TEKNIK, 40 (3), 2019, 176-183
doi: 10.14710/teknik.v40n3.25119             Copyright © 2019, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Rancang Bangun Alat Terapi Lengan Continous Passive Motion (CPM) dengan Control Electromyograph (EMG) Untuk Pasien

## Pasca Operasi dan Stroke
Fajar Setiono * , Faqih Rofii, Sabar Setiawidayat
Jurusan Teknik Elektro, Universitas Widyagama Malang, Kampus III, Jl. Taman Borobudur Indah No. 3 Malang, Indonesia 65142

## Abstrak
Peralatan kesehatan bidang fisiotherapy mengalami banyak perkembangan, diantaranya untuk pemulihan pasien  pasca  operasi  patah  tulang  dan  stroke.  Pasien  membutuhkan  alat  bantu  perangkat  Continous Passive Motion (CPM) untuk gerakan pasif terus menerus yang berfungsi melatih kinerja lengan dan kaki untuk  pemulihan  kekakuan  gerakan.  Perangkat  CPM  yang  ada  masih  menggunakan  sistem  analog  dan tidak ada sistem monitoring kondisi pasien. Penelitian ini menggabungkan perangkat Continuous Passive Motion (CPM) lengan dengan Control Electromyograph (EMG) untuk mengoptimalkan proses pemulihan pasien pasca operasi dan  stroke. Rotary Encoder dan rangkaian Pulse Width Modulation memonitoring pasien  secara  kontinu.  Hasil  kalibrasi  sistem  driver  motor  pada  kecepatan  motor  adalah  68.7  rpm  dan sudut  posisi  motor  adalah  44.8°  dengan  batas  nilai  toleransi  masing-masing  ±5%  sedang  pembacaan sensor sinyal EMG terukur nilai amplitude rata-rata sebesar 0,242mV pada sinyal gerak lengan 45º dan 0,253mV pada sinyal gerak lengan 90º.
Kata kunci : electromyograph; CPM; rotary encoder; pulse width modulation; motor DC

## Abstract
[Title:  Design  of  Continous  Passive  Motion  (CPM)  Arm  Therapy  Tool  with  Electromyograph  (EMG) Control  for  Post  surgery  and  Stroke  Patients] The  health  equipment  in  the  field  of  physiotherapy  has developed. Among them for the recovery of patients after  surgery fractures and strokes. Patients need a Continous  Passive  Motion  (CPM)  device  for  continuous  passive  movement  that  functions  to  train  the performance of the arms and legs to recover stiffness of movement. The existing CPM device still uses an analog system and there is no patient condition monitoring system. This  study combines the arm's CPM device with Electromyograph (EMG) control to optimize the recovery process of patients postoperatively and stroke. The Rotary Encoder and Pulse Width Modulation circuit monitor the patient continuously. The results  of  the  calibration  of  the  motor  driver  system  at  motor  speed  is  68.7  rpm  and  the  motor  position angle  is  44.8  °  with  a  tolerance  value  of  ±  5%  while  the  EMG  signal  sensor  readings  measured  the average amplitude value of 0.242mV on the 45º and 0.253mV arm motion signals at the 90º arm motion signal, respectively.
Keywords : electromyograph; CPM; rotary encoder; pulse width modulation; DC motor

## 1. Pendahuluan
Terapi  adalah  pemulihan  kesehatan  seseorang karena  suatu  penyakit  akibat  cidera,  yang  berfungsi untuk  mengembalikan  fungsi  tubuh  seperti  semula. Prinsip  kerja  alat  terapi  yaitu  ada  yang  memancarkan
sinar,  memancarkan  frekuensi  tinggi  dan  menggerakan bagian tubuh sebagai alat bantu melatih bergerak (Ho & Chen, 2006).
Pada  penelitian  ini,  akan  memanfaatkan  terapi dengan  menggerakkan  bagian  tubuh  sebagai  alat  bantu melatih bergerak, khususnya terapi untuk pergerakan tangan dan  sendi  siku  pada  orang  pasca  cidera  patah  tulang (O’Driscoll  &  Giori,  2000).  Proses  penyembuhan  cidera
------------------------------------------------------------------
*) Penulis Korespondensi.
