## PENGGUNAAN STRAIN GAUGE SEBAGAI KENDALI KURSI RODA
1 Imelda U. V. Simanjuntak, 2 Agus D. Rochendi, 3 Lukman M. Silalahi, 4 Ketty S. Salamah 1,3,4 Fakultas Teknik Elektro Universitas Mercu Buana, 2 Departemen Oseanografi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia
Jl. Meruya Selatan Kembangan Jakarta Barat 11650 DKI Jakarta
1 imelda.simanjuntak@mercubuana.ac.id, 2 agus.dendi.rochendi@lipi.go.id,
3 lukman.medriavin@mercubuana.ac.id, 4 kettysitisalamah@mercubuana.ac.id

## Abstrak
Perkembangan  teknologi  yang  cukup  pesat  mendorong  semua  proses  manual  pada zaman  sekarang  ini  menjadi  proses  otomatis.  Tidak  terkecuali  dalam  hal  alat  bantu  berjalan seperti kursi roda. Oleh karena itu, penelitian merancang alat kursi roda elektrik cukup hangat untuk  di  bahas.  Kursi  roda  elektrik  yang  pergerakannya  dikontrol  langsung  oleh  pengguna, menggabungkan  perangkat  keras  dan  perangkat  lunak.  Penelitian  ini  menggunakan  motor penggerak  yang  sepenuhnya  dikontrol  oleh  sensor  strain  gauge.  Kemudian  dipasang  dengan tombol  gerak  pada  jari  pengguna  kursi  roda  sebagai  pengontrol  utama.  Beberapa  parameter yang  digunakan  dalam  menentukan  tombol  maju,  mndur,  kiri,  kanan  dan  stop  adalah  nilai sensitivitas,  linearitas,  respon  time,  dan  kalibrasi  yang  sesuai  referensi  ideal  sensor.  Hasil penelitian  ini  memberikan  nilai  hambatan  rata  –  rata  rentang  344.65  -  354.65  (ohm), Sensitivitas tegangan sebesar 0.0612 - 0.0617 (volt), sensitivitas tegangan terhadap indek tekuk dengan grafik yang linear, dan respon time tiap 1 (satu) detik didapatkan rata-rata perubahan voltase dari -0.0054 sampai dengan 0.3574 volt. Dan hasil ini merupakan nilai yang baik dalam rentang  referensi  sensor  ideal.  Sehingga  dapat  selanjutnya  digunakan  untuk  nilai  pemetaan jari-jari  yang  digunakan  untuk  mengontrol  arah  pada  program  mikrokontroler  kursi  roda dielektriknya.
Kata Kunci : kontrol, respon time, sensor, sensitivitas, strain gauge

## Abstract
The  rapid  development  of  technology  has  pushed  all  manual  processes  in  today's  era into  automated  processes.  No  exception  in  terms  of  walking  aids  such  as  wheelchairs. Therefore,  research  on  the  design  of  electric  wheelchairs  is  hot  enough  to  be  discussed.  An electric wheelchair whose movement is controlled directly by the user, combining hardware and software.  This  study  uses  a  motor  that  is  fully  controlled  by  a  strain  gauge  sensor.  Then  it  is installed with the motion button on the wheelchair user's finger as the main controller. Some of the  parameters  used  in  determining  the  forward,  backward,  left,  right  and  stop  buttons  are sensitivity,  linearity,  response  time,  and  calibration  values  according  to  the  ideal  sensor reference.  The  results  of  this  study  provide  an  average  resistance  value  of  344.65  -  354.65 (ohms),  stress  sensitivity  of  0.0612  -  0.0617  (volts),  stress  sensitivity  to  bending  index  with  a linear  graph,  and  response  time  every  1  (  one)  second  obtained  the  average  voltage  change from -0.0054 to 0.3574 volts. And this result is a good value in the ideal sensor reference range. So that it can then be used for mapping the radius value which is used to control the direction of the dielectric wheelchair microcontroller program.
Keywords : control, response time, sensitivity, sensor, strain gauge

## PENDAHULUAN
Pasien  penyakit  lumpuh  membutuhkan kursi  roda  untuk  memudahkan  aktivitas sehari-hari.  Selama  ini  pengunaan  kursi  roda dengan  proses  manual  belum  menjadi  solusi terutama  pada  orang  lumpuh  pada  kondisi berat.  Menurut  Pradita  dkk.  (2018)  bahwa sektor kesehatan merupakan salah satu dari 10 (sepuluh)  prioritas  nasional.  Inpres  No.  6 tahun  2016.  Tercatat  kursi  roda  yang  beredar didominasi  oleh  produk  import  dari  China. Sampai bulan November 2018  teridentifikasi 9.935  standar  dalam  semua  sektor,  189  SNI terkait  alat  kesehatan.  Namun  tidak  ada  yang diberlakukan secara wajib. Salah satunya SNI 09-4663-1998  tentang  kursi  roda  yang  telah berusia  20  tahun  tanpa  ada  pembaruan[1]. Oleh  karena  itu,  teknologi  sensor  ikut  me- ramaikan  pengembangan  penelitian  kontrol kursi roda otomatis pada jari tangan  manusia. Dengan cara menggerakan salah satu anggota badan  (tangan)  dipasang  sensor  strain  gauge dan  di  sambungkan  dengan  mekanik  motor elektrik yang terdapat kursi roda.
