i

IMPLEMENTASI KONSEP PHOTOPLETHYSMOGRAPHY

(PPG) UNTUK MENGETAHUI RATA-RATA DENYUT

JANTUNG PADA MANUSIA

DAN PENGAPLIKASIANNYA PADA PERANGKAT

BERBASIS ANDROID

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi

Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1

Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh:

Candra Triyadi Fahmi

NIM : 201010370311031

JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMDIYAH MALANG

PEBRUARI 2014

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

IMPLEMENTASI KONSEP PHOTOPLETHYSMOGRAPHY

(PPG) UNTUK MENGETAHUI RATA-RATA DENYUT

JANTUNG PADA MANUSIA

DAN PENGAPLIKASIANNYA PADA PERANGKAT

BERBASIS ANDROID

TUGAS AKHIR

Disusun Oleh :

Candra Triyadi Fahmi

NIM : 201010370311031

Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1

Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang

Menyetujui,

Pembimbing I

Ir. Lailis Syafa’ah, MT

NIP.108.9009.0189

Pembimbing II

Wahyu Andhyka Kusuma, S.Kom, M.Kom

NIDN. 0720068701

iii

LEMBAR PENGESAHAN

IMPLEMENTASI KONSEP PHOTOPLETHYSMOGRAPHY (PPG) UNTUK

MENGETAHUI RATA-RATA DENYUT JANTUNG PADA MANUSIA

DAN PENGAPLIKASIANNYA PADA PERANGKAT BERBASIS

ANDROID

TUGAS AKHIR

Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1

Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh :

Candra Triyadi Fahmi

201010370311031

Tugas Akhir ini telah diuji dan dinyatakan lulus melalui sidang majelis penguji

pada tanggal 01 April 2014

Menyetujui,

Penguji I

Yuda Munarko, S.Kom., M.Sc.

NIDN. 070808770

Penguji II

Sofyan Arifianto, S.Si., M.Kom.

NIP.

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Informatika

Yuda Munarko, S.Kom, M.Sc

NIP. 10806110443

iv

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini :

NAMA : CANDRA TRIYADI FAHMI

NIM : 201010370311031

FAK./JUR. : TEKNIK/INFORMATIKA

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul

“IMPLEMENTASI KONSEP PHOTOPLETHYSMOGRAPHY (PPG)

UNTUK MENGETAHUI RATA-RATA DENYUT JANTUNG PADA

MANUSIA DAN PENGAPLIKASIANNYA PADA PERANGKAT

BERBASIS ANDROID”, beserta seluruh isinya adalah karya sendiri dan bukan

merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali

dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya.

Demikian surat pernyataan saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila

kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam

karya saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya

ini maka saya siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.

Mengetahui, Malang, 25 Pebruari 2014

Dosen pembimbing Yang membuat pernyataan,

Ir. Lailis Syafa’ah, MT (Candra Triyadi Fahmi)

NIP.108.9009.0189

v

ABSTRAK

Kesehatan merupakan hal yang sangat penting dalam kehidupan manusia.

Untuk mengetahui kesehatan tubuh, dapat dilakukan tes kesehatan secara

bertahap di rumah sakit, atau memeriksa sendiri jika memiliki alat tes kesehatan.

Sehat secara fisik berarti seluruh organ tubuh berada dalam kondisi yang optimal,

serta dapat berfungsi normal. Salah satu organ vital yang memerlukan

pemeriksaan rutin adalah jantung. Jantung adalah organ yang sangat penting yang

terdapat di dalam tubuh manusia. Fungsinya adalah untuk mensirkulasikan darah

ke seluruh tubuh melalui pembuluh darah. Frekuensi denyut jantung setiap

manusia bisa jadi berbeda. Pada umumnya, pendeteksian denyut jantung

dilakukan dengan menyentuh nadi di pergelangan tangan. Namun metode ini

membutuhkan konsentrasi tinggi dan membutuhkan jam sebagai penghitung

waktu.

Berbagai sarana pendukung seperti tensimeter digital dan stetoskop dapat

digunakan untuk mengatasi masalah tersebut. Stetoskop adalah sebuah alat medis

yang digunakan untuk mengirimkan suara volume rendah seperti detak jantung ke

telinga pendengar. Tetapi walaupun alat tersebut mempermudah dalam

mendengarkan detak jantung, tetap saja dibutuhkan jam sebagai penghitung

waktu. Selain harganya yang dapat dibilang tidak murah, alat ini juga tidak praktis

digunakan.

