SlideShare a Scribd company logo
1 of 64
Download to read offline
LAPORAN RESMI PROJECT AKHIR
ELEKTRONIKA TERAPAN
“SINYAL ELECTROOCULOGRAPHY SEBAGAI KONTROL MOTOR
SERVO”
KELAS 2-B2
OLEH:
 Isna Fatimatuz Zahra P27 838 117 026
 I Gusti Bagus Aditya Wijaya P27 838 117 071
Waktu pengerjaan project : 11 Oktober 2018 – 13 Desember 2018
TEM 412110 – Praktek Elektronika Terapan
Asisten:
Aulia Rahmawati
LABORATORIUM ELEKTRONIKA
JURUSAN TEKNIK ELEKTROMEDIK
POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES SURABAYA
2019
LAPORAN RESMI PROJECT AKHIR
ELEKTRONIKA TERAPAN
“SINYAL ELECTROOCULOGRAPHY SEBAGAI KONTROL MOTOR
SERVO”
KELAS 2-B2
Oleh:
 Isna Fatimatuz Zahra P27 838 117 026
 I Gusti Bagus Aditya Wijaya P27 838 117 071
Waktu pengerjaan project : 11 Oktober 2018 – 13 Desember 2019
TEM 412110 – Praktek Elektronika Terapan
Asisten:
Aulia Rahmawati
Konsul I Konsul II Konsul III Konsul IV
Tanggal
Jam
Paraf
LABORATORIUM ELEKTRONIKA
JURUSAN TEKNIK ELEKTROMEDIK
POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES SURABAYA
2019
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) ii
SURAT PERNYATAAN
Kami yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : 1. Isna Fatimatuz Zahra (P27838117026)
2. I Gusti Bagus Aditya Wijaya (P27838117071)
Semester : III (Tiga)
Prodi : D-IV Jurusan Teknik Elektromedik
Dengan ini menyatakan bahwa pengambilan data pada laporan Project Sinyal
Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo kami adalah benar-benar hasil pengukuran yang
sesungguhnya tanpa ada rekayasa sama sekali.
Demikian surat pernyataan ini kami buat dengan sesungguhnya.
Surabaya, 25 Januari 2019
Yang Menyatakan,
Ketua Kelompok
Isna Fatimatuz Zahra
NIM. P27838117026
Anggota
I Gusti Bagus Aditya Wijaya
NIM. P27838117071
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Project Elektronika Terapan dengan judul “Sinyal
Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo” dengan baik dan tepat waktu.
Dalam pengerjaan project dan penyusunan laporan ini penulis telah mendapatkan banyak
dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada:
1. Tuhan Yang Maha Esa.
2. Orang tua yang telah mendukung pembuatan project.
3. Dr. I Dewa Gede Hari Wisana, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing mata kuliah
Elektronika Dasar.
4. Dr. Triwiyanto, S.Si., M.T. selaku dosen pembimbing mata kuliah Mikrokontroler.
5. Triana Rahmawati, S.T., M.Eng selaku dosen pembimbing mata kuliah Mikrokontroler.
6. Syevana Dita Musvika, SST selaku asisten dosen pembimbing mata kuliah Mikrokontroler.
7. Farid Amrin Sani, SST. selaku asisten dosen pembimbing yang telah memberikan banyak
dukungan bagi kami.
8. Teman-teman dari EMT-05 yang telah mendukung dan membantu selama ini.
9. Serta semua pihak yang telah mendukung serta membantu dalam penyelesaian pembuatan
project dan laporan ini.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, untuk itu semua
jenis saran, kritik, dan masukan yang bersifat membangun sangat penulis harapkan.
Akhir kata, semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat dan memberikan wawasan
tambahan bagi para pembaca dan khususnya bagi penulis sendiri.
Surabaya, 25 Januari 2019
Penyusun
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) iv
DAFTAR ISI
Halaman Judul................................................................................................................................ i
Surat Pernyataan............................................................................................................................. ii
Kata Pengantar................................................................................................................................ iii
Daftar Isi......................................................................................................................................... iv
Daftar Gambar................................................................................................................................ vi
Daftar Tabel ................................................................................................................................... viii
Abstrak ........................................................................................................................................... ix
Abstract........................................................................................................................................... x
BAB I PENDAHULUAN ...............................................................................................................1
1.1 Latar Belakang .........................................................................................................................1
1.2 Batasan Masalah.......................................................................................................................1
1.3 Rumusan Masalah ....................................................................................................................1
1.4 Tujuan.......................................................................................................................................2
1.4.1 Tujuan Umum .................................................................................................................2
1.4.2 Tujuan Khusus ................................................................................................................2
1.5 Manfaat.....................................................................................................................................2
1.5.1 Manfaat Teoritis..............................................................................................................2
1.5.2 Manfaat Praktis ...............................................................................................................2
BAB II DASAR TEORI..................................................................................................................3
2.1 Pengertian EOG........................................................................................................................3
2.2 Prosedur Pemakaian EOG........................................................................................................3
2.3 Mata Manusia...........................................................................................................................4
2.4 Rangkaian pada EOG ...............................................................................................................6
2.4.1 Rangkaian Instrumentasi.................................................................................................6
2.4.2 Rangkaian Low Pass Filter (LPF) ..................................................................................6
2.4.3 Rangkaian Adder.............................................................................................................7
2.5 Mikrokontroller ........................................................................................................................7
2.5.1 Arduino Nano..................................................................................................................7
2.5.2 Bluetooth (HC-05) ..........................................................................................................8
2.5.3 Motor Servo ..................................................................................................................10
BAB III PEMBAHASAN .............................................................................................................11
3.1 Desain Project ........................................................................................................................11
3.2 Blok Diagram .........................................................................................................................11
3.3 Pembahasan Rangkaian dan Perhitungan...............................................................................12
3.3.1 Rangkaian Power Supply ..............................................................................................12
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) v
3.3.2 Rangkaian Instrumentasi...............................................................................................14
3.3.3 Rangkaian LPF..............................................................................................................15
3.3.4 Rangkaian Adder...........................................................................................................16
3.4 Program Arduino pada EOG ..................................................................................................17
3.5 Penjelasan Program Arduino pada EOG................................................................................18
3.6 Pembuatan Program Pada Roboremo.....................................................................................20
BAB IV HASIL DAN ANALISA.................................................................................................24
4.1 Diagram Proses.......................................................................................................................24
4.2 Hasil Uji Rangkaian dengan Function Generator..................................................................25
4.2.1 Rangkaian Instrument Amplifier...................................................................................25
4.2.2 Rangkaian Low Pass Filter...........................................................................................26
4.2.2.1 Rangkaian LPF dengan Input 0,2 Vpp..............................................................26
4.2.2.2 Rangkaian LPF dengan Input 1 Vpp.................................................................31
4.2.3 Rangkaian Adder...........................................................................................................35
4.2.4 Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF -40dB....................................................35
4.2.5 Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF -80dB....................................................36
4.2.6 Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF -120dB..................................................38
4.2.7 Rangkaian EOG Keseluruhan.......................................................................................39
4.3 Hasil Output Rangkaian pada Pasien .....................................................................................40
4.3.1 Rangkaian Instrument Amplifier ...................................................................................40
4.3.2 Rangkaian Low Pass Filter ...........................................................................................41
4.3.2.1 Rangkaian LPF -40 dB......................................................................................41
4.3.2.2 Rangkaian LPF -80 dB......................................................................................42
4.3.2.3 Rangkaian LPF -120 dB....................................................................................42
4.3.3 Rangkaian Adder ...........................................................................................................43
4.4 Hasil Output EOG dengan Osiloskop ....................................................................................43
4.4.1 Hasil output EOG Gusti pada Osiloskop ......................................................................43
4.4.2 Hasil Output EOG Isna pada Osiloskop .......................................................................44
4.5 Hasil Output EOG dengan Software Roboremo ....................................................................45
4.6 Hasil Output EOG pada Motor Servo ....................................................................................46
4.7 Analisa....................................................................................................................................47
BAB V PENUTUP........................................................................................................................48
5.1 Kesimpulan.............................................................................................................................48
5.2 Kendala...................................................................................................................................48
5.3 Saran.......................................................................................................................................48
DAFTAR PUSTAKA....................................................................................................................49
LAMPIRAN
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Peletakan Elektroda ......................................................................................... 4
Gambar 2.2 Anatomi Bola Mata ......................................................................................... 5
Gambar 2.3 Otot-Otot Ekstrinsik Bola Mata....................................................................... 5
Gambar 2.4 Rangkaian Instrumentasi ................................................................................. 6
Gambar 2.5 Karakteristik LPF............................................................................................. 7
Gambar 2.6 Rangkaian Adder ............................................................................................. 7
Gambar 2.7 Arduino Nano .................................................................................................. 8
Gambar 2.8 Bluetooth (HC-05)......................................................................................... 10
Gambar 2.9 Motor Servo................................................................................................... 10
Gambar 3.1 Desain Project Electrooculography .............................................................. 11
Gambar 3.2 Blok Diagram................................................................................................. 12
Gambar 3.3 Skematik power supply.................................................................................. 13
Gambar 3.4 Skematik Instrumentasi ................................................................................. 14
Gambar 3.5 Skematik LPF ................................................................................................ 15
Gambar 3.6 Skematik Adder ............................................................................................. 16
Gambar 3.7 Tampilan Awal Roboremo ............................................................................ 20
Gambar 3.8 Tampilan Menu Roboremo............................................................................ 20
Gambar 3.9 Tampilan Edit ui pada Roboremo.................................................................. 21
Gambar 3.10 Tampilan Fitur Control pada Roboremo ....................................................... 21
Gambar 3.11 Tampilan Edit Fitur Roboremo...................................................................... 21
Gambar 3.12 Tampilan Setting Plot Pada Roboremo ......................................................... 22
Gambar 3.13 Tampilan Setting Set id Pada Roboremo....................................................... 22
Gambar 3.14 Tampilan Setting Set Max dan Set Min Pada Roboremo.............................. 22
Gambar 3.15 Tampilan Sinyal Pada Roboremo .................................................................. 23
Gambar 4.1 Diagram Proses.............................................................................................. 24
Gambar 4.2 Grafik Plotting Filter LPF dengan input Amplitudo 0,2 Vpp ....................... 30
Gambar 4.3 Grafik Plotting Filter LPF dengan input Amplitudo 1 Vpp .......................... 34
Gambar 4.4 Uji Rangkaian Adder ..................................................................................... 35
Gambar 4.5 Output Rangkaian Instrumentasi Saat Mata Melirik ke Kanan/Atas............. 40
Gambar 4.6 Output Rangkaian Instrumentasi Saat Mata Melirik ke Kiri/Bawah............. 41
Gambar 4.7 Output Rangkaian LPF-40 dB Saat Mata Melirik ke Kanan/Atas ................ 41
Gambar 4.8 Output Rangkaian LPF-40 dB Saat Mata Melirik ke Kiri/Bawah................. 41
Gambar 4.9 Output Rangkaian LPF-80 dB Saat Mata Melirik ke Kanan/Atas ................ 42
Gambar 4.10 Output Rangkaian LPF-80 dB Saat Mata Melirik ke Kiri/Bawah................. 42
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) vii
Gambar 4.11 Output Rangkaian LPF-120 dB Saat Mata Melirik ke Kanan/Atas .............. 42
Gambar 4.12 Output Rangkaian LPF-120 dB Saat Mata Melirik ke Kiri/Bawah............... 43
Gambar 4.13 Output Rangkaian Adder ............................................................................... 43
Gambar 4.14 Gambar output EOG Isna pada Software Roboremo .................................... 46
Gambar 4.15 Gambar output EOG Gusti pada Software Roboremo .................................. 46
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) viii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spesifikasi Board Arduino NANO....................................................................8
Tabel 2.2 Pin Pada HC-05.................................................................................................9
Tabel 2.3 Warna Kabel Pada Motor Servo......................................................................10
Tabel 3.1 Komponen dan Fungsi Komponen pada Power Supply..................................13
Tabel 3.2 Komponen pada Instrumen dan Fungsinya .....................................................14
Tabel 3.3 Komponen pada Filter dan Fungsinya.............................................................16
Tabel 3.4 Komponen pada Adder dan Fungsinya............................................................16
Tabel 4.1 Output Rangkaian Instrument Amplifier dengan Input 0,2 Vpp .....................25
Tabel 4.2 Output Rangkaian Low Pass Filter -40dB dengan Input 0,2 Vpp ..................27
Tabel 4.3 Output Rangkaian Low Pass Filter -80dB dengan Input 0,2 Vpp ..................28
Tabel 4.4 Output Rangkaian Low Pass Filter -120dB dengan Input 0,2 Vpp ................29
Tabel 4.5 Data dan Grafik dari Output Rangkaian LPF dengan Input 0,2 Vpp ..............30
Tabel 4.6 Output Rangkaian Low Pass Filter -40dB dengan Input 1 Vpp .....................31
Tabel 4.7 Output Rangkaian Low Pass Filter -80dB dengan Input 1 Vpp .....................32
Tabel 4.8 Output Rangkaian Low Pass Filter -120dB dengan Input 1 Vpp ...................33
Tabel 4.9 Data dan Grafik dari Output Rangkaian LPF dengan Input 1 Vpp .................34
Tabel 4.10 Output Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF -40dB..........................35
Tabel 4.11 Output Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF -80dB..........................37
Tabel 4.12 Output Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF -120dB........................38
Tabel 4.13 Output Rangkaian EOG Keseluruhan .............................................................39
Tabel 4.14 Hasil Output EOG Gusti pada Osiloskop........................................................44
Tabel 4.15 Hasil Output EOG Isna pada Osiloskop..........................................................45
Tabel 4.16 Gerakan Motor Servo ......................................................................................46
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) ix
ABSTRAK
Electrooculography adalah teknik untuk mengukur potensial akibat gerakan mata, dan
sinyal yang dihasilkan disebut electooculogram (EOG). Dasar penyadapan adalah perbedaan
potensial listrik antara bagian depan dan belakang mata. EOG telah ditemukan sebagai metode
tindakan yang mungkin untuk semua jenis gerakan mata.
Pada projek ini, tersusun dari beberapa rangkaian yaitu terdapat rangkaian instrumen
sebagai rangkaian penguat awal karena frekuensi kerja mata yang sangat kecil, selain itu,
terdapat rangkaian filter untuk memfilter sinyal keluaran instrumen yang masih banyak noise dan
gangguan, dan yang terakhir adalah rangkaian adder untuk menaikkan referensinya. Tidak hanya
beberapa rangkaian tersebut projek EOG ini juga dilengkapi dengan mikrokontroller untuk
mengontrol motor servo dan mengirimkan sinyal pada android melalui bluetooth.
Kata Kunci: Electrooculography, motor servo, bluetooth
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) x
ABSTRACT
Electrooculographyis a technique for measuring the potential due to movement of the eyes,
and the resulting signal is called electooculogram (EOG). Basic tapping is electrical potential
difference between the front and back of the eye. EOG has been found as a method of possible
actions for all types of eye movements.
In this project, composed of several series that are a series of instruments as the amplifier
circuit early as the working frequency of very small eyes, moreover, there is a series of filters to
filter the output signal of the instrument is still a lot of noise and interference, and the latter is a
series of adder to raise reference. Not only are some of the projects EOG series is also equipped
with a microcontroller to control the servo motor and send a signal to android via bluetooth.
Keywords: Electrooculography, servo motor, bluetooth
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada mata kuliah elektronika terapan, kita sudah mengenal berbagai rangkaian-
rangkaian filter, agar rangkaian tersebut dapat bekerja sesuai apa yang diinginkan maka harus
membuat suatu alat kesehatan yang memfungsikan rangkaian-rangkaian tersebut.
Pada dasarnya seorang manusia adalah mahluk sosial yang saling membutuhkan satu
sama lain. Seseorang yang kehilangan fisik atau cacat tubuh pasti akan menjadi sebuah
tantangan bagi mereka untuk bisa menjalani kehidupan sosial bersama masyarakat lainnya.
Dapat kita ketahui bahwa penyandang disabilitas khususnya para tunadaksa yang artinya cacat
tubuh tanpa tangan dan kaki, masih belum mendapat perhatian maksimal dilingkungan
masyarakat. Berdasarkan Pusat Data Informasi Nasional yang didapat dari Kementerian
Sosial pada tahun 2010, tercatat jumlah penyandang disabilitas tunadaksa berjumlah
3.010.830 orang.
Maka dengan semakin berkembangnya zaman tentunya semakin banyak juga macam-
macam alat kesehatan yang dibuat. Pada akhir semester tiga ini, mata kuliah elektronika
terapan dan mikrokontroller memberikan tugas akhir project yaitu Sinyal Electro-
oculography sebagai kontrol Motor Servo.
Electro-oculography (EOG) adalah metode untuk mencatat atau mengukur berbagai
potensial pada kornea retina sebagai akibat perubahan posisi dan gerakan mata. Dasar
perekaman adalah perbedaan potensial listrik antara bagian depan dan belakang mata. Sinyal
EOG yang dihasilkan oleh mata kanan dan kiri dapat dimanfaatkan untuk mengontrol
geraknya motor servo yang dikendalikan dengan arduino.
Dengan adanya project ini diharapkan mahasiswa Teknik Elektromedik Surabaya dapat
lebih mahir dalam bidang elektronika dengan adanya pengalaman dan eksperimen.
1.2 Batasan Masalah
1. Dapat mendesain dan menghitung rangkaian filter LPF dan penguatannya.
2. Dapat mendesain dan menghitung rankaian instrumentasi dasar dan penguatannya.
3. Meneliti mengenai Electrooculography tentang bentuk sinyal, frekuensi cutoff, dan
fungsi Electrooculography.
4. Dapat membuat program untuk menggerakkan motor servo dan menampilkan sinyal
pada android (roboremo) dengan arduino.
1.3 Rumusan Masalah
1. Apa pengertian dari Electrooculography?
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 2
2. Bagaimana cara kerja rangkaian Electrooculography?
3. Bagaimana cara merangkai rangkaian Electrooculography yaitu rangkaian instrumentasi
dasar, filter, dan adder?
4. Bagaimana cara membuat program untuk menggerakkan motor servo dan menampilkan
sinyal pada android (roboremo) dengan arduino?
1.4 Tujuan
1.4.1 Tujuan Umum
Mahasiswa dapat mengaplikasikan berbagai komponen dan program arduino dalam
suatu rangkaian yang dipelajari pada semester tiga.
1.4.2 Tujuan Khusus
1. Mahasiswa dapat mendesain rangkaian Electrooculography yaitu rangkaian
instrumentasi dasar, filter, dan adder.
2. Mahasiswa dapat melakukan trouble shooting pada rangkaian.
3. Mahasiswa dapat mengaplikasikan program untuk menggerakkan motor servo dan
menampilkan sinyal pada android (roboremo) dengan arduino.
1.5 Manfaat
1.5.1 Manfaat Teoritis
1. Mahasiswa dapat memahami karakteristik rangkaian Electrooculography yaitu
rangkaian instrumentasi dasar, filter, dan adder.
2. Mahasiswa dapat menjelaskan cara kerja rangkaian Electrooculography yaitu
rangkaian instrumentasi dasar, filter, dan adder secara teoritis.
3. Mahasiswa dapat menjelaskan program untuk menggerakkan motor servo dan
menampilkan sinyal pada android (roboremo) dengan arduino.
1.5.2 Manfaat Praktis
1. Mahasiswa dapat merangkai sebuah rangkaian rangkaian Electrooculography yaitu
rangkaian instrumentasi dasar, filter, dan adder.
2. Mahasiswa membuat program untuk menggerakkan motor servo dan menampilkan
sinyal pada android (roboremo) dengan arduino.
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 3
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Pengertian EOG
Electro-oculography (EOG) adalah metode untuk mencatat atau mengukur berbagai
potensial pada kornea retina sebagai akibat perubahan posisi dan gerakan mata. EOG
memberikan informasi tentang orientasi mata, selain itu, kecepatan angular dan percepatan
angularnya juga dapat ditentukan (Irwan Syafrudin 2017). Biasanya aplikasi untuk alat ini
yaitu untuk digunakan untuk orang yang lagi sakit, tidak bisa berbicara dan juga bergerak,
namun bisa melihat dan melirik dengan matanya. Gerakan bola mata yang dimaksud adalah
gerakan mata saccadic yaitu jenis gerakan mata cepat dan simultan yang dilakukan sehari
hari saat seseorang melihat dan mengikuti suatu objek seperti dalam aktifitas membaca (John
Enderle, S. B. J. B., 2005). Sinyal yang dihasilkan oleh electro-oculography disebut electro-
oculogram.
EOG dilakukan dengan instrumen untuk menghasilkan sinyal electro-oculogram.
Instrumen mendeteksi potensi listrik yang dihasilkan oleh retina ketika bergerak atau
berubah arah dan ketika berkedip. Dalam perekamannya tersebut dapat digunakan untuk
mengklasifikasikan gerakan bola mata dalam arah horizontal dan vertikal. Tegangan akan
diperoleh berdasarkan perubahan orientasi mata. Tegangan mata mempunyai voltase sekitar
+0.40 sampai +1.0 milivolt, ini terjadi karena retina memiliki tingkat metabolisme yang lebih
tinggi dibanding kornea, sinyal yang diperoleh dengan range voltase mikro sangat rentan
terhadap noise. EOG mengukur sinyal otot mata, menggunakan 2 elektroda utama dan satu
elektroda ground, dan daerah frekuensi 0,1 – 16 Hz . Saat ini, EOG digunakan untuk evaluasi
kelainan okulomotor seperti nystagmus, strabismus, dan disfungsi okulomotor
supranuklear.(W. M. Bukhari W. Daud, Rubita Sudirman 2011).
2.2 Prosedur Pemakaian EOG
Sinyal EOG diperoleh dengan cara melalui diletakkan pada permukaan. Hal ini lebih
efektif daripada penanaman elektroda yang memerlukan operasi bedah terlebih dahulu.
Posisi elektroda harus tepat dan benar. Hal ini sebenarnya agak sulit untuk memenuhi
persyaratan ini karena elektroda ditempelkan pada permukaan kulit wajah, pada permukaan
kulit wajah banyak memiliki minyak yang menyebabkan susahnya meletakkan elektroda
pada permukaan kulit. Tapi tidak masalah saat mengalami perubahan potensial, stabilitas
sinyal masih dapat dideteksi (Carlo I. De Luca,1997:137).
Sistem menggunakan 3 buah elektroda yang akan dipasang pada sekitar mata untuk
mengukur beda potensial dari mata depan, kanan, kiri, atas, dan bawah. Input dari instrument
amplifier sebagai penguat tegangan dari mata dengan diperoleh nilai penguatan 2010 kali
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 4
sehingga tegangan yang diperoleh lebih maksimal dapat mengetahui rentang perubahan