E-mail: fajar_268@yahoo.co.id
doi: 10.14710/teknik.v40n3.25119               Copyright © 2019, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
patah  tulang  harus  melewati  masa  rehabilitasi.  Pemulihan berbagai gerak sendi setelah operasi atau trauma tergantung pada  rehabilitasi.  Keterlambatan  rehabilitasi  selanjutnya dapat  mengakibatkan  fungsi  sendi  yang  buruk  atau imobilitas.
Rehabilitasi melibatkan terapi dari sendi menggunakan  latihan  aktif  untuk  mengembalikan  kekuatan dan gerakan pasif untuk mengembalikan mobilitas. Gerakan pasif dapat dibantu oleh fisioterapi yaitu Continuous Passive Motion (CPM)  (O’Driscoll  &  Giori,  2000;  Saputra, Wardana,  &  Rokhana,  2010) . CPM adalah gerakan pasif yang  terus  menerus  berfungsi  melatih  kinerja  lengan  dan siku, CPM efektif dalam pemulihan kekakuan gerakan penuh yang  diterapkan  setelah  operasi  dan  pemulihan  sakit  stroke (Nugraha, 2010) .
Kehilangan  atau  berkurangnya  gerakan  di  lengan dapat  mengurangi  kualitas  hidup  seseorang,  untuk memulihkan  kemampuan  gerak  para  pasien  awalnya  di arahkan  untuk  mendapatkan  perawatan  non  bedah  seperti olahraga  atau  fisioterapi  (Ho  &  Chen,  2006;  Umchid  & Taraphongphan, 2016).
Otot adalah sebuah jaringan konektif dalam tubuh yang  tugas  utamanya  kontraksi.  Kontraksi  otot  berfungsi untuk memindahkan /menggerakkan bagian-bagian tubuh & substansi dalam tubuh. Ada tiga macam sel otot dalam tubuh manusia  (jantung,  lurik  dan  polos)  namun  yang  berperan dalam pergerakan kerangka tubuh manusia adalah otot lurik (otot rangka) (Nugraha, 2010; O’Driscoll & Giori, 2000).
Otot  rangka  adalah  jaringan  peka  rangsang  yang diatur  oleh  saraf  motorik  somatic  dalam  kesatuan  yang disebut  syaraf  motorik  unit  (Rokhana,  2009) . Sinyal  otot nantinya  akan  disadap    menggunakan  elektroda  dan  diolah menggunakan  EMG  (Saputra,  Wardana,  &  Rokhana, 2010)
Dari  ke  enam  referensi  yang  peneliti  ambil  berisi tentang  EMG  dan  CPM.  Didalam  referensi  EMG,  sinyal EMG  hanya  diaplikasikan  ke  mekanik  robot  saja  dengan berbagai  metode,  sedangkan  didalam  referensi  CPM  hanya menjelaskan kinerja gerak CPM dan pemulihan stuktur otot serta  sendi  lengan  siku.  Berdasarkan  referensi  diatas  belum ada yang menggabungkan kinerja alat EMG dan CPM, oleh sebab  penelitian  ini  bertujuan  untuk  merancang  alat  terapi lengan Continous  Pasive  Motion (CPM)  dengan  sinyal Electromyograph (EMG). Alat Continuous Passive Motion (CPM) digunakan  selama  fase  awal  dari  rehabilitasi  ,  setelah bedah  atau  trauma  pada  persendian.  Alat  CPM menggerakan sendi secara terus menerus dan berulang- ulang pada jarak yang terkontrol.
Penggunaan setiap hari meningkatkan pergerakan sendi  yang  semula  terbatas  dan  digunakan  untuk mencegah  efek  negatif  dari  imobilisasi  sendi  seperti kekakuan  sendi,  pembengkakan,  artikulasi  kartilago yang  buruk  kekurangan  gizi,  kehilangan  kolagen  atau penyakit tromboemboli.
