## Rancang Bangun Pendinginan Suhu Pada Jaket Menggunakan Mikrokontroler Berbasis Android
Yaumil Irana 1 , Waluyo,Ir.,MT 2 , M.Nanak Zakaria,ST,MT 3
1,2,3 Program Studi Jaringan Telekomunikasi Digital, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Malang, Indonesia
1 iranayaumil@gmail.com , 2 waluyo@polinema.ac.id , 3 nanak_zach@polinema.ac.id
Abstract — Physical exercise is an activity carried out to maintain a healthy body condition. Health is the most important part of all activities carried out by humans by paying attention to vital signs such as body temperature, heart rate, and others on a regular basis. Regular physical exercise for a long time, which is about 30 minutes, can cause changes in bodily functions. The acute effect of excessive physical  exercise  results  in  an  increase  in  heart  rate  and  body  temperature.  This  study  is  designed  to  control  and  monitor  body temperature  as  well  as  other  vital  signs  of  health  during  exercise,  and  to  avoid  excessive  physical  exercise.  Research  that  has  been conducted previously obtained the results of values  before exercise  for body temperature  using infrared and ds18b20 which  have a range between 34.550C - 36.090C and 35.060C - 36.190C, values for skin moisture range from 47% and heart rates between 94 Bpm - 118 Bpm. Meanwhile, during the exercise, the body temperature is between 36.380C - 36.810C, skin moisture between 47% - 15%, and a heart rate between 105 Bpm - 95 Bpm with a value of delay between 0.034897000s - 0.037563000 s during the live streaming. Based on  this  research,  it  can  be  concluded  that  the  fan  can  turn  on  automatically  and  successfully  reduce  the  user's  body  temperature gradually with a temperature range between 35,000C - 36.80C.
Keywords — Body temperature, heart rate, android, thermal infrared non-contact
Abstrak— Paparan tekanan panas dapat terjadi pada masyarakat yang sedang melakukan latihan fisik berlebih sehingga menimbulkan gejala tekanan panas seperti peningkatan suhu tubuh dan denyut nadi. Latihan fisik dalam waktu kurang lebih selama 30 menit dapat menyebabkan perubahan terhadap fungsi tubuh. Efek akut dari latihan fisik yang berlebihan mengakibatkan peningkatan terhadap frekuensi denyut jantung, dan suhu tubuh. Tujuan dari skripsi ini adalah membuat alat yang diimplementasikan dalam jaket untuk mengkontrol dan memonitoring suhu tubuh, kelembaban kulit, dan denyut jantung secara bersamaan pada saat berolahraga. Alat ini dirancang  dengan  sistem  kontrol  dan  monitoring  pada  komponen  yang  sudah  terpasang,  kemudian  data  yang  diperoleh  disimpan dalam database dan dikirimkan secara wireless melalui NodeMCU nantinya dapat ditampilkan dalam aplikasi android. Penelitian yang sudah dilakukan, diperoleh hasil nilai sebelum olahraga untuk suhu tubuh menggunakan infrared dan ds18b20 memiliki rentang antara 34.55 0 C – 36.09 0 C dan 35.06 0 C – 36.19 0 C, nilai pada kelembaban kulit berkisar 47% dan denyut jantung antara 94 Bpm – 118 Bpm. Sedangkan pada saat  olahraga berlangsung didapatkan suhu tubuh antara 36.38 0 C – 36.81 0 C, kelemaban kulit antara 47% - 15 %, dan  denyut  jantung  antara  105  Bpm  –  95  Bpm  dengan  nilai  pada delay antara  0.034897000s  -  0.037563000  s selama live streaming berlangsung.  Berdasarkan  penelitian  ini  dapat  diambil  kesimpulan  bahwa  kipas  dapat  menyala  secara  otomatis  dan  berhasil menurunkan suhu tubuh pada pengguna secara bertahap dengan rentang suhu antara 35.00 0 C – 36.8 0 C.
Kata kunci — Suhu tubuh, denyut jantung, android,thermal infrared non – contact.

