Vol. 12 No. 3, pISSN: 2303-0577 eISSN: 2830-7062              http://dx.doi.org/10.23960/jitet.v12i3.4528

## SISTEM DETEKSI DETAK JANTUNG BERBASIS SENSOR MAX30102, ARDUINO UNO, DAN OLED DISPLAY UNTUK PEMANTAUAN DETAK JANTUNG SECARA REAL-TIME
Maulida Uswatun Jannah 1* , Amalia Cemara Nur’aidha 2 , Dhananjaya Yama Haka Kumarajati 3 1,2,3 Universitas PGRI Yogyakarta; Jl. IKIP PGRI I Sonosewu No.117, Sonosewu, Ngestiharjo, Kec. Kasihan, Kabupaten Bantul, Daerah Istimewa Yogyakarta 55182.
Received: 13 Juni 2024 Accepted: 31 Juli 2024 Published: 7 Agustus 2024
Keywords: Detak jantung, sensor max30102, Arduino Uno, kalibrasi.
Corespondent Email: uswatunjannahmaulida@gmail.c om
Abstrak. Gangguan  kesehatan  yang  disebabkan  oleh  detak  jantung  dapat mengakibatkan  kerja  jantung  menjadi  tidak  maksimal.  Salah  satu  penyakit yang  disebabkan  oleh  gangguan  detak  jantung  yaitu  aritmia.  Gangguan  ini mengakibatkan  kerja  detak  jantung  menjadi  lebih  lambat  atau  lebih  cepat. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  merancang  dan  mengimplementasikan  sistem deteksi  detak jantung menggunakan sensor MAX30102 yang diintegrasikan dengan mikrokontroler  Arduino  Uno dan layar  OLED.  Pengujian dilakukan dengan membandingkan hasil pengukuran sensor dengan alat pulse oximeter dalam  dua  kondisi  yaitu  tidak  beraktivitas  dan  setelah  berlari.  Hasil menunjukkan  bahwa  rata-rata  tingkat  akurasi  sensor  MAX30102  mencapai 98%  saat  tidak  beraktivitas  dan  99%  setelah  berlari,  menunjukkan  bahwa sensor ini dapat diandalkan untuk pengukuran detak jantung.
Abstract. Health problems caused by heartbeats can result in the heart not working optimally. One of the diseases caused by heart rhythm disturbances is arrhythmia. This disorder causes the heartbeat to become slower or faster. This  research  aims  to  design  and  implement  a  heart  rate  detection  system using a MAX30102 sensor integrated with an Arduino Uno microcontroller and an OLED screen. The test was carried out  by comparing the results of sensor  measurements  with  a  pulse  oximeter  in  two  conditions,  namely  no activity and after running. The results show that the average accuracy level of the MAX30102 sensor reaches 98% when not active and 99% after running, indicating that this sensor is reliable for measuring heart rate.