Padahal pada perkembangan teknologi saat ini dituntut suatu perangkat yang

praktis, mudah dipindahkan, mampu menyelesaikan masalah dengan sistem

komputasi dan harganya murah. Sebagai contoh, ponsel pintar yang mampu

menyelesaikan masalah komputasi layaknya komputer dengan ukuran yang kecil

sehingga memiliki portabilitas yang tinggi. Dan kemampuan tersebut seharusnya

dapat dimanfaatkan untuk layanan kesehatan seperti halnya untuk mendeteksi

detak jantung manusia.

Kata kunci : deteksi jantung, android, kesehatan, aplikasi mobile

vi

ABSTRACT

Health is very important in human life. Health test continuously in hospital

or checking by using belonging health device can show human’s healthy. Healthy

physically means all parts of body are in optimum condition and normal usage.

One of vital organ which needs routine checkup is heart. Heart is important organ

which exist in human’s body. The function is circulating blood to all parts of body

by using artery. Heart bean frequency of every people may be different.

Generally, heart beat detection is done by touching hand pulse. However, this

methods needs high concentration and stopwatch.

Some supporting tools such as digital blood pressure device (Tensimeter)

and stethoscope can be used to solve the problem. Stethoscope is medical device

which is used to send low voice such as heart beat to the listener’s ear. Although

this device helps to listen heart beat easier, watch is also needed as time counting.

Moreover, both devices are not practical and cheap.

In case of technological development nowadays demands practical device,

easy moved, solving problem with computation system, and low cost. For

instance, smart phone which has small size can solve computation problem and

have high portability similar with computer. Thus, the capability of smart phone

can be used for health service such as human heart beat detection.

Key Terms: heart detection, android, health, mobile application

vii

KATA PENGANTAR

بسم هللا الرحمن الرحيم

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan

rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir

yang berjudul “Implementasi Konsep Photoplethysmography (PPG) Untuk

Mengetahui Rata-Rata Denyut Jantung Pada Manusia dan Pengaplikasiannya pada

Perangkat Berbabis Android ”. Tidak lupa juga penulis mengucapkan Salawat dan

salam kepada nabi junjungan kita Muhammad SAW, yang telah banyak

mengajarkan umat islam untuk selalu barada di jalan yang benar jalan Allah.

Tujuan dari penulisan skripsi ini adalah salah satu syarat yang harus

ditempuh guna memperoleh gelar Sarjana Informatika.

Dalam penyusunan skripsi ini banyak hambatan dan rintangan yang

penulis hadapi, tetapi pada akhirnya dapat teratasi berkat adanya bimbingn

serta bantuan dari berbagai pihak baik secara moral dan sepiritual. Oleh

karena itu penulis menghaturkan hormat danterima kasih kepada :

1. Kedua orang tuaku tersayang dan tercinta, yang selalu mendoakan dan selalu

memberi dukungan kepada saya setiap waktu dan dalam bentuk apapun.

2. Selvia Ferdiana Kusuma, seseorang yang telah menginspirasi dan

mendukung saya penuh dalam segala hal termasuk pengerjaan Tugas Akhir

ini. Terima kasih banyak ^_^

3. Kepada saudara-saudara saya tercinta, mas Dody dan ponakan saya tercinta,

Farel yang selalu bikin gemes ^^.

4. JK Community yang selalu mendukung dari awal perkuliahan hingga saat

ini. You’re the best guys.

5. Ibu Ir. Lailis Syafa’ah, MT selaku dosen pembimbing I serta bapak Wahyu

Andhyka Kusuma, S.Kom, M.Kom selaku dosen pembimbing II yang

senantisa memberikan pengarahan dan bimbingannya selama dalam masa

penulisan Tugas Akhir ini.

6. Terima kasih sebesar-besarnya untuk bapak Eko Budi Cahyono,S.Kom,M.T

selaku dosen wali beliau telah banyak memberi masukan-masukan yang

berarti bagi saya.

viii

7. Teman-teman asisten lab informatika yang mengajarkan banyak hal

8. Seluruh dosen dan staff pengajar Jurusan Teknik Informatika, Universitas

Muhammadiyah Malang.

9. Seluruh teman – teman kuliah saya, maaf tidak dapat saya sebutkan

semuanya. terima kasih atas doanya dan suportnya selama ini.

Saya sebagai penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan

tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan didalamnya. Oleh

karena itu penulis mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini

bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan ke depannya. Semoga Tugas

Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua. Amin.

