pada masa sekarang ini perkembangan ilmu

pengetahuan ini sangatlah cepat sekali, hal ini

didukung dengan peningkatan arus informasi yang

sangat global sehingga pengetahuan dan teknologi

dapat cepat menyebar di segala bidang termasuk bidang

paralatan kesehatan.

Salah satu instrumen yang berpengaruh dalam

perkembangan teknologi kesehatan adalah

Electrocardiograph (ECG). Electrocardiograph (ECG)

adalah peralatan medis yang digunakan secara

luas untuk mengukur aktivitas elektris dari

jantung dengan mengukur perbedaan biopotensial dari

bagian luar tubuh. Sebuah ECG dapat digunakan

untuk mengukur denyut jantung, mendiagnosis

adanya infark mikroad yang sedang berkembang,

mengidentifikasi aritmia dan efek dari obat dan

peralatan yang digunakan pada penanganan jantung.

Sinyal ECG mempunyai bentuk spesifik sehingga

dapat dijadikan sebagai acuan untuk menentukan

kondisi kesehatan jantung. Dengan melihat pada sinyal

1

elektris pada permukaan tubuh yang merupakan sebuah

prosedur oninvasive, seorang ahli jantung dapat

menentukan kondisi jantung pasien.

Berdasarkan alasan diatas maka saya berniat

membuat suatu alat “RANCANG BANGUN

ELEKTROCARDIOGRAF PORTABEL DENGAN MENAMBAHKAN SENSOR

SUHU MENGGUNAKAN LCD GRAFIK BERBASIS ATMEGA 8535 ”

1.2. RUMUSAN MASALAH

1. Bagaimanakah prinsip kerja ATMEGA 8535 sesuai

aplikasinya pada Electrocardiograph?

2. Bagaimana menambahkan tampilan suhu pada

elektrocardiograph?

1.3. Batasan Masalah

Penulis membatasi alat ini dengan rage suhu 0-

100oC

1.4. TUJUAN PENELITIAN

Tujuan Umum

2

Merancang bangun alat monitoring tanda vital

pada tubuh manusia yaitu sinyal Jantung (ecg),

fotoplestismograf (ppg), dan suhu pada tubuh.

Tujuan Khusus

1. Membuat rangakain Mikrokontroler Atmega

8535.

2. Membuat driver sensor suhu lm35

3. Membuat driver LCD grafik

1.5. Manfaat

1.5.1 Manfaat Teoritis

Menambah pengetahuan di bidang elektromedik

tentang bagaimana cara memodifikasi alat

kesehatan agar didapat hasil yang sempurna.

1.5.2 Manfaat

Praktis

1. Memudahkan user untuk melihat kondisi suhu

tubuh pasien

2. Sebagai alat peraga saat praktek bagi

mahasiswa.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Gambaran Umum

2.1.1.ECG

Pada dasarnya fungsi EKG adalah mencatat

sinyal listrik yang dihasilkan oleh aktivitas

otot jantung. Perlu diketahui tubuh kita

menghasilkan listrik walaupun sangat kecil.

Sehingga aktivitas otot jantung dapat direkam

karena menghasilkan sinyal listrik. EKG merekaman

informasi kondisi jantung yang diambil dengan

memasang electroda pada badan. Rekaman EKG ini

digunakan oleh dokter ahli untuk menentukan

kodisi jantung dari pasien. Sinyal EKG direkam

menggunakan perangkat elektrokardiograf. 

2.1.2.Prinsip Kerja Sensor Suhu

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika

yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu

menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.

Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian

ini berupa komponen elektronika elektronika yang

diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki

4

keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika

dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35

juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan

linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan

mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus

serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai

30 volt akan tetapi yang diberikan kesensor

adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan

dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa

LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini

berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan

panas (self-heating) dari sensor yang dapat

menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu

kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .

Secara prinsip sensor akan melakukan

penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu

1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada

5

penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan

perekat atau dapat pula disemen pada permukaan

akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang

sekitar 0,01 ºC karena terserap pada suhu

permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini

diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu

permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama

dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara

disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih

rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada

suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya .

Jarak yang jauh diperlukan penghubung yang

tidak terpengaruh oleh interferensi dari luar,

dengan demikian digunakan kabel selubung yang

ditanahkan sehingga dapat bertindak sebagai suatu

antenna penerima dan simpangan didalamnya, juga

dapat bertindak sebagai perata arus yang

mengkoreksi pada kasus yang sedemikian, dengan

mengunakan metode bypass kapasitor dari Vin untuk

ditanahkan. Berikut ini adalah karakteristik dari

sensor LM35.

1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor

skala linier antara tegangan dan suhu 10

mVolt/ºC.

6

2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi

yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC .

3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu

antara -55 ºC sampai +150 ºC.

4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60

µA.

6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah

(low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada

udara diam.

7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah

yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.

8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼

ºC.

2.2. Komponen Dasar

2.2.1 Sensor LM35

7

Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran

suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal

yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan

100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai

pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1°C,

dapat dioperasikan dengan menggunakan power

supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka

(interface) rangkaian control yang sangat mudah.

IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan

terkemas dalam bentuk Integrated Circuit (IC),

dimana output tegangan keluaran sangat linear

terhadap perubahan suhu. Sensor ini berfungsi

sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke

besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar

10 mV /°C yang berarti bahwa kenaikan suhu 1° C

8

maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10

mV.

2.2.2 Capasitor

Capacitor merupakan komponen yang berfungsi

untuk menyimpan muatan listrik, yang bertujuan

untuk menstabilkan tegangan listrik yang mengalir

ke rangkaian.

Gambar 2.7. Simbol dan Bentuk fisik dari capacitor.

2.2.3 Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang

berfungsi sebagai tahanan terhadap arus listrik.

Nilai sebuah resistor ditentukan oleh gelang

warna yang terdapat pada badan resistor.

Gambar 2.8. Simbol dan bentuk fisik dari resistor.

2.2.4 Liquid Crystal Display (LCD) Grafik

9

Liquid Crystal Display (LCD) merupakan salah

satu media tampilan yang sering dijumpai dalam

kehidupan sehari-hari khususnya pada peralatan

elektronika seperti telepon seluler, kalkulator,

jam dan lain sebagainya. Berdasarkan tampilannya

LCD dibedakan menjadi 2 macam, yaitu karakter dan

grafik.

Graphic LCD 240x128 secara fisik lcd ini

mempunyai dimensi yang cukup lebar dibanding

dengan yang biasa kita pakai (2x16).

Seperti halnya namanya LCD ini mempunyai titik X

sebanyak 240 (0-239) dan titik Y sebanyak 128 (0-

127). Untuk lebih jelasnya lihat gambar berikut:

Gambar 2.4. Bentuk fisik LCD Grafik 240X128

Disamping dapat menampilkan grafik LCD ini

juga dapat menampilkan text seperti halnya LCD

10

karakter. Pada LCD ini sudah tertanam kontroler

KS0108B dan LCD ini terdiri dari 20 pin.

Konfigurasi pin dari LCD grafik 128x64 dapat

dilihat pada tabel dibawah ini :

Pin no. Function Name

1 Ground (0 V) Vss2 Supply voltage; 5V Vcc3 Contrast adjustment Vo

4High to display data;

Low for instruction code

Register

select (RS)

5

Low to write to the

register; High to read

from the register

Read/Write

(R/W)

6

Reads data when high;

Writes data at high to

low transition (falling

edge)

Enable (EN)

7

8-bit data pins

DB08 DB19 DB210 DB311 DB412 DB5

11

13 DB614 DB7

15Chip selection for IC1;

Active highCS1

16Chip selection for IC2;

