Seminar Tugas Akhir Mei 2016

Transkripsi

1 Seminar Tugas Akhir Mei 0 Penghitung Kalori Pada Makanan Berbasis PC Ika Nurlaily Fauziah, M.Ridha Mak ruf, Triana Rahmawati ABSTRAK Penghitung kalori pada makanan berbasis PC adalah suatu alat yang digunakan untuk menghitung jumlah kalori pada beberapa jenis makanan dan ditampilkan ke PC. Alat ini menggunakan sensor load cell yang berfungsi untuk mendeteksi beban yaitu makanan yang ditimbang lalu dikirim oleh PL0 ke PC dan selanjutnya dikonversi dalam satuan kalori. Untuk meringankan tugas ahli gizi dalam proses pencatatan dan orang yang sedang diet kalori maka penulis membuat alat penghitung kalori pada makanan berbasis PC. Dengan menggunakan sensor loadcell untuk mensensor berat serta menggunakan sistem IC mikrokontroller ATmega yang mengkonversi satuan tegangan menjadi berat dan dan pemrograman Delphi dari satuan berat dirubah menjadi satuan kalori. Berdasarkan pengukuran dan perbandingan data yang dilakukan sebanyak kali didapatkan nilai perbandingan antara pengukuran alat dan pembanding tidak jauh berbeda dan setelah melalui pengujian alat dan pendataan secara umum didapatkan error tertinggi sebesar %. Dapat disimpulkan bahwa alat ini layak digunakan dengan baik. Kata Kunci: kalori,timbangan,berat. Pendahuluan. Latar Belakang Penghitung kalori pada makanan berbasis PC adalah suatu alat yang digunakan untuk menghitung jumlah kalori pada beberapa jenis makanan dan ditampilkan ke PC. Alat ini menggunakan sensor load cell yang berfungsi untuk mendeteksi beban yaitu makanan yang ditimbang lalu dikirim oleh PL0 ke PC dan selanjutnya dikonversi dalam satuan kalori. Kalori adalah sebuah satuan untuk menghitung jumlah energi. Setiap makanan yang dikonsumsi, mengandung sejumlah kalori yang dibutuhkan oleh tubuh untuk melakukan suatu aktivitas. Batas konsumsi kalori individu sekitar kkalori/hari dan bisa bervariasi tergantung umur, berat badan, dan aktivitas. Menurut Departemen Kesehatan RI menetapkan kebutuhan kalori individu sebesar 000 kkalori/hari. Pada kenyataannya banyak orang yang tidak memperhatikan jumlah kalori pada makanan yang mereka makan setiap harinya. Hal tersebut akan berdampak pada obesitas sehingga akan memicu penyakit antara lain kepikunan, depresi, gangguan mata,tekanan darah tinggi, Masalah kesehatan gigi dan mulut, Infeksi telinga kronis, Sleep apnea, Asma Kanker Payudara, Berbagai jenis kanker, Batu empedu, Polycystic Ovary Syndrome (PCOS), Infertilitas pria Arthritis (dr Em Yunir, SpPD-KEMD, Kepala Divisi Metabolik dan Endokrinologi Departemen Penyakit Dalam RSCM). Pemberian makanan pada pasien harus sesuai dengan kalori yang dibutuhkan sehingga para ahli gizi dirumah sakit harus benar-benar memberi takaran yang sesuai dengan kebutuhan pasien. Alat Rancang Bangun Penghitung Kalori pada Makanan pernah dibuat oleh (Faris Anggriawan, 0), tetapi pada alat tersebut hanya dapat menampilkan satu jenis makanan dengan tampilan LCD dan digunakan

