LAPORAN RESMI PROJECT TERAPI

ELEKTROSTIMULATOR

Dosen Pembimbing :

Hj. Endang Dian Setyoningsih, ST, MT

M. Ridha Maruf, ST, MT

Lamidi, ST, MTOleh :

Skolastika Yunarni Juita ( P27838113022 )

Frendy Prasetio ( P27838113030 )

Haniz Zaki

( P27838113031 )

Twoty Rahayu

( P27838113039 )

Junia Permata Dyiah W ( P27838113041 ) KELAS : C3-4LABORATORIUM ELEKTRONIKA

JURUSAN TEKNIK ELEKTROMEDIK POLTEKKES

SURABAYA2013

ABSTRAKPenyebab lambatnya perkembangan fisioterapi setelah pasien menderita stroke disebabkan oleh kontraksi otot yng tidak optimal lagi. Oleh karena itu penulis akan merancang sebuah alat yang digunakan untuk penyembuhan pasien yang mengalami faktor degenerasi.

Elektro stimulator yang penulis buat dengan menggunakan rangkaian boost converter untuk menaikan tegangan 70V, tiap kenaikan tegangan dari boost converter diatur oleh PWM mikrokontroler Atmega8. Output dari boost converter diteruskan oleh SSR menuju pasien yang dikontak oleh mikrokontroler Atmega8 dengan frekuensi 23Hz 250uS.

Kata kunci : Elektro Stimulator, Boost Converter, Atmega8.BAB PENDAHULUAN1. Latar belakangElectrical Stimulation (ES) adalah segala sesuatu yang menghasilkan stimulasi listrik berguna sebagai stimulus dari jaringan tubuh lainnya. ES banyak jenisnya, salah satunya adalah Functional Electrical Stimulation (FES). FES adalah ES yang berfungsi untuk memberikan stimulasi pada jaringan tubuh untuk dapat melakukan fungsi/kerja tertentu. Contohnya, FES pada otot jantung. FES dikembangkan sejak beberapa tahun terakhir untuk bisa mereplika sinyal stimulus dan akhirnya bisa menggantikan sementara stimulus yang berasal dari jaringan syaraf neural yang terputus selama menderita stroke. Dengan FES yang sudah didesain untuk menghasilkan artifak sinyal neural maka bisa menstimulus jaringan otot motorik, dan stroke, khususnya yang terkena faktor degenerasi otot. Selama mengidap penyakit stroke, pasien mengalami ketidakmampuan menggerakan organ motorik seperti tangan dan kaki. Hal ini diakibatkan oleh terputusnya jaringan syaraf antara jaringan syaraf neural dan jaringan otot motorik. Jika hal ini berlangsung dalam kurun waktu yang lama, otot-otot organ motorik akan mengalami penurunan daya kontraksi otot, dilanjutkan dengan hilangnya kemampuan kontraksi otot, dan yang paling parah adalah terjadinya degenerasi otot. Hal inilah yang menyebabkan pasien pasca stroke mengalami kesulitan pemulihan, sehingga harus dilatih menggerakan organ motorik dengan fisioterapi. Jadi pokok permasalahan adalah tidak bekerjanya otot dalam waktu yang lama menyebabkan otot kehilangan kemampuan kontraksi sehingga tidak mempunyai daya untuk melakukan pergerakan. Dalam kondisi seperti ini perlu dilakukan fisiotrapi.2. Tujuan Memahami dan mengerti proses perancangan alat terapi Electrical Stimulation (ES) . Memahami prinsip kerja Electrical Stimulation (ES) secara umum

BAB II

ISI

2.1 LANDASAN TEORI2.1.1 Sinyal TubuhElektromiografi (EMG) adalah teknik untuk mengevaluasi dan rekaman aktivitas listrik yang dihasilkan oleh otot rangka. EMG dilakukan menggunakan alat yang disebut Electromyograph. SebuahElectromyographmendeteksi potensial listrik yang dihasilkan oleh sel-sel otot ketika sel-sel ini elektrik atau neurologis diaktifkan. Sinyal dapat dianalisis untuk mendeteksi kelainan medis, tingkat aktivasi, perintah rekrutmen atau untuk menganalisa biomekanik gerakan manusia atau hewan.Untuk melakukan EMG intramuskular, jarum elektroda atau jarum mengandung dua elektroda-kawat halus dimasukkan melalui kulit ke dalam jaringan otot. Seorang yang sudah terlatih atau profesional (seperti physiatrist, ahli saraf, atau terapis fisik) mengamati aktivitas listrik ketika memasukkan elektroda. Kegiatan insersional memberikan informasi berharga tentang keadaan otot dan saraf yang innervating. Otot normal saat kegiatan istirahat, sinyal-sinyal listrik normal ketika jarum dimasukkan ke dalamnya. Kemudian aktivitas listrik dipelajari ketika otot yang diam. Aktivitas spontan abnormal mungkin menunjukkan beberapa saraf atau kerusakan otot. Kemudian pasien diminta untuk kontrak otot lancar. Bentuk, ukuran, dan frekuensi potensi unit motor yang dihasilkan tentukan. Kemudian elektroda ditarik beberapa milimeter, dan sekali lagi kegiatan ini dianalisa sampai setidaknya 10-20 unit telah dikumpulkan. Setiap lagu elektroda hanya memberikan gambaran yang sangat lokal dari aktivitas seluruh otot. Karena otot berbeda dalam struktur batin, elektroda harus ditempatkan pada berbagai lokasi untuk mendapatkan penelitian yang akurat.2.2 Komponen 2.2.1 Trafo