## I. PENDAHULUAN
Kesehatan  merupakan  bagian  terpenting  dalam  segala aktivitas  yang  dilakukan  oleh  manusia.  Untuk  itu  perlu dilakukannya monitoring kesehatan secara rutin, agar dapat segera  diambil  tindakan  ketika    tanda-tanda  kesehatan menunjukan adanya penurunan. Tanda-tanda vital kesehatan manusia dapat diketahui dari bebarapa macam seperti suhu tubuh,  denyut  nadi,  pernasapan,  dan  tekanan  darah.  Dari tanda-tanda vital tersebut, suhu tubuh merupakan salah satu tanda yang perlu diperhatikan. Suhu tubuh dapat diukur pada sublingual  (di  bawah  lidah),  rektal  (dubur),  dan  aksila (ketiak) [1].
Suhu  tubuh  manusia  sangat  mudah  sekali  berubah  dan dipengaruhi  oleh  banyak  faktor,  baik  faktor  eksternal maupun faktor internal [2]. Salah satu factor eksternal ialah
suhu  lingkungan  dimana  berkisar  antara  20 o C  –  23 o C merupakan  suhu  yang  optimal  terhadap  VO2Max (pengambilan oksigen) dan kadar asam  laktat dalam darah pada  saat  jeda  istirahat  serta  pada  saat  aktifitas.  Proses peningkatan  suhu  lingkungan, kelembaban udara  dan suhu tubuh, sangat berpengaruh terhadap tingkat dehidrasi tubuh. Proses  dehydrasi,  kecepatan  aliran  darah,  dan  sekresi keringat semakin meningkat pula sesuai dengan peningkatan suhu  tubuh  sebagai  bentuk  peningkatan  metabolisme  dan perubahan  energi,  serta  sebagai  bentuk  proses  penekanan terhadap suhu tubuh yang tinggi. Jika hal tersebut dibiarkan dalam  jangka  waktu  yang  lama,  tubuh  bisa  mengalami dehidrasi, heat  exhaustion,  heat  stroke,  heat  asthenia, dan bahkan terburuknya adalah serangan jantung [1]. Di dalam tubuh  energi  panas  dihasilkan  oleh  jaringan  aktif  terutama
dalam  otot,  kemudian  juga  dalam  alat  keringat,  lemak, tulang,  jaringan  ikat,  serta  saraf.  Energi  panas  yang dihasilkan didistribusikan ke seluruh tubuh melalui sirkulasi darah,  namun  suhu  bagian-bagian  tubuh  tidak  merata. Perubahan  produksi  energi  panas  akan  sangat  besar  dan cepat akibat latihan fisik yang berlebihan [3].
Latihan  fisik  merupakan  aktivitas  yang  dilakukan  dan merupakan  akibat  dari  kontraksi  otot  dengan  melibatkan sistem  ketahanan  untuk  menjalankan  kegiatan  sehari-hari. Litihan fisik ini menyebabkan suatu perubahan yang terjadi pada tubuh manusia, baik secara akut maupun secara kronis. Latihan  fisik secara teratur dalam waktu cukup  lama  yaitu kurang  lebih  30  menit  dapat  menyebabkan  perubahan terhadap  fungsi  tubuh  yaitu  tekanan  darah  dan  frekuensi denyut  nadi  istirahat.  Efek  akut  dari  latihan  fisik  adalah peningkatan terhadap tekanan darah, frekuensi pernapasan, frekuensi  denyut  jantung,  dan  suhu  tubuh,  Latihan  fisik dengan intensitas berat selama 20 menit akan meningkatkan suhu tubuh dari 37 o C menjadi 40 o C[4]. Berdasarkan paparan latar belakang tersebut, Penelitian ini dilakukan  bertujuan  memonitoring suhu tubuh manusia saat berolahraga dengan kadar asam yang dikeluarkan oleh keringat melalui pori-pori kulit. Melalui sistem Mikrokontroler  Berbasis  Android  yang  nantinya  akan diaplikasikan pada Jaket. Jaket ini nantinya akan terhubung pada  Android  yang  digunakan  untuk  memonitoring  serta mengatur  suhu  pada  jaket  yang  telah  tersambung  dengan mikrokontroler  dibantu database utama  dan  smartphone sebagai  pendeteksi  suhu  yang  dibutuhkan  setiap  kali pengguna menggunakan jaket tersebut.
II. METODE Penelitian  ini  dilakukan  di  Politeknik  Negeri  Malang Program  Studi  Jaringan  Telekomunikasi  Digital  pada  Juli 2020 yang digunakan untuk mengetahui permasalahan yang sedang  dilakukan,  yaitu  tentang  peran  pemanfaatan  sensor suhu  dengan  tambahan  sensor  pendukung  lainnya  pada jaket.  Peran  tersebut  antara  lain  mekanisme  kipas berdasarkan  deteksi  keluaran  dari  sensor  suhu  pada  jaket, sehingga  penelitian  ini  termasuk  dalam research  and development yaitu  membangun  suatu  sistem  yang diaplikasikan pada alat-alat kesehatan.