2 Seminar Tugas Akhir Mei 0 untuk jenis makanan saja. Dalam hal ini alat tersebut menurut pengamatan penulis masih kurang efektif, karena hanya menampilkan perhitungan kalori satu jenis makanan serta belum ditampilkan ke PC (Personal Computer) sehingga tidak dapat menghitung lebih banyak jenis makanan. Berdasarkan identifikasi masalah tersebut maka penulis ingin memodifikasi dan menyempurnakan alat timbangan tersebut dengan menambahkan tampilan ke PC (Personal Computer) agar dapat menjumlahkan kalori jenis makanan sekaligus dengan sistem pengiriman data melalui kabel PL0 sehingga memudahkan pekerjaan ahli gizi dalam proses pencatatan.. Batasan Masalah Agar dalam pembahasan alat ini tidak terjadi pelebaran masalah dalam penyajiannya, penulis membatasi pokokpokok batasan permasalahan yang akan dibahas yaitu.. Alat yang dibuat untuk beberapa jenis makanan yaitu makanan sehat yang terdiri dari makanan pokok (nasi putih, nasi tim, nasi merah), buah (pepaya, pisang, apel, jambu biji, sawo, alpukat, belimbing, nanas, salak, semangka), sayur (bayam rebus, sawi, terong, tomat, wortel, kentang rebus, kangkung rebus, buncis rebus, selada rebus, kacang panjang rebus), lauk pauk (ayam goreng, tahu goreng, tempe goreng, Telur ayam), susu (yogurt, keju, susu sapi)... Batas maksimal beban 00gram... Menggunakan program Delphi untuk display pada PC (Personal Computer).. Rumusan Masalah Dapatkah dibuat Penghitung Kalori pada Makanan Berbasis PC (Personal Computer)?. Tujuan.. Tujuan Umum Dirancangnya penghitung kalori pada makanan berbasis PC (Personal Computer)... Tujuan Khusus... Membuat rangkaian pengkondisi sinyal analog.... Membuat program perhitungan kalori.... Membuat rangkaian minimum sistem mikrokontroler.... Menghubungkan pada komputer.. Manfaat Penelitian.. Manfaat Teoritis... Menambah wawasan dan ilmu pengetahuan bagimahasiswa Politeknik Kesehatan Surabaya Jurusan Teknik Elektromedik pada peralatan Laboratorium khususnya alat penghitung kalori makanan.... Sebagai referensi untuk peneliti selanjutnya... Manfaat Praktis... Membantu mempermudah pekerjaan ahli gizi dalam proses pencatatan.... Memudahkan seseorang untuk menghitung atau membatasi kalori yang akan dimakan... Membantu seseorang yang sedang melakukan diet kalori.. Teori Penunjang. Kalori Kalori merupakan satuan yang digunakan untuk menyatakan jumlah energi. Pada umumnya kalori digunakan untuk menunjukkan jumlah energi yang terkandung dalam makanan. Kalori dapat diperoleh dari asupan nutrisi yang mengandung nutrisi, seperti karbohidrat, lemak, protein, dan alkohol. Tubuh membutuhkan energi (yang disebut kalori) dalam melakukan aktivitas sehari-hari. Pembagian kalori yang seimbang mengacu pada Piramida Makanan. Gambar di bawah ini menunjukkan pola

3 Seminar Tugas Akhir Mei 0 konsumsi umum dengan Piramida Makanan yang mengacu pada Departemen Kesehatan RI. Gambar. piramida makanan (Sumber : Klinik Pelitasehat, 0).. Jenis makanan yang mengandung kalori ) Makanan Pokok Makanan utama berfungsi sebagai sumber tenaga bagi tubuh untuk dapat mampu malakukan aktifitas sehari-hari. Contohnya seperti nasi, jagung, oat, kentang, gandum / tepung terigu, serta umbi-umbian lainnya. ) Lauk-Pauk Lauk pada makanan memiliki fungsi untuk memenuhi kebutuhan zat pembangun pada tubuh. Misalnya yaitu tempe, tahu, telur, daging, ikan, dan lain-lain. ) Sayur-Mayur Sayur-sayuran pada makanan memiliki