Jurnal Nasional Teknomedik | Vol.
No.
1, 28 Juni 2024 Submitted: 05-04-2024.
Accepted 10-05-2024.
Published: 28-06-2024 ISSN 3062-8474 .
edia onlin.
Online at https://ejournal.
id/jnt Perancangan Alat Pengukur Denyut Jantung Dan Saturasi Oksigen Dalam Darah Menggunakan Sensor Max30102-20h I Gede Ardy Sultra Wardana1 .
Desak Ketut Sutiari2 .
Ridia Utami Kasih3 .
Nazrayan4 D-i Teknologi Elektro-Medis.
Universitas Mandala Waluya.
Indonesia 93231
1,2,3,4
Teknologi Elektro-Medis Universitas Mandala Waluya
1,2,3,4
Jl.
Jend.
H Nasution Kota Kendari 93231 Corresponding author: .
-mail:ardysultra2580@)gmail.
Intisari-Jantung adalah organ tubuh manusia yang memiliki fungsi vital, kelainan kecil bisa berpengaruh besar pada kinerja tubuh kita.
Selain itu kurangnya oksigen dalam tubuh juga dapat berpengaruh terhadap nilai jumlah oksigen yang terikat dengan protein di dalam sel darah merah .
Nilai ini sangat berkaitan dengan fungsi berbagai organ dan jaringan tubuh, seperti paru-paru, jantung, hingga otak.
Penyakit jantung merupakan penyebab kematian nomer satu di dunia.
Maka dari itu tujuan penelitian ini yaitu untuk memberikan kesadaran pentingnya melakukan pengecekan saturasi oksigen dan denyut jantung.
Perancangan alat menggunakan mikrokontroler Seduino XIAO sebagai pengontrol seluruh sistem.
Seperti Sensor Mex30102 untuk memonitor kadar oksigen dan denyut jantung melalui peredaran darah.
LCD Oled untuk menampilkan hasil data sinyal sensor Max yang telah di olah oleh mikrokontroler dan beberapa komponen lainnya.
Bentuk alat didesain secara portable dan sekecil mungkin sehingga bisa digunakan oleh pasien menyerupai jam tangan.
Hasil penelitian menunjukan saat alat diuji coba pasda jari seseorang maka BPM dan SPO2 akan tertampil pada LCD Oled.
Proses pengujian pada alat dilakukan dengan membandingkan nilai pada alat hasil desain dengan nilai pada alat standar.
Nilai BPM dan SpO2 yang dihasilkan alat modul membutuhkan waktu 1 sampai 3 menit agar stabil.
Nilai error hasil pebandingan sebesar 10% hingga 6,98% dari alat modul dan Oksimeter.
Kata kunci : Seduino Xiao.
Sensor Mex30102 .
Lcd Oled, laboratorium.
PENDAHULUAN Jantung merupakan sebuah organ terdiri dari otot.
Jantung bekerja seperti otot polos yaitu di luar kemauan manusia dan dipengaruhi oleh susunan saraf otonom.
Detak jantung berfungsi untuk memompa darah ke seluruh bagian tubuh.
Jantung merupakan organ tubuh yang sangat vital dan merupakan organ yang tidak pernah berhenti bekerja .
Saturasi oksigen adalah nilai yang menunjukkan jumlah oksigen yang terikat dengan protein di dalam sel darah merah .
Tubuh manusia membutuhkan dan mengatur keseimbangan oksigen yang sangat tepat dan spesifik dalam darah.
Tingkat saturasi oksigen darah arteri normal pada manusia adalah 90100%.
Denyut jantung dan saturasi oksigen merupakan informasi yang sangat penting bagi petugas medis dalam pengecekan kesehatan pada pasien.
Informasi tersebut digunakan untuk menentukan sehat atau tidaknya Jantung adalah organ tubuh manusia yang memiliki fungsi vital, kelainan kecil bisa berpengaruh besar pada kinerja tubuh kita.