## 1. PENDAHULUAN
Kesehatan  merujuk  pada  keadaan  yang mencakup kebugaran jiwa, tubuh, dan interaksi sosial yang memungkinkan setiap orang untuk berpartisipasi  secara  penuh  dalam  kehidupan ekonomi  dan  masyarakat.  Hal  ini  merupakan kekayaan  yang  sangat  berharga  bagi  manusia karena  mendukung  kemampuan  mereka  untuk beraktivitas  dan  berpikir  secara  optimal. Menjaga  kesehatan  organ  tubuh,  termasuk jantung  adalah  salah  satu  hal  yang  sangat penting  untuk  memastikan  kondisi  kesehatan [1].  Jantung  merupakan  salah  satu  organ  yang sangat  penting  yang  ada  dalam  tubuh  dan
mempunyai  tugas  yang  cukup  berat.  Faktor detak  jantung  dan  saturasi  oksigen  (SpO2) adalah  beberapa  dari  indikator  yang  dapat mempengaruhi  kesehatan  jantung  dan  paru- paru  pada  setiap  orang.  Jantung  bertanggung jawab  untuk  mengirimkan  darah  ke  seluruh bagian  tubuh  [2].  Detak  jantung  normal  pada usia  orang  dewasa  berkisar  antara  60  sampai 100  denyut  permenit.  Ketika  seseorang  tidak bergerak  atau  sedang  istirahat,  denyut  nadi mereka  akan  lebih  rendah.  Sedangkan,  ketika sedang  beraktivitas  atau  setelah  berolahraga maka denyut jantung biasanya akan lebih tinggi [3].
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062
Salah  satu  penyakit  detak  jantung  yaitu aritmia,  penyakit  ini  merupakan  gangguan kesehatan  yang  terjadi  ketika  detak  jantung tidak teratur. Hal ini dapat menyebabkan detak jantung  menjadi  terlalu  lambat  atau  terlalu cepat.  Ketika  frekuensi  detak  jantung  berada dibawah  60  bpm,  kondisi  tersebut  dinamakan bradikardi.  Sedangkan,  jika  frekuensi  detak jantung  melebihi  100  bpm,  maka  gangguan tersebut biasanya disebut takikardia [4]. Pusing, sesak  nafas,  penurunan  kemampuan  dalam berolahraga,  dan  bahkan  stroke  adalah  gejala awal  yang  dapat  dirasakan  dari  penyakit  yang disebabkan karena gangguan atau ketidaknormalan  dari  irama  jantung.  Hal  ini dapat diperkirakan dapat menyumbang sebesar 50%  kematian  di  negara-negara  berkembang [5].  Tindakan  pencegahan  tersebut  dapat dilakukan  dengan  menjaga  pola  makan  yang sehat,  mengurangi  asupan  garam,  gula,  dan lemak,  rutin  berolahraga,  serta  secara  rutin melakukan  cek  kesehatan  lebih  awal  dengan dokter.
Pada  umunya,  dokter  akan  menggunakan stetoskop  untuk  mendeteksi  kelainan  pada pasien,  tetapi  penggunaan  alat  tersebut  masih kurang akurar dikarenakan alat stetoskop masih bergantung  pada  pendengaran  dari  dokter. Selain  itu,  ada  alat  medis  lain  yaitu Elektrodiograf  (EKG)  yang  digunakan  untuk memeriksa  kondisi  jantung  secara  real-time  di rumah  sakit.  Meskipun  akurat,  EKG  ini berukuran  besar  dan  tidak  praktis  untuk penggunaan sehari-hari [6].
Di  zaman  sekarang,  kemajuan  ilmu pengetahuan  semakin  pesat.  Salah  satunya adalah  memberikan  bantuan  dan  kemudahan dalam  berbagai  aktivitas  manusia  termasuk  di bidang  kesehatan.  Maka  dari  itu,  pelu dikembangkan perangkat yang mampu memberikan  hasil  pengukuran  akurat  melalui proses  kalibrasi  guna  menentukan  tingkat pengukuran  dan  akurasi  dari  data  yang dihasilkan  oleh  sensor  yang  digunakan.  Selain itu,  penggunaan  jenis  sensor  dan  alat  yang praktis  bagi  pengguna  juga  sangat  diperlukan. Oleh  sebab  itu,  akan  dibuat  penelitian  dengan menggunakan  jenis  sensor  MAX30102  untuk mendeteksi detak jantung ( Beats per Minutes ), karena  sensor  ini  memiliki  keunggulan  yang lebih baik dan tingkat akurasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan generasi-generasi sebelumnya.
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Jantung
Jantung  merupakan  organ  vital  yang memompa  darah  ke  seluruh  tubuh.  Fungsinya menciptakan tekanan untuk mengalirkan darah melalui  pembuluh  darah  yang  bertugas mengedarkan  darah  dari  dan  kembali  ke jantung. Jantung terbagi atas serambi dan bilik dan menggunakan ototnya untuk memindahkan darah  antar  ruang.  [7].  Detak  jantung  adalah proses  yang  terjadi  di  dalam  tubuh  manusia yang  berfungsi  untuk  mengalirkan  darah  ke seluruh  bagian  tubuh.  Denyut  nadi  merupakan jumlah  detak  jantung  dalam  waktu  satu  menit dengan satuan detak per menit (BPM). Denyut jantung dapat digunakan sebagai indikator atau acuan  untuk  mengevaluasi  dari  efektivas program  dan  juga  dapat  digunakan  untuk mengevaluasi  sejak  dini  terhadap  kesehatan jantung [8]
2.2. Sensor MAX30102

