Paper size: kuarto 80 gsmMargin:Top : 4cm Left : 4cm Bottom : 3cm Right : 3cm

4cm

4 cm

PERANCANGAN ALAT ELEKTROKARDIOGRAF (EKG)

BERBASIS KOMPUTERSpasi: 1,5Font: 16 Bold Times New Roman

LAPORAN PROYEK AKHIR

Oleh:

Moh. Nur ShodiqNRP 031910201060

Font: 14 Bold TimesNew Roman

Spasi: 1Font: 14 BoldTimes New Roman

PROGRAM STUDI DIPLOMA IIIPROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

POLITEKNIK BANYUWANGI2011

Spasi: 1Font: 18 Bold Times New Roman

Nomor halaman: Romawi kecil (ii,iii,iv..)Nomor sampul luar tidak ditampilkan.

PERANCANGAN ALAT ELEKTROKARDIOGRAF (EKG)

BERBASIS KOMPUTER

LAPORAN PROYEK AKHIR

diajukan guna melengkapi Proyek Akhir dan memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Studi Diploma III Teknik Informatika

dan mencapai gelar Ahli Madya

Oleh:

Moh. Nur ShodiqNIM 031910201060

PROGRAM STUDI DIPLOMA III PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

POLITEKNIK BANYUWANGI2011

ii

PERSEMBAHAN

Proyek akhir ini saya persembahkan untuk:

1. Ibunda ..(nama ibu).. dan ayahanda ..(nama bapak).. tercinta, yang telah

mendoakan dan memberi kasih sayang serta pengorbanan selama ini;

2. Guru-guruku sejak SD sampai PT terhormat, yang telah memberikan ilmu dan

bimbingan dengan penuh kesabaran;

3. Almamater Program Studi Teknik Informatika Politeknik Banyuwangi.

iii

MOTTO

Motto tidak harus ada, jika ada merupakan semboyan yang berfungsi sebagai mutivator.Motto dapat diambil dari kata bijak, peribahasa, kitab suci, dan sumber lainnya.

iv

PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan dibawah ini:

Nama :

NRP :

menyatakan dengan sesungguhnya bahwa karya tulis yang berjudul : .........................

..... ( tulisan judul menggunakan huruf miring Title Case )..... adalah benar-benar hasil

karya sendiri, kecuali jika dalam pengutipan substansi disebutkan sumbernya, dan

belum pernah diajukan pada institusi manapun, serta bukan karya jiplakan. Saya

bertanggung jawab atas keabsahan dan kebenaran isinya sesuai dengan sikap ilmiah

yang harus dijunjung tinggi.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya, tanpa adanya tekanan

dan paksaan dari pihak manapun serta bersedia mendapat sanksi akademik jika

ternyata dikemudian hari peryataan ini tidak benar.

Banyuwangi, tanggal bulan tahun

Yang meyatakan,

(tanda tangan)

.... nama...

NRP

v

LAPORAN PROYEK AKHIR

PERANCANGAN ALAT ELEKTROKARDIOGRAF (EKG) BERBASIS KOMPUTER

Oleh

Moh. Nur ShodiqNIM 031910201060

Pembimbing

Dosen Pembimbing I : Dr. Ir. R. Sudaryanto, DEA.

Dosen Pembimbing II : Sumardi, ST., MT.

vi

LEMBAR PENGESAHAN

Proyek Akhir berjudul Perancangan Alat Elektrokardiograf (Ekg) Berbasis

Komputer telah diuji dan disahkan oleh Program Studi Teknik Informatika

Politeknik Banyuwangi pada:

hari : Jum’at

tanggal : 29 Februari 2011

tempat : Program Studi Teknik Informatika Politeknik Banyuwangi

Tim Penguji,

Pembimbing Utama (Ketua Penguji)

D r . I r . R . S ud a r y a nto, D E A .NIP. 320 002 358

Pembimbing Pendamping (sekretaris)

S um ar di, S T., MT. NIP. 132 206 138

Penguji I

S a i f ul B ukho r i, S T., M. K o m . NIP. 132 125 681

Penguji II

A c hm a d M a ududi e , S T., M.s c . NIP. 132 133 388

Mengesahkan

Dekan,

I r . W i d y ono H a di, M T . NIP. 131 832 307Penguji III

Ba mb a n g S up e no, ST . NIP. 132 133 387

vii

Perancangan Alat Elektrokardiograf (Ekg) Berbasis Komputer

Moh. Nur Shodiq

Program Studi Teknik Informatika, Politeknik Banyuwangi

ABSTRAKSpasi: 1Panjang: 250 kataTidak lebih 1halaman

Jantung merupakan bagian terpenting dalam peredaran darah manusia. Aktivitas jantung dapat direkam dengan menggunakan elektrokardiograf. Penelitian ini bertujuan untuk merancang penguat elektrokardiograf yang diwujudkan dalam tampilan gelombang pada komputer. Penguat elektrokardiograf ini dirancang secara bertahap yang meliputi perancangan penguat instrumentasi, tapis, penguat tak membalik, integrator, clamper, konverter analog ke digital jenis 0804. Data hasil perekaman akan ditampilkan dalam wujud gelombang pada komputer. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa bentuk gelombang yang dihasilkan setiap percobaan pada sadapan I, II, III, aVR, aVL, aVF, dan V (V1, V2, V3, V4, V5, dan V6) mendekati bentuk standar gelombang yang normal.

Kata kunci: jantung, elektrokardiograf, gelombang, sadapan.

viii

Design of an Electrokardiograph (Ekg) Based on Computer

Moh Nur Shodiq

Informatics Engineering, Banyuwangi Polytechnics

ABSTRACT

Heart is one of the most important in circulation of blood human being. The electrical activity generated by heart could be recorded by using electrocardiograph. This examination purpose is a design electrocardiograph amplifier come into being wave form display on computer. electrocardiograph amplifier is made in stages that consist of instrument amplifier, filter, non inverting amplifier, integrator, clamper, Analog Converter to Digital (ADC) 0804. Recording data will be displayed in the wave form on computer. The result of this examination indicates that the wave form is obtained each examinations at lead I, II, III, aVR, aVL, aVF, dan V (V1, V2, V3, V4, V5, dan V6) close to normal wave standardization form.

Key word: heart, elektrokardiograph, wave, lead.

ix

RINGKASANSpasi: 1,5Panjang: 600 kata/ 2 halaman Berisi:latar belakang singkat,tujuan, metode,hasil,kesimpulan

Perancangan Alat Elektrokardiograf (Ekg) Berbasis Komputer; Moh. Nur

Shodiq, 031910201060; 2011; 93 halaman; Program Studi Teknik Informatika

Politeknik Banyuwangi.

Jantung merupakan bagian terpenting dalam peredaran darah manusia.

Aktivitas jantung dapat direkam dengan menggunakan elektrokardiograf.

Elektrokardiograf adalah perekaman aktivitas kelistrikan yang terdapat pada

permukaan tubuh yang dibangkitkan oleh jantung.penelitian ini bertujuan untuk

merancang alat elektrokardiograf yang diwujudkan dalam tampilan gelombang pada

komputer.

Penelitian dilaksanakan dengan dua tahap. Tahap pertama yaitu merancang

penguat elektrokardiograf yang meliputi penguat instrumentasi yang berfungsi untuk

memperkuat tegangan dari sensor, filter yang berfungsi untuk menapis tegangan

masukan yang mempunyai frekuensi tertentu. Sedangkan, Daerah frekuensi yang

diloloskan oleh penapis ini sebesar 0,05 Hz – 100 Hz. Pada penguat tak membalik,

integrator, dan clamper berfungsi untuk mengatur tegangan yang dihasilkan dengan

memperkuat tegangan, menurunkan perolehan tegangan pada frekuensi nol, dan

menambah komponen DC pada sinyal masukan.

Pengujian pada penelitian ini dilaksanakan secara bertahap. Pada penguat

operasional mempunyai kesalahan rata-rata sebesar 3,18 %. Penguatan tegangan

Pada penapis lolos atas akan semakin besar apabila frekuensi tegangan diperbesar

sedangkan kesalahan pada frekuensi potong

f C penapis lolos atas sebesar 1 %.

Penguatan tegangan pada penapis notch akan semakin kecil apabila frekuensi

tegangan mendekati frekuensi 50 Hz. Kesalahan pada frekuensi tengah

f 0 pada

penapis notch sebesar 17,36 %. Penguatan tegangan pada penapis lolos rendah akan

x

semakin kecil apabila frekuensi tegangan masukan mendekati 100 Hz sedangkan

kesalahan frekuensi potong

f C penapis lolos rendah adalah 41,44 %. Penguatan

tegangan pada penguat tak membalik akan semakin besar apabila tegangan masukan

semakin besar sedangkan kesalahan pada penguatan tak membalik sebesar 10 %.

Perekaman gelombang elektrokardiograf dilakukan dengan menggunakan 12

sadapan. Hasil data perekaman ini ditampilkan berupa grafik pada komputer. Bentuk

gelombang yang dihasilkan dari perekaman sadapan I, II, III, aVR, aVL, aVF, dan V

(V1-V6) pada komputer mendekati bentuk standar gelombang yang normal.

xi

PRAKATA

Puji Syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga

penulis dapat menyelesaikan proyek akhir yang berjudul Perancangan Alat

Elektrokardiograf (Ekg) Berbasis Komputer. Proyek Akhir ini disusun untuk

memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan diploma tiga (D3) pada

Program Studi Teknik Informatika Politeknik Banyuwangi.

Penyusunan Proyek Akhir ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh

karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

1. Ir. H. Asmuji, MM. Selaku Direktur Politeknik Banyuwangi;

2. Dr. Ir. R. Sudaryanto, DEA selaku dosen pembimbing pertama dan

Sumardi,ST.,MT. selaku dosen pembimbing kedua yang telah bersabar

membimbing, meluangkan banyak waktu, pikiran, perhatian dan tenaga serta

selalu memberikan semangat dalam penulisan Proyek Akhir ini;

3. Ayahanda Drs. Sofwan dan Ibunda Siti Rohmah tercinta yang senantiasa

memberikan doa dan dukungan, baik materiil maupun spirituil demi

terselesaikannya proyek akhir ini;

4. Kakak-kakakku tersayang Istiqomah, Nur Wahid, Umi Latifatul M. S.E.,

Aminanto, S.Ag., Budi H. S.E., dan adekku teryasang Fuad Ansori. yang

senantiasa memberikan dorongan, semangat dan doanya;

5. Ibu Djaelani dan Mbak Yayak sekeluarga yang telah memberikan doa dan

dukungannya selama ini;

6. Bapak dan ibu dosen Teknik Teknik Informatika yang juga telah membantu

membimbing jalannya Proyek Akhir ini;

7. Reni Megawati, S.KM. yang telah setia mendampingi dan selalu memberikan

semangat;

xii

8. Teman-teman seperjuangan Oktap, Emon, Wasito, Priyo, Agus Sehat yang selalu

kompak;

9. Teman-teman di Moch Seruji 64, Badrul, Yanuar, Agus Bali, yang selalu menjadi

teman penghilang penat dan stress;

10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

Penulis juga menerima segala kritik dan saran dari semua pihak demi

kesempurnaan proyek akhir ini. Akhirnya penulis berharap semoga Proyek Akhir ini

dapat bermanfaat.

Banyuwangi, Februari 2011

Penulis

xiii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN SAMPUL ......................................................................................... i

HALAMAN JUDUL ............................................................................................ ii

HALAMAN PERSEMBAHAN .......................................................................... iii

HALAMAN MOTTO .......................................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN............................................................................... v

HALAMAN PEMBIMBINGAN .......................................................................... vi

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. vii

ABSTRAK ............................................................................................................. viii

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

RINGAKASAN ..................................................................................................... x

PRAKATA ............................................................................................................. xi

DAFTAR ISI ......................................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL ................................................................................................. xv

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xvi

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xix

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

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

1.2 Rumusan Masalah ....................................................................... 2

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

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

1.5 Manfaat ........................................................................................ 3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 4

2.1 Elektrokardiogram ..................................................................... 4

2.1.1 Pengertian Dasar Elektrokardiogram ................................ 4

2.1.2 Biopotensial ...................................................................... 7

xiv

*** dihapus ***

Font: 12 Bold Times New Roman

Font: 12 Times New Roman

BAB III. METODE PENELITIAN .................................................................. 34

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ................................................... 34

3.1.1 Tempat Penelitian .............................................................. 34

3.1.2 Waktu Penelitian ............................................................... 34

3.2 Alat dan Bahan ............................................................................ 34

3.3 Diagram Blok Penelitian ............................................................ 35

3.2.1 Diagram Blok Penelitian ................................................... 35

3.2.2 Diagram Blok Perancangan Perangkat Keras ................... 35

3.4 Perancangan Rangkaian Penguat EKG .................................... 36

3.5 Analisis Perhitungan dan Pengujian Rangkaian

Penguat EKG .............................................................................. 37

3.5.1 Penguat Instrumentasi ....................................................... 37

3.5.2 Penapis Lolos Atas ............................................................ 40

*** dihapus ***

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 60

4.1 Hasil Pengujian dan Analisis Pengujian .................................. 60

4.1.1 Hasil Pengujian Rangkaian Penguat Instrumentasi .......... 60

*** dihapus ***

4.2 Hasil Pengamatan dan Analisis Pengamatan ........................... 76

4.2.1 Hantaran I ( Lead I ) .......................................................... 77

4.2.2 Hantaran II ( lead II) ......................................................... 78

*** dihapus ***

xv

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan .................................................................................. 90

5.2 Saran ............................................................................................. 91

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xvi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Amplitudo dan Durasi Parameter Sinyal Elektrokadiograf ............. 15

Tabel 2.2 Data Sheet Komunikasi Serial DB9 ................................................. 33

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Penguat Instrumentasi ............................................ 61

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Rangkaian Penapis Lolos Atas .............................. 62

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Rangkaian Penapis Notch ...................................... 65

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Rangkaian Penapis Lolos Rendah ......................... 67

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Rangkaian Penguat Operasional Tak Membalik ... 69

Tabel 4.6 Hasil Pengujian ADC 0804 .............................................................. 74

Tabel 4.7 Hasil Pengujian Komunikasi Serial pada LED ................................ 76

xvii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

2.1 Bentuk Organ Jantung Manusia ................................................................ 4

2.2 Gelombang Elektrokardiograf Terhadap Kontraksi

Otot Jantung Manusia ............................................................................... 5

2.3 Membran Sel dalam Keadaan Polarisasi .................................................. 6

2.4 Membran Sel dalam Keadaan Depolarisasi .............................................. 7

2.5 Proses Aktivasi Otot Jantung .................................................................... 7

2.6 Bentuk Dasar Elektrokardigraf dan Nama-Nama Interval ........................ 9

2.7 Bentuk Gelombang Elektrokadiograf Abnormal ...................................... 10

2.8 Letak Elektroda-Elektroda Ekstremitas .................................................... 11

2.9 Segitiga Einthoven .................................................................................... 12

2.10 Letak Elektroda-Elektroda Prekordial ...................................................... 13

2.11 Lokasi Jantung Berdasarkan Letak Lead atau Sadapan ........................... 14

2.12 Impedansi Elektroda pada Permukaan Kulit ............................................. 15

2.13 Simbol Penguat Operasional ..................................................................... 18

2.14 Penguat Non Inverting ............................................................................... 19

2.15 Penguat Instrumentasi ............................................................................... 21

2.16 Karakteristik Penapis Lolos Bawah .......................................................... 22

2.17 Tapis Lolos Bawah .................................................................................... 23

*** dihapus ***

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

A. DATA SHEET UA741CN................................................................................ 92

B. DATA SHEET ADC0804 ............................................................................... 103

C. DATA SHEET AT89S52 ................................................................................ 118

D. LISTING PROGRAM ................................................................................. 139

D.1 Listing program Visual Basic .............................................................. 139

D.2 Listing Program Pengiriman Data Melalui RS232 ........................... 176

D.3 Listing Program Pengujian Komunikasi Serial RS232 .................... 177

E. HASIL PENGUJIAN LEAD I, II, III, aVR, aVL, aVF, dan V (V1-V6)

DENGAN MENGGUNAKAN VISUAL BASIC 6 ....................................... 179

xix

Jarak margin atas: 4 cm

Jarak normal

BAB I. PENDAHULUAN2 cm

1.1 Latar Belakang3 spasi

Spasi 1,5

Jantung merupakan bagian terpenting dalam sistem peredaran darah manusia yang selalu

berkontraksi memompa darah ke seluruh tubuh. Gerakan kontraksi otot jantung tersebut

menghasilkan impuls ritme yang teratur. Pada keadaan normal, jantung bagian atria akan

berkontraksi lebih cepat daripada bagian ventrikel sehingga terjadi pengisian darah di ventrikel

sebelum dipompa ke seluruh tubuh (Busono, Susanto, Wiewie, Sadeli, 2004).

