PRAKTIKUM SEDERHANA IOT PENDETEKSI DETAK JANTUNG DAN NADI

 PRAKTIKUM SEDERHANA IOT PENDETEKSI DETAK  JANTUNG DAN NADI 

LAPORAN INI DISUSUN OLEH :

 

1. Alvito Wahyu Dwi N.	25051204031
2. Muhammad Fawwaz T. H.	25051204175
3. Any Aulia Putri	25051204228
4. Calvin Azarya Pravita Y.	25051204177

BAB I

PENDAHULUAN

1.1       Latar belakang

Kemajuan pesat teknologi mikrokontroler dan elektronika saat ini membuka peluang luas bagi pengembangan perangkat kesehatan yang praktis dan efisien. Salah satu indikator vital yang krusial untuk dipantau adalah detak jantung, karena dapat merefleksikan kesehatan kardiovaskular, tingkat kebugaran, hingga indikasi awal adanya gangguan kesehatan. Seiring meningkatnya kesadaran masyarakat akan kesehatannya, kebutuhan perangkat pemantau detak jantung yang akurat dan mudah diakses masyarakat menjadi semakin meningkat.

 

Dalam mata kuliah Arsitektur Komputer, pemahaman mengenai cara kerja perangkat keras, alur pemrosesan data, serta interaksi antara komponen elektronik menjadi aspek penting yang harus dikuasai. Untuk menerapkan konsep tersebut, dibuat sebuah proyek “Pengukur Detak Nadi dan Jantung” menggunakan mikrokontroler Arduino Uno, Heart Rate Sensor, Mini LCD, Buzzer, dan Breadboard sebagai rangkaian pendukung.

 

Secara teknis, Arduino Uno dipilih karena arsitekturnya yang sederhana, mudah diprogram, dan umum digunakan pada proses pembelajaran. Heart Rate Sensor bekerja dengan mendeteksi perubahan intensitas cahaya akibat aliran darah. Data yang diperoleh kemudian diproses oleh Arduino dan ditampilkan melalui Mini LCD sehingga pengguna dapat melihat hasil pengukuran secara langsung. Sistem juga dilengkapi Buzzer sebagai indikator audio untuk menandakan keberhasilan pembacaan, seperti memberikan bunyi saat pembacaan detak jantung berhasil atau saat detak jantung berada pada kondisi tertentu. Breadboard digunakan untuk merangkai seluruh komponen tanpa perlu menyolder, sehingga memungkinkan proses perakitan yang fleksibel dan mudah diperbaiki.

 

Melalui perancangan ini, diharapkan teori mengenai arsitektur mikrokontroler dan manajemen peripheral dapat dipahami secara mendalam. Selain itu, proyek ini memberikan pengalaman praktis dalam merekayasa sistem elektronik berbasis sensor yang tidak hanya fungsional, namun juga memberikan manfaat nyata dalam pemantauan kesehatan secara sederhana.

1.2       Rumusan Masalah

1.     Bagaimana prinsip kerja IOT pendeteksi detak jantung dan nadi

2.     Bagaimana menampilkan hasil detak jantung dan nadi pada layar

3.     Masalah apa saja yang muncul saat membuat IOT dan bagaimana mengatasinya.

1.3       Tujuan Analisis

1.     Menjelaskan cara membuat alat pendeteksi detak jantung dan nadi berbasis IoT.

2.     Menguraikan langkah pembuatan alat, mulai dari perakitan hingga pengujian.

3.     Mengetahui apakah alat dapat mendeteksi detak jantung dengan baik dan akurat.

     1.4       Manfaat Penulisan

1.     Memberikan pengetahuan tentang cara kerja sensor detak jantung serta pengolahan data pada mikrokontroler.

2.     Mendorong kreativitas dan inovasi dalam mengembangkan teknologi sederhana untuk pemantauan kesehatan.

3.     Menjadi referensi bagi seseorang pembaca lain yang ingin membuat alat serupa.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1       Dasar Teori

Internet Of Think adalah Internet of Things (IoT) merupakan konsep yang memungkinkan berbagai perangkat elektronik saling terhubung dan bertukar informasi seperti mengumpulkan data,mengirim data,menerima perintah,melakukan otomatisasi melalui jaringan internet. Dalam proyek ini, teknologi IoT dimanfaatkan untuk memonitor detak jantung dan nadi secara langsung. Proses kerjanya melibatkan:

1.Sensor sebagai menangkap data dari object yang dituju seperti mendeteksi sinyal detak jantung.

