LAPORAN TUGAS AKHIR SEMESTER IV

MATA KULIAH INSTRUMENTASI ELEKTRONIS

SIMULASI ECG DENGAN PROTEUS 8

NAMA

NAMA

NAMA

NAMA

PROGRAM DIPLOMA TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS GADJAH MADA

LAPORAN TUGAS AKHIR SEMESTER IV

MATA KULIAH INSTRUMENTASI ELEKTRONIS

SIMULASI ECG DENGAN PROTEUS 8

Disusun oleh:

NAMA : RIZKY

NAMA : SETYO

NAMA : FAJAR

NAMA : AHLAN

PROGRAM DIPLOMA TEKNIK ELEKTRO

SEKOLAH VOKASI

UNIVERSITAS GADJAH MADA

2015

SIMULASI ECG DENGAN PROTEUS 8

[ Instrumentasi Elektronis ]

1. Perancangan Sistem1.1. Diagram Blok

Sistem dimulai dari CPU mengirim

dengan osilator agar system tetap dapat bekerja walau tidak ada/kehilangan sinyal ECG.

Kemudian sinyal dikuatkan lalu dicabangkan ke rangkaian

rangkaian penguat. Kemudian sinyal dilanjutkan ke rangkaian filter frekuensi dan offset

DC sebelum ditampilkan pada monitor.

1.2. Perangkat Keras

1.2.1. Penguat Diferensial Tersangga.

dan V2 pada titik 1 dan 2. Dengan demikian drop tegangan pada Rgain adalah

tegangan pada V1 dan V2

dan karena arus pada jalur umpan balik dianggap tidak ada maka arus yang melewati R

[ Instrumentasi Elektronis ] | Diploma Teknik Elektro UGM.

Perancangan Sistem

dimulai dari CPU mengirim gelombang microvolt dan diparalelkan

dengan osilator agar system tetap dapat bekerja walau tidak ada/kehilangan sinyal ECG.

Kemudian sinyal dikuatkan lalu dicabangkan ke rangkaian pendeteksi pengkabelan dan

rangkaian penguat. Kemudian sinyal dilanjutkan ke rangkaian filter frekuensi dan offset

DC sebelum ditampilkan pada monitor.

Penguat Diferensial Tersangga.

Rangkaian ini terdiri dari

penguat diferensial tersan

tiga resistor yang menghubungkan

dua penguat penyagga secara

bersamaan. Umpan balik negative

memberikan keluaran tegangan V1

dan V2 pada titik 1 dan 2. Dengan demikian drop tegangan pada Rgain adalah

tegangan pada V1 dan V2. Terjadinya penurunan tegangan karena arus melewati Rgain,

dan karena arus pada jalur umpan balik dianggap tidak ada maka arus yang melewati R

Diploma Teknik Elektro UGM. 2

gelombang microvolt dan diparalelkan

dengan osilator agar system tetap dapat bekerja walau tidak ada/kehilangan sinyal ECG.

pendeteksi pengkabelan dan

rangkaian penguat. Kemudian sinyal dilanjutkan ke rangkaian filter frekuensi dan offset

Rangkaian ini terdiri dari

penguat diferensial tersangga dengan

tiga resistor yang menghubungkan

dua penguat penyagga secara

Umpan balik negative

memberikan keluaran tegangan V1

dan V2 pada titik 1 dan 2. Dengan demikian drop tegangan pada Rgain adalah perbedaan

arus melewati Rgain,

dan karena arus pada jalur umpan balik dianggap tidak ada maka arus yang melewati R

[ Instrumentasi Elektronis ] | Diploma Teknik Elektro UGM. 3

gain sama dengan arus yang mengalir pada resistor diatas dan dibawah Rgain. Sehingga

���� = (�2 − �1)(1 +2�

�����)

1.2.2. Filter Frekuensi Bidang (Band Pass Filter)

1.2.3. DC Offset

Karena ECG sinyal berbentuk AC atau polaritasnya berubah-ubah dalam fungsi

waktu, maka agar tampilan pada monitor semuanya di atas sumbu x ditambahkan suplai

tegangan DC VDD 10 volt. Disini tanpa penguatan karena R35=R36

���� =

1

2��10���530�10�= 30��

Batas frequensi tinggi pada

band pass filter

Batas frequensi rendaj

pada band pass filter Persamaan Penguatan non-

iverting

[ Instrumentasi Elektronis ] | Diploma Teknik Elektro UGM. 4

1.2.4. Pendeteksi Puncak (Peak Detector)

Pada rangkaian dengan masukan sinyal AC yang berubah-ubah dapat dideteksi

puncak amplitude yang dicapai. Pada system ini digunakan untuk mendeteksi sinyal

osilator dengan frekuensi 50KHz. Rangkaian deteksi puncak ini terdiri dari kapasitor

pertama pada anoda untuk proses pengisisan(charging) dan kapasitor kedua pada katoda

untuk proses pengosongan(discharging) dengan t=RC. Rangkaian ini dibutuhkan jika

ada kesalah sambungan pada masukan sehingga yang berjalan hanya sinyal dari osilator.

1.2.5. Osilator

Rangkaian ini membangkitkan sinyal untuk mendeteksi jika terjadi kesalahan

sambungan pada elektroda. Amplitudonya tergantuk pada suplai tegangan dan

frekuensinya dapat dihitung dari nilai R34 dan C8 seperti rumus di atas.

[ Instrumentasi Elektronis ] | Diploma Teknik Elektro UGM. 5

1.3. Perangkat Lunak

Pada percobaan ini tidak menggunakan mikrokontroller sehingga tidak

memerlukan pemrograman. Namun untuk mensimulasikan kerja rangkaian digunakan

perangkat lunak Proteus 8 sebagai simulator.

2. Pengujian Sistem

Berikut gambar keseluruhan rangkaian simulator

[ Instrumentasi Elektronis ] | Diploma Teknik Elektro UGM. 6

Beikut beberapa gamabar pengujian system:

V2 memiliki amplitude 1000uVpp dengan frekuensi 2Hz, dan V1 600uVpp 2 Hz. Garis kuning

mendemokan sinyal ECG yang bertegangan sekitar 500uV dan memiliki frekuensi 0,5 sampai 30

Hz. Garis biru menggambarkan setelah melalui penguatan menjadi 40mVpp. Garis merah setelah

melalui penguat dan band pass filter sinyal menjadi 1,4Vpp. Garis hijau sebagai output dari

keluaran DC offset.

[ Instrumentasi Elektronis ] | Diploma Teknik Elektro UGM. 7

Saat frekuensi dibesarkan menjadi 20KHz keluaran dari bandpass filter menjadi

0,1Vpp sehingga hasil keluaran akhir tampak seperti garis lurus.

Saat pembangkit sinyal dilepas terlihat rangkaian deteksi puncak yang digunakan

sebagai deteksi kesalahan sambungan menghidupkan LED sebagai indikatornya.

[ Instrumentasi Elektronis ] | Diploma Teknik Elektro UGM. 8

3. Kesimpulan Dari hasil pengamatan dan pecobaan dapat disimpulkan bahwa:

Untuk membaca sinyal detak jantung yang memiliki amplitude sekitar 500uV dibutuhkan

penguat dan agar dapat memisahkan dengan derau(noise) yang dihasilkan dari eksternal

maka dibutuhkan rangkaian bandpass filter yang berkisar 0,5-30Hz

Dibutuhkan rangkaian bandpass filter yang lebih akurat Karena saat pengujian

pemfilteran band kurang significant