terhadap satu gerakan dengan gerakan lainnya.
Aplikasi Electrooculography dengan karakteristik gerakan mata seperti saccades,
fiksasi, dan berkedip, serta pola gerakan yang disengaja terdeteksi dalam sinyal EOG, telah
digunakan untuk operasi hands-free dari manusia-komputer statis dan manusia-robot
interface. EOG berbasis interface juga telah dikembangkan untuk robot bantu atau sebagai
kontrol untuk kursi roda listrik. Sistem seperti ini dimaksudkan untuk digunakan oleh orang-
orang cacat fisik yang memiliki mobilitas perifer terbatas namun tetap mempertahankan
koordinasi mata. Studi ini menunjukkan bahwa EOG adalah pengukuran dengan teknik yang
murah, mudah digunakan, dapat diandalkan, dan relatif tidak mengganggu bila dibandingkan
dengan kepala-dikenakan kamera yang digunakan dalam pelacak mata berbasis video.
Aplikasi lain dari Electroocolulography ada antara lain sebagai berikut:
1. Penelitian tentang tidur dan mimpi.
2. Pelacakan Eye untuk tujuan pemasaran.
3. Kemampuan untuk membaca dan kelelahan mata.
4. Disfungsi retina.
5. Beberapa kelainan retina menunjukkan normal atau tidak adaperubahan potensi kornea,
retina selama gelap.
6. Proses adaptasi cahaya.
7. Keseimbangan disfungsi vestibular.
Mengacu pada Gambar 2.1, pemasangan sensor elektroda 2 channel yaitu vertikal dan
horizontal. Peletakan channel 1 yaitu vertikal dua elektroda diletakkan pada mata kanan
dengan posisi satu elektroda di atas bulu alis mata dan satu elektroda di bawah mata.
Sedangkan untuk peletakan channel 2 yaitu horizontal dua elektroda diletakkan pada kedua
samping kanan kiri mata serta satu lagi ground di atas jidad.
Gambar 2.1 Peletakan Elektroda
(Sumber : http://j-ptiik.ub.ac.id/index.php/j-ptiik/article/download/2545/941/)
2.3 Mata Manusia
Mata adalah organ penglihatan yang mendeteksi cahaya. Yang dilakukan oleh mata
yang paling sederhana adalah apakah lingkungan sekitarnya terang atau gelap. Mata juga
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 5
salah satu organ manusia yang paling sensitif. Mata dilindungi oleh area orbit tengkorak
yang disusun oleh berbagai tulang seperti tulang frontal, sphenoid, maxilla, zygomatic,
greater wing of sphenoid, lacrimal, dan ethmoid. Seperti pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.2 Anatomi Bola Mata
(Sumber : https://worldvisioncare.wordpress.com/2016/06/27/anatomi-mata/)
Untuk menggerakkan bola mata, mata dilengkapi dengan enam otot ekstrinsik. Otot-
otot tersebut yaitu otot superior rectus muscle, inferior rectus muscle, medial rectus muscle,
lateral rectus muscle, superior oblique muscle, dan inferor oblique muscle. Otot-otot
ekstrinsik bola mata dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 2.3 Otot-Otot Ekstrinsik Bola Mata
(Sumber : https://dokumen.tips/document/anatomi-segmen-anterior-mata-
5669de5954c5c.html)
Gambar di atas menunjukkan otot-otot yang terdapat pada mata dan berperan penting
dalam proses pergerakan mata. Keenam otot ini yaitu superior rectus (SR) menggerakkan
mata ke atas (elevation) membantu otot superior oblique memutarkan bagian atas mata ke
arah mendekati hidung (intorsion) membantu otot medial rectus melakukan gerakan
adduction lateral rectus (LR) menggerakkan mata ke arah luar atau menjauhi hidung
(abduction) superir oblique (SO) memutarkan bagian atas mata mendekati hidung
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 6
(intorsion) vrectus (MR) menggerakkan mata ke arah dalam atau mendekati hidung
(adduction) inferior rectus (IR) menggerakkan mata ke bawah (depression) membantu otot
inferior oblique memutarkan bagian atas mata ke arah menjauhi hidung (extorsion)
membantu otot lateral rectus melakukan gerakan abduction. Membantu gerakan depression
dan abduction inferior oblique (IO) memutarkan bagian atas mata menjauhi hidung
(extorsion) membantu gerakan elevation dan abduction. Pada umumnya EOG sangatlah
sensitif karena pada setiap gerakan otot bola mata, seluruh otot akan ikut bergerak.
2.4 Rangkaian pada EOG
2.4.1 Rangkaian Instrumentasi
Rangkaian instrumentasi adalah suatu rangkaian yang terdiri dari tiga buah Op-Amp
dan tujuh buah tahanan. Pada rangkaian ini terdapat rangkaian penguat differensial dan
juga rangkaian penguat penyangga. Apabila ingin mengatur penguatan yang diinginkan,
maka dapat diatur dengan mengubah-ubah nilai Rg. Rangkaian instrumentasi ini biasanya
digunakan untuk mendeteksi sinyal tubuh pada manusia. Rumus untuk rangkaian
instrumentasi yaitu sebagai berikut:
Gambar 2.4 Rangkaian Instrumentasi
(Sumber: https://en.m.wikipedia.org/wiki/File:Op-Amp Instrumentation Amplifier.svg)
2.4.2 Rangkaian Low Pass Filter (LPF)
Rangkaian Low Pass Filter adalah rangkaian filter yang menggunakan penguat
operasional (Op-Amp) rangkaian terpadu (IC) dimana rangkaian filter aktif low pass ini
akan meloloskan sinyal input dengan frekuensi di bawah frekuensi cut-off rangkaian dan
akan melemahkan sinyal input dengan frekuensi di atas frekuensi cut-off rangkaian filter
aktif tersebut. Berikut rumus menghitung frekuensi cutoff.
fc =
1
2𝜋√ 𝑅1.𝑅2.𝐶1.𝐶2
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 7
Gambar 2.5 Karakteristik LPF
(Sumber: http://elektronika-dasar.web.id/filter-aktif-low-pass-lpf/)
2.4.3 Rangkaian Adder
Rangkaian yang berfungsi untuk menaikkan nilai referensi keatas atau kebawah
biasanya dapat dibuat dengan menggunakan prinsip summing amplifier aktif atau summing
amplifier pasif. Berfungsi untuk menaikkan tegangan referensi pada output rangkaian filter
terutama ketika output rangkaian filter berada dibawah 0V atau bernilai negatif. Adder akan
menambahkan nilai tegangan sehingga output filter bisa berada diatas 0V atau bernilai
positif dan dapat dibaca oleh arduino.
Fungsi setiap komponen bermacam-macam :
1. Dioda Zener = Untuk membatasi tegangan dan berfungsi untuk menjaga
tegangan agar tetap stabil.
2. R9 = Sebagai resistor pada pembagian tegangan.
3. C1 & R7 = Sebagai filter LPF pasif.
Gambar 2.6 Rangkaian Adder
2.5 Mikrokontroller
2.5.1 Arduino Nano
Arduino Nano adalah salah satu varian dari produk board mikrokontroller keluaran
Arduino. Arduino Nano adalah board Arduino terkecil, menggunakan mikrokontroller
Atmega 168. Arduino Nano tidak dilengkapi dengan soket catudaya, tetapi terdapat pin
untuk catu daya luar atau dapat menggunakan catu daya dari mini USB port. Arduino Nano
+5v
C1
0.1uF
R9
1K
D3
2.4v
R7
39K
J8
Out
1
2
J5
Enable
1
2
R10
10K
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 8
didesain dan diproduksi oleh Gravitech. Arduino Nano dapat diprogram dengan
menggunakan software Arduino (sketch). Arduino Nano sudah dilengkapi dengan program
boatloader, sehingga programmer dapat langsung meng-up-load kode program langsung ke
board Arduino tanpa melalui board perantara atau hardware lain. Selain praktis,
penggunannya cukup mudah dipahami sehingga digunakan dalam project ini.
Tabel 2.1 Spesifikasi Board Arduino NANO
1 Tegangan Operasi 5V
2 Tegangan Input (disarankan)7-12V
3 Batas Input 6-20V
4 Pin digital I/O 14 (pin 6 sebagai output PWM)
5 Pin Analog Input 6
6 Arus DC pin 40 mA
7 Flash Memory 16 KB (ATmega168)
8 SRAM 1 KB (ATmega168)
9 EEPROM 512 byte (ATmega168)
10 Clock Speed 16 MHz
11 Ukuran 1.85cm x 4.3cm
Gambar 2.7 Arduino Nano
(Sumber: https://djukarna4arduino.wordpress.com/2015/01/19/arduino-nano/)
2.5.2 Bluetooth (HC-05)
HC-05 Adalah sebuah modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah
digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial ke
bluetooth. HC-05 menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced Data Rate) 3
Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz. Modul ini dapat
digunakan sebagai slave maupun master. HC-05 memiliki 2 mode konfigurasi, yaitu AT
mode dan communication mode. AT mode berfungsi untuk melakukan pengaturan
konfigurasi dari HC-05. Sedangkan communication mode berfungsi untuk melakukan
komunikasi bluetooth dengan piranti lain. Dalam penggunaannya, HC-05 dapat beroperasi
tanpa menggunakan driver khusus. Untuk berkomunikasi antar bluetooth, minimal harus
memenuhi dua kondisi berikut:
1. Komunikasi harus antara master dan slave.
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 9
2. Password harus benar (saat melakukan pairing).
Jarak sinyal dari HC-05 adalah 30 meter, dengan kondisi tanpa halangan.
Tabel 2.2 Pin Pada HC-05
No Nama Pin Deskripsi
1
Enable/Key
Pin ini digunakan untuk beralih antara Mode Data (set rendah) dan
mode perintah AT (set tinggi). Secara default itu dalam mode Data
2
Vcc
Memberi supply tegangan pada modul. Hubungkan ke tegangan
suplai + 5V
3
Ground Pin ground modul, disambungkan ke ground sistem.
4 Tx –
Transmitter
Mengirimkan Data Seri. Segala sesuatu yang diterima melalui
Bluetooth akan diberikan oleh pin ini sebagai data serial.
5 Rx -
Receiver
Menerima Data Serial. Setiap data serial yang diberikan pada pin ini
akan disiarkan melalui Bluetooth
6
State
Pin status terhubung ke LED pada papan, dapat digunakan sebagai
umpan balik untuk memeriksa apakah Bluetooth berfungsi dengan
benar.
7
LED
1. Menunjukkan status Modul Berkedip sekali dalam 2 detik: Modul
telah memasuki Mode
2. Perintah Berkedip Berulang: Menunggu koneksi dalam Mode
Data Berkedip dua kali dalam 1 detik: Koneksi berhasil dalam
Mode Data
8
Tombol
Digunakan untuk mengontrol pin Key / Enable untuk beralih antara
Mode Data dan perintah
Berikut adalah Spesifikasi Bluetooth HC-05:
1. Frekuensi kerja ISM 2.4 GHz
2. Bluetooth protocol : Bluetooth tipe v2.0+EDR
3. Kecepatan dapat mencapai 1Mbps pada mode sinkron
4. Kecepatan dapat mencapai 2.1 Mbps / 160 kbps pada mode asinkron maksimum
5. Tegangan kerja pada 3,3 – 6 Volt DC
6. Konsumsi arus kerja yaitu 50 mA
7. Memiliki modulasi Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK)
8. Sensitivitas -84dBm (0.1% BER)
9. Daya emisi 4 dBm
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 10
10. Suhu operasional range -20°C — +75°C
11. Memiliki keamanan dengan enkripsi data dan enkripsi
12. Dimensi modul 15.2×35.7×5.6 mm
Gambar 2.8 Bluetooth (HC-05)
(Sumber: http://ec-bpro.blogspot.com/2016/10/programming-bluetooth-module-hc-
05.html)
2.5.3 Motor Servo
Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan
sistem kontrol umpan balik loop tertutup, sehingga dapat di set-up atau diatur untuk
menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output motor. Motor servo merupakan
perangkat yang terdiri dari motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol, dan
potensiometer.
Tabel 2.3 Warna Kabel Pada Motor Servo
No Warna Kabel Keterangan
1 Merah VCC +5 Volt
2 Hitam GND
3 Orange PWM
Gambar 2.9 Motor Servo
(Sumber : http://trikueni-desain-sistem.blogspot.com/2014/03/Pengertian-Motor-
Servo.html)
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 11
BAB III
PEMBAHASAN
3.1 Desain Project
Di bawah ini adalah desain dari projek sinyal electrooculography sebagai kontrol
motor servo.
Gambar 3.1 Desain Project Electrooculography
Dari gambar tersebut, projek ini terdiri dari rangkaian instumentasi dasar, filter LPF -
120 dB, adder, arduino sebagai pengubah data analog menjadi data digital dengan output
sinyal yang ditampilkan pada android aplikasi roboremo dan mampu mengontrol gerak motor
servo.
3.2 Blok Diagram
Di bawah ini adalah blok diagram projek sinyal electrooculography sebagai kontrol
motor servo yang terdiri dari rangkaian instrumentasi, rangkaian Low Pass Filter, Adder, dan
juga Arduino NANO untuk mengkonversikan data analog menjadi data digital, output tersebut
ditampilkan dengan tampilan dari aplikasi roboremo sebagai penampil sinyal pada android
dan motor servo sebagai bentuk dari perubahan potensial dari output akhir rangkaian.
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 12
Gambar 3.2 Blok Diagram
Dari elektroda yang terpasang pada area sekitar bola mata akan menyadap sinyal
kelistrikan yang dihasilkan oleh pergerakan bola mata pasien. Dimana tegangan mata
mempunyai voltase sebesar ±0.40 sampai ±1.0 milivolt dengan frekuensi yang berkisar antara
0,1 – 16 Hz. Sinyal mata tersebut akan diolah instrument amplifer sebagai penguat tegangan
mata dengan diperoleh nilai penguatan 2010 kali sehingga tegangan yang diperoleh akan lebih
maksimal dalam mengetahui rentang perubahan terhadap satu gerakan dengan gerakan
lainnya. Dibutuhkan rangkaian filtering untuk mengatasi noise dari sinyal menggunakan Low
Pass Filter dengan frekuensi cutoff 16Hz. Rangkaian LPF berfungsi untuk meloloskan
frekuensi di bawah nilai cutoff, sehingga sinyal yang didapat lebih bersih dan jelas.
Selanjutnya sinyal masuk ke rangkaian adder untuk menaikkan referensi sehingga sinyal yang
didapat sesuai dengan ketentuan dan dapat dibaca ketika ditampilkan pada android. Output
rangkaian adder ini merupakan output dari seluruh rangkaian pengolah sinyal. Selanjutnya,
output pada adder disambungkan pada mikrokontroller dan diproses oleh mikrokontroller
menggunakan arduino nano yaitu untuk mengkonversi dari data analog menjadi data digital.
Output dari mikrokontroller dibagi menjadi dua yaitu output pertama disambungkan pada
motor servo untuk menggerakkan motor servo dan output kedua disambungkan pada android
menggunakan software roboremo melalui bluetooth (HC-05).
3.3 Pembahasan Rangkaian dan Perhitungan
3.3.1 Rangkaian Power Supply
Rangkaian power supply yang digunakan pada project ini yaitu terdiri dari 5 output.
5 output tersebut adalah +5V, -5V, ground, +12V dan -12V. Fungsi dari power supply ini
yaitu untuk mengubah tegangan dari AC ke tegangan DC sebagai sumber pada rangkaian.
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 13
Gambar 3.3 Skematik power supply
Pada power supply terdapat komponen IC regulator 7812, 7805, 7912 dan 7905 yang
mana digunakan untuk membatasi tegangan sehingga tegangan akan dibatasi menjadi
+12V, +5V, -5V dan -12V. Selain itu juga terdapat komponen kapasitor yang digunakan
untuk menghaluskan menjadi arus DC sempurna dan mencegah terjadinya ripple. LED
pada power supply ini digunakan sebagai indikator keluaran output. Dan terdapat connector
yang digunakan sebagai tempat keluaran output +5V, -5V, ground, +12V dan -12V.
Tabel 3.1 Komponen dan Fungsi Komponen Pada Power Supply
No. Komponen Fungsi
1. Diode Bridge
Menyearahkan gelombang AC menjadi DC yang berasal
dari trafo.
2. Elco Menyimpan tegangan dan mengurangi ripple atau noise.
3. IC 78xx
Membatasi tegangan yang bernilai positif. Nilai tegangan
batasanya terdapat pada 2 angka terakhir type IC tersebut.
4. IC 79xx
Membatasi tegangan yang bernilai negatif. Nilai tegangan
batasanya terdapat pada 2 angka terakhir type IC tersebut.
5. Resistor Menghambat tegangan dan arus.
6. Dioda
Jika dipasang bias forward melewatkan tegangan positif
dan jika dipasang bias reverse melewatkan tegangan
negatif.
7. Kapasitor Mylar Menyimpan tegangan dan mengurangi ripple atau noise.
8. Transistor TIP Menguatkan arus yang masuk.
9. LED Sebagai indikator jika ada tegangan.
C9
104
C6
104
0
D8
1N4007
1 2
0
J9
CON1
1
J10
CON1
1
R3
RESISTOR
D1
LED
- +
D2
DIODE BRIDGE
+ C1
2200
0
J5
Transf ormator CT
1
2
3
4
5
+ C8
220
1
2
3
Q4
TIP2955
1
2
3
Q1
TIP3055
U1
LM7805
1 3
2
IN OUT
GND
J1
CON1
1
+ C10
2200
0
J7
+12V
1
2
U3
LM7812
1 3
2
IN OUT
GND
0
J8
-12V
1
2
0
+ C5
220
J6
GND
1
2
3
4
5
0
1
2
3
Q2
TIP2955
0
J4
-5V
1
2
D9
LED
0
0
C12
104
+ C7
2200
0
D5
1N4007
12
U2
LM7905
2 3
1
IN OUT
GND
- +
D7
DIODE BRIDGE
0
D4
LED
+ C11
220
R2
RESISTOR
0
0
+ C2
220
J3
+5V
1
2
R1
RESISTOR
D3
1N4007
1 2
D10
1N4007
12
0
C3
104
0
U4
LM7912
2 3
1
IN OUT
GND
0
0
1
2
3
Q3
TIP3055
J2
CON1
1
D6
LED
R4
RESISTOR
0
0
0
+ C4
2200
0
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 14
3.3.2 Rangkaian Instrumentasi
Fungsi dari rangkaian instrumentasi adalah menangkap atau menyadap sinyal EOG.
Rangkaian ini mendapatkan input dari pergerakan mata melalui pemasangan elektroda
pada kedua samping kanan dan kiri mata. Sinyal EOG akan disadap menggunakan
rangkaian intrumentasi yang menggunakan Op-Amp TL 074.
Gambar 3.4 Skematik Instrumentasi
Rangkaian instrumentasi disusun dari penyangga (buffer) dan diferensial dasar yang
dihubungkan ke tahanan R2 dan R5. Tahanan R3 merupakan resistor gain (RG) yang
digunakan untuk mengatur penguatan. Dengan mengatur resistor R3 maka penguatan dapat
diatur untuk menyesuaikan tegangan output dari sinyal EOG. Pada sinyal EOG ini akan
ditetapkan sebesar 2010 kali penguatan, ini bertujuan untuk mendapatkan amplitudo sinyal
EOG yang bernilai diatas 1 volt agar amplitudo dapat diolah oleh ADC mikrokontroler
arduino nano. Output rangkaian instrumentasi akan masuk ke rangkaian filter.
Perhitungan:
Rumus Acl:
Acl = (1 +
2 𝑥 100𝐾
1𝐾
)
10𝐾
1𝐾
= (1 + 200)10
= (201)10
= 2010 x
Tabel 3.2 Komponen pada Instrumen dan Fungsinya
No. Komponen Fungsi
1. Resistor
Pembagi tegangan, sebagai nilai hambatan, dan sebagai nilai
penguatan.
2. IC TL074
Sebagai IC operational amplifier untuk membuat rangkaian
penguatan.
R5
1K
R6
10K
R3
1K
J3
E3
1
2
+5v
R1
100K
R2
1K
R7
10K
-
+
U1B
TL074
5
6
7
411
J2
E2
1
2
R4
100K
J1
E1
1
2
J4
VOUT
1
2
-
+
U1A
TL074
3
2
1
-
+
U1D
TL074
12
13
14
-5v
Acl = (1 +
2𝑅1
𝑅𝑔
)
𝑅3
𝑅2
LPF
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 15
3.3.3 Rangkaian LPF
Pada tahap ini dilakukan pemfilteran dengan menggunakan Low Pass Filter untuk
melewatkan frekuensi rendah dan meredam frekuensi tinggi. LPF akan memberikan output
yang tetap dimulai pada frekuensi di bawah cutoff dan tidak mengeluarkan output jika
frekuensi input berada di atas frekuensi cutoff. Rangkaian ini mendapat input dari
rangkaian instrumentasi.
Gambar 3.5 Skematik LPF
Digunakan Low Pass Filter orde 2 sebanyak tiga kali dimana terjadi penekanan
sebesar 120 dB yang dibutuhkan untuk memperhalus dan mengatasi noise dari sinyal EOG.
Kelompok kami menentukan frekuensi cutoff LPF sebesar 16 Hz dan penguatan sebesar
1,56 kali. Rangkaian ini menggunakan OP-Amp OP07 yang terdiri dari 3 OP-Amp. Output
rangkaian filter akan masuk ke rangkaian adder.
Penentuan LPF 16 Hz :
Rumus fc:
fc =
1
2 𝑥 3,14√104.104.10−6.10−6
fc =
1
6,28√10−4
fc =
1
6,28 𝑥 10−2
fc =
100
6,28
fc = 16 𝐻𝑧
Perhitungan penguatan dari rangkaian filter:
ACL = 1 +
𝑅𝑓
𝑅𝑖𝑛
ACL = 1 +
5600
10000
= 1,56 kali
R4
5.6k
-
+
U3
OP-07
3
2
6
7
1
4
8
R6
5.6k
R1
10K
+5
C2
1uf
R210K
J4
enable
1
2
-
+
U1
OP-07
3
2
6
7
1
4
8
R12
10K
J2
enable
1
2
-5
C5
1uf
-5
C6
1uf
C31uf
J1
OUT
1
2
C4
1uf
R11
10K
C1
1uf
R8
10K
+5
-5
R5
5.6kJ3
IN
1
2
+5
R10
10K
R7
10K
-
+
U2
OP-07
3
2
6
7
1
4
8
R3
10K
R9
10K
fc =
1
2𝜋√𝑅1.𝑅2.𝐶1.𝐶2
Instrument
Adder
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 16
Tabel 3.3 Komponen pada Filter dan Fungsinya
No. Komponen Fungsi
1. Resistor
Pembagi tegangan, sebagai nilai hambatan, dan sebagai nilai
penguatan.
2. IC OP07
Sebagai IC operational amplifier untuk membuat rangkaian
penguatan.
3. Elco Menyimpan tegangan dan mengurangi ripple atau noise.
3.3.4 Rangkaian Adder
Rangkaian ini berfungsi untuk menaikkan tegangan referensi pada sinyal EOG yang
sudah difilter. Rangkaian ini digunakan agar dapat memunculkan sinyal EOG pada display
android karena arduino hanya bisa membaca apabila memiliki tegangan positif. Sebab
itulah perlu rangkaian adder untuk menaikkan tegangan referensi agar tidak negatif.
Gambar 3.6 Skematik Adder
Rangkaian ini akan menaikkan tegangan referensi pada sinyal EOG melalui
komponen dioda zener sebagai clamper dan VR (variabel resistor) sebagai setting tegangan
Vref sehingga tegangan referensi dapat naik dari titik 0. Rangkaian ini mendapat input dari
filter.
Tabel 3.4 Komponen pada Adder dan Fungsinya
No. Komponen Fungsi
1. Resistor
Pembagi tegangan, sebagai nilai hambatan, dan sebagai nilai
penguatan.
2. Dioda Zener
Untuk membatasi tegangan dan berfungsi untuk menjaga tegangan
agar tetap stabil.
3. Elco Menyimpan tegangan dan mengurangi ripple atau noise
D3
3.7v
+5v
R7
39K
R10
10K
J7
in
1
2
R9
1K
J8
out
1
2
C1
47uF
LPF
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 17
3.4 Program Arduino pada EOG
#include <Servo.h> // library untuk motor servo
#include <SoftwareSerial.h> // library untuk bluetooth
Servo myservo; // inisialisasi untuk motor servo
int bluetoothTx = 2; // pemancar untuk pengiriman data pada bluetooth
int bluetoothRx = 3; // penerima untuk penerimaan data pada bluetooth
SoftwareSerial bluetooth(bluetoothTx, bluetoothRx); //inisialisasi serial bluetooth
int sensorPin = A1; // input arduino pada pin A1 dari output rangkaian analog
int sinyalEOG; // inisialisasi sinyal EOG
float EOG; // inisialisasi EOG
void setup() {
bluetooth.begin(9600); // baudrate yang digunakan pada bluetooth
Serial.begin(9600); // baudrate yang digunakan pada serial komunikasi arduino
myservo.attach(9); // output untuk motor servo pada pin 9 arduino
}
void loop() {
sinyalEOG = analogRead(sensorPin); // pembacaan data sinyal EOG pada
sensor pin (pin A1)
EOG = sinyalEOG*0.0048875855327468; // nilai EOG = data sinyal EOG dikalikan
dengan tegangan resolusi sehingga
terkonversikan menjadi data dengan nilai
tegangan (0-5 V)
Serial.println (EOG); // menampilkan nilai data EOG pada komunikasi serial
plotter pada arduino
int kirim = sinyalEOG; // input untuk menampilkan sinyal EMG ke android
if (EOG>=3){ // jika nilai EOG lebih dari 3
myservo.write(180);} // maka motor servo akan berputar ke arah 180 derajat
if (EOG>=1 && EOG<=3 ) { // jika nilai EOG kurang dari 3 dan lebih dari 1
myservo.write(90) ;} // maka motor servo akan berputar ke arah 90 derajat.
if (EMG<=1){ // jika nilai EOG kurang dari 1
myservo.write(0); } // maka motor servo akan berputar ke arah 0 derajat
bluetooth.print
( (String)"S " + kirim + "n" );} // pengiriman sinyal EOG melalui bluetooth ke
software roboremo
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 18
3.5 Penjelasan Program Arduino pada EOG
#include <Servo.h>
#include <SoftwareSerial.h>
Penjelasan: Library Arduino untuk listing program EOG. Library Arduino berisi file-file
tambahan yang digabungkan pada sketch.
#include <Servo.h>; library untuk dapat menjalankan motor servo.
#include <SoftwareSerial.h> ; library untuk komunikasi serial
Servo myservo;
int bluetoothTx = 2;
int bluetoothRx = 3;
SoftwareSerial bluetooth(bluetoothTx, bluetoothRx);
Penjelasan : Servo myservo; Adalah file dari library untuk menginisialisasi motor servo.
int bluetoothTx = 2; adalah inisialisasi pengiriman pada bluetooth yang di
inputkan pada pin 2 arduino.
int bluetoothRx = 3; adalah inisialisasi penerimaan pada bluetooth yang
diinputkan pada pin 3 arduino.
SoftwareSerial bluetooth(bluetoothTx, bluetoothRx); adalah file dari library
untuk menginisialisasi serial pada bluetooth.
int sensorPin = A1;
int sinyalEOG;
float EOG;
Penjelasan : Int adalah tipe data yang digunakan untuk sensor pin dan sinyal EOG
(Integer adalah salah satu tipe data numerik yang memungkinakan kita untuk
menyimpan data dalam bentuk bilangan bulat).
Float adalah tipe data yang digunakan untuk EOG
(Float tipe data yang bertujuan untuk menyimpan nilai dengan angka, termasuk
desimal).
void setup() {
bluetooth.begin(9600);
Serial.begin(9600);
myservo.attach(9);
}
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 19
Penjelasan : Void setup digunakan untuk menginisialisasi variabel-variabel yang akan
digunakan, dan hanya dijalankan satu kali saat arduino mulai menyala.
bluetooth.begin(9600); adalah baudrate yang digunakan pada bluetooth.
Serial.begin(9600); adalah baudrate yang digunakan pada serial komunikasi
arduino.
myservo.attach(9); adalah inputan dari motor servo pada pin 9 di arduino
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
sinyalEOG = analogRead(sensorPin);
EOG = sinyalEOG*0.0048875855327468;
Serial.println (EOG);
int kirim = sinyalEOG;
if (EOG>=3){
myservo.write(180); }
if (EOG>1 && EOG<3){
myservo.write(90); }
if (EOG<=1){
myservo.write(0); }
bluetooth.print
( (String)"S " + kirim + "n" );//print to android
}
Penjelasan : Void loop digunakan untuk menjalankan suatu siklus program, yang akan
dilakukan terus-menerus hingga Arduino mati/reset.
sinyalEOG = analogRead(sensorPin); adalah sinyal analog yang telah
diinputkan pada sensorPin(A1) pada pin arduino dan telah diinisialisasikan
dengan variabel sinyalEOG.
EOG = sinyalEOG*0.0048875855327468; adalah dari sinyalEOG yang
berupa data analog untuk dikonversikan dalam nilai 0V-5V pada serial
komunikasi arduino.
int kirim = sinyalEOG; adalah sinyal EOG yang dikirim ke roboremo dengan
penginisialisasian variabel kirim dan bertipe data integer.
if (EOG>=3){
myservo.write(180);} adalah program ketika sinyal EOG lebih dari 3V maka
servo membaca sudut 180 derajat.
if (EOG>1 && EOG<3){
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 20
myservo.write(90); } adalah program ketika sinyal EOG lebih dari 1V dan
kurang dari 3V maka servo membaca sudut 90 derajat.
if (EOG<=1){
myservo.write(0); } adalah program ketika sinyal EOG kurang dari sama
dengan 1V servo membaca sudut 0 derajat.
bluetooth.print
( (String)"S " + kirim + "n" );//print to android
Penjelasan : bluetooth.print
( (String)"S " + kirim + "n" ); adalah untuk mengirim data variabel
kirim untuk ditampilkan ke software roboremo dengan set id “S” dan
bertipe data string.
(String adalah tipe data untuk teks yang merupakan gabungan huruf,
angka, whitespace (spasi), dan berbagai karakter).
3.6 Pembuatan Program Pada Roboremo
1. Membuka aplikasi roboremo, maka akan muncul tampilan seperti di bawah ini.
Gambar 3.7 Tampilan Awal Roboremo
2. Klik menu, lalu akan muncul tampilan seperti di bawah ini.
Gambar 3.8 Tampilan Menu Roboremo
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 21
3. Dan untuk mengedit tampilan roboremo klik “edit ui”. Setelah klik “edit ui” akan muncul
tampilan seperti di bawah ini.
Gambar 3.9 Tampilan Edit ui pada Roboremo
4. Klik layar untuk menambahkan fitur control items pada roboremo dan akan muncul
tampilan pilihan seperti gambar di bawah ini.
Gambar 3.10 Tampilan Fitur Control pada Roboremo
5. Lalu pilih sesuai apa yang kita butuhkan. Pada percobaan kali ini kita membutuhkan fitur
plot untuk menampilkan sinyal EOG pada roboremo.
Gambar 3.11 Tampilan Edit Fitur Roboremo
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 22
6. Setelah itu untuk men-setting fitur plot agar bisa menampilkan sinyal dari arduino maka
klik pada fitur plot.
Gambar 3.12 Tampilan Setting Plot Pada Roboremo
7. Setelah mengklik pada fitur plot yang harus kita rubah adalah “set id” dan rubah dengan
id yang sesuai dengan program arduino yang dipakai.
Gambar 3.13 Tampilan Setting Set id Pada Roboremo
8. Setelah set id yang perlu di setting kembali adalah set max dan set min. Setelah itu
roboremo siap digunakan.
Gambar 3.14 Tampilan Setting Set Max dan Set Min Pada Roboremo
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 23
9. Tampilan sinyal dari EOG saat sudah connect dengan Bluetooth HC-05.
Gambar 3.15 Tampilan Sinyal Pada Roboremo
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 24
BAB IV
HASIL DAN ANALISA
4.1 Diagram Proses
Di bawah ini merupakan diagram yang menjelaskan proses terbentuknya sinyal
electrooculography dari mulai input mata responden menggunakan elektroda, menggunakan
rangkaian instrumentasi amplifier dengan penguatan sebesar 2010x, menggunakan rangkaian
Low Pass Filter dengan orde 2 sebanyak 3x dengan Frekuensi CutOff 16 Hz, rangkaian adder
sebagai penaik referensi agar data digital dapat dibaca oleh aplikasi roboremo, data digital
tersebut diperoleh dari Arduino NANO yang mendapatkan data analog dari rangkaian adder,
output dari rangkaian ini ditampilkan dalam bentuk sinyal di dalam aplikasi roboremo dan
sinyal tersebut dapat mengendalikan gerak pada Motor Servo.
Gambar 4.1 Diagram Proses
Diagram proses di atas menggambarkan bagaimana proses perubahan sinyal yang
terjadi mulai dari sinyal yang dideteksi oleh rangkaian instrument amplifier hingga ke motor
servo dan tampil pada android. Ketika mata melirik ke kanan dan ke kiri, maka rangkaian
instrument amplifier akan menyadap sinyal tersebut yang mempunyai amplitudo kecil,
kemudian dihasilkan sinyal dengan amplitudo yang lebih besar dengan besar penguatan 2010x
dengan frekuensi yang bermacam-macam. Sinyal yang dihasilkan akan difilter oleh rangkaian
