Halo!
Pada postingan saya kali ini, saya mencoba membuat rancangan dari sebuah masalah yang saya temui sekaligus memenuhi kewajiban untuk menjalankan UTS Sistem Embedded. Rancangan ini belum diimplementasikan dan baru terpikirkan kurang dari 10 jam yang lalu, hehe. Selamat membaca!
Pada masa TPB atau Tahap Persiapan Bersama, seluruh mahasiswa di ITB mengambil mata kuliah Olahraga baik pada semester ganjil atau semester genap. Mungkin seluruh mahasiswa ITB merasakan bagaimana sistem perkuliahan pada mata kuliah tersebut yang di mana terdapat suatu kegiatan mandiri di luar kelas yang harus dilakukan rutin pada satu minggu. Ya, betul! Kegiatan itu adalah latihan mandiri. Pada latihan mandiri tersebut seluruh mahasiswa yang mengambil mata kuliah olahraga harus melakukan lari sebanyak 6 putaran running track atau setara dengan 2,4 km. Latihan tersebut setidaknya dilakukan 2 kali dalam seminggu (meskipun kenyataannya kadang tidak melakukannya sebanyak 2 kali..), dan dicatat kegiatannya dalam suatu kertas yang disebut lembar latman alias latihan mandiri.
Informasi yang harus ada di dalam kertas latman setiap kali lari adalah tanggal, waktu tempuh, denyut jantung sebelum lari dan sesudah lari. Nah, kalau mencatat tanggal sepertinya tidak ada kendala karena setidaknya semua orang bisa mengecek tanggal di ponselnya bahkan di lapangan SARAGA sendiri ada panel display yang menunjukkan waktu dan tanggal. Begitupun dengan waktu tempuh. Lalu untuk mengukur detak jantung, selama ini yang saya amati dan rasakan kami mengukur sendiri detak tersebut dan saya tidak puas dengan hasil pengukuran tersebut karena sangat tidak akurat. Yang saya lakukan pada saat itu adalah meraba arteri atau nadi yang terdapat di pergelangan tangan selama 6 detik dan menghitung jumlah detaknya lalu dikali 10, dan itulah detak jantung yang terukur. Namun saya sama sekali tidak yakin nilai tersebut akurat. Namun untuk kepentingan latman, yasudahlah.
Setelah saya lulus dari matkul tersebut dan mengambil matkul Sistem Embedded yang menyuruh saya untuk memikirkan masalah yang terjadi di lingkungan ITB dan bagaimana solusinya, saya kembali teringat dengan keluhan saya pada saat TPB. Dan saya mencoba merancang solusinya menggunakan tools yang telah saya pelajari selama mengambil mata kuliah Embedded System ini. Solusi ini masih berupa rancangan dan belum ada uji coba untuk implementasinya. Namun saya berharap kedepannya bisa diterapkan atau diadaptasi untuk sistem lainnya yang serupa.
Dibuat sebuah dinding yang berisi 10 alat pengukur detak jantung yang disertai dengan LCD display. Station ini disebut dengan PRS atau Pulse Rate Station (Bukan Penggantian Rencana Studi, please). Alat yang tersedia di PRS bisa mengukur detak jantung seseorang hanya dengan memasukkan jari tangan ke suatu cincin pengukur yang tersedia, kemudian hasilnya bisa ditampilkan di layar atau bisa juga di ponsel. Saya mempertimbangkan sering kali mahasiswa tidak membawa alat tulis ke arena lapangan, sehingga apabila tidak bisa menampilkan di perangkat ponsel mereka, akan menjadi hambatan baru karena bisa saja mereka melupakan hasil pengukuran tersebut. Dengan kemampuan menampilkan di layar ponsel, mahasiswa bisa screenshot atau merekam layar mereka sehingga tersimpan di galeri ponsel mereka.
- Dinding panel untuk station
- LCD Display Touchscreen yang dilengkapi dengan I2C
- Power supply external (Bisa berupa adaptor AC-DC, atau baterai)
- Fingertip ring cover sebagai media untuk meletakkan pulse sensor
- Rak penyimpanan fingertip sensor
Untuk saat ini mikrokontroler yang saya gunakan adalah yang diajarkan di kelas yaitu ESP32. ESP32 ini menurut saya sudah sangat lengkap dan terjangkau bagi kantong mahasiswa karena sudah dilengkapi dengan berbagai macam fitur diantaranya WiFi, Bluetooth juga konsumsi daya yang sangat rendah. ESP32 ini disambungkan ke sumber daya eksternal bisa berupa baterai atau adaptor AC DC.
Untuk pemilihan sensor, saya menggunakan KY-039. Ukuran sensor tersebut kecil dan dapat dibeli dengan harga yang cukup murah (hanya 0.99 USD di ebay). Sensor kecil ini juga bisa dimodifikasi dengan sebuah cover berupa cincin atau semisal untuk pengukuran sehingga menambah nilai estetika dan membuat posisi pengukuran lebih stabil dan menghasilkan nilai yang lebih akurat.
Saya merancang hasil dari pengukuran ini bisa ditampilkan on the spot melalui layar LCD yang tersedia atau bisa juga ditampilkan di layar ponsel mereka. Di layar LCD akan ditampilkan hasil pengukuran serta QR Code untuk discan di ponsel sehingga hasilnya bisa ditampilkan di ponsel. Selain hasil pengukuran, ditampilkan juga indicator apakah hasil tersebut normal atau tidak berdasarkan jenis kelamin dan usia orang yang diukur tersebut. Sehingga hal ini bisa menambah informasi bagi orang yang melakukan pengukuran. Indikator ini akan diterapkan pada source code program sehingga bisa secara otomatis menampilkan hasil pengukuran serta keterangannya berdasarkan usia dan jenis kelamin.
