## PEMBUATAN ALAT UKUR KADAR GULA DARAH BERDASARKAN TINGKAT KEKERUHAN SPESIMEN URIN MENGGUNAKAN SENSOR WARNA TCS230 DAN PHOTODIODA DENGAN TAMPILAN LCD
Zalmirda Pratiwi 1) Hufri 2)
1) Mahasiswa Jurusan Fisika,, FMIPA, Universitas Negeri Padang
2) Staf Pengajar Jurusan Fisika, FMIPA, Universitas Negeri Padang zalmirdapratiwi@gmail.com 1) , hufri_unp@yahoo.co.id 2)

## ABSTRACT
Blood  sugar levels are a major factor of  diabetes. Diabetes is a one of  a dangerous diseases caused by damage to the working system of the hormone insulin in the body’s metabolism. The diagnosis of blood sugar levels is generally by  pricking  a finger or arm  to take a sample of the patient’s blood. Another method can be used without hurting the patient’s body, which is using a urine sample. Discoloration of the patient’s urine can be detected using the TCS230 color sensor and photodiode. The design of the tool system in this research uses the changes in the color of the urine specimen as a measurement parameter. This research aims to determine the performance  and  design  specifications  of  the  manufacture  of  blood  sugar  levels  based  on  the  level  of  urin turbidity  using  the  TCS230  color  sensor  and  photodiode.  There  are  two  research  results.  First,  the  result  of performance specifications is a beam-shaped measuring  device consisting of an object  box measuring  8,5x6x8 cm 3 and an electronic component box measuring  20x10x10 cm 3 . Second, the result of design specifications are the precision of the tool at 95,95% with a percentage of errors of 4,44% and accuracy of 99,25%.

## Keywords : Blood Sugar Level, Urine, The TCS230 Color Sensor, Photodiode
his is an open access article distributed under the Creative Commons 4.0 Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited . ©2018 by author and Universitas Negeri Padang.

## PENDAHULUAN
Diabetes  adalah  suatu  penyakit  yang  ditandai dengan  naiknya  kadar  glukosa  dalam  darah  akibat rusaknya  sistem  kerja  hormon  insulin.  Hormon insulin  berfungsi  merangsang  sintesis  enzim-enzim lemak  dalam  hati,  penghambat  terbentuknya  enzim- enzim glukonegenik dan dapat mengendalikan proses metabolisme  karbohidrat  di  dalam  tubuh [1] .    Suatu kondisi  kadar  glukosa  darah  melebihi  batas  normal dalam istilah medis disebut hiperglikemia. Hiperglikemia  terjadi  ketika  tubuh  kekurangan hormon insulin dalam jumlah tertentu mengakibatkan kadar    glukosa  dalam  darah  terlalu  tinggi  yang sehingga  glukosa  darah  yang  diasup  tidak  dapat dimanfaaatkan secara efektif [2] .
Data National Diabetes Statistics Report tahun 2017  menyebutkan  bahwa  penderita  diabetes  di seluruh  dunia  berkisar  30,3  milyar  jiwa  dengan rincian  23,1  milyar  jiwa  sudah  terdiagnosa  dan  7,2 milyar  lainnya  belum  terdiagnosa.  Sedangkan  data WHO mencatat jumlah penderita diabetes mellitus di Indonesia  sekitar  382  juta  jiwa  penduduk  sehingga Indonesia  menempati  peringkat  ke-7  dari  jumlah penderita  diabetes  di  seluruh  dunia.  Data-data tersebut  menunjukkan  bahwa  tingkat  penderita diabetes sangat tinggi.
Kadar  glukosa  dalam  darah  merupakan  faktor utama yang menyebabkan penyakit diabetes. Ada dua jenis  teknik  pengukuran  kadar  glukosa  yaitu  teknik invasive dan  teknik non  invasive .  Teknik invasive merupakan teknik pengukuran kadar gula darah yang
mengambil  langsung  sampel  berupa  darah  pasien dengan  melukai  tubuh  pasien  seperti  di  jari  atau lengan,  sedangkan  teknik non  invasive merupakan teknik  pengukuran  gula  darah  menggunakan  alat tertentu  yang diletakkan di organ tubuh pasien  tanpa melukai pasien misalnya di daun telinga [3] . Pengukuran gula darah yang digunakan saat ini pada umumnya  menggunakan  teknik invasive. Banyak terjadi  kasus  infeksi  akibat  penusukkan  jari  atau lengan saat pengujian dengan teknik ini karena tubuh yang  tidak  bisa  memproduksi  hormon  insulin  lagi. Kekurangan  energi  pada  bagian  luka  atau  sel  yang rusak  akan  menyebabkan  penyembuhan  yang  lama dan infeksi sehingga teknik ini tidaklah efektif.
