## Sistem Monitoring Detak Jantung Menggunakan Sensor AD8232
Ria Hariri 1 , Lutfi Hakim 2 , Riska Fita Lestari 3
1 Teknik Elektro, Universitas PGRI Banyuwangi, Banyuwangi
2 Teknik Informatika, Politeknik Negeri Banyuwangi, Banyuwangi lutfi@poliwangi.ac.id 2 3
Teknik Elektro, Universitas PGRI Banyuwangi, Banyuwangi
1 riahariri7@gmail.com, 2 lutfi@poliwangi.ac.id , 3 riskafl28@mail.com
Abstract - The heart is an organ that is very vital for its function, if the function of the heart is disturbed, it will have a big effect on other organs. Heart rate is very influential on health and for people with heart disease, it will be very fatal if first aid is not done quickly. Monitoring heart rate must  be  done  in  real  time,  especially  in  people  with  heart  disease. Examination of current conditions in the heart uses an electrocardiograph, however the use of medical technology equipment is very expensive and inflexible to be used independently by sufferers to detect heart rates. This research is the development of research on a human heart rate monitoring device  using  the  AD8232  sensor,  which  functions  to  read  the  body's bioelectric signals, by attaching a lead or heart electrical implant receiver to  a predetermined  body  part,  based  on  Einthoven's  triangle  theory.  The results showed that the ratio of the mean percentage of errors between the systems developed and the tools used in the hospital was 1.2%.
Keywords —monitoring, heart rate, AD8232 sensor,
Abstrak —Jantung  merupakan  organ  yang  sangat  vital  fungsinya,  jika fungsi  jantung  mengalami  gangguan  maka  akan  besar  pengaruhnya tehadap  organ  lainnya  Detak  jantung  sangat  berpengaruh  terhadap kesehatan  dan  bagi  penderita  penyakit  jantung  akan  sangat  fatal  jika pertolongan  pertama  tidak  cepat  dilakukan.  Pemantauan  detak  jantung perlu  dilakukan  secara realtime terutama  pada  penderita  penyakit jantung.  Pemeriksaan  kondisi  terkini  pada  jantung  menggunakan  alat elektrokardiograf, akan tetapi penggunaan peralatan teknologi kesehatan sangat  mahal  dan  tidak  fleksibel  untuk  digunakan  secara  mandiri  oleh pendeita  untuk  mendeteksi  detak  jantung.  Penelitian  ini  merupakan penelitian  pengembangan  alat monitoring denyut  jantung  manusia menggunakan  sensor  AD8232 yang  berfungsi  untuk  membaca  sinyal biolistrik  tubuh,  dengan  cara  menempelkan  lead  atau  alat  penerima implus  listrik  jantung  pada  bagian  tubuh  yang  telah  ditentukan berdasarkan  teori  segitiga  Einthoven.  Hasil  penelitian  menunjukkan bahwa  perbandingan  persentase  rerata  error  antara  sistem  yang dikembangkan dengan alat yang digunakan di rumah sakit sebesar 1,2%.
Kata Kunci— Monitoring;Detak Jantung; Sensor AD8232.;