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 25
LPF dengan frekuensi cutoff 16 Hz untuk menghilangkan noise atau frekuensi yang tidak
diinginkan dan untuk menghasilkan sinyal EOG yang akurat dengan frekuensi 0,1-16 Hz yang
merupakan frekuensi untuk sinyal EOG. Setelah didapatkan sinyal EOG tersebut diteruskan
ke rangkaian adder untuk menaikkan referensi sehingga sinyal yang didapat sesuai dengan
ketentuan dan dapat dibaca oleh ADC mikrokontroller ketika ditampilkan pada android.
Output rangkaian adder ini merupakan output dari seluruh rangkaian pengolah sinyal.
Selanjutnya, output pada adder disambungkan pada mikrokontroler dan diproses oleh
mikrokontroler menggunakan arduino yaitu untuk mengkonversi dari data analog menjadi
data digital. Output dari mikrokontroler dibagi menjadi dua yaitu output pertama
disambungkan pada motor servo untuk menggerakkan motor servo dan output kedua
disambungkan pada android menggunakan software roboremo melalui bluetooth (HC-05).
4.2 Hasil Uji Rangkaian dengan Function Generator
4.2.1 Rangkaian Instrument Amplifier
Uji rangkaian instrument amplifier dilakukan dengan memberikan input sinyal sinus
sebesar 0,2 Vpp dengan frekuensi 2 Hz, 6 Hz, 10 Hz, dan 16 Hz dari function generator.
Tabel 4.1 Output Rangkaian Instrument Amplifier dengan input 0,2 Vpp
Frekuensi Gambar
2 Hz
(Volt/Div = 2 V
Time/Div= 400
ms)
6 Hz
(Volt/Div = 2 V
Time/Div= 400
ms)
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 26
Frekuensi Gambar
10 Hz
(Volt/Div = 2 V
Time/Div= 400
ms)
16 Hz
(Volt/Div = 2 V
Time/Div= 400
ms)
Gambar di atas menunjukkan bahwa output sinyal yang dihasilkan menjadi sinyal
kotak dikarenakan penguatan pada rangkaian instrumentasi terlalu besar melebihi kapasitas
tegangan sumber 5V pada Op-Amp sehingga sinyal sinus menjadi terpotong. Dimana
penguatan pada instrumentasi sebesar 2010 kali penguatan. Hasil output pada osiloskop
menunjukkan amplitudo sebesar 7,36 Vpp dengan frekuensi output menunjukkan hasil
yang sama dengan frekuensi input. Uji rangkaian tersebut sudah sesuai.
4.2.2 Rangkaian Low Pass Filter
4.2.2.1 Rangkaian LPF dengan Input 0,2 Vpp
Rangkaian LPF didesain dengan frekuensi cut off 16 Hz untuk menekan frekuensi di
atas 16 Hz agar sinyal yang dideteksi adalah sinyal EOG yaitu sinyal dengan range
frekuensi 0,1 – 16 Hz. Berikut hasil output pengujian filter dengan function generator yang
diuji dengan menembakkan frekuensi 1Hz, 16Hz, 20Hz, 34Hz dan amplitudo yang tetap
yaitu 0,2 Vpp.
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 27
Tabel 4.2 Output Rangkaian Low Pass Filter -40 dB dengan input 0,2 Vpp
Frekuensi
Gambar Output Filter LPF -40 dB dengan input amplitudo 0,2
Vpp
1 Hz
(Volt/div= 500mv
Time/div= 400ms)
16 Hz
(CutOff)
(Volt/div= 500mv
Time/div= 200ms)
20 Hz
(Volt/div= 500mv
Time/div= 200ms)
34 Hz
(Volt/div= 200mv
Time/div= 100ms)
Pada tabel 4.2 pengujian filter pertama dibuktikan dengan function generator bahwa
rangkaian Low Pass Filter -40 dB Frekuensi cutoff 16 Hz dengan dengan input Amplitudo
0,2 Vpp tidak mengalami kesalahan, rangkaian tersebut dapat menekan noise yang tidak
diinginkan dan amplitudo seiring bertambahnya frekuensi.
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 28
Tabel 4.3 Output Rangkaian Low Pass Filter -80 dB dengan input 0,2 Vpp
Frekuensi
Gambar Output Filter LPF -80 dB dengan input amplitudo 0,2
Vpp
1 Hz
(Volt/div= 500mv
Time/div= 400ms)
16 Hz
(CutOff)
(Volt/div= 100mv
Time/div= 100ms)
20 Hz
(Volt/div= 100mv
Time/div= 100ms)
34 Hz
(Volt/div= 100mv
Time/div= 20ms)
Pada tabel 4.3 pengujian filter kedua dibuktikan bahwa rangkaian Low Pass Filter -
80 dB Frekuensi cutoff 16 Hz dengan dengan input Amplitudo 0,2 Vpp tidak mengalami
kesalahan, rangkaian tersebut dapat menekan noise yang tidak diinginkan dan amplitudo
seiring bertambahnya frekuensi.
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 29
Tabel 4.4 Output Rangkaian Low Pass Filter -120 dB dengan input 0,2 Vpp
Frekuensi
Gambar Output Filter LPF -120 dB dengan input amplitudo
0,2Vpp
1 Hz
(Volt/div= 500mv
Time/div= 400ms)
16 Hz
(CutOff)
(Volt/div= 100mv
Time/div= 40ms)
20 Hz
(Volt/div= 100mv
Time/div= 40ms)
34 Hz
(Volt/div= 10mv
Time/div= 40ms)
Dari tabel pengujian filter keseluruhan tersebut dapat diketahui bahwa sinyal EOG
yang telah melewati filter keseluruhan noise lebih ditekan sehingga amplitudo input lebih
berkurang karena terjadi penekanan kembali. Dari data filter keseluruhan ini terjadi
penekanan sebesar LPF-40dB pertama, LPF-40dB kedua, dan LPF-40dB sehingga total
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 30
penekanannya adalah LPF -120dB. Dan setiap kali frekuensi bertambah maka
amplitudonya juga semakin berkurang.
Berikut adalah data dari hasil percobaan uji function generator dengan frekuensi
0,16 Hz, 1 Hz, 10 Hz, 16 Hz, 18 Hz, 20 Hz, dan 34 Hz terhadap Rangkaian Low Pass Filter
dengan input 0,2 Vpp.
Tabel 4.5 Data dan Grafik dari output Rangkaian LPF dengan input 0,2 Vpp
Frekuensi Input
(Hz)
Amplitudo Output
Filter -40 dB (V)
Amplitudo Output
Filter -80 dB (V)
Amplitudo Output
Filter -120 dB (V)
0.16 0.58 0.92 1.4
1 0.58 0.92 1.4
10 0.56 0.52 1.04
16 0.46 0.324 0.372
18 0.42 0.26 0.24
20 0.38 0.212 0.16
34 0.176 0.064 0.0148
Pada data tersebut dapat ditarik pendapat bahwa semakin bertambahnya frekuensi
maka amplitudonya akan semakin kecil, dan bertambahnya rangkaian Low Pass Filter
menyebabkan penekanan semakin curam.
Gambar 4.2 Grafik Plotting Filter LPF dengan input Amplitudo 0,2 Vpp
Pengujian rangkaian LPF dilakukan dengan cara memberikan input dari function
mulai dari frekuensi 0,16 Hz - 34 Hz dengan amplitudo sebesar 0,2 Vpp. Kemudian
amplitudo output dicatat selama pengujian filter LPF sehingga didapatkan data tabel dan
grafik yang sesuai dengan perhitungan. Uji rangkaian tersebut sesuai dengan ketentuan
LPF dengan frekuensi cutoff sebesar 16 Hz dan terjadi penguatan sebesar 1,56 kali pada
setiap filter.
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 31
4.2.2.2 Rangkaian LPF dengan Input 1 Vpp
Rangkaian LPF didesain dengan frekuensi cut off 16 Hz untuk menekan frekuensi di
atas 16 Hz agar sinyal yang dideteksi adalah sinyal EOG yaitu sinyal dengan range
frekuensi 0,1 – 16 Hz. Berikut hasil output pengujian filter pertama dengan function
generator yang diuji dengan menembakkan frekuensi 1Hz, 16Hz, 20Hz, 34Hz dan
amplitudo yang tetap yaitu 1Vpp.
Tabel 4.6 Output Rangkaian Low Pass Filter -40 dB dengan input 1 Vpp
Frekuensi Gambar Output Filter LPF -40 dB dengan input amplitudo 1 Vpp
1 Hz
(Volt/div= 2v
Time/div= 400ms)
16 Hz
(CutOff)
(Volt/div= 1v
Time/div= 40ms)
20 Hz
(Volt/div= 1v
Time/div= 40ms)
34 Hz
(Volt/div= 1v
Time/div= 40ms)
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 32
Pada tabel 4.6 dibuktikan bahwa rangkaian Low Pass Filter Frekuensi CutOff 16 Hz
dengan dengan input Amplitudo 1 Vpp gambar sinyal pada output Filter -40 dB, sinyal
menjadi lebih besar, karena dalam filter tersebut memiliki penguatan sebesar 1,56 kali, dan
dapat menekan frekuensi diatas cutoff dengan baik.
Tabel 4.7 Output Rangkaian Low Pass Filter -80 dB dengan input 1 Vpp
Frekuensi Gambar Output Filter LPF -80 dB dengan input amplitudo 1 Vpp
1 Hz
(Volt/div= 1v
Time/div= 400ms)
16 Hz
(CutOff)
(Volt/div= 1v
Time/div= 40ms)
20 Hz
(Volt/div= 1v
Time/div= 40ms)
34 Hz
(Volt/div= 1v
Time/div= 40ms)
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 33
Pada tabel 4.7 dibuktikan bahwa rangkaian Low Pass Filter Frekuensi cutoff 16 Hz
dengan dengan input Amplitudo 1 Vpp gambar sinyal pada output Filter -80 dB, sinyal
menjadi lebih besar, karena dalam filter tersebut memiliki penguatan sebesar 1,56 kali,
pada rangkaian filter tersebut, penekanan semakin curam.
Tabel 4.8 Output Rangkaian Low Pass Filter -120 dB dengan input 1 Vpp
Frekuensi
Gambar Output Filter LPF -120 dB dengan input amplitudo 1
Vpp
1Hz
(Volt/div= 2v
Time/div= 400ms)
16 Hz
(CutOff)
(Volt/div= 1v
Time/div= 40ms)
20 Hz
(Volt/div= 1v
Time/div= 40ms)
34 Hz
(Volt/div= 200mv
Time/div= 20ms)
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 34
Dari tabel pengujian filter keseluruhan tersebut dapat diketahui bahwa sinyal EOG
yang telah melewati filter keseluruhan noise lebih ditekan sehingga amplitudo input lebih
berkurang karena terjadi penekanan kembali. Dari data filter keseluruhan ini terjadi
penekanan sebesar LPF-40dB pertama, LPF-40dB kedua, dan LPF-40dB sehingga total
penekanannya adalah LPF- 120dB. Dan setiap kali frekuensi bertambah maka
amplitudonya juga semakin berkurang. Dan pada tabel 4.8 sinyal filter terpotong karena
inputan Power Supply tegangan rangkaian +5 -5. Dan pada filter tersebut diberikan
penguatan 1,56x setiap filternya.
Berikut adalah data dari hasil percobaan uji function generator dengan frekuensi 0,16
Hz, 1 Hz, 10 Hz, 16 Hz, 18 Hz, 20 Hz, dan 34 Hz terhadap Rangkaian Low Pass Filter
dengan input 1 Vpp.
Tabel 4.9 Data dan Grafikdari output Rangkaian LPF dengan input 1 Vpp
Frekuensi Input
(Hz)
Amplitudo Output
Filter -40 dB (V)
Amplitudo Output
Filter -80 dB (V)
Amplitudo Output
Filter -120 dB (V)
0.16 3.04 4.84 7.2
1 3.04 4.84 7.2
10 2.84 4.4 6.4
16 2.24 3 3.64
18 2 2.44 2.64
20 1.8 1.99 1.88
34 0.76 0.44 0.152
Pada data tersebut dapat ditarik pendapat bahwa semakin bertambahnya frekuensi
maka amplitudonya akan semakin kecil, dan bertambahnya rangkaian Low Pass Filter
menyebabkan penekanan semakin curam.
Gambar 4.3 Grafik Plotting Filter LPF dengan input Amplitudo 1 Vpp
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 35
Pengujian rangkaian LPF dilakukan dengan cara memberikan input dari function
mulai dari frekuensi 0,16 Hz - 34 Hz dengan amplitudo sebesar 1 Vpp. Kemudian
amplitudo output dicatat selama pengujian filter LPF sehingga didapatkan data tabel dan
grafik yang sesuai dengan perhitungan. Uji rangkaian tersebut sesuai dengan ketentuan
LPF dengan frekuensi cutoff sebesar 16 Hz dan terjadi penguatan sebesar 1,56 kali pada
setiap filter.
4.2.3 Rangkaian Adder
Rangkaian ini berfungsi untuk menaikkan tegangan referensi sehingga tegangan
sinyal EOG akan terdeteksi secara utuh oleh ADC mikrokontroler. Karena pada
mikrokontroler hanya dapat membaca tegangan positif saja.
Gambar 4.4 Uji Rangkaian Adder
Pengujian rangkaian adder dilakukan dengan cara memberikan input dari function
dengan amplitudo sebesar 0,8 Vpp dan frekuensi 7 Hz. Dari gambar di atas, uji rangkaian
adder sudah sesuai yaitu menaikkan tegangan referensi dari 0V menjadi 1,5 V dengan
tegangan output menunjukkan hasil yang sama dengan tegangan input.
4.2.4 Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF -40dB
Berikut adalah pengujian rangkaian instrument amplifier dengan rangkaian LPF -
40dB dengan CutOff 16 Hz menggunakan function generator dengan menembakkan input
0,2 Vpp dan frekuensi 1Hz, 16Hz, 40Hz, dan 100 Hz.
Tabel 4.10 Output Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF-40dB
Frekuensi Gambar
1 Hz
(Volt/Div = 2 V
Time/Div= 400 ms)
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 36
Frekuensi Gambar
16 Hz
(Volt/Div = 2 V
Time/Div= 400 ms)
40 Hz
(Volt/Div = 2 V
Time/Div= 40 ms)
100 Hz
(Volt/Div = 500mV
Time/Div= 40 ms)
Pada tabel diatas adalah gambar output dari rangkaian instrumentasi yang diberikan
filter Low Pass Filter sebesar -40 dB dengan CutOff 16 Hz dan diinput Amplitudo 0,2 Vpp.
Sinyal menjadi kotak karena dalam rangkaian instrumentasi memiliki penguatan sebesar
2010x. Output dari rangkaian instrumentasi menjadi input dari rangkaian Low Pass Filter
-40 dB. Dan di dalam rangkaian filter tersebut memiliki penguatan sebesar 1,56x. Butuh
frekuensi yang jauh dari CutOff karena penekanan rangkaian filter tersebut hanya -40dB
sehingga penurunan amplitudo dari function generator itu tidak cukup curam.
4.2.5 Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF -80dB
Berikut adalah pengujian rangkaian instrument amplifier dengan rangkaian LPF -
80dB dengan CutOff 16 Hz menggunakan function generator dengan menembakkan input
0,2 Vpp dan frekuensi 1Hz, 16Hz, 40Hz, dan 100 Hz.
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 37
Tabel 4.11 Output Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF-80dB
Frekuensi Gambar
1 Hz
(Volt/Div = 2 V
Time/Div= 400 ms)
16 Hz
(Volt/Div = 2 V
Time/Div= 100 ms)
40 Hz
(Volt/Div = 500mV
Time/Div= 40 ms)
100 Hz
(Volt/Div = 500mV
Time/Div= 40 ms)
Pada tabel diatas adalah gambar output dari rangkaian instrumentasi yang diberikan
filter Low Pass Filter sebesar -80 dB dengan CutOff 16 Hz dan diinput Amplitudo 0,2 Vpp.
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 38
Sinyal menjadi kotak karena dalam rangkaian instrumentasi memiliki penguatan sebesar
2010x. Output dari rangkaian instrumentasi menjadi input dari rangkaian Low Pass Filter
-80 dB. Dan di dalam rangkaian filter tersebut memiliki penguatan sebesar 1,56x sebanyak
2 kali. Di uji instrumentasi dengan filter kedua ini hasilnya berbeda dengan yang hanya
menggunakan filter pertama, sinyal yang di tekan lebih curam dibandingkan dengan grafik
yang sebelumnya.
4.2.6 Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF -120dB
Berikut adalah pengujian rangkaian instrument amplifier dengan rangkaian LPF -80dB
dengan CutOff 16 Hz menggunakan function generator dengan menembakkan input 0,2
Vpp dan frekuensi 1Hz, 16Hz, 40Hz, dan 70 Hz.
Tabel 4.12 Output Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF-120dB
Frekuensi Gambar
1 Hz
(Volt/Div = 2 V
Time/Div= 400 ms)
16 Hz
(Volt/Div = 2 V
Time/Div= 100 ms)
40 Hz
(Volt/Div = 1 V
Time/Div= 100 ms)
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 39
Frekuensi Gambar
70 Hz
(Volt/Div = 500mV
Time/Div= 100 ms)
Pada tabel diatas adalah gambar output dari rangkaian instrumentasi yang diberikan
filter Low Pass Filter sebesar -120 dB dengan CutOff 16 Hz dan diinput Amplitudo 0,2
Vpp. Sinyal menjadi kotak karena dalam rangkaian instrumentasi memiliki penguatan
sebesar 2010x. Output dari rangkaian instrumentasi menjadi input dari rangkaian Low
Pass Filter -80 dB. Dan di dalam rangkaian filter tersebut memiliki penguatan sebesar
1,56x sebanyak 3 kali. Berbeda dengan hasil kedua filter lainnya, penekanan dalam
rangkaian filter -120dB tersebut lebih curam dibandingkan rangkaian filter sebelumnya,
penekanannya sudah dimulai sebelum frekuensi menyentuh CutOff.
4.2.7 Rangkaian EOG Keseluruhan
Berikut adalah pengujian rangkaian EOG keseluruhan menggunakan function
generator dengan menembakkan input 0,2 Vpp dan frekuensi 1Hz, 16Hz, dan 34 Hz.
Tabel 4.13 Output Rangkaian EOG Keseluruhan
Frekuensi Gambar
1 Hz
(Volt/Div = 2 V
Time/Div= 400 ms)
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 40
Frekuensi Gambar
16 Hz
(Volt/Div = 2 V
Time/Div= 100 ms)
34 Hz
(Volt/Div = 1 V
Time/Div= 100 ms)
Pada tabel diatas gambar hasil uji dengan function generator ini berbeda dengan uji
rangkaian instrumentasi dengan filter. Di rangkaian ini, output dari Low Pass Filter -120dB
menjadi input dari rangkaian Adder. Adder berfungsi sebagai pengatur referensi dari sinyal
tersebut. Adder digunakan sebagai pengatur referensi agar ADC pada mikrokontroler dapat
membaca sinyal tersebut. Di rangkaian keseluruhan ini dapat disimpulkan bahwa seluruh
rangkaian tersebut dapat bekerja dengan baik.
4.3 Hasil Output Rangkaian pada Pasien
4.3.1 Rangkaian Instrument Amplifier
Output dari rangkaian instrument amplifier merupakan hasil dari penyadapan
pergerakan bola mata pasien melalui pemasangan elektroda. Gerakan mata memiliki sinyal
yang sangat sedikit (0,4 - 1 mV), maka dari itu dibutuhkan penguatan agar dapat dibaca
oleh ADC dari arduino. Dimana besar penguatan yang kami gunakan pada rangkaian ini
adalah 2010 kali.
Gambar 4.5 Output Rangkaian Instrumentasi Saat Mata Melirik ke Kanan/Atas
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 41
Gambar 4.6 Output Rangkaian Instrumentasi Saat Mata Melirik ke Kiri/Bawah
Pada gambar sinyal output saat mata melirik ke kanan/atas ditampilkan output
amplitudo sebesar 2,88V dan frekuensi 0,4 Hz. Pada gambar sinyal output saat mata melirik
ke kiri/bawah ditampilkan output amplitudo sebesar 3,04V dan frekuensi 1,6 Hz. Pada hasil
output rangkaian tersebut sinyal EOG sudah terlihat dengan jelas. Tetapi sinyal tersebut
masih bercampur dengan noise sehingga sinyal yang dihasilkan bukan murni sinyal EOG.
Maka dari itu, diperlukan pengolahan filter untuk memblokir noise untuk mendapatkan
karakteristik yang lebih baik dari sinyal EOG.
4.3.2 Rangkaian Low Pass Filter
4.3.2.1 Rangkaian LPF -40 dB
Berikut merupakan hasil output pengukuran sinyal EOG dengan menggunakan filter
LPF orde 2 dimana terjadi penekanan sebesar -40 dB dengan frekuensi cutoff 16 Hz.
Gambar 4.7 Output Rangkaian LPF -40 dB Saat Mata Melirik ke Kiri/Bawah
Gambar 4.8 Output Rangkaian LPF -40 dB Saat Mata Melirik ke Kanan/Atas
Sinyal yang dihasilkan menjadi lebih terlihat karena frekuensi yang masuk
merupakan frekuensi di dalam range frekuensi EOG yaitu 0,1-16 Hz. Karena
menggunakan rangkaian LPF, frekuensi tinggi di atas frekuensi cut off ditekan oleh
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 42
rangkaian ini. Sehingga pada sinyal output pada rangkaian LPF ini sudah mulai terlihat
jelas karena noise nya sudah berkurang.
4.3.2.2 Rangkaian LPF -80 dB
Berikut merupakan hasil output pengukuran sinyal EOG dengan menggunakan filter
LPF orde 2 sebanyak 2 kali dimana terjadi penekanan sebesar -80 dB dengan frekuensi
cutoff 16 Hz.
Gambar 4.9 Output Rangkaian LPF -80 dB Saat Mata Melirik ke Kanan/Atas
Gambar 4.10 Output Rangkaian LPF -80 dB Saat Mata Melirik ke Kiri/Bawah
Rangkaian ini akan meloloskan frekuensi di bawah 16 Hz dan memblok frekuensi di
atas 16 Hz. Pada hasil output rangkaian LPF kedua ini, sinyal yang dihasilkan menjadi
lebih bersih dari output yang sebelumnya, sinyal ini juga mengalami sedikit penguatan
dikarenakan pada setiap rangkaian filter terdapat peguatan sebesar 1,56x.
4.3.2.3 Rangkaian LPF -120 dB
Berikut merupakan hasil output pengukuran sinyal EOG dengan menggunakan filter
LPF orde 2 sebanyak 3 kali dimana terjadi penekanan sebesar -120 dB dengan frekuensi
cutoff 16 Hz.
Gambar 4.11 Output Rangkaian LPF -120 dB Saat Mata Melirik ke Kanan/Atas
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 43
Gambar 4.12 Output Rangkaian LPF -120 dB Saat Mata Melirik ke Kiri/Bawah
Rangkaian ini akan meloloskan frekuensi di bawah 16 Hz dan memblok frekuensi di
atas 16 Hz. Pada hasil output rangkaian LPF ketiga ini, sinyal yang dihasilkan menjadi
lebih bersih dan noise sudah mengalami penekanan yang lebih kecil dari output yang
sebelumnya. Selain itu pada output filter ini dikuatkan kembali sehingga menghasilkan
sinyal yang lebih besar dari sinyal output filter yang sebelumnya. Sehingga pada output
rangkaian filter ini merupakan sinyal EOG murni.
4.3.3 Rangkaian Adder
Fungsi pada rangkaian adder ini yaitu untuk menaikkan referensi. Sehingga output
pada rangkaian ini menaikkan sinyal EOG dari referensi 0 sehingga bernilai positif agar
dapat dibaca oleh mikrokontroler. Input rangkaian ini didapat dari output rangkaian filter.
Gambar 4.13 Output Rangkaian Adder
Dari gambar di atas, rangkaian adder menaikkan tegangan referensi dari 0V
menjadi 2,6 V yang didapat melalui pengaturan variabel resistor pada rangkaian.
4.4 Hasil Output EOG dengan Osiloskop
4.4.1 Hasil output EOG Gusti pada Osiloskop
Berikut adalah gambar hasil output sinyal EOG dari Gusti. Data ini diperoleh dari
output rangkaian filter sebelum masuk ke rangkaian adder.
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 44
Tabel 4.14 Hasil Output EOG Gusti pada Osiloskop
Saat Mata Kontraksi kearah Kanan Saat Mata Kontraksi kearah Kiri
Berdasarkan hasil pengambilan data pada setiap anggota kelompok sinyal yang
didapatkan berbentuk bukit dan lembah. Akan berbentuk bukit ketika otot mata
berkontraksi ke arah kanan, dan akan berbentuk lembah ketika otot mata berkontraksi ke
arah kiri.
4.4.2 Hasil Output EOG Isna pada Osiloskop
Berikut adalah gambar hasil output sinyal EOG dari Isna. Data ini diperoleh dari
output rangkaian filter sebelum masuk ke rangkaian adder.
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 45
Tabel 4.15 Hasil Output EOG Isna pada Osiloskop
Saat Mata Kontraksi kearah Kanan Saat Mata Kontraksi kearah Kiri
Berdasarkan hasil pengambilan data pada setiap anggota kelompok sinyal yang
didapatkan berbentuk bukit dan lembah. Akan berbentuk bukit ketika otot mata
berkontraksi ke arah kanan, dan akan berbentuk lembah ketika otot mata berkontraksi ke
arah kiri.
4.5 Hasil Output EOG dengan Software Roboremo
Berikut adalah hasil output sinyal EOG Isna dengan roboremo yang didapat dari
kontraksi mata ke kanan dan ke kiri.
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 46
Gambar 4.14 Gambar output EOG Isna pada Software Roboremo
Pada gambar tersebut bentuk sinyal yang dihasilkan oleh EOG adalah bukit dan
lembah. Akan berbentuk bukit ketika otot mata berkontraksi ke arah kanan, dan akan
berbentuk lembah ketika otot mata berkontraksi ke arah kiri.
Berikut adalah hasil output sinyal EOG Gusti dengan roboremo yang didapat dari
kontraksi mata ke kanan dan ke kiri.
Gambar 4.15 Gambar output EOG Gusti pada Software Roboremo
Pada gambar tersebut bentuk sinyal yang dihasilkan oleh EOG adalah bukit dan
lembah. Akan berbentuk bukit ketika otot mata berkontraksi ke arah kanan, dan akan
berbentuk lembah ketika otot mata berkontraksi ke arah kiri.
4.6 Hasil Output EOG pada Motor Servo
Tabel 4.16 Gerakan Motor Servo
Kanan
(motor servo bergerak 180°)
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 47
Relax
(motor servo bergerak 0°)
Kiri
(motor servo bergerak 90°)
4.7 Analisa
Perancangan alat rehabilitasi memanfaatkan dari salah satu sistem cerdas bio-sinyal yaitu
sinyal electrooculography teknik pengukuran untuk merekam aktivitas kelistrikan dari gerakan
mata. Sinyal mata tersebut akan diolah instrument amplifer sebagai penguat tegangan mata
dengan diperoleh nilai penguatan 2010 kali. Dibutuhkan rangkaian filtering untuk mengatasi
noise dari sinyal menggunakan Low Pass Filter -120 dB dengan frekuensi cutoff 16Hz.
Rangkaian LPF berfungsi untuk meloloskan frekuensi di bawah nilai cutoff, sehingga sinyal
yang didapat lebih bersih dan jelas. Selanjutnya sinyal masuk ke rangkaian adder untuk
menaikkan referensi sehingga sinyal yang didapat sesuai dengan ketentuan dan dapat dibaca
ketika ditampilkan pada android. Hasil keputusan gerakan mata depan, kanan, dan kiri akan
diolah menggunakan perancangan perangkat lunak yang sudah ditanamkan pada
mikrokontroller. Sebagai outputnya akan dikoneksikan pada HC-05 bluetooth dan motor servo.
Pada saat relaksasi, motor servo akan ke posisi 90 derajat dengan gambar display android
membentuk sinyal pada titik referensi, pada saat mata melirik ke kanan motor servo akan
berputar ke posisi 180 derajat dengan gambar display android membentuk sinyal positif, dan
pada saat mata melirik ke kiri motor servo akan berputar ke posisi 0 derajat dengan gambar
display android membentuk sinyal negatif.
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 48
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Secara keseluruhan Project Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
dapat disimpulkan bahwa:
1. Electro-oculography (EOG) adalah teknik untuk mengukur potensial pada kornea retina
sebagai akibat dari perubahan posisi dan gerakan mata. Sinyal EOG mempunyai rentang
frekuensi 0,1-16Hz. Sinyal EOG ini diperoleh dari aktivitas gerakan mata yang dipasang
sadapan pada sekitar mata.
2. Project Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo ini memiliki tiga blok
rangkaian yaitu, rangkaian instrumentasi, rangkaian filter LPF -120 dB, dan rangkaian
adder. Setiap rangkaian tersebut mempunyai fungsi masing-masing.
3. Project EOG menggunakan sinyal mata untuk kontrol motor servo dan display roboremo.
Untuk menggerakkan motor servo digunakan arduino untuk mengkonversi dari data
analog rangkaian menjadi data digital dengan display pada roboremo dengan pengiriman
sinyal via bluetooth (HC-05).
5.2 Kendala
Beberapa kendala pada pembuatan Project Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol
Motor Servo:
1. Pemasangan elektroda pada titik di sekitar area mata pasien masih kurang tepat sehingga
mempengaruhi besar-kecilnya amplitudo sinyal output hasil pengukuran.
2. Project Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo ini masih dapat
mendeteksi adanya kedipan mata meskipun sinyal yang dikeluarkan tidak terlalu besar.
3. Sinyal EOG yang ditampilkan pada display roboremo masih mengandung sedikit noise,
meskipun sinyal analog EOG pada osiloskop tidak terlihat adanya noise.
5.3 Saran
Dari pembuatan project EOG dan pembuatan laporan ini penulis menyadari bahwa
laporan diatas banyak sekali kesalahan dan jauh dari kesempurnaan. Penulis akan
memperbaiki laporan tersebut dengan berpedoman pada banyak sumber yang dapat
dipertanggungjawabkan. Maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran mengenai
pembahasan laporan dalam kesimpulan di atas.
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 49
DAFTAR PUSTAKA
[1] John Enderle, S. B. J. B., 2005. Introduction To Biomedical Engineering (Second Edition).
California: Elsevier Academic Press.
(Diakses pada 13 Januari 2019)
[2] W S M Sanjaya. Design and Experiment of Electrooculogram (EOG) System and Its
Application to Control Mobile Robot, 2017
(Diakses pada 13 Januari 2019)
[3] Muchlis, Ichwanul, Rizal Maulana dan Hurriyatul Fitriyah.2018. Implementasi Pengenalan
Pergerakan Bola Mata Menggunakan Elektroda Dengan Exponential Filter. Jurnal
Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer. 2(9): 3093-3102.
(Diakses pada 10 Oktober 2018)
[4] A. B. Kanwade, Rajat V. Gone, Snehal J. Ahire, Ashay R. Borkar.2017. Study of EOG signal
generation, Analyses, and acquisition system. International Research Journal of Engineering
and Technology (IRJET).4(4): 3378-3382.
(Diakses pada 13 Januari 2019)
[5] Bukhari, M. W, W. Daud, Rubita Sudirman.2011.Time Frequency Analysis of
Electrooculograph (EOG) Signal of Eye Movement Potentials Based on Wavelet Energy
Distribution.Universiti Teknologi Malaysia.
(Diakses pada 13 Januari 2019)
[6] Saputra, Mansur, Yunidar dan Alfisyahrin.2017. Desain Pendeteksi Biolistrik Gerakan Mata
Saccadic Horizontal. Jurnal Online Teknik Elektro. 2(1): 50-55.
(Diakses pada 13 Januari 2019)
[7] https://kursuselektronikaku.blogspot.com/search?q=eog&m=1
(Diakses pada 13 Januari 2019)
[8] https://www.scribd.com/document/254144612/electrooculography?campaign=SkimbitLtd
&ad_group=725X1342Xac31cd591a2a552176200ce599446f00&keyword=660149026&so
urce=hp_affiliate&medium=affiliate
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 50
(Diakses pada 13 Januari 2019)
[9] http://wendycahya.blogspot.com/2015/11/op-amp-sebagai-penguat-instrumentasi.html
(Diakses pada 13 Januari 2019)
[10] http://elektronika-dasar.web.id/filter-aktif-low-pass-lpf/
(Diakses pada 13 Januari 2019)
[11] https://djukarna4arduino.wordpress.com/2015/01/19/arduino-nano/
(Diakses pada 14 Januari 2019)
[12] http://trikueni-desain-sistem.blogspot.com/2014/03/Pengertian-Motor-Servo.html
(Diakses pada 15 Januari 2019)
[13] Irwan Syafrudin 2017
https://electromedicalengineering.wordpress.com/2017/01/02/electrooculography/
(Diakses pada 13 Januari 2019)
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071)
LAMPIRAN
POWER SUPPLY
INSTRUMEN
FILTER
ADDER
Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo
Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071)
SKEMATIK EOG KESELURUHAN
J1
E1
1
2
-5v
D1
3.7v
R6
100K
C6
1uf
C7
1uf
R15
5.6k
R1210K
R21
10K
R4
39K
-5
C2
1uf
R10
10k
C41uf
-
+
U4
OP-07
3
2
6
7
1
4
8
C5
1uf
R1
1K
J6
enable
1
2
R7
1K
-
+
U5
OP-07
3
2
6
7
1
4
8
C1
47uF
+5
+5v
-
+
U1A
TL074
3
2
1
R13
10K
+5v
R17
10K
R19
10K
R3
100k
-
+
U6
OP-07
3
2
6
7
1
4
8
R18
10K
R11
10K
+5
-5
-
+
U3D
TL074
12
13
14
R5
1K
R22
10K
J5
enable
1
2
-5
C3
1uf
J2
out
1
2
R9
1K
-
+
U2B
TL074
5
6
7
411
R16
5.6k
R8
10K
R14
5.6k
+5
R20
10K
J3
E3
1
2
R2
10K
J4
E2
1
2
Instrument Amplifier
Adder
Low Pass Filter -120 dB
“SINYAL ELECTROOCULOGRAPHY SEBAGAI KONTROL MOTOR SERVO”

