PEMANFAATAN GPS DAN ACCELEROMETER PADA MOBILE DEVICE UNTUK TRACKING DAN PERHITUNGAN KALORI SAAT BEROLAHRAGA

Transkripsi

1 PEMANFAATAN GPS DAN ACCELEROMETER PADA MOBILE DEVICE UNTUK TRACKING DAN PERHITUNGAN KALORI SAAT BEROLAHRAGA Esther Irawati Setiawan, S.Kom, M.Kom Fransiskus Verdian Sudjatmika, S.Kom ABSTRAK Dewasa ini, mobile device telah dilengkapi dengan berbagai aplikasi yang dapat mendukung penggunanya dalam aktivitas kesehariannya. Salah satu kategori aplikasi yang tersedia adalah pendamping saat berolahraga. Namun aplikasi yang tersedia saat ini tidak dilengkapi dengan data-data secara real time dari user sehingga user dapat mengetahui hasil dari olahraga yang dilakukannya. Karena itu, dikembangkanlah aplikasi mobile device yang diberi nama Droid Sport Assistant pada Android. Aplikasi ini dapat melakukan tracking berbagai aktivitas olah raga yang dilakukan oleh user sehingga user bisa mendapatkan hasil aktivitas yang dilakukannya secara real time. Penggunaan accelerometer cukup membantu dalam beberapa aktivitas seperti sit up contohnya, sehingga data-data dari user dapat dikalkulasi dengan menggunakan metode MET yang memerlukan data dari accelerometer. Penghitungan kalori dengan metode yang berbeda pada tiap aktivitas seperti Sit Up menggunakan MET dan running dengan menggunakan perhitungan berdasarkan jarak dan kecepatan dapat membuat perhitungan lebih akurat dibandingkan dengan menggunakan satu metode yang sama pada tiap aktivitas. Penghitungan seperti penghitungan heart rate range membutuhkan data-data spesifik dari user berupa umur user, sedangkan penghitungan kalori terbakar membutuhkan berat, tinggi, serta usia user sekarang beserta pengkalkulasian data seperti kecepatan dan jarak yang ditempuh memerlukan pengambilan data melalui satelit gps yang berada dekat dengan user. Sebagai fitur pelengkap, user juga bisa melihat contoh-contoh jenis olahraga pada empat macam kategori seperti abs, arm, calf, dan chest. Aplikasi ini juga menyediakan fitur untuk mengatur routine yang dapat dilakukan oleh user setiap harinya, dan fitur reminder memudahkan user untuk mengingat waktu yang telah ditentukan oleh user untuk melakukan aktivitas olahraga. Pada fitur personal score user dapat melakukan backup data-data dari aktivitas yang telah dilakukan oleh user pada server aplikasi ini. Kata kunci: mobile device programming, gps, accelerometer, android ABSTRACT Nowadays, a variety of applications for mobile devices are available to support users in their daily activities. One category of applications available is sport. Out of so many available sports applications, only a few applications that provide feature to give information in real time, and neither provides outcome of the exercise done. The objective of the development of Droid Sport Assistant Application on Android is to help users who are exercising by performing tracking of activities undertaken by the user so the user can get the data feedback done in real time. The use of the accelerometer is quite helpful in some activities such as sit ups, so that data from the user can be calculated by using the MET method that requires data from the accelerometer. The calculation of calories which is done by different methods on each activity such as Sit Up will be done by MET calculation and running by using a calculation based on the distance and speed can improve the accuracy of calculation to be better than using a similar method on each activity. Calculations like heart rate range and the number of calories burned calculation require specific data from the user such as user age, height, and weight of present, and data estimation such as speed and distance traveled requires loading data via GPS satellites that are close to the user. Users can also look at the samples of exercise in four categories such as abs, arm, calf, and chest. The application also provides features to manage activities routine that can be done by the user daily, and the 15