Metode  lain  yang  dapat  dilakukan  mengatasi kekurangan  tersebut  adalah  dengan  menggunakan metode  diagnosis non  invasive (pendiagnosaan penyakit  tanpa  melukai  tubuh  pasien).  Cairan  tubuh seperti  air  liur  dan  urin  potensial  digunakan  sebagai sampel  pengukuran  gula  darah.  Kandungan  glukosa dalam  urin  memiliki  korelasi  yang  lebih  tinggi dengan  gula  darah  yaitu  0,99  sedangkan  air  liur memiliki  korelasi  berkisar  0,57-0,87 [4] .  Pengujian menggunakan sampel urin dilakukan di  laboratorium rumah sakit dengan waktu pengujian sekitar dua jam dan hanya dilakukan oleh tenaga ahli medis.
Suatu  alternatif  solusi  dari  permasalahan tersebut adalah mengembangkan suatu alat ukur yang dapat mengukur kadar gula darah dengan sampel urin yang  fleksibel  dari  segi  waktu  dan  biaya  serta  dapat dilakukan oleh masyarakat luas. Uji urin (normal dan diabetes)  dapat  dilakukan  dengan  menambahkan
cairan  Benedict.  Sampel  urin  yang  telah  dicampur Benedict  ini  dipanaskan  sampai  terbentuk  warna, yang  dikenal  dengan  sebutan  spesimen  urin,  seperti terlihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Warna Spesimen Urin Berdasarkan  Gambar  1  terlihat  bahwa  warna spesimen  urin  terdiri  dari  beberapa  tingkatan. Tingkatan  dari  spesimen  urin  ini  adalah  sebagai berikut.
1. Negatif  :  berwarna  biru  atau  sedikit  kehijauan dan agak keruh.
2. Positif 1 :  berwarna  hijau kekuningan dan keruh (0,5-1% glukosa).
3. Positif  2  :  berwarna  kuning  kehijauan  atau kuning keruh (1-1,5% glukosa).
4. Positif  3  :  berwarna  jingga  atau  warna  lumpur keruh (2-3,5% glukosa).
5. Positif  4  :  berwarna  merah  atau  merah  bata (>3,5% glukosa) [5] .
Penambahan  cairan  Benedict  merupakan analisis  kualitatif  yang  memperhatikan  perubahan warna  yang  terjadi  dan  endapan  yang  terbentuk. Perubahan warna urin dapat dideteksi dengan sensor. Sensor  yang  bisa  digunakan  yaitu  sensor  warna  tipe TCS230 dan photodioda.
Sensor  adalah  perangkat  yang  mengubah stimulus  menjadi suatu sinyal  listrik [7] . Sensor warna TCS230 adalah suatu sensor warna untuk mendeteksi suatu objek berdasarkan perubahan warna. Sensor ini terdiri  dari  kelompok  rangkaian  photodioda  yang tersusun array matriks  8x8  dengan  4  kelompok pembaca  warna,  4  pin  kontrol  (S0,  S1,  S2,  S3),  pin sumber  tegangan  dan  satu  pin  keluaran [8] .  Bentuk fisik  dan  skema  pin  dari  sensor  warna  TCS230 diperlihatkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Bentuk dan Skema pin TCS230 Gambar  2  memperlihatkan  bahwa  sensor warna TCS230 memiliki 4 kelompok dioda pembaca warna  dan  8  buah  pin  yang  terdiri  dari  S0  dan  S1 sebagai  pin  pemilih  frekuensi,  OE  sebagai  input frekuensi,  GND  sebagai ground ,  VDD  sebagai  pin sumber  tegangan,  S2  dan  S3  sebagai  pin  pemilih  4 kelompok  diode  serta  OUT  sebagai  pin  output sensor.  Kelompok  photodioda  pada  sensor  memiliki sensitivitas yang berbeda  tergantung  panjang gelombang  cahaya  yang  dibacanya.  Semakin  besar panjang  gelombang  yang  dibaca,  semakin  rendah
sensitivitasnya [8] .  Prinsip  kerja  dari  sensor  warna TCS230 ditunjukkan oleh blok diagram pada Gambar 3 berikut.
Gambar 3. Blok Diagram  Sensor Warna TCS230 Pada  Gambar  3  diketahui  bahwa  pada photodioda  pada  sensor  warna  TCS230  terhubung secara  paralel.  Terdapat  16  photodioda  yang  bekerja pada  sensor  ini.  2  pin  kontrol  S2  dan  S3  dapat memilih  photodioda  mana  yang  akan  terbaca. Sebagai contoh, jika mendeteksi warna merah, 16 red difference  photodiodes akan  mengatur  kedua  pin  ke logika  rendah [6] .  2  pin  kontrol  S0  dan  S1  akan mengukur  besar  frekuensi keluaran. Terdapat 3 jenis pengaturan  skala  untuk  pin  ini  yaitu  2%,  20%  dan 100%. Pengaturan ini berfungsi untuk mengoptimalisasi keluaran sensor [9] .
