RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA...

51
RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA DARAH NON- INVASIVE MENGGUNAKAN SENSOR OXIMETER DS-100A BERBASIS MIKROKONTROLLER NODEMCU ESP 8266 (Skripsi) Oleh ANGGIE NOVIANTO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2019

Transcript of RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA...

Page 1: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA DARAH NON-

INVASIVE MENGGUNAKAN SENSOR OXIMETER DS-100A BERBASIS

MIKROKONTROLLER NODEMCU ESP 8266

(Skripsi)

Oleh

ANGGIE NOVIANTO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2019

Page 2: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

ii

ABSTRACK

DESIGN OF NON-INVASIVE BLOOD SUGAR MEASUREMENT USING DS-

100A OXIMETER SENSOR BASED ON MICROCONTROLLER NODEMCU

ESP 8266

By

ANGGIE NOVIANTO

The process of measuring blood sugar levels is generally carried out by using an

invasive method or by injuring parts of the body to take blood samples. In this study,

measurements were carried out using a non-invasive method or without injuring body

parts by using an Oximeter DS 100 A sensor based on the NodeMCU ESP 8266

microcontroller. This tool is equipped with Liquid Crystal Display and an android

application as a viewer of measurement results and Buzzer as an indicator if the

measured value exceeds the normal value limit. Measurement of the value of blood

sugar levels is done by using a red LED light emitting on a sensor that is attached to

the finger. The output value of the Oximeter DS 100A sensor in the form of a voltage

is processed on the NodeMCU ESP 8266 microcontroller to be converted into bits and

performed to calculate the blood sugar value. The measured value will then be sent to

Firebase so it can be displayed on the Android and LCD applications. Calibration of

this study was carried out using a Gluco Dr. invasive blood sugar measuring instrument

with a comparison of the measurement results obtained an error value of 4,87.

Keywords: Blood sugar, DS 100 A Oximeter Sensor, NodeMCU ESP 8266.

Page 3: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

iii

ABSTRAK

RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA DARAH NON-

INVASIVE MENGGUNAKAN SENSOR OXIMETER DS-100A BERBASIS

MIKROKONTROLLER NODEMCU ESP 8266

Oleh

ANGGIE NOVIANTO

Proses pengukuran nilai kadar gula darah umumnya dilakukan dengan menggunakan

metode invasive atau dengan melukai bagian tubuh untuk mengambil sampel darah.

Pada penelitian ini pengukuran dilakukan dengan menggunakan metode non-invasive

atau tanpa melukai bagian tubuh dengan menggunakan sensor Oximeter DS 100 A

berbasis mikrokontroller NodeMCU ESP 8266. Alat ini dilengkapi dengan Liquid

Crystal Display dan aplikasi android sebagai penampil nilai hasil pengukuran dan

Buzzer sebagai indikator apabila nilai yang terukur melebihi batas nilai normal.

Pengukuran nilai kadar gula darah dilakukan dengan memanfaatkan pemancaran

cahaya LED merah pada sensor yang dipasangkan pada jari. Nilai output dari sensor

Oximeter DS 100A berupa tegangan diproses pada mikrokontroller NodeMCU ESP

8266 untuk diubah menjadi bit dan dilakukan perhitungan untuk mendapatkan nilai

gula darah. Nilai yang terukur kemudian akan dikirimkan ke firebase agar dapat

ditampilkan pada aplikasi android dan LCD. Kalibrasi penelitian ini dilakukan

menggunakan alat ukur gula darah invasive Gluco Dr dengan hasil perbandingan nilai

hasil pengukuran didapat nilai error sebesar 4,87.

Kata kunci: Gula darah, Sensor Oximeter DS 100 A, NodeMCU ESP 8266.

Page 4: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

iv

RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA DARAH NON-

INVASIVE MENGGUNAKAN SENSOR OXIMETER DS-100A BERBASIS

MIKROKONTROLLER NODEMCU ESP 8266

Oleh

Anggie Novianto

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar

SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2019

Page 5: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

v

Page 6: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

vi

Page 7: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

vii

Page 8: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

viii

RIWAYAT HIDUP

Penulis lahir pada tanggal 03 November 1997 di Wonosobo,

Kec.Wonosobo, Tanggamus yang memiliki nama lengkap Anggie

Novianto. Penulis merupakan anak tunggal dari pasangan Bapak

Suprapto (Alm) dan Ibu Mujirah.

Penulis mulai menempuh pendidikan formal di Sekolah Dasar (SD) Negeri 1 Tugurejo

dan lulus pada tahun 2009. Penulis kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 2 Semaka

dan lulus pada tahun 2012. Kemudian penulis meneruskan ke SMA Negeri 1 Semaka

dan lulus pada tahun 2015. Penulis diterima di jurusan Teknik Elektro Universitas

Lampung pada tahun 2015 melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi

Negeri (SNMPTN).

Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di Organisasi Himpunan Mahasiswa Teknik

Elektro (HIMATRO) sebagai anggota Departemen Sosial dan Kewirausahaan Divisi

Sosial pada tahun 2016-2017 dan menjadi Kepala Divisi Sosial HIMATRO pada tahun

2017-2018. Selain itu penulis juga aktif sebagai Asisten Laboratorium Teknik

Elektronika dan menjadi Kordinator Asisten Laboratorium Teknik Elektronika pada

tahun 2018-2019. Penulis juga pernah melakukan Kerja Praktik (KP) di PT. Ciomas

Adisatwa (Japfa Group) di Sidomulyo Kab.Lampung Selatan.

Page 9: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

ix

PERSEMBAHAN

Dengan Ridho Allah SWT, teriring shalawat kepada Nabi Muhammad SAW, dan

dengan penuh kerendahan hati kupersembahkan karya tulis ini:

Kedua Orang Tuaku,

Bapak Suprapto (Alm) dan Ibu Mujirah

Terima kasih atas segala dukungan, kasih sayang, perhatian, nasehat, bimbingan,

pengorbanan serta doa yang selalu mengiringi langkahku yang begitu berharga dan

takkan pernah ternilai

Page 10: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

x

MOTO

"Barang siapa yang bersungguh sungguh, sesungguhnya kesungguhan tersebut untuk

kebaikan dirinya sendiri"

(Qs. Al-Ankabut: 6)

“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, sesungguhnya sesudah

kesulitan itu ada kemudahan”

(QS. Asy-Syrah:5-6)

“Jangan mudah puas dengan apa yang sudah kita capai, Terus belajar dan perbaiki

kualitas diri”

(Anggie Novianto)

Page 11: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

SANWACANA

Alhamdulillahirobbil’alamin, segala puji bagi Allah SWT atas limpahan berkat rahmat

dan karunia-Nya telah memberikan kesehatan, kesempatan, kekuatan dan kemampuan

berpikir kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini. Shalawat serta salam

tak lupa penulis sampaikan kepada Rasulullah SAW karena dengan perantaranya kita

semua dapat merasakan nikmatnya kehidupan.

Skripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-

Invasive Menggunakan Sensor Oximeter DS 100 A Berbasis Mikrokontroller

NodeMCU ESP 8266”, ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Lampung.

Selama melaksanakan penelitian ini, penulis mendapatkan bantuan pemikiran baik

moril, materi, maupun petunjuk, bimbingan dan saran dari berbagai pihak yang didapat

secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis

mengucapkan terimakasih kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Ir. Hasriadi Mat Akin, M.S. selaku Rektor Universitas Lampung.

2. Bapak Prof. Suharno, M.Sc., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Lampung

3. Bapak Dr. Herman Halomoan S, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro

Universitas Lampung.

Page 12: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

xii

4. Bapak Dr. Eng F.X. Arinto S., S.T., M.T. selaku dosen Pembimbing Akademik

dan Dosen Pembimbing Pendamping Tugas akhir saya atas saran yang

membangun dan arahan yang telah diberikan kepada penulis.

5. Ibu Dr. Sri Purwiyanti S.T., M.T., selaku Pembimbing Utama tugas akhir saya atas

kesedianya untuk memberikan masukan, bimbingan, saran, dan kritik dalam

pengerjaan Tugas Akhir ini.

6. Ibu Dr. Ir. Sri Ratna S, M.T. selaku Dosen Penguji yang telah memberikan

masukan dan saran-saran dalam skripsi ini.

7. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung atas pengajaran dan

bimbingan yang diberikan selama ini kepada penulis.

8. Mba Ning dan seluruh jajaran Staf Jurusan Teknik Elektro Univeristas Lampung

atas bantuannya dalam menyelesaikan urusan administrasi.

9. Kak Yudi Eka Putra atas bimbingan, masukan serta saran selama saya berada di

Laboratorium Teknik Elektronika Universitas Lampung.

10. Orang Tuaku Bapak Suprapto (Alm) dan Ibu Mujirah serta semua keluarga besar

atas dukungan, motivasi serta bantuan moril dan materil yang telah di berikan.

11. Beby Tria Silvani yang telah memberi Semangat, Suport, Waktu serta Sayang dan

Cinta Kasihnya.

12. Rekan-rekan Asisten dan Staff Laboratorium Teknik Elektronika Agung, Dian,

Egy, Ibrahim, Haedar, Tiya, Osline, Dinda, Willy, Ipun, Rafly, Budi, Lukman,

Garbiel, Anisa, David, Alif, Abdul, Ferdilla Tiya, Putri atas bantuan dan canda

tawanya selama ini.

Page 13: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

xiii

13. Partner Skripsi Sensor Oximeter DS 100A Mutia Aziza atas perjuangan

pengalaman serta kerjasamanya.

14. Kakak-Kakak asisten Laboratorium Elektronika kak Yogi, kak Sivam, Mbak gusti,

Kak Ridho, Kak Roy, bli Ketut, Kak Reza, Kak Tama Kak Zul kak Rafi, kak Alam,

Mbah arif, Kak Andre, kak arif fauzi, kak Pami, kak Faris kak Cin, kak Anggi, kak

dapin atas ilmu, pengalaman, bimbingan dan canda tawanya.

15. Alumni kosan Reborn Deki, Deni dan Rezi atas perjuangan bersama di masa-masa

paling sulit menjadi mahasiswa perantauan semoga kita semua menjadi orang yang

sukses.

16. Seluruh teman-teman EIE 2015 atas kebersamaan dan kekeluargaan yang kalian

berikan kepada penulis selama masa perkuliahan ini

Semoga kebersamaan ini membawa kebaikan, keberkahan, kemurahan hati, serta bantuan doa

yang telah diberikan seluruh pihak akan mendapatkan balasan yang setimpal dari Allah SWT.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak terlepas dari kesalahan oleh karena itu masukan dan saran

sangat penulis harapkan demi kebaikan dan kemajuan di masa mendatang.

Bandar Lampung, 15 Oktober 2019

Penulis,

Anggie Novianto

Page 14: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

xiv

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRACT.................................................................................................................ii

ABSTRAK...................................................................................................................iii

HALAMAN JUDUL ...................................................................................................iv

LEMBAR PERSETUJUAN........................................................................................v

LEMBAR PENGESAHAN........................................................................................vi

LEMBAR PERNYATAAN.......................................................................................vii

RIWAYAT HIDUP...................................................................................................viii

PERSEMBAHAN.......................................................................................................ix

MOTO...........................................................................................................................x

SANWACANA............................................................................................................xi

DAFTAR ISI ............................................................................................................. xiv

DAFTAR GAMBAR ..............................................................................................xvii

DAFTAR TABEL ....................................................................................................xix

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................................... 1

1.2 Tujuan Penelitian ................................................................................................. 3

1.3 Manfaat Penelitian ............................................................................................... 3

1.4 Rumusan Masalah ............................................................................................... 3

1.4 Batasan Masalah .................................................................................................. 4

1.5 Hipotesis .............................................................................................................. 4

Page 15: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

xv

1.6 Sistematika Penulisan .......................................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................. 6

2.1 Penelitian Terdahulu ............................................................................................ 6

2.2 Hematologi .......................................................................................................... 7

2.3 Glukosa dan Diabetes .......................................................................................... 8

2.5 Hukum Beer-Lambert .......................................................................................... 9

2.6 Regresi Linier Sederhana .................................................................................. 10

2.7 NodeMCU ESP8266 ......................................................................................... 11

2.8 Sensor Oximeter DS-100A ............................................................................... 14

2.9 LCD (Liquid Crystal Display) ........................................................................... 16

2.10 Buzzer .............................................................................................................. 18

2.11 Firebase ........................................................................................................... 19

2.12 Android Studio ................................................................................................ 21

BAB III METODE PENELITIAN .......................................................................... 23

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ........................................................................... 23

3.2 Alat dan Bahan .................................................................................................. 23

3.3 Spesifikasi Alat .................................................................................................. 24

3.4 Metode Pengukuran ........................................................................................... 24

3.5 Diagram Blok Metode Yang Digunakan ........................................................... 25

3.6 Diagram Alir Penelitian ..................................................................................... 26

3.7 Rancangan Mekanis Alat Ukur ......................................................................... 27

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................. 29

4.1 Prinsip Kerja ...................................................................................................... 29