## I. Pendahuluan
Jantung  merupakan  organ  yang  sangat  vital  fungsinya,  yang mempunyai  peran  dalam  sistem  peradaran  darah,  jika  fungsi jantung  mengalami  gangguan  maka  akan  besar  pengaruhnya tehadap organ lainnya [1]. Pemeriksaan kondisi terkini pada jantung menggunakan alat elektrokardiograf [2], elektrokardiograf adalah alat medis yang biasa digunakan untuk
mendapatkan  sinyal  elektrokardiogram  atau  sinyal  kelistrikan jantung dengan memasang elektroda pada bagian tubuh tertentu [3]. Elektrokardiogram atau EKG digunakan untuk mengukur aktivitas  listrik  yang  dihasilkan  oleh  jantung  ketika berkontraksi  dengan  begitu  EKG  dapat  mendeteksi  kelainan pada jantung dan mendiagnosis kondisi kesehatan jantung [4].
Jantung  mempunyai  banyak  kelainan  salah  satu  yang sering  adalah  kelainan  aritmia  [5],  aritmia  merupakan gangguan  pada  irama  jantung  akibat  keluaran  arus  listrik jantung  yang  tidak  seperti  pada  jantung  normal  lainnya  yang merujuk  pada  setiap  gangguan  frekuensi,  regularitas,  lokasi asal atau konduksi implus listrik jantung [6].
Detak jantung atau heart rate dengan satuan BPM didapat dari  jumlah  detakan  selama  60  detik  atau  1  menit.  Detak jantung  sangat  berpengaruh  terhadap  kesehatan  dan  bagi penderita  penyakit  jantung  akan  sangat  fatal  jika  pertolongan pertama tidak cepat dilakukan [7].
Kondisi kebugaran tubuh bisa juga berdampak pada detak jantung  seseorang.  Terdapat  beberapa  faktor  pemicu  detak jantung  cepat,  yaitu  usia,  ukuran  tubuh  [8]  olahraga,  suhu, udara, stress atau cemas, terlalu banyak konsumsi kafein atau minuman  beralkohol,  efek  samping  obat,  dan  kebiasaan merokok [9]. mengingat banyak nya yang dapat mempengaruhi  kinerja  jantung  maka  perlunya  pemantauan detak  jantung  secara realtime terutama  pada  penderita penyakit  jantung,  akan  tetapi  penggunaan  peralatan  teknologi kesehatan  sangat  mahal  dan  tidak  fleksibel  untuk  digunakan secara mandiri oleh pendeita untuk mendeteksi detak jantung
Dari uraian diatas bahwasannya perlu adanya alat  yang dapat me monitoring kinerja  jantung  untuk  mengetahui  kondisi  terkini kesehatan  jantung  yang  berpengaruh  terhadap  kesehatan  tubuh secara realtime dengan  desain  alat  yang  bisa  digunakan  oleh semua  orang.  Dengan  menggunakan  alat  yang  portable, pemantauan  bisa  dilakukan  dimana  saja  dan  kapan  pun.  Dengan harapan pertolongan pertama dapat dilakukan secara cepat ketika terjadi kondisi darurat pada pasien atau pengguna alat.

## II. Metode Penelitian

## A. Rancangan Penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  melalui  beberapa  tahap  yaitu perancangan alat, pengujian alat dan menganalisis hasil untuk ditarik kesimpulan.
Gambar 1 : Metodologi
Penelitian Racangan Perangkat Keras
Rancangan  sistem  pada  penelitian  ini  terdiri  dari  beberapa rangkaian  komponen  menjadi  sebuah  alat monitoring untuk aktifitas  detak  jantung.  komponen  tersebut  adalah  sensor AD8232,  NodeMCU  ESP8266  sebagai  mikrokontroler,  LCD 16x2, I2C, dan 3 elektroda yaitu anoda, katoda, ground. yang ditunjukkan pada gambar berikut :

## Gambar 2 Design perangkat keras
Sensor AD8232 Sensor  AD8232  adalah board untuk  membaca  atau mengukur  aktivitas  listrik  jantung  menggunakan  elektroda [10].  Aktivitas  listrik  ini  sebagai  EKG  dan  output  sebagai pembacaan  analog.  Sensor  AD8232  membantu  dalam mendapatkan  sinyal  interval  PR  dan  QT  yang  jelas  karena sinyal EKG bisa sangat bising. Sensor AD8232 dirancang untu mengekstrak, menyaring, dan memperkuat sinyal biopotensial kecil  pada  kondisi  bising  seperti  gerakan  atau  akibat  dari penempatan elektroda terpencil [4].

## Gambar 3 Sensor AD8232
Sensor  ini  dilengkapi  dengan  sembilan  koneksi  dari IC, kabel, atau konektor lainnya. Sensor ini didasarkan teknik  EKG  3  lead  [8].  Yang  mempunyai  eletroda kuning  dengan  kutub  positif,  elektroda  berwarna merah  dengan  kutub  negatif  dan  elektroda  berwarna
hijau sebagai ground . Pemasangan elektroda berdasarkan gambar berikut
Gambar 2.1 Penempatan elektroda [11]. Seperti  yang  terlihat  pada  gambar  diatas  elektroda  berwarna kuning  ditempatkan  di  dada  bagian  kanan  atas,  elektroda berwarna  merah  ditempatkan  di  dada  kiri  bagian  atas  dan elektroda bewarna kuning ditempatkan di perut sebelah kanan.