Photodioda  adalah  sebuah  dioda  yang  bekerja berdasarkan  tingkat  intensitas  cahaya [5] .  Photodioda bekerja berdasarkan prinsip sensor optik semikonduktif  dimana  pada  saat  persambungan  p-n dalam  kondisi  bias  maju  diberi  cahaya,  peningkatan arus  sangat  kecil  atau  arus  bias  lebih  besar  daripada arus  yang  dibangkitkan  cahaya.  Sebaliknya,  saat persambungan  p-n  diberi  bias  mundur,  akan  terlihat besar  peningkatan  arusnya [7] .  Bentuk  fisik  dari photodioda diperlihatkan oleh Gambar 4.
Gambar 4. Simbol dan Bentuk Fisik Fotodioda Gambar  4  menunjukkan  bahwa  photodioda terdiri  dari  anoda  dan  katoda,  dimana  prinsip  kerja nya menggunakan prinsip bias pada persambungan p- n.  Karakteristik  dari  photodioda  diperlihatkan  oleh persamaan berikut:
𝑖 = 𝑖 0 (𝑒 𝑒𝑉 𝑘𝑏𝑇 − 1) − 𝑖 𝑠 (1)
Dimana i adalah arus keluaran, i 0 adalah arus balik, e adalah muatan elektron, V adalah tegangan, k b adalah konstanta  Bolztman,  T  adalah  suhu  mutlak  dan    i s adalah  arus  yang  deteksi  daya  optik [7] .  Sedangkan untuk  menghitung  besar  tegangan  keluaran  sensor menggunakan  prinsip  pembagi  tegangan  seperti terlihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Rangkaian Dasar Photodioda Berdasarkan Gambar 5 dapat  diketahui  bahwa sensor photodioda  terdiri dari led infrared , photodioda  dan  2  buah  resistor.  Led infrared merupakan  sebuah  dioda  yang  memancarkan  cahaya dengan arus cerah sebesar 220 mA [10] . Rangkaian ini merupakan  rangkaian  pembagi  tegangan,  sehingga untuk  mengetahui  besar  tegangan  keluaran  sensor digunakan persamaan berikut.
𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑅 𝑝ℎ𝑜𝑡𝑜𝑑𝑖𝑜𝑑𝑎 𝑅 𝑝ℎ𝑜𝑡𝑜𝑑𝑖𝑜𝑑𝑎 +𝑅 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑜𝑟 𝑥𝑉𝑐𝑐 (2)
Arduino  uno  adalah  papan  mikrokontroler ATMega328 yang memiliki 14 pin digital input/output  (dimana  6  pin  dapat  digunakan  sebagai output PWM),  6  input  analog, clock  speed 16  MHz, koneksi  USB, jack listrik, header ICSP,  dan  tombol reset.  Board ini  menggunakan  daya  yang  terhubung ke  komputer  dengan  kabel  USB  dengan  tegangan operasi  sebesar  5V [11] .  Arduino  memiliki  kelebihan diantaranya  telah  dilengkapi bootloader sehingga tidak memerlukan chip programmer, pemogramannya  relatif  mudah  karena  memiliki banyak library yang mudah diakses serta modul yang siap pakai [12] . LCD  atau Liquid  Crystal  Display adalah komponen  berupa  kristal  cair  pada  layar  yang menampilkan  tulisan  atau  teks.  Salah  satu  jenisnya adalah  yang  memiliki  dua  baris  dengan  setiap barisnya  terdiri  dari  enam  belas  karakter.  Ada  dua tipe utama dari tampilan LCD yaitu numerik dan teks alphanumerik [13] .  Dalam  penelitian  ini  digunakan LCD jenis LCD 20x4.
Penelitian  sebelumnya  mengenai  alat  ukur kadar  gula  darah  telah  ada  dilakukan  oleh  peneliti lainnya.  Eko  Satria  (2013)  telah  melakukan penelitian dengan judul “Rancang Bangun Alat Ukur Gula  Darah Non-Invasive Berbasis Mikrokontroler AT89S51  dengan  Mengukur  Tingkat  Kekeruhan Spesimen  Urin  Mengunakan  Sensor  Photodioda”. Hasil  yand  didapat  bahwa  intensitas  dari  sensor photodioda mengalami
penurunan
yang menyebabkan kenaikan pada tegangan keluaran  yang dihasilkan [14] . Alat ini  memiliki persentase kesalahan sebesar  9,8%  karena  kesensitivitas  sensor  yang rendah  dan prototype alat  ukur  yang  bening menyebabkan  masuknya  cahaya  dari  luar  bisa mempengaruhi pembacaan sensor.
Gunawan  Putra  (2015)  juga  melakukan penelitian yang sama dengan judul “Rancang Bangun Alat Ukur Kadar Gula Darah Non-Invansive Berbasis Mikrokontroler  ATMega328P  dengan  Mengukur Tingkat  Kekeruhan  Spesimen  Urin  Menggunakan Paket  Sensor Photodioda  dan Light  Emiting  Dioda ”. Hasil  yang  didapat  yaitu  frekuensi  warna  dari spesimen  urin  dapat  diketahui.  Nilai  keluaran  sensor dikonversi  ke  dalam  format  RGB.  Prinsip  kerja  nya hampir  sama  dengan  penelitian  sebelumnya,  hanya parameter  keluaran  nya  saja  yang  berbeda,  yaitu frekuensi. Kesalahan dalam pengkonversian menyebabkan  keakuratan  alat  masih  sangat  rendah sehingga  alat  banyak  mengalami  kesalahan  dalam pembacaan.
