BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 1.1 Gambaran Umum Sistem Sistem ini akan mengirimkan data dari output sinyal ECG menuju ADC dari Arduino. Sinyal output akan di-clamping terlebih dahulu sebelum masuk ke dalam ADC. Proses clamping dilakukan karena nilai output ECG memiliki nilai negatif, dan ADC tidak dapat menerima input negatif. ADC hanya dapat menerima input 0 sampai 5 V. Sinyal analog yang masuk ke ADC akan diubah menjadi data digital yang merupakan hasil dari sampling terhadap sinyal analog. Data digital ini selanjutnya akan dikirim secara serial ke bluetooth slave yang telah terhubung dengan pin TX pada arduino. Sebelumnya bluetooth slave harus sudah terkoneksi dengan bluetooth android. Data digital yang dikirim secara serial oleh arduino ke bluetooth akan dilanjutkan ke android dimana di android tersebut sudah terbuka aplikasi untuk menerima data yang dikirim melalui bluetooth. Data yang sudah diterima oleh bluetooth di android akan dikirim ke database melalui koneksi internet. Hasil data akan dapat dibuka di web database dengan menggunakan username dan password. 19
20 Berikut blok diagram dari perancangan sistem ECG Arduino Bluetooth slave Web Database Android Gambar 3.1 Diagram Blok sistem ECG berfungsi sebagai penerima sinyal jantung dari tubuh manusia. Arduino berfungsi merubah sinyal analog yang dikeluarkan oleh ECG menjadi sinyal digital dengan menggunakan ADC. Bluetooth slave berfungsi sebagai penghubung dalam pengiriman data dari arduino ke bluetooth pada android. Android berfungsi menerima dan menampilkan data dari bluetooth dan mengakses web database. Web database berfungsi menyimpan dan menampilkan data digital.
21 1.2 Pemilihan Perangkat Keras 1.2.1 Pemilihan ECG ECG yang digunakan untuk kebutuhan medis harus sudah memiliki sertifikasi yang ditujukan untuk penggunaan medis. Penggunaan ECG medis yang telah bersertifikat selain membutuhkan biaya yang besar akan sulit dalam melakukan olah data lebih lanjut karena output pada ECG medis yang bersertifikat langsung mencetak pada kertas ECG atau menampilkan pada LCD. Pada pemilihan ECG yang digunakan untuk system ini adalah ECG1, yang diproduksi oleh Ramsey Electronic, ECG1 merupakan rangkaian ECG dengan menggunakan komponen umum yang digunakan untuk percobaan tentang sinyal ECG.ECG1 bukan ECG yang ditujukan untuk melakukan tes secara medis. Gambar 3.2 ECG1