## Gambar  1 Sensor MAX30102
Sensor MAX30102 adalah modul darig Maxim Integrated  yang  digunakan  untuk  mengukur konsentrasi oksigen dalam darah dan pengukuran detak jantung [9]. Keunggulan dari sensor MAX30102 adalah memiliki noise yang rendah sehingga akan mudah untuk dikalibrasi. Sensor ini juga banyak digunakan dalam sistem pemantauan terutama dalam bidang kebugaran. Memantau  detak  jantung  dan suhu tubuh  pada saat berolahraga sangat penting untuk mengetahui kondisi kesehatan [10].
2.3. Arduino Uno
Arduino Uno merupakan sebuah papan yang dilengkapi dengan mikrokontroler berbasis ATmega328 [11].
Gambar  2 Arduino Uno
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062
Arduino  Uno  dapat  berfungsi  ketika  mencapai tegangan 6 sampai 20 volt. Pin 5V pada papan Arduino akan memberikan tegangan dibawah 7 volt, sehingga akan menyebabkan Arduino uno tidak stabil dan kemungkinan akan mengakibatkan  Arduino  uno  menjadi  rusak. Jika  tegangan  akan  melebihi  sampai tegangan 12  volt,  penstabil  tegangan  mungkin  menjadi terlalu  panas  dan  bisa  merusak  Arduino  uno. Maka dari itu, tegangan yang disarankan untuk Arduino  uno  yaitu  sebesar  7  sampai  12  volt [12].

## 2.4. OLED Display

## Gambar  3 LCD OLED Display
LCD  OLED  SSD1306  merupakan  salah  satu driver  OLED/PLED  yang  berbasis  single-chip dengan sistem pengontrol untuk memancarkan cahaya  organik/polimer  yang  menggunakan sistem  tampilan  grafis  dot-matrix  diode. SSD1306  sudah  dilengkapi  dengan  pengontrol kontras, RAM tampilan, dan osilator yang akan mengurangi  jumlah  dari  komponen  eksternal dan konsumsi daya yang berlebih. SSD1306 ini juga  menawarkan  kontrol  kecerahan  yang tinggi sehingga tampilan layar yang dihasilkan lebih cerah [13].
2.5. Pulse Oximeter

## Gambar  4 Pulse Oximeter
Pulse oximeter merupakan salah satu alat ukur yang  menggunakan  metode  non-invasif  untuk memantau  saturasi  oksigen  (SpO2)  dan  detak jantung  (BPM).  Cara  kerja  dari  alat  ukur  ini yaitu  dengan  melibatkan  sensor  cahaya  yang dapat  melakukan  deteksi  untuk  kadar  oksigen dan  detak  jantung  dalam  hemoglobin  arteri dengan  mengukur  panjang  gelombang  cahaya yang diserap oleh darah [14].

## 3. METODE PENELITIAN
3.1. Diagram Blok Sistem

## Gambar  5 Diagram Blok Alat
Gambar  diagram  blok  diatas  menggambarkan hubungan  antara  tiga  komponen  dalam  suatu sistem  elektronika  berbasis  Arduino  Uno. Pertama, ada sensor MAX30102 yang berfungsi untuk  mengukur  detak  jantung  pada  tubuh. Kemudian,  data  yang  didapatkan  oleh  sensor akan  dikirimkan  ke  Arduino  Uno,  sebuah mikrokontroler  berbasis  ATmega328P  yang bertugas  untuk  memproses  data  yang  diterima dari  sensor.  Setelah  data  diproses,  hasil pengukuran  tersebut  akan  ditampilkan  melalui layar  OLED  guna  untuk  memudahkan  para pengguna  melihat  hasil  pengukuran  detak jantung secara langsung.
3.2. Perancangan Hardware Penelitian ini bertujuan untuk menampilkan nilai detak jantung dalam satuan  bpm.  Perangkat  keras  yang digunakan  terdiri  dari  modul  sensor MAX30102,  mikrokontroler  Arduino Uno, dan layar OLED Display. Desain dari  perangkat  keras  serta  tampilan komponen-komponen rangkaian sistem ini dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar  6 Perancangan Rangkaian Elektronika
Berikut ini adalah tabel untuk menjelaskan  pin  apa  saja  yang terhubung  pada  gambar  diatas.  Untuk memperjelas arah jalur pada perancangan  sistem  dapat  dilihat  pada
Tabel 1. Tabel 1. Rancangan pin Sensor MAX30102 Arduino Uno Vin 5V SDA SDA/A4 SCL SCL/A5 GND GND
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062
Sensor MAX30102 OLED Display Vin VCC SDA SDA SCL SCL GND GND 3.3. Pengujian Alat
Untuk kalibrasi sensor MAX30102 ini, hasil pembacaan monitor yang dirancang akan dibandingkan  dengan  pulse  oximeter  yang sudah  ada  di  pasaran  pada  umumnya,  dengan melakukan  pengambilan  data  sebanyak  5  kali. Keluaran dari sensor MAX30102 yang diambil yaitu  dengan  menggunakan  variabel  detak jantung.  Kemudian,  nilai  dari  hasil  pengujian sensor  MAX30102  akan  dikarakterisasikan dengan alat pulse oximeter. Proses ini bertujuan untuk  memperoleh  nilai  rata-rata  dari  denyut jantung sebagai proses untuk kalibrasi.
Gambar  7 Pengujian dan Pengambilan Data dengan Pulse Oximeter