Strain gauge adalah pita tipis konduktor  yang  akan  naik  tahanan  listriknya bila  meregang  (positive  strain/  tension  stress) dan  turun  bila  mengerut  (negative  strain/ compressive  stress)[2].  Strain  gauge  adalah sensor  strain  yang  mengubah  regangan  men- jadi  hambatan  kemudian  dengan  rangkaian Jembatan  Wheatstone  dikonversi  menjadi Tegangan  namun  karena  tegangan  yang dihasilkan  sangatlah  kecil  (skala  mili  Volt)
dibutuhkan  rangkaian  Penguat  sehingga sensor  starin  gauge  dapat  menjadi  actuator. Untuk  mendukung  pembaharuan  produk  dalam negeri dengan harga terjangkau, penelitian ini merancang kursi roda elektrik dengan kontrol gerakan  tubuh  menggunakan  strain  gauge. Sensor tubuh ditemukan memiliki fungsi yang sangat  baik  dalam  membantu  postur  dan rehabilitasi pengguna[3].
Beberapa  penelitian  serupa  juga  di- lakukan  oleha  Naresh  dkk.  (2019)  mendesain kursi  roda  bentuk joystick kecil,  dan menguraikan  gerakan  untuk  roda  bergerak  ke arah  yang  diinginkan[4].  Akan  tetapi  me- miliki  kelemahan  untuk  penderita  yang  tidak memiliki  tenaga  kuat  dalam  menggerakkan joystick .  Kemudian  Mohammad  U.  dkk.
(2015)  mendesain  kendali  kursi  roda  dengan gerakan  mata  yang  terdeteksi  oleh  kamera, kemudian  ditangkap  oleh  sinyal  yang  disebut sinyal  electro  oculo  graphic  (EOG).  Sinyal EOG  diproses  dan  dihubungkan  dengan mikrokontoller secara seri untuk mengendalikan gerakan  kursi  roda.  Komunikasi  serial  antara matlab  scropt  dan  mikrokontroler  dilakukan melalui port rs232. LCD dapat ditempatkan di papan  sirkuit  untuk  menampilkan  respone gerak sesuai dengan gerakan retina[5].
Akmeliawati R. dkk. (2011) mendesain kontrol  kursi  roda  mengunakan  sarung  tangan. Mikrokontroler  arduino  yang  dihubungkan secara seri dengan rangkaian sensor ke setiap jari pada sarung tangan sebagai kendali gerak yang  terhubung  ke  langsung  rangkaian pengerak roda di bawah kursi[6].
Gambar 1. Research road map
Berdasarkan  penjelasan  singkat  be- berapa penelitian serupa di atas, penelitian ini juga  menawarkan  pengendali  roda  meng- gunakan  sensor strain  gauge sebagai  pilihan baru untuk menggerakkan jari tangan pengguna  kursi  untuk  mengendalikan  operasi gerak  ke  depan,  belakang,  kiri,  kanan  dan diam/rem melalui pengukuran nilai hambatan, respon  time  minimum,  sensititivitas,  dan linaritas  untuk  setiap  sensornya.  Sehingga pengguna  kursi  roda  tidak  membutuhkan waktu dan tenaga yang lama untuk flesibilitas geraknya.  Dengan  sensor  tersebut  diharapkan lebih  efisien,  sehingga  tidak  banyak  komponen yang  dipakai  dan  mudah  dalam  penggunaan perancangannya.

## METODE PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  dalam  penyelesaian penelitian ini adalah :
a. Studi Literatur
Tahap  pertama  dilakukan  studi  literatur dengan  mencari  referensi  yang  relevan dengan objek penelitian dari sumber informasi  yaitu  buku,  hasil  penelitian  atau
jurnal,  catatan  data  dan  sumber-sumber informasi lainnya.
b. Observasi
Tahap dilakukan teknik pengumpulan  sumber data  primer  dan  data  sekunder  yang  berupa angka,  tulisan,  gambar  atau  grafik  melalui pengamatan,  kajian  pustaka  dan  ditunjang melalui  sumber-sumber  lain  dari  internet terhadap obyek penelitian yang berkompeten. c. Studi Pustaka
Penentuaan  parameter,  metode  dan  teori pendukung,  dan  teknik  pengukuran  yang diperoleh  dari  buku,  ebook,  paper,  maupun data online di internet.
