Alat Ukur Indeks Massa Tubuh Manusia
Alat Ukur Indeks Massa Tubuh Manusia
Afrizal Sabriansyah Rozjak1, Imam
Syaefudin2, Muhamad Rofiudin3, Yovan
Mahendra Kusumaputra4
Samuel Beta5
Email : 1afrizalsabriansyah@gmail.com, 2imamsyaefudin9@gmail.com, 3em.rofiudin@gmail.com, 4yovanmahendra@gmail.com,
Jurusan Teknik
Elektro, Program Studi D3 Teknik Elektronika
Politeknik Negeri Semarang
Politeknik Negeri Semarang
Jln. Prof. H. Sudarto, S.H.,
Tembalang, Semarang, Jawa Tengah, Indonesia. 50275.
Abstrak – Alat Ukur Indeks Massa
Tubuh Manusia Menggunakan Sensor HC-SR05 dan sensor Loadcell ini menggunakan Arduino Uno
sebagai pemrosesnya, adapun komponen yang digunakan yaitu, sensor ultrasonik
HCSR-05 sebagai pembaca tinggi badan dan sensor loadcell sebagai pengukur
berat badan. Modul HX711 digunakan sebagai penguat pembacaan yang
dihasilkan oleh sensor loadcell. Alat
ini menggunakan rumus
untuk menghasilkan nilai indeks massa tubuh manusia. Sensor Ultrasonik akan
membaca tinggi badan manusia dan sensor loadcell
akan mengukur berat badan manusia. Hasil pengukuran kedua sensor kemudian dimasukkan
kedalam rumus perhitungan indeks massa tubuh manusia dan ditampilkan pada LCD 16x2 dan tampilan di android.
Kata kunci:
Arduino Uno, Sensor Ultrasonik HCSR-05, L HX711, LCD, LED RGB, Jarak,
Panjang,
Berat.
Abstract - Human Body Mass Index Measuring Instrument
Using HC-SR05 Sensor and Loadcell sensor uses Arduino Uno as the processor,
while the components used are HCSR-05 ultrasonic sensor as height reader and
loadcell sensor as weight measurement. The HX711 module is used as a reading
amplifier generated by a loadcell sensor. This tool uses a formula to produce
human body mass index values. Ultrasonic sensors will read human height and
loadcell sensors will measure human body weight. The measurement results of the
two sensors are then entered into the calculation formula of the human body
mass index and displayed on the LCD 16x2 and display on android.
Keywords: Arduino Uno, HCSR-05 Ultrasonic Sensor,
Loadcell, HX711, LCD, RGB LED, Distance, Length, Weight.
I. PENDAHULUAN
Indeks massa tubuh
adalah ukuran yang digunakan untuk mengetahui status gizi seseorang yang didapatkan
dari perbandingan berat dan tinggi badan.
Maka itu, setiap orang harus menghitung berapa nilai IMT-nya agar tahu
status gizi tubuhnya normal atau tidak. Dengan mengetahui IMT dapat diketahui apakah seseorang
berisiko mengalami suatu penyakit kronis atau tidak. Meskipun memang nilai IMT
ini tidak bisa digunakan untuk mengukur kadar lemak tubuh yang juga penting
untuk diketahui.
Pada umumnya untuk
mengetahui indeks massa tubuh (IMT) dilakukan dengan melakukan pengukuran
tinggi badan dan berat badan secara terpisah atau sendiri-sendiri serta masih
menggunakan alat ukur manual yaitu mistar untuk tinggi badan dan timbangan
analog yang besar kemungkinan terjadi kesalahan paralaks. Kesalahan paralaks
adalah kesalahan pembacaan yang disebabkan oleh sudut pandang tiap orang dalam
membaca alat ukur tertentu berbeda - beda.