## Rancangan Perangkat Lunak
Tahapan  selanjutnya  adalah  perancangan  perangkat  lunak. Penelitian  ini  menggunakan  Arduino  IDE  yang  berfungsi untuk  memprogram  perangkat  keras  yang  digunakan memanfaatkan  bahasa  pemrograman  c.  Arduino  IDE  ini sebagai editor program dan compiler perangkat mikrokontroler [12]. Adapun tahapan-tahapan yang dilakukan dalam  memprogram  perangkat  keras  dengan  perangkat  lunak Arduino ini adalah sebagai berikut:
a. Menambahkan library yang dibutuhkan dengan ekstensi ‘.h’
b. Menentukan bit MCU (Mikrokontroler Unit) sebagai GPIO ( General Purpose Input Output).
c. Menampilkan data hasil pembacaan sensor ke serial plotter IDE
d. Mengeset  program  saat  sinyal  dari  puncak  satu  ke puncak  selanjutnya  (Sinyal  R  ke  sinyal  R  selanjutnya) sebagai parameter BPM ( Beat Per Minute)
e. Melakukan proses POST data BPM ke server setelah proses running dan identifikasi selama 15 detik sekali f. Menentukan port NodeMCU ESP8266 pada perangkat lunak untuk melakukan proses pengunduhan program
pada MCU. Pengujian alat dilakukan dengan cara melakukan pengukuran  detak  jantung  pada  responden.  Pengukuran  detak jantung  dilakukan  pada  kondisi  normal  atau  sedang  tidak melakukan aktifitas. Pengukuran denyut jantung ini dilakukan secara  bersamaan  dengan  alat  dari  tenaga  medis.  Pengukuran ini  kembali  dilakukan  sebanyak  tiga  kali.  Data  yang didapatkan  dicatat  pada  lembaran  pengambilan  data  yang selanjutnya  akan  dianalisis  untuk  ditarik  kesimpulan  dari semua  data  yang  telah  terkumpul.  Selisih  hasil  pengukuran kedua  alat  akan  dihitung  untuk  mengetahui  kelayakan  alat yang dibangun yang dipersentasekan dalam bentuk error.
Perancangan Pengujian Alat Analisis Hasil Pengujian

## B. Populasi dan sampel
Dalam pengukuran  detak  jantung  dilakukan  pada  tubuh manusia  langsung.  Karena  itu  dibutuhkan  responden dengan  jumlah  sebanyak  5  responden.  Responden memiliki jenis kelamin yang berbeda, dan berat badan yang berbeda.

## C. Teknik Pengumpulan Data
Pengambilan data dilakukan dengan mengukur langsung detak jantung  pada  tubuh  responden.  Pengukuran  dilakukan  ketika responden dalam kondisi normal atau sedang tidak melakukan aktifitas  apapun.  Pengukuran  dilakukan  menggunakan  Alat sensor  AD832  dan  secara  bersamaan  dilakukan  oleh  secara medis.  Pengukuran  dilakukan  sebanyak  3  kali  untuk mendapatkan varian hasil pengukuran BPM. Hasil pengukuran akan  dimasukkan  kedalam  lembaran  pengambilan  data  untuk dianalisa.
Responden dalam kondisi normal Pengukuran detak Pengukuran detak jantung menggunakan jantung oleh medis
sistem yang diusulkan
Hasil BPM

## Gambar 3 Metode pengambilan data

## D. Teknik Analisa Data
Analisa  data  dilakukan  untuk  menarik  kesimpulan  dari semua  data  yang  terkumpul  dari  pengujian  yang  dilakukan kepada 5 responden.
Hasil pengukuran dari alat sensor AD8232 akan dibadingkan dengan hasil pengukuran detak jantung secara medis. Selisih hasil pengukuran  kedua  alat  akan  dihitung  untuk  mengetahui kelayakan alat yang dibangun yang dipersentasekan dalam bentuk error dengan persamaan berikut:
%           = − 100% ..................................................... (1)
Dengan p merupakan nilai BPM dari alat yang dibangun, dan m merupakan niali BPM dari pengukuran medis.