d. Diskusi
Dilakukan  juga  diskusi  dengan  partner peneliti  yang  berkompeten  penelitiannya  di bidang  sensor  mengenai  pemecahan  masalah atau solusi, kajian teori penunjang, pengukuran,  implementasi  perancangan  dan perbaikannya. e. Perancangan
Selanjutnya tahap perancangan dengan mendesain  blok  diagram  kontrol  strain  gauge dengan  integrasi  jembatan  wheatstone,  op- amp dan alat pengukuran tekuknya.
f. Tahap Pengukuran, analisa dan Kesimpulan
Tahap akhirnya adalah dilakukan pengukuran respon  hambatan  tiap  strain  gauge  setelah  di integrasikan dengan jembatan wheatstone dan op-amp.  Analisa  dan  kesimpulan  dilakukan melalui  pengukuran  sensitivitas,  kualitas  dan reliabilitas  jaringan,  serta  unjuk  kerja  sistem secara keseluruhan.
Diagram alir metode penelitian ini
adalah secara berutut tertuang pada gambar 2 (dua) dibawah ini.
Pada  Gambar  2  ditunjukkan  diagram alir sistem yang menjelaskan metode penelitian  tentang  alur  kerja  kontrol  sensor gerak  yang  akan  di  petakan  di  program mikrokontollernya.  Sensor  kendali  membaca tekanan  yang  masuk  ke  setiap strain  gauge sebagai  perintah  untuk  kendali  geraknya.
mulai Pendahuluan Data Primer 1.Studi Literatur 2. Observasi Desain dan Spesifikasi Desain Awal Simulasi Hasil Pabrikasi Analisa dan Pengukuran kesimpulan selesai Tidak Ya
Gambar 2. Diagram alir penelitian

## Diagram Blok Kontrol
Hasil  nilai  sensor  sangat  kecil sehingga  diperlukan  penguat  yaitu  modul  op- amp  HX711.  Defenisi  HX711  adalah  modul timbangan dengan mengkonversi nilai perubahan yang terukur dari hambatan ke dalam besaran tegangan[7] . Kemudian  diproses  disesuai dengan  pengelompokan  motornya  ke  roda. Melalui  perubahan  hambatan  pada  setiap strain gauge pada saat tertekan menjadi acuan untuk membuat kendali gerak kursi roda.
Perangkat  keras  yang  terdapat  pada Gambar 3 adalah strain gauge dengan formasi jembatan  wheatstone.  Diintegrasikan  dengan Op-amp strain gauge HX711 sebagai penguat agar  keluaran  nilai  hambatan  yang  dikeluarkan dapat terbaca di alat ukur. Hal ini karena hasil
keluaran hambatan dari strain gauge sangatlah kecil. Berikut penjelasan komponen perangkat keras yang digunakan, yaitu : 1) BF350 Pressure Sensor Timbangan
Resistance Strain  Gauge High  Precision yang  ditunjukkan  pada  Gambar  4  adalah komponen elektronika yang dipakai untuk mengukur  tekanan (deformasi atau  strain). Perubahan  tahanan  listrik  yang  terjadi akibat  perbedaan  tekanan  dimasukkan  ke dalam rangkaian Jembatan Wheatstone[8]. Sensor  ini  biasa  digunakan  di  timbangan kecil  /  timbangan  emas.  Bisa  sistem single cell (misal dengan op amp LM358) atau  sistem  Full  Bridge  dengan  op-amp HX711.  Untuk  formasi  full  bridge  di butuhkan minimal 4 (empat) buah.
Gambar 3. Blok diagram komponen kendali gerak strain gauge
Gambar 4. strain gauge BF350
2) Strain Gauge Bending Sensor Module Y3 Weighing Amplifier Module VER 2 yang ditunjukkan pada Gambar 5 adalah modul driver untuk om-amp HX711.
3) HX711  Dual-Channel  Weighing  Sensor
Dedicated  AD  Module  AI99  yang ditunjukkan  Gambar  6  adalah  modul timbangan,  yang  memiliki  prinsip  kerja
mengkonversi  perubahan  yang  terukur dalam  perubahan  resistansi  dan  meng- konversinya ke dalam besaran tegangan.

## Desain Diagram Skematik
Perancangan merupakan rangkaian kegiatan  untuk  menciptakan  prototype  yang akan dirancang.
Gambar 5. modul driver strain gauge
Gambar 6. Op-amp strain gauge HX711
Gambar 7. Diagram skematik perancangan
Diagram  skematik  pada  Gambar  7 diatas  berisikan  4  (empat)  buah  strain  gauge dalam  formasi  jembatan  wheatstone  yang  di integrakasikan  dengan  modul  op-amp  dan modul  drivernya.  Dalam  pemakaian  praktis, perubahan  resistansi  strain  gauge  jarang diukur,  namun  lebih  kepada  pengukuran  efek perubahannya  pada  besaran  fisik  yang  ingin diukur. Prinsip kerja pengukuran gaya seperti di  atas  dapat  diukur  dengan  memakai jembatan  Wheatstone[9].  Jika  rangkaian jembatan Wheatstone diberi beban, maka nilai R  pada  rangkaian  akan  berubah  tidak  dalam kondisi  yang  seimbang  dan  membuat  beda potensial[10]. Kemudian dihubungkan dengan modul  HX711.  Prinsip  kerja  dari  HX711 adalah  mengkonversi perubahan yang terukur dalam  perubahan  resistansi  dan  meng- konversinya  ke  dalam  besaran  tegangan melalui  rangkaian  yang  ada.  Strain  gauge memerlukan  arus  atau  tegangan  eksitasi  dan rentan  terhadap  suhu  drift,  regangan,  dan aksial  regangan  lentur,  hal  ini  dapat memberikan  pembacaan  palsu  jika  tanpa menggunakan tambahan strain gauge resistif[11].