Penyakit jantung merupakan penyebab kematian nomer satu di Penyakit jantung memiliki presentasi mencapai 29% dalam kasus kematian di dunia dan 17 juta orang meninggal setiap tahun karena penyakit jantung dan pembuluh darah di seluruh dunia.
Untuk mengatasi permasalahan tersebut peneliti merancang alat yang dapat mengukur detak jantung dan saturasi oksigen.
Teknik pengukuran yang berbasis mikrokontroler merupakan rancangan perangkat keras yang diusulkan peneliti untuk dapat menutupi kekurangan yang ada di rumah sakit ataupun tenaga medis terhadap pasien.
Alat ini menggunakan sensor detak jantung dan persentasi kadar oksigen dalam darah dengan menggunakan sensor MAX30102 dan LCD Oled berfungsi sebagai media untuk menampilkan nilai pembacaan dari sensor MAX30102 dalam bentuk BPM dan %SpO2.
detak jantung dan kadar oksigen dalam darah pada manusia sangat penting untuk dimonitioring karena keduanya merupakan salah satu alat vital sign yang penting.
Selain itu Mikrokontroler Seduino XIAO - Mikrokontroler Arduino - SAMD21 Cortex M0 SKU 102010328 Seduino XIAO adalah papan kompatibel Arduino terkecil di Keluarga Seduino.
Ini I Gede Ardy: Perancangan Alat Pengukur DenyutAA.
Jurnal Nasional Teknomedik | Vol.
No.
1, 28 Juni 2024 Submitted: 05-04-2024.
Accepted 10-05-2024.
Published: 28-06-2024 ISSN 3062-8474 .
edia onlin.
Online at https://ejournal.
id/jnt adalah Arduino mikrokontroler yang tertanam dengan microchip SAMD21.
Antarmuka Seduino XIAO kaya cukup dalam Dev yang begitu kecil.
Seduino XIAO masih mengusung CPU-ARMA yang kuat CortexA- M0 (SAMD21G.
yang merupakan mikrokontroler Arduino berdaya rendah.
Di sisi lain, papan kecil ini memiliki kinerja yang baik dalam pemrosesan tetapi membutuhkan lebih sedikit daya.
ini dirancang dalam ukuran kecil dan dapat digunakan untuk perangkat yang dapat dikenakan Arduino dan proyek-proyek kecil.
Terlepas dari CPU yang kuat.
Seduino XIAO sangat baik dalam banyak fungsi lainnya.
Sensor MAX30102 adalah pulse oximeter berupa modul sensor yang bekerja menggunakan prinsip photoplethysmography (PPG), yang digunakan untuk memonitor kadar oksigen dalam darah (SpO.
serta detak jantung per menit (BPM).
Sensor MAX30102 menggunakan komunikasi I2C (Inter Integrated Circui.
dengan tegangan kerja 5V DC.
Sensor ini merupakan modul yang berisi LED merah.
LED inframerah, dan fotodioda.
Sensor ini menggunakan komunikasi I2C.
Driver bus I2C bersifat open drain dan membutuhkan resistor pull-up pada I2C SDA dan SCL agar data keluaran sensor dapat terbaca pada saat sinyal low 0 volt dan sinyal high Pengukuran tersebut kemudian diproses oleh pemroses untuk memberikan gambaran baru setiap 0,5-Rasio (R) adalah tingkat penyerapan cahaya inframerah dan merah.
Nilai rasio dapat dihitung dengan rumus.
Nilai SpO2 dapat dihitung dengan memasukkan nilai R dari persamaan linier.
Oled (Organic- Light Emitting Diod.
adalah sebuah komponen semikonduktor yang solid seperti halnya komponen LED (Light Emitting Diod.
yang dibuat dengan menyisipkan beberapa lembar lapisan tipis organik diantara dua konduktor.
Jika di aliri arus maka OLED akan menyala.
OLED tidak membutuhkan sumber cahaya lain seperti halnya LCD yang membutuhkan backlight sebagai sumber cahayanya.