Dari  kekurangan  dan  keterbatasan  yang  telah diuraikan  diatas,  peneliti  tertarik  untuk  membuat suatu  alat  ukur  gula  darah  berdasarkan  kekeruhan spesimen  urin  menggunakan  sensor  warna  TCS230 dan photodioda tampilan LCD. Tujuan penelitian  ini adalah  menentukan  spesifikasi  performansi  dan desain  dari  alat  ukur  yang  dirancang.  Hasil  dari pengukuran ini akan dibandingkan dengan hasil yang dibaca  pada  alat  ukur  di  rumah  sakit  untuk mendapatkan nilai ketepatan dan ketelitiannya.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  termasuk  ke  dalam  golongan penelitian  rekayasa.  Kegiatan  perancangan  pada penelitian  rekayasa  ini  melibatkan  hal-hal  yang relatif  baru.  Penelitian  ini  memiliki  prosedur meliputi  ide-ide  dan  kejelasan  tugas,  konseptual rancangan,  susunan  geometri  kefungsian,  rancangan detail, pembuatan tool pemodelan, dan pengujian.
Hal  terpenting  dari  suatu  penelitian  adalah merancang  suatu  blok  diagram.  Blok  diagram  berisi perancangan  elektronik  yang  membantu  kinerja  dan hasil  dari  suatu  pembuatan  suatu  alat.  Blok  diagram dari  pembuatan  alat  ukur  kadar  gula  darah  ini  dapat diperhatikan pada Gambar 6.
Gambar 6. Diagram Blok Alat Ukur Berdasarkan  blok  diagram  pada  Gambar  6 dapat  diketahui  bahwa  spesimen  urin  dideteksi  oleh dua sensor yaitu sensor warna dan photodioda. Hasil pendeteksian  ditampilkan  pada display LCD.  Kedua sensor  dan  LCD  akan  dihubungkan  dan  diprogram
oleh  Arduino  Uno.  Sedangkan  catu  daya  sebagai sumber tegangan dari semua komponen.
Perancangan  detail  dari  penelitian  ini  terdiri dari  rancangan hardware dan  rancangan sorftware . Perancangan hardware ditunjukkan oleh Gambar 7.
Gambar 7. Rancangan Hardware
Gambar  7  menunjukkan  bahwa  rancangan hardware dari  alat ukur kadar gula darah terdiri  dari dua  buah box, yaitu box objek  sebagai  tempat pendeteksian sampel urin dan box komponen sebagai tempat  meletakkan  komponen  elektronika.  Pada box objek  diletakkan  dua  buah  sensor  sedangkan  LCD diletakkan  pada box komponen  elektronika.  LCD akan menampilkan besar frekuensi dan tegangan dari sampel  spesimen  urin  yang  diukur  serta  status diabetes urin tersebut.
Perancangan software berfungsi untuk menjelaskan  jalannya  mikrokontroler  dari  alat. Gambar  8  merupakan  diagram  alir  dari  perancangan software alat ukur.
Gambar 8. Rancangan Software Berdasarkan  pada  Gambar  8  rancangan software diawali  dengan  menginisialisasi  port
arduino yang digunakan. Port ini disesuaikan dengan port  arduino  yang  digunakan.  Kemudian  sensor warna  akan  memfilter  besar  frekuensi  warna spesimen urin yang dihasilkan, sedangkan photodioda  akan  memfilter  tegangan  keluaran  pada saat  objek  diletakkan  diantara  sensor  photodioda. Output  yang  dihasilkan  akan  ditampilkan  di display LCD.

## HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
1. Hasil Penelitian
Hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan  yaitu membuat  sebuah  alat  ukur  kadar  gula  darah berdasarkan  tingkat  kekeruhan  spesimen  urin menggunakan sensor warna TCS230 dan photodioda. Hasil  penelitian  terdiri  dari  spesifikasi  performansi dan spesifikasi desain alat ukur.
a. Spesifikasi  Performansi  Alat  Ukur  Kadar  Gula Darah
Spesifikasi  performansi  dari  alat  ukur  kadar gula  darah  berdasarkan  tingkat  kekeruhan  urin  ini menjelaskan mengenai komponen-komponen pembentuk  sistem  alat  ukur.  Bentuk  desain  mekanik dari  alat  ukur  kadar  gula  darah  berdasarkan  tingkat kekeruhan spesimen urin ditunjukkan oleh Gambar 9.