Trafo simbol trafo

Transformator atau trafo adalah komponen elektromagnet yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain. Transformator bekrja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Tegangan masukan bolak balik yang membentangi primer menimbulkan fluks magnet yang idealnya semua bersambung dengan lilitan sekunder. Fluks bolak-balik ini menginduksi GGL dalam lilitan sekunder. Jika efisiensi sempurna, semua daya pada lilitan primer akan dilimpahkan pada lilitan sekunder.Transformator memiliki berbagai jenis, namun yang perlu diketahui ada dua macam transformator, diantaranya yaitu :

Transformatorstep upadalahtransformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primer(Ns > Np), sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam transmisi jarak jauh.

Gambar Simbol trafo step up

Transformatorstep down adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer(Np > Ns), sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.

Gambar Simbol trafo step down

Dan trafo yang digunakan pada percobaan ini adalah tafo step dwon yang dapat menjadi adaptor AC-DC karena rangkaian-rangkaian pada percobaan ini menggunakan tegangan DC.2.2.2 Resistor

Gambar resistor simbol resistor

Secara teori sebuah resistor dinyatakan memiliki resistansi murni akan tetapi pada prakteknya sebuah resistor mempunyai sifat tambahan, yaitu sifat konduktif dan kapasitif. Pada dasarnya resistor bernilai rendah jika bersifat induktif dan bernilai tinggi jika bersifat kapasitif.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan: a. Semakin besar untuk fisik resistor maka semakin besar pula daya resistor tersebut,

b. Semakin besar nilai daya resistor, semakin tinggi suhu yang bisa diterima resistor tersebut

c. Resistor bahan gulungan kawat pasti lebih besar bentuk dan nilai dayanya dibandingkan resistor dari bahan karbon.

2.2.3 Dioda

Dioda adalah komponen aktif bersaluran dua ( dioda termonik,mungkin memiliki saluran ke tiga sebagai pemanas). Dioda memiliki dua elektroda aktif dimana isyarat listrik dapat mengalir dan kebanyakan dioda digunakan karena karakteristik satu arah yang dimiikinya. Fungsi paling umum dioda adalah untuk untuk memperbolehkan arus listrik mengalir dalam satu arah dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya.

Dioda dapat disusun dengan dua cara, yakni forward bias dan reverse bias. Forward bias adalah suatu keadaan dimana anoda diberi muatan positif dan katoda mendapat tegangan negatif, maka akan ada arus yang mengalir atau arus yang dapat mengalir melalui dioda. Sedangkan Reverse bias adalah suatu keadaan dimana anoda mendapat tegangan negatif dan katoda mendapat tegangan positif, maka tidak akan ada arus yang mengalir melalui dioda tersebut. 2.2.4 LED

Dioda emisi cahaya atau dikenal dengan singkatan LED merupakan Solid State Lamp yang merupakan piranti elektronik gabungan antara elektronik dengan optik, sehingga dikategorikan pada keluarga Optoelectronic. Tegangan maksimum yang dimiliki oleh LED adalah 2 volt.

LED digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energy cahaya jika dikenai tegangan maju. Pada saat ini, LED tersedia dalam beberapa warna cahaya. Seperti merah, kuning, dan hijau. Pada dasarnya, semua warna bisa dihasilkan. Pada LDR, elektroda-elektrodanya sama seperti dioda lainnya,yaitu anoda (+) dan Katoda (-). Ada tiga kategori umum penggunaan LED, yaitu sebagai lampu indikator, transmisi sinyal cahaya yang dimodulasikan dalam suatu jarak tertentu, sebagai penggandeng rangkaian elektronik yang terisolir secara total.

Simbol LED Gbr LEDCara mengetahui kutub positif dan negatif

Ada beberapa cara untuk mengetahui kutub positif ( anoda ) dan kutub negatif ( katoda ) pada LED.

Cara 1

Dengan melihat panjang pendeknya kaki pada LED. Bagian kaki yang panjang berkutub positif (+) dan bagian kaki yang pendek berkutub negatif ( - ).

Cara 2Dengan melihat lempengan yang ada di dalam LED. Lempengan berukuran kecil berkutub positif ( anoda), sedangkan lempengan yang berukuran besar berkutub negatif ( katoda ). Cara 3

Mengetahui anoda dan katoda menggunakan multimeter. Caranya dengan mengarahrahkan range selector pada skala ohm meter. Kemudian menyambungkan probe multimeter pada kaki-kaki LED. Apabila LED menyala, maka probe ( - ) menunjukkan anoda, sedangkan probe ( + ) menunjukkan katoda.2.2.5 Kapasitor Kapasitor termasuk salah satu komponen pasif yang banyak dipergunakan dalam rangkaian elektronika. Kapasitor memiliki dua jenis yakni : Kapasitor polar dan kapasitor non polar. Kapasitor Polar adalah kapasitor yang memiliki dua buah kaki dan dua buah kutub yakni kutub positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung. Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak mempunyai kutub positif ataupun kutub negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju.

