Header Ads

Alat Ukur Indeks Massa Tubuh Manusia


Alat Ukur Indeks Massa Tubuh Manusia
Afrizal Sabriansyah Rozjak1, Imam Syaefudin2, Muhamad Rofiudin3, Yovan Mahendra Kusumaputra4
Samuel Beta5
Jurusan Teknik Elektro, Program Studi D3 Teknik Elektronika
Politeknik Negeri Semarang
Jln. Prof. H. Sudarto, S.H., Tembalang, Semarang, Jawa Tengah, Indonesia. 50275.
Telp. (024)7473417, Website :www.polines.ac.id, email : mailto:sekretariat@polines.ac.id


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 SlaveMaster adalah piranti yang memulai transfer data pada I2C Bus dengan membentuk sinyal Start, mengakhiri transfer data dengan membentuk sinyal Stop, dan membangkitkan sinyal clockSlave 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 


B.    Analisa

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.

B.    Saran

  1. Untuk proyek selanjutnya dapat dikembangkan lagi untuk desain mekanik agar lebih rapi
  2. 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:
em.Rofiudin@gmail.com




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:

Diberdayakan oleh Blogger.