## Tahap pengukuran strain gauge
Sesuai  teori  Sharon  and  William (1982)  bahwa  karakteristik  sensor  yang  baik adalah  yang  memiliki  sensitivitas,  linearitas, respon  time,  dan  kalibrasi  yang  sesuai referensi. Oleh karena itu, tahap paramater uji yang  dilakukan  adalah  untuk  mencari  nilai
hambatan  (R)  di  setiap strain  gauge dalam  3 kali pengambilan data.
Tahap 1 : Pengambilan data nilai hambatan strain gaug e.
Tahap 2 : Pengambilan data nilai
sensivitas strain gaug e.
Masing-masing  percobaan  di lakukan  sebanyak  100  x percobaan  dengan  perubahan indeks  tekuk  sebesar  0,01
mm Tahap 3 : Pengukuran sensitifitas sensor  dimaksudkan  untuk mendapatkan  nilai  optimal dari  sensing  sensor  terhadap obyek.  Hasil  sensitivitasnya apakah  menunjukkan  grafik linearitas atau tidak[12].
Tahap 4 :
Pengambilan data nilai
respon  time setiap  1  detik  terhadap  voltase yang dihasilkan
Kesemua  pengukuran  di  atas  di- gunakan  sebagai  bahan  analisa  uji  kelayakan bahwa  dengan  komponen  sederhana  dan terjangkau,  teknologi  ini  bisa  digunakan untuk  teknologi  serupa  untuk  kebutuhan otomasi  kendali  gerak  kursi  roda  meng- gunakan  strain  gauge.  Adapun  skenario pengukurannya  ialah  melihat  besaran  voltase yang  dihasilkan  sesuai  perubahan    indeks tekuk  yang  di  lakukan  untuk  memastikan bahwa  telah  berjalan  sesuai  dengan  yang diinginkan.

## Pengukuran Strain Gauge full bridge
Pengukuran  strain  gauge  untuk  ke empat  parameter  yang  diuji  seperti  pada Gambar 8 adalah sebagai berikut:
Pada  Gambar  9,  kemudian  diletakkan di  pcb  pengukuran  yang  terhubung  ke  jarum display hasil pengukuran dan alat uji tekuk
strain gauge.
Setelah  mendapat  respon  tekuk  di dapatkan  dan  nilainya  yang  kecil  di  berikan penguatan  agar  nilai  yang  muncul  di  layar pengukuran  berupa  jarum  bisa  bergerak  dan terbaca  nilainya  (Gambar  10),  sebagai berikut:
Gambar 8. Strain gauge dihubungkan dengan modul hx711 dengan prinsip jembatan wheatsone
Gambar 9. Input berubah respon tekuk yang diberikan pada strain gauge, kemudian diukur pada alat tekuk
Gambar 10. Hasil pengukuran terlihat pada jarum ukur di atas
Pada  Gambar  8,9,dan  10  di  atas  ter- lihat  proses  pengukuran  strain  gauge  dengan prinsip  jembatan  wheatsone,  pengukuran yang di lakukan terhadap ke lima strain gauge untuk  mendapatkan  nilai  respon  pada  4 (empat)  parameter  yaitu  nilai  hambatan, sensitivitas,  linearitas  dan  respon  time  rata- rata.  Pengukuran  sebanyak  dilakukan  100 (seratus)  kali,  untuk  men-dapatkan  rata-rata yang bisa dikatakan mewakili.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Pengukuran  Hambatan  Setiap  Strain
Gauge
Pengukuran perubahan hambatan yang dihasilkan sangat kecil. Oleh karena itu, untuk  pengukuran  strain  sebuah  jembatan wheatsone  untuk  mengkonversi  perubahan impedansi  menjadi  perubahan  tegangan, terutama  untuk  fraksi  perubahan  yang  kecil. Keluarannya  dapat  dibuat  berubah  di  sekitar
nol,  sehingga  penguatan  dapat  digunakan untuk  memperbesar  level  sinyal  (guna meningkatkan sensitivitas terhadap perubahan impedansi).