22 Berikut adalah schematic dari ECG1 Gambar 3.3 Schematic ECG1 Spesifikasi ECG: Memiliki 3 Channel lead.
23 Monitor Output untuk display output di oscilloscope. Menggunakan baterai 9V sebagai power. Pengaturan gain dalam menerima sinyal jantung. Beat indicator sebagai penanda detak jantung. 1.2.2 Pemilihan Arduino Untuk Perangkat arduino digunakan arduino UNO. Pemilihan ini didasarkan pada board arduino UNO sudah dapat mendukung ADC, komunikasi serial, serta memiliki pin tegangan yang dibutuhkan bluetooth dan clamping yang dibutuhkan pada sistem ini. Selain itu, bila menggunakan mikrokontroller harus dibuat lagi board dasar untuk mendukung sistem ini. Gambar 3.4 Arduino Uno Spesifikasi Arduino Uno: Menggunakan Mikrokontroller ATmega 328 Beroperasi pada tengangan 5V Tegangan input 7 12V
24 Memiliki 14 pin digital input/output Memiliki 6 pin analog Flash Memory 32 KB pada ATmega328 dengan 2 KB digunakan untuk bootloader SRAM 2KB pada ATmega 328 EEPROM 1KB pada ATmega 328 1.2.3 Pemilihan Android Untuk pemilihan perangkat Android digunakan Android yang umum digunakan oleh banyak orang. Pada penelitian ini digunakan Samsung Galaxy Nexus. Galaxy Nexus merupakan smartphone berbasis android yang dikeluarkan secara langsung dan dimonitor oleh google sebagai developer android. Android ini memiliki spesifikasi yang cukup tinggi dibandingkan dengan spesifikasi android lainnya. Kecepatan processor sebesar 1,2 Ghz dual-core sangat mencukupi untuk dapat menangani aplikasi pada penelitian ini. Spesifikasi: Processor Dual-core 1,2 GHz Cortex-A9 GPU PowerVR SGX540 Chipset TI OMAP 4460 Memory RAM 1GB Display 4,65 inch,720 x 1280 pixels
25 OS android 4.1.2 Jelly Bean 3.3 Rancangan Piranti Lunak Arduino 3.3.1 Diagram Alir Arduino Gambar 3.5 Diagram Alir Arduino 3.3.2 Penjelasan Cara Kerja Sinyal analog output dari ECG akan dihubungkan dengan pin A0 arduino yang merupakan pin ADC dari arduino. Sinyal analog yang masuk akan di ubah menjadi data digital. Data digital yang didapat akan dikirimkan menuju android dengan menggunakan komunikasi serial (pin Tx arduino). 3.4 Rancangan Piranti Lunak Android 3.4.1 Penjelasan Cara Kerja Aplikasi android dirancang untuk dapat berkomunikasi dengan perangkat keras melalui jalur komunikasi bluetooth. Komunikasi bluetooth ini dibutuhkan untuk melakukan proses logging
26 data yang nantinya data tersebut akan disimpan dalam bentuk text dan dikirim ke web server sebagai tempat penyimpanan data. Aplikasi ini dibangun sedemikian rupa agar dapat berjalan dalam tampilan landscape dan tampilan pada layar aplikasi tetap menyala atau berjalan. 3.4.2 Diagram Alir Android Gambar 3.6 Diagram Alir Android Pada saat pertama kali aplikasi ini dijalankan, program akan melakukan pengecekan perangkat bluetooth pada telepon genggam yang berbasiskan android. Selanjutnya program akan melakukan pengecekan terhadap kondisi bluetooth dari telepon genggam dalam kondisi aktif atau tidak. Bila bluetooth dalam kondisi tidak aktif, maka
27 pada aplikasi akan muncul sebuah tampilan pop-up yang dimana meminta pengguna untuk melakukan pengaktifan bluetooth. Setelah itu aplikasi tidak akan melakukan proses sampai menerima inputan dari pengguna. Pada aplikasi ini terdapat 4 buah tombol yang memiliki fungsi yang berbeda - beda yaitu : tombol connect, on/off, show, dan tombol send. Ketika tombol connect ditekan, maka aplikasi akan mencari module bluetooth ECG ini untuk melakukan komunikasi. Untuk melihat bahwa modul bluetooth ECG ini sudah berhubungan dengan telepon genggam berbasis android ini dapat dilihat pada lampu module bluetooth ini dalam kondisi menyala atau bukan berkedip. Setelah hubungan sudah terbentuk, maka pengguna dapat mulai melakukan pengambilan data. Tombol on/off berfungsi untuk melakukan proses memulai dan memberhentikan pengambilan data dan proses penyimpanan data dalam sd card. Data ini disimpan dengan nama data_ecg dengan format data berupa text. Tombol send berfungsi untuk menutup aplikasi dan membuka halaman web browser dari rumah sakit, yang dimana pengguna perlu mengunggah data yang terdapat pada sd card.