More Related Content

What's hot (20)

GTO
GTOGTO
GTO
 
ppt KWH meter
ppt KWH meterppt KWH meter
ppt KWH meter
 
Generator report pada ak3 listrik
Generator report pada ak3 listrikGenerator report pada ak3 listrik
Generator report pada ak3 listrik
 
SENSOR DAN AKTUATOR.pptx
SENSOR DAN AKTUATOR.pptxSENSOR DAN AKTUATOR.pptx
SENSOR DAN AKTUATOR.pptx
 
ANALISIS KINERJA JARINGAN SERAT OPTIK PADA RING 1 DI ARNET JATINEGARA
ANALISIS KINERJA JARINGAN SERAT OPTIK PADA RING 1 DI ARNET JATINEGARAANALISIS KINERJA JARINGAN SERAT OPTIK PADA RING 1 DI ARNET JATINEGARA
ANALISIS KINERJA JARINGAN SERAT OPTIK PADA RING 1 DI ARNET JATINEGARA
 
Esu
EsuEsu
Esu
 
Ttl 1
Ttl 1Ttl 1
Ttl 1
 
Diagnosis Sistem Starter
Diagnosis Sistem StarterDiagnosis Sistem Starter
Diagnosis Sistem Starter
 
Ppt transistor
Ppt transistorPpt transistor
Ppt transistor
 
Modul Praktikum Motor Induksi
Modul Praktikum Motor InduksiModul Praktikum Motor Induksi
Modul Praktikum Motor Induksi
 
Kisi kisi soal ulangan TITL kelas XII paket A
Kisi kisi soal ulangan TITL kelas XII paket AKisi kisi soal ulangan TITL kelas XII paket A
Kisi kisi soal ulangan TITL kelas XII paket A
 
Makalah Wattmeter
Makalah Wattmeter Makalah Wattmeter
Makalah Wattmeter
 
Diathermy
DiathermyDiathermy
Diathermy
 
sensor suhu LM35
sensor suhu LM35sensor suhu LM35
sensor suhu LM35
 
Esu
EsuEsu
Esu
 
Esu 2
Esu 2Esu 2
Esu 2
 
Temperature measurement
Temperature measurement Temperature measurement
Temperature measurement
 
Memelihara generator
Memelihara generatorMemelihara generator
Memelihara generator
 
Wattmeter Presentation
Wattmeter PresentationWattmeter Presentation
Wattmeter Presentation
 
8 rangkaian-dasar-kontrol-motor-listrik
8 rangkaian-dasar-kontrol-motor-listrik8 rangkaian-dasar-kontrol-motor-listrik
8 rangkaian-dasar-kontrol-motor-listrik
 

Similar to “SINYAL ELECTROOCULOGRAPHY SEBAGAI KONTROL MOTOR SERVO”

Sistem proteksi motor dengan relay REM 610 di PT IKPP Perawang
Sistem proteksi motor dengan relay REM 610 di PT IKPP PerawangSistem proteksi motor dengan relay REM 610 di PT IKPP Perawang
Sistem proteksi motor dengan relay REM 610 di PT IKPP Perawangsalman alfarisi
 
Laporan observasi lapangan kepatuhan penggunaan apd terhadap penyebaran penya...
Laporan observasi lapangan kepatuhan penggunaan apd terhadap penyebaran penya...Laporan observasi lapangan kepatuhan penggunaan apd terhadap penyebaran penya...
Laporan observasi lapangan kepatuhan penggunaan apd terhadap penyebaran penya...rina0107
 
The 2nd National Conference on Industrial Electrical and Electronics (NCIEE 2...
The 2nd National Conference on Industrial Electrical and Electronics (NCIEE 2...The 2nd National Conference on Industrial Electrical and Electronics (NCIEE 2...
The 2nd National Conference on Industrial Electrical and Electronics (NCIEE 2...Mahadiputra S
 
Laporan kerja praktek plta poso 2 teknik elektro universitas tadulako
Laporan kerja praktek plta poso 2 teknik elektro universitas tadulakoLaporan kerja praktek plta poso 2 teknik elektro universitas tadulako
Laporan kerja praktek plta poso 2 teknik elektro universitas tadulakoAmbo Asse
 
APLIKASI ORASI SUCI DAN NOVENA KATOLIK BERBASIS ANDROID Diajukan untuk memenu...
APLIKASI ORASI SUCI DAN NOVENA KATOLIK BERBASIS ANDROID Diajukan untuk memenu...APLIKASI ORASI SUCI DAN NOVENA KATOLIK BERBASIS ANDROID Diajukan untuk memenu...
APLIKASI ORASI SUCI DAN NOVENA KATOLIK BERBASIS ANDROID Diajukan untuk memenu...Uofa_Unsada
 
Cover buku ajar+kata pengantar
Cover buku ajar+kata pengantarCover buku ajar+kata pengantar
Cover buku ajar+kata pengantarjatiwidyo
 
Laporan pkl atmi revisi 14 mei 2019 (1)
Laporan pkl atmi revisi 14 mei 2019 (1)Laporan pkl atmi revisi 14 mei 2019 (1)
Laporan pkl atmi revisi 14 mei 2019 (1)Alexander Krisna
 
membuat anak dengan visual basic
membuat anak dengan visual basicmembuat anak dengan visual basic
membuat anak dengan visual basicwhereisindra
 
Simulator penghitung jumlah orang pada pintu masuk dan keluar gedung
Simulator penghitung jumlah orang pada pintu masuk dan keluar gedungSimulator penghitung jumlah orang pada pintu masuk dan keluar gedung
Simulator penghitung jumlah orang pada pintu masuk dan keluar gedungOhen Razak
 
161862608201010101
161862608201010101161862608201010101
161862608201010101Jhon P S
 
Proposal binner hme 2014 baru
Proposal binner hme 2014 baruProposal binner hme 2014 baru
Proposal binner hme 2014 baruYusi Aisyah
 
Aplikasi graphene untuk lithium ion battery
Aplikasi graphene untuk lithium ion batteryAplikasi graphene untuk lithium ion battery
Aplikasi graphene untuk lithium ion batterySulistiyo Wibowo
 
Proposal Mobil Listrik.docx
Proposal Mobil Listrik.docxProposal Mobil Listrik.docx
Proposal Mobil Listrik.docxTKRSMKTAMANSISWA
 

Similar to “SINYAL ELECTROOCULOGRAPHY SEBAGAI KONTROL MOTOR SERVO” (20)

“LINE FOLLOWER ANALOG”
“LINE FOLLOWER ANALOG” “LINE FOLLOWER ANALOG”
“LINE FOLLOWER ANALOG”
 
“CENTRIFUGE SIMULATOR USING PID CONTROL”
“CENTRIFUGE SIMULATOR USING PID CONTROL”“CENTRIFUGE SIMULATOR USING PID CONTROL”
“CENTRIFUGE SIMULATOR USING PID CONTROL”
 
Skripsi
SkripsiSkripsi
Skripsi
 
Sistem proteksi motor dengan relay REM 610 di PT IKPP Perawang
Sistem proteksi motor dengan relay REM 610 di PT IKPP PerawangSistem proteksi motor dengan relay REM 610 di PT IKPP Perawang
Sistem proteksi motor dengan relay REM 610 di PT IKPP Perawang
 
Laporan observasi lapangan kepatuhan penggunaan apd terhadap penyebaran penya...
Laporan observasi lapangan kepatuhan penggunaan apd terhadap penyebaran penya...Laporan observasi lapangan kepatuhan penggunaan apd terhadap penyebaran penya...
Laporan observasi lapangan kepatuhan penggunaan apd terhadap penyebaran penya...
 
