DAFTAR PUSTAKA. 1. Coughlin, R. F., Frederick F Driscoll, 1994, Penguat Operasional dan. 2. Usman, 2008, Teknik Antarmuka + Pemrograman Mikrokontroler

Transkripsi

1 DAFTAR PUSTAKA 1. Coughlin, R. F., Frederick F Driscoll, 199, Penguat Operasional dan Rangkaian Terpadu Linear, Institut Teknologi Wentworth, Penerbit Erlangga, Jakarta.. Usman, 00, Teknik Antarmuka + Pemrograman Mikrokontroler AT9S, Penerbit ANDI, Yogyakarta. 3. Malvino, Hanafi Gunawan, 199, Prinsip-prinsip Elektronika, Edisi II, Penerbit Erlangga, Jakarta.. Malvino, Tjia May ON, Ph.D, 199, Elektronika Komputer Digital, Edisi II, Penerbit Erlangga, Jakarta.. Joseph J. Carr and John M. Brown, Introduction to Biomedical Equipment Technology, Prentice Hall, Leslie Cromwell, Fred J. Weibell and Erich APfeiffer, Biomedical Instrumentation and Measurement, nd Ed, Prentice Hall of India, , Data Sheet CMOS/TTL, Vol 1 sampai Vol 3. 9

2

3 1 V 1 V 100uF 10 uf 1K 100 uf Frekwensi 1 3 TDA K 1K 3K3 1 3 LM uf 1 V 100uF K LED Audio db TLP31 1K AT9C1 Port P R D11 Relay Left 1 V K LED TLP31 1K 00R Relay AT9C1 Port P.1.1 D11 Right Halaman dari 3

4 LCD X 1 CHARAKTER GDN VEE RS R/W E D0 D1 D D3 D D D D7 10R K Data Port. P STROBE Port. P. Clock Port P..3 Halaman 3 dari 3

5 Jurnal Tugas Akhir Rancang Bangun Alat Audiometer Berbasis Mikrokontroler AT9C1 Design of Audiometer Based of AT9C1 Microcontroller Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana Jl. Meruya Selatan, Kebun Jeruk - Jakarta Barat. Telepon: (hunting), 01 ext. 00 Fax: Abstrak Audiometer termasuk kategori alat kesehatan (elektromedik) merupakan instrument yang digunakan untuk diagnosa ambang pendengaran manusia dengan memberikan beberapa frekuensi audio dan tingkat intensitas suara. rangkaian penampil frekuensi berfungsi sebagai penampil/display untuk mengetahui pada frekuensi berapa pasien dapat mendengar dan memberikan respon. Susunan makalah tugas akhir ini berupa perancangan alat, pembuatan alat dan pengujian fungsi alat. Pada tahap perancangan dimulai dengan merencanakan sketsa dari modul alat audimeter yang akan dibuat, seperti rangkaian pembangkit frekuensi dengan menggunakan IC mikrokontroler AT9C1, display, digital to analog konverter (DAC), rangkaian switch electronic, dan rangkaian penguat audio. Selanjutnya dari uji kepekaan pendengaran pasien dapat mendengar dan memberi respon terhadap frekuensi dan intensitas bunyi tertentu yang diterimanya, dan dapat diketahui berapa frekuensi dan intensitas bunyi yang dapat didengar dengan baik oleh pasien yang ditampilkan di LCD. Hasil yang diharapkan dari pendataan/pengujian alat ini adalah alat dapat menghasilkan dan mengeluarkan frekuensi sesuai yang dirancang yaitu dengan jangkauan 1 Hz sampai dengan 000 Hz dan intensitas bunyi sebesar 10 db sampai dengan 100 db. Kata kunci : audiometer, frekuensi audio, intensitas suara, respon Abstract Audiometer is categorized of medical equipment (elektromedic) is an instrument used for diagnosis of human hearing threshold by providing some of the audio frequency and level of sound intensity. Frequency display circuit serves as a viewer / display to determine the frequency of how many patients can hear and respond. The composition of this final paper are design of equipment, manufacturing equipment, and test equipment functions. At the design stage begins with a sketch plan of the module audimeter that will be made, such as frequency generator circuit using IC AT9C1 microcontroller, display, digital to analog converter (DAC), a series of electronic switches, and audio amplifier circuits. Furthermore, the sensitivity of the test patient's hearing can hear and respond to specific sound frequency and intensity it receives, and can be known how the frequency and intensity of sound can be heard well by the patient displayed on the LCD. The expected results of data collection/testing of this equipment is to generate and issue a corresponding frequency which is designed with a range of 1 Hz to 000 Hz and sound intensity of 10 db to 100 db. Keywords: audiometer, audio frequency, sound intensity, response - 1 -