4.2 Pengujian ........................................................................................................... 31

4.2.1 Pengujian Mikrokontroller NodeMCU ESP 8266..........................................31

4.2.2 Pengujian Sensor Oximeter Ds 100A .............................................................. 36

Page 16: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

xvi

4.2.3 Gluco Dr .............................................................................................................. 39

4.2.4 Pengujian Buzzer ................................................................................................ 40

4.2.5 Pengujian LCD (Liquid Crystal Display) ........................................................ 40

4.2.6 Pengujian Firebase ............................................................................................. 42

4.2.7 Pengujian Aplikasi Android .............................................................................. 45

4.3 Kalibrasi dan Analisa Data Hasil ...................................................................... 46

4.3.1 Kalibrasi Alat ...................................................................................................... 46

4.3.1.1 Nilai Error Alat ............................................................................................... 50

4.3.2 Analisa Data Hasil .............................................................................................. 52

4.4. Kerja Sistem Alat Secara Keseluruhan ........................................................... 56

BAB V SIMPULAN .................................................................................................. 61

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 77

Page 17: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

xvii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 NodeMCU ESP 8266 ............................................................................. 12

Gambar 2.2 Arduino IDE ........................................................................................... 13

Gambar 2.3 Sensor Oximeter DS-100A...................................................................... 15

Gambar 2.4 Pin Sensor Oximeter DS-100A (Lopez, 2012)........................................ 15

Gambar 2.5 Liquid Crystal Display ........................................................................... 17

Gambar 2.6 Buzzer ..................................................................................................... 18

Gambar 2.7 Tampilan Awal Firebase (Ilhami, 2017). ................................................ 19

Gambar 2.8 Arsitekture Firebase (Ilhami, 2017). ....................................................... 21

Gambar 2.9 Android Studio (Juansyah, 2015). ........................................................... 21

Gambar 3.1 Diagram Blok Penelitian ......................................................................... 25

Gambar 3.2 Diagram Alir Penelitian .......................................................................... 27

Gambar 3.3 Rancangan Mekanis ................................................................................ 28

Gambar 4.1 Realisasi Alat Ukur Gula Darah Non-invasive ........................................ 30

Gambar 4.2 Perangkat Lunak IDE Arduino 1.8.8 ....................................................... 33

Gambar 4.3 Sub Menu Board ..................................................................................... 34

Gambar 4.4 Sub Menu Port ......................................................................................... 34

Gambar 4.5 Jendela Editor IDE .................................................................................. 35

Gambar 4.6 Sensor Oximeter Ds 100A....................................................................... 36

Gambar 4.7 Pin Sensor Oximeter Ds 100A ................................................................ 37

Gambar 4.8 Bagian LED Sensor Oximeter DS 100A ................................................. 38

Gambar 4.9 Gluco Dr .................................................................................................. 39

Page 18: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

xviii

Gambar 4.10 Wiring Diagram LCD ........................................................................... 41

Gambar 4.11 Tampilan Utama Firebase ..................................................................... 42

Gambar 4.12 Tampilan Penambahan Project Baru ..................................................... 43

Gambar 4.13 Tampilan Pengisian Data Project Baru ................................................. 43

Gambar 4.14 Tampilan Real Time Database .............................................................. 44

Gambar 4.15 Tampilan Program Uji Koneksi Firebase .............................................. 44

Gambar 4.16 Tampilan Android ................................................................................. 45

Gambar 4.17 Nilai Gula Darah Alat Rancangan dan Gula Darah Gluco Dr Setelah

Kalibrasi .............................................................................................. 56

Gambar 4.18 Pengambilan Data Hasil ........................................................................ 56

Gambar 4.19 Pengujian Sistem Alat Secara Keseluruhan .......................................... 57

Page 19: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

xix

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Pin-Pin LCD (liquid crystal Display) ......................................................... 17

Tabel 2.2 Spesifikasi Buzzer ....................................................................................... 18

Tabel 2.3 Metode Menulis Data ke Firebase .............................................................. 20

Tabel 3.1 Alat dan Bahan ............................................................................................ 23

Tabel 4.1 Perbandingan Data Hasil Pengukuran Alat dan Kalibrator Sebelum

Kalibrasi ..................................................................................................... 48

Tabel 4.2 Perbandingan Data Hasil Pengukuran dan Error Menggunakan Berbagai

Metode Kalibrasi ........................................................................................ 50

Tabel 4.3 Data Hasil Pengukuran Setelah Kalibrasi ................................................... 52

Page 20: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Glukosa merupakan salah satu jenis dari kelompok monosakarida atau disebut juga

dengan senyawa karbohidrat sederhana. Glukosa terkandung pada buah-buahan

serta madu. Fungsi glukosa yang dibutuhkan oleh tubuh salah satunya sebagai

sumber energi sel-sel otak serta sel syaraf. Glukosa dalam tubuh manusia

normalnya adalah berkisar 70–130 mg /dl sebelum makan.

Hematologi dapat didefinisikan sebagai salah satu cabang ilmu kesehatan yang

mempelajari tentang darah, dimana cabang ilmu ini meliputi organ pembentuk

darah serta berbagai penyakit dalam darah. Gabungan dari cairan yang terdiri dari

sel-sel, serta partikel partikel yang menyerupai sel, yang mengalir pada arteri,

kapiler dan vena serta membawa oksigen, zat-zat gizi ke jaringan disebut juga

dengan darah. Separuh dari darah merupakan berbentuk cairan atau plasma yang

mengandung garam terlarut serta protein. Kandungan plasma darah terdiri dari

gula, mineral, elektrolit dan vitamin.

Page 21: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

2

Hiperglekimia merupakan suatu keadaan dimana seseorang mempunyai kandungan

gula darah yang cukup tinggi, sedangkan hipoglekimia apabila tubuh kekurangan

gula darah. Kadar gula darah dalam tubuh diatur oleh pankreas dengan

memproduksi hormon insulin. Hormon insulin bertugas sebagai pengatur kadar

gula darah serta memproses karbohidrat, lemak, protein serta vitamin untuk diubah

menjadi energi.

Penderita Diabetes Millitus (DM) dapat diketahui dengan gejala awal peningkatan

kadar gula dalam darah. Kadar gula pada penderita Diabetes Millitus biasanya

mencapai angka 160–180 mg/dL dan juga pada urine penderita Diabetes Millitus

akan mengandung glukosa. Kadar gula darah pada tubuh yang cukup tinggi juga

akan menyebabkan lamanya dalam proses penyembuhan luka.

