## RANCANG BANGUN ALAT UKUR FLEKSIBILITAS TUBUH MENGGUNAKAN SENSOR JARAK BERBASIS MIKROKONTROLER
Roynald Natan Nugrawan 1) ,Tan Suryani Sollu 2) ,Nurhani Amin 3)
1) Mahasiswa Teknik Elektro Universitas Tadulako,
2,3) Dosen Teknik Elektro Universitas Tadulako Program Studi S1 Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Tadulako E-mail : roynaldn@gmail.com

## Abstract
Body  flexibility  is  one  of  the  factors  that greatly  helps  physical  health  because  it  can  help in  prevention,  help  restore  muscle,  and  improve efficiency  in  various  physical  activities.  One method to measure the body speed level is Sit and Reach  Test  using  the  Sit  and  Reach  Box  Scale measurement  tool.  Technically,  this  measuring instrument  is  still  manual,  simple  and  its production is still very limited. Therefore we need a  measuring  device  to  use  electronic  components to help process better and better in terms of which can  be  adjusted  to  good  or  bad  by  using  the parameter norm Sit and Reach Test. The purpose of  this  study  is  to  design  a  flexibility  measuring instrument using a microcontroller based proximity sensor. This tool works with the arduino unu  microcontroller  as  the  main  controller,  HC- SR04  ultrasonic  sensor  as  a  distance  reader  for body flexibility, LED indicators and speakers as a sign  of  body  flexibility,  then  LCD  and  delphi  7 applications  using  serial  communication  as  a display of body flexibility.
Keywords:  Body  Flexibility,  Sit  and  Reach  Test, Arduino Uno, Ultrasonic Sensor

## I. PENDAHULUAN
Fleksibilitas tubuh merupakan kemampuan  seseorang  untuk  menggerakkan tubuh  atau  bagian-bagian  tubuh  dalam  satu ruang  gerak  yang  seluas  mingkin,  tanpa mengalami  luka  atau  cedera  pada  bagian persendian  dan  otot  di  sekitar  persendian. Fleksibilitas  dianggap  sebagai  faktor  penting yang mempengaruhi kesehatan fisik. Fleksibilitas yang baik dapat membantu dalam pencegahan  cedera,  membantu  meminimalkan nyeri  otot,  dan  meningkatkan  efesiensi  di segala aktivitas fisik.[1]
Metode Sit and Reach adalah salah satu tes fleksibilitas untuk mengukur dan memonitor fleksibilitas pada punggung bawah dan hamstring .  Metode  ini  sudah  sering
digunakan pada penelitian yang terkait dengan fleksibilitas  punggung  bawah  dan hamstring . Alat  ukur  yang  sering  digunakan  untuk melakukan Sit  and  Reach  Test yaitu Sit  and Reach  Box  Scale .  Secara  teknis  alat  ukur  ini masih bersifat manual, sederhana dan produksinya masih sangat terbatas.
Berdasarkan  latar  belakang  tersebut mendorong  peneliti  untuk  berkreasi  dan membuat  inovasi  baru  pada  alat  ukur fleksibilitas
tubuh
memanfaatkan perkembangan teknologi di bidang elektronika,  dengan  harapan  alat  yang  akan dibuat  dapat  lebih  membantu  dalam  proses pengukuran  dan  terlihat  lebih  menarik  dari segi  tampilan.  Oleh  karena  itu  penulis mengambil  judul  tugas  akhir  “Rancang Bangun  Alat  Ukur  Fleksibilitas  Tubuh Menggunakan Sensor
Jarak Berbasis Mikrokontroler”. 1.1. Mikrokontroler Arduino Uno
Arduino adalah sebuah board mikrokontroler berbasis ATmega 328.
Arduino  memiliki  14  pin  input/output  yang mana  6  pin  dapat  digunakan  sebagai  output PWM,  6  analog  input, crystal  osilator 16 MHz, koneksi USB, jack power , kepala ICSP, dan tombol reset . Arduino dapat dikoneksikan dengan komputer menggunakan kabel USB.[2]
Gambar 1. Board arduino uno
Arduino memiliki kelebihan tersendiri dibanding board mikrokontroler  yang  lain, selain  bersifat open  source ,  arduino  juga mempunyai bahasa pemrograman sendiri yang berupa  bahasa  C.  selain  itu  dalam board
arduino  sudah  terdapat loader berupa  USB sehingga memudahkan pengguna ketika memprogram  mikrokontroler  yang  ada  di dalam Arduino.
1.2. Sensor Ultrasonik HC-SR04
Gelombang
ultrasonik adalah gelombang  dengan  besar  frekuensi  diatas frekuensi  gelombang  suara  yaitu lebih  dari  20 KHz. Gelombang ultrasonik akan mengeluarkan sinyal ultrasonik dengan frekuensi di atas ambang frekuensi pendengaran  manusia  sehingga  tidak  dapat terdengar.  Gelombang  ultrasonik  merambat  di udara  dengan  kecepatan  1130  feet  per second (± 344 m/s). mengukur jarak antara 3 cm (1.2 inches )  sampai  3  m  (3.3 yards ).  Sensor ultrasonik  terdiri  dari  rangkaian  pemancar ultrasonik  yang  disebut transmiter dan rangkaian  penerima ultrasonic yang  disebut receiver. [3]