2 DINAMIKA TEKNOLOGI April 2012 Vol. 5; No. 1; Hal. 1-7 reminder feature to facilitate user to remember the specified time by the user to perform sports activities. In the personal score features, user can upload data from the activity that has been done by the user on the server of this application. Keywords: mobile device programming, android, gps, accelerometer. PENDAHULUAN Dewasa ini teknologi mobile device smart phone berkembang pesat di kehidupan masyarakat. Berbagai aplikasi tersedia pada mobile device, dari aplikasi permainan hingga aplikasi dalam bidang olahraga. Dari sekian banyak aplikasi olahraga yang tersedia, hanya sedikit aplikasi yang menyediakan fitur untuk memberikan informasi secara real time. Kebanyakan fitur yang disediakan adalah stopwatch yang hanya berguna untuk memberikan data durasi waktu yang dipakai user untuk melakukan latihan. Oleh karena itu, dikembangkanlah suatu aplikasi yang dapat memberikan berbagai macam informasi olah raga secara real time kepada user. Informasi yang diberikan antara lain mengenai banyak kalori yang perlu terbakar dalam aktifitas olahraga, detak jantung efektif dari user agar dapat berolahraga dengan baik, jalur lari yang telah dilewati user, contoh-contoh cara workout yang baik dan benar, serta jumlah latihan yang telah dilakukan oleh user dengan memanfaatkan hardware accelerometer dan gps yang dimiliki Android. Adapun target dari pengguna aplikasi ini adalah masyarakat remaja ataupun dewasa, yang bisa menggunakan aplikasi Android secara fasih dan menyukai aktifitas olahraga. Tujuan pembuatan aplikasi Droid Sport Assistant pada Android ini adalah agar aplikasi ini dapat membantu user yang sedang berolahraga dengan memberikan data-data secara real time dari user, seperti heart rate range, jumlah kalori yang terbakar, kecepatan, jarak yang ditempuh, dan lainlain, sehingga user dapat melakukan kegiatan olahraga secara efektif dan efisien. TEORI PENUNJANG Teori-teori yang akan dijelaskan pada bagian ini adalah yaitu platform Android beserta dengan accelerometer dan GPS, teori perhitungan kalori serta perhitungan right heart zone yang dimanfaatkan untuk pengembangan aplikasi ini. 1. Android Android merupakan platform untuk mobile device. Platform yang dimaksud meliputi Operating System, middleware, dan aplikasi-aplikasi utama. Aplikasi pada Android dibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman berbasis Java yang dijalankan oleh Dalvik (virtual machine untuk Android). Platform Android bersifat open source dan seluruh source code (termasuk jaringan dan telepon) berada di bawah lisensi Apache. Gambar 1. Arsitektur Android Arsitektur Android dibagi menjadi 5 lapisan yaitu Linux Kernel, Libraries, Android Runtime, Application Framework, dan Applications. 2. GPS dan Google Maps API Mobile device yang dilengkapi dengan GPS dapat mendeteksi posisi pengguna saat ini dengan memberikan output koordinat lintang dan bujur. Pada Android, informasi posisi pengguna dapat diperoleh dari satelit atau bts (cell tower). Tracking aktivitas olah raga pada aplikasi ini ditampilkan pada peta yang disediakan oleh Google Maps API untuk Android. Google Maps adalah sebuah layanan peta dunia online dan gratis yang dikembangkan oleh Google. Google Maps akan memberikan gambar peta dari lokasi yang dicari yang dapat digeser untuk melihat gambar daerah di sekeliling lokasi. Google Maps juga dilengkapi dengan fitur satellite view yang akan 16