2.Mikrokontroler yang mengolah dan meneruskan data tersebut untuk dikirimkan dan bisa digunakan.

2.2       Komponen

A.   Arduino uno

    Arduino uno adalah bagian paling penting dalam sistem IOT karena berperan sebagai otak yang mengatur seluruh proses kerja alat. Dalam project ini arduino memiliki beberapa fungsi utama :

 

1.       Mengambil Data dari Heart Rate Sensor

    Arduino menerima sinyal keluaran dari Heart Rate Sensor dalam bentuk gelombang analog yang berubah sesuai dengan aliran darah. Perubahan sinyal ini menjadi dasar pendeteksian aktivitas detak jantung.

 

2.      Mengolah sinyal BPM (Beat Per Minute)

       Setelah data sensor terbaca, Arduino akan mengidentifikasi puncak gelombang kemudian menghitung nilai detak jantung (BPM) menggunakan rumus yang telah ditentukan, sehingga diperoleh jumlah detak per menit secara akurat.            

 

3.    Mengirim data ke Layar Oled

Arduino juga berfungsi untuk menampilkan hasil pengolahan data pada layar OLED. Informasi seperti nilai BPM dan visualisasi grafik diperlihatkan secara real-time agar mudah dipantau oleh pengguna.

 

 

4.   Mengendalikan Buzzer sebagai Alarm

       Selain itu, Arduino berperan dalam mengaktifkan buzzer sebagai alarm. Buzzer akan berbunyi setiap kali sensor membaca aktivitas detak jantung, sehingga memberikan indikator audio terhadap pembacaan sensor.

 

B.    Breadboard

Breadboard Arduino adalah papan prototyping yang digunakan untuk merangkai rangkaian elektronik tanpa perlu solder. Pada papan ini, lubang-lubang pada arah vertikal saling terhubung, sedangkan secara horizontal tidak. Hal tersebut memungkinkan komponen dan kabel jumper mudah dipasang dan dilepas tanpa merusak rangkaian. Breadboard juga berfungsi sebagai jalur konduktor listrik yang menghubungkan komponen satu dengan lainnya. Secara fisik, breadboard memiliki banyak lubang dengan penanda huruf dan angka sebagai koordinat untuk memudahkan penempatan kabel maupun komponen dalam perakitan.

               C.   Kabel jumper 

    Komponen ini digunakan untuk menghubungkan berbagai komponen dalam IOT  seperti Arduino uno, Breadboard, Mini oled led, Buzzer. Kabel ini menjadi bagian penting untuk merangkai dan sebagai jalur pengantar listrik dan data antar komponen.

D.     Buzzer

      Komponen ini bisa menghasilkan suara jika diberikan tegangan listrik . Dalam sistem IOT pendeteksi detak jantung , buzzer berfungsi sebagai alat indikator suara yang memberikan peringatan dalam membaca kondisi sensor.

 

E.    Heart rate sensor

Heart Rate Sensor adalah perangkat yang digunakan untuk menghitung detak jantung (BPM – Beats Per Minute) serta denyut nadi seseorang secara otomatis. Cara kerjanya didasarkan pada pendeteksian perubahan volume aliran darah di pembuluh kapiler kulit, yang berubah setiap kali jantung memompa darah.

Dalam alat pendeteksi detak jantung, sensor ini memiliki peran utama sebagai berikut:

1.Mendeteksi Denyut Jantung

2.Mengukur Detak Jantung (BPM)

3.Membaca Perubahan Aliran Darah (Metode PPG)

4.Memberikan Data Real-Time

           

F.    Mini oled lcd

Mini OLED LCD adalah modul layar berukuran kecil yang menggunakan teknologi Organic Light Emitting Diode (OLED) untuk menampilkan informasi secara visual. Pada proyek IoT pemantau detak jantung dan denyut nadi, layar ini berfungsi sebagai media untuk menampilkan data hasil pembacaan sensor.