6 Jurnal Tugas Akhir 1. PENDAHULUAN Terdapat beberapa kemungkinan terjadinya beberapa kerusakan pada beberapa bagian di telinga. Audiometry digunakan sebagai cara untuk mendiagnosa tingkat ketulian dan memetakan peta kerusakan yang ada pada telinga. Pada teknik ini, sistem auditory dirangsang dengan berbagai tingkatan intensitas suara dan responnya terhadap rangsangan ini diukur. Level minimum intensitas dari rangsangan ini yang secara konsisten dapat direspon adalah threshold of hearing. Berdasarkan data di atas tingkat sensitivitas pendengaran seseorang dapat dipetakan pada data yang disebut audiogram, yang diplot berdasarkan intensitas dan frekuensi. Berdasarkan data dari audiogram tersebut dapat ditentukan perlakuan terbaik untuk tingkat pengobatan dan berbagai penanganan. Untuk menjalankan seluruh prosedur ini diperlukan peralatan atau media yang dibutuhkan untuk menjalankan seluruh test audiometry, media tersebut disebut audiometer. Bekesy audiometry merupakan suatu metode test audiometry yang dapat dijalankan secara automatis. Dengan metode yaitu frekuensi dan intensitas tone/nada yang diberikan kepada pasien akan turun dan naik secara otomatis, sedangkan respon pasien terhadap tone yang menjadi data diukur pada tes tersebut. Telinga merupakan salah satu panca indera terpenting yang dibutuhkan oleh manusia sebagai organ pendengaran. Suara ditimbulkan oleh getaran atmosfer yang dikenal sebagai gelombang suara, yang kecepatan dan volumenya berbeda-beda. Kesempurnaan pendengaran manusia dapat berkurang dikarenakan faktor kebisingan, beberapa ketegangan mental disebabkan oleh kebisingan, dan konsentrasi dapat terganggu juga oleh kebisingan yang dapat menyebabkan suatu bahaya lainnya. Dan kebisingan dapat mengakibatkan hilangnya kepekaan mendengar bahkan dapat mengarah pada ketulian. Untuk mengetahui kepekaan pendengaran seseorang dapat dilakukan dengan cara pengetesan pendengaran dengan mempergunakan alat kesehatan yang disebut dengan Audiometer.. PERUMUSAN MASALAH Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis akan membatasi pokok-pokok bahasan yang hanya berkaitan dengan rangkaian yang sesuai dengan judul yang penulis ajukan. Yaitu alat Audiometer yang penulis rancang dengan pengaturan frekuensi pada kisaran 1, 0, 00, 1000, 000, 000, 000 dan 000 Hz, serta kenaikan level intensitas 10, 0, 30, 0, 0, 0, 70, 0, 90, 100 db dengan perantara earphone sebagai media pengantar. - -