## Gambar 2. Sensor Ultrasonik HC-SR04

## 1.3. DFPlayer Mini
DFPlayer  mini  adalah  modul  mp3 dengan  output  yang  telah  disederhanakan langsung  ke  pengeras  suara  ( speaker ).  Modul ini  dapat  digunakan  berdiri  sendiri  dengan baterai, speaker ,  dan push  button ,  atau  dapat juga  dikombinasikan  dengan  Arduino  Uno atau  perangkat  lainnya  dengan  kemampuan RX/TX.  DFPlayer  menghubungkan  modul decoding yang  rumit  dengan  sempurna,  yang mendukung  format  audio  pada  umumnya seperti  MP3,  WAV,  WMA.  Selain  itu,  juga mendukung  TF card dengan  sistem file FAT16,  FAT32.  Melalui portserial yang sederhana,  pengguna  dapat  memainkan  musik yang  dipilih  tanpa  perintah-perintah  rumit untuk melakukannya.[4]

## 1.4. Fleksibilitas Tubuh
Fleksibilitas tubuh merupakan kemampuan  seseorang  untuk  menggerakkan tubuh  atau  bagian-bagian  tubuh  dalam  satu ruang  gerak  yang  seluas  mingkin,  tanpa mengalami  luka  atau  cedera  pada  bagian persendian  dan  otot  di  sekitar  persendian. Menurut  William  (1993)  fleksibilitas  adalah kemampuan  dari berbagai macam  sendi  tubuh bergerak  melalui  luas  gerak  sendi  secara penuh,  sedangkan  menurut  M.  Sajoto  (1995) fleksibilitas  adalah  daya  lentur  seseorang dalam  penyesuaian  diri  untuk  segala  aktivitas dengan peguluran tubuh yang luas.[5]

## 1. Pengukuran Fleksibilitas
Sit  and  Reach  Test merupakan  metode pengukuran  untuk  mengukur  fleksibilitas  dari otot hamstring dan  punggung  belakang  yang menggunakan  media  berupa  boks  terbuat  dari papan  atau  metal  yang  tingginya  35  cm,  lalu diatas boks tersebut diletakkan  penggaris ukur yang  panjangnya  21  cm  keluar  dari  boks  dan 39 cm sampai ke ujung boks tersebut.
Gambar 4. Sit and Reach Test Box Scale

## II. METODE PENILITIAN

## 2.1 Bahan dan Alat Penelitian
Untuk melakukan penelitian mengenai rancang  bangun  alat  ukur  fleksibilitas  tubuh menggunakan sensor jarak berbasis meikrokontroler  dibutuhkan  alat  dan  bahan antara lain adalah sebagai berikut :

## 2.1.1. Bahan Penelitian
Berikut adalah bahan-bahan yang digunakan  dalam  penelitian  ini  pertama Perangkat  keras  ( Hardware )  yaitu  Komponen elektronika  antara  lain  :  Mikrokontroler Arduino Uno, LCD, Push Button, LED, Sensor ultrasonik HC-SR-04, DFPlayer Mini,
Speaker , Power Supply, kedua Perngkat lunak yaitu:  arduino  unu  IDE,  Dlephi  7,  Microsoft Office.