Pada jantung terdapat beberapa sel pemicu denyut jantung yang dapat mengubah

sistem kelistrikan yang terjadi dalam jantung. Sinyal elektrokardiograf dapat merefleksikan

peristiwa kelistrikan yang terjadi dalam jantung tersebut. Aktivitas kelistrikan dalam

jantung ini dapat direkam pada permukaan tubuh manusia, khususnya pada lokasi-lokasi

tertentu (Busono, Susanto, Wiewie, Sadeli,

2004). Pada tahun 1903 Einthoven berhasil mencatat potensial listrik yang terjadi ketika

jantung berkontraksi, sehingga pemeriksaan elektrokardiograf menjadi pemeriksaan

diagnosis jantung yang penting. Saat ini, pemeriksaan jantung tanpa pemeriksaan

elektrokardiograf dianggap kurang lengkap (Pratanu, 1996).

Walaupun hasil pemeriksaan jantung melalui elektrokardiograf dapat diketahui, namun

untuk membaca informasi yang terdapat pada data hasil rekamam elektrokardiograf

tidaklah mudah. Untuk membaca elektrokardiograf diperlukan pengalaman dan pengetahuan

mengenai jantung serta gejala-gejalanya. Pemaparan secara manual terhadap informasi penting

sinyal elektrokardiograf sangat tidak efisien karena banyaknya data yang harus diamati

(Schamroth dalam Busono et al,

2004).

Untuk halaman BAB, angka arab,nomor halaman diposisi bawah tengah

1

Jarak margin atas: 4 cm

Untuk halaman selain BAB, nomor halaman diposisi kanan atas

2Jarak marginkanan:3 cm

Jarak margin kiri:4 cm

Salah satu cara yang banyak dilakukan untuk mempermudah mengetahui

karakteristik sinyal yang dihasilkan elektrokardiograf adalah dengan menggunakan

bantuan komputer. Data hasil perekaman elektrokardiograf ditampilkan pada

komputer. Hal inilah yang mendorong peneliti untuk merancang elektrokardiograf

berbasis komputer.

3 spasi

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah dalam peneliti an ini adalah merancang

rangkaian elektrokardiograf dan ditampilkan dengan komputer.

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

1) Sistem ini menggunakan elektroda sebagai sensor;

2) Alat hasil rancangan mengukur tegangan hasil kegiatan fungsi kerja jantung;

3) Dalam pembahasan tidak membahas filter digital;

1.4 Tujuan

Tujuan dalam penelitian ini adalah merancang elektrokardiograf yang diwujudkan dalam

bentuk tampilan gelombang pada komputer.

1.5 Manfaat

Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat untuk:

1) Mempermudah mengetahui kondisi fungsi jantung;

2) Mempermudah tenaga kesehatan memeriksa kondisi fungsi jantung pasien;

3) Referensi dalam meningkatkan kreatifitas mahasiswa di bidang bioteknologi.

Jarak margin bawah: 3 cm

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Elektrokardiograf

2.1.1 Pengertian Dasar Elektrokardiograf

Menurut Suryana dalam Putranti (2007), jantung manusia merupakan suatu

alat yang berdenyut, suatu pompa yang terdiri dari empat kamar, yakni atrium kanan,

ventrikel kanan, atrium kiri, dan ventrikel kiri. Empat bagian jantung tersebut

beraktivitas selaras dalam dua tahap pemompaan. Jantung sebelah kanan menyuplai

darah ke paru-paru untuk pengikatan oksigen melalui sirkulasi pulmonary, sedangkan

jantung sebelah kiri menyuplai darah keseluruh tubuh melalui sirkulasi sistemik.

Darah masuk ke jantung melalui atrium kanan kemudian atrium kanan berkontraksi

mendorong darah melalui katup 12 trikuspit menuju ventrikel kanan yang kemudian

berkontraksi memompa darah menuju sirkulasi pulmonary, kemudian darah yang

mengandung oksigen masuk melalui atrium kiri, dan didorong menuju ventrikel kiri

melalui katup bikuspit. Bentuk organ jantung manusia dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Sumber: Setianto, 2005

Gambar 2.1 Bentuk Organ Jantung Manusia

4

5

*** dihapus ***

Bentuk dasar gelombang elektrokardiograf normal dan nama-nama

intervalnya dapat dilihat pada Gambar 2.6, sedangkan bentuk gelombang

elektrokardiograf yang menunjukkan gejala-gejala jantung dalam keadaan abnormal

dapat dilihat pada Gambar 2.7.

.

Sumber: Ramo, 2006

Gambar 2.6 Bentuk Dasar Elektrokardigraf dan Nama-Nama Interval

*** dihapus ***

Pada parameter sinyal elektrokardiograf dapat diketahui beberapa nilai

amplitudo dan durasi normal yang dapat dilihat pada Tabel 2.1 di bawah ini.