7 .3. METODOLOGI PENELITIAN Gambar 3.1 Diagram blok Audiometer Cara kerja alat sebagai berikut : Pada saat alat dihidupkan maka power supply akan memberikan catu daya ke seluruh blok rangkaian yang ada. Pada saat mikrokontroler mendapatkan catu daya maka secara otomatis akan reset, setelah itu mikrokontroler akan menunggu inisialisasi program. Sebelum tombol start ditekan maka pada display akan muncul tulisan inisial penulis. Pada saat tombol start ditekan yang kemudian diteruskan ke mikrokontroler, lalu mikrokontroler akan memulai inisialisasi program sesuai dengan yang sudah diperintahkan. Pertama mikrokontroler akan mengatur frekuensi dan intensitas bunyi (yang selanjutnya ditulis db) untuk left earphone, kemudian mikrokontroler akan menampilkan data frekuensi dan db pada display. Sebelum tombol pasien respon ditekan nilai frekuensi tetap, dan setiap 10 detik db akan terus naik dengan kenaikan 10 db sampai batas tertinggi yaitu 100 db. Bersamaan itu mikrokontroler juga akan mengirim sinyal digital berupa serial data ke IC 09 yang diubah menjadi data paralel sebagai masukan rangkaian DAC dan Control switch selector. Pada rangkaian DAC sinyal digital tersebut akan diubah menjadi sinyal analog yang kemudian akan menjadi input untuk inverting amplifier dimana sinyal analog tersebut dikuatkan sebanyak 1, kali penguatan. Keluaran dari inverting amplifier akan menjadi masukan untuk DC volume control selanjutnya diteruskan ke penguat audio dimana inputannya akan kembali dikuatkan sampai 0 kali penguatan. Output dari penguat audio tersebut menjadi masukan untuk rangkaian switch electronic dan keluarannya berupa suara pada earphone. Prosedur Audiometry 1. Earphone dipasang pada pasien yang akan didiagnosa ambang pendengarannya.. Pasien memegang tombol saklar yang harus ditekan bila mendengar nada/suara dari audiometer. 3. Pada saat awal audiometer mengeluarkan nada/suara dengan frekuensi paling rendah yaitu 1 Hz dengan amplitudo paling rendah yaitu 10 db. Bila dalam waktu 10 detik pasien tidak mendengar nada serta tidak menekan tombol respon maka audiometer akan meningkatkan amplitudo ke tingkat yang lebih tinggi secara otomatis.. Bila pada amplitudo yang paling tinggi lagi pasien tidak mendengar, maka audiometer akan menaikkan nilai frekuensi ke frekuensi yang lebih tinggi yaitu 0 Hz

8 dengan amplitudo yang paling rendah yaitu 10 db.. Bila pasien mendengar nada/suara maka pasien harus menekan tombol respon.. Bila pasien menekan tombol respon maka audiometer akan menaikkan level ke tingkat yang lebih tinggi lagi. Setelah pasien memberikan respon pada earphone kiri (left) maka secara otomatis mikrokontroler akan menyimpan data frekuensi dan db yang telah direspon oleh pasien, dan pengecekan frekuensi akan berlanjut sampai pada frekuensi tertinggi. Kemudian secara otomatis pengaturan berpindah ke earphone sebelah kanan (right) dengan proses yang sama dengan earphone sebelah kiri. 3.1 Perencanaan Perangkat Keras SW Respon SW 3 Check +V 10K 10K 10K 10K SW Reset Ke optocoupler Left Ke optocoupler Right SW 1 Start 10u +V K V V P0.0/AD0 P.0/A P0.1/AD1 P.1/A9 P0./AD P./A10 P0.3/AD3 P.3/A11 P0./AD P./A1 P0./AD P./A13 P0./AD P./A1 P0.7/AD7 P.7/A1 P1.0 P3.0/RDX P1.1 P3.1/TXD P1. P3./INT0 P1.3 P3.3/INT1 P1. P3./T0 P1. P3./T1 P1. P3./WR P1.7 P3.7/RD EA/VPP XTAL1 ALE/PRG PSEN RST XTAL AT9C1 0 0 p Mhz p Ke LCD Ke LCD Ke LCD Ke Rangkaian Serial to Pararel Gambar 3. Rangkaian Mikrokontroler Dalam perancangannya, Port (.-.) digunakan sebagai port penampil pada LCD, port 1 (1.-1.7) untuk kendali tombol start, check, reset, dan respon pasien. Port 1 ( ) bit sebagai pengendali untuk rangkaian switch electronic yang berfungsi sebagai pemilihan earphone kiri atau kanan. Dan port 3 (3.-3.) 3 bit sebagai input data serial ke paralel yang selanjutnya diteruskan ke rangkaian DAC yang mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog. 3. Perancangan DC Volume Control Frekwensi 1 V 1 3 TDA 19 Audio db 7 100uF 100uF Ke Penguat Audio Gambar 3.3 Rangkaian DC volume control Rangkaian DC Volume Control ini menggunakan IC TDA 19 berfungsi sebagai pengatur volume intensitas suara yang dihasilkan oleh audiometer. Dengan mengatur input dari frekuensi dan audio akan didapatkan kenaikan Intensitas Suara db secara linear. Tetapi rangkaian ini bukan penguat utama dari alat ini, tetapi hanya sebagai pengatur volume intensitas suara db untuk nilai frekuensi yang akan menjadi masukan rangkaian penguat audio. Dengan rangkaian ini dapat ditentukan intensitas masukan audio sebesar 10 db sampai dengan 100 db yang akan dikuatkan lagi oleh penguat audio.