## A. Tahapan Penelitian
Figure 1. Diagram Alir Tahapan Penelitian

## B. Blok Diagram Perangkat
Figure 2. Blok Diagram Perancangan Sistem Penelitian

## C. Blok Input
Pada blok input terdiri atas beberapa macam sensor yang memiliki fungsi sebagai berikut:
1. Modul Sensor GSR Modul  sensor  GSR  berfungsi  sebagai  pendeteksi kelembaban kulit  berdasarkan keringat  yang dihasilkan pada saat pengguna melakuka aktifitas olaharaga.
2. Sensor Suhu Sensor suhu DS18B20 berfungsi sebagai pembaca nilai suhu  tubuh  pengguna  sepeda  statis  yang  mana  datanya akan diolah di arduino uno sebagai salah satu parameter untuk monitoring suhu .
3. Sensor Detak Jantung Sensor  detak  jantung  atau  Heart  rate  pulse  sensor berfungsi  sebagai  pembaca  nilai  detak  jantung  saat bersepeda, yang mana data yang didapatkan akan diolah pada  arduino  uno  sebagai  salah  satu  parameter  detak jantung.
4. Sensor Thermal Infrared Sensor thermal infrared ini digunakan untuk mengetahui kualitas  pengguna  sebelum  melakukan  kegiatan olahraga.  Disamping  untuk  kesehatan,  sensor  ini  juga bisa digunakan sebagai pendeteksi suhu tubuh.

## D. Blok Kontrol
Pada  blok  proses  terdiri  atas  sebuah  mikrokontroler Arduino  Uno  yang  berfungsi  untuk  memproses  dan
mengolah  data  masukan  dari  sensor  pada  blok  input sehingga dapat diteruskan pada blok output.

## E. Blok Output
Pada blok output terdiri dari komponen yang mendukung untuk  menampilkan  data  hasil  pembacaan  sensor  pada aplikasi android yang terhubung oleh internet. 1. NodeMCU NodeMCU  berfungsi  sebagai  perangkat  transmisi  data hasil dari pengolahan arduino uno yang dilakukan secara wireless  antara  perangkat  sistem  dengan  android menggunakan  bantuan  firebase  sebagai  database  atau penyimpanan data oleh sensor.
2. Android Android  berperan  sebagai  perangkat  yang  digunakan untuk  menampilkan  data  dalam  bentuk  text  maupun grafik yang telah diolah dari blok input dan blok proses.

## F. Diagram  Sistem Keseeluruhan
Figure 3. Diagram Alir Sistem
Pada Gambar 3 saat perangkat sudah terkoneksi dengan jaringan  Wifi  dan  pengguna  sudah  melakukan  pembacaan suhu dengan sensor thermal, dan mulai berolahraga, sensor denyut  jantung  mulai  bekerja  mengambil  jumlah  denyut jantung  yang  terdeteksi.  Jika  terdeteksi  adanya  denyut jantung  maka  sensor  gsr  dan  sensor  suhu  DS18B20  mulai mengambil  data  yang  langsung  dikirimkan  kepada  server firebase  dan  selanjutnya  akan  ditampilkan  pada  aplikasi android.  Jika  suhu  terdeteksi  melebihi  suhu  maksimal (rentang suhu 35.0°C  – 36.8°C)  maka  kipas akan  menyala secara otomatis guna menurunkan suhu tubuh.