Active highCS2

17 Reset signal; Active low RST

18Output voltage for LCD

drivingVout

19 Backlight VCC (5V) LED A20 Backlight Ground (0V) LED K

Gambar 2.5. Tabel konfigurasi LCD grafik 240x128

2.2.5 Atmega 8535

ATmega8535 merupakan salah satu

mikrokontroler buatan Atmel yang memiliki banyak

kegunaan. ATmega8535 memiliki empat port yang

dapat digunakan untuk banyak masukan atau

keluaran, memiliki ADC, Timer dan fasilitas

lainya. Keuntungan lain mikrokontroler ini adalah

cara memrogramnya juga mudah karena tidak

memerlukan downloader yang sangat merepotkan

seperti mikrokontroler generasi sebelumnya karena

12

dapat diprogram menggunakan sistem minimalnya.

Konfigurasi pin ATmega8535 :

Gambar 2.1. Konfigurasi pin Atmega8535

Nama Pin Fungsi

VCC Catu daya

GND Ground

Port A

(PA7..PA0)

Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor pull-up internal.

Juga berfungsi sebagai masukan analogke ADC (ADC0 s.d. ADC7)

Port B

(PB7..PB0)

Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor pull-up internal.

Fungsi khusus masing-masing pin :

Port Pin Fungsi lain

PB0            T0 (Timer/Counter0 External Counter Input)

13

PB1            T1 (Timer/Counter1 External Counter Input)

PB2            AIN0 (Analog Comparator Positive Input)

PB3            AIN1 (Analog Comparator Negative Input)

PB4            SS (SPI Slave Select Input)

PB5            MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input)

PB6            MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output)

PB7            SCK (SPI Bus Serialock)

Port C

(PC7..PC0)

Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor pull-up internal.

Dua pin yaitu PC6 dan PC7 berfungsi sebagai oscillator luar untuk Timer/Counter2.

Port D

(PD7..PD0)

Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor pull-up internal.

Fungsi khusus masing-masing pin :

Port Pin Fungsi lain

14

PD0            RXD (UART Input Line)

PD1            TXD (UART Output Line)

PD2            INT0 (External Interrupt 0 Input)

PD3            INT1 (External Interrupt 1 Input)

PD4            OC1B (Timer/Counter1 Output CompareB Match Output)

PD5            OC1A (Timer/Counter1 Output CompareA Match Output)

PD6            ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)

PD7            OC2 (Timer/Counter2 OutputCompare Match Output)

RESET

Masukan reset. Sebuah reset terjadi jika pin ini diberi logika rendah melebihi periode minimum yang diperlukan.

XTAL1 Masukan ke inverting oscillator amplifier dan masukan ke rangkaian clock internal.

XTAL2 Keluaran dari inverting oscillator amplifier.

AVCC Catu daya untuk port A dan ADC.

15

AREF Referensi masukan analog untuk ADC.

AGND Ground analog.

Gambar 2.2. Tabel Konfigurasi Pin ATMEGA 8535

Gambar 2.3. Sistem minimum ATMEGA8535

BAB III

KERANGKA KONSEPTUAL

3.1. Diagram Blok

16

SENSOR SUHU

Charger

3.2. Keterangan Blok Diagram :

Bagian sensor suhu menggunakan IC LM35 yang

berfungsi untuk mengubah besaran panas (suhu)

menjadi besaran listrik yang akan di proses di IC

Atmega8535

Bagian sistim minimum ATMega8535 berfungsi sebagai

pusat pengolah data temperature yang sudah dalam

bentuk sinyal digital.