The 2nd National Conference on Industrial Electrical and Electronics (NCIEE 2...
The 2nd National Conference on Industrial Electrical and Electronics (NCIEE 2...The 2nd National Conference on Industrial Electrical and Electronics (NCIEE 2...
The 2nd National Conference on Industrial Electrical and Electronics (NCIEE 2...
 
Laporan kerja praktek plta poso 2 teknik elektro universitas tadulako
Laporan kerja praktek plta poso 2 teknik elektro universitas tadulakoLaporan kerja praktek plta poso 2 teknik elektro universitas tadulako
Laporan kerja praktek plta poso 2 teknik elektro universitas tadulako
 
213311011201111281
213311011201111281213311011201111281
213311011201111281
 
APLIKASI ORASI SUCI DAN NOVENA KATOLIK BERBASIS ANDROID Diajukan untuk memenu...
APLIKASI ORASI SUCI DAN NOVENA KATOLIK BERBASIS ANDROID Diajukan untuk memenu...APLIKASI ORASI SUCI DAN NOVENA KATOLIK BERBASIS ANDROID Diajukan untuk memenu...
APLIKASI ORASI SUCI DAN NOVENA KATOLIK BERBASIS ANDROID Diajukan untuk memenu...
 
Bab i
Bab iBab i
Bab i
 
Cover buku ajar+kata pengantar
Cover buku ajar+kata pengantarCover buku ajar+kata pengantar
Cover buku ajar+kata pengantar
 
Laporan pkl atmi revisi 14 mei 2019 (1)
Laporan pkl atmi revisi 14 mei 2019 (1)Laporan pkl atmi revisi 14 mei 2019 (1)
Laporan pkl atmi revisi 14 mei 2019 (1)
 
membuat anak dengan visual basic
membuat anak dengan visual basicmembuat anak dengan visual basic
membuat anak dengan visual basic
 
Simulator penghitung jumlah orang pada pintu masuk dan keluar gedung
Simulator penghitung jumlah orang pada pintu masuk dan keluar gedungSimulator penghitung jumlah orang pada pintu masuk dan keluar gedung
Simulator penghitung jumlah orang pada pintu masuk dan keluar gedung
 
161862608201010101
161862608201010101161862608201010101
161862608201010101
 
78034924.pdf
78034924.pdf78034924.pdf
78034924.pdf
 
Proposal binner hme 2014 baru
Proposal binner hme 2014 baruProposal binner hme 2014 baru
Proposal binner hme 2014 baru
 
Laporan KP
Laporan KPLaporan KP
Laporan KP
 
Aplikasi graphene untuk lithium ion battery
Aplikasi graphene untuk lithium ion batteryAplikasi graphene untuk lithium ion battery
Aplikasi graphene untuk lithium ion battery
 
Proposal Mobil Listrik.docx
Proposal Mobil Listrik.docxProposal Mobil Listrik.docx
Proposal Mobil Listrik.docx
 

“SINYAL ELECTROOCULOGRAPHY SEBAGAI KONTROL MOTOR SERVO”