Simbolnya

Cara mengukur kapasitor menggunakan avometer :

Arahkan saklar ke posisi (x1, x10, x100 dengan satuan ohm () sesuai yang dikehendaki)

Hubungkan kabel AVOmeter ke kaki-kaki kapasitor (probe hitam ditempelkan pada kaki positif, sedangkan probe merah ditempelkan ke kaki negatif)

Lihat bentangan jarum yang dihasilkan pada avometer :

Jika jarum bergerak ke kanan dan kembali ke kiri, berarti kapasitor dalam keadaan baik

Jika jarum bergerak ke kanan dan kembali kekiri tapi tidak penuh (ditengah), berarti kapasitor setengah rusak

Jika jarum bergerak ke kanan dan berhenti, berarti kapasitor bocor

Jika jarum tidak bergerak sama sekali, berarti kapasitor mati 2.2.6 Relay Relay merupakan salah satu jenis switch (sakelar). Perbedaannya, relai dikendalikansecara elektronik, sedangkan switch (saklelar) dikendalikan secara mekanik. Relay menggunakan prinsip electromagnet koil (kumparan). Relay dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya. Relay terdiri dari beberapa komponen-komponen penyusun, yaitu:

1. Koil (Kumparan) merupakan komponen utama relay yang digunakan untuk menciptakan medan magnet (elektromagnetik).

2. Input merupakan bagian control relay. Relay membutuhkan tegangan masukan (VDC) untuk dapat mengoprasikan kumparan.

3. Common merupakan bagian keluaran relay yang tersambung dengan Normally Closed (NC) dalam keadaan normal.

4. Normally Closed (NC) merupakan bagian sakelar relay yang dalam keadaan normal (relay tidak diberi tegangan) terhubung dengan common.5. Normally Open (NO)

Normally Open (NO) merupakan bagian sakelar relay yang dalam keadaan normal (relay tidak diberi tegangan) tidak terhubung dengan common. Tetapi Normally Open akan terhubung dengan common apabila relay diberi tegangan.

Bentuk Relay Simbol RelayJenis-jenis relay SPST (Single Pole Single Throw), memiliki 2 terminal yang saling berhubungan atau saling terpisah pada keadaan normal (tidak ditekan).

SPDT (Single Pole Double Throw), terdiri dari 5 buah pin, yaitu 2 koil, 1 common, 1 NC, 1 NO.

DPST (Double Pole Single Throw), setara dengan 1 buah saklar atau relay SPST.

DPDT (Double Pole Double Throw.), setara dengan 2 buah saklar atau relay SPDT.

QPDT (Quadruple Pole Double Throw), sering disebut sebagai Quad Pole Double Throw, atau 4PDT. Setara dengan 4 buah saklar atau relay SPDT atau dua buah relay DPDT. Terdiri dari 14 pin(termasuk 2 buah untuk koil).

Cara mengetahui bagian-bagian relay

Bagian-bagian relay dapat diketahui dengan 2 cara, yakni:

1. Melihat tulisan yang ada pada bawah badan relay tersebut

Menggunakan multimeter (Ohm)

Mengarahkan selector multimeter pada skala terbesar.

Menghubungkan probe merah pada salah satu kaki relay dan menghubungkan probe hitam pada kaki yang lainnya. Apabila LED pada relay menyala, maka kedua kaki tersebut merupakan kaki positif dan negative koil relay.Cara kerja dan fungsi relay

Cara kerja komponen ini dimulai pada saat mengalirnya arus listrik melalui koil,lalu membuat medan magnet sekitarnya sehingga dapat merubah posisi saklar yang ada di dalam relay terserbut, sehingga menghasilkan arus listrik yang lebih besar. Disinilah keutamaan komponen sederhana ini yaitu dengan bentuknya yang minimal bisa menghasilkan arus yang lebih besar.Pemakaian relay dalam perangkat-perangkat elektronika mempunyai keuntungan yaitu ; Dapat mengontrol sendiri arus serta tegangan listrik yang diinginkan

Dapat memaksimalkan besarnya tegangan listrik hingga mencapai batas maksimalnya

Dapat menggunakan saklar maupun koil lebih dari satu, disesuaikan dengan kebutuhan.

Menguji relay

Cara mengetahui relay tersebut masih berfungsi atau tidak dapat dilakukan dengan cara memberikan tegangan yang sesuai dengan relay tersebut pada bagian koilnya. Jika kontaknya masih bekerja, yakni kontak terhubung dengan NC pada saat tidak diberi tegangan dan kontak terhubung dengan NO pada saat diberi tegangan, maka dapat dikatakan bahwa relay tersebut masih dalam keadaan baik.2.2.6 Transistor Transistor merupakan komponen elektronika pertama yang mengantarkan dunia elektronika klasik menuju elektronika modern.Transistor pada umumnya berfungsi sebagai sakelar dan komponen penguat tegangan atau arus listrik.Transistor memiliki 3 buah kaki atau pin yaitu: Collector (C), Emitter (E) dan Basis (B). Posisi kaki-kaki ini berbeda antara transistor satu dengan yang lain walaupun ada juga yang sama.