Hambatan  yang  terjadi  berbanding lurus  dengan  regangan  induksi  beban.  Gaya yang  dihasilkan  pada  tahap  uji  menunjukkan fakta  bahwasanya  resistansi  dari  perubahan yang  terjadi  pada  kawat  logam  strain  gauge berfungsi  untuk  menunjukkan  nilai  tegangan apakah  meningkat  menurun  dengan  adanya gaya. Sehingga setiap strain gauge nya bisa di pisahkan berdasarkan hambatan yang menjadi ciri khas nya untuk membedakan nilai kendali kiri, kanan, atas, bawah dan rem (berhenti).
Dari  grafik  hasil  pengukuran  yang  ter- lihat pada Gambar 11 di dapatkan nilai radius tekuk  dari  -1  (minus  satu)  sampai  dengan  1 (positif  satu)  dengan  dan  nilai  hambatan  ter- ukur dari 344.65 - 354.65 (ohm). Dari kelima strain  gauge,  di  dapatkan  hasil  pengukuran hambatan rata –rata dengan sebagai berikut.
Gambar 11. Grafik hasil pengukuran hambatan pada strain gauge
Tabel 1. Pengukuran hambatan berdasarkan radius tekuk Radius Press Resistor (Ohm) -1 344.65 -0.8 345.65 -0.6 346.65 -0.4 347.65 -0.2 348.65 0 349,65 0.2 350.65 0.4 351.65 0.6 352.65 0.8 353.65 1 354.65
Berdasarkan  hasil  pengkuran  di  atas di  dapatkan  rata-rata  hambatan  dari  344,65 sampai  354,65  ohm  yang  selanjutnya  dijadikan parameter  penentukan  gerak  gaya  yang  di inginkan  untuk  kelima  strain  gauge.yang  di ukur pada pemrograman kalibrasinya.

## Pengukuran Sensitivitas
Penelitian  tegangan  dengan  metode  Strain gage  dilakukan  Asep  Saefurrohman  (2007) pada  plat  dimana  sensitivitas  tegangan tergantung  letak  beban,  Erinofiardi  (2007)  . Menguji koefisien gesek material rem dengan strain gage serta Abdullah M (2010)  menguji tegangan  pada  batang  selindris  menggunakan strain gage Rossette Delta[13].
Dengan  teori  pendukung  diatas, pengukuran  sensitivitas  tegangan  pada  strain gauge menunjukkan posisi beban, oleh karena itu  pengukuran  selanjutnya  adalah  menguji sensitivitas  tegangannya  pada  radius  tekuk. Hasil  pengukuran  sensitivitas  terhadap  radius tekuk  yang  terlihat  pada  gambar  12  dibawah ini,  yang  menunjukkan  bahwa  semakin  besar
radius  tekuk  atau  input  tekanan  pada  strain gauge  juga  semakin  sensitif.  Sehingga  dari nilai-nilai  yang  di  hasilkan  kita  bisa menyimpulkan  bahwa  sesitivitasnya  bekerja dengan  tegangan  sebesar  0.0612  -  0.0617 (volt). Dengan raduis tekuk sebesar -1 sampai dengan 1.
Grafik pada Gambar 12 menunjukkan bahwa  dengan  bertambahnya  voltase  atau bertambahnya  gaya  tekan  pada  radius  tekuk memberikan rekaman nilai tegangan keluaran jembatan  Weatstone  yang  juga  bertambah besar  tingkat  konfiden  sebesar  R²  =  0,9995 hal  ini  berarti  keyakinan  terhadap  persamaan tersebut  sebesar  0,9995  %  atau  dengan  kata lain tingkat kesalahan dari persamaan tersebut adalah  hanya  sebesar  0,05  %  saja.  Grafik diatas  juga  menunjukan  bahwa  tingkat sensitifitas pembacaan dari peralatan pengukuran  tegangan  terhadap  radius  tekuk strain  gauge  cukup  besar  yaitu  sebesar  0,01 V/mm.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  setiap radius  tekuk  0,01  mm  perubahan  tegangan sebesar  0,0612  V.  Apabila  dari  hasil
pengukuran  diketahui  tegangan  keluaran sensor  naik  untuk  setiap  0.001V/mm,  maka sensor telah bekerja dengan baik[14].
Selanjutnya,  data  inilah  yang  akan dimasukkan ke dalam program sebagai kalibrasi untuk  mengukur tegangan  eksperimental  dalam perancangan  peralatan  pengukur  tegangan untuk menunjukkan bahwa tingkat sensitifitas strain  gauge  untuk  setiap  perubahan  voltase keluaran jembatan Wheatstone sebesar.
Pada  Tabel  2  di  dapatkan  hasil perubahan  dari  sentifitas  tegangan  dengan percobaan 1-20 dan indeks tekuk 0 – 0,9 mm
didapatkan  besaran  tegangans  sebesar  0,0612 volt.  Percobaan  selanjutnya  dengan  indeks tekuk  0,2  –  0,39  mm  dan  besaran  tegangan 0,0613  volt.  Percobaan  41-60  dengan  indeks tekuk  sebesar  0,4  –  0,59  mm  didapatkan tegangan  sebesar  0,0615  volt.  Percobaan  61- 70  dengan  indeks  tekuk  0.6  –  0.69  mm besaran  tegangan  0,0616  volt.  Terkahir percobaan  ke  71-100  dengan  indeks  tekuk 0,7-1  mm  didapatkan  besaran  tegangan sebesar  0,0617  volt.  Hasil  sensitivitas  pada percobaan  di  atas  menunjukkan  hasil  yang cukup linier (bagus).