Pengukuran kadar gula darah yang umum dilakukan saat ini menggunakan alat

konvensional yang masih menggunakan metode invasive untuk diambil sampel

darahnya, metode ini menyebabkan beberapa orang tidak mau untuk mengukur

kadar gula darah karena takut dengan jarum. Pengukuran dengan metode ini dapat

beresiko terjadinya luka.

Seiring berkembangnya teknologi saat ini maka dilakukan penelitian alat pengukur

kadar gula darah dengan metode non-invasive. Penelitian sebelumnya mengenai

alat pengukur kadar gula darah non-invasive telah banyak dilakukan. Perbedaan

penelitian ini dengan penelitian yang sudah dilakukan sebelumnya adalah nilai

Page 22: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

3

yang terukur ditampilkan pada layar LCD serta Android, yang diharapkan lebih

mempermudah pada saat digunakan. Buzzer ditambahkan pada penelitian ini

bertujuan untuk indikator apabila nilai hasil pengukuran melebihi batas nilai gula

darah normal.

1.2 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Merancang alat pengukur kadar gula dalam darah non-invasive menggunakan

sensor Oximeter DS-100A berbasis NodeMCU ESP 8266.

2. Menampilkan data hasil pengukuran pada LCD dan Android.

3. Mempermudah pengukuran kadar gula dalam darah tanpa melukai bagian

tubuh.

1.3 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan pada penelitian ini adalah untuk mempermudah

pengukuran kadar gula dalam darah yang dilakukan secara non-invasive, serta

mengurangi resiko terjadinya infeksi atau luka yang disebabkan alat ukur gula

darah konvensional.

1.4 Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana merancang alat pengukur kadar gula darah secara non-invasive.

Page 23: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

4

2. Bagaimana merancang sistem penampilan data hasil pengukuran pada LCD dan

Android.

3. Bagaimana proses sinkronisasi dan kalibrasi data hasil pengukuran kadar gula

darah secara non-invasive.

1.4 Batasan Masalah

Dalam penelitian ini terdapat beberapa batasan masalah yaitu:

1. Alat ini hanya mengukur kadar gula darah pada manusia.

2. Nilai keluaran yang dihasilkan ditampilkan pada LCD dan Android.

3. NodeMCU ESP 8226 digunakan sebagai mikrokontroller pengolah data dan

modul wifi untuk pengiriman data ke Android.

1.5 Hipotesis

Alat ini dapat mengukur kadar gula darah secara non-invasive dan nilai hasil

pengukuran ditampilkan pada LCD dan Android, serta Buzzer sebagai indikator

apabila nilai gula darah yang terukur melebihi batas normal.

1.6 Sistematika Penulisan

Dalam penulisan skripsi ini, disusun dari beberapa bab susunan sistematika yaitu:

BAB I PENDAHULUAN

Menjelaskan latar belakang permasalahan, tujuan penelitian, manfaat penelitian,

perumusan masalah, batasan masalah, hipotesis, dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Page 24: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

5

Tinjauan pustaka berisi teori-teori sistem mikrokontroller yang digunakan, sensor

yang digunakan dan komponen lain yang mendukung penelitian.

BAB III METODE PENELITIAN

Bagian ini berisi metode yang digunakan seperti waktu dan tempat penelitian, alat

dan bahan, prosedur pembuatan alat dan prosedur pengujian sistem.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Bagian ini berisi hasil penelitian, hasil pengujian dan pembahasan data yang

didapat dari pengujian

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini memuat kesimpulan yang diperoleh selama perancangan dan pembuatan

alat dan saran yang harus dipertimbangkan dalam pengembangan alat kedepannya.

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Page 25: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Penelitian Terdahulu

Penelitian alat pengukur gula darah non-invasive sebelumnya sudah pernah

dilakukan diantaranya yaitu:

“Rancang Bangun Alat Ukur Kadar Gula Darah Non-invasive Berbasis Sensor

Fotodioda” oleh Zahra Khairunnisa dari Institut Pertanian Bogor. Pada penelitian

ini dilakukan pengukuran kadar gula darah dengan menggunakan sensor fotodioda

dan arduino ATmega 328p sebagai mikrokontroller, sedangkan data nilai hasil

pengukuran ditampilkan pada LCD (Khairunnisa, 2014).

Penelitian selanjutnya “Perancangan dan Implementasi Alat Pengukur Kadar

Glukosa Dalam Darah Secara Non-invasive Berbasis Arduino” oleh Boby

Irfanudin Anwar dari Universitas Telkom. Penelitian ini melakukan modifikasi

pada sensor Oximeter dari Nellcor DS-100A. Mikrokontroller yang digunakan

WEMOS D1 sebagai pemroses data dan juga untuk mengirim data untuk

ditampilkan pada android (Anwar, Patmasari, & T, 2016).

Page 26: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

7

Selanjutnya adalah penelitian tentang “Rancang Bangun Alat Ukur Kadar Gula

Darah Non-invasive Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Mengukur

Tingkat Kekeruhan Spesimen Urine Menggunakan Sensor Fotodioda” oleh Eko

Satria dari Universitas Andalas. Pada penelitian ini media yang digunakan adalah

Spesimen urine dan sensor yang digunakan adalah fotodioda lalu dikirimkan ke

mikrokontroller AT89S51 kemudian data yang didapat ditampilkan pada LCD

(Satria & Wildian, 2013).

Selanjutnya penelitian tentang “Sistem Instrumentasi Alat Ukur Kadar Gula Darah

Non-invasive Berbasiskan Arduino” oleh Jonathan Prabowo. Metode yang

dilakukan dengan cara monitoring menggunakan perhitungan konsentrasi larutan

dengan refraksi bidang getar gelombang cahaya oleh sensor fotodioda dan LED

1600 L dengan jari sebagai obyek media yang diukur. Gelombang cahaya

melewati jari dan direspon oleh sensor fotodioda. Pengambilan data dan pengujian

sistem secara keseluruhan dilakukan dengan percobaan alat ukur otomatis yang

dikontrol oleh arduino, serta sistem android akan melakukan monitoring pada saat

pengambilan data dengan nilai konsentrasi kadar gula darah (Prabowo, Suryana,

Ferbyanto, & Astrawa, 2016).

2.2. Hematologi

Hematologi adalah salah satu cabang ilmu kesehatan yang mempelajari tentang

darah, yang mencakup organ pembentuk darah serta berbagai penyakit dalam

darah. Gabungan dari cairan yang terdiri dari sel-sel, serta partikel-partikel yang

Page 27: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

8

menyerupai sel, yang mengalir pada arteri, kapiler dan vena serta membawa

oksigen, zat-zat gizi ke jaringan disebut juga dengan darah. Separuh dari darah

berbentuk cairan atau plasma yang mengandung garam terlarut serta protein.