Terapi  ini  memastikan  dilakukan  latihan  yang  aman selama  penyembuhan  dan  fase  perbaikan  jaringan dengan  memungkinkan  pergerakan pasif,  mengurangi nyeri  pasca  operasi  dan meminimalkan  peluang
terjadinya
inflamasi. CPM juga membantu meningkatkan  jarak  pergerakan  dan  memiliki  efek yang  baik  pada  kekuatan  otot.  CPM  menstimulasi metabolisme  kondrosit,  yang  penting  untuk  proses regenerasi  sendi.    Menggunakan lead CPM  untuk mengurangi jumlah obat yang dikonsumsi, keluar lebih cepat  dari  rumah  sakit,  mengurangi  perawatan  pasien paca  keluar  dari  rumah  sakit  dan  biaya  yang  lebih rendah untuk sistem perawatan kesehatan.

## 2. Bahan dan Metode
2.1 Blok Diagram Secara Umum Sistem
Gambar 1 . Blok diagram system alat Pada Gambar 1, sinyal otot disadap menggunakan  teknik  dua  elektroda  utama  dan  satu elektroda ground  yang diletakkan pada permukaan kulit bagian  lengan  seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  2. Sadapan  sinyal  otot  akan  diteruskan  ke  rangkaian instrument amplifier untuk mendapatkan penguatan.
Gambar 2 . Posisi elektrode pada otot lengan
doi: 10.14710/teknik.v40n3.25119               Copyright © 2019, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Gambar 3. Diagram alir proses program
Sinyal  keluaran  dari  instrumentasi  amplifier didapat  dari  beda  potensial  sinyal  otot  tubuh  yang ditangkap oleh elektroda yang  berada dalam range 0,5 – 5  mV  dan  dalam  frekuensi  0,5  –  1000  Hz.  Rangkaian instrumentation  amplifier  ini  mengunakan  R  Gain sebesar  10KΩ  dengan  penguatan  sebesar  5,94  kali. Kemudian  keluaran  sinyal  dari  penguat  akan  masuk  ke rangkaian Low  Pass  Filter (LPF)  dengan  frekuensi cut off sebesar 589,76 Hz, yang memiliki nilai Penguat loop tertutup  (ACL)  yang  berbeda-beda  sesuai  frekuensi input. Semakin kecil frekuensi maka akan semakin besar ACL  nya.  Setelah  melewati  LPF,  maka  sinyal  akan masuk  ke High  Pass  Filter (HPF)  dengan  frekuensi cut off sebesar  48,25  Hz  yang  merupakan  filter  yang meloloskan frekuensi tinggi di atas frekuensi cut off dan meredam  frekuensi  rendah  di  bawah  frekuensi cut  off . Sinyal  otot  tersebut  dimasukan  ke  mikrokontroler sebagai  input  pengolahan  data  dengan  tampilan  nilai sinyal EMG didisplay yang bertujuan untuk memonitoring  kondisi  sinyal  EMG  pada  otot  lengan. Output dari mikrokontroler akan mengatur kinerja driver motor  yang  berfungsi  untuk  menggerakkan  motor dengan mengatur nilai seting kecepatan dan posisi sudut motor.
2.2 Bahan
a. Sensor EMG
Sensor  EMG  yang  terdiri  dari  rangkaian  penguat Op-Amp  Rangkaian  sensor  ini  berfungsi  untuk menyadap sinyal EMG. Rangkaian ini menggunakan IC instrument AD8266,  di  dalam  IC  ini  terdapat  tiga  op- amp  yang  berfungsi  sebagai non  inverting  amplifier, inverting  amplifier  dan  differensial  amplifier ( Muscle sensor V3 user manual , 2013) .
b. Rangkaian Driver Motor DC Rangkaian driver motor  yang  terdiri  dari  pengatur kecepatan putar motor dan pengatur posisi sudut putaran motor.  Pada  pengaturan  kecepatan  putar  motor  pulsa PWM  digunakan  dalam  mengatur  tegangan,  tegangan beban  diatur  dangan  cara  mengatur duty  cycle dari gelombang  kotak  yang  disupplykan  ke  basis  dari transistor. Duty cycle adalah persentase besar siklus aktif didalam  satu  frekuensi  pita  tegangan  (Nainggolan, Rusdinar,  &  Sunarya,  2015).  Untuk  mengukur duty cycle dapat menggunakan rumus Persamaan 1.