3 menampilkan gambar yang diperoleh dari satelit. Selain itu, Google juga menyediakan service berupa Google Maps API bagi para pengembang aplikasi agar dapat menggunakan layanan Google Maps pada aplikasi yang dibuat. Service yang disediakan bersifat gratis, namun terdapat batasanbatasan untuk setiap service yang digunakan. 3. Accelerometer Accelerometer, seperti namanya adalah hardware yang digunakan untuk mengukur akselerasi Android. Seringkali disebut juga sebagai sensor gravitasi. Accelerator umumnya digunakan untuk mengukur perubahan kecepatan gerakan dari android dan juga arah dari android tersebut. Pengukuran gerakan dari android itu sendiri terbagi dalam tiga dimensi. Yaitu dimensi X-Axis, dimensi Y-Axis, dan terakhir adalah dimensi Z-Axis. Gambar 2. Dimensi Gerakan dan Arah Accelerometer 4. Perhitungan Kalori Perhitungan kalori dilakukan dengan mengkalkulasikan BMR yaitu Basal Metabolic Rate. Ini adalah jumlah kalori yang dibutuhkan untuk mempertahankan berat yang dimiliki sekarang, tanpa memperhitungkan aktifitas fisik yang dilakukan. Cara terbaik untuk melakukan penghitungan BMR adalah dengan Harris-Benedict Equation. Formula yang dipakai berbeda untuk pria dan wanita. Pria: 66 + (6.23 x Berat) + (12.7 x Tinggi) - (6.8 x Usia) Wanita: (4.35 x Berat ) + (4.7 x Tinggi) - (4.7 x Usia) Berat badan terhitung dalam skala pound, dan tinggi badan terhitung dalam skala inci. Pada aplikasi yang dikembangkan, user bisa memilih skala satuan yang paling dikenal olehnya antara lain kilogram / pound dalam berat, serta meter, sentimeter, atau inci dalam hal tinggi, dan kemudian pengkonversian skala satuan tersebut akan diproses secara otomatis oleh aplikasi ini sendiri. Kalkulasi dilanjutkan dengan pembagian aktifitas olahraga dalam seminggu (sedentary, light, moderate, dan very active). Dari pembagian itu, kalkulaksi dilakukan dengan menyesuaikan BMR dengan skala aktifitas yang dilakukan oleh user. Sedentary (Tidak berolahraga): BMR = BMR * 1.2 Moderate (1-3 kali seminggu): BMR = BMR * Active (lebih dari 3 kali seminggu): BMR = BMR * 1.55 Setiap kali user mengalami penambahan atau pengurangan berat maka kalori yang diperlukan memerlukan penghitungan ulang. Penghitungan kalori yang terbakar menggunakan formula yang berbeda. Formula tersebut yaitu : Jumlah Kalori terbakar = (MET Value ) * (BMR/1440) * (Durasi aktifitas dalam menit) MET adalah nilai metabolic ekuivalen yang berbeda pada tiap aktifitas. Data dari MET ini didapatkan dari buku karangan Stephen Hermann yang berjudul 2011 Compendium of Physical Activities Tracking Guide Tabel 1. MET Value Aktivitas MET Value Push Up 8 Sit Up 8 5. Perhitungan Right Heart Zone Heart rate zone perlu dihitung agar pembakaran kalori dapat dilakukan secara efektif dan maksimal. Kalkulasi heart rate zone ini didasarkan pada umur dan berat yang dimiliki user sekarang. Kalkulasi ini dilakukan dengan formula: Low Right Heart Rate Zone = (220 usia) * 0.55 Max Right Heart Rate Zone = (220 usia) * 0.9 Dengan catatan low right heart rate zone adalah batas bawah detak jantung efisian yang dimiliki oleh user sedangkan max heart rate zone adalah batas atas detak jantung efisien yang dimiliki oleh user. DESKRIPSI SISTEM Sistem yang dikembangkan terdiri dari dua bagian yaitu server dan client. Server hanya digunakan untuk penyimpanan informasi aktifitas pengguna, sedangkan proses perhitungan kalori dan tracking dilakukan di client. Selain itu, sistem juga menggunakan web service dari Google untuk menampilkan peta yaitu Google Map API. Client 17

4 DINAMIKA TEKNOLOGI April 2012 Vol. 5; No. 1; Hal. 1-7 yang merupakan aplikasi Android mencakup enam modul utama yaitu workout, routine, personal score, log, reminder dan option. Tiap modul mempunyai sub modul masing-masing kecuali modul reminder dan modul option sendiri pada web server aplikasi ini. Pengembangan menggunakan bahasa pemrograman PHP dan MySQL. Jenis aktifitas yang dihitung secara real time adalah lari, push up, dan juga sit up. Perhitungan kalori untuk aktivitas lainnya hanya perkiraan kalori yang terbakar berdasarkan durasi dan jenis aktivitas yang dilakukan oleh user. Pada workout Abs, Arm, Cardio, Chest, Leg Workout, selain aplikasi berperan sebagai assistant counter, juga menunjukkan contoh gerakan AB yang