Kemudian muncul gagasan untuk membuat alat berupa alat ukur
indeks manusia menggunakan Sensor HC-SR05 dan Sensor Loadcell memberikan solusi
terhadap permasalahan diatas. Dengan menggunakan modul ini, untuk mengetahui
indeks massa tubuh dapat dilakukan pengukuran tinggi badan dan berat badan
secara bersamaan serta hasilnya menjadi lebih akurat. Hasil dari pengukuran
akan ditampilkan pada sebuah LCD 16x2.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Sensor Ultrasonik HC-SR05
Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah
besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor
ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat
dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi
tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan
gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik). Pantulan gelombang ultrasonik terjadi bila ada objek tertentu dan pantulan gelombang ultrasonik akan diterima kembali oleh unit
sensor penerima. Selanjutnya unit sensor penerima akan menyebabkan diafragma
penggetar akan bergetar dan efek piezoelectric menghasilkan sebuah tegangan bolak-balik
dengan frekuensi yang sama.[1] Untuk lebih jelas tentang prinsip kerja dari sensor
ultrasonik dapat dilihat prinsip dari sensor ultrasonik pada gambar 1 berikut
ini :
Gambar 2.1 Prinsip Sensor Ultrasonik
Besar amplitudo sebuah sinyal elektrik yang dihasilkan
sensor penerima tergantung dari jauh dekatnya sebuah objek yang akan dideteksi
serta kualitas dari sensor pemancar dan sensor penerima. Proses sensoring yang
dilakukan pada sensor ini menggunakan metode pantulan untuk menghitung jarak
antara sensor dengan objek sasaran.
B.
Loadcell
Loadcell
merupakan sensor berat, apabila Load cell diberi beban pada inti besinya maka
nilai resitansi di strain gauge akan berubah. Umumnya Load cell terdiri dari 3
buah kabel, dimana dua kabel sebagai eksitasi dan kabel lainnya sebagai sinyal
keluaran..[2]
Gambar 2.2 Push Button
C. Modul HX711
HX711 adalah modul timbangan, yang memiliki prinsip kerja
mengkonversi perubahan yang terukur dalam perubahan resistansi dan
mengkonversinya ke dalam besaran tegangan melalui rangkaian yang ada.
Gambar 2.3 Modul
HX711
D.
Arduino UNO
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian
elektronik open source yang didalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah
chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel.[3] Arduino adalah kombinasi dari perangkat keras,
bahasa pemrograman dan integrated
development environment (IDE). IDE merupakan perangkat lunak yang digunakan
untuk menulis program, mengkompilasi menjadi kode biner dan meng-upload ke
dalam memori mikrokontroler. Mikrokontroler yang digunakan dalam penelitian ini
adalah Arduino UNO. Arduino Uno adalah papan mikrokontroler berbasis ATmega328.
Arduino Uno memiliki 14 digital pin input/output, dimana 6 pin digunakan
sebagai output PWM, 6 pin input analog, 16 MHz resonator keramik, koneksi USB,
jack catu daya eksternal, header ICSP, dan tombol reset.
Gambar 2.4 Arduino UNO
E.
Modul
Bluetooth HC05
Bluetooth merupakan perangkat tanpa kabel yang
dapat melakukan komunikasi antara satu sama lainnya. Perangkat ini beroperasi
pada frekuensi bandwidth 2,4GHz. Bluetooth sendiri sejarahnya diambil dari nama
raja pada akhir abad ke sepuluh, yaitu Harald Blatand yang sekaligus dijuluki
sebagai Harald Bluetooth oleh bangsa inggris.[4] HC-05 adalah salah satu modul bluetooth yang
merupakan modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan
untuk komunikasi serial wireless
(nirkabel) yang mengkonversi port serial ke Bluetooth.
Gambar 2.5 Modul Bluetooth HC05
F. LED RGB
LED RGB adalah LED yang berisikan tiga warna LED yang terintegrasi
menjadi satu lampu LED. LED RGB mengandung warna RED (merah), GREEN (hijau),
dan BLUE (biru).
Pada pembuatan alat ini LED RGB berfungsi sebagai indikator output
indeks massa tubuh.
Gambar 2.6 LED
RGB
G.
Modul I2C
I2C atau Inter-Integrated Circuit sendiri
merupakan cara komunikasi data secara serial diantara perangkat I2C dengan dua
jalur. Pada protokol I2C, data dikirim secara serial melalui jalur SDA,
sedangkan untuk clock dikirim melalui jalur SCL.[5] Piranti yang dihubungkan
dengan sistem I2C Bus dapat dioperasikan sebagai Master dan Slave. Master adalah
piranti yang memulai transfer data pada I2C Bus dengan
membentuk sinyal Start, mengakhiri transfer data
dengan membentuk sinyal Stop, dan membangkitkan sinyal clock. Slave adalah
piranti yang dialamati master.
Gambar 2.7 Modul I2C
H.
LCD 16x2
LCD (Liquid
Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat
dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya
tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau
mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD berfungsi sebagai penampil data baik
dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.