Kandungan pada plasma darah terdiri dari gula, mineral, elektrolit, serta vitamin

(Tamridho, 2016).

2.3. Glukosa dan Diabetes

Glukosa adalah salah satu kelompok dari monosakarida atau disebut juga dengan

senyawa karbohidrat sederhana. Glukosa di alam banyak ditemukan pada buah-

buahan serta madu. Glukosa dalam tubuh salah satunya berfungsi sebagai sumber

energi sel-sel otak serta untuk sel syaraf. Kadar glukosa yang terkandung dalam

tubuh manusia normalnya adalah berkisar 70–130 mg/dl sebelum makan, kadar

glukosa ini dapat berubah ubah setiap waktunya. Kadar glukosa dapat bertambah

ketika seseorang mengkonsumsi makanan yang mengandung karbohidrat, akan

tetapi setelah 2 jam maka jumlah darah akan kembali ke jumlah semula.

Hiperglekimia merupakan suatu kondisi tubuh kelebihan kadar gula darah,

sedangkan hipoglekimia apabila tubuh kekurangan gula darah. Tingkat gula darah

dalam tubuh diatur oleh pankreas dengan memproduksi hormon insulin. Hormon

insulin inilah yang mengatur kadar gula darah serta memproses karbohidrat,

lemak, protein serta vitamin untuk diubah menjadi energi. Diabetes terjadi apabila

tubuh tidak mampu untuk menghasilkan insulin yang cukup untuk

Page 28: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

9

mempertahankan gula darah agar tetap dalam kondisi normal (Kekenusa,

Pandelaki, & Haroen , 2016).

2.4. Hukum Beer-Lambert

Hukum Beer-Lambert menyatakan bahwa nilai cahaya yang diserap oleh suatu

materi akan sebanding dengan konsentrasi materi tersebut dalam larutan tertentu.

Iout = Iin 𝑒−(𝜆)𝑐𝑑 (2.1)

T = 𝐼𝑜𝑢𝑡

𝐼𝑖𝑛= 𝑒−𝜖(𝜆)𝑐𝑑 (2.2)

A = -ln (T) = 𝜀(𝜆)𝑐𝑑 (2.3)

Dimana:

Iout = intensitas cahaya yang keluar dari medium.

Iin = intensitas cahaya yang masuk ke dalam medium.

𝜀(𝜆) = koefisien peluruhan pada panjang gelombang tertentu.

C = konsentrasi medium.

d = panjang bidang optik yang melewati medium.

T = transmitansi

A = absorbansi (Khairunnisa, 2014).

Dua gelombang cahaya yang memiliki panjang gelombang yang berbeda

digunakan untuk mengukur perbedaan yang nyata dalam spektrum serapan

Oxygenated Hemoglobin (HbO2) dan Deoxygenated hemoglobin (Hb). Aliran

Page 29: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

10

darah dipengaruhi oleh konsentrasi dari Oxygenated Hemoglobin (HbO2) dan

Deoxygenated hemoglobin (Hb), dan koefisien absorpsi mereka diukur dua

panjang gelombang yaitu 660 nm untuk spektrum cahaya yang berasal dari cahaya

Red LED dan 940 nm untuk spektrum cahaya yang berasal dari cahaya infrared.

Hemoglobin yang terikat dengan oksigen memiliki daya serap yang lebih tinggi

pada 660 nm, hemoglobin yang tidak terikat dengan oksigen memiliki daya serap

lebih tinggi pada 940 nm (Khairunnisa, 2014).

2.6. Regresi Linier Sederhana

Analisa Regresi adalah salah satu metode statistik yang banyak dipakai untuk

mengamati dan menghitung hubungan antara variabel terikat dan serangkaian

variabel bebas X1,...,Xp. Regresi adalah metode untuk memprediksi nilai Y

terhadap nilai X yang diberikan. Regresi linier sederhana adalah salah satu model

regresi yang mempunyai satu variabel bebas X. Analisa regresi mempunyai

kegunaan diantaranya untuk melakukan prediksi terhadap variabel terikat Y.

Persamaan dari regresi linier sederhana adalah sebagai berikut:

Y=a+bX (2.4)

Nilai Y merupakan variabel terikat yang diramalkan. X adalah variabel bebas, a

adalah intercep yaitu nilai Y pada saat X=0, dan b adalah slope, yaitu perubahan

rata-rata Y terhadap perubahan satu unit X. Koefisien a dan b adalah koefisien

regresi dimana nilai a dan b dapat dicari menggunakan persamaan dibawah ini:

Page 30: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

11

b=n(∑xy)−(∑𝑥)(∑𝑦)

n(∑𝑥2)−(n𝑥)2 (2.5)

a=∑𝑦−b(∑𝑥)

n (2.6)

Nilai merupakan slope, b adalah intercep dan n adalah banyaknya data yang

digunakan dalam perhitungan.

2.7. NodeMCU ESP 8266

NodeMCU adalah jenis dari mikrokontroller yang bersifat open source platform

IoT dan menggunakan sketch arduino IDE untuk pemrogramannya. NodeMCU

dimensi panjang 4.83cm, lebar 2.54cm, dan berat 7 gram. NodeMCU ESP 8266

juga sudah dilengkapi dengan fitur WiFi dan Firmwarenya yang bersifat open

source.

Spesifikasi yang dimliki oleh NodeMCU sebagai berikut:

1. NodeMCU berbasis ESP 8266 mempunyai serial WiFi SoC (Single on Chip)

dengan onboard USB to TTL. Wireless yang digunakan adalah IEE

802.11b/g/n.

2. Node MCU mempunyai 2 tantalum kapasitor 100 mikro farad dan 10 mikro

farad.

3. NodeMCU mempunyai 3.3v LDO regulator.

4. NodeMCU mempunyai Blue LED sebagai indikator.

5. Cp2102 USB to UART bridge.

Page 31: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

12

6. Tombol reset, port usb, dan tombol flash.

7. Terdapat 9 GPIO yang di dalamnya ada 3 pin PWM, 1 x ADC Channel, dan

pin RX TX.

8. 3 pin ground.

9. S3 dan S2 sebagai pin GPIO.

10. S1 MOSI (Master Output Slave Input) yaitu jalur data dari master dan masuk

ke dalam slave, SC CMD/SC.

11. S0 MISO (Master Input Slave Input) yaitu jalur data keluar dari slave dan

masuk ke dalam master.