## III. Hasil dan Pembahasan
A. Hasil Pembuatan Insturmen
Gambar 7. Alat monitoring detak jantung menggunakan sensor AD8232
Instrumen  monitoring  detak  jantung  menggunakan  sensor AD8232,  komponen  yang  dipakai  meliputi  sensor  AD8232, elektroda pads, nodeMCU ESP8266, LCD 2x16, I2C, LM317, ELCO, LED, Input daya batrai 9V.
Perancangan  awal  adalah  dengan  membuat layout rangkaian  PCB  pada  proteus,  selanjutnya  layout  di  print kemudian  dicuci  menggunakan  larutan fery  clorida. Setelah membentuk jalur sesuai dengan sirkuit selanjutnya  melubangi PCB sesuai dengan komponen yang ada pada sirkuit.
Kompenen  sensor  dan  LCD  penampil  dihubungkan  pada port-port  pada  NodeMCU  ESP8266. Ground pada  sensor AD8232  dihubungkan  pada ground dari  NodeMCU,  pin  vcc 3,3 V dihubungkan ke port 3,3 V pada NodeMCU, pin output dihubungkan  pada  port  A0  NodeMCU,  pin  LO-  dihubungkan pada  port  D5  dan  pin  LO+  dihubungkan  pada  port  D6 NodeMCU.  Semua  pin  pada  LCD  dihubungkan  ke  I2C.  Pin ground pada  I2C  dihubungkan  pada  pin ground NodeMCU, pin VCC  dihubungkan  pada  3,3  V pada  NodeMCU,  pin  SCL dihubungkan  pada  port  D2  pada  NodeMCU  dan  pin  SDA dihubungkan  pada  port  D1  pada  Node  MCU.  Penambahan rangkaian  regulator  pada  rangkaian  dibutuhkan  LM317, ELCO, dan LED.
Penempatan  komponen-komponen  seperti  NodeMCU ESP8266,  sensor  AD8232, header  male ,  LED,  ELCO, dirangkai  pada  PCB  sesuai  dengan  rangakaian  yang  telah  di design kemudian  selanjutnya  untuk  mempermanenkan rangkaian komponen disolder. Selanjutnya adalah  memogram NodeMCU  ESP8266  pada softaware Arduino  IDE  sebagai editor  program  dan compiler perangkat  mikrokontroler. Adapun  tahap  tahapan  yang  digunakan  dalam  sistem pemograman  Arduino  sesuai  dengan  perancangan  perangkat lunak.

## B. Data Hasil Pengukuran Responden
Data  hasil  penelitian  dari  pengukuran  pada  penelitian  ini yang  ditunjukkan  pada  tabel  berikut.  Kode  ‘p’  menunjukkan data  hasil  pengukuran  menggunakan  sistem  atau  alat  yang diusulkan  pada  penelitian  ini,  sedangkan  kode  ‘m’ menunjukkan hasil pengukuran menggunakan alat dari medis.
merepresentasikan rata-rata pengukuran alat dan     adalah rata- rata pengukuran medis.
Tabel 2 Data Hasil Pengukuran Kode BPM (Beat Per Menit) n  Resp p m 1 2 3 o  onde n P
m  p m p m 1 A 76 76  74 72  76 72  75,3 73,3 2 B 74 74  72 72  72 72  72,6 72,6 3 C 76 76  80 80  80 84  78,6 80 4 D 76 72  76 76  72 72  74,6 73,3 5 E 72 72  72 72  72 72 72 72
Tabel 1 diatas merupakan hasil pengambilan data terhadap 5  responden.  Pengukuran  yang  didapatkan  kepada  setiap responden menunjukkan alat mampu membaca denyut jantung normal manusia yang berkisar 60-100 BPM.

## A. Analisa Data dan Evaluasi
Pada  bagian  ini  menunjukkan  hasil  analisa  data  untuk mendapatkan persentase error yang didapatkan pada penelitian ini. Hasil dari analisa data hasil pengukuran ditunjukkan pada tabel berikut:
Tabel 3. Hasil Perhitungan Persentase Error Alat
Kode Pengu Pengukuran Rata- Respo Error kuran Alat Medis rata nden x1 76 76 0% A 2,73% x2 74 72 2,7% x3 76 72 5,5% x1 74 74 0% B 0% x2 72 72 0% x3 72 72 0% x1 76 76 0% C 1,5% x2 80 80 0% x3 80 84 4,7% x1 76 72 5,5% D 1,8% x2 76 76 0% x3 72 72 0%
E x1 72
72 0% 0% x2 72 72 0% x3 72 72 0% Rata – rata eror 1,21%
Hasil  diatas  menunjukkan  persentase  error  dari  alat monitoring detakt jantung  yang diusulkan pada penelitian  ini. Rata-rata  error  seluruh  pengukuran  menunjukkan  persentase sebesar  1,21%.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  alat  yang diusulkan  layak  digunakan  untuk  pengukuran monitoring detakt jantung dalam kehidupan sehari-hari.
IV. Kesimpulan
1. Monitoring detak jantung berhasil direalisasikan pada penelitian ini.
2. Alat  atau  sistem  yang  diusulkan  mampu  membaca sinyal EKG yang direpresentasikan dalam satuan BPM menggunakan sensor AD8232.
3. Rata-rata persentase error antara pengukuran menggunakan  sistem  usulan  dengan  alat  dari  medis menunjukkan  sebesar  1,21%.  Hasil  ini  menunjukkan bahwa  tingkat  persentase  error  pada  sistem  usulan sangat kecil..
4. Pemantauan  kondisi  jantung  dapat  dilakukan  dimana saja dan kapan saja karena model penggunaan alat yang portable.
5. Pengukuran  detak  jantung  sebaiknya  dilakukan  pada posisi berbaring dan dalam keadaan tubuh yang tenang agar data pengukuran yang didapatkan konstan.
6. Penggunaan  elektroda pads hanya  dapat  digunakan sekali  pakai,  sebaiknya  dapat  menggunakan  elektroda jepit ataupun jenis elektroda lainya, yang penggunaanya berulang kali.
7. Untuk pengembang selanjutnya dapat mengembangkan alat  dengan  tampilan  yang  dapat  menampilkan  data analog dalam bentuk gelombang EKG secara langsung, baik melalui serial LCD atau pun melalui device secara praktis.