Gambar 12. Sensitivitas tegangan  terhadap radius tekuk strain gauge
Tabel 2. Sensitivitas tegangan terhadap radius tekuk strain gauge
No Indeks Tekuk Tegangan (Volt) 1 – 20 0-0.19 0.0612 21 – 40 0.2-0.39 0.0613 41 – 60 0.4-0.59 0.0615 61 – 70 0.6-0.69 0.0616 71 - 100 0.7-01 0.0617

## Pengukuran Linearitas
Sensitivitas  menunjukan  seberapa jauh kepekaan sensor terhadap kuantitas yang diukur  dengan  “satu  volt  per  derajat”,  yang berarti  perubahan  indeks  tekuk  satu  mm (milimeter) pada masukan akan menghasilkan perubahan  beda  potensial  beberapa  volt  pada keluarannya.  Apabila  tanggapannya  linier, maka  sensitivitasnya  juga  akan  sama  untuk jangkauan pengukuran keseluruhan.
Linearitas dalam hal ini dimaksudkan hubungan antara besaran input yang dideteksi menghasilkan besaran output dengan hubungan berbanding  lurus  dan  dapat  digambarkan secara  grafik  membentuk  garis  lurus.  Biasa- nya  dapat  diketahui  secara  tepat  bagaimana perubahan  keluaran  dibandingkan  dengan masukannya  berupa  sebuah  grafik.  Oleh karena  itu  pada  pengukuran  ketiga  yaitu linearitas.  Didapatkan  kan  nilai  sensitifitas antara  indeks  tekuk  dan  besaran  voltase  yang keluar  dari  strain  gauge  yang  diberi  beban.
Pada Gambar 13 berikut ditunjukkan lineritas hasil pengukurannya.
Semakin  linearitas  respon  strain gauge,  maka  penggunanya  tidak  mem- butuhkan  tenaga  yang  lebih  besar  untuk memberikan  perintah  kecepatan  pada  setiap strain  gauge  nya,  apabila  ingin  mempercepat jalannya kendali roda.

## Pengukuran Respon Time
Persyaratan  yang  sering  digunakan untuk  menguji  kelayakan  system  strain  gage untuk  aplikasi  tertentu  dimana  konstanta kalibrasi strain gage harus stabil, artinya tidak berubah terhadap waktu dan faktor lingkungan lain. Ketelitian pengukuran voltase  strain  gage  harus  cukup  cepat  untuk bisa  mengindera  indeks  tekuk  dan  voltase yang  dibutuhkan.      Sistem  strain  gage  harus mudah dipasang dan dioperasikan.
Pada  pengukuran  parameter  “respon time” strain gage dapat dilihat pad Gambar 14 di bawah ini:
Gambar 13. Sensitivitas tegangan terhadap radius tekuk strain gauge
Gambar 14. Grafik respon time tegangan terhadap radius tekuk strain gauge
Pengukuran  pertama  kali  di  lakukan pada  jam  12:03:32  AM  sampai  dengan 12:14:10  AM  dengan  banyaknya  percobaan sebanyak  1082  dengan  perubahan  waktu  se- besar  1  detik,  didapatkan  rata-rata  perubahan voltas  dari  -0.0054  sampai  dengan  0.3574 volt.  Karena  data  pengukuran  begitu  banyak, secara  garis  besar  dapat  kita  lihat  pada gambar  14  rata-rata  respon  time  berada  si 0.05  volt.  Pada  menit  ke  11  (sebelas)  dan  14 (empat belas) terdapat perbedaan  nilai respon time  yang  signifikan  dibandingkan  yang lainnya,  bisa  di”ignore”  sebagai  kecacatan pada  saat  pengukuran.  Jadi  setiap  1  detik  di set  sebagai  respon  time  minimum  untuk mencapi nilai 0,05 volt.

## Analisis
Sesuai  dengan  judul  penelitian  ini yaitu  penggunaan  strain  gauge  pada  aplikasi pengendali kursi roda, maka percobaan hanya sampai pada nilai kalibrasi yang bisa disetting pada sistem pemrograman selanjutnya. Angka-angka  hasil  pengukuran  yang  se- lanjutnya  diolah  pada  sistem  mikrokontroler
untuk  digunakan  sebagai  parameter  kendali gerak roda pada kursi roda.