Gambar transistor NPN (Negative Positive Negative) Arus yang mengalir dari basis harus lebih kecil daripada arus yang mengalir dari kolektor ke emitor, oleh sebab itu maka ada baiknya jika pada pin basis dipasang sebuah resistor. Dengan kata lain, transistor NPN hidup ketika tegangan basis lebih tinggi daripada tegangan emitter. Tanda panah dalam symbol diletakkan pada kaki emitter dan menunjuk ke luarTransistor

NPNPNP

Kabel ColokJarum

AVOKabel ColokJarum

AVO

PositiveNegative+-

B

B

C

E

C

EC

E

B

B

E

C((((((B

B

C

E

C

EC

E

B

B

E

C((((((

Simbol NPN

Cara menentukan jenis transistor

Keterangan :

( : jarum multimeter bergerak( : jarum multimeter tidak bergerakPNP (Positive Negative Positive)Prinsip kerja dari transistor PNP adalah tegangan dapat mengalir dari emittor ke kolektor apabila tegangan yang masuk ke basis < 0,7 Volt. Dengan kata lain, transistor PNP hidup ketika tegangan basis lebih rendah daripada tegangan emittor.

2.2.7 Variabel resistor

Variabel resistor merupakan resistor yang nilai tahanannya bisa berubah atau bisa diubah. Ada berbagai macam tipe variabelresistor yang ada di pasaran salah satu diantaranya adalah multiturn.

Multiturn

Multiturn yaitu variabel resistor tiga terminal yang nilai resistansinya bisa diubah dengan cara memutar bagian atasnya, biasanya multiturn ditujukan untuk pemakai perangkat elektronik, pada televisi misalnya bagian yang kerap dilakukan pengaturan yaitu pada bagian kontrol audio (suara), brightness, kontras, serta warna.

Gambar dan simbol multiturn2.2.8 LM555

Konfigurasi LM555 Gambar LM555 IC timer 555 atau sering disebut dengan IC 555 adalah salah satu IC yang mempunyai banyak sekali kegunaan. IC ini pertama kali diperkenalkan oleh signetics corporation sebagai SE555/NE555 dan disebut The IC Time Machine yang merupakan mesin timer pertama dan dikomersialkan. Fungsi dari IC555 bisa bermacam-macam, karena dapat menghasilkan sinyal pendetak/sinyal kotak. IC 555 diletakkan dalam suatu rangkaian digunakan sebagai clock untuk jam digital, hiasan menggunakan lampu LED, menyalakan 7-segment dengan rangkaian astable, metronome dalam industry music, timer counter, atau dengan lebih dalam mengutak-atik lagi dapat memberikan PWM (pulse width modulation) yang mengatur frekuensi sinyal logika high untuk mengatur duty cycle yang diinginkan.2.2.9 IC 7404 / Gerbang Not

Gerbang NOT ( IC 7404 ) atau juga bisa disebut dengan pembalik (inverter) memiliki fungsi membalik logika tegangan inputnya pada outputnya. Sebuah inverter (pembalik) adalah gerbang dengan satu sinyal masukan dan satu sinyal keluaran dimana keadaan keluaranya selalu berlawanan dengan keadaan masukan. Membalik dalam hal ini adalah mengubah menjadi lawannya. Karena dalam logika tegangan hanya ada dua kondisi yaitu tinggi dan rendah atau 1 dan 0, maka membalik logika tegangan berarti mengubah 1 menjadi "0 atau sebaliknya mengubah nol menjadi satu. 2.2.10 INDUKTORInduktor adalah sejenis komponen elektronika pasif yang mayoritas bentuknya torus, bisa menjadi media penyimpan energi pd medan magnet yg dimunculkan akibat aliran listrik yang melaluinya. Komponen ini biasanya juga disebut dengan spul. Bahan pembuatannya dari bahan tembaga berupa kawat dengan email yang tipis. Satuan yang digunakan adalah Henry, dengan singkatan H.

INCLUDEPICTURE "https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQCAwNPdGNre9pAZ8b1F5aCi_e8PuvmauI6tZRResjqHplDQDM0" \* MERGEFORMATINET Simbol gbr induktorFungsi Induktor

wadah lahirnya gaya magnet; melipat tegangan; dan membangkitkan getaran. Dari fungsi ini kita bisa menggunakannya untuk memproses sinyal pd rangkaian berupa analog; menghilangkan dengungan (noise)

pencegah intrusi frekuensi radio; komponen terpenting untuk membuat transformator; Alat filter pd rangkaian berupa power supply.