Gambar 9. Desain Mekanik Alat Ukur Berdasarkan Gambar 9 alat ukur ini terdiri dari dua  buah box . Box objek  berukuran  8,5x6x8  cm 3 sebagai tempat meletakkan objek dan box komponen berukuran  20x10x10  cm 3 untuk  tempat  meletakkan komponen  elektronika  pembangun  sistem.  Di  dalam box objek  dipasang  sensor  warna  TCS230  dan photodioda.  Bentuk box objek  dari  alat  ukur  ini seperti terlihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Box Objek Dari  Gambar10  terlihat  bahwa  sensor  warna TCS230  mendeteksi  objek  pada  bagian  atas, sedangkan sensor photodioda  terletak bagian
Inisialisasi port Arduino Filter Sensor Warna TCS230 dan Photodioda Tampilkan RGB dan tegangan Tampilan LCD Selesai Mulai
samping.  Objek  diletakkan  di  tengah-tengah  antara sensor photodioda dan led infrared.
Pada  bagian box komponen  elektronika terdapat  tombol reset dan  LCD.  Tombol reset berfungsi  untuk  menyetel  ulang  tampilan  LCD kembali ke kondisi awal.  Bentuk tampilan LCD  dari alat  ukur  kadar  gula  darah  diperlihatkan  pada Gambar 11.
Gambar 11. Tampilan LCD Berdasarkan  Gambar  11  terlihat  bahwa  LCD yang  digunakan  adalah  LCD  20x4.  Baris  pertama menampilkan  nilai  RGB  sensor,  baris  kedua menampilkan  besar  tegangan  keluaran  sensor,  baris ketiga  adalah  kadar  gula  darah  dalam  satuan  mg/dl, dan  baris  keempat  menampilkan  status  diabetes  dari pasien.
Rangkaian  elektronika  dari  pembuatan  alat ukur kadar gula darah berdasarkan tingkat kekeruhan urin ini dapat dilihat pada pada Gambar 12.
Gambar 12. Rangkaian Elektronika Dari  Gambar  12  terlihat  bahwa  semua  prinsip kerja  komponen  elektronika  diprogram  arduino  uno. Komponen  elektronika  tersebut  meliputi  rangkaian sensor  warna  TCS230,  rangkaian  photodioda  dan rangkaian  LCD.  Antara  satu  rangkaian  dengan rangkaian lainnya dihubungkan dengan kabel jumper . Agar dapat bekerja sesuai dengan pronsipnya, sensor warna  TCS230  dan  photodioda  harus  dikarakterisasi terlebih dahulu.
Karakterisasi  dari  sensor  warna  TCS230 dilakukan dengan mengkalibrasi range RGB keluaran  dari  sensor.  Hasil  karakterisasi  tersebut ditunjukkan pada Tabel 1 berikut.
Tabel 1. Data Karakterisasi Sensor Warna TCS230 No. Objek Hasil Pembacaan Sensor Hasil Konversi R G B 1. 200 51 58 2. 85 147 64 3. 93 94 165
Hasil karakterisasi pada Tabel 1 menunjukkan bahwa  sensor  menghasilkan  warna  konversi  tidak jauh berbeda dengan warna objek sebenarnya. Warna merah menghasilkan RGB berturut-turut sebesar 200, 51,  58.  Warna  hijau  memiliki  RGB  sebesar  85,  147, 64. Dan warna biru dengan RGB sebesar 93, 95, 165. Penyimpangan  perbedaan  warna  yang  dihasilkan tidak  terlalu  jauh  dan  masih  di  dalam range warna aslinya. Penyimpangan terjadi karena sensor memiliki  sensitivitas  terhadap  temperatur,  sehingga terjadi kesalahan  pembacaan  jika sensor terlalu  lama digunakan.
Karakterisasi  sensor  photodioda  dilakukan dengan  melihat  besar  tegangan  keluaran  yang dihasilkan  ketika  cahaya  dari  sensor  dihalangi dengan  sebuah  objek.  Objek  yang  digunakan  adalah spesimen urin dengan tingkatan positif yang berbeda. Hasil karakterisasi sensor photodioda ini ditunjukkan oleh Tabel 2.
Tabel 2. Data Karakterisasi Sensor Photodioda No. Tingkat Positif Urin Kadar Gula Darah Analisa Lab (mg/dl) Tegangan Keluaran Sensor (Volt) 1. Normal 90 4,561 2. Positif 1 250 4,600 3. Positif 3 280 4,604 4. Positif 3 340 4,623 5. Positif 4 455 4,646
Dari  data  pada  Tabel  2  terlihat  jika  semakin tinggi tingkat kadar gula darah pasien diabetes  maka semakin  tinggi  pula  tegangan  keluaran  sensor  yang dihasilkan.  Urin  normal  memiliki  tegangan  keluar sebesar 4,561 Volt, positif 1 sebesar 4,6 Volt, positif
LCD Arduino Uno TCS230 Photodioda
3 sebesar 4,604 Volt dan 4,623 Volt, dan urin positif 4  sebesar  4,646.  Hubungan  dari  kondisi  ini  dapat dibuktikan dengan grafik pada Gambar 13.