Hasil dari pengukuran berupa sebuah angka yang memiliki satuan BPM (Blood per minute). Satuan ini merupakan satuan yang umum digunakan untuk mengukur denyut jantung. Indikator denyut jantung apakah termasuk normal atau tidak mengacu pada standar yang dikeluarkan oleh Palang Merah Indonesia.
sumber: https://slideplayer.info/slide/13858127/
1. User mendatangi pulse rate station yang berisi alat pengukuran tersebut.
2. User mengaktifkan perangkat dengan cara menekan tombol power di sebelah layar LCD.
3. User diminta memilih opsi pengukuran. Terdapat 2 opsi dalam pengukuran, yang pertama ada instant check yaitu hanya mengukur dan menampilkan hasil denyut jantung tanpa disertai input data diri dan keterangan hasil pengukuran dan yang kedua adalah complete check yakni user diminta untuk menginput data diri yaitu jenis kelamin dan usia yang dibutuhkan untuk keterangan terkait hasil. Pada opsi kedua user diminta mengisi data diri.
4. User memasukkan tangan ke tempat yang disediakan dan meletakkan jari ke cincin pengukuran.
6. Hasil ditampilkan di layar LCD dan apabila ingin menampilkan hasil di layar ponsel bisa scan QR code yang muncul di layar LCD menggunakan kamera ponsel.
7. Perangkat pengukuran akan menonaktifkan daya secara otomatis setelah dalam posisi idle selama 2 menit.
Sumber: dokumentasi pribadi
Rancangan sistem hardware:
1. Lokasi peletakkan Pulse Rate Station.
PRS diletakkan di 2 tempat yaitu pintu masuk selatan dan utara menuju SARAGA. Masing masing tempat diletakkan 2 station yang satu stationnya berisi 10 perangkat. Pertimbangan peletakkan PRS ini adalah biasanya pengunjung SARAGA memulai lari mereka dari point tersebut (warna merah pada gambar di atas). Sehingga sangat memudahkan pengunjung apabila ingin melakukan pengukuran sebelum dan sesudah kegiatan lari. Jumlah perangkat bisa disesuaikan dengan kebutuhan yang ada, namun pada saat ini saya mengalokasikan sebanyak 20 perangkat di setiap titik dengan pertimbangan agar tidak menimbulkan antrean yang bisa menghalangi jalan.
Sumber: Dokumentasi pribadi
Gambar di atas merupakan rancangan station. Dilengkapi dengan 10 panel LCD dan kotak penyimpanan sensor agar sensor lebih terjaga. Untuk power supply ada di belakang station.
3. Rancangan komponen hardware.
Sumber: Dokumentasi pribadi
Gambar di atas merupakan rancangan komponen perangkat keras yang menjadi ‘otak’ dari alat pengukur denyut jantung. Nantinya ESP32 akan dihubungkan ke power supply yang tersedia di balik station.
4. Rancangan fingertip ring sensor.
Sumber: Google Image Link
Rancangan sistem software.
Gambar di bawah adalah flowchart cara kerja dari perangkat lunak yang tertanam dalam mikrokontroler.
Sumber: dokumentasi pribadi.
Apabila user melakukan scan QR code di ponselnya, maka secara otomatis akan muncul informasi yang sama dengan apa yang ditampilkan di layar LCD.
Pulse Rate Station 2.0 = Pencatatan Latihan Mandiri Otomatis?!
Pulse Rate Station 1.0 adalah rancangan yang telah saya buat untuk mengukur detak jantung serta memberikan informasi apakah hasil tersebut normal atau tidak berdasarkan informasi diri. Mungkin kedepannya bisa dimodifikasi dengan menambahkan fitur mengukur tekanan darah, kadar oksigen dalam tubuh, dan alat ukur lainnya yang berhubungan dengan kebugaran fisik. Bahkan belakangan saya berpikir untuk membuat sistem laporan latihan mandiri secara otomatis menggunakan Pulse Rate Station 1.0 yang saya rancang ini. Karena saya menemui banyak tindak kecurangan yang dilakukan mahasiswa terkait latihan mandiri seperti menulis di kertas latman bahwa ia telah melakukan latihan mandiri untuk lari padahal tidak alias tulman (tulis mandiri), atau melakukan kegiatan lari tapi tidak sesuai dengan anjurannya yang berlari sejauh 2,4 km atau setara dengan 6 putaran, dan masih banyak tindakan illegal lainnya yang tidak diketahui langsung oleh dosen namun itu sangat sering dilakukan.
Mungkin bisa jadi dengan pelaporan latihan mandiri otomatis yang bisa diterapkan di Pulse Rate Station 2.0 (versi kedua dari Pulse Rate Station 1.0) ini bisa menjadi solusi atas ‘kenakalan’ mahasiswa tersebut? Hehe saya harap kedepannya bisa dipertimbangkan oleh pengajar mata kuliah olahraga di ITB karena menurut saya station ini sangat inovatif. Pencatatan latihan mandiri secara otomatis ini sangat mengurangi resiko kecurangan yang dilakukan oleh mahasiswa. Namun okay, nanti saya akan buat rancangan versi 2 nya. Tapi untuk saat ini, saya merasa rancangan Pulse Rate Station 1.0 sejauh ini sudah cukup solutif terhadap masalah yang saya temui yakni kesulitan mengukur denyut jantung.
Terima kasih untuk semua orang yang telah membaca hingga kalimat ini. Semoga rancangan saya bisa direalisasikan di masa yang akan datang atau setidaknya memberikan inspirasi kecil bagi pihak yang membutuhkan inovasi dalam bidang serupa.
Have a nice weekend, peeps!