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  hasil  pengujian  ini,  penulis  menguji keakuratan sensor dengan cara membandingkan hasil  pengukuran  dari  nilai  output  dari  sensor MAX30102  terhadap  alat  pulse  oximeter. Pengujian  ini  dilakukan  dalam  2  tahap,  yaitu pada  saat  tidak  beraktivitas  dan  setelah  berlari bolak-balik.  Hasil  pengambilan  data  detak jantung sensor MAX30102 dan pulse oximeter dari 5 orang dapat dilihat dalam tabel berikut Tabel 1 Hasil data pengujian sensor max30102 dan pulse oximeter saat tidak beraktivitas
N o. Um ur BPM Sens or BPM Oximet er Erro r (%) Akura si (%) 1 22 89 90 1,1 98 2 24 78 77 1,3 98 3 21 92 90 2,2 97 4 22 90 89 1,1 98 5 22 71 70 1,4 98 Rata – rata (%) 1,4 98
Berdasarkan  data  pada  tabel  1  diatas,  dapat diketahui bahwa rata-rata error pengukuran dari persentase  error  yang  dihasilkan  mencapai 1,4%  dan  rata-rata  tingkat  akurasi  dari perbandingan uji sensor dan alat pulse oximeter sebesar  98%.  Hasil  data  ini  menunjukkan bahwa  kedua  alat  pengukur  memiliki  kinerja yang  cukup  baik  dan  memiliki  nilai  keluaran hasil yang hampir sama.
Tabel 2 Hasil data pengujian sensor MAX30102 dan pulse oximeter setelah berlari bolak-balik.
N o. Um ur BPM Sens or BPM Oximet er Erro r (%) Akura si (%) 1 22 125 126 0,8 99 2 24 133 131 1,5 98 3 21 121 122 0,8 99 4 22 136 137 0,7 99 5 22 133 132 0,8 99 Rata – rata (%) 0,9 99
Berdasarkan  data  pada  tabel  2  diatas,  dapat menunjukkan  bahwa  rata-rata  dari  persentase error  yang  dihasilkan  mencapai  sebesar  0,9% dan rata-rata tingkat akurasi dari perbandingan uji sensor dan alat pulse oximeter sebesar 99%. Ini  menunjukkan  bahwa  sensor  ini  sangat konsisten dan dapat diandalkan dalam mengukur  detak  jantung.  Perbandingan  hasil menunjukkan bahwa sensor MAX30102 memberikan  hasil  yang  sangat  dekat  dengan alat  pulse  oximeter  dengan  perbedaan  nilai BPM yang sangat kecil.

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  dan  pengujian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa sistem  deteksi  detak  jantung  menggunakan sensor MAX30102 yang diintergrasikan dengan Arduino  Uno  dan  layar  OLED  mampu memberikan hasil pengukuran yang akurat dan konsisten. Dari hasil pengujian sensor MAX30102  ini  memiliki  tingkat  akurasi  yang tinggi dengan rata-rata mencapai 98% saat tidak beraktivitas  dan  99%  setelah  berlari,  hal  ini menunjukkan  bahwa  sensor  dapat  bekerja sangat  baik  dalam  berbagai  kondisi  aktivitas. Selain  itu,  sistem  ini  juga  praktis  dan  mudah digunakan  sehingga  menjadikannya  alat  yang potensional  untuk  pemantauan  detak  jantung secara mandiri di rumah.
JITET (Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan) pISSN: 2303-0577   eISSN: 2830-7062