Gambar 13. Hubungan Tegangan Keluaran Sensor Terhadap Kadar Gula Darah Analisa Lab Berdasarkan  grafik  pada  Gambar  13  didapat sebuah  persamaan  regresi  linier  yaitu  y=4236,6x- 19234. Besar kemiringan grafik yang didapat sebesar 4236,6.  Persamaan  ini  digunakan  sebagai  rumus referensi yang ditanamkan ke dalam program arduino alat  ukur  dengan  x  adalah  tegangan  keluaran  sensor. Hasil dari persamaan ini berupa kadar gula darah dari spesimen urin yang dideteksi menggunakan alat ukur. setelah  dilakukan  perhitungan  kembali  dengan menggunakan  persamaan  regresi  linier  ini,  didapat persentase  kesalahan  sebesar  2,11  %.  Dikarenakan persentase  kesalahan  yang  didapat  kecil,  maka persamaan  dapat  digunakan  sebagai  persamaan referensi.
b. Spesifikasi Desain Alat Ukur Kadar Gula Darah Spesifikasi  desain  menjelaskan  karakteristik statik  suatu  produk  yang  meliputi  akurasi,  presisi, resolusi,  maupun  sensitivitas.  Spesifikasi  desain  dari alat  ukur  kadar  gula  darah  berdasarkan  tingkat kekeruhan  spesimen  urin  ini  meliputi  ketepatan  dan ketelitian.
Ketepatan alat ukur dilakukan dengan membandingkan  besar  kadar  gula  darah  alat  ukur dengan  besar  kadar  gula  darah  dari  alat  ukur  di rumah  sakit.  Alat  ukur  yang  digunakan  yaitu Verify U120 . Hasil pengukuran ketepatan dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Data Ketepatan Alat Ukur
Pada  Tabel  3  didapat  hasil  persentase ketepatan  rata-rata  alat  sebesar  95,95%  dengan kesalahan relatif rta-rata sebesar 4,44%. Warna  hasil keluaran  sensor  memiliki  kekontrasan  yang  hampir sama  dengan  warna  spesimen  sebenarnya.  Hanya spesimen urin positif 4  yang sedikit  berbeda. Hal ini dikarenakan spesimen terlalu pekat dan sensor rentan terhadap  suhu  sehingga  terjadi error dalam pembacaan.
Ketelitian alat ukur dilakukan dengan melakukan  pengukuran  sebanyak  10  kali  untuk masing-masing  tingkat  positif  spesimen  urin. Kemudian  di  rata-ratakan  untuk  dicari  besar persentase  ketelitiannya.  Hasil  pengukuran  ketelitian alat ukur kadar gula darah ditunjukkan oleh Tabel 4.
Tabel 4. Data Ketelitian Alat Ukur
Pada  Tabel  4  terlihat  jika  sampel  yang digunakan  yaitu urin normal, positif 1, positif 3, dan positif  4  memiliki  ketelitian  cukup  besar.  Urin normal  dengan  kadar  gula  darah  rata-rata  sebesar 97,18 mg/dl memiliki ketelitian sebesar 98,63%. urin positif  1  memiliki  kadar  gula  darah  rata-rata  sebesar 134,52  mg/dl  memiliki  ketelitian  sebesar  99,38%. Urin  positif  3  dengan  kadar  gula  darah  rata-rata sebesar  210,38  mg/dl  memiliki  ketelitian  sebesar 99,61%. Urin positif 4 dengan kadar gula darah rata- rata sebesar 425,52 mg/dl memiliki ketelitian sebesar 99,38%. Berdasarkan data ini, dapat dikatakan bahwa alat ukur memiliki ketelitian cukup baik.
0 100 200 300 400 500 4.550 4.600 4.650 4.700 K ad ar G u la Dar ah An al is a L ab (m g/ d l) Tegangan Keluaran Sensor (Volt)
Berdasarkan  data  ketepatan  dan  ketelitian Tabel  3  dan  Tabel  4  dapat  dilihat  bahwa  alat  ukur kadar  gula  darah  berdasarkan  kekeruhan  spesimen urin  yang  dirancang  memiliki  perbedaan  pembacaan yang  sedikit  berbeda.  Hal  ini  dapat  dibuktikan dengan  membuat  grafik  perbandingan  antara  kadar gula darah yang terbaca pada alat ukur dengan kadar gula  darah  hasil  analisa  lab.  Perbandingan  keduanya ditunjukkan oleh Gambar 14.
Gambar 14. Perbandingan Pembacaan Kadar Gula darah Hasil Alat Ukur dengan Hasil Analisa Lab Berdasarkan grafik perbandingan pada Gambar  14  diketahui  bahwa  selisih  pembacaan antara  kadar  gula  darah  analisa  laboratorium  dengan pembacaan  alat  ukur  yang  dirancang  cukup mendekati.  Pada  urin  normal,  kadar  gula  darah  yang terbaca  sebesar  95,89  mg/dl  sedangkan  pada  alat ukur  laboratorium  sebesar  100,5  mg/dl.  Pada  urin positif 1, besar kadar gula darah yang terbaca sebesar 133,03 mg/dl sedangkan hasil lab sebesar 145 mg/dl. Pada  urin  positif  3,  ada  dua  sampel  yang  diukur. Yang pertama sebesar 205  mg/dl dengan pembacaan alat  ukur  membaca  sebesar  211,99  mg/dl.  Yang kedua  sebesar  250  mg/dl  dengan  dengan  pembacaan alat  ukur  sebesar  254,36  mg/dl.  Pada  urin  positif  4, besar kadar gula darah yang terbaca alat ukur sebesar 423,82 mg/dl sedangkan hasil alat ukur laboratorium sebesar 442,5 mg/dl.