Ukuran OLED sangat kecil sekitar 100 - 500 nanometer atau kira-kira 200 kali lebih kecil dari rambut.
Penelitian oleh .
tentang penggunaan mikrokontroler Seduino XIAO dipadukan dengan modul sensor Max30102 & LCD Oled yang dapat dgunakan untuk memonitoring denyut Jantung dan saturasi oksigen dalam bentuk BPM dan %SpO2 .
skematik rangkaian.
Setelah alat selesai dilakukan serangkaian uji coba.
Alat dan Bahan Persiapan alat dan bahan dilakukan dengan cara memperhatikan alat yang akan dirancang kemudian melakukan tahap pemesanan bahan sesuai kebutuhan.
Alat yang perlu dipersiapkan adalah tool set lengakap untuk membuat desain berdasarkan komponen yang Laptop digunaksn untuk membantu merancang program yang dibutuhkan pada software.
Program dibuat pada aplikasi arduino IDE.
Sedangakn bahan utama yang digunakan yaitu mikrokontroler Seeduino XIAO dengan tegangan 3,3V DC sebagai kontroler sistem monitoring denyut Jantung dan saturasi oksigen.
LCD Oled adalah sebagai media untuk menampilkan nilai dari pembacaan sensor Max30102 yang dapat mendeteksi denyut Jantung dan saturasi oksigen.
Modul Charger TP4056 Type-C dugunakan untuk melakukan pengisian ulang pada baterai sekaligus untuk penyeimbang, pemantauan dan proteksi pada baterai yang disusun secara seri atau baterai susun.
Buzzer berfungsi untuk memberikan suara pada setiap perubahan nilai dari BPM.
push button yang akan menyimpal nilai BPM dan SpO2% ketika tombol ditekan.
Blok Diagram Gambar 2 merupakan blok diagram dari alat pengukur denyut Jantung dan sturasi oksigen dengan menggunakan sensor Max30102 yang terdiri dari beberapa blok.
Gambar 2.
Blok diagram II.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen pembuatan alat yang menggunakan beberapa tahapan dalam mendesain alat mulai dari penyiapan alat dan bahan, perancangan blok diagram dan pembuatan Skematik Rangkaian Gambar 3 menunjukkan skematik rangakian dari alat pengukur denyut Jantung dan saturasi oksigen menggunakan sensor Mex 30102.
I Gede Ardy: Perancangan Alat Pengukur DenyutAA.
Jurnal Nasional Teknomedik | Vol.
No.
1, 28 Juni 2024 Submitted: 05-04-2024.
Accepted 10-05-2024.
Published: 28-06-2024 ISSN 3062-8474 .
edia onlin.
Online at https://ejournal.
id/jnt Gambar 3.
Skematik rnagkaian alat keselutuhan Desain Alat Untuk perancangan desain dari alat GPS Tracker dapat dilihat pada Gambar 4 yang menampilkan alat dari beberapa perspektif.
Tampak samping Gambar 4.
Desain alat GPS Tracker, .
Tampak atas, .
Tampak depan, .
Tampak samping Tampak atas Pengambilan Data Pengujian data pada alat menggunakan 5 .
sampel dengan denyut jantung dan saturasi oksigen yang berbeda-beda serta memvariasikan posisi jari pada penjempit agar sensor membaca dengan baik, pengujian dilakukan dengan mengukur pada ujung jari untuk Adapun proses detail dari tahap ini adalahs sebagai berikut :
Tampak Depan I Gede Ardy: Perancangan Alat Pengukur DenyutAA.
Jurnal Nasional Teknomedik | Vol.
No.
1, 28 Juni 2024 Submitted: 05-04-2024.
Accepted 10-05-2024.
Published: 28-06-2024 ISSN 3062-8474 .
edia onlin.
Online at https://ejournal.
id/jnt Menyiapkan alat yang akan digunakan untuk pengujian berupa alat pengukur denyut jantung dan saturasi oksige .
Menyiapkan tabel dan alat tulis yang akan digunakan untuk mencatat hasil pengujian alat Menyiapkan sampel yang akan di ukur denyut jantung dan saturasi oksigennya .
Menekan tombol on/off ke posisi ON untuk menghidupkan alat.
Melakukan pengukuran denyut jantung dan saturasi oksigen.
Pada tahap ini dilakukan perbandingan ketepatan hasil pengukuran antara alat terstandarisasi dan alat yang telah dibuat.
Mengamati hasil pengukuran BPM dan %SpO2 pada tampilan LCD Oled.
Mencatat hasil pengukuran pada tabel yang Analisis Data Analisis data pada penelitian ini dilakukan dengan cara sebagai berikut :
Pengujian dilakukan dengan mengukur pada ujung jari dan hasil data uji alat seperti pada Tabel 1.
Gambar 5.
Keseluruhan alat Tabel 1.
Data uji alat Nilai Error didapatkan dengan memasukkan nilai selisih hasil pengkuran dengan memasukan nilai hasil alat medis referensi yang sudah ada dikurang dengan nilai yang didapatkan dari alat atau modul kemudian dikali dengan 100% .
eratus Berikut ini rumus untuk mencari nilai error adalah sebagai berikut:
yceycycycuyc(%) = Eaycaycycnyco ycOycoycyc ycyceyceyceycyceycuycycn Oe Eaycaycycnyco ycycoycyc ycaycoycayc ycu100% yaycaycycnyco ycycoycyc ycyceyceyceycyceycuycycn i.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Hasil Alat pengukur BPM & %SpO2 Dalam penyusunannya, alat pengukur denyut Jantung dan saturasi oksigen terdiri atas beberapa komponen sebagaimana yang dapat dilihat pada Gambar 5 yang menampilkan keseluruhan dari alat Hasil Pengujian Pengujian data pada alat ini melibatkan pengambilan data 5 .
sampel dengan denyut jantung dan saturasi oksigen yang berbeda- I Gede Ardy: Perancangan Alat Pengukur DenyutAA.
Jurnal Nasional Teknomedik | Vol.
No.
1, 28 Juni 2024 Submitted: 05-04-2024.
Accepted 10-05-2024.
Published: 28-06-2024 ISSN 3062-8474 .
edia onlin.
Online at https://ejournal.
id/jnt Hasil perhitungan nilai error antara alat terstandarisasi dan alat modul, dapat dilihat pada Tabel 2.
Komponen- komponen yang dikontrol oleh Seeduino Xiao antara lain: sensor MAX30102 yang digunakan sebagai alat untuk memonitor oksigen dalam darah dan juga detak jantung dalam tubuh,lcd oled dengan ukuran 93 digunakan sebagai output yang menampilkan hasil sinyal dari sensor MAX 301005 ke mikrokontroler berupa data nilai denyut jantung dan kadar oksigen dalam BPM dan %SpO2,buzzer digunakan untuk menghasilkan getaran suara pada alat saat nilai BPM berubah-ubah setiap detiknya.
Selain perancangan dan pembuatan perangkat keras .
pada alat, juga dibutuhkan pembuatan perangkat lunak .
pada alat ini, dalam hal ini yaitu pembuatan bahasa pemrograman .
ahasa C ).
Bahasa pemrograman yaitu sebuah kode ataupun perintah-perintah yang dibuat agar alat dapat bekerja secara otomatis.
Kode tersebut di-input kedalam rangkaian mikrokontroler sebagai pengolah keseluruhan data dari alat.
Kemudian program yang telah dibuat akan diupload ke mikrokontroler menggunakan aplikasi Arduino IDE melalui kabel USB yang saling terhubung sehingga dapat bekerja sesuai dengan printah program yang telah dibuat.
Program yang dibuat antara lain yaitu program .
ahasa C ) pada tampilan animasi LCD oled,dan nilai pembaca dari sensor MAX301002 yang telah dikaliberasi sebelumnya shingga nilai yang ditampilkan pada LCD oled sudah sesuai dengan program perintah yang dibuat.
Pengukuraan denyut jantung dan saturasi oksigen ini menggunakan Sensor MAX30102.
Keberhasilan pengukuran pengambilan data pengamatan dan analisa data yang dihasilkan tidak akan bisa dilakukan jika sensor yang digunakan belum terkaliberasi dengan baik.
Selain itu penggunaan penjepit atau pelindung pada sensor MAX30102 ini juga sangat penting kerena menjadi factor keberhasilan sensor dalam bekerja pada ujung jari pengamatan data pada tabel 4 menyatakan alat pengukuraan denyut jantung yang telah dirancang dapat mengukur dengan baik dapat dilihat pada tabel 5 analisa data pengamatan pengukuran nilai error %SpO2 dan BPM .
Berdasarkan nilai error rata-rata untuk BPM 3,19% dan %SpO2 1,28%.
Kabsahan suatu modul hasil juga dapat dilihat dari uji independent sample t-test adalah salah Satu cara untuk mengetahui apakah dua kelompok sampel memiliki perbedaan rata- rata secara signifikan atau tidak ada perbedaan dan dapat dilihat pada tabel 6 dan 7 Berdasarkan uji-T diketahui bahwa pada pengukuran BPM t Critical one-tail atau pengujian 1 sampel yaitu 0,32 sedangkan nilai dari t Critical two-tail atau pengujian nilai 2 sampel yaitu 0,64.
Pada Tabel 2.
Hasil analisa data Pembahasan Proses perancangan dan pembuatan alat ini dimulai dengan membuat sambungan kabel pada sensor MAX30102 lalu dilanjutkan dengan memasang 2 resistor pada SDA dan SCL yang kemudian di jamperkan pada system tegangan pada mikriontroler untuk menambah Lcd Oled Sensor MAX30102.
kemudian dialanjutkan membuat sistem catu daya atau sumber tegangan yang dibutuhkan oleh sistem alat ini, berupa baterai sebagai sumber tegangan utama dengan keluaran sebesar 3,7 V DC.
Baterai yang digunakan sebanyak 1 buah baterai yang digunakan berjenis lithium yang artinya dapat diisi ulang jika daya nya habis pada saat digunakan.
lalu dilanjutkan dengan membuat lubang saklar on/off pada case alat.
Untuk pengecasan/pengisian menggunakan modul charger dengan tipe TP-4056.
sementara tegangan supply yang dibutuhkan oleh alat untuk dapat bekerja adalah 5 V DC.
Rangkaian selanjutnya yang dibuat adalah menyambungkan kabel pada sistem mikrokontroler dengan menggunakan Seeduino Xiao sebagai pusat Kontroler ini membutuhkan catu daya hanya sebesar 3,3 V DC atau 3,7 V DC untuk beroperasi dan mengontrol sistem rangkaian keseluruhan pada alat.
I Gede Ardy: Perancangan Alat Pengukur DenyutAA.
Jurnal Nasional Teknomedik | Vol.
No.
1, 28 Juni 2024 Submitted: 05-04-2024.
Accepted 10-05-2024.
Published: 28-06-2024 ISSN 3062-8474 .
edia onlin.
Online at https://ejournal.
id/jnt pengukuran uji-T pada %SpO2 nilai dari adalah 0,30 dan nilai t Critical two-tail 0,61.
Dari penjelasan nilai-nilai independen diatas dimana nilai t Critical one-tail harus lebih kecil dari t Critical two-tail maka H0 (Ditola.
jika nilai probalitas t Critical two-tail lebih besar dari t Critical one-tail maka nilai H0 (Diterim.
dari penjelasan tersebut maka alat dapat digunakan dengan baik pada proses pengecekan kesehatan jantung dan juga oksigen dalam MAX30102, atau oksimeter pulsa optik dan sensor detak jantung apa pun, terdiri dari sepasang LED intensitas tinggi (Merah dan IR, keduanya dengan panjang gelombang berbed.
dan fotodetektor.
Panjang gelombang LED ini masing-masing adalah 660nm dan MAX30102 bekerja dengan menyinari kedua lampu ke jari atau daun telinga .
tau pada dasarnya di mana pun yang kulitnya tidak terlalu tebal, sehingga kedua lampu dapat dengan mudah menembus jaringa.
dan mengukur jumlah cahaya yang dipantulkan menggunakan fotodetektor.
Metode pendeteksian denyut nadi melalui cahaya disebut Photoplethysmogram.
Cara kerja MAX30102 dapat dibagi menjadi dua bagian pengukuran detak jantung dan oksimetri denyut nadi .
engukur kadar oksigen dalam dara.
memnerikan sarana dan prasarana dalam penyelesaian penelitian ini.
Serta terima kasih kepada pihak yang telah berkontribusi pada penyelesaian penelitian dan artilel ini.
IV.
KESIMPULAN
Setelah melakukan proses perancangan, pembuatan serta pengujian alat dan pengambilan data alat ini, maka pada penelitian ini dapat disimpulkan sebagai berikut:
Perancangan dan pembuatan pengukur denyut jantung dan saturasi oksigen dirancang dengan menggunakan sensor MAX30102 agar sensor dapat bekerja dibutuhkan bahasa pemrograman .
ahasa C ) yang akan di-input pada Seduino XIAO Mikrokontroler Arduino sebagai pusat pengontrol sekaligus untuk menjelabkan komponen-komponen lain yang Perancangan dan pembuatan alat telah berhasil dibuat dan dapat mengukur denyut jantung dan saturasi Tampilan denyut jantung dan saturasi oksigen pada LCD oled dalam bentuk BPM dan %SpO2 diproleh dari objek atau finger penjepit yang kemudian diolah oleh mikrokontroler untuk mengondisikan sinyal yang diperoleh oleh finger lalu akan ditampilkan pada LCD Oled.
REFERENSI
Aprilia, & Sollu.
Sistem Monitoring Realtime Detak Jantung Dan Kadar Oksigen Dalam Darah Pada Manusia Berbasis IoT(INTERNET of THINGS).
Jurnal Ilmiah Foristek, x, 95103.
Kemalasari, & Rochmad.
Jurnal Nasional Teknologi Terapan (JNTT).
Deteksi Kadar Saturasi Oksigen Darah (Sp.
Dan Detak Jantung Secara NON-INVASIF dengan sensor Chip MAX30100.
IV, 35-49.
Kemenkes, 2009.
Pedoman Pengendalian Penyakit Jantung dan Pembuluh Darah.
Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 854.
Jakarta .
Sheets.
2, 1 .
Thief River Falls,Minnesota,Amerika.
Retrieved Seduino XIAO- Arduino MicrokontrollerSAMD21 Cortex MO :
http://w.
Sheets.
6, 5 .
MAXim Integrated.
Retrieved from MAX30205 Human Body Temperaturen Sensor: http://w.
MAXimintegrated.
Data Sheets.
2, 8 .
display@vishay.
Retrieved OLED-128O064D-Bpp3n000 128x64 Graphic OLED: http://w.
Vishay.
Kemalasari and M.
Rochmad.
AuDETEKSI KADAR SATURASI OKSIGEN DARAH (SpO.
DAN DETAK JANTUNG SECARA NON-INVASIF DENGAN SENSOR CHIPMAX30100,Ay J.
Nas.
Teknol.
Terap.
, vol.
35Ae50, 2022, doi:
22146/jntt.
Utomo.
Negoro, and M.
Sofie.
AuMonitoring Heart Rate Dan Saturasi Oksigen Melalui Smartphone,Ay Simetris J.
Tek.
Mesin.
Elektro dan Ilmu Komput.
, vol.
10, no.
319Ae 24176/simet.
UCAPAN TERIMA KASIH