9 7 E 3.3 Perancangan Penguat Audio DC Volume Control 10K 1K 3K3 10 uf 1K 1 3 LM uf 1 V 100 uf Gambar 3. Rangkaian Penguat Audio Swicth Electronic Rangkaian penguat audio terdiri dari sebuah IC LM3N. Penulis menggunakan IC ini untuk penguat daya audio tegangan rendah. Keistimewaan dari IC ini adalah penguatannya sudah diatur dari pabrik pembuatnya. Penguatan akan menjadi 0 kali apabila pin 1 dan diberi kapasitor dengan nilai 10 µf dan resistor 1K. Apabila pin 1 dan pin dalam keadaan terbuka maka penguatannya sebesar 0 kali. 3. Perancangan Rangkaian Display LCD X 1 CHARAKTER pengiriman data serial yang disediakan oleh mikrokontroler AT9C1. Sedangkan P.3 merupakan sinyal clock untuk pengiriman data serial. Dengan menghubungkan P. dengan IC serial to paralel (IC 09), maka data serial yang dikirim akan diubah menjadi data paralel. Kemudian IC 09 ini dihubungkan dengan LCD agar data tersebut dapat ditampilkan dalam bentuk angka dan huruf. 3. Perancangan Rangkaian Switch Electronic AT9C1 Port P.1.0 TLP31 00R Penguat Audio K LED 1K D11 1 V Relay Left GDN VEE RS R/W D0 D1 D D3 D D D D7 10R Gambar 3. Rangkaian Switch Electronic K Gambar 3. Rangkaian Display 1 Data Port. P. STROBE Port. P. Clock Port P..3 Display ini menggunakan LCD yang dihubungkan ke IC 09 yang merupakan IC serial to paralel. IC ini akan merubah data serial yang masuk menjadi keluaran bit data paralel. Rangkaian ini dihubungkan dengan P. (STROBE), P.3 (Clock) dan P. (Data) AT9C1. P. merupakan fasilitas khusus V CC berperan sebagai catu daya yang dihubungkan ke transistor, yaitu kaki kolektor. Sedangkan kaki emitor dihubungkan ke ground. Jika fototransistor menerima sinyal cahaya merah dari LED maka transistor akan ON sehingga arus dari V CC akan dilewatkan ke lilitan relay. Lilitan relay akan menarik kontaktor magnet sehingga relay ON dan meneruskan sinyal audio ke earphone.