Tabel 2.1 Amplitudo dan Durasi Parameter Sinyal Elektrokadiograf

Amplitudo (mV) Durasi (second)P 0,25 mV P – R 0,12-0,20 sec

R 1,60 mV Q – T 0,35-0,44 sec

Q 25% x R mV S – T 0,05-0,15 sec

T 0,1-0,5 mV P 0,11 sec

QRS 0,09 sec

Sumber: Cromwell et al dalam Anonim tanpa tahun

6

Pada Tabel 2.1 merupakan besar amplitudo dan durasi parameter sinyal

elektrokadiograf pada kondisi normal, gelombang elektrokardiograf mempunyai

interval–interval sebagai berikut:

1) Interval P (durasi) : kurang dari 0,12 detik

2) Interval PR : 0, 12 detik sampai dengan 0,20 detik

3) Interval QRS (durasi) : 0,07 detik sampai dengan 0,09 detik

4) Interval ST : 0,05 detik sampai dengan 0,15 detik

5) Interval QT : 0,35 detik sampai dengan 0,44 detik

Nilai interval gelombang elektrokardiograf tergantung dari frekuensi denyut jantung.

Pada umumnya nilai interval gelombang elektrokardiograf adalah sebagai berikut:

1) Frekuensi 60 per menit : 0,33 detik sampai dengan 0,43 detik

2) Frekuensi 80 per menit : 0,29 detik sampai dengan 0,38 detik

3) Frekuensi 100 per menit : 0,27 detik sampai dengan 0,35 detik

*** dihapus ***

2.2 Penguat Operasional

Operational amplifier atau disingkat Op Amp merupakan salah satu

komponen analog yang popular digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian

elektronika (Hamonangan, 2004). Penguat operasional pada dasarnya adalah sebuah

differential amplifier (penguat diferensial) yang memiliki dua masukan. Masukan

penguat operasional terdiri dari masukan pembalik (inverting) dan masukan tak

pembalik (non-inverting). Penguat operasional yang ideal memiliki open loop gain

(penguatan loop terbuka) yang tak terhingga besarnya (Hamonangan, 2004). Gambar

2.13 adalah bentuk dasar penguat operasional.

7

Sumber: Malvino, 2004

Gambar 2.13 Simbol Penguat Operasional

*** dihapus ***

2.3.1 Penguat Non Inverting

Penguat non-inverting memiliki masukan yang dibuat melalui masukan non-

inverting. Dengan demikian tegangan keluaran rangkaian ini akan satu fasa dengan

tegangan masukannya. Untuk menganalisis rangkaian penguat operasional non

inverting seperti menganalisis rangkaian inverting (Hamonangan, 2004). Prinsip

utama rangkaian penguat non-inverting seperti diperlihatkan pada Gambar 2.14.

Sumber: Malvino, 2004

Gambar 2.14 Penguat Non Inverting

*** dihapus ***

8

2.3 Komunikasi Port Serial

Komunikasi port serial adalah pengiriman data secara serial sehingga

komunikasi jauh lebih lambat dari pada komunikasi paralel. Komunikasi port serial

bersifat asinkron sehingga sinyal detak tidak dikirim bersama data. Setiap word

disinkronkan dengan start bit sebuah clock internal di kedua sisi untuk menjaga

bagian data saat pewaktuan (Budiharto, 2004).

Menurut Budiharto (2004), komunikasi port serial dapat dibagi menjadi dua,

yakni:

1) Data Communication Equipment (DCE)

Data Communication Equipment merupakan peralatan komunikasi data yang

dapat mentransfer data ke komputer seperti modem, scanner, dan lainnya.

2) Data Terminal Equipment (DTE)

Data Terminal Equipment adalah peralatan terminal data yang terdapat pada

komputer.

*** dihapus ***

BAB III. METODE PENELITIAN

Metode penelitian yang digunakan dalam perancangan dan pembuatan alat

elektrokardiogram berbasis komputer ini merupakan proses yang harus dilakukan

secara bertahap mulai dari perancangan mekanik, perancangan hardware,

perancangan software dengan menggunakan program visual basic 6, pengujian,

analisis data, dan pembuatan kesimpulan hasil penelitian.

1,5 spasi

3 spasi

3 spasi3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

3.1.1 Tempat Penelitian

Tempat penelitian Proyek Akhir ini bertempat di Laboratorium Elektronika dan

Komputer Program Studi Teknik Informatika Politeknik Banyuwangi.

3.1.2 Waktu Penelitian

Penelitian akan dilakukan selama kurang lebih sembilan bulan, mulai bulan April 2010

sampai dengan Februari 2011 yang mencakup tahap persiapan sampai pelaporan.

3.2 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1) Catu daya

2) Elektroda

3) IC UA741CN

4) Konverter analog ke digital

5) Komunikasi serial

6) Komputer

34

35

3.3 Diagram Blok Penelitian

3.2.1 Diagram Blok Penelitian

Gambar 3.1 merupakan diagram blok pada penelitian ini.

TubuhManusia

SensorPenguat

EKG ADC

RS 232

Komputer

Gambar 3.1 Diagram Blok Penelitian

3.2.2 Diagram Blok Perancangan Perangkat Keras

Gambar 3.2 adalah diagram blok perancangan perangkat keras pada penguat

elektrokardiograf dan rangkaian ADC0804.

*** dihapus ***

Gambar 3.2 Diagram Blok Perancangan Perangkat Keras

3.4 Perancangan Rangkaian Penguat EKG

Perancangan rangkaian penguat sinyal elektrokardiograf secara keseluruhan

dapat dilihat pada Gambar 3.3.