## (1)
Pengaturan  posisi  sudut  motor  dc  mengunakan menggunakan  sensor  rotary  encoder  yang  terdiri  dari komponen  berupa  piringan  mika  dan  optocoupler.  Dimana pada rangkaian ini optocoupler digunakan untuk mendapatkan  frekuensi  on/off  dari  putaran  sensor  yang  di hubungkan  dengan  poros  motor  DC.  Optocoupler  yang digunakan adalah optocoupler dengan model U. optocoupler ini  diletakan  di  antara  sisi  piringan  mika  yang  terdapat lubang-  lubang  sebanyak  100  lubang  yang  berfungsi  untuk melewatkan  cahaya  dari  sinar  LED  menuju  sensor optocoupler (Rajestari, Feizi & Taghvaei, 2017).
Komponen  ini  merupakan  kombinasi  infra  merah dan photodiode sebagai  pemancar  dan  penerima  cahaya. (Belo, Rofii & Qustoniah, 2018)
c. Mikrokontroler Rangkaian mikrokontroler digunakan untuk mengontrol  sistem  kerja  alat  dengan  pemprograman yang  telah  dibuat  dan  mengolah  data  dan  mengatur pergerakan  motor  baik  putaran  naik  atau  turun  untuk selanjutnya  ditampilkan  didisplay  LCD  (  Belo,  Rofii  & Qustoniah,  2018;  Rattarojpan  &  Umchid,  2012., Setiawidayat & Jogijantoro, 2018).
d. LCD
LCD  digunakan  untuk  menampilkan  nilai  seting yang diinginkan dan monitoring sinyal EMG. (Rattarojpan & Umchid, 2012).

## e. Gerakan CPM
Kebutuhan  data  tentang  waktu  proses  therapi gerakan  CPM  di  gunakan  sebagai  informasi  dan pendukung  untuk  analisis  data  selanjutnya  (Nugraha, 2010).  Sudut  terapi  menyesuaikan  dengan  kondisi pasien, seperti ditunjukkan pada Gambar 4.
doi: 10.14710/teknik.v40n3.25119               Copyright © 2019, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Gambar 4 . Sudut gerakan siku lengan
Tabel 1. Tahap proses terapi siku lengan (Zhao, 2018).
Masa Therapi Sudut gerakan siku Waktu 1-2 Minggu 30° 45 menit/hari 2-4 Minggu 45° 15-20 menit/hari 4-8 Minggu 90° 15-20 menit/hari

## 2.3 Perancangan Alat
Setelah  membuat  modul  maka  perlu  diadakan pengujian  dan  pengukuran.  Agar  dapat  diketahui seberapa  tepat  pembuatan  alat  ini,  maka  penulis melakukan pendataan melalui pengukuran dan pengujian.  Tujuannya  adalah  untuk  mengetahui  apakah masing–masing  komponen  dapat  berfungsi  sesuai dengan yang direncanakan.
Rangkaian  sensor  EMG  yang  terdiri  dari rangkaian  Penguat  Op  Amp,  ditunjukkan  pada  Gambar 5.
Gambar 5. Rangkaian sensor EMG
Perancangan driver motor  yang terdiri dari pengatur kecepatan putar motor dan pengatur posisi sudut putaran motor, ditunjukkan pada Gambar 6.
Dalam  rangkaian  pengatur  posisi  sudut  putaran motor  ini  menggunakan  sensor rotary  encoder yang terdiri  dari  komponen  berupa  piringan  mika  dan optocoupler. Pada rangkaian ini optocoupler di gunakan untuk  mendapatkan frekuensi on/off dari putaran sensor yang dihubungkan dengan poros motor DC.
Gambar 6. Hasil perancangan sensor rotary encoder

## 3. Hasil dan Pembahasan
Hasil  rancangan  keseluruhan  alat  ditunjukkan  pada Gambar 7, dimana control box ditunjukkan nomor satu, penyangga  lengan  nomor  dua,  kabel  elektrode  nomer tiga dan trolley nomor empat.
Gambar 7. Hasil perancangan alat teraphy siku/ lengan Continuous  Passive  Motion (CPM)  dengan  sinyal  input electromyograph (EMG).