fungsi untuk memenuhi kebutuhan zat pengatur pada tubuh. Contoh : Kangkung, bayam, terong, tomat, cabe, kacang panjang, kol gepeng, labu siam, dan lain sebagainya ) Buah Mirip dengan sayur mayur, buah-buahan pada makanan memiliki fungsi untuk memenuhi kebutuhan zat pengatur pada tubuh. Contohnya yakni apel, manggis, markisa, kesemek, salak pondoh, duren, dan lain sebagainya... Dampak jika tidak memperhatikan jumlah kalori yang dikonsumsi Keseimbangan kalori yang dimakan dan yang dikeluarkan saat beraktivitas sangat penting untuk membantu menjaga berat badan tetap stabil. "Kelebihan setiap hari sekitar 00 kalori, dalam seminggu berat badan bisa naik setengah kilogram. Begitu juga sebaliknya, kurangi saja kalori dari kebutuhan kalori harian. Dalam sebulan bisa turun - kilogram,(dr Em Yunir, SpPD-KEMD, Kepala Divisi Metabolik dan Endokrinologi Departemen Penyakit Dalam RSCM), apabila kalori dalam tubuh tidak bisa kita kendalikan secara teratur maka akan berdampak pada obesitas dan efek jika kita terkena obesitas sangat banyak antara lain Kepikunan, Depresi, Masalah kesehatan mata, Masalah kesehatan gigi dan mulut, Infeksi telinga kronis, Sleep apnea., Asma, Kanker Payudara., Berbagai jenis kanker, Tekanan darah tinggi, Batu empedu, Polycystic Ovary Syndrome (PCOS), Infertilitas pria. Sensor Load Cell Loadcell adalah sebuah transducer gaya yang bekerja berdasarkan prinsip deformasi sebuah material akibat adanya tegangan mekanis yang bekerja. Untuk menentukan tegangan mekanis didasarkan pada hasil penemuan Robert Hooke, bahwa hubungan antara tegangan mekanis dan deformasi yang diakibatkan disebut regangan. Regangan ini terjadi pada lapisan kulit dari material sehingga memungkinkan untuk diukur menggunakan sensor regangan atau strain gage. Strain gage adalah transducer pasif yang mengubah suatu pergeseran mekanis menjadi perubahan tahanan. Strain gage logam dibuat dari kawat tahanan berdiameter kecil atau lembaran-lembaran kawat tipis yang di-etsa. Tahanan dari foil kawat atau logam ini berubah terhadap panjang jika bahan pada gage mengalami tarikan atau tekanan. Perubahan tahanan ini sebanding dengan regangan yang diberikan dan diukur dengan sebuah jembatan wheat-stone yang dipakai secara khusus. Sensifitas sebuah strain gage dijelaskan dengan suatu karakteristik yang disebut gage factor yang didefinisikan sebagai perubahan suatuan tahanan dibagi perubahan satuan panjang. Gambar strain gage dapat dilihat pada gambar. dibawah ini

4 Seminar Tugas Akhir Mei 0 ditampilkan yaitu berat dan kalori jenis makanan yang ditimbang.. Diagram Alir Proses/Program Gambar. Strain gage Gambar bentuk load cell dan skema bagian dalam load cell pada perancangan alat dapat dilihat pada gambar. dibawah ini : Gambar. Bentuk dan skema loadcell. Metodologi. Diagram Blok Transmitter dan Receiver Gambar. Diagram blok sistem Load cell merupakan sensor berat yang berfungsi untuk menyensor berat jenis makanan yang akan ditimbang dalam satuan gram lalu di terima oleh load cell yang kemudian hasil tegangan akan di konversi pada blok pengkondisi sinyal analog. Output dari pengkondisi siyal analog berupa tegangan 0-.V yang akan di masukkan ke