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  M.  J.  Shiddiq  and  A.  T.  Nugraha,  “Sistem Monitoring  Detak  Jantung  pada  Sepeda Treadmill,” J. Comput. Electron. Telecommun. , vol. 3, no. 2, 2022,
doi:
10.52435/complete.v3i2.200.
[2]  E.  C.  pearce,  “Anatomi  dan  Fisiologi  untuk Paramedis.” 2016.
[3]  E. Gustini, B. Rahmadya, and F. Akbar, “Sistem Deteksi  Penderita  Aritmania  Berdasarkan Jumlah  Detak  Jantung  Berbasis  Smartphone,”
Pros. Semnastek , no. November, pp. 1–2, 2017.
[4]  E.  J.  Patrick,  “Rancang  Bangun  Piranti  Keras Sistem  Deteksi  Detak  Jantung  Berbasis  Iot,” vol. 9, no. 4, pp. 1–8, 2023.
[5]  P.  Anggraini,  A.  Wahid,  and  N.  Diani, “Gambaran  Kejadian  Aritmia  Dan  Kejadian Mortalitas  Pada  Pasien  Stemi  Di  Rsud  Ulin Banjarmasin,” Dunia Keperawatan , vol. 4, no.
2, p. 100, 2017, doi: 10.20527/dk.v4i2.2512.
[6]  D. P. Wirawan, M. A. Riyadi, and M. Somantri, “Rancang  Bangun  Sistem  Pendeteksi  Murmur Regurgitasi Jantung Berbasis Android,” vol. 4,
2015.
[7]  F.  P.  Damayanti  and  A.  Wibowo,  “Analaissi Survival  enyakt  jantung  Koroner  Berulang,” Jurnal  Biometrika  dan  Kependudukan ,  vol.  6 No.1. pp. 43–51, 2017.
[8]  I. Puspasari and P. Susanto, “Telereport Target Heart  Rate  (THR)  pada  Cardio  Exercise Berbasis Metode Karvonen,” Semin.  Nas.  Apl. Teknol. Inf. , pp. 11–2018, 2018.
[9]  M.  A.  Adrian,  M.  R.  Widiarto,  and  R.  S. Kusumadiarti,  “Health  Monitoring  System dengan  Indikator  Suhu  Tubuh,  Detak  Jantung dan  Saturasi  Oksigen  Berbasis  Internet  of Things (IoT),” J. Petik , vol. 7, no. 2, pp. 108–
118, 2021, doi: 10.31980/jpetik.v7i2.1230.
[10] M.  Muthmainnah,  Deni  Bako  Tabriawan,  and Imam Tazi,  “Karakterisasi Sensor MAX30102 Sebagai  Alat  Ukur  Detak  Jantung  dan  Suhu Tubuh  Berbasis  Photoplethysmograph,” J.
Pendidik.  Mipa ,  vol.  12,  no.  3,  pp.  726–731,
2022, doi: 10.37630/jpm.v12i3.655.
[11] M.  Martinus et  al. ,  “Pengembangan  Sistem Sortasi  Buah  Duku  (Lansium  Domesticum) Berdasar Warna Menggunakan Mikrokontroler
Arduino Dan Sensor Warna As7262,” J. Inform. dan  Tek.  Elektro  Terap. ,  vol.  10,  no.  2,  2022, doi: 10.23960/jitet.v10i2.2446.
[12] M. A. BASITH, “Penerapan Sensor Ultrasonik Hc-Sr04  Pada  Sistem  Pengukur  Volume  Pada Mobil Tangki Air Bersih,” Jte , vol. 8, no. 2, pp. 25–34, 2017.
[13] A.  Christopher  and  Y.  M.  Dinata,  “Rancang Bangun Sistem Pemantauan Jarak Jauh Denyut Nadi , Saturasi Oksigen , dan Suhu Tubuh pada
Orang Sakit di Rumah,” vol. 08, no. 01, 2022.
[14] C.  Coronel et  al. ,  “3D  Camera  and  Pulse Oximeter  for  Respiratory  Events  Detection,” IEEE J. Biomed. Heal. Informatics , vol. 25, no. 1, pp. 181–188, 2021, doi: 10.1109/JBHI.2020.2984954.