*** dihapus ***

Gambar 3.3 Rangkaian Penguat Sinyal Elektrokardiograf

36

3.5 Analisis Perhitungan dan Pengujian Rangkaian Penguat Elektrokardiograf

3.5.1 Penguat Instrumentasi

Rangkaian penguat instrumentasi dapat dilihat pada Gambar 3.4 di bawah ini.

*** dihapus ***

Gambar 3.4 Rangkaian Penguat Instrumentasi

Berdasarkan Gambar 3.4 di atas, penguatan elektrokardiograf didapatkan

dengan rumus berikut:

Vout 2 R2 V V

1

a

R

in1

in 2 1

Nilai a adalah penguatan yang terdapat pada penguat instrumentasi yang didapatkan

dengan rumus berikut:

a R3

R

Dengan demikian, besar nilai a adalah:

a 1000

22000

a 1

22

Apabila nilai penguatan a dimasukkan ke rumus penguatan EKG, maka didapat besar

penguatan elektrokardiograf sebagai berikut:

*** dihapus ***

37

3.5.2 Sensor

Sensor yang dipakai pada penelitian ini adalah elektroda. Elektroda ini terdiri

dari perak (Ag), perak klorida (AgCl), dan ion elektrolit klorida. Bentuk elektrode

dapat dilihat pada Gambar 3.11 di bawah ini.

*** dihapus ***

Gambar 3.11 Bentuk Elektrode

3.6 Perancangan Rangkaian Konverter Analog ke Digital

Perancangan rangkaian konverter analog ke digital dalam penelitian ini

memakai jenis ADC 0804. ADC 0804 memiliki resolusi output 8 bit. Apabila

digunakan tegangan referensi standar Vref = + 5 V, maka resolusi adalah

5 volt

255

19,6 mV . Artinya, setiap perubahan tegangan input analog sebesar 19,6

mV pada perubahan keluaran digital sebesar satu bit LSB. Resolusi tersebut dapat

diperkecil dengan memberikan tegangan referensi tertentu pada pin Vref/2. Gambar

3.12 adalah rangkaian analog to digital converter (ADC) 0804.

*** dihapus ***

3.7 Perancangan Perangkat Lunak

3.7.1 Perangkat Lunak pada Mikrokontroler

Program dimulai dari rutin inisialisasi yang berisi instruksi untuk mengatur

nilai stack pointer dan pengaturan timer 1 untuk komunikasi serial. Timer 1 ini diatur

untuk baudrate 9600 bps dengan serial mode 1 (8 bit UART – variabel). Selanjutnya

program mikrokontroler akan masuk ke rutin pemeriksaan penerimaan data serial.

Jika ada penerimaan, mikrokontroler segera melakukan pengambilan data pada ADC

dan megirimkan data tersebut ke komputer, kemudian kembali ke rutin pemeriksaan

38

penerimaan instruksi. Gambar 3.14 merupakan diagram alir dari program yang

terdapat pada mikrokontroler.

*** dihapus ***

Gambar 3.14 Diagram Alir Program pada Mikrokontroler

3.7.2 Perangkat Lunak pada Komputer

Perancangan perangkat lunak pada komputer terdiri dari beberapa bagian yang

diawali dengan mulai dan dilanjutkan dengan inisialisasi. Bagian inisialisasi berisi

instruksi-instruksi yang dijalankan pada saat program dijalankan pertama kali, antara

lain mengisi variabel-variabel dengan nilai tertentu dan menjalankan tampilan awal.

Ketika program dijalankan, instruksi yang aktif hanya login dan keluar, sehingga

untuk mengakses program ini hanya yang telah terdaftar. Gambar 3.15 merupakan

diagram alir program yang dibuat dengan bahasa pemprograman visual basic pada

komputer.

*** dihapus ***

Gambar 3.15 Diagram Alir Program pada Komputer

Pada menu utama terdapat beberapa tombol, di antaranya tombol data baru,

yaitu berfungsi untuk membuat data baru yang kemudian dilakukan pengambilan data

kondisi jantung dengan tombol mulai. Tombol mulai mengaktifkan pewaktu untuk

memberikan instruksi secara terus-menerus ke mikrokontroler untuk pengambilan

data dan pengiriman data ke komputer. Apabila tombol selesai ditekan, maka

pengiriman instruksi akan berhenti dan hasil pengambilan data dapat disimpan

dengan menekan tombol simpan. Data yang telah tersimpan dapat dibuka kembali

dengan menekan tombol open file yang kemudian akan menampilkan data dan grafik

hasil pemeriksaan. Tombol print berfungsi untuk mencetak gambar hasil pemeriksaan

dan data pasien.

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengujian dan Analisis Pengujian

4.1.1 Hasil Pengujian Rangkaian Penguat Instrumentasi

Tujuan penguat instrumentasi ini adalah untuk melihat besarnya sinyal

biopotensial dari permukaan kulit yang telah dikuatkan berdasarkan suatu hasil

pengujian. Pemilihan penguatan berdasarkan pada karakteristik dari sinyal

biopotensial yang sangat kecil dalam tingkatan milivolt.

Penguat instrumentasi akan diuji dengan rangkaian seperti Gambar 3.4.

Pengujian penguat instrumentasi menggunakan generator fungsi dan osiloskop 2.51

kemudian memberikan tegangan masukan Vin seperti yang terlihat pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Sistem Pengujian Penguat Instrumentasi

Pada rangkaian penguat instrumentasi diberikan masukan Vin dengan nilai

bervariasi sebanyak tiga kali masukan dari generator fungsi dan didapatkan hasil

pengukuran Vout dengan tiga kali pengukuran. Hasil perhitungan dan pengukuran

dimasukkan dalam Tabel 4.1 di bawah ini.