mikrokontroler. Pada blok mikrokontroller akan diinputkan pada adc mikro yang akan dilakukan pengiriman oleh PL0. Data dari PL0 akan dirubah menjadi satuan kalori yang akan ditampilkan ke PC (Personal Computer). Pada PC yang Gambar. Diagram alir proses Cara kerja diagram alir Pertama nyalakan alat kemudian pilih jenis makanan yang akan dihitung kalorinya. Setelah dipilih kemudian letakkan wadah makanan dan tekan tombol TARE yang berfungsi sebagai pengurangan berat wadah. Setelah itu masukkan jenis makanan dan tekan tombol hitung lalu hasil berat dan kalori makanan dalam satuan gram dan Kkal akan muncul pada display PC (Personal Computer). Ketika sudah melakukan penimbangan jenis makanan maka tekan tombol jumlah sehingga dari jenis makanan yang sudah ditimbang dapat diketahui jumlah kalori dari semua golongan makanan.. Diagram Mekanis Sistem Gambar. Diagram mekanis sistem Rancangan penelitian model alat ini menggunakan metode pre-eksperimental dengan jenis penelitian After Only

5 Seminar Tugas Akhir Mei 0 Design. Pada rancangan ini, peneliti hanya melihat hasil tanpa mengukur keadaan sebelumnya. Tetapi disini sudah ada kelompok kontrol, walaupun tidak dilakukan rendomisasi. Kelemahan dari rancangan ini adalah tidak tahu keadaan awalnya, sehingga hasil yang didapat sulit disimpulkan. Desain dapat digambarkan sabagai berikut: X O Non Random ( - ) O X = Reatmen/perlakuan yg diberikan (variabel Independen) 0 = Observasi (variabel dependen) ( - )= Kelompok control. Variabel.. Variabel Bebas Sebagai variabel bebas berat jenis makanan... Variabel Tergantung Sebagai variabel terikat adalah sensor berat loadcell... Variabel Terkendali Sebagai variabel terkendali yaitu IC Mikrokontroler (ATMEGA) dan tampilan PC.. Definisi Operasional Variabel Dalam kegiatan operasionalnya, variabel-variabel yang digunakan dalam pembuatan modul, baik variabel tekendali, tergantung, dan bebas memiliki fungsi-fungsi antara lain : Tabel. Operasional Variabel. Jadwal Kegiatan Tabel. Jadwal kegiatan pembuatan modul. Pembuatan, Pengujian, dan Pembahasan. Proses Pembuatan.. Modul Rangkaian ATmega dan Pengkondisi sinyal sensor loadcell Rangkaian ini adalah rangkaian minimum sistem mikrokontroller yang berfungsi untuk mengatur jalannya sistem. Spesifikasi yang diperlukan rangkaian ini adalah: - Tegangan yang dibutuhkan, -, VDC dan ground - Membutuhkan sambungan MISO, MOSI, SCK, dan RESET untuk dapat memprogram - Membutuhkan sambungan kabel PL0 sebagai pengiriman data dari alat ke PC. - Membutuhkan tegangan pada pin Aref sesuai tegangan maksimal pada keluaran PSA loadcell - Membutuhkan PC untuk menampilkan display satuan gram dan satuan kalori. Jadi didapatkan rangkaian seperti gambar di bawah ini:

6 K Seminar Tugas Akhir Mei 0 C 00nf R k SW reset J Programmer U PC (RESET) J supply J PL Tabel. Pengukuran tegangan Berat TP TP(mV) (gram) (mv) TP (V) J INPUT PSA PB0 (ICP) (RxD) PD0 PB (OCA) (TxD) PD PB (SS/OCB) (INT0) PD PB (OC/MOSI) (INT) PD 9 PB (MISO) (XCK/T0) PD 9 PB (SCK) (T) PD 0 PB (XT/TOSC) (AIN0) PD PB (XT/TOSC) (AIN) PD PC0 (ADC0) PC (ADC) GND PC (ADC) 0 PC (ADC) A PC (SDA/ADC) AREF PC (SCL/ADC) AGND ATMEGA J CON R 0k C pf C Y.09MHz pf - Gambar. Gambar Rangkaian ATMEGA... Modul Rangkaian Pengkondisi Sinyal Analog Spesifikasi modul rangkaian Pengkondisi Sinyal Analog yang diperlukan adalah:. Membutuhkan inputan dari sensor loadcell. Membutuhkan tegangan dan - v sebagai inputan tegangan sensor dan ic op amp Jadi didapatkan rangkaian seperti gambar di bawah ini: INPUT LOADCELL J J T P T P J -V -V + - U AD0 R 0K Gambar. Rangkaian Penguat dan PSA Data yang didapat yaitu: TP J K R R 0 V R9 R R0 K 0K -V R K + - U TL0CN J0 TP OUTPUT PSA Pembahasan.. Kinerja Sistem Keseluruhan Pertama sensor loadcell ketika tanpa beban menghasilkan tegangan sebesar.0 mv dan ketika diberi beban maksimal sebesar 00gram menghasilkan tegangan -.0mV. Kemudian inputan tersebut dikuatkan oleh IC AD0 sebesar.9x dengan cara pemberi resistor pada kaki dan di op-amp tersebut sebesar 0Ω. Dan menghasilkan tegangan 0.00mV pada beban 0gram dan menghasilkan tegangan -9.00mV pada beban 00gram. Kemudian output pada AD0 di inputkan ke rangkaian selanjutnya yaitu rangkaian differential amplifier. Pada rangkaian differential amplifier ini ditujukan untuk menghasilkan nilai 0.0V pada beban 0gram dan nilai.v pada beban 00gram agar lebih mudah dibaca oleh rangkaian mikrokontroller. Selanjutnya output rangkaianpenguatan dan PSA akan dimasukan ke rangkaian mikrokontroller agar bisa dirubah dari data analog menjadi data digital dengan cara memasukan output rangkaian PSA

7 K Seminar Tugas Akhir Mei 0 pin ADC.0 sebagai pengkonversi data analog ke digital menggunakan 0bit dan kemudian dikirimkan ke PC melalui kabel PL0. INPUT LOADCELL C 00nf J R k J SW T P reset T P J -V C pf C pf -V + - J Programmer Gambar. Rangkaian Keseluruhan. Untuk dapat melakukan fungsi pengiriman data dari alat ke PC dengan menggunakan PL0, maka diperoleh subprogram seperti berikut dengan menggunakan Bahasa C pemrograman AVR : printf("a%db",read_adc(0)); Untuk dapat melakukan perhitungan berat dan kalori makanan maka diperoleh subprogram seperti berikut dengan menggunakan bahasa delphi : Var DataADC,selisih:real; Berat:real; DataADC:=strtofloat(str); Berat:=(DataADC*00/0); Berat:=Berat*0; Y U AD0 R 0K J INPUT PSA.09MHz TP J K R R 0 V U PC (RESET) ATMEGA PB0 (ICP) (RxD) PD0 PB (OCA) (TxD) PD PB (SS/OCB) (INT0) PD PB (OC/MOSI) (INT) PD PB (MISO) (XCK/T0) PD PB (SCK) (T) PD PB (XT/TOSC) (AIN0) PD PB (XT/TOSC) (AIN) PD PC0 (ADC0) PC (ADC) PC (ADC) PC (ADC) PC (SDA/ADC) PC (SCL/ADC) R9 R R0 K 0K -V R K J supply GND A AREF AGND U TL0CN J PL0 R 0k J0 TP OUTPUT PSA Berat:=round(Berat); Berat:=Berat/0; selisih := Berat - Strtofloat(Edit.Text); Edit.Text:=Floattostr(DataADC); if selisih< then edit.text:= '0'; end else Edit.Text:=Floattostr(selisih); end; end; if combobox.text = 'Nasi Putih' then edit.text:=edit.text; edit.text:=floattostrf(strtofloat( edit.text)*.0,ffnumber,,); end Fungsi tombol tare yaitu untuk mengenolkan nampan serta mengenolkan tampilan ketika belum dimasukkan jenis makanan. Prosesnya yaitu ketika tombol tare ditekan maka data adc*rumus berat data adc*rumus berat. Untuk dapat melakukan tombol tare maka diperoleh subprogram seperti berikut dengan menggunakan bahasa delphi : var tare:real; tare:=(strtofloat(edit.text)*00/0) ; tare:=tare*0; tare:=round(tare); tare:=tare/0; edit.text:=floattostrf(tare,ffnu mber,,); Fungsi tombol connect yaitu mengaktifkan kabel PL0 dari alat ke PC. Ketika tombol connect ditekan maka memilih com berapa yang masuk dan digunakan ke PC. Untuk dapat melakukan tombol connect maka diperoleh subprogram seperti