## 2.1.2. Alat Penelitian
Adapun  alat-alat  yang  digunakan  pada penelitian  ini  antara  lain  :  Laptop/Komputer, solder,  penyedot  timah,  multimeter,  kabel jumper, timah.

## 2.2. Perancangan dan Pembuatan Alat
Untuk mengetahui konsep pada perancangan  penelitian  yang  berjudul  tentang rancang  bangun  alat  ukur  fleksibilitas  tubuh menggunakan sensor jarak berbasis mikrokontroler  ini  dapat  digambarkan  dalam bentuk  blok  diagram  seperti  pada  gambar berikut.
Gambar 5. Diagram Blok Perancangan Alat
Dari  diagram  blok  diatas  dapat dijelaskan cara kerja alat sebagai berikut :
 Fleksibilitas  tubuh  akan  terdeteksi  oleh sensor ultrasonik HC-SR04 yang  membaca jarak  jangkauan  tangan  pada  alat  ukur  dan kemudian mengirimkan data hasil pembacaan  ke  mikrokontroler  Arduino sebagai pusat kendali.
 Data  yang  ada  pada  mikrokontroler Arduino  kemudian  diolah  dan  hasilnya berupa  jarak  pengukuran  dan  tingkat fleksibilitas  tubuh  (sangat  kurang,  kurang, cukup,  baik,  dan  sangat  baik)  ditampilkan pada LCD dan aplikasi Delphi 7.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1.Hasil Penelitian
Arduino  Uno  berfungsi  sebagai board dengan  mikrokontroller  ATmega  328  yang mengatur  semua  sistem  dalam  alat,  semua sinyal-sinyal input akan diproses di mikrokontroler dan akan mengeluarkan output-output  sesuai  program  yang  telah ditanamkan  di  dalamnya.  Input-input  tersebut antara lain adalah sensor ultrasonik HC-SR04, push button.
Sedangkan  output-outputnya antara lain adalah LED,LCD, DFPlayer Mini dan speaker . Pada  Arduino  Uno,  terdapat  14  pin  input  /
output  yaitu  pin  0  sampai  pin  13,  dan  6  pin input  analog  yaitu  pin  A0  sampai  A5,  selain itu  Arduino  Uno  juga  memiliki  pin  VCC,  pin GND, dan pin reset.
Gambar 6. Skema Rangkaian Alat

## 3.2. Bentuk Fisik Alat
Alat ukur fleksibilitas tubuh ini
dirancang di dalam sebuahkotakyang diupayakan  memiliki  dimensi  yang  sekecil mungkin  agar  mudah  untuk  dipindahkan  dari satu tempat ke tempat yang lain yaitu, 36 cm x 18  cm  x  12  cm.  Di  dalam  mekanik box terdapat  komponen-komponen input-output , rangkaian  elektronika,  dan  program  di  dalam mikrokontroler Arduino Uno yang terintegrasi membentuk  sebuah  alat  dengan  sistem  yang dapat  menjalankan  fungsi  pengukuran  tingkat fleksibilitas tubuh.
Keterangan :
1. LED 2. LCD
3. Push Button
4. Speaker
5. Sensor Ultrasonik HC-SR04
Gambar 7. Bagian Luar Alat
Keterangan :
1. LED
2. Push Button
3. LCD
4. Arduino Uno
5. DFPlayer Mini
6. Sensor Ultrasonik HC-SR04
7. Speaker
Gambar 8. Bagian Dalam Alat
Untuk  menjalankan  alat,  pengguna  harus meletakkan alat di atas sit and reach box scale dengan posisi di bagian belakang.
Keterangan :
1. Sit and Reach Scale Box Scale
2. Kotak Rangkaian Elektronika
Gambar 9. Alat Ukur Fleksibilitas Tubuh
3.3. Software /Aplikasi Alat Ukur Fleksibilitas Tubuh pada PC Software /aplikasi yang
dibuat menggunakan  Delphi7  ini  bertujuan  sebagai interface antara  arduino  dengan  PC.  Fungsi utama  dari  aplikasi  ini  adalah  menampilkan hasil  dari  pengukuran  fleksibilitas  tubuh, selain  itu  aplikasi  ini  juga  dapat  menyimpan data  informasi  hasil  pengukuran  fleksibilitas tubuh.
Tampilan menu dibuat  sederhana  sehingga memudahkan  pengguna  untuk  melakukan pengukuran.
Gambar 10. Tampilan Pada Aplikasi Delphi7
3.4. Pengujian Push Button Pengujian pada push button
dilakukandengan  tujuan  untuk  mengetahui apakah push  button berfungsi  secara  normal pada saat di tekan.
Tabel 1. Pengujian Push Button
3.5. Pengujian DFPlayer Mini dan Speaker Pengujian  pada  DFPlayer  Mini  dan speaker dilakukandengan tujuan untuk mengetahui  apakah  DFPlayer  Mini  dan speaker berfungsi  secara  normal  pada  saat menginformasikan  tingkat  fleksibilitas  tubuh pengukur.

## Tabel 2. Pengujian DFPlayer Mini dan Speaker
3.6. Pengujian LED ( Light Emitting Diode ) Pengujian  pada  LED  ( Light  Emitting Diode ) dilakukandengan tujuan untuk mengetahui  apakah  LED  ( Light  Emitting Diode )berfungsi  secara  normal  pada  saat menunjukkan tingkat fleksibilitas tubuh.
1 2
Tabel 3. LED ( Light Emitting Diode )

## 3.7. Pengujian Sensor Ultrasonik HC-SR04
Pengujian  pada  sensor  ultrasonik  HC- SR04  adalah  untuk  menghitung  pembacaan data jarak sensor terhadap objek pantulan yang ada  didepannya.  Tampilan  nilai  pembacaan jarak  oleh  sensor  ultrasonik  HC-SR04  dapat dilihat pada tampilan LCD atau bisa juga pada aplikasi  alat  ukur  fleksibilitas  tubuh  Delphi  7 yang  terkoneksi  antara  komputer/laptop  dan mikrokontroler.

## Tabel 4. Pengujian Sensor Ultrasonik HC- SR04

## Gambar 10. Diagram Perbandingan Pembacaan Sensor Ultrasonik HC-SR04 dan Pengukuran Manual
Dari  hasil  pembacaan  tabel  4.  yaitu membandingkan  data  jarak  ukur  fleksibilitas tubuh  antara  pembacaan  sensor  dengan pengukuran  secara  manual,  maka  dapat dihitung  presentase  tingkat  kesalahan  absolut ( absolut  percentage  error /APE)  dengan  cara mengurangi  nilai  aktual  (X i )  dengan  nilai perkiraan  (F i ),  lalu  dimutlakkan.  Hasilnya dibagi  dengan  nilai  aktual  dan  dikalikan  100
persen  (Dian  Wijayanto,  Spi,  MM,  MSE, 2012:96). Rumusnya adalah sebagai berikut :
APE = |Xi−Fi|
𝑋𝑖 x 100 % ………………. ......(1)
Setelah  melakukan  perhitungan  presentase tingkat  kesalahan  absolut  ( absolut  percentage error /APE)  dengan  rumus  diatas,  maka  dapat dilihat  total  presentase  tingkat  kesalahan absolut ( absolut percentage error /APE) sebagai berikut :
Total APE= 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝐴𝑃𝐸
𝐵𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘 𝑃𝑒𝑛𝑔𝑢𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛 ………… (2)

## 3.8. Pengujian Sistem Secara Keseluruhan
Selanjutnya  dilakukan  pengujian  sistem secara  keseluruhan  kepada  beberapa  orang sampel untuk mengetahui tingkat keberhasilan alat  dalam  menentukan  tingkat  fleksibilitas tubuh.