## G. Diagram Alir Aplikasi Android
Figure 4. Diagram Alir Aplikasi Android
Pada Gambar 4  menjelaskan tentang flowchart  aplikasi android,  pertama-tama  user  yang  akan  melakukan pengecekan suhu menggunakan sensor thermal non contact sebelum  melakukan  olahraga,  setelahnya  menekan  tombol lanjut  untuk  berlaih  pada  halaman  selanjutnya  dengan tombol  start  atau  mulai,  yang  menandakan  mulainya kegiatan olahraga dilakukan. Setelah menekan tombol start, maka beralih kepada proses stopwatch dimana waktu akan terus  berjalan  selama  yang  diinginkan,  dengan  secara otomatis data suhu tubuh, denyut jantung, dan kelembaban kulit yang didapatkan oleh sensor akan ditampilakn melalui aplikasi. Jika terdeteksi suhu mencapai batas maksimal yang sudah  ditentukan,  maka  alarm  akan  berbunyi  yang menandakan  bahwa  suhu  tubuh  pengguna  sedang  dalam keadaan panas, serta notifikasi  yang terdapat pada aplikasi berguna sebagai pertanda bahwa suhu mencapai maksimal. Jika pengguna ingin menyudahi kegiatan berolahraga, maka dapat menekan tombol stop atau berhenti.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Hasil Penelitian
Hasil Pengujian Alat, Sstem, Aplikasi
T ABLE 1 H ASIL P ENGUJIAN A LAT S EBELUM O LAHRAGA
N o Umur Jenis Kela min Infrare d (°C) Suhu (°C) Kelem bapan Kulit (%) Denyut Jantun g (bpm) 1 23 P 35 35.88 47 99
2 20 L 36.09 36.19 47
18 3 22 P 35.99 36 47 95
4 14 L 35.23 35.06 47
94 5 22 P 34.55 35.44 47
97 6 18 L 35.19 36.13 47 107
T ABLE 2 P ENGUJIAN A LAT S ELAMA O LAHARAGA
No Umur Jenis Kela min Suhu (°C) Kelemba pan Kulit (%) Denyut Jantung (bpm) 1 23 P 36.4 4 47 95 2 20 L 36.7 5 47 96 3 22 P 36.7 5 47 95 4 14 L 36.6 9 47 94 5 22 P 36.3 8 47 101 6 18 L 36.8 1 47 105