12. SK yang merupakan SCLK dari master ke slave yang berfungsi sebagai clock.

13. Pin Vin sebagai masukan tegangan.

14. Built in 32-bit MCU (Anonim, 2018).

Bagian-bagian dari NodeMCU ESP 8266 diperlihatkan pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 NodeMCU ESP 8266 (Anonim, 2018)

Page 32: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

13

IDE (Integrated Development Environment) merupakan program khusus untuk

merancang atau membuat suatu sketch baru program arduino. Arduino IDE

merupakan software yang menggunakan bahasa java. Program yang ditulis

menggunakan Arduino Software (IDE) disebut sebagai sketch. Sketch ditulis

dalam suatu editor teks yang kemudian disimpan dalam file dengan ekstensi .ino.

Fitur yang terdapat pada teks editor pada Arduino Software terdiri dari

cutting/paste dan seraching/replacing sehingga memudahkan dalam menulis kode

program, tampilan dari Aruduino IDE diperlihatkan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.3

Bagian-bagian dari toolbar arduino IDE adalah sebagai berikut:

1. Verify

Memiliki fungsi sebagai Checking code untuk memasitukan apakah program

yang telah dibuat telah sesuai dengan kaidah pemrograman yang ada.

Gambar 2.2 Arduino IDE

Page 33: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

14

2. Upload

Upload memilikai fungsi untuk mengupload program yang telah dibuat ke

arduino agar dapat dijalankan.

3. Editor program

Bagian tool ini untuk melakukan kompilasi program yang dibuat menjadi

bahasa yang dapat terbaca oleh mesin atau arduino.

4. New

Berfungsi untuk membuat atau membuka sketch baru.

5. Open

Berfungsi untuk membuka sketch yang pernah dibuat untuk dilakukan editing

atau untuk upload ulang ke arduino.

6. Save

Berfungsi untuk menyimpan sketch yang sudah dibuat (Sulehu & Senrimang,

2018).

2.8. Sensor Oximeter DS-100A

Sensor Oximeter DS-100A mempunyai beberapa bagian diantaranya adalah

Infrared LED, Red LED, dan fotodioda. Adapun gambar dari sensor Oximeter DS-

100A diperlihatkan pada Gambar 2.3.

Page 34: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

15

Sensor Oximeter DS-100A memiliki 9 pin, seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 2.4.

Sensor Oximeter DS-100A sangat kompatibel untuk finger probe, sensor ini

terhubung dengan konektor tipe DB9 pin. Sensor ini terdapat fotodioda, trans

Gambar 2.3 Sensor Oximeter DS-100A

Gambar 2.4 Pin Sensor Oximeter DS-

100A

Page 35: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

16

impedance offset, LED merah, dan inframerah. LED merupakan jenis dioda yang

dapat memancarkan spektrum cahaya dengan panjang gelombang 630 nm hingga

700 nm. LED terbuat dari bahan semikonduktor yang terletak diatas permukaan

reflektif.

2.9. LCD (Liquid Crystal Display)

LCD atau Liquid Crystal Display adalah suatu modul display elektronik yang

berfungsi sebagai penampil informasi. LCD 16x2 memiliki arti yaitu dapat

menampilkan 16 karakter dalam 1 baris, dan 2 artinya memiliki 2 baris untuk

memuat masing-masing 16 karakter (Character Module datasheet: East Rising).

LCD mempunyai 2 register yaitu register command dan data. Command

merupakan daftar perintah yang menyimpan suatu instruksi perintah yang

diberikan kepada LCD. Perintah itu sendiri merupakan suatu instruksi yang

diberikan kepada LCD untuk melakukan tugas yang telah ditetapkan oleh

pengguna. Salah satu contoh dari perintah itu sendiri adalah memanggil,

membersihkan layar, mengatur posisi kursor, mengontrol layar, dan

menampilkan karakter pada layar. Register data berfungsi sebagai penyimpan

data yang akan ditampilkan pada LCD. Data itu sendiri yaitu nilai ASCII karakter

yang akan ditampilkan pada layar LCD (Simatupang, Sompie, & Tulung, 2015).

Pin-pin dari LCD diperlihatkan pada Gambar 2.5.

Page 36: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

17

LCD (Liquid Crystal Display) mempunyai 16 buah pin, dimana dari pin tersebut

mempunyai fungsinya tersendiri, adapun fungsi dari pin-pin yang terdapat pada

LCD dijelaskan pada Tabel 2.1

Tabel 2.1 pin-pin LCD (liquid crystal Display)

Pin No Pin Name Description

1 VSS Ground 0V

2 VDD Logic Power Supply

3 V0 Operating Voltage For LCD

4 RS Data

5 R/W Read / Write

6 E Enable Signal

7 DB0 Data Bit 0

8 DB1 Data Bit 1

9 B2 Data Bit 2

10 DB3 Data Bit 3

11 DB4 Data Bit 4

12 DB5 Data Bit 5

13 DB6 Data Bit 6

14 DB7 Data Bit 7

15 LED_A Back Light Anode

16 LED_K Back Light Cathode

Gambar 2.5 Liquid Crystal Display

Page 37: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

18

2.10. Buzzer

Buzzer merupakan salah satu jenis komponen elektronika yang bekerja

mengubah arus listrik menjadi getaran suara. Buzzer sering digunakan sebagai

indikator bahwa suatu proses telah selesai atau peringatan jika terjadi suatu

masalah pada alat (Anonim, 2018). Struktur Buzzer diperlihatkan seperti Gambar

2.6.

Pada penelitian ini spesifikasi Buzzer yang digunakan dituliskan pada Tabel

2.2.

Tabel 2.2 Spesifikasi Buzzer

Parameter Condition/

description Min Max Units

Tegangan Operasi 3 16 Vdc

Konsumsi arus 50 mA

Tingkat tekanan suara 30 cm 102 dB

Suhu operasi -30 85 oC

Frekuensi terukur 2300 3300 Hz

Suhu penyimpanan -40 90 oC

Gambar 2.6 Buzzer

Page 38: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

19

2.11. Firebase

Firebase merupakan sebuah layanan dari google berupa database real time dan

backend yang dapat digunakan diberbagai platform. Backend merupakan bagian

dari kode aplikasi yang terhubung langsung dengan database. Tampilan awal

Firebase diperlihatkan seperti Gambar 2.7.

Firebase mempunyai fitur library untuk pengguna platform yang dapat

melakukan integrasi dengan Android, iOS, Javascript, Java, Objective-C serta

Node. Firebase dirancang agar dapa mempermudah dalam penambahan fitur–

fitur yang akan dibangun oleh developer. Terdapat empat metode untuk menulis

data ke Firebase realtime, yang dituliskan pada Tabel 2.3

Gambar 2.7 Tampilan Awal Firebase (Ilhami, 2017).