  • 1. LAPORAN RESMI PROJECT AKHIR ELEKTRONIKA TERAPAN “SINYAL ELECTROOCULOGRAPHY SEBAGAI KONTROL MOTOR SERVO” KELAS 2-B2 OLEH:  Isna Fatimatuz Zahra P27 838 117 026  I Gusti Bagus Aditya Wijaya P27 838 117 071 Waktu pengerjaan project : 11 Oktober 2018 – 13 Desember 2018 TEM 412110 – Praktek Elektronika Terapan Asisten: Aulia Rahmawati LABORATORIUM ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTROMEDIK POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES SURABAYA 2019
  • 2. LAPORAN RESMI PROJECT AKHIR ELEKTRONIKA TERAPAN “SINYAL ELECTROOCULOGRAPHY SEBAGAI KONTROL MOTOR SERVO” KELAS 2-B2 Oleh:  Isna Fatimatuz Zahra P27 838 117 026  I Gusti Bagus Aditya Wijaya P27 838 117 071 Waktu pengerjaan project : 11 Oktober 2018 – 13 Desember 2019 TEM 412110 – Praktek Elektronika Terapan Asisten: Aulia Rahmawati Konsul I Konsul II Konsul III Konsul IV Tanggal Jam Paraf LABORATORIUM ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTROMEDIK POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES SURABAYA 2019
  • 3. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) ii SURAT PERNYATAAN Kami yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : 1. Isna Fatimatuz Zahra (P27838117026) 2. I Gusti Bagus Aditya Wijaya (P27838117071) Semester : III (Tiga) Prodi : D-IV Jurusan Teknik Elektromedik Dengan ini menyatakan bahwa pengambilan data pada laporan Project Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo kami adalah benar-benar hasil pengukuran yang sesungguhnya tanpa ada rekayasa sama sekali. Demikian surat pernyataan ini kami buat dengan sesungguhnya. Surabaya, 25 Januari 2019 Yang Menyatakan, Ketua Kelompok Isna Fatimatuz Zahra NIM. P27838117026 Anggota I Gusti Bagus Aditya Wijaya NIM. P27838117071
  • 4. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) iii KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Project Elektronika Terapan dengan judul “Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo” dengan baik dan tepat waktu. Dalam pengerjaan project dan penyusunan laporan ini penulis telah mendapatkan banyak dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada: 1. Tuhan Yang Maha Esa. 2. Orang tua yang telah mendukung pembuatan project. 3. Dr. I Dewa Gede Hari Wisana, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing mata kuliah Elektronika Dasar. 4. Dr. Triwiyanto, S.Si., M.T. selaku dosen pembimbing mata kuliah Mikrokontroler. 5. Triana Rahmawati, S.T., M.Eng selaku dosen pembimbing mata kuliah Mikrokontroler. 6. Syevana Dita Musvika, SST selaku asisten dosen pembimbing mata kuliah Mikrokontroler. 7. Farid Amrin Sani, SST. selaku asisten dosen pembimbing yang telah memberikan banyak dukungan bagi kami. 8. Teman-teman dari EMT-05 yang telah mendukung dan membantu selama ini. 9. Serta semua pihak yang telah mendukung serta membantu dalam penyelesaian pembuatan project dan laporan ini. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, untuk itu semua jenis saran, kritik, dan masukan yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata, semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat dan memberikan wawasan tambahan bagi para pembaca dan khususnya bagi penulis sendiri. Surabaya, 25 Januari 2019 Penyusun
  • 5. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) iv DAFTAR ISI Halaman Judul................................................................................................................................ i Surat Pernyataan............................................................................................................................. ii Kata Pengantar................................................................................................................................ iii Daftar Isi......................................................................................................................................... iv Daftar Gambar................................................................................................................................ vi Daftar Tabel ................................................................................................................................... viii Abstrak ........................................................................................................................................... ix Abstract........................................................................................................................................... x BAB I PENDAHULUAN ...............................................................................................................1 1.1 Latar Belakang .........................................................................................................................1 1.2 Batasan Masalah.......................................................................................................................1 1.3 Rumusan Masalah ....................................................................................................................1 1.4 Tujuan.......................................................................................................................................2 1.4.1 Tujuan Umum .................................................................................................................2 1.4.2 Tujuan Khusus ................................................................................................................2 1.5 Manfaat.....................................................................................................................................2 1.5.1 Manfaat Teoritis..............................................................................................................2 1.5.2 Manfaat Praktis ...............................................................................................................2 BAB II DASAR TEORI..................................................................................................................3 2.1 Pengertian EOG........................................................................................................................3 2.2 Prosedur Pemakaian EOG........................................................................................................3 2.3 Mata Manusia...........................................................................................................................4 2.4 Rangkaian pada EOG ...............................................................................................................6 2.4.1 Rangkaian Instrumentasi.................................................................................................6 2.4.2 Rangkaian Low Pass Filter (LPF) ..................................................................................6 2.4.3 Rangkaian Adder.............................................................................................................7 2.5 Mikrokontroller ........................................................................................................................7 2.5.1 Arduino Nano..................................................................................................................7 2.5.2 Bluetooth (HC-05) ..........................................................................................................8 2.5.3 Motor Servo ..................................................................................................................10 BAB III PEMBAHASAN .............................................................................................................11 3.1 Desain Project ........................................................................................................................11 3.2 Blok Diagram .........................................................................................................................11 3.3 Pembahasan Rangkaian dan Perhitungan...............................................................................12 3.3.1 Rangkaian Power Supply ..............................................................................................12
  • 6. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) v 3.3.2 Rangkaian Instrumentasi...............................................................................................14 3.3.3 Rangkaian LPF..............................................................................................................15 3.3.4 Rangkaian Adder...........................................................................................................16 3.4 Program Arduino pada EOG ..................................................................................................17 3.5 Penjelasan Program Arduino pada EOG................................................................................18 3.6 Pembuatan Program Pada Roboremo.....................................................................................20 BAB IV HASIL DAN ANALISA.................................................................................................24 4.1 Diagram Proses.......................................................................................................................24 4.2 Hasil Uji Rangkaian dengan Function Generator..................................................................25 4.2.1 Rangkaian Instrument Amplifier...................................................................................25 4.2.2 Rangkaian Low Pass Filter...........................................................................................26 4.2.2.1 Rangkaian LPF dengan Input 0,2 Vpp..............................................................26 4.2.2.2 Rangkaian LPF dengan Input 1 Vpp.................................................................31 4.2.3 Rangkaian Adder...........................................................................................................35 4.2.4 Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF -40dB....................................................35 4.2.5 Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF -80dB....................................................36 4.2.6 Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF -120dB..................................................38 4.2.7 Rangkaian EOG Keseluruhan.......................................................................................39 4.3 Hasil Output Rangkaian pada Pasien .....................................................................................40 4.3.1 Rangkaian Instrument Amplifier ...................................................................................40 4.3.2 Rangkaian Low Pass Filter ...........................................................................................41 4.3.2.1 Rangkaian LPF -40 dB......................................................................................41 4.3.2.2 Rangkaian LPF -80 dB......................................................................................42 4.3.2.3 Rangkaian LPF -120 dB....................................................................................42 4.3.3 Rangkaian Adder ...........................................................................................................43 4.4 Hasil Output EOG dengan Osiloskop ....................................................................................43 4.4.1 Hasil output EOG Gusti pada Osiloskop ......................................................................43 4.4.2 Hasil Output EOG Isna pada Osiloskop .......................................................................44 4.5 Hasil Output EOG dengan Software Roboremo ....................................................................45 4.6 Hasil Output EOG pada Motor Servo ....................................................................................46 4.7 Analisa....................................................................................................................................47 BAB V PENUTUP........................................................................................................................48 5.1 Kesimpulan.............................................................................................................................48 5.2 Kendala...................................................................................................................................48 5.3 Saran.......................................................................................................................................48 DAFTAR PUSTAKA....................................................................................................................49 LAMPIRAN
  • 7. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) vi DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Peletakan Elektroda ......................................................................................... 4 Gambar 2.2 Anatomi Bola Mata ......................................................................................... 5 Gambar 2.3 Otot-Otot Ekstrinsik Bola Mata....................................................................... 5 Gambar 2.4 Rangkaian Instrumentasi ................................................................................. 6 Gambar 2.5 Karakteristik LPF............................................................................................. 7 Gambar 2.6 Rangkaian Adder ............................................................................................. 7 Gambar 2.7 Arduino Nano .................................................................................................. 8 Gambar 2.8 Bluetooth (HC-05)......................................................................................... 10 Gambar 2.9 Motor Servo................................................................................................... 10 Gambar 3.1 Desain Project Electrooculography .............................................................. 11 Gambar 3.2 Blok Diagram................................................................................................. 12 Gambar 3.3 Skematik power supply.................................................................................. 13 Gambar 3.4 Skematik Instrumentasi ................................................................................. 14 Gambar 3.5 Skematik LPF ................................................................................................ 15 Gambar 3.6 Skematik Adder ............................................................................................. 16 Gambar 3.7 Tampilan Awal Roboremo ............................................................................ 20 Gambar 3.8 Tampilan Menu Roboremo............................................................................ 20 Gambar 3.9 Tampilan Edit ui pada Roboremo.................................................................. 21 Gambar 3.10 Tampilan Fitur Control pada Roboremo ....................................................... 21 Gambar 3.11 Tampilan Edit Fitur Roboremo...................................................................... 21 Gambar 3.12 Tampilan Setting Plot Pada Roboremo ......................................................... 22 Gambar 3.13 Tampilan Setting Set id Pada Roboremo....................................................... 22 Gambar 3.14 Tampilan Setting Set Max dan Set Min Pada Roboremo.............................. 22 Gambar 3.15 Tampilan Sinyal Pada Roboremo .................................................................. 23 Gambar 4.1 Diagram Proses.............................................................................................. 24 Gambar 4.2 Grafik Plotting Filter LPF dengan input Amplitudo 0,2 Vpp ....................... 30 Gambar 4.3 Grafik Plotting Filter LPF dengan input Amplitudo 1 Vpp .......................... 34 Gambar 4.4 Uji Rangkaian Adder ..................................................................................... 35 Gambar 4.5 Output Rangkaian Instrumentasi Saat Mata Melirik ke Kanan/Atas............. 40 Gambar 4.6 Output Rangkaian Instrumentasi Saat Mata Melirik ke Kiri/Bawah............. 41 Gambar 4.7 Output Rangkaian LPF-40 dB Saat Mata Melirik ke Kanan/Atas ................ 41 Gambar 4.8 Output Rangkaian LPF-40 dB Saat Mata Melirik ke Kiri/Bawah................. 41 Gambar 4.9 Output Rangkaian LPF-80 dB Saat Mata Melirik ke Kanan/Atas ................ 42 Gambar 4.10 Output Rangkaian LPF-80 dB Saat Mata Melirik ke Kiri/Bawah................. 42
  • 8. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) vii Gambar 4.11 Output Rangkaian LPF-120 dB Saat Mata Melirik ke Kanan/Atas .............. 42 Gambar 4.12 Output Rangkaian LPF-120 dB Saat Mata Melirik ke Kiri/Bawah............... 43 Gambar 4.13 Output Rangkaian Adder ............................................................................... 43 Gambar 4.14 Gambar output EOG Isna pada Software Roboremo .................................... 46 Gambar 4.15 Gambar output EOG Gusti pada Software Roboremo .................................. 46
  • 9. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) viii DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Spesifikasi Board Arduino NANO....................................................................8 Tabel 2.2 Pin Pada HC-05.................................................................................................9 Tabel 2.3 Warna Kabel Pada Motor Servo......................................................................10 Tabel 3.1 Komponen dan Fungsi Komponen pada Power Supply..................................13 Tabel 3.2 Komponen pada Instrumen dan Fungsinya .....................................................14 Tabel 3.3 Komponen pada Filter dan Fungsinya.............................................................16 Tabel 3.4 Komponen pada Adder dan Fungsinya............................................................16 Tabel 4.1 Output Rangkaian Instrument Amplifier dengan Input 0,2 Vpp .....................25 Tabel 4.2 Output Rangkaian Low Pass Filter -40dB dengan Input 0,2 Vpp ..................27 Tabel 4.3 Output Rangkaian Low Pass Filter -80dB dengan Input 0,2 Vpp ..................28 Tabel 4.4 Output Rangkaian Low Pass Filter -120dB dengan Input 0,2 Vpp ................29 Tabel 4.5 Data dan Grafik dari Output Rangkaian LPF dengan Input 0,2 Vpp ..............30 Tabel 4.6 Output Rangkaian Low Pass Filter -40dB dengan Input 1 Vpp .....................31 Tabel 4.7 Output Rangkaian Low Pass Filter -80dB dengan Input 1 Vpp .....................32 Tabel 4.8 Output Rangkaian Low Pass Filter -120dB dengan Input 1 Vpp ...................33 Tabel 4.9 Data dan Grafik dari Output Rangkaian LPF dengan Input 1 Vpp .................34 Tabel 4.10 Output Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF -40dB..........................35 Tabel 4.11 Output Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF -80dB..........................37 Tabel 4.12 Output Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF -120dB........................38 Tabel 4.13 Output Rangkaian EOG Keseluruhan .............................................................39 Tabel 4.14 Hasil Output EOG Gusti pada Osiloskop........................................................44 Tabel 4.15 Hasil Output EOG Isna pada Osiloskop..........................................................45 Tabel 4.16 Gerakan Motor Servo ......................................................................................46
  • 10. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) ix ABSTRAK Electrooculography adalah teknik untuk mengukur potensial akibat gerakan mata, dan sinyal yang dihasilkan disebut electooculogram (EOG). Dasar penyadapan adalah perbedaan potensial listrik antara bagian depan dan belakang mata. EOG telah ditemukan sebagai metode tindakan yang mungkin untuk semua jenis gerakan mata. Pada projek ini, tersusun dari beberapa rangkaian yaitu terdapat rangkaian instrumen sebagai rangkaian penguat awal karena frekuensi kerja mata yang sangat kecil, selain itu, terdapat rangkaian filter untuk memfilter sinyal keluaran instrumen yang masih banyak noise dan gangguan, dan yang terakhir adalah rangkaian adder untuk menaikkan referensinya. Tidak hanya beberapa rangkaian tersebut projek EOG ini juga dilengkapi dengan mikrokontroller untuk mengontrol motor servo dan mengirimkan sinyal pada android melalui bluetooth. Kata Kunci: Electrooculography, motor servo, bluetooth
  • 11. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) x ABSTRACT Electrooculographyis a technique for measuring the potential due to movement of the eyes, and the resulting signal is called electooculogram (EOG). Basic tapping is electrical potential difference between the front and back of the eye. EOG has been found as a method of possible actions for all types of eye movements. In this project, composed of several series that are a series of instruments as the amplifier circuit early as the working frequency of very small eyes, moreover, there is a series of filters to filter the output signal of the instrument is still a lot of noise and interference, and the latter is a series of adder to raise reference. Not only are some of the projects EOG series is also equipped with a microcontroller to control the servo motor and send a signal to android via bluetooth. Keywords: Electrooculography, servo motor, bluetooth
  • 12. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada mata kuliah elektronika terapan, kita sudah mengenal berbagai rangkaian- rangkaian filter, agar rangkaian tersebut dapat bekerja sesuai apa yang diinginkan maka harus membuat suatu alat kesehatan yang memfungsikan rangkaian-rangkaian tersebut. Pada dasarnya seorang manusia adalah mahluk sosial yang saling membutuhkan satu sama lain. Seseorang yang kehilangan fisik atau cacat tubuh pasti akan menjadi sebuah tantangan bagi mereka untuk bisa menjalani kehidupan sosial bersama masyarakat lainnya. Dapat kita ketahui bahwa penyandang disabilitas khususnya para tunadaksa yang artinya cacat tubuh tanpa tangan dan kaki, masih belum mendapat perhatian maksimal dilingkungan masyarakat. Berdasarkan Pusat Data Informasi Nasional yang didapat dari Kementerian Sosial pada tahun 2010, tercatat jumlah penyandang disabilitas tunadaksa berjumlah 3.010.830 orang. Maka dengan semakin berkembangnya zaman tentunya semakin banyak juga macam- macam alat kesehatan yang dibuat. Pada akhir semester tiga ini, mata kuliah elektronika terapan dan mikrokontroller memberikan tugas akhir project yaitu Sinyal Electro- oculography sebagai kontrol Motor Servo. Electro-oculography (EOG) adalah metode untuk mencatat atau mengukur berbagai potensial pada kornea retina sebagai akibat perubahan posisi dan gerakan mata. Dasar perekaman adalah perbedaan potensial listrik antara bagian depan dan belakang mata. Sinyal EOG yang dihasilkan oleh mata kanan dan kiri dapat dimanfaatkan untuk mengontrol geraknya motor servo yang dikendalikan dengan arduino. Dengan adanya project ini diharapkan mahasiswa Teknik Elektromedik Surabaya dapat lebih mahir dalam bidang elektronika dengan adanya pengalaman dan eksperimen. 1.2 Batasan Masalah 1. Dapat mendesain dan menghitung rangkaian filter LPF dan penguatannya. 2. Dapat mendesain dan menghitung rankaian instrumentasi dasar dan penguatannya. 3. Meneliti mengenai Electrooculography tentang bentuk sinyal, frekuensi cutoff, dan fungsi Electrooculography. 4. Dapat membuat program untuk menggerakkan motor servo dan menampilkan sinyal pada android (roboremo) dengan arduino. 1.3 Rumusan Masalah 1. Apa pengertian dari Electrooculography?
  • 13. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 2 2. Bagaimana cara kerja rangkaian Electrooculography? 3. Bagaimana cara merangkai rangkaian Electrooculography yaitu rangkaian instrumentasi dasar, filter, dan adder? 4. Bagaimana cara membuat program untuk menggerakkan motor servo dan menampilkan sinyal pada android (roboremo) dengan arduino? 1.4 Tujuan 1.4.1 Tujuan Umum Mahasiswa dapat mengaplikasikan berbagai komponen dan program arduino dalam suatu rangkaian yang dipelajari pada semester tiga. 1.4.2 Tujuan Khusus 1. Mahasiswa dapat mendesain rangkaian Electrooculography yaitu rangkaian instrumentasi dasar, filter, dan adder. 2. Mahasiswa dapat melakukan trouble shooting pada rangkaian. 3. Mahasiswa dapat mengaplikasikan program untuk menggerakkan motor servo dan menampilkan sinyal pada android (roboremo) dengan arduino. 1.5 Manfaat 1.5.1 Manfaat Teoritis 1. Mahasiswa dapat memahami karakteristik rangkaian Electrooculography yaitu rangkaian instrumentasi dasar, filter, dan adder. 2. Mahasiswa dapat menjelaskan cara kerja rangkaian Electrooculography yaitu rangkaian instrumentasi dasar, filter, dan adder secara teoritis. 3. Mahasiswa dapat menjelaskan program untuk menggerakkan motor servo dan menampilkan sinyal pada android (roboremo) dengan arduino. 1.5.2 Manfaat Praktis 1. Mahasiswa dapat merangkai sebuah rangkaian rangkaian Electrooculography yaitu rangkaian instrumentasi dasar, filter, dan adder. 2. Mahasiswa membuat program untuk menggerakkan motor servo dan menampilkan sinyal pada android (roboremo) dengan arduino.
  • 14. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 3 BAB II DASAR TEORI 2.1 Pengertian EOG Electro-oculography (EOG) adalah metode untuk mencatat atau mengukur berbagai potensial pada kornea retina sebagai akibat perubahan posisi dan gerakan mata. EOG memberikan informasi tentang orientasi mata, selain itu, kecepatan angular dan percepatan angularnya juga dapat ditentukan (Irwan Syafrudin 2017). Biasanya aplikasi untuk alat ini yaitu untuk digunakan untuk orang yang lagi sakit, tidak bisa berbicara dan juga bergerak, namun bisa melihat dan melirik dengan matanya. Gerakan bola mata yang dimaksud adalah gerakan mata saccadic yaitu jenis gerakan mata cepat dan simultan yang dilakukan sehari hari saat seseorang melihat dan mengikuti suatu objek seperti dalam aktifitas membaca (John Enderle, S. B. J. B., 2005). Sinyal yang dihasilkan oleh electro-oculography disebut electro- oculogram. EOG dilakukan dengan instrumen untuk menghasilkan sinyal electro-oculogram. Instrumen mendeteksi potensi listrik yang dihasilkan oleh retina ketika bergerak atau berubah arah dan ketika berkedip. Dalam perekamannya tersebut dapat digunakan untuk mengklasifikasikan gerakan bola mata dalam arah horizontal dan vertikal. Tegangan akan diperoleh berdasarkan perubahan orientasi mata. Tegangan mata mempunyai voltase sekitar +0.40 sampai +1.0 milivolt, ini terjadi karena retina memiliki tingkat metabolisme yang lebih tinggi dibanding kornea, sinyal yang diperoleh dengan range voltase mikro sangat rentan terhadap noise. EOG mengukur sinyal otot mata, menggunakan 2 elektroda utama dan satu elektroda ground, dan daerah frekuensi 0,1 – 16 Hz . Saat ini, EOG digunakan untuk evaluasi kelainan okulomotor seperti nystagmus, strabismus, dan disfungsi okulomotor supranuklear.(W. M. Bukhari W. Daud, Rubita Sudirman 2011). 2.2 Prosedur Pemakaian EOG Sinyal EOG diperoleh dengan cara melalui diletakkan pada permukaan. Hal ini lebih efektif daripada penanaman elektroda yang memerlukan operasi bedah terlebih dahulu. Posisi elektroda harus tepat dan benar. Hal ini sebenarnya agak sulit untuk memenuhi persyaratan ini karena elektroda ditempelkan pada permukaan kulit wajah, pada permukaan kulit wajah banyak memiliki minyak yang menyebabkan susahnya meletakkan elektroda pada permukaan kulit. Tapi tidak masalah saat mengalami perubahan potensial, stabilitas sinyal masih dapat dideteksi (Carlo I. De Luca,1997:137). Sistem menggunakan 3 buah elektroda yang akan dipasang pada sekitar mata untuk mengukur beda potensial dari mata depan, kanan, kiri, atas, dan bawah. Input dari instrument amplifier sebagai penguat tegangan dari mata dengan diperoleh nilai penguatan 2010 kali