28 3.4.3 Diagram Alir penampilan data dalam grafik pada android Gambar 3.7 Diagram Alir Penampilan Grafik pada Android Penampilan data dalam bentuk grafik dilakukan dengan cara mengambil data dari file text yang terdapat pada sd card. Sebelum menampilkan data dalam bentuk grafik, kita perlu melakukan pengambilan data dan menyimpannya dalam bentuk text file. Data yang diterima oleh bluetooth pada android akan di simpan dalam buffer dalam bentuk byte. Selanjutnya Byte ini akan dikonversikan ke dalam bentuk string sehingga dapat dilakukan penyimpanan dalam bentuk file text. Selanjutnya kita perlu memanggil file txt yang terdapat pada sd card dan mengambil
29 datanya. Data yang diambil dari file txt tersebut perlu kita ubah ke dalam bentuk integer, sehingga dapat diproses untuk dapat ditampilkan dalam bentuk grafik. 3.5 Rancangan Piranti Lunak Web 3.5.1 Penjelasan Cara Kerja Web digunakan sebagai media untuk melakukan proses menyimpan data pasien dalam database, dan juga untuk menampilkan semua daftar data pasien yang terdapat dalam database dan menampilkan data tersebut dalam bentuk grafik. Web dapat diakses oleh pasien dan dokter. Untuk rancangan tampilan web pasien dan dokter, memiliki perbedaan, yaitu tampilan web pasien berfungsi untuk melakukan proses unggah data text dan pasien dapat melihat daftar data - data yang sudah mereka unggah. Sedangkan untuk tampilan web dokter, dokter hanya dapat melihat daftar - daftar data pasien yang sudah pasien unggah sebelumnya. Gambar 3.8 Tampilan Web
30 3.5.2 Diagram Alir Tampilan Web Pasien Gambar 3.9 Diagram Alir Tampilan Web Pasien Sebelum pasien melakukan proses unggah file, pasien terlebih dahulu melakuka proses log in. Pasien perlu memasukan username dan password dan juga memilih pilihan patient untuk dapat masuk ke dalam halam web dari pasien tersebut. Username dan password yang dimasukkan oleh pasien akan di cek dalam database untuk memastikanpasien tersebut memiliki hak untuk mengakses web tersebut. Bila username dan password yang dimasukan oleh pasien tersebut salah atau tidak sesuai dengan database, maka pasien tersbut perlu memasukkan kembali username dan password.
31 Dalam tampilan web pasien terdapat 2 buah menu yaitu, upload dan list. Ketika menu upload, maka akan muncul tampilan halaman dan tombol untuk pasien memilih file yang akan diunggah dan melakukan proses unggah. Ketika pasien memilih menu list, maka halaman web akan berubah menjadi halaman untuk melihat yang berisikan daftar - daftar data yang sudah dan baru saja pasien unggah sebelumnya. Dalam setiap daftar data dari pasien tersebut terdapat sebuah link text yang dapat digunakan untuk menampilkan data pasien dalam bentuk grafik. Gambar 3.10 Tampilan Web Pasien Upload Gambar 3.11 Tampilan Web Pasien List
32 3.5.3 Diagram Alir Tampilan Web Dokter Gambar 3.12 Diagram Alir Tampilan Web Dokter Dokter perlu memasukan username dan password dan juga memilih pilihan docter untuk dapat masuk ke dalam halam web dari dokter. Username dan password yang dimasukan oleh dokter akan di cek dalam database untuk memastikandokter tersebut memiliki hak untuk mengakses web tersebut. Bila username dan password yang dimasukan oleh dokter tersebut salah atau tidak sesuai dengan database, maka dokter tersebut perlu memasukan kembali username dan password.
33 Dalam tampilan web dokter, dokter dapat melihat daftar - daftar data dari pasien yang sudah pasien unggah sebelumnya. Dalam setiap daftar data dari pasien tersebut terdapat sebuah link text yang akan membuka sebuah halaman web dan dapat melihat data pasien dalam bentuk grafik. Gambar 3.13 Tampilan Web Dokter 3.6 Rancang Bangun Gambar 3.14 Sketsa Layer bawah
34 Gambar 3.15 Layer bawah Gambar 3.16 Layer atas