Page 39: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

20

Tabel 2.3 Metode menulis data ke Firebase

Metode Penggunaan umum

Set Value() Menulis atau mengganti data ke jalur yang

didefinisikan seperti users/<user-id>/<username>

Push() Tambahkan kedaftar data , setiap kali anda

memanggil push(), Firebase akan menghasilkan ID

unik, seperti user-posts/<user-id>/<unique-post-id>

Update children() Memperbarui bebrapa kunci untuk jalur yang

didefinisikan tanpa mengganti semua data

Run Transaction Memperbaharui data kompleks yang bias rusak

karena pembaharuan bersamaan.

Firebase Realtime Database merupakan cloud database. Data pada firebase

disimpan dalam format berbentuk JSON kemudian data akan disinkronkan

secara realtime ke setiap pengguna yang terhubung. Pada saat kita membangun

aplikasi hybrid lintas platform, seperti aplikasi Android serta iOS maka semua

pengguna aplikasi tersebut akan berbagi satu instance Realtime Database serta

akan secara otomatis menerima pembaruan dengan data tertentu. Realtime

Database yang disediakan oleh firebase mempunyai data yang basisnya

NoSQL oleh karena itu memiliki optimalisasi dan fungsionalitas yang berbeda

dibandingkan dengan basis data relasional. Database Firebase dapat dibuat

dengan cara import file JSON ke konsol Firebase, atau dapat langsung dibuat

melalui halaman konsol Realtime Database secara manual (Ilhami, 2017).

Arsitekture Firebase digambarkan seperti Gambar 2.8.

Page 40: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

21

2.12. Android Studio

Android studio merupakan salah satu Integrated Development Environment

(IDE) resmi untuk membangun atau mengembangkan aplikasi android yang

bersifat open source atau gratis. Andoid studio diluncurkan oleh google sejak

16 Mei 2013 pada event google I/O conference, dimana logo dari Android

Studio terlihat pada Gambar 2.9.

Android studio menyediakan beberapa fitur diantaranya adalah sebagai berikut:

a. Projek berbasis pada Grandle Build

b. Refactory dan pembenahan bug yang lebih cepat.

Gambar 2.8 Arsitekture Firebase (Ilhami, 2017).

Gambar 2.9 Android studio (Juansyah, 2015).

Page 41: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

22

c. Tools baru yang bermana “Lint” diklaim dapat memonitor kecepatan,

kegunaan, serta kompetibilitas aplikasi dengan cepat

d. Mendukung Proguard And App-signing untuk keamanan.

e. Memiliki GUI aplikasi Android lebih mudah.

f. Didukung oleh Google Cloud Platform untuk setiap aplikasi yang

dikembangkan. (Juansyah, 2015).

Page 42: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Elektronika, Laboratorium Terpadu

Teknik Elektro Universitas Lampung. Penelitian ini dimulai pada Desember 2018

sampai dengan bulan Agustus 2019.

3.2. Alat dan Bahan

Pada penelitian ini digunakan beberapa komponen agar menjadi sebuah sistem,

komponen-komponen tersebut dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3. 1 Alat dan Bahan

NO Alat dan Bahan Jumlah Kegunaan

1. NodeMCU ESP 8266 1 buah Mikrokontroller

2. Sensor Oximeter DS-100A 1 buah Sebagai input

3. DB9 1 buah Sebagai konektor

4. LCD 1 buah Display

5. Buzzer 1 buah Indikator

6. Battrai 5 volt buah Catu daya

7. Laptop Toshiba core i3 1 buah Media perancangan

8. Perangkat Lunak Arduino IDE 1 pemrograman Arduino

9. FireBase Database

10. Android studio Aplikasi android

11. Handphone xiomi Redmi 4 Display

Page 43: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

24

3.3. Spesifikasi Alat

Adapun spesifikasi dari alat adalah sebagai berikut:

1. Mikrokontroler NodeMCU ESP 8266 yang berfungsi sebagai prosesor untuk

mengolah data dan modul wifi.

2. Laptop Toshiba Core i3 64-bit digunakan untuk merancang serta memrogram

mikrokontroller NodeMCU ESP 8266.

3. Sensor Oximeter DS-100A digunakan untuk mengakuisisi nilai kadar gula

darah dalam tubuh manusia.

4. DB9 sebagai konektor antara sensor dengan NodeMcu ESP 8266.

5. Liquid Crystal Display (LCD) berfungsi untuk menampilkan hasil dari nilai

pengukuran kadar gula darah.

6. Buzzer berfugsi sebagai indikator apabila nilai gula darah melebihi nilai batas

normal.

7. Android berfungsi sebagai penampil kadar nilai gula darah yang diukur,

sedangkan firebase digunakan sebagai cloud storage.

3.4. Metode Pengukuran

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode non-invasive. Metode

ini merupakan salah satu teknik pengukuran kadar gula darah tanpa melukai bagian

tubuh manusia. Pada metode ini digunakan LED merah yang memancakan jenis

panjang gelombang yaitu spektrum cahaya merah dengan panjang gelombang 660

nm. Sumber cahaya tersebut akan ditembakkan menuju target yaitu kulit, dan

fotodioda akan menerima intensitas cahaya yang melewati kulit.

Page 44: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

25

3.5. Diagram Blok Metode Yang Digunakan

Adapun diagram blok yang digunakan pada penelitian ini ditunjukkan Gambar 3.1.

Sensor

Nellcor Ds-100A Node MCU ESP 8266

Power Bank

Firebase

Android

LCD

Buzzer

Gambar 3. 1 Diagram Blok Penelitian

Sensor Oximeter Ds 100A terdiri dari Red LED, Infra Red dan juga fotodioda.

Sensor ini menghasilkan output berupa tegangan yang besarnya dipengaruhi oleh

cahaya dari Red LED dan Infra Red yang diterima oleh fotodioda. Pada penelitian

ini nilai output yang diambil hanya output dari pancaran cahaya LED merah saja,

hal ini dikarenakan plasma darah yang mengandung gula darah hanya menyerap

cahaya dengan panjang gelombang dengan kisaran 660 nm. Komunikasi data dari

sensor Oximeter Ds 100A dengan mikrokontroller NodeMCU ESP 8266

digunakan konektor DB9. NodeMCU ESP 8266 berfungsi sebagai mikrokontroller

sekaligus modul wifi. Data yang diterima dari sensor Oximeter Ds 100A masih

Page 45: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

26

berupa data analog. Data akan masuk pada ADC terlebih dahulu sebelum

dilakukan pengolahan data berupa konversi menjadi kadar gula darah oleh

NodeMCU ESP 8266. Hasil pengukuran nilai kadar gula darah selanjutnya akan

ditampilkan pada LCD dan Android. Firebase digunakan sebagai database

sebelum nilai pengukuran dapat tampil pada android. Buzzer yang terpasang pada

alat ini berfungsi sebagai indikator apabila hasil pengukuran nilai kadar gula darah

melebihi batas normal.