LCD Grafik sebagai display dari hasil pengukuran

Charger untuk pengisian Battery

Battery Sebagai sumber tegangan

Indikator Battrey untuk menampilkan level

pengisian Battrey

17

ATMEGA8535

LCD GRAFIK

Battery

IndikatorBattery

3.3. CARA KERJA BLOK DIAGRAM

Baterei akan menyuplai tegangan keseluruh rangkaian

kemudian saat alat dinyalakan,sensor suhu akan

mendeteksi suhu badan pasien. Suhu tersebut dirubah

menjadi sinyal listrik dalam satuan (mV).kemudian

sinyal listrik tersebut akan diolahpada IC

ATMEGA8535. Kemudian Mikrokontroller ATMEGA8535 akan

memproses data dari pendeksian sensor suhu tersebut

untuk di tampilkan pada display LCD.

3.4. DIAGRAM ALIR

Alir kerja dari sistem ini terdiri dari empat pokok

kondisi utama yaitu pada saat pengaktifan pada tombol

start, deteksi sinyal, olah data, dan tampilkan data

18

PASANG SENSOR SUHU

INISIALISASILCD

PROSES DATA

START

3.5. Penjelasan flow chart

Pada saat alat dinyalahkan akan terjadi proses

inisialisasi LCD,lakukan pemasangan elektroda

kepasien apabila elektroda belum terdeteksi maka

lakukan ulang pemasangan elektroda setelah sinyal

elektroda terdeteksi maka baca data dari sensor LM35

lalu data yang terbaca akan di proses di

MIKROKONTROLER dan hasil pembacaan suhu akan di

tampilkan ke display LCD

19

TAMPILKAN KELCD

End

BAB IV

METODOLOGI PENELITIAN

4.1 Metode Penelitian

Dalam penelitian dan pembuatan modul ini penulis

terlebih dahulu melakukan persiapan untuk kelancaran

proses pembuatan modul. Kegiatan yang dilakukan

meliputi :

20

1. Mempelajari prinsip kerja dan penggunaan

alat Electrocardiograph yang digunakan dalam

pemeriksaan jantung pasien.

2. Mempelajari teori-teori yang berhubungan

dengan permasalahan yang dibahas.

3. Mempelajari prinsip kerja LCD grafik

240x128 dan mikrokontroller ATMEGA 8535.

4. Mengadakan survey untuk mendapatkan

komponen utama dan mendata harga komponen utama.

5. Mempelajari dan merancang teknis pembuatan

modul.

6. Membuat diagram blok flow chart sesuai

dengan cara kerja alat yang diinginkan.

7. Menyiapkan seluruh bahan dan komponen yang

diperlukan untuk pembuatan modul.

8. Membuat jadwal kegiatan untuk mengatur

waktu pengerjaan modul.

9. Menyusun KTI.

4.2 Jenis Penelitian

Penelitian menggunakan metode eksperimen yaitu

merancang sensor suhu dan di gabungkan dengan ECG

untuk di tampilkan di LCD

21

4.3 Variabel Penelitian

4.3.1 Variabel Bebas

Sebagai variabel bebas ic lm35 ini tidak

memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari

luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang

seperempat derajat celsius pada temperatur ruangan

jangka sensor mulai dari 550C sampai dengan 1500C.

4.3.2 Variabel Tergantung

Variabel tergantung pada Alat ini adalah alat

ini hanya mengunakan sensor suhu LM35 untuk

mendeteksi suhu tubuh pasien

4.3.3 Variabel Terkendali

Variabel terkendali dalam alat ini adalah

terhubung lansung dengan ECG dan di tampilkan

bersamaan di display

4.4. Unit Analisis

Pada rangkaian ini merupakan keseluruhan dari

rangkaian sensor suhu adalah rangkaian lm35, dan

target ATMEGA 8535 serta interface LCD grafik

240x128,

22

4.5 Persiapan alat dan bahan

Menyiapkan suatu bahan merupakan salah satu

hal yang sangat penting dalam menunjang keberhasilan

pembuatan suatu rangkaian elektronika, yang perlu

diperhtikan dalam kegiatan ini diantaranya adalah data

tehnisi dan karakteristik komponen elektronika, harga

maupun faktor ada tidaknya komponen tersebut

dipasaran. Karena perlu dilakukan perhitungan-

perhitungan yang cermat, survey lapangan maupun

mempelajari data pada Data Sheet Book komponen-

komponen yang akan kita butuhkan dalam pembuatan modul

tersebut.