## B. Pembahasan
Setelah  dilakukannya  berbagai  uji  coba  dari  uji  coba keseluruhan  pada  sistem,  aplikasi,  maupun  alat  yang didapatkan  adalah  hasil  yang  sesuai  dengan  perencanaan yang dibuat sebelumnya. Sebagai produk yang telah teruji, sistem  ini  dapat  dikatan  sudah  memenuhi  tujuan,  yaitu mampu  mengontrol  suhu  yang  diperlukan  berdasarkan keringa  yang  dihasilkan  melalui  Android  pada  jaket.  Data dari  setiap  sensor  yang  digunakan  akan  disimpan  secara realitime di database, kemudian  akan  tersimpan  di  dalam aplikasi sebagai bentuk laporan hasil data selama penggunan jaket  tersebut. Smartphone yang  digunakan  dan  sudah terpasang aplikasi android, maka mampu menampilkan hasil data yang diperoleh tiap sensor dalam bentuk grafik.
Tingkat  usia  dan  juga  jenis  kelamin  dalam  olahraga sangat berpengaruh pada hasil denyut jantung, suhu tubuh, dan  kelembaban  kulit.  Namun,  salah  satu  faktor  pada kelembaban  kulit  juga  dipengaruhi  oleh  tingkat  keringat yang  dihasilkan  saat  berolahraga,  yang  artinya  tingkat keringat  itu  sendiri  dihasilkan  oleh  banyaknya  kadar  air yang terdapat dalam tubuh manusia. Berdasarkan tabel 1 dan tabel 2 hasil pengujian alat, dapat dilihat bahwa terdapat data yang  signifikan  pada  data  yang  diambil  ketika  sebelum dilakukannya  olahraga  dengan  data  yang  diambil  selama olahraga berlangsung.
Berdasarkan  tabel  1  yaitu  data  yang  diambil  sebelum olahraga memiliki nilai pada suhu infrared berkisar 34.55 0 C –  36.09 0 C , suhu  tubuh  antara  35.06 0 C  –  36.19 0 C,  serta kelembaban  kulit  dan  juga  denyut  jantung  bernilai  antara 47% dan 94Bpm – 118 Bpm. Sedangkan berdasarkan tabel 2  yaitu  data  yang  diambil  selama  olahraga  berlangsung mendapatkan  nilai  pada  suhu  tubuh  antara  36.38 0 C  – 36.81 0 C, nilai pada kelembaban kulit antara 47% - 15%, dan denyut jantung antara 105 Bpm  – 94 Bpm. Pada saat suhu tubuh  mendapatkan  nilai  diatas  36.8 0 C  maka  kipas  yang sudah  terpasang  pada  jaket  akan  menyala  secara  otomatis. Begitu juga dengan kelembaban kulit, pada saat melakukan pengujian  alat  dan  sistem  diketahui  bahwa  semakin  besar nilai yang diperoleh pada kelembaban kulit, maka semakin kecil  keringat  yang  terdeteksi,  yang  artinya  pada  saat berolahraga keringat yang dihasilkan oleh pengguna hanya sedikit.
Hal  ini  menunjukkan  bahwa  pada  saat  panas  maka pembuluh  darah  di  sekitar  permukaan  kulit  akan  melebar sehingga  proses  penyerapan  dalam  darah  akan  masuk  ke dalam  kelenjar  keringat  dan  dikeluarkan  ke  luar  tubuh melalui  keringat,  yang  artinya  pada  saat  suhu  tubuh  naik maka  kelenjar  keringat  akan  memproduksi  keringat  yang banyak, sehingga menyebabkan nilai pada kelembaban kulit mengecil. Sedangkan semakin suhu tubuh  meningkat akan berbanding  lurus  dengan  kerja  denyut  jantung.  Jika  suhu tubuh  meningkat  maka  akan  menyebabkan  otak  akan mengontrol  keseimbangan  tubuh  agar  tetap  seimbang, karena  jika  terus terpapar oleh  suhu  tinggi  tekanan  denyut jantung akan mengalami heat stress atau kelelahan. Sistem yang  bekerja  pada  kipas  dapat  berjalan  dengan  baik,  pada saat suhu sudah mencapai 36.8 0 C.

## IV. KESIMPULAN
1. Rentang  suhu  tubuh  yang  digunakan  untuk  mengatur keadaan kipas on/off sebesar 35.0 0 C – 36.8 0 C, maka pada saat  pengguna  sedang  berolahraga  dan  mendapatkan suhu  sebesar  36.8 0 C  atau  lebih  ,  maka  relay  akan mengaktifkan  kipas  yang  berfungsi  menurunkan  suhu secara perlahan.
2. Pada  proses  pengiriman  data  yang  didapatkan  selama live streaming berlangsung dengan nilai delay terendah sebesar  0,034897000  s  sedangkan  nilai delay terbesar sebesar  0,037563000  s  dan  tidak  adanya packet  loss selama pengiriman data.

## REFERENSI
[1] S.  F.  Suyanto   Moh  Fajar  Rajasa,  “Rancang  Bangun Prototipe  Monitoring  Suhu  Tubuh  Manusia  Berbasis O.S  Android  Menggunakan  Koneksi  Bluetooth,” J. Tek.  ITS ,  vol.  2,  no.  Vol  2,  No  1  (2013),  pp.  A213– A216, 2013.
[2] M.  Ramdhani  and  A.  Rizal,  “Rancang  Bangun Termometer Digital  Berbasis Sensor Ds18B20 Untuk Penyandang Tunanetra ( Design Digital Thermometer Based on Sensor Ds18B20 for Blind,” vol. 4, no. 3, pp. 3294–3301, 2017.
[3] D.  Aranda,  “Bab  Ii  Dasar  Teori  2.1  Nodemcu Esp8266,” pp. 3–8, 2017.
[4] I.  Sandi,  I.  Ariyasa,  I.  Teresna,  and  K.  Ashadi, “Pengaruh  Kelembaban  Relatif  Terhadap  Perubahan Suhu Tubuh Latihan,” Sport  Fit. J. , vol. 5, no. 1, pp. 103–109, 2017.