Strain gauge pada rangkaian Jembatan  Wheatstone  dikonversi  menjadi tegangan  namun  karena  tegangan  yang dihasilkan  sangatlah  kecil  (skala  mili  Volt) dibutuhkan  rangkaian  Penguat  sehingga sensor  starin  gauge  dapat  menjadi  actuator. Penguatan berkurang karena terkena pengaruh dari  ketidak  idealan  op-amp.  Perhitungan berbeda  dengan  hasil  pengukuran  disebabkan karena  toleransi  resistor  dan  perubahan  nilai resistor  karena  pengaruh  panas  pada  saat disolder.  Untuk  memperoleh  tegangan  output 5V  maka  diperlukan  penguatan  sebesar  877 kali. Kemudian untuk dilakukan uji parameter yaitu besaran hambatan, sensitivitas, linearitas dan  respon  time  pengaruh  beban  atau  indeks tekuk  terhadap  keluanran  voltasenya.  Dengan indeks  tekuk  dari  -1  (minus  satu)  sampai dengan  1  (positif  satu)  dengan  perubahan sebesar 0,01 mm.
Pada pengukuran  pertama  didapatkan hasil  nilai  hambatan  terukur  dari  344.65  - 354.65  (ohm).  Hal  ini  berarti  hambatan
minimum  sebesar  dari  344.65  ohm  dan maksimum  354.65  ohm  berbanding  lurus dengan  regangan  induksi  beban  gaya.  Gaya yang dihasilkan berfungsi untuk menunjukkan nilai  tegangannya  yang  bisa  di  pisahkan  atau di kuantisasi untuk membedakan nilai kendali kiri,  kanan,  atas,  bawah  dan  rem  (berhenti) pada syntax pemrograman di mikro- kontrolernya.
Selanjutnya  pengukuran  sensitivitas yang  bertujuan  untuk  menunjukan  seberapa jauh kepekaan sensor terhadap kuantitas yang diukur,  semakin  tinggi  sensitivitas  maka semakin  bagus  kepekaannya  terhadap  respon beban/gayanya  yang  di  berikan  oleh  peng- guna.  Hasil  pengukuran  sensitivitas  terhadap radius  tekuk  yang  terlihat  pada  gambar  12 diatas  menunjukkan  bahwa  semakin  besar radius  tekuk  atau  input  tekanan  pada  strain gauge juga semakin sensitif. Besar sensitivitas rata-rata  pada  strain  gauge  yaitu  pada tegangan  0.0612  -  0.0617  (volt).  Hasilnya bagus  sesuai  dengan  yang  diharapkan. Pengukuran  sensitivitas  ini  dilakukan  dengan perubahan  indeks  tekuk  sebesar  0,01  mm sebanyak 100 (seratus) kali percobaan.
Linearitas  adalah  hubungan  antara besaran  input  yang  dideteksi  menghasilkan besaran  output  dengan  hubungan  berbanding lurus  dan  dapat  digambarkan  secara  grafik membentuk  garis  lurus.  Besar  sensitivitas rata-rata  pada  strain  gauge  yaitu  pada tegangan  0.0612  -  0.0617  (volt)  pada  indeks tekuk  sebesar  -1  sampai  dengan  1  dengan perubahan indeks tekuk sebesar 0,01
sebanyak  100  (seratus)  kali  percobaan  di daptkan grafik yang linear.
Tanggapan  waktu  (respon  time)  pada sensor menunjukkan seberapa cepat tanggapan- nya  terhadap  perubahan  masukan.  Pada percobaan  keempat  dilakukan  pengukuran respon  time  dan  keluaran  voltasenya.  Pada jam  12:03:32  AM  sampai  dengan  12:14:10 AM  dengan  banyaknya  percobaan  sebanyak 1082  dengan  perubahan  waktu  sebesar  1 detik,  didapatkan  rata-rata  perubahan  voltase dari  -0.0054  sampai  dengan  0.3574  volt. Secara  garis  besar  dapat  kita  lihat  pada gambar  14  rata-rata  respon  time  berada  si 0.05  volt.  Pada  menit  ke  11  (sebelas)  dan  14 (empat belas) terdapat perbedaan  nilai respon time  yang  signifikan  dibandingkan  yang lainnya,  bisa  di”ignore”  sebagai  kecacatan pada  saat  pengukuran.  Jadi  setiap  1  detik  di set  sebagai  respon  time  minimum  untuk mencapi  nilai  0,05  volt.  Analisa  sementara, hasil  pengukuran  keempat  paramater,  cukup memberikan  nilai  yang  bagus  untuk  di persiapkan  selanjutnya  dalam  pemrograman kontrol kendali kursi roda.

## SIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  hasil  pengukuran  indeks tekuk  dari  -1  (minus  satu)  sampai  dengan  1 (positif  satu)  dengan  perubahan  sebesar  0,01 dengan percobaan sebanyak 100 (seratus) kali percobaan didapatkan kesimpulan nilai hambatan  rata  – rata rentang  344.65  -  354.65 (ohm), Sensitivitas tegangan sebesar 0.0612  -
0.0617  (volt).    Nilai  sensitivitas  tegangan terhadap  indek  tekuk  dengan  grafik  yang linear.  Dengan  nilai  linear  menunjukkan bahwa  strain  gauge  yang  di  gunakan  sudah cukup memberikan hasil yang bagus, sehingga  tidak  macet  saat  digunakan.  Nilai respon  time  tiap  1  (satu)  detik  didapatkan rata-rata  perubahan  voltase  dari  -0.0054 sampai dengan 0.3574 volt.