benar. Fitur ini juga akan menunjukkan 10 jenis latihan AB yang ada dan pengukuran waktu, serta jumlah set-set latihan yang tersisa. Dilengkapi juga dengan gambar yang menunjukkan cara latihan yang benar. Gambar 3. Menu Utama dan Menu Workout Modul pertama adalah modul workout. Modul ini terbagi menjadi dua sub modul yaitu info workout dan tracking workout. Info workout merupakan sub modul dari workout yang berfungsi untuk menunjukkan detail suatu olah raga berdasarkan atas empat jenis kategori yaitu Arm Workout, Abs Workout, Calf Workout, serta Chest Workout. Untuk setiap aktivitas olah raga akan ditunjukkan pula kalori yang terbakar setelah aktivitas dilakukan. Kalkulasi pembakaran ataupun penambahan kalori dari aktifitas yang dilakukan maupun kalori yang tergantung pada makanan yang diinputkan oleh user. Fitur ini terdapat di semua mode workout yang ada di aplikasi ini. Penghitungan pada aplikasi ini dibagi tiga. Pertama adalah kalkulasi kalori yang terbakar pada aktifitas yang dijalankan oleh user (push up, sit up, berlari, dan lain-lain), perhitungan kalori yang diperlukan untuk terbakar pada keseharian user (daily calory burned), serta data-data kalori yang tergantung pada makanan yang menggunakan database. Perhitungan kalori kebanyakan dilakukan dengan menggunakan fitur accelerometer dan penghitungan dengan menggunakan rumus matematika seperti yang terdapat pada teori penunjang, kecuali pada kalori makanan yang menggunakan database saja. Perhitungan kalori ini memerlukan user untuk menginputkan usia dan berat user sekarang. Tentu saja data-data ini akan masuk ke dalam privacy dan terserah pada user akan ditampilkan atau tidak pada database website aplikasi ini. Data tersebut diupload menggunakan web service yang dibuat Pada Sit Up Workout adalah fitur dimana aplikasi berperan sebagai assistant counter, juga menunjukkan contoh gerakan Sit Up yang benar. Penghitungan jumlah Sit Up dapat dilakukan menggunakan accelerometer. Dimana posisi Android haruslah di saku pakaian bagian depan. Accelerometer berperan sebagai counter jumlah dari sit up yang telah dilakukan. Dilakukan dengan pengukuran axis orientasi arah dari Android terlebih dahulu. Umumnya dengan orientasi arah y-axis -90 derajat dimana bagian atas dari android mengarah ke atap. Baru kemudian jumlah sit up yang dapat dilakukan diukur dengan menggunakan sensor pergerakan accelerometer menggunakan arah y-longitudinal dan z-vertical. Arah x-lateral tidak dipakai. Jika y menghasilkan angka positif berarti user sedang bergerak mengarah ke depan, dan angka negatif berarti sedang bergerak ke arah belakang. Jika angka negatif dan positif ditemui barulah counter jumlah sit up bertambah. Selain itu juga terdapat counter lain berupa jumlah kalori yang terbakar selama latihan. Sub modul kedua yaitu Tracking workout adalah modul yang digunakan untuk mengaktifkan fungsi tracking pada aplikasi ini. 18

5 Gambar 4. Tracking Terdapat tiga fungsi tracking workout pada aplikasi ini. Antara lain running, push up, dan fungsi terakhir adalah sit up. Tracking pada tiap aktivitas akan dicatat pada table log untuk kemudian dapat dilihat dan dihitung kalori yang terbakar pada waktu user melakukan aktivitas tersebut. Fitur run tracking digunakan untuk mentracking jalur yang dilalui user dengan menggunakan penggambaran peta. Pada fitur ini juga disediakan distance dan juga reminder untuk memberitahukan pada user jarak yang sudah dicapai maupun sisa jarak yang ingin dicapai. Fitur ini menggunakan GPS yang sudah terdapat di dalam Android, dimana pada aplikasi ini terdapat service yang berguna untuk mendeteksi satelit yang ada pada sekitar pemakainya, dan mentracking kecepatan, jarak yang telah dicapai user dan lain-lain. Jika tiba-tiba koneksi terputus (umumnya karena koneksi internet terganggu ataupun tidak ditemukan satelit di sekitar pemakai) maka service akan memberikan notifikasi