  • 15. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 4 sehingga tegangan yang diperoleh lebih maksimal dapat mengetahui rentang perubahan terhadap satu gerakan dengan gerakan lainnya. Aplikasi Electrooculography dengan karakteristik gerakan mata seperti saccades, fiksasi, dan berkedip, serta pola gerakan yang disengaja terdeteksi dalam sinyal EOG, telah digunakan untuk operasi hands-free dari manusia-komputer statis dan manusia-robot interface. EOG berbasis interface juga telah dikembangkan untuk robot bantu atau sebagai kontrol untuk kursi roda listrik. Sistem seperti ini dimaksudkan untuk digunakan oleh orang- orang cacat fisik yang memiliki mobilitas perifer terbatas namun tetap mempertahankan koordinasi mata. Studi ini menunjukkan bahwa EOG adalah pengukuran dengan teknik yang murah, mudah digunakan, dapat diandalkan, dan relatif tidak mengganggu bila dibandingkan dengan kepala-dikenakan kamera yang digunakan dalam pelacak mata berbasis video. Aplikasi lain dari Electroocolulography ada antara lain sebagai berikut: 1. Penelitian tentang tidur dan mimpi. 2. Pelacakan Eye untuk tujuan pemasaran. 3. Kemampuan untuk membaca dan kelelahan mata. 4. Disfungsi retina. 5. Beberapa kelainan retina menunjukkan normal atau tidak adaperubahan potensi kornea, retina selama gelap. 6. Proses adaptasi cahaya. 7. Keseimbangan disfungsi vestibular. Mengacu pada Gambar 2.1, pemasangan sensor elektroda 2 channel yaitu vertikal dan horizontal. Peletakan channel 1 yaitu vertikal dua elektroda diletakkan pada mata kanan dengan posisi satu elektroda di atas bulu alis mata dan satu elektroda di bawah mata. Sedangkan untuk peletakan channel 2 yaitu horizontal dua elektroda diletakkan pada kedua samping kanan kiri mata serta satu lagi ground di atas jidad. Gambar 2.1 Peletakan Elektroda (Sumber : http://j-ptiik.ub.ac.id/index.php/j-ptiik/article/download/2545/941/) 2.3 Mata Manusia Mata adalah organ penglihatan yang mendeteksi cahaya. Yang dilakukan oleh mata yang paling sederhana adalah apakah lingkungan sekitarnya terang atau gelap. Mata juga
  • 16. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 5 salah satu organ manusia yang paling sensitif. Mata dilindungi oleh area orbit tengkorak yang disusun oleh berbagai tulang seperti tulang frontal, sphenoid, maxilla, zygomatic, greater wing of sphenoid, lacrimal, dan ethmoid. Seperti pada gambar di bawah ini. Gambar 2.2 Anatomi Bola Mata (Sumber : https://worldvisioncare.wordpress.com/2016/06/27/anatomi-mata/) Untuk menggerakkan bola mata, mata dilengkapi dengan enam otot ekstrinsik. Otot- otot tersebut yaitu otot superior rectus muscle, inferior rectus muscle, medial rectus muscle, lateral rectus muscle, superior oblique muscle, dan inferor oblique muscle. Otot-otot ekstrinsik bola mata dapat dilihat pada gambar berikut. Gambar 2.3 Otot-Otot Ekstrinsik Bola Mata (Sumber : https://dokumen.tips/document/anatomi-segmen-anterior-mata- 5669de5954c5c.html) Gambar di atas menunjukkan otot-otot yang terdapat pada mata dan berperan penting dalam proses pergerakan mata. Keenam otot ini yaitu superior rectus (SR) menggerakkan mata ke atas (elevation) membantu otot superior oblique memutarkan bagian atas mata ke arah mendekati hidung (intorsion) membantu otot medial rectus melakukan gerakan adduction lateral rectus (LR) menggerakkan mata ke arah luar atau menjauhi hidung (abduction) superir oblique (SO) memutarkan bagian atas mata mendekati hidung
  • 17. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 6 (intorsion) vrectus (MR) menggerakkan mata ke arah dalam atau mendekati hidung (adduction) inferior rectus (IR) menggerakkan mata ke bawah (depression) membantu otot inferior oblique memutarkan bagian atas mata ke arah menjauhi hidung (extorsion) membantu otot lateral rectus melakukan gerakan abduction. Membantu gerakan depression dan abduction inferior oblique (IO) memutarkan bagian atas mata menjauhi hidung (extorsion) membantu gerakan elevation dan abduction. Pada umumnya EOG sangatlah sensitif karena pada setiap gerakan otot bola mata, seluruh otot akan ikut bergerak. 2.4 Rangkaian pada EOG 2.4.1 Rangkaian Instrumentasi Rangkaian instrumentasi adalah suatu rangkaian yang terdiri dari tiga buah Op-Amp dan tujuh buah tahanan. Pada rangkaian ini terdapat rangkaian penguat differensial dan juga rangkaian penguat penyangga. Apabila ingin mengatur penguatan yang diinginkan, maka dapat diatur dengan mengubah-ubah nilai Rg. Rangkaian instrumentasi ini biasanya digunakan untuk mendeteksi sinyal tubuh pada manusia. Rumus untuk rangkaian instrumentasi yaitu sebagai berikut: Gambar 2.4 Rangkaian Instrumentasi (Sumber: https://en.m.wikipedia.org/wiki/File:Op-Amp Instrumentation Amplifier.svg) 2.4.2 Rangkaian Low Pass Filter (LPF) Rangkaian Low Pass Filter adalah rangkaian filter yang menggunakan penguat operasional (Op-Amp) rangkaian terpadu (IC) dimana rangkaian filter aktif low pass ini akan meloloskan sinyal input dengan frekuensi di bawah frekuensi cut-off rangkaian dan akan melemahkan sinyal input dengan frekuensi di atas frekuensi cut-off rangkaian filter aktif tersebut. Berikut rumus menghitung frekuensi cutoff. fc = 1 2𝜋√ 𝑅1.𝑅2.𝐶1.𝐶2
  • 18. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 7 Gambar 2.5 Karakteristik LPF (Sumber: http://elektronika-dasar.web.id/filter-aktif-low-pass-lpf/) 2.4.3 Rangkaian Adder Rangkaian yang berfungsi untuk menaikkan nilai referensi keatas atau kebawah biasanya dapat dibuat dengan menggunakan prinsip summing amplifier aktif atau summing amplifier pasif. Berfungsi untuk menaikkan tegangan referensi pada output rangkaian filter terutama ketika output rangkaian filter berada dibawah 0V atau bernilai negatif. Adder akan menambahkan nilai tegangan sehingga output filter bisa berada diatas 0V atau bernilai positif dan dapat dibaca oleh arduino. Fungsi setiap komponen bermacam-macam : 1. Dioda Zener = Untuk membatasi tegangan dan berfungsi untuk menjaga tegangan agar tetap stabil. 2. R9 = Sebagai resistor pada pembagian tegangan. 3. C1 & R7 = Sebagai filter LPF pasif. Gambar 2.6 Rangkaian Adder 2.5 Mikrokontroller 2.5.1 Arduino Nano Arduino Nano adalah salah satu varian dari produk board mikrokontroller keluaran Arduino. Arduino Nano adalah board Arduino terkecil, menggunakan mikrokontroller Atmega 168. Arduino Nano tidak dilengkapi dengan soket catudaya, tetapi terdapat pin untuk catu daya luar atau dapat menggunakan catu daya dari mini USB port. Arduino Nano +5v C1 0.1uF R9 1K D3 2.4v R7 39K J8 Out 1 2 J5 Enable 1 2 R10 10K
  • 19. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 8 didesain dan diproduksi oleh Gravitech. Arduino Nano dapat diprogram dengan menggunakan software Arduino (sketch). Arduino Nano sudah dilengkapi dengan program boatloader, sehingga programmer dapat langsung meng-up-load kode program langsung ke board Arduino tanpa melalui board perantara atau hardware lain. Selain praktis, penggunannya cukup mudah dipahami sehingga digunakan dalam project ini. Tabel 2.1 Spesifikasi Board Arduino NANO 1 Tegangan Operasi 5V 2 Tegangan Input (disarankan)7-12V 3 Batas Input 6-20V 4 Pin digital I/O 14 (pin 6 sebagai output PWM) 5 Pin Analog Input 6 6 Arus DC pin 40 mA 7 Flash Memory 16 KB (ATmega168) 8 SRAM 1 KB (ATmega168) 9 EEPROM 512 byte (ATmega168) 10 Clock Speed 16 MHz 11 Ukuran 1.85cm x 4.3cm Gambar 2.7 Arduino Nano (Sumber: https://djukarna4arduino.wordpress.com/2015/01/19/arduino-nano/) 2.5.2 Bluetooth (HC-05) HC-05 Adalah sebuah modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial ke bluetooth. HC-05 menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced Data Rate) 3 Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz. Modul ini dapat digunakan sebagai slave maupun master. HC-05 memiliki 2 mode konfigurasi, yaitu AT mode dan communication mode. AT mode berfungsi untuk melakukan pengaturan konfigurasi dari HC-05. Sedangkan communication mode berfungsi untuk melakukan komunikasi bluetooth dengan piranti lain. Dalam penggunaannya, HC-05 dapat beroperasi tanpa menggunakan driver khusus. Untuk berkomunikasi antar bluetooth, minimal harus memenuhi dua kondisi berikut: 1. Komunikasi harus antara master dan slave.
  • 20. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 9 2. Password harus benar (saat melakukan pairing). Jarak sinyal dari HC-05 adalah 30 meter, dengan kondisi tanpa halangan. Tabel 2.2 Pin Pada HC-05 No Nama Pin Deskripsi 1 Enable/Key Pin ini digunakan untuk beralih antara Mode Data (set rendah) dan mode perintah AT (set tinggi). Secara default itu dalam mode Data 2 Vcc Memberi supply tegangan pada modul. Hubungkan ke tegangan suplai + 5V 3 Ground Pin ground modul, disambungkan ke ground sistem. 4 Tx – Transmitter Mengirimkan Data Seri. Segala sesuatu yang diterima melalui Bluetooth akan diberikan oleh pin ini sebagai data serial. 5 Rx - Receiver Menerima Data Serial. Setiap data serial yang diberikan pada pin ini akan disiarkan melalui Bluetooth 6 State Pin status terhubung ke LED pada papan, dapat digunakan sebagai umpan balik untuk memeriksa apakah Bluetooth berfungsi dengan benar. 7 LED 1. Menunjukkan status Modul Berkedip sekali dalam 2 detik: Modul telah memasuki Mode 2. Perintah Berkedip Berulang: Menunggu koneksi dalam Mode Data Berkedip dua kali dalam 1 detik: Koneksi berhasil dalam Mode Data 8 Tombol Digunakan untuk mengontrol pin Key / Enable untuk beralih antara Mode Data dan perintah Berikut adalah Spesifikasi Bluetooth HC-05: 1. Frekuensi kerja ISM 2.4 GHz 2. Bluetooth protocol : Bluetooth tipe v2.0+EDR 3. Kecepatan dapat mencapai 1Mbps pada mode sinkron 4. Kecepatan dapat mencapai 2.1 Mbps / 160 kbps pada mode asinkron maksimum 5. Tegangan kerja pada 3,3 – 6 Volt DC 6. Konsumsi arus kerja yaitu 50 mA 7. Memiliki modulasi Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) 8. Sensitivitas -84dBm (0.1% BER) 9. Daya emisi 4 dBm
  • 21. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 10 10. Suhu operasional range -20°C — +75°C 11. Memiliki keamanan dengan enkripsi data dan enkripsi 12. Dimensi modul 15.2×35.7×5.6 mm Gambar 2.8 Bluetooth (HC-05) (Sumber: http://ec-bpro.blogspot.com/2016/10/programming-bluetooth-module-hc- 05.html) 2.5.3 Motor Servo Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup, sehingga dapat di set-up atau diatur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output motor. Motor servo merupakan perangkat yang terdiri dari motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol, dan potensiometer. Tabel 2.3 Warna Kabel Pada Motor Servo No Warna Kabel Keterangan 1 Merah VCC +5 Volt 2 Hitam GND 3 Orange PWM Gambar 2.9 Motor Servo (Sumber : http://trikueni-desain-sistem.blogspot.com/2014/03/Pengertian-Motor- Servo.html)
  • 22. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 11 BAB III PEMBAHASAN 3.1 Desain Project Di bawah ini adalah desain dari projek sinyal electrooculography sebagai kontrol motor servo. Gambar 3.1 Desain Project Electrooculography Dari gambar tersebut, projek ini terdiri dari rangkaian instumentasi dasar, filter LPF - 120 dB, adder, arduino sebagai pengubah data analog menjadi data digital dengan output sinyal yang ditampilkan pada android aplikasi roboremo dan mampu mengontrol gerak motor servo. 3.2 Blok Diagram Di bawah ini adalah blok diagram projek sinyal electrooculography sebagai kontrol motor servo yang terdiri dari rangkaian instrumentasi, rangkaian Low Pass Filter, Adder, dan juga Arduino NANO untuk mengkonversikan data analog menjadi data digital, output tersebut ditampilkan dengan tampilan dari aplikasi roboremo sebagai penampil sinyal pada android dan motor servo sebagai bentuk dari perubahan potensial dari output akhir rangkaian.
  • 23. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 12 Gambar 3.2 Blok Diagram Dari elektroda yang terpasang pada area sekitar bola mata akan menyadap sinyal kelistrikan yang dihasilkan oleh pergerakan bola mata pasien. Dimana tegangan mata mempunyai voltase sebesar ±0.40 sampai ±1.0 milivolt dengan frekuensi yang berkisar antara 0,1 – 16 Hz. Sinyal mata tersebut akan diolah instrument amplifer sebagai penguat tegangan mata dengan diperoleh nilai penguatan 2010 kali sehingga tegangan yang diperoleh akan lebih maksimal dalam mengetahui rentang perubahan terhadap satu gerakan dengan gerakan lainnya. Dibutuhkan rangkaian filtering untuk mengatasi noise dari sinyal menggunakan Low Pass Filter dengan frekuensi cutoff 16Hz. Rangkaian LPF berfungsi untuk meloloskan frekuensi di bawah nilai cutoff, sehingga sinyal yang didapat lebih bersih dan jelas. Selanjutnya sinyal masuk ke rangkaian adder untuk menaikkan referensi sehingga sinyal yang didapat sesuai dengan ketentuan dan dapat dibaca ketika ditampilkan pada android. Output rangkaian adder ini merupakan output dari seluruh rangkaian pengolah sinyal. Selanjutnya, output pada adder disambungkan pada mikrokontroller dan diproses oleh mikrokontroller menggunakan arduino nano yaitu untuk mengkonversi dari data analog menjadi data digital. Output dari mikrokontroller dibagi menjadi dua yaitu output pertama disambungkan pada motor servo untuk menggerakkan motor servo dan output kedua disambungkan pada android menggunakan software roboremo melalui bluetooth (HC-05). 3.3 Pembahasan Rangkaian dan Perhitungan 3.3.1 Rangkaian Power Supply Rangkaian power supply yang digunakan pada project ini yaitu terdiri dari 5 output. 5 output tersebut adalah +5V, -5V, ground, +12V dan -12V. Fungsi dari power supply ini yaitu untuk mengubah tegangan dari AC ke tegangan DC sebagai sumber pada rangkaian.
  • 24. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 13 Gambar 3.3 Skematik power supply Pada power supply terdapat komponen IC regulator 7812, 7805, 7912 dan 7905 yang mana digunakan untuk membatasi tegangan sehingga tegangan akan dibatasi menjadi +12V, +5V, -5V dan -12V. Selain itu juga terdapat komponen kapasitor yang digunakan untuk menghaluskan menjadi arus DC sempurna dan mencegah terjadinya ripple. LED pada power supply ini digunakan sebagai indikator keluaran output. Dan terdapat connector yang digunakan sebagai tempat keluaran output +5V, -5V, ground, +12V dan -12V. Tabel 3.1 Komponen dan Fungsi Komponen Pada Power Supply No. Komponen Fungsi 1. Diode Bridge Menyearahkan gelombang AC menjadi DC yang berasal dari trafo. 2. Elco Menyimpan tegangan dan mengurangi ripple atau noise. 3. IC 78xx Membatasi tegangan yang bernilai positif. Nilai tegangan batasanya terdapat pada 2 angka terakhir type IC tersebut. 4. IC 79xx Membatasi tegangan yang bernilai negatif. Nilai tegangan batasanya terdapat pada 2 angka terakhir type IC tersebut. 5. Resistor Menghambat tegangan dan arus. 6. Dioda Jika dipasang bias forward melewatkan tegangan positif dan jika dipasang bias reverse melewatkan tegangan negatif. 7. Kapasitor Mylar Menyimpan tegangan dan mengurangi ripple atau noise. 8. Transistor TIP Menguatkan arus yang masuk. 9. LED Sebagai indikator jika ada tegangan. C9 104 C6 104 0 D8 1N4007 1 2 0 J9 CON1 1 J10 CON1 1 R3 RESISTOR D1 LED - + D2 DIODE BRIDGE + C1 2200 0 J5 Transf ormator CT 1 2 3 4 5 + C8 220 1 2 3 Q4 TIP2955 1 2 3 Q1 TIP3055 U1 LM7805 1 3 2 IN OUT GND J1 CON1 1 + C10 2200 0 J7 +12V 1 2 U3 LM7812 1 3 2 IN OUT GND 0 J8 -12V 1 2 0 + C5 220 J6 GND 1 2 3 4 5 0 1 2 3 Q2 TIP2955 0 J4 -5V 1 2 D9 LED 0 0 C12 104 + C7 2200 0 D5 1N4007 12 U2 LM7905 2 3 1 IN OUT GND - + D7 DIODE BRIDGE 0 D4 LED + C11 220 R2 RESISTOR 0 0 + C2 220 J3 +5V 1 2 R1 RESISTOR D3 1N4007 1 2 D10 1N4007 12 0 C3 104 0 U4 LM7912 2 3 1 IN OUT GND 0 0 1 2 3 Q3 TIP3055 J2 CON1 1 D6 LED R4 RESISTOR 0 0 0 + C4 2200 0
  • 25. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 14 3.3.2 Rangkaian Instrumentasi Fungsi dari rangkaian instrumentasi adalah menangkap atau menyadap sinyal EOG. Rangkaian ini mendapatkan input dari pergerakan mata melalui pemasangan elektroda pada kedua samping kanan dan kiri mata. Sinyal EOG akan disadap menggunakan rangkaian intrumentasi yang menggunakan Op-Amp TL 074. Gambar 3.4 Skematik Instrumentasi Rangkaian instrumentasi disusun dari penyangga (buffer) dan diferensial dasar yang dihubungkan ke tahanan R2 dan R5. Tahanan R3 merupakan resistor gain (RG) yang digunakan untuk mengatur penguatan. Dengan mengatur resistor R3 maka penguatan dapat diatur untuk menyesuaikan tegangan output dari sinyal EOG. Pada sinyal EOG ini akan ditetapkan sebesar 2010 kali penguatan, ini bertujuan untuk mendapatkan amplitudo sinyal EOG yang bernilai diatas 1 volt agar amplitudo dapat diolah oleh ADC mikrokontroler arduino nano. Output rangkaian instrumentasi akan masuk ke rangkaian filter. Perhitungan: Rumus Acl: Acl = (1 + 2 𝑥 100𝐾 1𝐾 ) 10𝐾 1𝐾 = (1 + 200)10 = (201)10 = 2010 x Tabel 3.2 Komponen pada Instrumen dan Fungsinya No. Komponen Fungsi 1. Resistor Pembagi tegangan, sebagai nilai hambatan, dan sebagai nilai penguatan. 2. IC TL074 Sebagai IC operational amplifier untuk membuat rangkaian penguatan. R5 1K R6 10K R3 1K J3 E3 1 2 +5v R1 100K R2 1K R7 10K - + U1B TL074 5 6 7 411 J2 E2 1 2 R4 100K J1 E1 1 2 J4 VOUT 1 2 - + U1A TL074 3 2 1 - + U1D TL074 12 13 14 -5v Acl = (1 + 2𝑅1 𝑅𝑔 ) 𝑅3 𝑅2 LPF
  • 26. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 15 3.3.3 Rangkaian LPF Pada tahap ini dilakukan pemfilteran dengan menggunakan Low Pass Filter untuk melewatkan frekuensi rendah dan meredam frekuensi tinggi. LPF akan memberikan output yang tetap dimulai pada frekuensi di bawah cutoff dan tidak mengeluarkan output jika frekuensi input berada di atas frekuensi cutoff. Rangkaian ini mendapat input dari rangkaian instrumentasi. Gambar 3.5 Skematik LPF Digunakan Low Pass Filter orde 2 sebanyak tiga kali dimana terjadi penekanan sebesar 120 dB yang dibutuhkan untuk memperhalus dan mengatasi noise dari sinyal EOG. Kelompok kami menentukan frekuensi cutoff LPF sebesar 16 Hz dan penguatan sebesar 1,56 kali. Rangkaian ini menggunakan OP-Amp OP07 yang terdiri dari 3 OP-Amp. Output rangkaian filter akan masuk ke rangkaian adder. Penentuan LPF 16 Hz : Rumus fc: fc = 1 2 𝑥 3,14√104.104.10−6.10−6 fc = 1 6,28√10−4 fc = 1 6,28 𝑥 10−2 fc = 100 6,28 fc = 16 𝐻𝑧 Perhitungan penguatan dari rangkaian filter: ACL = 1 + 𝑅𝑓 𝑅𝑖𝑛 ACL = 1 + 5600 10000 = 1,56 kali R4 5.6k - + U3 OP-07 3 2 6 7 1 4 8 R6 5.6k R1 10K +5 C2 1uf R210K J4 enable 1 2 - + U1 OP-07 3 2 6 7 1 4 8 R12 10K J2 enable 1 2 -5 C5 1uf -5 C6 1uf C31uf J1 OUT 1 2 C4 1uf R11 10K C1 1uf R8 10K +5 -5 R5 5.6kJ3 IN 1 2 +5 R10 10K R7 10K - + U2 OP-07 3 2 6 7 1 4 8 R3 10K R9 10K fc = 1 2𝜋√𝑅1.𝑅2.𝐶1.𝐶2 Instrument Adder
  • 27. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 16 Tabel 3.3 Komponen pada Filter dan Fungsinya No. Komponen Fungsi 1. Resistor Pembagi tegangan, sebagai nilai hambatan, dan sebagai nilai penguatan. 2. IC OP07 Sebagai IC operational amplifier untuk membuat rangkaian penguatan. 3. Elco Menyimpan tegangan dan mengurangi ripple atau noise. 3.3.4 Rangkaian Adder Rangkaian ini berfungsi untuk menaikkan tegangan referensi pada sinyal EOG yang sudah difilter. Rangkaian ini digunakan agar dapat memunculkan sinyal EOG pada display android karena arduino hanya bisa membaca apabila memiliki tegangan positif. Sebab itulah perlu rangkaian adder untuk menaikkan tegangan referensi agar tidak negatif. Gambar 3.6 Skematik Adder Rangkaian ini akan menaikkan tegangan referensi pada sinyal EOG melalui komponen dioda zener sebagai clamper dan VR (variabel resistor) sebagai setting tegangan Vref sehingga tegangan referensi dapat naik dari titik 0. Rangkaian ini mendapat input dari filter. Tabel 3.4 Komponen pada Adder dan Fungsinya No. Komponen Fungsi 1. Resistor Pembagi tegangan, sebagai nilai hambatan, dan sebagai nilai penguatan. 2. Dioda Zener Untuk membatasi tegangan dan berfungsi untuk menjaga tegangan agar tetap stabil. 3. Elco Menyimpan tegangan dan mengurangi ripple atau noise D3 3.7v +5v R7 39K R10 10K J7 in 1 2 R9 1K J8 out 1 2 C1 47uF LPF
  • 28. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 17 3.4 Program Arduino pada EOG #include <Servo.h> // library untuk motor servo #include <SoftwareSerial.h> // library untuk bluetooth Servo myservo; // inisialisasi untuk motor servo int bluetoothTx = 2; // pemancar untuk pengiriman data pada bluetooth int bluetoothRx = 3; // penerima untuk penerimaan data pada bluetooth SoftwareSerial bluetooth(bluetoothTx, bluetoothRx); //inisialisasi serial bluetooth int sensorPin = A1; // input arduino pada pin A1 dari output rangkaian analog int sinyalEOG; // inisialisasi sinyal EOG float EOG; // inisialisasi EOG void setup() { bluetooth.begin(9600); // baudrate yang digunakan pada bluetooth Serial.begin(9600); // baudrate yang digunakan pada serial komunikasi arduino myservo.attach(9); // output untuk motor servo pada pin 9 arduino } void loop() { sinyalEOG = analogRead(sensorPin); // pembacaan data sinyal EOG pada sensor pin (pin A1) EOG = sinyalEOG*0.0048875855327468; // nilai EOG = data sinyal EOG dikalikan dengan tegangan resolusi sehingga terkonversikan menjadi data dengan nilai tegangan (0-5 V) Serial.println (EOG); // menampilkan nilai data EOG pada komunikasi serial plotter pada arduino int kirim = sinyalEOG; // input untuk menampilkan sinyal EMG ke android if (EOG>=3){ // jika nilai EOG lebih dari 3 myservo.write(180);} // maka motor servo akan berputar ke arah 180 derajat if (EOG>=1 && EOG<=3 ) { // jika nilai EOG kurang dari 3 dan lebih dari 1 myservo.write(90) ;} // maka motor servo akan berputar ke arah 90 derajat. if (EMG<=1){ // jika nilai EOG kurang dari 1 myservo.write(0); } // maka motor servo akan berputar ke arah 0 derajat bluetooth.print ( (String)"S " + kirim + "n" );} // pengiriman sinyal EOG melalui bluetooth ke software roboremo
  • 29. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 18 3.5 Penjelasan Program Arduino pada EOG #include <Servo.h> #include <SoftwareSerial.h> Penjelasan: Library Arduino untuk listing program EOG. Library Arduino berisi file-file tambahan yang digabungkan pada sketch. #include <Servo.h>; library untuk dapat menjalankan motor servo. #include <SoftwareSerial.h> ; library untuk komunikasi serial Servo myservo; int bluetoothTx = 2; int bluetoothRx = 3; SoftwareSerial bluetooth(bluetoothTx, bluetoothRx); Penjelasan : Servo myservo; Adalah file dari library untuk menginisialisasi motor servo. int bluetoothTx = 2; adalah inisialisasi pengiriman pada bluetooth yang di inputkan pada pin 2 arduino. int bluetoothRx = 3; adalah inisialisasi penerimaan pada bluetooth yang diinputkan pada pin 3 arduino. SoftwareSerial bluetooth(bluetoothTx, bluetoothRx); adalah file dari library untuk menginisialisasi serial pada bluetooth. int sensorPin = A1; int sinyalEOG; float EOG; Penjelasan : Int adalah tipe data yang digunakan untuk sensor pin dan sinyal EOG (Integer adalah salah satu tipe data numerik yang memungkinakan kita untuk menyimpan data dalam bentuk bilangan bulat). Float adalah tipe data yang digunakan untuk EOG (Float tipe data yang bertujuan untuk menyimpan nilai dengan angka, termasuk desimal). void setup() { bluetooth.begin(9600); Serial.begin(9600); myservo.attach(9); }
  • 30. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 19 Penjelasan : Void setup digunakan untuk menginisialisasi variabel-variabel yang akan digunakan, dan hanya dijalankan satu kali saat arduino mulai menyala. bluetooth.begin(9600); adalah baudrate yang digunakan pada bluetooth. Serial.begin(9600); adalah baudrate yang digunakan pada serial komunikasi arduino. myservo.attach(9); adalah inputan dari motor servo pada pin 9 di arduino void loop() { // put your main code here, to run repeatedly: sinyalEOG = analogRead(sensorPin); EOG = sinyalEOG*0.0048875855327468; Serial.println (EOG); int kirim = sinyalEOG; if (EOG>=3){ myservo.write(180); } if (EOG>1 && EOG<3){ myservo.write(90); } if (EOG<=1){ myservo.write(0); } bluetooth.print ( (String)"S " + kirim + "n" );//print to android } Penjelasan : Void loop digunakan untuk menjalankan suatu siklus program, yang akan dilakukan terus-menerus hingga Arduino mati/reset. sinyalEOG = analogRead(sensorPin); adalah sinyal analog yang telah diinputkan pada sensorPin(A1) pada pin arduino dan telah diinisialisasikan dengan variabel sinyalEOG. EOG = sinyalEOG*0.0048875855327468; adalah dari sinyalEOG yang berupa data analog untuk dikonversikan dalam nilai 0V-5V pada serial komunikasi arduino. int kirim = sinyalEOG; adalah sinyal EOG yang dikirim ke roboremo dengan penginisialisasian variabel kirim dan bertipe data integer. if (EOG>=3){ myservo.write(180);} adalah program ketika sinyal EOG lebih dari 3V maka servo membaca sudut 180 derajat. if (EOG>1 && EOG<3){
  • 31. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 20 myservo.write(90); } adalah program ketika sinyal EOG lebih dari 1V dan kurang dari 3V maka servo membaca sudut 90 derajat. if (EOG<=1){ myservo.write(0); } adalah program ketika sinyal EOG kurang dari sama dengan 1V servo membaca sudut 0 derajat. bluetooth.print ( (String)"S " + kirim + "n" );//print to android Penjelasan : bluetooth.print ( (String)"S " + kirim + "n" ); adalah untuk mengirim data variabel kirim untuk ditampilkan ke software roboremo dengan set id “S” dan bertipe data string. (String adalah tipe data untuk teks yang merupakan gabungan huruf, angka, whitespace (spasi), dan berbagai karakter). 3.6 Pembuatan Program Pada Roboremo 1. Membuka aplikasi roboremo, maka akan muncul tampilan seperti di bawah ini. Gambar 3.7 Tampilan Awal Roboremo 2. Klik menu, lalu akan muncul tampilan seperti di bawah ini. Gambar 3.8 Tampilan Menu Roboremo
  • 32. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 21 3. Dan untuk mengedit tampilan roboremo klik “edit ui”. Setelah klik “edit ui” akan muncul tampilan seperti di bawah ini. Gambar 3.9 Tampilan Edit ui pada Roboremo 4. Klik layar untuk menambahkan fitur control items pada roboremo dan akan muncul tampilan pilihan seperti gambar di bawah ini. Gambar 3.10 Tampilan Fitur Control pada Roboremo 5. Lalu pilih sesuai apa yang kita butuhkan. Pada percobaan kali ini kita membutuhkan fitur plot untuk menampilkan sinyal EOG pada roboremo. Gambar 3.11 Tampilan Edit Fitur Roboremo
  • 33. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 22 6. Setelah itu untuk men-setting fitur plot agar bisa menampilkan sinyal dari arduino maka klik pada fitur plot. Gambar 3.12 Tampilan Setting Plot Pada Roboremo 7. Setelah mengklik pada fitur plot yang harus kita rubah adalah “set id” dan rubah dengan id yang sesuai dengan program arduino yang dipakai. Gambar 3.13 Tampilan Setting Set id Pada Roboremo 8. Setelah set id yang perlu di setting kembali adalah set max dan set min. Setelah itu roboremo siap digunakan. Gambar 3.14 Tampilan Setting Set Max dan Set Min Pada Roboremo
  • 34. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 23 9. Tampilan sinyal dari EOG saat sudah connect dengan Bluetooth HC-05. Gambar 3.15 Tampilan Sinyal Pada Roboremo
  • 35. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 24 BAB IV HASIL DAN ANALISA 4.1 Diagram Proses Di bawah ini merupakan diagram yang menjelaskan proses terbentuknya sinyal electrooculography dari mulai input mata responden menggunakan elektroda, menggunakan rangkaian instrumentasi amplifier dengan penguatan sebesar 2010x, menggunakan rangkaian Low Pass Filter dengan orde 2 sebanyak 3x dengan Frekuensi CutOff 16 Hz, rangkaian adder sebagai penaik referensi agar data digital dapat dibaca oleh aplikasi roboremo, data digital tersebut diperoleh dari Arduino NANO yang mendapatkan data analog dari rangkaian adder, output dari rangkaian ini ditampilkan dalam bentuk sinyal di dalam aplikasi roboremo dan sinyal tersebut dapat mengendalikan gerak pada Motor Servo. Gambar 4.1 Diagram Proses Diagram proses di atas menggambarkan bagaimana proses perubahan sinyal yang terjadi mulai dari sinyal yang dideteksi oleh rangkaian instrument amplifier hingga ke motor servo dan tampil pada android. Ketika mata melirik ke kanan dan ke kiri, maka rangkaian instrument amplifier akan menyadap sinyal tersebut yang mempunyai amplitudo kecil, kemudian dihasilkan sinyal dengan amplitudo yang lebih besar dengan besar penguatan 2010x dengan frekuensi yang bermacam-macam. Sinyal yang dihasilkan akan difilter oleh rangkaian