8 Seminar Tugas Akhir Mei 0 berikut dengan menggunakan bahasa delphi : Comport.showsetupdialog; Comport.Open; end; Fungsi tombol reset yaitu menghapus data yang ada dan mengembalikan tampilan delphi ke tampilan yang semula (tidak ada jenis makanan yang dipilih dan menghapus angka berat dan kalori yang telah ditimbang). Untuk dapat melakukan tombol reset maka diperoleh subprogram seperti berikut dengan menggunakan bahasa delphi : combobox.text:='makanan Pokok'; edit.clear; jika jumlah di tekan maka akan menjumlahkan kalori dari lima golongan jenis makanan tersebut. Untuk dapat melakukan tombol jumlah maka diperoleh subprogram seperti berikut dengan menggunakan bahasa delphi: a:=strtofloat(edit.text); b:=strtofloat(edit.text); c:=strtofloat(edit.text); d:=strtofloat(edit9.text); e:=strtofloat(edit0.text); f:=a+b+c+d+e; edit.text:=floattostr(f);.. Kelemahan/Kekurangan Sistem - Rangkaian penguat dan PSA masih kurang stabil.. Penutup. Kesimpulan Secara menyeluruh penelitian ini dapat menyimpulkan bahwa:.. Pengkondisi sinyal analog untuk mensensor berat dengan menggunakan sensor loadcell bisa mengkondisikan tegangan dari range 0.0mv menjadi,v. Pengkondisi sinyal analog bisa mendeteksi beban dari 0-00gram... Rangkaian minimum sistem atmega mengubah tegangan menjadi data adc kemudian dikirimkan ke PL0 untuk mengkonversi ke berat makanan dan kalori dengan menggunakan delphi... Tampilan pada delphi bisa menampilkan berat dari 0 gram sampai 00 gram dan juga bias menampilkan 0 pilihan jenis makanan serta jumlah kalori pada makanan tersebut... SARAN. Berikut ini adalah beberapa saran yang dapat dipertimbangkan untuk penyempurnaan penelitian lebih lanjut... Membuat rangkaian pengkondisi sinyal yang lebih stabil agar lebih akurat hasil pembacaan berat makanan... Bisa mendeteksi lebih banyak jenis makanan dalam sekali timbang DAFTAR PUSTAKA - Asian Food Information Centre. 00. Calorie Expenditures Through Exercise and Other Activities. Diakses 9 September 0 ( - Boyle, M.A and S. Long. 00. Personal Nutrition. USA: Wadsworth. - BPOM. 00. Acuan Label Gizi Produk Pangan. Indonesia - Health detik (0). Akibat Kelebihan Berat Badan Dari Ujung Kepala Hingga Ujung Kaki. Diakses September 0 (

9 Seminar Tugas Akhir Mei 0 )Health detik (0). Kelebihan 00 Kalori Per Hari Dalam Seminggu Naikkan Bobot Kilogram. Diakses 9 September Load: Definitions, Distinctions, and Implications. American Journal of Clinical Nutrition (): S-S. - Monro, J.A, and M. Shaw. 00. Glycemic - Impact, Glycemic Glucose Equivalents, Glycemic Index, and Glycemic.00 - Whitney, E. and S. R. Rolfes. 00. Understanding Nutrition. USA: Wadsworth. - Koentjaraningrat, 00. Metode-Metode Penelitian Masyarakat. Jakarta : Gramedia BIODATA PENULIS Nama : Ika Nurlaily Fauziah TTL : Sidoarjo, 0 Agustus 99 Alamat : Sawo RT0 RW0, sukodono sidoarjo Pendidikan : SMAN Taman No HP : 0 9