## V. Daftar Pustaka
[1] Lestari,  M.  (2015).  Penerapan  Alogaritma  Klasifikasi Nearest  Neighbor  (K-NN)  Untuk  Mendeteksi  Penyakit jantung. Faktor Exacta , 366-371.
[2] Setiawan,  B.  A.  (2018). Anonimasi  Sinyal  EKG (Elektrokardiogram)  untuk  Keamanan  Transmisi  Data pada  Sebuah  Node  Sensor. Surabaya:  Institut  Bisnis dan Informatikka STIKOM Surabaya.
[3] Arifin,  J.,  &  Nugroho,  H.  A.  (2013). Identifikasi  dan Klasifikasi  Pola  Sinyal  EKG  Berdasarkan  Sifat Keacakan  (Entropy). Yogyakarta:  Universitas  Gadjah Mada.
[4] Suryana,  Y.,  &  Aziz,  R.  (2017).  Sistem  Pemonitor Detak  Jantung  Portable  Menggunakan  Tiga  Sensor Elektroda. Jurnal  Al-Azhar  Indonesia  Seri  Sains  dan Teknologi , 14-17.
[5] Pangestu, G. (2016). Deteksi  Kelainan pada Jantung Menggunakan Citra EKG (elektrokardiogram) dengan Menggunakan Metode LVQ (Learning Vector Quantization). Malang:  Universitas  Islam  Negri Maulana Malik Ibrahim.

## [6] Kalangi,  C.  S.,  Jim,  E.  L.,  &  Joseph,  V.  F.  (2016).
Gambaran  Aritma  pada  Pasien  Penyakit  Jantung Koroner  di  RSUP  Prof.Dr.R.D  Kandou  Manado Periode  1  Januari  2015  -  31  Desember  2015. Jurnal e-Clinic .
[7] Prayogo,  I.  (2017). Sistem  Monitoring  Denyut Jantung dan  Suhu  Tubuh  sebagai  Indikator  Level Kesehatan Pasien Berbasis IOT ( Inernet Of Thing ) dengan  Metode  Fuzzy  Logic  Menggunakan  Android. Program studi  Teknik  Elektro,  Fakultas  Teknik,
Universitas Trunojoyo: Univeristas Trunojoyo.
[8] Hakim, D. A. (2017). Alat Monitoring Denyut Jantung Berbasis Mikrokontroler Interface Laptop. Surakarta: Universitas Muhammadiyah Surakarta.
[9] Anwar, T. B. (2004). Faktor Risiko Penyakit Jantung Koroner. Universitas Sumatra Utara , 1-15.
[10] Yessieanto,  I.,  Setiawidayat,  S.,  &  Effendy,  D.  U. (2018). Perancangan  Alat  Monitoring  Sinyal  Jantung Menggunakan  Arduino. conference  on  inovation  and aplication  of  science  and  technology  (CIASTECH) (hal.  601-608).  Malang:  Universitas  Widyagama Malang.
[11] Nayyar,  Anand,  and  Vikram  Puri.  "A  review  of Arduino board's,  Lilypad's  &  Arduino shields." 2016
3rd  International  Conference  on  Computing  for
Sustainable Global Development (INDIACom) . IEEE,
2016.