3.6. Diagram Alir Penelitian

Proses penyelesaian melalui beberapa langkah yang dilakukan, secara umum

langkah-langkah tersebut digambarkan dalam diagram alir Gambar 3.2 berikut:

Page 46: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

27

Mulai

Studi

Literature

Perancangan

Model sistem

Pemilihan

Komponen

Komponen

Tersedia

Perancangan

Alat

Realisasi

Perancangan

Pegujian

Sistem dan

Kerja Alat

Sisten dan

Instrumen Alat

Bekerja

Pengambilan

Dan Analisa

Data

Penulisan

laporan

Selesai

Ya

Ya

Tidak

Tidak

Gambar 3. 2 Diagram Alir Penelitian

3.7. Rancangan Mekanis Alat Ukur

Pada penelitian ini pengukuran nilai kadar gula darah dilakukan dengan metode

non-invasive. Alat ukur ini menggunakan sensor Oximeter DS-100A yang bekerja

dengan mengukur perubahan dari spektrum absorbsi cahaya yang dipancarkan ke

Page 47: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

28

jari tangan. NodeMCU ESP 8266 digunakan sebagai mikrokontroller sekaligus

sebagai modul wifi, karena pada alat ini data yang didapat akan ditampilkan pada

layar LCD serta pada android. Sedangkan Buzzer digunakan sebagai indikator

ketika nilai kadar gula darah yang terukur melebihi batas normal. Racangan

mekanis dari alat ini diperlihatkan pada Gambar 3.3 berikut:

Gambar 3.3 Rancangan Mekanis

Android

NodeMCU ESP 8266

Sensor

Oximeter

DS 100 A

Data Base

LCD

Buzzer DB9

Page 48: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

BAB V

SIMPULAN

Berdasarkan Hasil penelitian dan analisa data yang didapatkan, maka dapat

disimpulkan sebagai berikut:

1. Telah terealisasi alat ukur kadar gula darah non-invasive menggunakan Node

Mcu ESP 8266 dengan sensor Oximeter DS 100A berbasis Android.

2. Alat ini berfungsi untuk mengukur kadar gula darah tanpa melukai bagian tubuh

manusia, dengan buzzer sebagai indikator nilai gula darah diatas batas normal

dan LCD serta android sebagai penampil data.

3. Alat ini dapat mengukur gula darah dengan rata-rata nilai error sebesar 4,87.

SARAN

Dalam pembuatan alat ukur kadar gula darah ini terdapat beberapa saran untuk

perbaikan penelitian selanjutnya sebagai berikut:

1. Membuat database agar dapat menyimpan data hasil pengukuran nilai kadar

gula darah serta membuat aplikasi android untuk dapat menampilkan notifikasi.

Page 49: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

2. Meningkat sistem kerja alat agar sensor dapat dipakai pada semua jari tangan

dengan tingkat nilai eror yang lebih rendah dan dengan range nilai pengukuran

yang lebih besar.

3. Mengurangi delay proses waktu perhitungan agar data data dapat terukur secara

realtime

Page 50: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

DAFTAR PUSTAKA

Anwar, B., Patmasari, R., & T, H. (2016). Perancangan Dan Implementasi Alat

Pengukur Kadar Glukosa Dalam Darah Secara Non-Invasive Berbasis

Arduino. e-Proceeding of Engineering : Vol.3, No.3 , 1.

Anonim. 2018. Character Module. ERM1604-1 Series: East Rising.

Anonim.2018. Piezo Buzzer indicator :CUI INC.

Ilhami, M. (2017). Pengenalan Google Firebase Untuk Hybrid Mobile Apps Berbasis

Cordova. Jurnal IT CIDA Vol. 3 No. 1 , 19.

Juansyah, A. (2015). Pembangunan Aplikasi Child Tracker Berbasis Assisted-Global

Positioning System (A-GPS) Dengan Platform Android. Jurnal Ilmiah

Komputer dan Informatika (KOMPUTA) Edisi. 1 Volume. 1 , 3.

Kekenusa, G., Pandelaki, K., & Haroen , H. (2016). Gambaran hematologi rutin dan

hubungannya dengan rerata gula darah pada pasien diabetes melitus tipe 2 di

Poliklinik Endokrin RSUP Prof. Dr. R. D. Kandou Manado. Jurnal e-Clinic

(eCl), Volume 4, Nomor 2, 2.

Khairunnisa, Z. (2014). Rancang Bangun Alat Ukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

Berbasis Sensor Fotodioda [Skripsi]. Bogor: Institut Pertanian Bogor.

module, C. (2018). East Rising Paten No. ERM1604-1 Series.

Page 51: RANCANG BANGUN ALAT PENGUKUR KADAR GULA ...digilib.unila.ac.id/59443/19/SKRIPSI TANPA PEMBAHASAN.pdfSkripsi ini berjudul “Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah Non-Invasive

Prabowo, J., Suryana, Y., Ferbyanto, R., & Astrawa, I. (2016). Sistem Instrumentasi

Alat Ukur Kadar Gula Darah Non-Invasive Berbasiskan Arduino. TE-020, 1.

Satria, E., & Wildian. (2013). Rancang Bangun Alat Pengukur Kadar Gula Darah

Non-Invasive Berbasis Mikrokontroller AT89S51 Dengan Mengukur Tingkat

Kekeruhan Tingkat Spesimen Urine Menggunakan Sensor Fotodioda. Jurnal

Fisika Unand Vol. 2, No. 1, 1.

Simatupang, G., Sompie, S., & Tulung, N. (2015). Rancang Bangun Alat Pendeteksi

Kadar Alkohol Melalui Ekhalasi Menggunakan Sensor TGS2620 Berbasis

Mikrokontroler Arduino UNO. E-Journal Teknik Elektro dan Komputer Vol.4

No.7 , 17.

Sulehu, M., & Senrimang, A. (2018). Program Aplikasi Alat Pengukur Kadar Glukosa

Dalam Darah Non-Invasive Berbasis Dekstop. Jurnal Teknologi Informasi dan

Komunikasi Jurnal Teknologi Informasi dan Komunikasiol 8 No 1, 18.

Tamridho, R. (2016). Rancang Bangun Alat pengukur Kadar Gula Darah [Skripsi].

Universitas Indonesia.