## 2. Pembahasan
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan, didapat  dua  hasil  penelitian  yaitu  spesifikasi performansi  dan  spesifikasi  desain  dari  pembuatan alat  ukur  kadar  gula  darah  berdasarkan  tingkat kekeruhan  urin  menggunakan  sensor  warna  TCS230 dan photodioda. Spesifikasi performansi menjelaskan secara  rinci  mengenai  komponen-komponen  yang membangun  sebuah  alat  ukur  dan  fungsi  dari komponen  tersebut.  Spesifikasi  desain  meliputi kesalahan,  ketepatan  dan  ketelitian  dari  suatu  alat ukur.
Hasil  pertama  yaitu  spesifikasi  performansi. Alat  ukur  kadar  gula  darah  dirancang  berbentuk balok  terbuat  dari acrylic. Alat  ini  terdiri  dari  dua box, yaitu box objek dan box komponen elektronika.
Box objek  berukuran  8,5x6x8  cm 3 sedangkan box komponen  berukuran  20x10x10  cm 3 .  Pada  bagian box objek  diletakkan  sensor  warna  TCS230  pada bagian  atas, sedangkan sensor photodioda diletakkan pada bagian samping.
Sensor  warna  TCS230  memiliki  keluaran berupa frekuensi gelombang yang ditampilkan dalam format RGB. Terdapat 4 buah pin yang bekerja pada sensor  TCS230  dalam  mendeteksi  warna  objek.  Pin S0  dan  S1  memiliki  fungsi  sebagai  pembangkit tegangan  maksimum  untuk  mengatur  besar  kecilnya output  frekuensi.  Pin  S2  dan  pin  S3  sebagai  saklar pemilih  dari  4  kelompok  dioda.  Pada  perancangan alat  ukur  ini  digunakan scaling skala  frekuensi sebesar  20%.  Pengaturan  ini  berfungsi  member batasan  baru  dalam remaping sehingga  didapatkan data  output  yang  lebih  tepat.  Kalibrasi  yang dilakukan  dengan  cara  memberikan  objek  berwarna merah,    hijau  dan    biru  untuk  dideteksi  oleh  sensor. Kemudian  dari  RGB  yang  terbaca  dibuat remaping atau  mempersempit range pembacaan.  Berdasarkan data  yang  didapat,  warna  hasil  pembacaan  sensor memiliki  kontras  warna  hampir  sama  dengan  warna sebenarnya,  hanya  sedikit  memiliki  perbedaan. Perbedaan pengkonversian yang terjadi karena sensor memiliki  sensitivitas  terhadap  suhu,  sehingga  jika sensor  terlalu  lama  digunakan  akan  mempengaruhi pembacaan sensor.
Sensor photodioda yang digunakan merupakan gabungan prinsip kerja photodioda sebagai transmiter dan  led infrared sebagai receiver. Keluaran  sensor  berupa  tegangan. Berdasarkan  hasil yang didapat, tegangan keluaran sensor yang didapat memiliki  hubungan  berbanding  lurus  terhadap kekeruhan  urin.  Semakin  keruh  spesimen  urin  yang dideteksi,  semakin  tinggi  tegangan  keluaran  dari sensor.  Semakin  tinggi  besar  kadar  gula    drah, semakin  tinggi  pula  tegangan  keluaran  yang dihasilkan  sensor.  Hal  ini  karena  cahaya  yang dipancarkan sensor photodioda ke infrared terhalang oleh objek sehingga mengalami penurunan intensitas.
Hasil  kedua  yaitu  spesifikasi  desain.  Sampel yang  diuji  yaitu  spesimen  urin  yang  tersedia  di Rumah  Sakit  yaitu  sampel  spesimen  urin  normal, positif  1,  positif  3  dan  positif  4.  Ketepatan  alat  ukur kadar  gula  darah  berdasarkan  kekeruhan  spesimen urin  yang  didapat  yaitu  95,62%;  91,74%;  96,59%; 98,23%  dan  95,78%  dengan  persentase  kesalahan nya  4,58%;  8,23%;  3,41%;  1,74%  dan  4,22%.  Jika dirata-ratakan  didapat  ketepatan  sebesar  95,95% dan kesalahan  4,44%.  Ketelitian  alat  ukur  yang  didapat sebesar  98,63%;  99,38%;  99,61  dan  99,38%  dengan rata-rata sebesar 99,25%.