BAB III

PEMBAHASAN

3.1       Alat dan Bahan

Dalam melaksanakan perancangan dibutuhkan alat dan bahan sebagai berikut:

●      Arduino uno

Gambar 3.1 Arduino uno

 

●      Breadboard

Gambar 3.2  Breadbord

 

 

●      Kabel jumper

Gambar 3.3 Kabel jumper

 

 

 

●      Buzzer

Gambar 3.4 Buzzer

 

 

●      Heart rate sensor

Gambar 3.5 Heart rate sensor

 

 

●      Mini oled lcd

 

Gambar 3.6 Mini oled lcd

 

 

●      Kabel USB

Gambar 3.7 Kabel USB

      ●      Laptop 

Gambar 3.8 Laptop

3.2       Langkah-langkah

1.     Siapkan komponen keseluruhan yang ada seperti Breadboard, Arduino uno, Heart rate sensor, Buzzer, Mini oled led, kabel jumper, dan kabel USB. 

2.     Siapkan breadboard lalu pasangkan port mini oled LCD yang terdiri dari (GND,VCC,SCL,SDA) pada breadboard. Kemudian, sambungkan MINI OLED ke BREADBOARD & ARDUINO UNO dengan kriteria dibawah :

●      PORT SDA (LCD) —> PORT A4 ARDUINO

●      PORT SCL (LCD) —> PORT A5 ARDUINO

●      PORT VCC (LCD) —> PORT (+) BREADBOARD

●      PORT GND (LCD) —> PORT ( - ) BREADBOARD 

3.     Siapkan arduino uno dan sambungkan ke breadboard menggunakan kabel jumper dengan kriteria dibawah :

●        PORT 5V —> PORT ( + ) BREADBOARD

●        PORT GND —> PORT  ( - ) BREADBOARD

4.     Selanjutnya pasangkan BUZZER ke BREADBOARD dan lalu sambungkan PORT (+ dan -) menggunakan kabel jumper dengan kriteria dIbawah

●      Sambungkan 2 kabel jumper berbeda warna di breadboard sesuai kriteria port (- dan + ) pada BUZZER

●      PORT (+) BUZZER —> PORT 8 ARDUINO

●      PORT ( - ) BUZZER —> PORT ( - ) BREADBOARD

5.     Kemudian BUKA APLIKASI ARDUINO UNO dan mulai sambungkan KABEL USB ARDUINO  —> LAPTOP dan atur PORT USB pilih salah satu sesuai port di laptop ,  lalu install LIBRARY  komponen IOT di dalam aplikasi  dengan kriteria dibawah :

●      ADAFRUIT - GFX- LIBRARY-MASTER

●      ADAFRUIT_GRAYOLED

●      ADAFRUIT_SPITFT

●      ADAFRUIT_SSD1306- MASTER

●      ADAFRUIT GFX LIBRARY

●      ADAFRUIT SSD1306

6.     Lalu lanjutkan tahap coding dengan menggunakan aplikasi arduino dan pencet SELECT BOARD dan pilih opsi ARDUINO UNO dan coding dengan kriteria dibawah :

 

#include <Adafruit_SSD1306.h>

 #include <Adafruit_GFX.h>

#define OLED_Address 0x3C // 0x3C device address of I2C OLED. Few other OLED has 0x3D

Adafruit_SSD1306 oled(128, 64); // create our screen object setting resolution to 128x64

int a=0;

int lasta=0;

int lastb=0;

int LastTime=0;

int ThisTime;

bool BPMTiming=false;

bool BeatComplete=false;

int BPM=0;

#define UpperThreshold 560

#define LowerThreshold 530

void setup() {

oled.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, OLED_Address);

oled.clearDisplay();

oled.setTextSize(2);

}

void loop()

{

if(a>127)

{

oled.clearDisplay();

a=0;

lasta=a;

}

ThisTime=millis();

int value=analogRead(0);

oled.setTextColor(WHITE);

int b=60-(value/16);

oled  .writeLine(lasta,lastb,a,b,WHITE);

lastb=b;

lasta=a;

if(value>UpperThreshold)

{

if(BeatComplete)

{

BPM=ThisTime-LastTime;