## Tabel 5. Pengujian Sistem Secara Keseluruhan
Dari data hasil pengujian pada beberapa sampel  dapat  dianalisa  bahwa  pada  sampel dengan  usia  terbilang  muda  memiliki  tingkat fleksibilitas  tubuh  yang  cukup  bahkan  baik. Sedangkan  sampel  dengan  usia  terbilang  tua memiliki  tingkat  fleksibilitas  tubuh  yang sangat  kurang.  adapun  beberapa  sampel  yang memilki  tingkat  fleksibilitas  tubuh  yang kurang  diusia  muda  disebabkan  oleh  faktor indeks masa tubuh, dimana indeks masa tubuh sampel yang tinggi membuat tingkat fleksibilitas tubuhnya menurun. 3.9. Pembahasan
Dari hasil pengujian alat ukur fleksibilitas  tubuh  menggunakan  sensor  jarak berbasis  mikrokontroler,  dapat  dilihat  bahwa alat dapat menjalankan fungsinya  dengan baik sebagai  alat  ukur  fleksibilitas  tubuh,  terlihat dari  pengujian  yang  dilakukan  terhadap beberapa  sampel  dengan  jenis  kelamin  dan usia yang berbeda.
Pengujian  pengukuran  yang  dilakukan berhasil menunjukan tingkat fleksibilitas tubuh pengukur  sesuai  dengan  norma sit  and  reach test .

## IV. PENUTUP
4.1. Kesimpulan Perangkat ini digunakan untuk mengukur  tingkat  fleksibilitas  tubuh  yang menjadi solusi bagi orang-orang yang kesulitan  untuk  mengetahui  apakah  sudah mempunyai  tingkat  fleksibilitas  tubuh  yang baik atau buruk.
Alat  sudah  bisa  bekerja  sesuai  dengan hasil perhitungan dan analisa yang didapatkan, yaitu  ketika  pengukur  melakukan  pengukuran maka  secara  otomatis  nilai  jarak  pengukuran dan  tingkat  fleksibilitas  tubuh  akan  muncul pada  LCD  dan  juga  layar  komputer/laptop melalui  aplikasi  Delphi  yang  sebelumnya aplikasi  tersebut  sudah  dirancang  untuk menerima  dan  mengolah  data  hasil  dari pengukuran  jarak  tingkat  fleksibilitas  tubuh melalui komunikasi serial .
Dari  hasil  pengujian  sistem  secara keseluruhan,  dapat  dilihat  bahwa  fleksibilitas tubuh  seseorang  dipengaruhi  oleh  faktor  usia dan  indeks  masa  tubuh  dimana  semakin  tua seseorang maka tingkat fleksibilitas tubuhnya akan  semakin  menurun,  dan semakin tinggi indeks masa tubuh seseorang  juga  akan  membuat  tingkat fleksibilitas tubuh semakin menurun.

## 4.2. Saran
Berdasarkan  pembuatan  Alat  Ukur fleksibilitas Tubuh Menggunakan Sensor Jarak Berbasis Mikrokontroler, masih banyak terdapat  kekurangan  pada  alat.  Untuk  itu diharapkan kedepannya alat ini dapat dikembangkan  dengan  menggunkan  sensor pengukur jarak yang lebih akurat pembacaanya,  dan  menggunakan  komunikasi nirkabel untuk pengiriman data dari mikrokotroler Arduino ke aplikasi Delphi 7.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Rezky A.U., 2016. Perbandingan
Fleksibilitas  Punggung  Bawah  Dengan Metode Sit  and  Reach pada  Siswa Obesitas  dan  Non  Obesitas,  Fakultas Kedokteran,  Universitas  Hasanuddin Makassar.
[2] Djuandi, F. 2011. Mikrokontroler Arduino Uno.http://dialogsimponi.blogspot.co.id -/2014/11/normal-0-false-false-false-in- x-none-x.html, diakses: 24 oktober 2017
[3] Depok i., HC-SR04 (Ultrasonik Sensor), http://depokinstrumens.com,  diakses  : 31 Oktober 2017.
[4] Afdal  T.,  2017.  Rancang  bangun  alat pendeteksi  kondisi  telur  ayam  berbasis mikrokontroller  ATMEGA  32  dengan sensor  cahaya,  Jurusan  teknik  elektro,
Universitas Tadulako, Palu.
[5] M.  Muhshiy  T.,  2016.  Efektivitas  Self Massage dan Proprioceptif Neuromuscular  Facilitation  (Pnf)  Saat Pendinginan  Terhadap  Denyut  Nadi Pemulihan  Dan    Fleksibilitas  Pemain Basket Universitas Negeri Yogyakarta, Jurusan Pendidikan Kesehatan  Rekreasi    Fakultas  Ilmu Keolahragaan Universitas Negeri Yogyakarta.