60

61

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Penguat Instrumentasi

Penguatan

Penguatan %No. Vin (mV) Vout(ukur) (mV) Vout(hitung) (mV) V /V V

/V kesalahan out( u k ur) in out(hitu n g ) in

*** dihapus ***

Penyimpangan rata-rata 3,18

Prosentase kesalahan pada penguatan didapatkan dengan rumus:

error % Av hitung Av ukur

Av hitung

x 100 %Sumber: Data Primer Terolah, 2010

Berdasarkan Tabel 4.1 di atas terlihat bahwa selisih penguatan tegangan Av

hasil perhitungan dan pengukuran memiliki kesalahan rata-rata sebesar 3,18 %.

*** dihapus ***

4.1.2 Hasil Pengujian Rangkaian Penapis Notch

Penapis notch akan diuji dengan rangkaian seperti pada Gambar 3.6 dengan

tegangan masukan 2 Vpp dan frekuensi pada pengujian rangkaian penapis notch mulai

dari frekuensi 10 Hz sampai dengan frekuensi 100 Hz. Sistem pengujian rangkaian

penapis notch dapat dilihat pada Gambar 4.4 di bawah ini.

*** dihapus ***

Gambar 4.4 Sistem Pengujian Tapis Notch

Hasil pengujian penapis notch dapat dilihat pada Tabel 4.3 di bawah ini.

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Rangkaian Penapis Notch

No Frekuensi Vout Vin Vout/Vin Penguatan (dB)

*** dihapus ***

Sumber: Data Primer Terolah, 2010

62

Berdasarkan Tabel 4.3 di atas dapat diketahui bahwa hasil frekuensi tengah

f 0 pada percobaan penapis notch sebesar 50 Hz, yakni pada saat tegangan hasil Vout

mencapai titik terendah sebesar 0,5 V, sedangkan hasil perhitungan pada rangkaian

penapis notch mempunyai frekuensi tengah

f 0 sebesar 60,5 Hz. Dengan demikian,

hasil kesalahan pada frekuensi tengah dapat dinyatakan dengan rumus:

Kesalahan Hasil Perhitungan Hasil Percobaan

Hasil Perhitungan

100 %

Kesalahan 60,5 50

60,5

100 %

Kesalahan = 17,36 %

Jadi, dapat diketahui bahwa kesalahan pada frekuensi tengah

f 0 sebesar 17,36 %.

Hasil pengujian rangkaian penapis notch dalam bentuk grafik penguatan (dB)

terhadap frekuensi (Hz) dapat dilihat pada Gambar 4.5 berikut.

65432

10

-1-2-3-4-5-6-7

-8-9

-10

Pen

gua

tan

(d

B)

-11-12

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Frekuensi (Hz)

Sumber: Data Primer Terolah, 2010

Gambar 4.5 Grafik Hasil Pengujian Penapis Notch

63

Berdasarkan Gambar 4.5 di atas terlihat bahwa frekuensi tengah pada penapis

notch mengalami pergeseran frekuensi menjadi 50 Hz. Hal ini berbeda dengan hasil

perhitungan yang mempunyai frekuensi tengah sebesar 60,5 Hz. Pergeseran ini

disebabkan karena penggunaan komponen yang masing–masing memiliki tingkat

toleransi yang berbeda sehingga akan mempengaruhi besar frekuensi yang diperoleh.

*** dihapus ***

4.2 Hasil Pengamatan dan Analisis Pengamatan

Pengujian sistem elektrokardiograf secara keseluruhan dilakukan dengan

menggunakan sampel manusia. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui gelombang

elektrokardiograf serta untuk mengetahui tingkat keberhasilan dari sist em

elektrokardiograf dan sekaligus untuk mengetahui adanya kelemahan atau

kekurangan, sehingga dapat dilakukan perbaikan untuk mendapatkan hasil gelombang

elektrokardiograf yang optimal.

4.2.1 Hantaran I ( Lead I )

Pada hantaran I, elektrode diletakkan pada lengan kanan (RA) dan sebagai

masukan negatif dan pada lengan kiri (LA) sebagai masukan positif seperti yang

terlihat pada Gambar 4.17 berikut.

Gambar 4.17 Hantaran I (Lead I)

Bentuk gelombang hantaran I (Lead I) osiloskop EKG diperlihatkan pada

Gambar 4.18 berikut ini.

64

*** dihapus ***

Berdasarkan hasil perekaman hantaran I, II, III, aVR, aVL, aVF, dan V (V1 –

V6) di atas, terdapat perbedaan bentuk gelombang antara bentuk gelombang normal

yang ada pada referensi dengan bentuk gelombang hasil penelitian. Perbedaan bentuk

gelombang tersebut dikarenakan:

1. Jenis penguat operasional yang digunakan dalam penelitian ini kurang memadai

untuk perekaman elektrokardiograf;

2. Adanya gangguan-gangguan (noise) dari luar yang ikut terekam pada perekaman

elektrokardiograf.