Malang, 25 Pebruari 2014

(Candra Triyadi Fahmi)

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN ......................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... iii

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN ................................................. iv

ABSTRAK .................................................................................................. v

ABSTRACT ................................................................................................ vi

KATA PENGANTAR ................................................................................. vii

DAFTAR ISI ............................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ........................................................................................ xii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ..................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................... 2

1.3 Batasan MasalahMaksud dan Tujuan .................................... 2

1.5 Metodologi ........................................................................... 2

1.5.1 Studi Literatur ............................................................ 3

1.5.2 Metode Perancangan Program .................................... 3

1.5.3 Metode Implementasi Program ................................... 3

1.5.4 Metode Pengujian Program ......................................... 3

1.5.5 Penyusunan Laporan Tugas Akhir .............................. 3

1.6 Sistematika Penulisan .......................................................... 4

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Jantung ................................................................................ 6

2.1.2 Peran Jantung............................................. .................. 6

2.1 2 Sistem Pembuluh Darah ............................................. . 7

2.2 Darah. .................................................................................. 9

2.2.1 Sel Darah Merah.......................................... ................ 9

2.2.2 Hemoglobin.......................................... ....................... 9

2.3 Photopletysmography ......................................................... 10

2.3.1 Pengertian Photopletysmography............................... . 10

2.3.2 Penggunaan Photopletysmography............................. 11

2.4 Color Space .......................................................................... 11

2.4.1 RGB Color Space ........................................................ 11

2.4.2 YUV Color Space ........................................................ 12

2.5 Metode Perhitungan Detak Jantung Berdasarkan Perubahan

Warna Pada Permukaan Kulit ............................................... 12

2.5.1 Prinsip Kerja ................. .............................................. 12

x

BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM

3.1 Perencanaan (Planning) ........................................................ 15

3.2 Analisis (Analysis)................................................................ 16

3.2.1 Kebutuhan Perangkat Lunak dan Perangkat Keras ....... 16

3.2.1.1 Kebutuhan Perangkat Lunak ........................... 16

3.2.1.2 Kebutuhan Perangkat Keras ............................ 17

3.2.2 Kebutuhan Fungsional dan NonFungsional Sistem....... 17

3.2.2.1 Kebutuhan Fungsional Sistem ......................... 17

3.2.2.2 Kebutuhan NonFungsional Sistem ................... 17

3.3 Perancangan (Design) ........................................................... 18

3.3.1 Perancangan Sistem Aplikasi ....................................... 18

3.3.1.1 Use Case Diagram ......................................... 18

3.3.1.2 Activity Diagram ............................................ 18

3.3.1.3 Sequence Diagram ......................................... 20

3.3.2 Perancangan Data .............................. .......................... 21

3.3.3 Perancangan Antarmuka Pengguna .............................. 21

3.3.3.1 Rancangan Tampilan Awal Aplikasi................ 22

3.3.3.2 Rancangan Hasil Perhitungan Detak Jantung ... 23

3.3.3.3 Rancangan Tampilan Navigasi Menu ............. 23

3.3.3.4 Rancangan Tampilan Riwayat ........................ 24

3.3.3.5 Rancangan Tampilan Fasilitas Kirim Pesan .... 25

BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN

4.1 Implementasi ....................................................................... 26

4.1.1 Proses Perhitungan Detak Jantung............................... 26

4.1.2 Proses Penyimpanan Data.......................................... .. 29

4.1.3 Proses Menampilkan Riwayat..................................... . 30

4.1.4 Proses Mengirimkan Data Dengan Format SMS ........ 31

4.2 Pengujian Perangkat Lunak .................................................. 31

4.2.1 Pengujian Deteksi Perubahan Warna Pada Permukaan

Kulit........................................................................... ... 32

4.2.2 Pengujian Keakurasian Perhitungan Rata – Rata Detak

Jantung.............. ......................................................... 34

4.2.2.1 Metode Pengujian.......................................... ... 34

4.2.3 Pengujian Riwayat Rekam.......................................... . 35

4.2.4 Pengujian Pengiriman data dengan Format SMS ........ 36

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ......................................................................... 38