BPM=int(60/(float(BPM)/1000));

BPMTiming=false;

BeatComplete=false;

tone(8,1000,250);

}

if(BPMTiming==false)

{

LastTime=millis();

BPMTiming=true;

}

}

if((value<LowerThreshold)&(BPMTiming))

BeatComplete=true;

oled.writeFillRect(0,50,128,16,BLACK);

oled.setCursor(0,50);

oled.print("BPM:");

oled.print(BPM);

oled.display();

a++;

}

3.3       Hasil Pengamatan

NO	KETERANGAN	DOKUMENTASI
1.	Sensor belum menyentuh nadi, menyebabkan mini oled lcd nya menampilkan “BPM = 0.”
2.	Saat heart rate sensor diletakkan diarea nadi, menyebabkan mini oled lcd nya menampilkan “BPM = 68.”

Dari tabel tersebut dapat disimpulkan bahwa pada saat sensor belum ditempatkan pada area nadi, mini oled lcd akan menampilkan “BPM = 0” karena heart rate sensor belum menerima sinyal denyut jantung apapun sehingga sensor tidak dapat melakukan proses perhitungan. Namun, saat heart rate sensor ditempatkan dengan benar di are nadi, alat tersebut akan bekerja dengan mendeteksi perubahan sinyal optik yang timbul akibat aliran darah. perubahan tersebut kemudian diproses oleh sistem untuk menghitung denyut jantung per menit (BPM). Setelah itu, mini oled lcd akan menampilkan nilai “BPM = 68”  dari perhitungan yang telah dilakukan oleh heart rate sensor. Kondisi ini menunjukkan bahwa alat sangat bergantung pada posisi sensor dan tidak dapat memberikan hasil apa pun tanpa adanya kontak langsung dengan titik pengukuran yang benar.

IV

PENUTUP

4.1       Kesimpulan

Berdasarkan praktikum arduino yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa melalui Heart Rate Sensor, Arduino mampu membaca perubahan aliran darah dan mengolahnya menjadi nilai BPM (Beats Per Minute) yang akurat. Data tersebut kemudian ditampilkan pada layar OLED sehingga terlihat hasil pemantauan secara langsung. Selain itu, penggunaan buzzer sebagai alarm memberikan indikator tambahan terhadap aktivitas sensor. Secara keseluruhan, praktikum ini membuktikan bahwa rangkaian perangkat IoT dapat bekerja secara efektif untuk membuat sistem monitoring kesehatan sederhana yang mudah diterapkan dan bermanfaat dalam membantu deteksi dini kondisi detak jantung dan nadi.

4.1       Saran

Untuk meningkatkan kualitas proyek, terdapat beberapa saran pengembangan. Fokus utama adalah Peningkatan Akurasi dan Kalibrasi melalui implementasi algoritma filtering yang lebih canggih pada program Arduino, serta kalibrasi rutin dengan alat medis. Selanjutnya, perlu dilakukan Pengembangan Konektivitas IoT Lanjutan dengan menambahkan modul ESP8266 atau ESP32. Ini bertujuan agar data BPM dapat dikirimkan ke cloud (seperti ThingSpeak) secara real-time, memungkinkan pemantauan dan analisis data historis jarak jauh. Selain itu, Desain User Interface (UI) yang Informatif harus disempurnakan pada OLED LCD, misalnya dengan menambahkan indikator rentang normal dan peringatan visual saat BPM di luar batas aman. Terakhir, Optimalisasi Portabilitas dapat dicapai dengan mengintegrasikan baterai portabel dan mendesain casing yang ringkas, mengubah alat menjadi wearable device sederhana.

 

DAFTAR PUSTAKA

Lestari, P. D., Karlitasari, L., & Maryana, S. (2021). Pengendali pintu gerbang berbasis IoT (Internet of Things). JUBIKOM: Jurnal Aplikasi Bisnis dan Komputer, 1(2), 62–69.

Wohingati, G. W., & Subari, A. (2013). Alat pengukur detak jantung menggunakan pulsesensor berbasis Arduino Uno R3 yang diintegrasikan dengan Bluetooth. Gema Teknologi, 17(2), 65–71.

 

LAMPIRAN