BAB V. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian ini, diperoleh beberapa kesimpulan sebagai

berikut:

1) Penguat instrumentasi mempunyai kesalahan rata-rata sebesar 3,18 %;

2) Penguatan tegangan pada penapis lolos atas akan semakin besar apabila

frekuensi tegangan diperbesar, sedangkan kesalahan pada frekuensi potong

fC penapis lolos atas sebesar 1 %;

3) Penguatan tegangan pada penapis notch akan semakin kecil apabila

frekuensi tegangan mendekati frekuensi 50 Hz, sedangkan kesalahan pada

frekuensi tengah

5.2 Saran

f 0 penapis notch sebesar 17,36 %;

*** dihapus ***

1) Untuk menghasilkan sinyal elektrokardiograf yang sesuai dengan standar

gelombang elektrokardiograf, maka perlu dilakukan penelitian lebih lanjut

dengan adanya filter digital serta menggunakan komponen-komponen yang

lebih memadai;

2) Untuk pengembangan selanjutnya, perancangan alat elektrokardiograf dapat

dikembangkan dengan menggunakan wireless EKG electrodes, Digital

Signal Prosesing, dan analisis logika fuzzy.

90

DAFTAR PUSTAKA

. Pengembangan Electro-Cardiograph (Ecg) dengan MemanfaatkanKemampuan Personal Computer. [Serial on line]. http:pusatstudi.gunadarma.ac.id/psik/Makalah%20Pembicara/Paper%20EC G.pdf

Atwood, Stanton, Cheryl, dan Storey. 1996. Pengenalan Dasar Disritmia Jantung.Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

Bobbie, P. 1995. A Mote-Based Real Time Health Monitoring System. University of California. [Serial on line]. http:cse.spsu.edu/pbobbie/Thesis/Chai's/Final_Presentation.ppt

Budiharto, Widodo. 2004. Interfacing Komputer dan Mikrokontroler. Jakarta: PT Elex Media Komputindo.

Busono, Susanto, Wiewie, dan Sadeli,. 2004. Algorithma untuk Deteksi QRS Sinyal ECG. [Serial on line]. Prosiding Semiloka Teknologi Simulasi dan Komputasi serta Aplikasi 2004 http:komputasi.inn.bppt.go.id/Prosiding_Semiloka%202004.pdf

Carr, Joseph J dan Brawn, John M. 1981. Introduction to Biomedical EquipmentTechnologi. New Jersey: John Willey and Sons. Inc.

Eko, Agfianto P. 2002. Penapis Aktif Elektronika Teori dan Praktek. Yogyakarta: C.V. Gava Media

Enrique. 2003. ECG Front-End Design is Simplied with MicroConverter. [Serial on line]. www. a n a l o g . c o m /libr a r y / a n a logDi a l o g u e / a rc hiv e s/3 7 - 11/ e c g .pdf

Hamonangan, Aswan. 2004a. Operational Amplifier Karakteristik Op-Amp (Bagian ke-satu). [Serial on line]. www. e l e c troni c l a b. c o m / i nd e x .ph p?action=html&fid=51

Hamonangan, Aswan. 2004b. Operational Amplifier (analisa rangkaian op-amp popular.[Serial on line]. http://www. e l ec troni c l a b . c o m /ind e x .ph p?action=html&fid=52

Hendi. 2007. Belajar EKG. [Serial on line]. http://perawatgawatdarurat.blogspot.com/2007_12_01_archive.html.

Jung, Walter G. 2002. Op Amp Aplication. [Serial on line].http://www. a n a lo g . c o m /libr a r y / a n a l o g D i a lo g u e / a r c hiv e s/3 9 -

05/Web_Ch1_final_R.pdf.

Lin, Wei dan Kirtley, Chris . The Electrocardiograph. [Serial on line]. http:physics.wku.edu/~womble/phys301/P2ekg.doc.

Malvino, A. P. 2004. Prinsip-Prinsip Elektronika buku dua. Jakarta: SalembaTeknika.

Pratanu, Sunoto. 1996. Buku Ajar Ilmu Penyakit Dalam. Jilid Pertama Edisi Ketiga.Jakarta: Balai Penerbit FKUI.

Prutchi, D dan Norris, M. 2005. Design and Development of Medical ElectronicInstrumentation. New Jersey: John Willey and Sons. Inc.

Puti, Nurdianing., Magdalena, Rita., dan Rizal, Achmad. 2004. Implementasi Metode JST Backpropagation dalam Diagnosis Penyakit Jantung Koroner Melalui Keluhan dan Pengenalan Pola ECG Pasien. [Serial on line]. www stttelkom.ac.id/staf/ARL/index_files/publikasiPDF/TE-10WimaRizal.pdf.

Putranti, Rr Arianti Rudy. 2007. Monitoring Pasien (ECG, Heart Rate, Suhu Tubuh, Respirasi, Blood Pressure) yang terhubung ke PC. [Serial on line].

Ramo, Temu . 2006. Biopotentials and Electrophysiology Measurement. [Serial on line]. http:metrology.hut.fi/courses/S-108.4010/2006/Biopotentials.ppt.

Setianto, Budhi. 2005. Dasar Medik untuk Pengembangan EKG Sederhana dan Manfaatnya Bagi Dunia Kedokteran di Indonesia. [Serial on line]. www.pus a tstudi. g u n a d a r m a . ac .id/psik/M a k a l a h % 20 P e m bi ca r a / P rof%2 0 B u dhi%202.pdf

Soemitro, H. W. 1992. Penguat Operasial dan Rangkaian Terpadu Linier. Jakarta: Erlangga.

Somasundaram, Shankar et al. .Critical Health Care System. [Serial on line]. http:www. c s.rutg e rs. e du / ~ m uthu/sh a nk a r.ppt

Wasito, S. 2001. Vademekum Elektronika. Jakarta: Gramedia.

Zhang, Xiyao . 2003. A Design of ECG Amplifier. [Serial on line]. http:www4.ncsu.edu/~xzhang11/PDF/525_proj1.pdf