Macam-macam induktor umumnya dibedakan berdasar inti yg dipakainya, yaitu:

1. Induktor-inti-udara / air-core-inductor

2. Induktor-frekuensi-radio / radio-frequency-inductor

3. Induktor-inti-Feromagnetik / ferromagnetic-core-inductor

4. Induktor-Variabel / Variable-inductor

5. Induktor-inti-Laminasi / Laminated-core-inductor

6. Induktor-inti-toroida / Toroidak-core-inductor

7. Induktor-inti-ferit / Ferrite-core-inductor2.2.11 ATMEGA 8 AVR ATmega8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR RISC yang memiliki 8K byte in-System Programmable Flash. Mikrokontroler dengan konsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz. Jika dibandingkan dengan ATmega8L perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegangan yang diperlukan untuk bekerja. Untuk ATmega8 tipe L, mikrokontroler ini dapat bekerja dengan tegangan antara 2,7 - 5,5 V sedangkan untuk ATmega8 hanya dapat bekerja pada tegangan antara 4,5 5,5 V.

Gambar konfigurasi atmega8 Bentuk atmega8 ATmega8 memiliki 28 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki fungsi

yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut akan

dijelaskan fungsi dari masing-masing kaki ATmega8. VCC merupakan supply tegangan digital.

GND merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan grounding.

Port B (PB7...PB0) Didalam Port B terdapat XTAL1, XTAL2, TOSC1, TOSC2. Jumlah Port B adalah 8 buah pin, mulai dari pin B.0 sampai dengan B.7. Tiap pin dapat digunakan sebagai input maupun output. Port B merupakan sebuah 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up resistor. Sebagai input, pin-pin yang terdapat pada port B yang secara eksternal diturunkan, maka akan mengeluarkan arus jika pull-up resistor diaktifkan. Khusus PB6 dapat digunakan sebagai input Kristal (inverting oscillator amplifier) dan input ke rangkaian clock internal, bergantung pada pengaturan Fuse bit yang digunakan untuk memilih sumber clock. Sedangkan untuk PB7 dapat digunakan sebagai output Kristal (output oscillator amplifier) bergantung pada pengaturan Fuse bit yang digunakan untuk memilih sumber clock. Jika sumber clock yang dipilih dari oscillator internal, PB7 dan PB6 dapat digunakan sebagai I/O atau jika menggunakan Asyncronous Timer/Counter2 maka PB6 dan PB7 (TOSC2 dan TOSC1) digunakan untuk saluran input timer.

Port C (PC5PC0) Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O port yang di dalam masingmasingpin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin nya hanya 7 buah mulai daripin C.0 sampai dengan pin C.6. Sebagai keluaran/output port C memilikikarakteristik yang sama dalam hal menyerap arus (sink) ataupun mengeluarkan arus (source).

RESET/PC6.Jika RSTDISBL Fuse diprogram, maka PC6 akan berfungsi sebagai pin I/O. Pin ini memiliki karakteristik yang berbeda dengan pin-pin yang terdapat pada port C lainnya. Namun jika RSTDISBL Fuse tidak diprogram, maka pin ini akan berfungsi sebagai input reset. Dan jika level tegangan yang masuk ke pin ini rendah dan pulsa yang ada lebih pendek dari pulsa8 minimum, maka akan menghasilkan suatu kondisi reset meskipun clock-nyatidak bekerja.

Port D (PD7PD0). Port D merupakan 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up resistor. Fungsi dari port ini sama dengan port-port yang lain. Hanya saja pada port ini tidak terdapat kegunaan-kegunaan yang lain. Pada port ini hanya berfungsi sebagai masukan dan keluaran saja atau biasa disebut dengan I/O.

Avcc. Pin ini berfungsi sebagai supply tegangan untuk ADC. Untuk pin ini harus dihubungkan secara terpisah dengan VCC karena pin ini digunakan untuk analog saja. Bahkan jika ADC pada AVR tidak digunakan tetap saja disarankan untuk menghubungkannya secara terpisah dengan VCC. Jika ADC digunakan, maka AVcc harus dihubungkan ke VCC melalui low pass filter AREF merupakan pin referensi jika menggunakan ADC.

Pada AVR status register mengandung beberapa informasi mengenai hasil dari kebanyakan hasil eksekusi instruksi aritmatik. Informasi ini digunakan untuk altering arus program sebagai kegunaan untuk meningkatkan performa pengoperasian. Register ini di-update setelah operasi ALU (Arithmetic Logic Unit) hal tersebut seperti yang tertulis dalam datasheet khususnya pada bagian Instruction Set Reference. Dalam hal ini untuk beberapa kasus dapat membuang 10 penggunaan kebutuhan instrukasi perbandingan yang telah didedikasikan sertadapat menghasilkan peningkatan dalam hal kecepatan dan kode yang lebih sederhana dan singkat. Register ini tidak secara otomatis tersimpan ketika memasuki sebuah rutin interupsi dan juga ketika menjalankan sebuah perintah setelah kembali dari interupsi. Namun hal tersebut harus dilakukan melalui software.2.2.12 ELEKTRODAElektroda adalah konduktor yang digunakan untuk bersentuhan dengan bagian atau media non-logam dari sebuah sirkuit (misal semikonduktor, elektrolit atau vakum). Ungkapan kata ini diciptakan oleh ilmuwan Michael Faraday dari bahasa Yunani elektron (berarti amber, dan hodos sebuah cara).

Elektroda dalam sel elektrokimia dapat disebut sebagai anoda atau katoda, kata-kata yang juga diciptakan oleh Faraday. Anoda ini didefinisikan sebagai elektroda di mana elektron datang dari sel elektrokimia dan oksidasi terjadi, dan katoda didefinisikan sebagai elektroda di mana elektron memasuki sel elektrokimia dan reduksi terjadi. Setiap elektroda dapat menjadi sebuah anoda atau katoda tergantung dari tegangan listrik yang diberikan ke sel elektrokimia tersebut. Elektroda bipolar adalah elektroda yang berfungsi sebagai anoda dari sebuah sel elektrokimia dan katoda bagi sel elektrokimia lainnya.

Jenis elektroda :

Elektroda untuk kegunaan medis, seperti EEG, EKG, ECT, defibrillator. Elektroda untuk teknik elektrofisiologi dalam riset biokedokteran. Elektroda untuk eksekusi oleh kursi listrik Elektroda untuk proses lapis listrik atau penyepuhan. Elektroda untuk pengelasan busur listrik. Elektroda untuk proteksi katodik. Elektroda inert untuk hidrolisis (misalnya yang terbuat dari platinum).

Dalam pembahasan kali ini penulis memakai Elektroda untuk teknik elektrofisiologi dalam riset biokedokteran. Elektrofisiologi ialah studi sifat kelistrikan sel dan jaringan biologis, yang melibatkan pengukuran perubahan voltase. Dalam neurosains, elektrofisiologi melibatkan aktivitas potensial aksi.Elektro stimular adalah sebuah alat yang memberikan kejutan listrik atau pulsa. Elektro stimulator banyak digunakan untuk mengetahui respon sel-sel saraf dan otot terhadap rangsang (stimulasi) listrik yang diberikan terutama untuk mendapatkan gambaran mengenai mekanisme terjadinya potensial aksi pada sel-sel tertentu. Gambar Elektroda

2.2.13 SEVEN SEGMENT

Seven segment adalah suatu segmen-segmen yang digunakan untuk menampilkan angka / bilangan decimal. Seven segment ini terdiri dari 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2 LED (Light Emitting Dioda). Seven segment dapat menampilkan angka-angka desimal dan beberapa karakter tertentu melalui kombinasi aktif atau tidaknya LED penyususnan dalam seven segment. Untuk mempermudah pengguna seven segment, umumnya digunakan sebuah decoder atau sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan.Piranti tampilan modern disusun sebagai pola 7 segmen atau dot matriks. Jenis 7 segmen sebagaimana namanya, menggunakan pola tujuh batang led yang disusun membentuk angka 8 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas. Huruf-huruf yang diperlihatkan dalam gambar tersebut ditetapkan untuk menandai segmen-segmen tersebut. Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 segmen, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder ini terdiri dari gerbang-gerbang logika yang masukannya berupa digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7 segmen.Prinsip Kerja Seven Segmen

Prinsip kerja dari seven segment ini adalah inpuan bilangan biner pada switch dikonversi masuk kedalam decoder, baru kemudian decoder mengkonversi bilangan biner tersebut ke dalam bilangan desimal, yang mana bilangan desimal ini akan ditampilkan pada layar seven segmen. Fungsi dari decoder sendiri adalah sebagai pengkonversi bilangan biner ke dalam bilangan desimal.Jenis-Jenis Seven Segmen

Seven segmen ada 2 jenis, yaitu Common Anoda dan Common Katoda

Common Anoda

Common Anoda merupakan pin yang terhubung dengan semua kaki anoda LED dalam seven segmen. Common anoda diberi tegangan VCC dan seven segmen dengan common anoda akan aktif pada saat diberi logika rendah (0) atau sering disebut aktif low. Kaki katoda dengan label a sampai h sebagai pin aktifasi yang menentukan nyala LED

Common Katoda

Common Katoda merupakan pin yang terhubung dengan semua kaki katoda LED dalam seven segmen dengan common katodak akan aktif apabila diberi logika tinggi (1) atau disebut aktif high. Kaki anoda dengan label a sampai h sebagai pin aktifasi yang menentukan nyala LED.

2.2.14 IC Regulator

IC Regulator adalah komponen yang berfungsi sebagai pembatas tegangan yang dirancang secara otomatis menjaga agar tegangan konstan. Ini mungkin menggunakan Elektromekanik mekanisme, atau komponen elektronik aktif atau pasif. Tergantung pada desain, mungkin digunakan untuk mengatur satu atau lebih tegangan AC atau DC. Salah satu contoh adalah IC Regulator 7805 maka tegangan yang keluar sebesar +5V. IC 7805 mempunyai arti 78 adalah menstabilkan tegangan positif. Sedangkan 05 adalah besarnya tegangan yang keluar sebesar +5V. Untuk IC 7905 mempunyai arti 79 adalah menstabilkan tegangan negatif dan 05 adalah besarnya tegangan yang keluar sebesar -5V.

Untuk mengetahui kaki pada IC regulator kita dapat melihat posisi IC, apabila pada IC tertera kode IC maka terhitung dari kiri kekanan adalah kaki satu,dua dan tiga. Pada IC 78xx kaki satu adalah kaki input, kaki dua adalah kaki ground dan kaki tiga adalah kaki output.Sedangkan untuk IC79xx kaki satu adalah kaki ground, kaki dua adalah kaki input, kaki tiga adalah kaki outpu

Gambar 8 Gambar dan simbol IC regulator

2.2.15 Mosfet IRF630Mosfet IRF630 susunan kakinya dari nomer 1 yaitu Gate, Drain, Source. IRF630 adalah yang dapat digunakan dalam switching konverter dan regulator karena yang pada dasarnya digunakan dalam rangkaian inverter. Ini memiliki impedansi masukan yang tinggi dan dapat bekerja dalam daya yang sangat rendah yang membuatnya seperti transistor untuk switching.

Gambar 14 Konfigurasi kaki Mosfet IRF630

2. METODOLOGI3.2.1 Diagram Blok Sistem

Cara Kerja Blok Diagram Sistem

Ada enam bagian yang diperlukan untuk membangun sistem elektro stimulator ini, yaitu tegangan input DC 5V, rangkaian konverter boost, mikrokontroler ATMega8 sirkuit sebagai pengontrol durasi, pengontrol rangkaian regulator, pengontrol pulse 23Hz 0-70V, dan elektroda terakhir itu sendiri, yang akan menghubungkan output tegangan dari stimulator ke permukaan kulit pasien untuk merangsang otot ekstrimitas atas.3.2.2 Diagram Alir Program / Program

Cara kerja diagram alir

Saat alat ON, tempelkan elektroda pada otot lengan pasien yang mengalami faktor degenerasi, setelah elektroda terpasang. Setting tegangan dari 10V sampai 70V dan settingan tegangan di tampilkan ke Segment, jika tegangan sesuai tekan tombol START untuk memulai stimulasi. Jika lengan tidak terangkat setting tegangan lagi, jika lengan terangkat maka setting tegangan tepat.3.2.3 Skematik Rangkaian3.2.3.1 Rangkaian Power supplyPada project Terapi ini, digunakan satu power supply yaitu power supply dengan 2 outputan yaitu tegangan plus 5V dan ground yang digunakan untuk menyuplai semua rangkaian.

3.2.3.2 Skematik rangkaian boost Converter Boost Convereter berfungsi untuk menghasilkan tegangan keluaran yang lebih tinggi dibanding tegangan masukannya, atau biasa disebut dengan konverter penaik tegangan. Pada saat rangakaian ini mendapat vcc, maka siklus tegangan DC / input akan mengalir melalui induktor. Kemudian ketika gain mosfet mendapat logika 1 dari MINSIS (PORTB.3) maka tidak ada tegangan yang mengalir pada dioda. Pada saat gain berlogika 0 maka kondisi ini akan mengakibatkan MOSFET dalam kondisi terputus, sehingga tegangan DC yang ada pada induktor akan diteruskan menuju kapasitor dengan melalui dioda. Semakin tinggi frekuensi pada gain MOSFET maka tegangan yang di simpan di kapasitor semakin tinggi.

3.2.3.3 Skematik Rangkaian Durasi KontrolDurasi Kontrol Stimulasi terdiri dari Solid State Relay yang di inputnya diberi logika 0 dari mikro dengan durasi 300mS untuk non aktifnnya, saat relay non aktif maka tegangan output basst converter dilewatkan dan logika 1 dengan durasi 500ms untuk pengaktifannya, saat Relay aktif tegangan output boost converter tidak dilewatkan.

3.2.3.4 Skematik Rangkaian Pulsa Generator Rangkaian ini berfungsi sebagai pembangkit frekuensi dengan menggunakan IC555 sebesar 23Hz dengan bentuk gelombang kotak. Output dari IC555 disambungkan denagan basis NPN1 dan Gerbang NOT, ketika output IC555 berlogika 1 maka NPN 1 saturasi, dan outputan dari IC555 logikanya dibaalik oleh gerbang Not sehingga ketika output IC555 berlogika 1 maka keluaran dari gerbang NOT menjadi berlogika 0 sehingga NPN2 cut off yang menyebabkan PNP cut off, sehingga tegangan dari durasi kontrol tidak sampai pada elektroda.Sebaliknya ketika output IC555 berlogika 0 maka NPN1 cut off, dan outputan gerbang NOT berlogika 1 sehingga NPN2 saturasi yang menyebabkan PNP saturasi, sehigga tegangan dari durasi kontrol sampai ke elektroda.

3.2.3.5 Skematik Rangkaian atmega8Rangkain ini berfungsi sebagai rangkain kontrol dengan menggunakan bahasa program, diantaranya:1. Mengunakan PORTB.3 pada atmega8 untuk PWM sebagai pengatur tegangan boost converter.

2. Mengunakan PORTD untuk menampilkan data counter pada 7segment.3. Menggunakan PORTC.3 untuk delay waktu sebagai pengontrol relay.

4.2 Hasil Dan Analisa

4.2.1 Kinerja Sistem Keseluruhan

Dari dutycycle yang masuk ke rangkaian boost converter, tegangan output boost converter lebih besar dari tegangan inputnya ini karena Boost Convereter berfungsi untuk menghasilkan tegangan keluaran yang lebih tinggi dibanding tegangan masukannya, atau biasa disebut dengan konverter penaik tegangan maka yang naik hanya amplitudenya, sehingga jika disimpulkan tegangan semakin besar maka dan frekuensinya akan semakin besar sedangkan arusnya semakin kecil. Sinyal output dari boost converter berbentuk sinyal DC dan masuk ke Relay, Relay juga diatur delaynya oleh mikrokontroller dengan waktu ON Relay 0,5S dan waktu OFF 0,3S. pada saat Relay ON tegangan dilewatkan, lalu masuk ke pulsa driver. Pada saat di pulsa driver tegangan digabung dengan sinyal dari pulsa generator dan diteruskan ke tubuh untuk proses stimulasi otot.

4.2.2 Kekurangan Sistem

Pada projek kali ini rangkaian penngkonversi tegangannya dapat terasa kejutannya ketika tegangan yang di keluarkan ole3h boost conventer minimal pada saat 40VDC, sadangkan antara 10VDC sampai 30VDC masih belum terasa.Prosedur Pengoperasian

1) Persiapan alatPersiapkan semua peralatan yang berkaitan dengan Elektro Stimulator seperti elektroda dan stop kontak untuk menghubungkan alat dengan listrik PLN.2) Persiapan pasien

Atur posisi pasien senyaman dan serileks mungkin. Periksa area yang akan di terapi dalam hal ini: kulit harus bersih dan bebas dari lemak misalnya lotion. Lepaskan semua metal diarea terapi. Sebelum memulai pengoperasian, kita harus memberi penjelasan mengenai cara kerja dan efek yang dapat ditimbulkan dari Elektro Stimulator ini.

3) Pengoperasian

a. Elektroda diletakan pada daerah nyeri, kemudian tekan tombol ON pada alat.

b. Selanjutnya pilih level yang akan diterapkan pada pasien dengan cara menekan tombol UP, setelah itu tekan tombol ENTER.

c. Untuk memilih level yang lain tekan tombol RESET, kemudian lakukan lagi langkah b di atas.

BAB III

PENUTUP

KESIMPULANElektrostimulator ini sebagai alat terapi kesehatan yang prinsip kerjanya memberikan stimulasi kejutan elektron pada tubuh pasien melalui elektroda. Dari rangkaian IC NE555 dapat dihasilkan pulsa osilator sebesar 23Hz. Setelah dilakukan penggabungan dengan rangkaian-rangkaian yang lain, rangkaian pulsa driver dapat menggabungkan frekuensi 23Hz dengan tegangan yang berasal dari boost converter sehingga menjadi tegangan untuk stimulasi otot pasien.Rangkaian boost converter digunakan sebagai rangkaian untuk menaikkan tegangan yang akan dioutputkan ke pasien. Rangkaian mikrokontroller digunakan untuk mengatur delay Relay ON dan OFF, tombol-tombol seperti tombol UP, Down, Start, RESET, output pemilihan tegangan dengan indikatorsegment, serta output tegangan ke pasien.

Saran kami selaku pembuat projek ini jika anda menginginkan hasil kejutaan yang lebih tinggi dapat menaikkan tegangan lebih dari 70VDC.DAFTAR PUSTAKAhttp://belajaruntukberbahagia.blogspot.com/p/gerbang-logika-not.htmlhttps://www.academia.edu/6701236/Tujuan_Praktikumhttp://teknikelektronika.com/pengertian-resistor-jenis-jenis-resistor/http://www.abi-blog.com/2014/04/pengertian-tujuan-pemakaian-dan-jenis-relay.htmlhttp://maulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/03/Teori-Dasar-MOSFET-Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor.pdfhttp://teknikelektronika.com/pengertian-relay-fungsi-relay/http://diary4share.blogspot.com/2009/10/iptek-struktur-fungsi-aplikasi-dan-cara.html#ixzz3Ym1cIg6R

Under Creative Commons License: Attribution Share Alikehttp://www.pustakasekolah.com/mengenal-komponen-ic-timer-555.htmldiary4share.blogspot.com/2009/10/iptek-struktur-fungsi-aplikasi-dan-cara.htmlWestinghous Electric, Choppers For Sao Paulometro fol-low BART pattern. Railway Gazette International, Vol. 129, No. 8, 1973, pp 309-310.

Y. Chen, S. Chen, W. Chen, C. Hsiao, T. Kuo, and J. Lai, Neural Network and Fuzzy Control in FES-assisted Locomotion for the Hemiplegic, J. Med. Eng. & Tech., vol. 28, pp. 32-38, 2004.

EMBED CorelDraw.Graphic.12

BEGIN

Inisialisasi segment

Settingan tegangan

START

Segment menampilkan

tegangan

t

Lengan terangkat maksimal 90 derajat

NO

YES

END

i

_1418980748.unknown