Berikut ini disampaikan data bahan-bahan yang

diperlukan dalam pembuatan modul ini:

NO. NAMA KOMPONEN & BAHAN JUMLAH

1

2

3

4

5

6

7

IC Mikrokontroller

ATMEGA8535

LCD Grafik 240x128

Sensor LM35

Capasitor

Resistor

Soket USB Betina + Jantang

1 Buah

1 Buah

1 Buah

5

buah

10

buah

23

8 Kabel Skrem

PCB

1 set

Secukupnya

Secukupnya

Sebagai penunjang dalam melaksanakan pembuatan

modul, pengukuran, pengamatan, maupun pengujian

digunakan beberapa peralatan.

4.6 Tempat dan Waktu Pembuatan Modul

4.6.1. Tempat Pembuatan Modul

Pembuatan modul tugas akhir ini dikerjakan

dilaboratorium kampus Teknik Elektromedik

Makassar dan dikediaman penulis.

4.6.2.Waktu Pembuatan Modul

Jadwal kegiatan penulisan susunan menurut

jadwal kalender Akademik yang ada di Akademi

Teknik Elektrokmedik Muhammadiyah Makassar dan

dirumah.

NO. KEGIATAN BULAN

Jan Feb Mar Apr Jun Jul Ags Sep

24

1Penentuan

Judul

2Pembuatan

Proposal

3Ujian

Proposal

4Pembuatan

Modul

5Seminar

Awal

6 Ujian KTI

4.7. Rencana Anggaran Biaya Pembuatan Alat

NO KETERANGAN BIAYA (Rp)

1 Rangkaian Target 100.000

2 LCD Grafik 128X64 350.000

3 Power Supplay DC 200.000

5 Timah 20.000

6 Box Alat 250.000

25

8 Biaya Komponen 250.000

TOTAL 1.170.000

26

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dari uraian perencanaan pembuatan modul ini penulis

menguraikan perencanaan pembuatan modul tugas akhir

“RANCANG BANGUN ELEKTROCARDIOGRAF PORTABEL DENGAN

MENAMBAHKAN SENSOR SUHU MENGGUNAKAN LCD GRAFIK

BERBASIS ATMEGA 8535 ” hanya dapat di fungsikan

untuk memonitoring tidak untuk recorder.

27

DAFTAR PUSTAKA

Ardi. 2010. Defenisi Mikrokontroler.(edsi pertama) Yogyakarta:

Graha Ilmu

Document, data sheet sensor suhu LM35, tahun 2015. Data Sheet ATMega 8535, 2006, diakses tanggal 20 Mei

2012,

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/fairchild/atme

ga8535.pdf/

Agfianto. 2011 Defenisi Mikrokontroler. Yogyakarta: Graha

Ilmu Deni Arifianto, 2011, Kumpulan Rangkaian Elektronika Sederhana,

Penerbit Kawan Pustaka

28

Halaman Web, http://www.Mikrokontroler ATmega8535

Sistem Minimum - dunia elektronika.html, diakses

pada tanggal 10 Januari 2015.

Halaman web, http://www.buku saku dokter – ECG.html,

diakses pada tanggal 10 Januari 2015.

Halaman Web, http://www.graphic LCD 128x64 STN LED

Backlight LCD – 00710 Sparkfun Electronic.html.

diakses pada tanggal 10 Januari 2015.

Dokumen, Datasheet LCD Module GDM12684H.pdf. 2015.

Dokumen, Datasheet LCD Module LM12864L Series.pdf.

2015

Halaman web, http://www.extreme electronics -

Interfacing Graphical LCD with AVR MCU.html, diakses

pada tanggal 17 Januari 2015.

29