  • 36. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 25 LPF dengan frekuensi cutoff 16 Hz untuk menghilangkan noise atau frekuensi yang tidak diinginkan dan untuk menghasilkan sinyal EOG yang akurat dengan frekuensi 0,1-16 Hz yang merupakan frekuensi untuk sinyal EOG. Setelah didapatkan sinyal EOG tersebut diteruskan ke rangkaian adder untuk menaikkan referensi sehingga sinyal yang didapat sesuai dengan ketentuan dan dapat dibaca oleh ADC mikrokontroller ketika ditampilkan pada android. Output rangkaian adder ini merupakan output dari seluruh rangkaian pengolah sinyal. Selanjutnya, output pada adder disambungkan pada mikrokontroler dan diproses oleh mikrokontroler menggunakan arduino yaitu untuk mengkonversi dari data analog menjadi data digital. Output dari mikrokontroler dibagi menjadi dua yaitu output pertama disambungkan pada motor servo untuk menggerakkan motor servo dan output kedua disambungkan pada android menggunakan software roboremo melalui bluetooth (HC-05). 4.2 Hasil Uji Rangkaian dengan Function Generator 4.2.1 Rangkaian Instrument Amplifier Uji rangkaian instrument amplifier dilakukan dengan memberikan input sinyal sinus sebesar 0,2 Vpp dengan frekuensi 2 Hz, 6 Hz, 10 Hz, dan 16 Hz dari function generator. Tabel 4.1 Output Rangkaian Instrument Amplifier dengan input 0,2 Vpp Frekuensi Gambar 2 Hz (Volt/Div = 2 V Time/Div= 400 ms) 6 Hz (Volt/Div = 2 V Time/Div= 400 ms)
  • 37. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 26 Frekuensi Gambar 10 Hz (Volt/Div = 2 V Time/Div= 400 ms) 16 Hz (Volt/Div = 2 V Time/Div= 400 ms) Gambar di atas menunjukkan bahwa output sinyal yang dihasilkan menjadi sinyal kotak dikarenakan penguatan pada rangkaian instrumentasi terlalu besar melebihi kapasitas tegangan sumber 5V pada Op-Amp sehingga sinyal sinus menjadi terpotong. Dimana penguatan pada instrumentasi sebesar 2010 kali penguatan. Hasil output pada osiloskop menunjukkan amplitudo sebesar 7,36 Vpp dengan frekuensi output menunjukkan hasil yang sama dengan frekuensi input. Uji rangkaian tersebut sudah sesuai. 4.2.2 Rangkaian Low Pass Filter 4.2.2.1 Rangkaian LPF dengan Input 0,2 Vpp Rangkaian LPF didesain dengan frekuensi cut off 16 Hz untuk menekan frekuensi di atas 16 Hz agar sinyal yang dideteksi adalah sinyal EOG yaitu sinyal dengan range frekuensi 0,1 – 16 Hz. Berikut hasil output pengujian filter dengan function generator yang diuji dengan menembakkan frekuensi 1Hz, 16Hz, 20Hz, 34Hz dan amplitudo yang tetap yaitu 0,2 Vpp.
  • 38. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 27 Tabel 4.2 Output Rangkaian Low Pass Filter -40 dB dengan input 0,2 Vpp Frekuensi Gambar Output Filter LPF -40 dB dengan input amplitudo 0,2 Vpp 1 Hz (Volt/div= 500mv Time/div= 400ms) 16 Hz (CutOff) (Volt/div= 500mv Time/div= 200ms) 20 Hz (Volt/div= 500mv Time/div= 200ms) 34 Hz (Volt/div= 200mv Time/div= 100ms) Pada tabel 4.2 pengujian filter pertama dibuktikan dengan function generator bahwa rangkaian Low Pass Filter -40 dB Frekuensi cutoff 16 Hz dengan dengan input Amplitudo 0,2 Vpp tidak mengalami kesalahan, rangkaian tersebut dapat menekan noise yang tidak diinginkan dan amplitudo seiring bertambahnya frekuensi.
  • 39. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 28 Tabel 4.3 Output Rangkaian Low Pass Filter -80 dB dengan input 0,2 Vpp Frekuensi Gambar Output Filter LPF -80 dB dengan input amplitudo 0,2 Vpp 1 Hz (Volt/div= 500mv Time/div= 400ms) 16 Hz (CutOff) (Volt/div= 100mv Time/div= 100ms) 20 Hz (Volt/div= 100mv Time/div= 100ms) 34 Hz (Volt/div= 100mv Time/div= 20ms) Pada tabel 4.3 pengujian filter kedua dibuktikan bahwa rangkaian Low Pass Filter - 80 dB Frekuensi cutoff 16 Hz dengan dengan input Amplitudo 0,2 Vpp tidak mengalami kesalahan, rangkaian tersebut dapat menekan noise yang tidak diinginkan dan amplitudo seiring bertambahnya frekuensi.
  • 40. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 29 Tabel 4.4 Output Rangkaian Low Pass Filter -120 dB dengan input 0,2 Vpp Frekuensi Gambar Output Filter LPF -120 dB dengan input amplitudo 0,2Vpp 1 Hz (Volt/div= 500mv Time/div= 400ms) 16 Hz (CutOff) (Volt/div= 100mv Time/div= 40ms) 20 Hz (Volt/div= 100mv Time/div= 40ms) 34 Hz (Volt/div= 10mv Time/div= 40ms) Dari tabel pengujian filter keseluruhan tersebut dapat diketahui bahwa sinyal EOG yang telah melewati filter keseluruhan noise lebih ditekan sehingga amplitudo input lebih berkurang karena terjadi penekanan kembali. Dari data filter keseluruhan ini terjadi penekanan sebesar LPF-40dB pertama, LPF-40dB kedua, dan LPF-40dB sehingga total
  • 41. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 30 penekanannya adalah LPF -120dB. Dan setiap kali frekuensi bertambah maka amplitudonya juga semakin berkurang. Berikut adalah data dari hasil percobaan uji function generator dengan frekuensi 0,16 Hz, 1 Hz, 10 Hz, 16 Hz, 18 Hz, 20 Hz, dan 34 Hz terhadap Rangkaian Low Pass Filter dengan input 0,2 Vpp. Tabel 4.5 Data dan Grafik dari output Rangkaian LPF dengan input 0,2 Vpp Frekuensi Input (Hz) Amplitudo Output Filter -40 dB (V) Amplitudo Output Filter -80 dB (V) Amplitudo Output Filter -120 dB (V) 0.16 0.58 0.92 1.4 1 0.58 0.92 1.4 10 0.56 0.52 1.04 16 0.46 0.324 0.372 18 0.42 0.26 0.24 20 0.38 0.212 0.16 34 0.176 0.064 0.0148 Pada data tersebut dapat ditarik pendapat bahwa semakin bertambahnya frekuensi maka amplitudonya akan semakin kecil, dan bertambahnya rangkaian Low Pass Filter menyebabkan penekanan semakin curam. Gambar 4.2 Grafik Plotting Filter LPF dengan input Amplitudo 0,2 Vpp Pengujian rangkaian LPF dilakukan dengan cara memberikan input dari function mulai dari frekuensi 0,16 Hz - 34 Hz dengan amplitudo sebesar 0,2 Vpp. Kemudian amplitudo output dicatat selama pengujian filter LPF sehingga didapatkan data tabel dan grafik yang sesuai dengan perhitungan. Uji rangkaian tersebut sesuai dengan ketentuan LPF dengan frekuensi cutoff sebesar 16 Hz dan terjadi penguatan sebesar 1,56 kali pada setiap filter.
  • 42. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 31 4.2.2.2 Rangkaian LPF dengan Input 1 Vpp Rangkaian LPF didesain dengan frekuensi cut off 16 Hz untuk menekan frekuensi di atas 16 Hz agar sinyal yang dideteksi adalah sinyal EOG yaitu sinyal dengan range frekuensi 0,1 – 16 Hz. Berikut hasil output pengujian filter pertama dengan function generator yang diuji dengan menembakkan frekuensi 1Hz, 16Hz, 20Hz, 34Hz dan amplitudo yang tetap yaitu 1Vpp. Tabel 4.6 Output Rangkaian Low Pass Filter -40 dB dengan input 1 Vpp Frekuensi Gambar Output Filter LPF -40 dB dengan input amplitudo 1 Vpp 1 Hz (Volt/div= 2v Time/div= 400ms) 16 Hz (CutOff) (Volt/div= 1v Time/div= 40ms) 20 Hz (Volt/div= 1v Time/div= 40ms) 34 Hz (Volt/div= 1v Time/div= 40ms)
  • 43. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 32 Pada tabel 4.6 dibuktikan bahwa rangkaian Low Pass Filter Frekuensi CutOff 16 Hz dengan dengan input Amplitudo 1 Vpp gambar sinyal pada output Filter -40 dB, sinyal menjadi lebih besar, karena dalam filter tersebut memiliki penguatan sebesar 1,56 kali, dan dapat menekan frekuensi diatas cutoff dengan baik. Tabel 4.7 Output Rangkaian Low Pass Filter -80 dB dengan input 1 Vpp Frekuensi Gambar Output Filter LPF -80 dB dengan input amplitudo 1 Vpp 1 Hz (Volt/div= 1v Time/div= 400ms) 16 Hz (CutOff) (Volt/div= 1v Time/div= 40ms) 20 Hz (Volt/div= 1v Time/div= 40ms) 34 Hz (Volt/div= 1v Time/div= 40ms)
  • 44. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 33 Pada tabel 4.7 dibuktikan bahwa rangkaian Low Pass Filter Frekuensi cutoff 16 Hz dengan dengan input Amplitudo 1 Vpp gambar sinyal pada output Filter -80 dB, sinyal menjadi lebih besar, karena dalam filter tersebut memiliki penguatan sebesar 1,56 kali, pada rangkaian filter tersebut, penekanan semakin curam. Tabel 4.8 Output Rangkaian Low Pass Filter -120 dB dengan input 1 Vpp Frekuensi Gambar Output Filter LPF -120 dB dengan input amplitudo 1 Vpp 1Hz (Volt/div= 2v Time/div= 400ms) 16 Hz (CutOff) (Volt/div= 1v Time/div= 40ms) 20 Hz (Volt/div= 1v Time/div= 40ms) 34 Hz (Volt/div= 200mv Time/div= 20ms)
  • 45. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 34 Dari tabel pengujian filter keseluruhan tersebut dapat diketahui bahwa sinyal EOG yang telah melewati filter keseluruhan noise lebih ditekan sehingga amplitudo input lebih berkurang karena terjadi penekanan kembali. Dari data filter keseluruhan ini terjadi penekanan sebesar LPF-40dB pertama, LPF-40dB kedua, dan LPF-40dB sehingga total penekanannya adalah LPF- 120dB. Dan setiap kali frekuensi bertambah maka amplitudonya juga semakin berkurang. Dan pada tabel 4.8 sinyal filter terpotong karena inputan Power Supply tegangan rangkaian +5 -5. Dan pada filter tersebut diberikan penguatan 1,56x setiap filternya. Berikut adalah data dari hasil percobaan uji function generator dengan frekuensi 0,16 Hz, 1 Hz, 10 Hz, 16 Hz, 18 Hz, 20 Hz, dan 34 Hz terhadap Rangkaian Low Pass Filter dengan input 1 Vpp. Tabel 4.9 Data dan Grafikdari output Rangkaian LPF dengan input 1 Vpp Frekuensi Input (Hz) Amplitudo Output Filter -40 dB (V) Amplitudo Output Filter -80 dB (V) Amplitudo Output Filter -120 dB (V) 0.16 3.04 4.84 7.2 1 3.04 4.84 7.2 10 2.84 4.4 6.4 16 2.24 3 3.64 18 2 2.44 2.64 20 1.8 1.99 1.88 34 0.76 0.44 0.152 Pada data tersebut dapat ditarik pendapat bahwa semakin bertambahnya frekuensi maka amplitudonya akan semakin kecil, dan bertambahnya rangkaian Low Pass Filter menyebabkan penekanan semakin curam. Gambar 4.3 Grafik Plotting Filter LPF dengan input Amplitudo 1 Vpp
  • 46. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 35 Pengujian rangkaian LPF dilakukan dengan cara memberikan input dari function mulai dari frekuensi 0,16 Hz - 34 Hz dengan amplitudo sebesar 1 Vpp. Kemudian amplitudo output dicatat selama pengujian filter LPF sehingga didapatkan data tabel dan grafik yang sesuai dengan perhitungan. Uji rangkaian tersebut sesuai dengan ketentuan LPF dengan frekuensi cutoff sebesar 16 Hz dan terjadi penguatan sebesar 1,56 kali pada setiap filter. 4.2.3 Rangkaian Adder Rangkaian ini berfungsi untuk menaikkan tegangan referensi sehingga tegangan sinyal EOG akan terdeteksi secara utuh oleh ADC mikrokontroler. Karena pada mikrokontroler hanya dapat membaca tegangan positif saja. Gambar 4.4 Uji Rangkaian Adder Pengujian rangkaian adder dilakukan dengan cara memberikan input dari function dengan amplitudo sebesar 0,8 Vpp dan frekuensi 7 Hz. Dari gambar di atas, uji rangkaian adder sudah sesuai yaitu menaikkan tegangan referensi dari 0V menjadi 1,5 V dengan tegangan output menunjukkan hasil yang sama dengan tegangan input. 4.2.4 Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF -40dB Berikut adalah pengujian rangkaian instrument amplifier dengan rangkaian LPF - 40dB dengan CutOff 16 Hz menggunakan function generator dengan menembakkan input 0,2 Vpp dan frekuensi 1Hz, 16Hz, 40Hz, dan 100 Hz. Tabel 4.10 Output Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF-40dB Frekuensi Gambar 1 Hz (Volt/Div = 2 V Time/Div= 400 ms)
  • 47. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 36 Frekuensi Gambar 16 Hz (Volt/Div = 2 V Time/Div= 400 ms) 40 Hz (Volt/Div = 2 V Time/Div= 40 ms) 100 Hz (Volt/Div = 500mV Time/Div= 40 ms) Pada tabel diatas adalah gambar output dari rangkaian instrumentasi yang diberikan filter Low Pass Filter sebesar -40 dB dengan CutOff 16 Hz dan diinput Amplitudo 0,2 Vpp. Sinyal menjadi kotak karena dalam rangkaian instrumentasi memiliki penguatan sebesar 2010x. Output dari rangkaian instrumentasi menjadi input dari rangkaian Low Pass Filter -40 dB. Dan di dalam rangkaian filter tersebut memiliki penguatan sebesar 1,56x. Butuh frekuensi yang jauh dari CutOff karena penekanan rangkaian filter tersebut hanya -40dB sehingga penurunan amplitudo dari function generator itu tidak cukup curam. 4.2.5 Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF -80dB Berikut adalah pengujian rangkaian instrument amplifier dengan rangkaian LPF - 80dB dengan CutOff 16 Hz menggunakan function generator dengan menembakkan input 0,2 Vpp dan frekuensi 1Hz, 16Hz, 40Hz, dan 100 Hz.
  • 48. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 37 Tabel 4.11 Output Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF-80dB Frekuensi Gambar 1 Hz (Volt/Div = 2 V Time/Div= 400 ms) 16 Hz (Volt/Div = 2 V Time/Div= 100 ms) 40 Hz (Volt/Div = 500mV Time/Div= 40 ms) 100 Hz (Volt/Div = 500mV Time/Div= 40 ms) Pada tabel diatas adalah gambar output dari rangkaian instrumentasi yang diberikan filter Low Pass Filter sebesar -80 dB dengan CutOff 16 Hz dan diinput Amplitudo 0,2 Vpp.
  • 49. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 38 Sinyal menjadi kotak karena dalam rangkaian instrumentasi memiliki penguatan sebesar 2010x. Output dari rangkaian instrumentasi menjadi input dari rangkaian Low Pass Filter -80 dB. Dan di dalam rangkaian filter tersebut memiliki penguatan sebesar 1,56x sebanyak 2 kali. Di uji instrumentasi dengan filter kedua ini hasilnya berbeda dengan yang hanya menggunakan filter pertama, sinyal yang di tekan lebih curam dibandingkan dengan grafik yang sebelumnya. 4.2.6 Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF -120dB Berikut adalah pengujian rangkaian instrument amplifier dengan rangkaian LPF -80dB dengan CutOff 16 Hz menggunakan function generator dengan menembakkan input 0,2 Vpp dan frekuensi 1Hz, 16Hz, 40Hz, dan 70 Hz. Tabel 4.12 Output Rangkaian Instrument Amplifier dengan LPF-120dB Frekuensi Gambar 1 Hz (Volt/Div = 2 V Time/Div= 400 ms) 16 Hz (Volt/Div = 2 V Time/Div= 100 ms) 40 Hz (Volt/Div = 1 V Time/Div= 100 ms)
  • 50. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 39 Frekuensi Gambar 70 Hz (Volt/Div = 500mV Time/Div= 100 ms) Pada tabel diatas adalah gambar output dari rangkaian instrumentasi yang diberikan filter Low Pass Filter sebesar -120 dB dengan CutOff 16 Hz dan diinput Amplitudo 0,2 Vpp. Sinyal menjadi kotak karena dalam rangkaian instrumentasi memiliki penguatan sebesar 2010x. Output dari rangkaian instrumentasi menjadi input dari rangkaian Low Pass Filter -80 dB. Dan di dalam rangkaian filter tersebut memiliki penguatan sebesar 1,56x sebanyak 3 kali. Berbeda dengan hasil kedua filter lainnya, penekanan dalam rangkaian filter -120dB tersebut lebih curam dibandingkan rangkaian filter sebelumnya, penekanannya sudah dimulai sebelum frekuensi menyentuh CutOff. 4.2.7 Rangkaian EOG Keseluruhan Berikut adalah pengujian rangkaian EOG keseluruhan menggunakan function generator dengan menembakkan input 0,2 Vpp dan frekuensi 1Hz, 16Hz, dan 34 Hz. Tabel 4.13 Output Rangkaian EOG Keseluruhan Frekuensi Gambar 1 Hz (Volt/Div = 2 V Time/Div= 400 ms)
  • 51. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 40 Frekuensi Gambar 16 Hz (Volt/Div = 2 V Time/Div= 100 ms) 34 Hz (Volt/Div = 1 V Time/Div= 100 ms) Pada tabel diatas gambar hasil uji dengan function generator ini berbeda dengan uji rangkaian instrumentasi dengan filter. Di rangkaian ini, output dari Low Pass Filter -120dB menjadi input dari rangkaian Adder. Adder berfungsi sebagai pengatur referensi dari sinyal tersebut. Adder digunakan sebagai pengatur referensi agar ADC pada mikrokontroler dapat membaca sinyal tersebut. Di rangkaian keseluruhan ini dapat disimpulkan bahwa seluruh rangkaian tersebut dapat bekerja dengan baik. 4.3 Hasil Output Rangkaian pada Pasien 4.3.1 Rangkaian Instrument Amplifier Output dari rangkaian instrument amplifier merupakan hasil dari penyadapan pergerakan bola mata pasien melalui pemasangan elektroda. Gerakan mata memiliki sinyal yang sangat sedikit (0,4 - 1 mV), maka dari itu dibutuhkan penguatan agar dapat dibaca oleh ADC dari arduino. Dimana besar penguatan yang kami gunakan pada rangkaian ini adalah 2010 kali. Gambar 4.5 Output Rangkaian Instrumentasi Saat Mata Melirik ke Kanan/Atas
  • 52. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 41 Gambar 4.6 Output Rangkaian Instrumentasi Saat Mata Melirik ke Kiri/Bawah Pada gambar sinyal output saat mata melirik ke kanan/atas ditampilkan output amplitudo sebesar 2,88V dan frekuensi 0,4 Hz. Pada gambar sinyal output saat mata melirik ke kiri/bawah ditampilkan output amplitudo sebesar 3,04V dan frekuensi 1,6 Hz. Pada hasil output rangkaian tersebut sinyal EOG sudah terlihat dengan jelas. Tetapi sinyal tersebut masih bercampur dengan noise sehingga sinyal yang dihasilkan bukan murni sinyal EOG. Maka dari itu, diperlukan pengolahan filter untuk memblokir noise untuk mendapatkan karakteristik yang lebih baik dari sinyal EOG. 4.3.2 Rangkaian Low Pass Filter 4.3.2.1 Rangkaian LPF -40 dB Berikut merupakan hasil output pengukuran sinyal EOG dengan menggunakan filter LPF orde 2 dimana terjadi penekanan sebesar -40 dB dengan frekuensi cutoff 16 Hz. Gambar 4.7 Output Rangkaian LPF -40 dB Saat Mata Melirik ke Kiri/Bawah Gambar 4.8 Output Rangkaian LPF -40 dB Saat Mata Melirik ke Kanan/Atas Sinyal yang dihasilkan menjadi lebih terlihat karena frekuensi yang masuk merupakan frekuensi di dalam range frekuensi EOG yaitu 0,1-16 Hz. Karena menggunakan rangkaian LPF, frekuensi tinggi di atas frekuensi cut off ditekan oleh
  • 53. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 42 rangkaian ini. Sehingga pada sinyal output pada rangkaian LPF ini sudah mulai terlihat jelas karena noise nya sudah berkurang. 4.3.2.2 Rangkaian LPF -80 dB Berikut merupakan hasil output pengukuran sinyal EOG dengan menggunakan filter LPF orde 2 sebanyak 2 kali dimana terjadi penekanan sebesar -80 dB dengan frekuensi cutoff 16 Hz. Gambar 4.9 Output Rangkaian LPF -80 dB Saat Mata Melirik ke Kanan/Atas Gambar 4.10 Output Rangkaian LPF -80 dB Saat Mata Melirik ke Kiri/Bawah Rangkaian ini akan meloloskan frekuensi di bawah 16 Hz dan memblok frekuensi di atas 16 Hz. Pada hasil output rangkaian LPF kedua ini, sinyal yang dihasilkan menjadi lebih bersih dari output yang sebelumnya, sinyal ini juga mengalami sedikit penguatan dikarenakan pada setiap rangkaian filter terdapat peguatan sebesar 1,56x. 4.3.2.3 Rangkaian LPF -120 dB Berikut merupakan hasil output pengukuran sinyal EOG dengan menggunakan filter LPF orde 2 sebanyak 3 kali dimana terjadi penekanan sebesar -120 dB dengan frekuensi cutoff 16 Hz. Gambar 4.11 Output Rangkaian LPF -120 dB Saat Mata Melirik ke Kanan/Atas
  • 54. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 43 Gambar 4.12 Output Rangkaian LPF -120 dB Saat Mata Melirik ke Kiri/Bawah Rangkaian ini akan meloloskan frekuensi di bawah 16 Hz dan memblok frekuensi di atas 16 Hz. Pada hasil output rangkaian LPF ketiga ini, sinyal yang dihasilkan menjadi lebih bersih dan noise sudah mengalami penekanan yang lebih kecil dari output yang sebelumnya. Selain itu pada output filter ini dikuatkan kembali sehingga menghasilkan sinyal yang lebih besar dari sinyal output filter yang sebelumnya. Sehingga pada output rangkaian filter ini merupakan sinyal EOG murni. 4.3.3 Rangkaian Adder Fungsi pada rangkaian adder ini yaitu untuk menaikkan referensi. Sehingga output pada rangkaian ini menaikkan sinyal EOG dari referensi 0 sehingga bernilai positif agar dapat dibaca oleh mikrokontroler. Input rangkaian ini didapat dari output rangkaian filter. Gambar 4.13 Output Rangkaian Adder Dari gambar di atas, rangkaian adder menaikkan tegangan referensi dari 0V menjadi 2,6 V yang didapat melalui pengaturan variabel resistor pada rangkaian. 4.4 Hasil Output EOG dengan Osiloskop 4.4.1 Hasil output EOG Gusti pada Osiloskop Berikut adalah gambar hasil output sinyal EOG dari Gusti. Data ini diperoleh dari output rangkaian filter sebelum masuk ke rangkaian adder.
  • 55. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 44 Tabel 4.14 Hasil Output EOG Gusti pada Osiloskop Saat Mata Kontraksi kearah Kanan Saat Mata Kontraksi kearah Kiri Berdasarkan hasil pengambilan data pada setiap anggota kelompok sinyal yang didapatkan berbentuk bukit dan lembah. Akan berbentuk bukit ketika otot mata berkontraksi ke arah kanan, dan akan berbentuk lembah ketika otot mata berkontraksi ke arah kiri. 4.4.2 Hasil Output EOG Isna pada Osiloskop Berikut adalah gambar hasil output sinyal EOG dari Isna. Data ini diperoleh dari output rangkaian filter sebelum masuk ke rangkaian adder.
  • 56. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 45 Tabel 4.15 Hasil Output EOG Isna pada Osiloskop Saat Mata Kontraksi kearah Kanan Saat Mata Kontraksi kearah Kiri Berdasarkan hasil pengambilan data pada setiap anggota kelompok sinyal yang didapatkan berbentuk bukit dan lembah. Akan berbentuk bukit ketika otot mata berkontraksi ke arah kanan, dan akan berbentuk lembah ketika otot mata berkontraksi ke arah kiri. 4.5 Hasil Output EOG dengan Software Roboremo Berikut adalah hasil output sinyal EOG Isna dengan roboremo yang didapat dari kontraksi mata ke kanan dan ke kiri.
  • 57. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 46 Gambar 4.14 Gambar output EOG Isna pada Software Roboremo Pada gambar tersebut bentuk sinyal yang dihasilkan oleh EOG adalah bukit dan lembah. Akan berbentuk bukit ketika otot mata berkontraksi ke arah kanan, dan akan berbentuk lembah ketika otot mata berkontraksi ke arah kiri. Berikut adalah hasil output sinyal EOG Gusti dengan roboremo yang didapat dari kontraksi mata ke kanan dan ke kiri. Gambar 4.15 Gambar output EOG Gusti pada Software Roboremo Pada gambar tersebut bentuk sinyal yang dihasilkan oleh EOG adalah bukit dan lembah. Akan berbentuk bukit ketika otot mata berkontraksi ke arah kanan, dan akan berbentuk lembah ketika otot mata berkontraksi ke arah kiri. 4.6 Hasil Output EOG pada Motor Servo Tabel 4.16 Gerakan Motor Servo Kanan (motor servo bergerak 180°)
  • 58. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 47 Relax (motor servo bergerak 0°) Kiri (motor servo bergerak 90°) 4.7 Analisa Perancangan alat rehabilitasi memanfaatkan dari salah satu sistem cerdas bio-sinyal yaitu sinyal electrooculography teknik pengukuran untuk merekam aktivitas kelistrikan dari gerakan mata. Sinyal mata tersebut akan diolah instrument amplifer sebagai penguat tegangan mata dengan diperoleh nilai penguatan 2010 kali. Dibutuhkan rangkaian filtering untuk mengatasi noise dari sinyal menggunakan Low Pass Filter -120 dB dengan frekuensi cutoff 16Hz. Rangkaian LPF berfungsi untuk meloloskan frekuensi di bawah nilai cutoff, sehingga sinyal yang didapat lebih bersih dan jelas. Selanjutnya sinyal masuk ke rangkaian adder untuk menaikkan referensi sehingga sinyal yang didapat sesuai dengan ketentuan dan dapat dibaca ketika ditampilkan pada android. Hasil keputusan gerakan mata depan, kanan, dan kiri akan diolah menggunakan perancangan perangkat lunak yang sudah ditanamkan pada mikrokontroller. Sebagai outputnya akan dikoneksikan pada HC-05 bluetooth dan motor servo. Pada saat relaksasi, motor servo akan ke posisi 90 derajat dengan gambar display android membentuk sinyal pada titik referensi, pada saat mata melirik ke kanan motor servo akan berputar ke posisi 180 derajat dengan gambar display android membentuk sinyal positif, dan pada saat mata melirik ke kiri motor servo akan berputar ke posisi 0 derajat dengan gambar display android membentuk sinyal negatif.
  • 59. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 48 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Secara keseluruhan Project Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo dapat disimpulkan bahwa: 1. Electro-oculography (EOG) adalah teknik untuk mengukur potensial pada kornea retina sebagai akibat dari perubahan posisi dan gerakan mata. Sinyal EOG mempunyai rentang frekuensi 0,1-16Hz. Sinyal EOG ini diperoleh dari aktivitas gerakan mata yang dipasang sadapan pada sekitar mata. 2. Project Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo ini memiliki tiga blok rangkaian yaitu, rangkaian instrumentasi, rangkaian filter LPF -120 dB, dan rangkaian adder. Setiap rangkaian tersebut mempunyai fungsi masing-masing. 3. Project EOG menggunakan sinyal mata untuk kontrol motor servo dan display roboremo. Untuk menggerakkan motor servo digunakan arduino untuk mengkonversi dari data analog rangkaian menjadi data digital dengan display pada roboremo dengan pengiriman sinyal via bluetooth (HC-05). 5.2 Kendala Beberapa kendala pada pembuatan Project Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo: 1. Pemasangan elektroda pada titik di sekitar area mata pasien masih kurang tepat sehingga mempengaruhi besar-kecilnya amplitudo sinyal output hasil pengukuran. 2. Project Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo ini masih dapat mendeteksi adanya kedipan mata meskipun sinyal yang dikeluarkan tidak terlalu besar. 3. Sinyal EOG yang ditampilkan pada display roboremo masih mengandung sedikit noise, meskipun sinyal analog EOG pada osiloskop tidak terlihat adanya noise. 5.3 Saran Dari pembuatan project EOG dan pembuatan laporan ini penulis menyadari bahwa laporan diatas banyak sekali kesalahan dan jauh dari kesempurnaan. Penulis akan memperbaiki laporan tersebut dengan berpedoman pada banyak sumber yang dapat dipertanggungjawabkan. Maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran mengenai pembahasan laporan dalam kesimpulan di atas.
  • 60. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 49 DAFTAR PUSTAKA [1] John Enderle, S. B. J. B., 2005. Introduction To Biomedical Engineering (Second Edition). California: Elsevier Academic Press. (Diakses pada 13 Januari 2019) [2] W S M Sanjaya. Design and Experiment of Electrooculogram (EOG) System and Its Application to Control Mobile Robot, 2017 (Diakses pada 13 Januari 2019) [3] Muchlis, Ichwanul, Rizal Maulana dan Hurriyatul Fitriyah.2018. Implementasi Pengenalan Pergerakan Bola Mata Menggunakan Elektroda Dengan Exponential Filter. Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer. 2(9): 3093-3102. (Diakses pada 10 Oktober 2018) [4] A. B. Kanwade, Rajat V. Gone, Snehal J. Ahire, Ashay R. Borkar.2017. Study of EOG signal generation, Analyses, and acquisition system. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET).4(4): 3378-3382. (Diakses pada 13 Januari 2019) [5] Bukhari, M. W, W. Daud, Rubita Sudirman.2011.Time Frequency Analysis of Electrooculograph (EOG) Signal of Eye Movement Potentials Based on Wavelet Energy Distribution.Universiti Teknologi Malaysia. (Diakses pada 13 Januari 2019) [6] Saputra, Mansur, Yunidar dan Alfisyahrin.2017. Desain Pendeteksi Biolistrik Gerakan Mata Saccadic Horizontal. Jurnal Online Teknik Elektro. 2(1): 50-55. (Diakses pada 13 Januari 2019) [7] https://kursuselektronikaku.blogspot.com/search?q=eog&m=1 (Diakses pada 13 Januari 2019) [8] https://www.scribd.com/document/254144612/electrooculography?campaign=SkimbitLtd &ad_group=725X1342Xac31cd591a2a552176200ce599446f00&keyword=660149026&so urce=hp_affiliate&medium=affiliate
  • 61. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) 50 (Diakses pada 13 Januari 2019) [9] http://wendycahya.blogspot.com/2015/11/op-amp-sebagai-penguat-instrumentasi.html (Diakses pada 13 Januari 2019) [10] http://elektronika-dasar.web.id/filter-aktif-low-pass-lpf/ (Diakses pada 13 Januari 2019) [11] https://djukarna4arduino.wordpress.com/2015/01/19/arduino-nano/ (Diakses pada 14 Januari 2019) [12] http://trikueni-desain-sistem.blogspot.com/2014/03/Pengertian-Motor-Servo.html (Diakses pada 15 Januari 2019) [13] Irwan Syafrudin 2017 https://electromedicalengineering.wordpress.com/2017/01/02/electrooculography/ (Diakses pada 13 Januari 2019)
  • 62. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) LAMPIRAN POWER SUPPLY INSTRUMEN FILTER ADDER
  • 63. Sinyal Electrooculography Sebagai Kontrol Motor Servo Isna Fatimatuz Zahra (026), I Gusti Bagus Aditya Wijaya (071) SKEMATIK EOG KESELURUHAN J1 E1 1 2 -5v D1 3.7v R6 100K C6 1uf C7 1uf R15 5.6k R1210K R21 10K R4 39K -5 C2 1uf R10 10k C41uf - + U4 OP-07 3 2 6 7 1 4 8 C5 1uf R1 1K J6 enable 1 2 R7 1K - + U5 OP-07 3 2 6 7 1 4 8 C1 47uF +5 +5v - + U1A TL074 3 2 1 R13 10K +5v R17 10K R19 10K R3 100k - + U6 OP-07 3 2 6 7 1 4 8 R18 10K R11 10K +5 -5 - + U3D TL074 12 13 14 R5 1K R22 10K J5 enable 1 2 -5 C3 1uf J2 out 1 2 R9 1K - + U2B TL074 5 6 7 411 R16 5.6k R8 10K R14 5.6k +5 R20 10K J3 E3 1 2 R2 10K J4 E2 1 2 Instrument Amplifier Adder Low Pass Filter -120 dB