kepada user bahwa tidak ditemukan satellite. Pada mode online, user akan diberi tampilan suatu peta (dibuat dengan menggunakan fitur Google Map, kemudian peta tersebut akan diberikan garis jalur user berlari. Terdapat voice feedback setiap 500 meter, dan setiap 1 kilometer pada peta akan diberikan marker dan data-data pada saat itu akan dicatat. Pada akhir aktifitas, user akan diberikan data hasil berupa jumlah kalori yang terbakar, ratarata kecepatan, waktu yang dibutuhkan ketika mencapai jarak tertentu, dan lain-lain. User kemudian bisa mengupload hasilnya di server dan bersaing dengan user lain yang terdaftar sebagai temannya di website tersebut. Dengan fitur ini diharapkan user dapat memiliki jiwa kompetitif sehingga menarik user untuk menjadi lebih maju dan semakin terpacu untuk berolahraga. Jika user berlari sepanjang 5 mil dalam waktu 1 jam maka jumlah kalori yang terbakar adalah kalori, terhitung sebagai berikut Berat Badan = 70 kg = 70 * 2.2 = 154 lbs (pound) Total kalori terbakar per mil = 0.75 * 154 = Total kalori terbakar 5 mil = * 5 = kalori Data ini kemudian dimasukkan ke dalam database dari runtracking dan user dapat melihat hasil dari aktifitasnya sewaktu-waktu. Modul kedua adalah modul routine, dimana pada modul tersebut digunakan untuk melihat jadwaljadwal aktivitas yang dapat dilakukan oleh user. Baik routine yang berasal dari database aplikasi ini, maupun routine yang dibuat sendiri oleh user. Modul ini terbagi menjadi tiga submodul, antara lain list routine, detail routine, serta sub modul terakhir adalah add new routine. List routine adalah submodul yang berguna untuk memberikan daftar routine yang ada, baik yang berasal dari aplikasi ini maupun routine yang dibuat oleh user sendiri. Submodul kedua detail routine adalah module yang berfungsi untuk melihat detail jadwal dari routine yang dipilih oleh user. Sub modul terakhir yaitu add new routine adalah modul yang digunakan agar user dapat memasukkan routine mereka sendiri, sehingga routine tidak hanya berasal dari database aplikasi ini saja. Modul ketiga adalah modul personal score. Modul ini menangani segala sesuatu yang berhubungan dengan data personal score milik user. Modul ini terbagi menjadi dua sub modul yaitu detail personal score dan upload personal score. Pada detail personal score, user dapat melihat data-data dari personal score yang dimilikinya. Data-data tersebut kemudian dapat diupload ke server dengan menggunakan koneksi internet dan username yang sudah terdaftar di server. Hal mengenai upload ditangani oleh submodul kedua dari personal score yaitu submodul upload personal score. Pengukuran kalori yang terbakar pada saat lari memiliki formula yang berbeda, formula yang dipakai adalah: Total kalori yang terbakar per mil = 0.75 * Berat badan (pound) 19

6 DINAMIKA TEKNOLOGI April 2012 Vol. 5; No. 1; Hal. 1-7 Gambar 5. Menu Log dan Personal Score Kemudian modul selanjutnya adalah modul Log, yaitu modul yang digunakan untuk pengaturan log dari aktivitas tracking pada aplikasi ini. Modul ini mempunyai tiga submodul, antara lain: log aktivitas, set objective weight, dan submodul terakhir adalah calorie counter. Submodul log aktivitas adalah submodul yang menangani pencatatatan data tracking pada aktivitas yang ada pada aplikasi ini, antara lain running, push up, serta sit up. Submodul ini juga digunakan ketika menampilkan data log pada menu log. Submodul kedua adalah set objective weight, yaitu submodul yang menangani pencatatan berat yang ingin dicapai user. Pencatatan berat ini digunakan untuk aplikasi menghitung berapa kalori yang diperlukan terbakar untuk mencapai berat tersebut. Submodul ketiga dan terakhir dari log ini adalah calorie counter. Yaitu submodul yang menangani penghitungan kalori yang akan ditampilkan pada menu log. Pada modul pengaturan reminder, user dapat mengatur waktu notifikasi alarm sesuai dengan keinginan