5.2 Saran .................................................................................... 38

DAFTAR PUSTAKA

xi

DAFTAR GAMBAR

1. Gambar 2.1 Struktur Jantung ...................................................... 6

2. Gambar 2.2 Sistem Pembuluh Darah .......................................... 8

3. Gambar 2.3 Arsitek Bercabang Menjadi Pembuluh Yang Lebih

Besar dan Dihubungkan dengan Vena Oleh Lintasan

Bantalan Kapiler ..................................................... 9

4. Gambar 2.4 Konsep Pletysmography dengan Mode Refleksi .... 11

5. Gambar 2.5 Arsitektur Proses .................................................... 13

6. Gambar 3.1 Metode SDLC Waterfall ....................................... 14

7. Gambar 3.1.1.aPosisi Pengambilan Data ....................................... 15

8. Gambar 3.1.1.bProses Deteksi Intensitas Cahaya yang Kemudian

Ditangkap oleh Photopletysmography (Kamera) .... 15

9. Gambar 3.3.1 Use Case Diagram................................................. 18

10. Gambar 3.3.2 Activity Diagram Pemrosesan Warna .................... 18

11. Gambar 3.3.3 Activity Diagram Proses Melihat Hasil Perhitungan

Detak Jantung ....................................................... 20

12. Gambar 3.3.4 Sequence Diagram Pemrosesan Warna .................. 20

13. Gambar 3.3.5 Sequence Diagram Proses Melihat Hasil Perhitungan 21

14. Gambar 3.3.6 Rancangan Tampilan Awal Aplikasi .................... 23

15. Gambar 3.3.7 Rancangan Tampilan Hasil Pemrosesan Data

Real Time ............................................................. 23

16. Gambar 3.3.8 Rancangan Tampilan Navigasi Menu .................... 24

17. Gambar 3.3.9 Rancangan Tampilan Riwayat Rekam Data .......... 25

18. Gambar 3.3.10 Rancangan Tampilan Format untuk Mengirim Pesan 25

19. Gambar 4.1 Posisi Jari Pengguna............................................... 32

20. Gambar 4.2 Tampilan Awal Aplikasi ......................................... 33

21. Gambar 4.3 Tampilan Pemrosesan Data ..................................... 33

22. Gambar 4.4 Tampilan Riwayat Rekam Data ............................... 35

23. Gambar 4.5 Tampilan Antarmuka Pengiriman Data dengan Format

SMS ..................................................................... .. 35

xii

DAFTAR TABEL

1. Tabel 3.1 Tabel Penyimpanan Data ........................................ .. 22

2. Tabel 3.2 Tabel Class Heart Rate Operations .......................... .. 22

3. Tabel 4.1 Tabel Pengujian ...................................................... .. 35

xiii

DAFTAR PUSTAKA

Bourke, Paul, 1995. RGB Colour Space. [Online]. Tersedia: http: / / paulbourke

.net/texture_colour/colourspace/ [20 Desember 2013]

Dableducational.org. (2010, February 08). Declaration of Blood Pressure

Measuring Device Equivalent 2006. [Online], Tersedia:

http://www.dableducational.org/pdfs/equivalence_declarations/E52%20Omron

%20SEM-1%20(HEM-7051-C12)%20ESH.pdf. Diunduh pada tanggal 21

Maret 2014

Firdaus. (2013, April 26). SISTEM PEREDARAN DARAH PADA MANUSIA.

Diakses pada tanggal 12 Desember, 2013, dari http://www.lengkapbiologi.org/:

http://www.lengkapbiologi.org/2013/04/sistem-peredaran-darah-pada-

manusia.html

Ganong WF. 1979. Review of Medical Physiology. Large Medical Publication.

Guyton AC. 1997. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Ed ke-9. Irawati Setiawan.

Penerjemah. Jakarta : EGC

Hull A, 1993. Penyakit Jantung, Hipertensi dan Nutrisi. Penerjemah : Wendra

Ali, Bumi Aksara, Jakarta.

Mayur Lunawat, Aquibjaved Momin, Varun Nirantar, Abhishek Deshmukh. 2012.

Heart Pulse Monitoring: The Smart Phone Way. International Journal of

Engineering Research and Applications (IJERA) ISSN: 2248-9622. Pp.509-

515.

Sugondo Hadiyoso, Achmad Rizal, Rita Magdalena, 2011. Monitoring

Photoplethysmograph Digital Dengan Wireless LAN (802.11b). Konferensi

Nasional Sistem dan Informatika. KN&I11-014.

Tapan, D. E. (2005). Penyakit Degeneratif. (p. 5). Jakarta: PT Elex Media

Komputindo.

Williams FD. 1987. Blood Composibility. CRC Press Inc Boca raton, Florida.