Berdasarkan  perbandingan  dengan  alat  ukur laboratorium,  alat  ukur  kadar  gula  darah  yang dirancang  memiliki  selisih  tidak  terlalu  jauh. Sehingga  dapat  dikataakan  bahwa  alaat  ukur  kadaar gula  darah  cukup  akurat  dan  baik  untuk  mengukur
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 1 2 3 4 5 Kad ar Gu la D ar ah ( m g/ d l) Banyak Sampel Pengukuran Hasil Lab Hasil Alat Ukur
kadar gula darah pasien diabetes  berdasarkan tingkat kekeruhan urin yang dirancang.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  dan  pembahasan terhadap  pembuatan  alat  ukur  kadar  gula  darah berdasarkan  tingkat  kekeruhan  urin  menggunakan sensor  warna  TCS230  dan  photodioda  didapat kesimpulan sebagai berikut:
1. Spesifikasi  performansi  berupa  alat  ukur  kadar gula  darah  berdasarkan  tingkat  kekeruhan spesimen  urin  dengan  dua  buah box berbentuk balok  dari acrylic yaitu box objek  berukuran 8,5x6x8  cm 3 dan box komponen  berukuran 20x10x10 cm 3 dengan tabung spesimen berdiameter  3  cm  dan  tinggi  4  cm,  sensor TCS230 dan photodioda sebagai sensor pendeteksi  dan  LCD  20x4  sebagai  penampil display .
2. Spesifikasi  desain  dari  alat  ukur  kadar  gulaa darah  berdasarkan  tingkat  kekeruhan  spesimen urin  yang  didapat  yaitu  persentase  ketepatan rata-rata  sebesar  95,95%  dengan  kesalahan sebesar  4,44%  dan  persentase  ketelitian  sebesar 99,25%.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Poedjiaji,  Anna.  2007. Dasar-Dasar  Biokimia . Jakarta: UI.
[2]  Dalimartha.  2005. Atlas  Tumbuhan  Obat Indonesia. Jakarta: Puspa Suara.
[3]  Budianto,  Rahmat  dan  Waluyanti,  Sri.  2018. Prototype Urine Analyzer Telemetry Menggunakan Sensor Warna untuk Mendeteksi Penyakit Diabetes pada Seseorang. Proyek Akhir. Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika dan Informatika Universitas Negeri Yogyakarta . [4] Fildayanti, Nola dan Muldarisnur. 2018. Rancang Bangun  Alat  Ukur  Gula  Darah  pada  Urin dengan  Metode  Evanescent. POSITRON . Vol. 8 No. 2: 1-6.
[5] Putra, Gunawan dkk. 2015. Rancang Bangun Alat Ukur  Kadar  Gula  Darah  Non-Invasive Berbasis  Mikrokontroler  ATMega  328P dengan  Mengukur  Tingkat  Kekeruhan Spesimen  Urin  Menggunakan  Paket  Sensor Photodioda    dan  Light  Emiting  Diode. Jurnal  Jurusan  Teknik  Elektro  Universitas Mataram.
[6]  Texas  Advanced  Optoelectronic  Solutions.  2003.
TCS230  Programmable  Color  Light-To-
Frequency Converter. Texas: The Lumenology Company.
[7]  Yulkifli.  2013. Sistem  Sensor  dan  Aplikasinya . Padang: Universitas Negeri Padang.
[8]  Adiputra,  Dodi  S  dkk.  2015.  Mesin  Penjual Softdrink  Otomatis  Berbasis  ATMega8535.
Jurnal Elementer . Vol. 1(2): 29-37
November 2015.
[9]  Putra,  Palensyah  Pratama  dkk.  2014.  Aplikasi Sensor Warna TCS230 pada Sistem Kendali Robot  Line  Follower. Laporan  Akhir. Politeknik Negeri Surabaya.
[10]  Fitri,  Maisa.,  Hufri,  dan  Yohandri.  2014. Pembuatan  Sistem  Penentuan  Koefisien Gesek  Statis  Benda  pada  Bidang  Miring secara  Digital  Berbasis  Mikrokontroler. Jurnal  Sainstek. Vol.  VI  No.  2:  135-147. ISSN: 2085-8019.
[11]  Syahwil,  Muhammad.  2013. Panduan  Mudah
Simulasi & Praktek Mikrokontroler Arduino. Yogyakarta: ANDI.
[12]  Dasriyani,  Yohanna.,  Hufri,  Yohandri.    2014. Pembuatan  Set  Eksperimen  Gerak  Jatuh Bebas  Berbasis  Mikrokontroler  dengan Tampilan  PC. Jurnal  Sainstek. Vol.  VI  No. 1:84-95. ISSN: 2085-8019.
[13] Kadir, Abdul. 2013. Panduan Praktis Mempelajari  Aplikasi  Mikrokontroler  dan Pemogramannya  Menggunakan  Arduino. Yogyakarta: ANDI.
[14] Satria, Eko dan Wildian. 2013. Rancang Bangun Alat  Ukur  Gula  Darah  Non-Invasive Berbasis  Mikrokontroler  AT89S51  dengan Mengukur  Tingkat  Kekeruhan  Spesimen Urin  Menggunakan  Sensor  Photodioda. Jurnal  Fisika  Unand. Vol.  2  No.1,  Januari 2013.