10 3. Diagram Alir Audiometer.1 Perhitungan 1. Rata-rata, koreksi, standar deviasi dan ketidakpastian. a. Nilai rata-rata (Mean) n Vi i 1 V1 V V 3... Vn n n b. Standar deviasi (Stdv) 1 n = Vi Mean n 1 i 1 c. Koreksi = Setting pada DUT - Penunjukan STANDARD d. Perhitungan ketidakpastian i. Ketidakpastian kemampuan daya ulang pembacaan (Ua) Stdev Ua n 1 Gambar 3. Diagram alir Audiometer PENGUJIAN DAN ANALISIS HASIL Pengujian alat audiometer meliputi dua hal yaitu pengujian intensitas suara yang dihasilkan oleh alat audiometer dan pengujian frekuensi yang diterima oleh telinga. Alat ukur yang dipakai adalah Audiometer Tester merk Larson Davis. ii. Ketidakpastian kemampuan baca STANDARD ( Ub1) 1. Ketidakpastian kemampuan baca STANDARD diestimasi mempunyai semi range a = 0, resolusi STANDARD. Dengan asumsi distribusi rectangular maka ketidakpastian kemampuan daya baca STANDARD adalah : a Ub1 3

11 e. Ketidakpastian bentangan ( Uexp) Ketidakpastian baku gabungan ( Uc) DUT adalah :.3 Pengujian frekuensi Uc Ua Ub1 Dengan asumsi distribusi normal, maka ketidakpastian bentangan (Uexp) dengan cakupan k =, sehingga : Tabel.3 Pengukuran frekuensi Uexp = Uc. Pengujian intensitas suara Tabel. Analisa pengukuran frekuensi. KESIMPULAN Dari hasil pembuatan simulasi modul, pembahasan alat dan pengujian alat audiometer dapat ditulis kesimpulan sebagai berikut : Tabel.1 Pengukuran intensitas di 70 db Tabel. Analisa intensitas di 70 Db 1. Simulasi alat audiometer berbasis mikrokontroler AT9C1 ini mampu menghasilkan dan mengeluarkan frekuensi dengan jangkauan 1 Hz sampai dengan 000 Hz, dan intensitas bunyi sebesar 10 db sampai 100 db yang akan digunakan untuk melakukan diagnosa kepekaan telinga pasien.. Pasien dapat memberikan respon dengan menekan tombol respon yang tersedia

12 bila pasien mendengar dengan jelas frekuensi dan intensitas db tertentu yang diberikan oleh alat audiometer. Besarnya frekuensi respon dari pasien dapat dilihat melalui LCD dengan menekan tombol check. Dari data tersebut dapat diketahui hasil diagnosa dari pasien. 3. Hasil pengujian alat didapatkan hasil nilai deviasi terbesar adalah -1,% dengan nilai ketidakpastian pengukuran sebesar ±0, untuk intensitas bunyi dan - 1,% dengan nilai ketidakpastian pengukuran sebesar ±11,0 untuk nilai frekuensi. Secara keseluruhan bahwa frekuensi simulasi alat audiometer memiliki kinerja 3%, sedangkan intensitas db sebesar 9 % sehingga didapatkan kinerja antara frekuensi dan intensitas db sebesar 7%.. Leslie Cromwell, Fred J. Weibell and Erich APfeiffer, Biomedical Instrumentation and Measurement, nd Ed, Prentice Hall of India, , Data Sheet CMOS/TTL, Vol 1 sampai Vol 3.. DAFTAR PUSTAKA 1. Coughlin, R. F., Frederick F Driscoll, 199, Penguat Operasional dan Rangkaian Terpadu Linear, Institut Teknologi Wentworth, Penerbit Erlangga, Jakarta.. Usman, 00, Teknik Antarmuka + Pemrograman Mikrokontroler AT9S, Penerbit ANDI, Yogyakarta. 3. Malvino, Hanafi Gunawan, 199, Prinsip-prinsip Elektronika, Edisi II, Penerbit Erlangga, Jakarta.. Malvino, Tjia May ON, Ph.D, 199, Elektronika Komputer Digital, Edisi II, Penerbit Erlangga, Jakarta.. Joseph J. Carr and John M. Brown, Introduction to Biomedical Equipment Technology, Prentice Hall, 191.