Berdasarkan  hasil  pengukuran  strain gauge  pada  percobaan  yang  telah  di  lakukan diatas,  dapat  disimpulkan  bahwa  prototype yang  telah  dirancang  dapat  diaplikasikan  dan memberik  nilai  yang  baik  dalam  rentang referensi  ideal  sensor.  Selanjutnya  dipetakan dalam  program  mikrokontoller  (perangkat lunak)  yang  akan  dikonversi  ke  fungsi  arah kontrol  kursi  roda  dielektrik  sebagai  aplikasi kontrol  jari  pada  pengguna  kursi  roda  itu sendiri.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] M.  Ayundyahrini,  F.  Fahma,  W.
Soetopo,  and  E.  Pujiyanto,  “ Analisis Kebutuhan  Teknis  Stakeholder  Pada Produk Kursi Roda Manual Menggunakan Zachman Framework, ” 2018, doi: 10.23917/jiti.v18i1.7771.
[2] F. A. Rahman, J. R. Simanjuntak, dan E.  Simanjuntak,  “ Sistem  Otomatisasi
Pengisian  Beras  dan  Air  pada Penanak  Nasi  Berbasis  Internet  of
Things ,”  J.  EECCIS,  vol.  14,  no.  2,
hal. 68–72, 2020. [3] M. H. Iqbal, A. Aydin, O.
Brunckhorst,  P.  Dasgupta,  and  K. Ahmed,  “ A  review  of  wearable technology in medicine ,” vol. 109, no.
10, pp. 372–380, 2016, doi:
10.1177/0141076816663560.
[4] S.  Naresh,  R.  Arunkumar,  I.  Suriya, and  T.  Vinodh,“ Design  Of  Powered Wheelchair  For  A  Differently  Abled Person ,”  Proceeding  of  International Conference  on  Systems  Computation Automation  and  Networking  2019 IEEE  Int.  Conf.  Syst.  Comput. Autom. Netw., pp. 1–13, 2019.
[5] U.  Mohammad,  “ Design  of  a  Lo  ow cost  DIY  moving  whe  eel  chair  using ATmega1  1284P  based  on  Retina movement  m  for  the  Perso  ons disabled  with  Quadrip ,”  pp.  3–6,
2015.
[6] R.  Akmeliawati,  F.  S.  B.  Tis,  and  U. J. Wani, “ Design and Development of a  Hand-glove  Controlled  Wheel Chair ,” no. May, pp. 17–19, 2011.
[7] P.  M.  N.  Manege,  E.  K.  Allo,  dan  J. T.  Elektro-ft,  “ Rancang  Bangun Timbangan Digital Dengan Kapasitas 20Kg Berbasis Microcontroller ,”  vol.  6,  no.  1,  hal.
57–62, 2017.
[8] R. H. Hendaryati, T. Sewoyo,  dan  A. Malik, “Design of Stress Measurement  System  using  Arduino
Uno  Microcontroller,”  hal.  9–10,
2019. [9] D. N. Bagenda, “Timbangan menggunakan Strain Gauge Rangkaian
Full  Bridge  dengan  IC  HX711,” J. Komput. BISNIS - LPKIA , vol. 11, no.
1, hal. 1–7, 2018.
[10] J.  R.  Ferry  Oliver  Sinaga,  Khairul Amdani,  “EINSTEIN  (e-Journal),”
EINSTEIN  (e-Journal) ,  hal.  15–21,
2019.
[11] R. Syam, Dasar Dasar Teknik Sensor .
Makassar:  Fakultas  Teknik  Mesin
Universitas Hasanuddin, 2013.
[12] A.  Saputra,  A.  Wahyu,  and  F.
Rahman,  “ Sistem  Koreksi  Otomatis
Pada Mesin Packaging Dengan
Pengendali  Plc ”,  ISSN :  2086  ‐  9479 Jurnal Teknologi  Elektro  ,  Universitas
Mercu  Buana,”  vol.  8,  no.  1,  pp.  54–
57, 2017.
[13] J.  T.  Mesin,  F.  Teknik,  and  U. Tadulako, “ Penggunaan Strain Ga Ge (  Load  Cell  )  Untuk  Analisa ,”  vol.  2,
no. 1, pp. 138–146, 2011.
[14] Gunardhi,Y. “Jurnal Teknologi
Elektro,  Universitas  Mercu  ISSN :
2086  ‐  9479  “ Perancangan  Kontrol Otomatis  Temperatur  Rumah  Kaca Berbasis  Mikrokontroller  At89s51 ,” vol.  4,  no.  3,  pp.  122–130,  2013.