masing-masing user. Kemudian pada jam yang ditentukan, aplikasi ini akan mengeluarkan notifikasi alarm sesuai dengan waktu pada modul reminder ini. Modul terakhir adalah modul option yang digunakan untuk mengatur konfigurasi dari aplikasi ini, pengaturan datdl,abase serta suara terdapat pada modul ini. UJI COBA Tahap ini dilakukan dengan tujuan untuk menguji funsionalitas sistem dan kemampuan yang dimiliki oleh sistem. Tahap ini lebih dikenal dengan istilah testing. Tahapan testing ini akan menemukan keterbatasan yang dimiliki oleh sistem dan menguji sejauh mana sistem dapat berjalan dengan baik. Testing merupakan tahap penting untuk memberikan gambaran apakah sistem yang dibuat telah sesuai dengan harapan. Uji coba fungsionalitas bertujuan untuk memastikan fungsi-fungsi yang telah dibuat berjalan sesuai dengan yang diharapkan. Selain itu, dilakukan pula uji coba komunikasi dengan server untuk mengetahui waktu yang dibutuhkan. Berdasarkan hasil uji coba, proses login lebih sedikit memakan waktu karena jumlah data yang dikomunikasikan tidak sebanyak proses lainnya. Lama proses ditentukan berdasarkan banyak data yang akan dikomunikasikan serta kecepatan koneksi internet yang ada. Semakin banyak data yang dikomunikasikan, maka semakain banyak waktu yang dibutuhkan dan semakin cepat koneksi internet, maka semakin singkat waktu yang dibutuhkan untuk proses pertukaran data. Uji coba juga dilakukan dengan pembagian kuesioner kepada beberapa responden yang terdiri dari 20 orang yang berusia antara tahun. Kuesioner terdiri dari dua bagian utama. Bagian pertama adalah latar belakang yang berisi tentang alasan perlunya dibuat aplikasi ini. Dari hasil kuesioner, ternyata sebagian besar user sering berolahraga dan berkompetisi dengan rekannya, namun tidak terlalu banyak user yang memanfaatkan ponsel mereka untuk membantu melihat proses aktivitas yang mereka lakukan. Bagian kedua adalah bagian manfaat yang berisi hasil uji coba yang dilakukan oleh responden terhadap aplikasi ini. Hasil kuesioner menunjukkan bahwa aplikasi Droid Sport Assistant ini membantu pengguna dalam melakukan tracking aktivitas olahraga, dengan cara penggunaan yang cukup mudah dan bisa memberikan keterangan mengenai contoh olahraga dan makanan nutrisi dengan cukup jelas. Fitur routine dalam aplikasi ini pun cukup membantu dalam mengatur jadwal aktivitas olahraga dengan penambahan routine cukup mudah untuk dilakukan.. KESIMPULAN Berikut ini adalah kesimpulan-kesimpulan yang didapat selama pengembangan aplikasi Droid Sport Assistant pada mobile device berbasis Android: 1. Penggunaan accelerometer cukup membantu dalam beberapa aktivitas seperti sit up contohnya, sehingga data-data dari user dapat dikalkulasi dengan menggunakan metode MET yang memerlukan data dari accelerometer. 2. Penghitungan kalori dengan metode yang berbeda pada tiap aktivitas seperti Sit Up menggunakan MET dan running dengan menggunakan perhitungan berdasarkan jarak dan kecepatan dapat membuat perhitungan lebih akurat dibandingkan dengan menggunakan satu metode saja. 3. Penghitungan heart rate range dan jumlah kalori terbakar membutuhkan data-data spesifik dari 20

7 user berupa umur, tinggi, dan berat badan user sekarang. 4. Pengkalkulasian data seperti kecepatan dan jarak yang ditempuh memerlukan pengambilan data melalui satelit gps yang berada dekat dengan user. DAFTAR PUSTAKA 1. Conder, Shane; Darcey, Lauren Android Wireless Application Development. 2. Disabled World How to Count and Calculate Calories. diakses 24 April Friel, Joe Total Heart Rate Training : Customize and Maximize Your Workout Using a Heart Rate Monitor. 4. HeartMonitors.Com Heart Rate Training Zone Calculator. diakses 24 April Hermann, Stephen Compendium of Physical Activities Tracking Guide. 6. IlmuKomputer.com Java Web Service menggunakan Apache Axis. diakses 20 April Livestrong Calculating BMR and RMR php, diakses 24 April