LCD adalah lapisan dari campuran organik antara
lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk
tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika
elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang
panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan
sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya
horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang
dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri
dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data
yang ingin ditampilkan.
Gambar 2.8 LCD 16x2
III. PERANCANGAN
Bab ini
membahas keseluruhan dari perancangan sistem yang dibuat. Perancangan sistem
terdiri dari perancangan perangkat mekanik, perancangan perangkat keras, dan
perancangan perangkat lunak. Gambar 3.1 merupakan diagram blok sistem secara
keseluruhan.
A.
Diagram Blok
Sistem
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
B.
Cara Kerja
Diagram Blok Sistem
Dalam menjalankan sistem seseorang
sebagai objek
berdiri di prototype yang sudah dibuat untuk
diukur tinggi dan berat badannya.
Sensor ultrasonik dan loadcell sebagai masukan. Terdapat
1 buah sensor ultrasonik dan 4 buah loadcell
yang dirangkai secara seri dan dihubungkan di modul hx711.
Sensor ultrasonik mengukur ketinggian dengan tinggi maksimal 2 meter
ditempatkan di atas kepala. Kemudian loadcell akan menimbang berat badan yang
dinyatakan dalam kilogram. Hasil pengukuran tinggi badan dan berat badan,
dimasukkan ke dalam rumus indeks massa tubuh. Hasil perhitungan indeks massa
tubuh akan ditampilkan di lcd 16x2 dan aplikasi di android.
C. Gambar Pengawatan
Gambar 3.2 Pengawatan pada Fritzing
Gambar 3.3 Pengawatan Dalam
Gambar 3.4 Pengawatan Luar
D.
Gambar
Rangakain Lengkap
Gambar 3.5 Gambar Rangakaian Lengkap
E.
Gambar
Diagram Alir
Gambar 3.4 Gambar Diagram Alir pada Arduino
IV. PERANCANGAN MEKANIK
Pada alat ini menggunakan kotak sebagai tempat komponen – komponen
diletakkan. Kotak ini dipasang pada sebuah papan dan akan dipasang terpisah
dengan modul sensor ultrasonik dan sensor loadcell. Pada kotak antar komponen akan dipasang pada PCB dengan menggunakan kabel
penghubung. Sensor ultrasonik akan dihubungkan ke kotak dengan kabel IDC
Gambar 4.1 Gambar Kotak Modul Tampak Atas
Gambar 4.2 Gambar Kotak Modul Tampak Luar
Gambar
4.3 Gambar Tampak Dalam
Gambar 4.4 Gambar Alat
V. PENGUJIAN DAN ANALISA
Ada beberapa tahap pengujian yang akan dibahas pada bab ini. Tahap – tahap
yang dibahas yaitu pengujian ketelitian perangkat sensor ultrasonik HCSR-05
dalam pengukuran jarak. Pada tabel berikut merupakan hasil pemetaan yang telah
dilakukan.
A. Tabel Hasil Pengukuran
Jarak Sebenarnya (Cm)
|
Pengukuran Alat (Cm)
|
|
1
|
||
2
|
||
3
|
3
|
|
4
|
4
|
|
5
|
5
|
|
15
|
15
|
|
20
|
20
|
|
30
|
30
|
|
50
|
50
|
|
70
|
70
|
|
100
|
99
|
|
120
|
121
|
|
140
|
141
|
|
170
|
170
|
|
190
|
189
|
|
197
|
196
|
Tabel 5.1 Tabel Hasil
Pengukuran Tinggi
Bandul Timbangan (Kg)
|
Pengukuran Alat (Kg)
|
|
1
|
1.03
|
|
2
|
2.03
|
|
3
|
3.07
|
|
4
|
4.02
|
|
5
|
5.01
|
|
6
|
6.08
|
|
7
|
7.11
|
|
8
|
8.13
|
|
9
|
9.08
|
|
10
|
10
|
|
11
|
11.15
|
|
12
|
12.18
|
Tabel 5.2 Tabel Hasil
Pengukuran Berat
Tabel 5.3 Tabel Hasil
Pengukuran IMT
Dari hasil pengujian, sensor ultrasonik HCSR-05 dan sensor Loadcell mampu melakukan pengukuran tinggi serta berat dengan baik.