Metode  penelitian  dalam  pembuatan  alat  ini  adalah pre-experimental dengan  menggunakan  jenis one  group pre-post test design yaitu peneliti hanya menggunakan satu kelompok subjek serta melakukan pengukuran sebelum dan sesudah pemberian perlakuan pada subjek. Perbedaan kedua hasil  pengukuran  tersebut  dianggap  sebagai  efek perlawanan.  Model  penelitian  eksperimen  ini  ditunjukkan pada Gambar 8.
2 1 3 4
doi: 10.14710/teknik.v40n3.25119               Copyright © 2019, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Gambar 8. Model Penelitian Eksperimen yang dilakukan
Pada  Gambar  8,  X  adalah treatment /perlakuan yg diberikan (variabel Independen); 01 adalah observasi pertama  (variabel  dependen);  dan  02      adalah  observasi kedua (variabel dependen).

## 4.1 Hasil Pengujian Sistem
Pengujian  alat  ini  di  lakukan  pada  tiap  bagian penting rangkaian alat, seperti ditunjukkan pada Gambar 9.
Gambar 9. Blok pengujian sistem yang dilakukan.
Rangkaian  instrumen  amplifier  pada  Gambar  9 menggunakan  IC  instrument  AD8266,  berfungsi  untuk menyadap sinyal EMG.
Gambar 10. Skematik rangkaian instrumen amplifier
Langkah–langkah  dalam  pengujian  pengukuran yaitu:  (1)  menghubungkan  VCC  dan ground ke rangkaian  modul  EMG;  (2)  menghubungkan probe osiloskop ke test point output instrument; (3) mengukur tegangan output yang dihasilkan pada osiloskop; dan (4) mencatat  hasilnya  dan  membandingkan  dengan  hasil perhitungan.
Pengujian  dilakukan  dengan  6  kali  ulangan  pada 5  responden  untuk  diukur  sinyal  EMG  menggunakan alat  terapi  lengan  CPM  dengan  sinyal elektromyograph dan alat ukur oscilloscope . Hasil pengukuran ditunjukkan pada tabel 2.
Tabel 2. Hasil pengukuran EMG instrumen amplifier
NAMA KONTRAKSI HASIL PENGUKURAN RATA- RATA (V) I II III IV V VI Responden 1 Usia 23 tahun Berat Rilex 0,4 0,3 0,2 0,2 0,2 0,2 0,3 Lemah 0,6 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 Kuat 1 0,8 0,6 0,6 1 0,6 0,8 Responden 2 Usia 25 th Berat 55 kg Rilex 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 Lemah 0,4 0,6 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 Kuat 1,2 1,4 1 1 1 0,8 1,1 Responden 3 Usia 30 th Berat 60 kg Rilex 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Lemah 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,5 Kuat 1 1 1 1,2 1,2 1,2 1,1 Responden 4 Usia 27 th Berat 47 kg Rilex 0,2 0,2 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Lemah 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 Kuat 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Responden 5 Usia 24 th Berat 60 kg Rilex 0,4 0,3 0,2 0,2 0,2 0,3 0,2 Lemah 0,6 0,5 0,6 0,8 0,7 0,7 0,7 Kuat 0,4 0,8 1 1 1,2 1 1,0
Memperhatikan  data  pada  Tabel  2,  nilai  rata-rata akan  menjadi  titik  acuan  untuk  membuat  range pengkategorian  sinyal.  Sinyal  lemah  adalah  sinyal  yang memiliki tegangan 0-0,2 V. Sinyal sedang adalah sinyal yang  memiliki  tegangan  0,3-0,5  V.  Sinyal  kuat  adalah sinyal  yang  memiliki  tegangan  0,6-0,92  V.  Hasil pengukuran  setiap  responden  berbeda-beda  hal  tersebut dikarenakan  nilai  beda  potensial  tubuh  setiap  orang berbeda-beda
Hasil  pengukuran  tegangan  output  instrumen dengan menggunakan oscilloscope pada  kondisi kontraksi  otot  lemah  dengan  posisi  sudut  lengan  45° mengepal  kuat  ditunjukkan  seperti  pada  gambar  11. Kondisi  kontraksi  otot  kuat  dengan  posisi  sudut  lengan 90°  mengepal  kuat  hasil  pengukuran  seperti  pada Gambar 12.
Hasil pengujian kecepatan putar motor ditunjukkan  pada  Tabel  3  dan  hasil  pengujian  sudut posisi  motor  di  tunjukan  pada  Tabel  4,  yang menggunakan  10  responden.  Pengujian  dilakukan dengan  mengatur  kecepatan  putaran  ( set  point )  motor dan  mengatur  sudut  motor  yang  diinginkan  kemudian ditampilkan  di  LCD  dan  membandingkannya  dengan alat ukur.  Pada pengujian pengaturan kecepatan putaran motor  yang  menggunakan Pulse  Width  Modulation (PWM)  maka  dilakukan  pengujian  dengan  mengunakan alat ukur tachometer .
Gambar  11. Sinyal  EMG  keluaran  dari  otot  kontraksi lemah dengan sudut lengan 45°
doi: 10.14710/teknik.v40n3.25119               Copyright © 2019, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Gambar  12 .  Sinyal  EMG  keluaran  dari  otot  kontraksi kuat dengan sudut lengan 90°
Gambar 13. Output Instrumen IC AD8266 Sinyal Kuat
Gambar  14. Output  instrumen  IC  AD  8266  sinyal lemah
Pada  pengujian  sudut  posisi  motor  yang menggunakan  rangkaian sensor  rotary  encoder yang  di letakan  diantara  piringan  mika  yang  terdapat  lubang– lubang  dengan  jumlah  100  lubang  yang  diartikan sebagai  100  pulsa  untuk  satu  putaran  (360°). Berdasarkan  hal  itu  maka  besar  sudut  untuk  1  pulsa adalah 360° / 100 = 3,6°.
Gambar 15. Skematik rangkaian driver motor
Tabel 3. Hasil pengujian pengatur kecepatan motor Responden Setting Speed Alat (rpm) Instrumen Pembanding (rpm) x 1 70 69 2 70 70 3 70 71 4 70 65 5 70 69 6 70 67 7 70 67 8 70 67 9 70 70 10 70 72 Tabel 4. Hasil pengujian pengatur sudut posisi motor Responden Setting Speed Alat ( o ) Instrumen Pembanding ( o ) X 1 45 48 2 45 49 3 45 42 4 45 49 5 45 48 6 45 42 7 45 41 8 45 40 9 45 41 10 45 48,5
Analisis  uji  t  satu  sampel  digunakan  dalam penelitian  ini  untuk  mengetahui  tingkat  kebenaran pengujian, dengan Persamaan 2.
(2)
Dimana t merupakan nilai uji T, x merupakan nilai rata- rata  hasil  ukur,  µ  merupakan  nilai  setting/ actual ,  s merupakan  standar  deviasi,  dan  n  merupakan  jumlah sampel.
Nilai rata–rata :
= 69 + 70 + 71 + 65 + 69+67+67+67+70+72
10
= 68.7
Standar deviasi :
= (10) . (23152) - ( 115600 ) (10).(9)
= 2.05
t = 68.7 – 70    = 2.1
2.05 √10

## TEKNIK, 40 (3), 2019, 182
Menggunakan tabel t pada α/2 dan derajat bebas ( degree  of  freedom )  (df  =  n  -1).  Hasil  dari  tabel  t diperolah  nilai  t  tabel  adalah  2,1.  Berdasarkan  tabel  t diketahui  t(0,05/2,  10-1)  adalah  2,  2157,  karena  nilai  t hitung  <  t  tabel  maka  Ho  diterima  dan  Ha  ditolak. Dengan  demikian,  dapat  disimpulkan  bahwa  nilai kecepatan putaran motor adalah 70rpm.
Nilai Rata – Rata
= 48 + 49 + 42 + 49 + 48+42+41+40+41+48.5 10
= 44.8
Standar deviasi: =  (10) . (23152) - ( 115600 )
(10).(9) = 2.9
t = 44.8 – 45  =  2.26 2.9 √10
Dengan  menggunakan  tabel  t  pada  α/2  dan derajat  bebas  ( degree  of  freedom )  (df  =  n  -1).  Dengan menggunakan  tabel  t  diperolah  nilai  t  tabel  adalah 2,262157.  Berdasarkan  tabel  t  diketahui  t(0,05/2,  10-1) adalah 2, 82144, karena nilai t hitung < t tabel maka Ho diterima dan Ha ditolak. Dapat disimpulkan bahwa nilai sudut putaran motor rata-rata adalah 45°.
Perhitungan  kalibrasi  kecepatan  motor  dapat  di ketahui dengan persamaan :
Nilai Rata – Rata :
69 + 70 + 71 + 65 + 69+67+67+67+70+72  = 68.7
10
Nilai Kesalahan = 70 – 68 = 2 Kesalahan Relatif = 70 – 68.7   x 100%  = = 2.8 %
70
StandarDeviasi :
= (10) . (23152) - ( 115600 )  = 2.05
(10).(9)
Ketidakpastian Pengukuran : = STDEV
√n = 2.5 / √10   = 0.66
Tabel 5. Hasil perhitungan kalibrasi kecepatan
Responde n Setting Speed Akat (rpm) Teruku r Rata- rata Kesalaha n Kesalaha n relative (%) Kesalaha n Max yang diijinkan Ketidak pastian pengukura n 1 70 68,7 1,3 0,019 4,6 0,66 2 70 68,7 1,3 0,019 4,6 0,66 3 70 68,7 1,3 0,019 4,6 0,66 4 70 68,7 1,3 0,019 4,6 0,66 5 70 68,7 1,3 0,019 4,6 0,66 6 70 68,7 1,3 0,019 4,6 0,66 7 70 68,7 1,3 0,019 4,6 0,66 8 70 68,7 1,3 0,019 4,6 0,66 9 70 68,7 1,3 0,019 4,6 0,66 10 70 68,7 1,3 0,019 4,6 0,66
Perhitungan Kalibrasi sudut posisi motor dapat diketahui dengan persamaan :
Nilai rata–rata :
= 48 + 49 + 42 + 49 + 48+42+41+40+41+48.5 =  44.8
10
Nilai kesalahan : = 45 – 44.8 = 0.15 Kesalahan relatif : = 45 – 44.8   x 100% = 0.5 % 45 StandarDeviasi : = (10) . (23152) - ( 115600 )   = 3.8 (10).(9) Ketidakpastian Pengukuran : = STDEV √n = 3.8 / √10 = 1.19
Tabel 6. Hasil perhitungan Kalibrasi sudut
Responden Setting Settin g sudut alat ( 0 ) Terukur Rata- rata Kesalahan Kesalahan relative (%) Kesalahan Max yang diijinkan Ketidak pastian pengukuran 1 45 44,85 0,15 0,3 15,2 0,66 2 45 44,85 0,15 0,3 15,2 0,66 3 45 44,85 0,15 0,3 15,2 0,66 4 45 44,85 0,15 0,3 15,2 0,66 5 45 44,85 0,15 0,3 15,2 0,66 6 45 44,85 0,15 0,3 15,2 0,66 7 45 44,85 0,15 0,3 15,2 0,66 8 45 44,85 0,15 0,3 15,2 0,66 9 45 44,85 0,15 0,3 15,2 0,66 10 45 44,85 0,15 0,3 15,2 0,66
Dari  data  hasil  perhitungan  maka  nilai  rata-rata sudut  posisi  motor/  nilai  kebenarannya    adalah  sebesar 47.3°  dengan  nilai  kesalahan  maximal  yang  di  ijinkan/ nilai  toleransinya  adalah  ±  10%,  dan  pada  hasil Kalibrasi  kecepatan  motor  di  dapat  nilai  kebenarannya 68.7  dengan  nilai  toleransinya  4.6  rpm  Sehingga  dapat di simpulkan bahwa hasil penunjukan kecepatan putaran motor  dengan  nilai  setting  yang  diinginkan  dari  10 koresponden  masih  masuk  dalam  batas  nilai  toleransi. Dengan  demikian  ketelitian  sistem driver motor  DC
x x n i i n    1
doi: 10.14710/teknik.v40n3.25119               Copyright © 2019, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
yang  berfungsi  untuk  mengatur  gerakan  mekanik  alat termasuk pada kategori baik karena mendekati nilai titik seting yang di tetapkan.

## 4. Kesimpulan
Rancang  bangun  menggabungkan  perangkat CPM  dengan  sinyal  EMG  telah  dilakukan.  Perangkat mampu  melakukan  gerakan  pasif  secara  terus  menerus sesuai  dengan  seting  yang  diinginkan  dan  berfungsi secara  otomatis  dengan  pengaturan  waktu  yang diinginkan. Sinyal EMG dideteksi dengan menggunakan electrode dan  rangkaian  penguat  sehingga  dapat diaplikasikan  sebagai  sistem  monitoring  sinyal  otot pasien.  Hasil  kalibrasi  sistem driver motor  pada kecepatan motor adalah 68.7 rpm dan sudut posisi motor adalah 44.8° dengan batas nilai toleransi masing-masing ±5%.  Sinyal electromyograph memiliki  perbedaan amplitudo yang tidak terlalu besar, yaitu 0,242mV pada sinyal gerak lengan 45º, 0,253 pada sinyal gerak lengan 90º  dan  0,372mV.  Pengembangan  tahap  berikutnya adalah Perangkat dapat dikembangkan dengan menambah gearbox pada motor dc untuk meningkatkan kekuatan  torsi  motornya  dan  menambahkan High  Pass Filter untuk  meningkatkan  kestabilan  output  sinyal EMG.

## Daftar Pustaka
Nugraha,  P.  F.  (2010). Pengembangan  desain  CPM (Continuous  Passive  Motion)  elbow  sebagai  alat orthose  aktif  bagi  pasien  pasca  operasi  tulang siku tangan
menggunakan kendali Microcontroller AT 89C51 . Diakses dari https://eprints.uns.ac.id/153/
Ho,  H.,  Chen,  T.  (2006).  Hybrid  CPM/CAM physiotherapy  device  by  use  of  active  feedback control  loop. First  International  Conference  on Innovative  Computing,  Information  and  Control- Volume I (ICICIC’06) , 146–149.
Belo, J. C. X., Rofii F., Qustoniah,  A. (2018). Rancang bangun  sistem  pemantau  kecepatan  dan  arah
angin menggunakan teknologi komunikasi zigbee. Widya Teknika , 26(1), 1–15. Muscle sensor V3 user manual. (2013, Februari 4). Nainggolan,  E.  M.,  Rusdinar,  A.,  Sunarya,  U.  (2015).
Perancangan  dan  implementasi  tangan  robot buatan  dengan  menggunakan  elektromiogram.
eProceedings of Engineering , 2(2).
O’Driscoll,  S.  W.,  Giori,  N.  J.  (2000).  Continuous passive  motion  (CPM):  Theory  and  principles  of clincial  application. Journal  of  rehabilitation research and development , 37(2).
Rajestari,  Z.,  Feizi,  N.,  Taghvaei,  S.  (2017).  Kinematic synthesis and optimization of Continuous Passive Motion  mechanisms  for  knee. 7th  International Conference  on  Modeling,  Simulation,  and Applied Optimization (ICMSAO) , 1–6. Rattarojpan,  J.,  Umchid,  S.  (2012).  Design  and development  of  touch  screen  based  Continuous Passive Motion device for knee rehabilitation. 4th 2011  Biomedical  Engineering  International Conference. 237–241. Rokhana, R. (2009). Identifikasi
Sinyal Electromyograph  (EMG)  Pada  Gerak  Ekstensi- Fleksi  Siku  Dengan  Metode  Konvolusi  Dan
Jaringan  Syaraf  Tiruan. Industrial  Electronic Seminar . Diakses dari dari http://repo.pens.ac.id/180/
Saputra,  A.  W.,  Wardana,  P.  S.,  Rokhana,  R.  (2010). Robot Lengan 3 DOF dengan input sinyal EMG. Final Project. EEPIS.
Setiawidayat,    Sabar  .,   Rudy,  Jogijantoro.       (2018). Algorithm  for  the  Representation  of  Parameter Values  of  Electrocardiogram.  Telkomnika,vol.16 no.3  June  2018,  ISSN  :  1693-6930  DOI: 10.12928/TELKOMNIKA.v16i3.6934
Umchid,  S.,  Taraphongphan,  P.  (2016).  Design  and development  of  a  smart  continuous  passive motion  device  for  knee  rehabilitation. 9th
Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON) , 1–5.
Zhao,  W.  (2018).  Rehabilitation  Therapeutics  of  the Neuorogical Training. Beijing: Springer.