Diketahui dari tabel 5.1, jarak terendah yang dapat dideteksi adalah 3 cm,
untuk jarak terjauh yang dideteksi pada saat pengujian dilakukan adalah 197 cm, dan memiliki rata-rata error
sebesar 0,26%. Sementara dari table 5.2 dapat diketahui bahwa pengukuran berat di
lakukan pada beban 1kg sampai 12 kg dan hasilnya memiliki error rata-rata sebesar 1,32%. Hal ini menunjukan bahwa sensor
dapat bekerja dengan baik.
VI. KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisi kesimpulan dan saran dari keseluruhan alat yang telah
dirancang pada proyek arduino ini.
A. Kesimpulan
1. Dengan adanya Alat Ukur
Indeks Massa Tubuh Manusia ini, dapat
memudahkan manusia dalam melakukan pengukuran Indeks
Massa Tubuh.
2. Alat ini dapat digunakan sebagai objek
pembelajaran bagi mahasiswa, khususnya mahasiswa teknik elektronika. Karena pada alat ini
terdapat banyak komponen elektronika yang masih dapat dikembangkan lagi
fungsinya.
- Untuk proyek selanjutnya dapat dikembangkan
lagi untuk desain mekanik agar lebih rapi
- Penambahan komponen yang lebih bagus dan
terkini, serta bermanfaat.
VII. DAFTAR PUSTAKA
[1] B. Arasada and B. Suprianto, “Aplikasi
Sensor Ultrasonik Untuk Deteksi Posisi Jarak Pada Ruang Menggunakan Arduino Uno
Aplikasi Sensor Ultrasonik Untuk Deteksi Posisi Jarak Pada Ruang Menggunakan
Arduino Uno Bakhtiyar Arasada Bambang Suprianto,” J. Tek. Elektro, vol.
6, no. 2, pp. 137–145, 2017.
[2] A.N Aliyanto, M.Saleh, A.Hartoyo,
"Perancangan Sistem Timbangan Digital Berbasis Arduino Mega 2560,"
Universitas Tanjungpura, 2014.
[3] M. Afdali, M. Daud, and R. Putri,
“Perancangan Alat Ukur Digital untuk Tinggi dan Berat Badan dengan Output Suara
berbasis Arduino UNO,” Elkomika, vol. 5, no. 1, pp. 106–118, 2017.
[4] I. Fitrianto, A. Arifin, and M. Nuh,
“Rancangan Kontroler Perangkat Keras EH1 Milano dengan Modul Wireless
Electronics,” Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2015.
[5] D. S. Nicho Ferdiansyah Kusna1,
Sabriansyah Rizqika Akbar2 and Program, “Rancang Bangun Pengenalan Modul Sensor
Dengan Konfigurasi Otomatis Berbasis Komunikasi I2C,” Universitas Brawijaya,
2018.
BIODATA PENULIS
Afrizal Sabriansyah Rozjak. Penulis dilahirkan di Semarang, 14 Agustus 1999. Penulis
telah menempuh pendidikan formal di SD Negeri Pleburan
04-05 Semarang, SMP Muhammadiyah 03 Semarang,
dan SMKN 3
Semarang. Pada tahun 2017 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3)
di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik
Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.17.1.02.
Apabila terdapat kritik,
saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail
: afrizalsabriansyah@gmail.com
Imam Syaefudin. Penulis
dilahirkan di Semarang, 18 April 1998. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Islam Darul Huda Semarang,
SMPN 20 Semarang, dan SMKN 3 Semarang. Pada tahun 2017 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru
diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program
Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan
NIM. 3.32.17.1.11.
Apabila terdapat kritik,
saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail
: imamsyaefudin9@gmail.com
Muhamad Rofi’udin. Penulis
dilahirkan di Demak, 15 Juli 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Negeri Rimbukidul 2, MTsN 8 Karangawen, dan MAN 1
Semarang. Pada tahun 2017 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3)
di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik
Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.17.1.14.
Apabila terdapat kritik,
saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail:
Yovan Mahendra
Kusumaputra. Penulis dilahirkan di
Semarang, 03 Oktober 1999. Penulis
telah menempuh pendidikan formal di SD Kalibanteng Kidul 01 Semarang, SMPN 30 Semarang, dan SMAN 6 Semarang. Tahun 2017
penulis mengikuti seleksi Mahasiswa baru Diploma (D3) dan di terima di Kampus
Politeknik Negeri Semarang dengan program studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan
Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.17.1.24.
Apabila terdapat kritik,
saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui E-mail :
yovanmahendra@gmail.com
Tidak ada komentar: