1
23
`
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Telapak kaki merupakan bagian kaki yang paling dasar dan berguna untuk menopang kaki manusia. Namun, tidak semua orang memiliki telapak kaki yang normal. Tidak sedikit orang yang mengalami kelainan ataupun penyakit yang mempengaruhi bentuk telapak kaki. Penyebab penyakit tersebut bermacam-macam di antaranya karena cacat bawaan, trauma benda keras, iritasi kronis akibat pengapuran, ataupun tumbuhnya tulang taji pada tumit (calcanea spur). Sedangkan berdasarkan bentuk telapak kaki, terdapat dua kelainan telapak kaki yang umumnya tidak berasa nyeri yaitu flat foot dan high arch. Pendeteksian bentuk telapak kaki adalah langkah awal dalam proses pembuatan alat bantu bagi orang-orang yang memiliki bentuk telapak kaki yang berbeda, yakni berupa pengambilan gambar telapak kaki menggunakan metode-metode khusus. Metode yang banyak digunakan di rumah sakit ataupun politeknik kesehatan adalah metode footprinting menggunakan tinta (footstamping). Kesulitan yang dihadapi Kamera atau scanner tersebut membutuhkan komponen-komponen yang membantunya dalam mengambil gambar bentuk telapak kaki supaya hasil gambar menjadi lebih jelas dan kelainan kaki lebih mudah untuk dideteksi, sehingga langkah-langkah penanganan berikutnya dapat lebih objektif dan tepat guna.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan kami membuat alat bantu scanning bentuk dan kelainan telapak kaki adalah:
Untuk memenuhi persyaratan kelulusan dalam mata kuliah Tugas Perancangan yang diberikan oleh dosen pembimbing
Untuk merancang dan membuat alat bantu scanning dengan desain yang memperhatikan kenyamanan pengguna, keamanan terhadap penggunaan scanner, serta hasil scanning yang diperoleh.
Untuk mengimplementasikan ilmu yang didapat di dalam bangku kuliah.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah yang diterapkan dalam penelitian ini adalah:
Bahan komponen utama berasal dari kayu
Total biaya yang dikeluarkan tidak lebih dari Rp 2.000.000,00 untuk pembuatan dua jenis alat bantu scanning.
Komponen-komponen alat bantu yang dibuat beserta dimensinya menyesuaikan spesifikasi scanner yang digunakan.
Penelitian rancang bangun hanya dilakukan sampai mendapatkan gambar yang baik untuk pengolahan lebih lanjut pada perangkat lunak bantu.
Pengolahan data koordinat hasil scanning telapak kaki tidak termasuk dalam penelitian ini.
1.4 Metodologi Penelitian
Data pada laporan akhir Tugas Perancangan ini dikumpulkan dengan cara sebagai berikut:
Metode Studi Pustaka
Studi pustaka adalah suatu metode yang dilakukan dengan membaca dan memperoleh data dari literatur. Literatur yang digunakan berupa buku-buku yang relevan dengan laporan tugas perancangan ini.
Metode Observasi
Metode observasi dilakukan dengan mencari informasi tentang produk-produk dengan sejenis yang sudah banyak dipakai dan diskusi tentang keunggulan dan kelemahan alat bantu scanning.
Bimbingan
Bimbingan bertujuan untuk mendapatkan pengetahuan tambahan dan informasi yang bersifat teoritis dan praktis dalam penggunaan scanner dan alat bantu yang dibutuhkan, serta koreksi terhadap kesalahan-kesalahan yang terjadi dalam penyusunan tugas perancangan.
Mulai
Mulai
Studi PustakaObservasi
Studi Pustaka
Observasi
Analisis Kebutuhan Spesifik
Analisis Kebutuhan Spesifik
Perancangan / Desain Pengembangan Konsep Arsitektur Produk Pemilihan Konsep Seleksi Terhadap Konsep
Perancangan / Desain
Pengembangan Konsep
Arsitektur Produk
Pemilihan Konsep
Seleksi Terhadap Konsep
Rancangan Produk Terpilih
Rancangan Produk Terpilih
Pembuatan Produk
Pembuatan Produk
Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Selesai
Gambar Flowchart penelitian
1.5 Sistematika Penulisan Laporan
Penulisan LaporanTugas Perancangan ini disajikan dalam lima bab. Bab I merupakan Pendahuluan yang berisi tentang latar belakang, tujuan penelitian, metode penelitian dan sistematika penulisan laporan tugas perancangan.
Bab II merupakan Dasar Teori yang berisipenjelasan tentang teori-teori yang menjadi landasan penelitian tugas perancangan.
Bab III adalah Metode Perancangan dan Pembuatan Produk yang berisi langkah-langkah yang dilakukan selama proses perancangan alat bantu scanning bentuk dan kelainan telapak kaki.
Bab IV adalah Penggunaan Produk berisi pembahasan yang menjelaskan mengenai bagaimana menggunakan alat bantu scanning yang sudah jadi
Bab V berisi kesimpulan yang diperoleh dan saran yang dapat digunakan sebagai perbaikan pada penelitian selanjutnya..
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Permasalahan Umum pada Telapak Kaki
Setidaknya ada 18 macam penyakit pada telapak kaki yang dapat memicu terjadinya nyeri di telapak kaki (foot pain) seperti terlihat pada Gambar 2.1. Penyebabnya bermacam-macam di antaranya karena cacat bawaan, trauma benda keras, iritasi kronis karena pengapuran, penyakit gula, atau calcanea spur. Foot pain juga dapat disebabkan oleh terjadinya patah atau fracture pada tulang kaki. Munculnya rasa nyeri ini diawali adanya radang pada selubung saraf telapak kaki (planar fasciitis) yang diikuti terjadinya pembengkakan yang menekan sistem saraf telapak kaki.
Gambar 2.1 Penyakit nyeri telapak kaki yang umum [1]
Selain itu berdasarkan bentuk telapak kaki, terdapat dua kelainan telapak kaki yang umumnya tidak berasa nyeri, yaitu flatfoot dan high arch seperti ditunjukkan pada Gambar 2.2.[1]
Gambar 2.2 Perbandingan bentuk telapak kaki high arch, normal dan flatfoot [1]
2.2 Pendeteksian Awal Masalah Telapak Kaki
Langkah yang penting dilakukan untuk mengawali solusi perlakuan atau treatment terhadap penyakit ataupun kelainan pada telapak kaki adalah melakukan pendeteksian awal masalah telapak kaki dengan cara mengambil gambar bentuk telapak kaki. Pengambilan gambar tersebut bertujuan untuk mengetahui apa kelainan atau penyakit pada telapak kaki berdasarkan gambar yang diambil dari telapak kaki pasien. Langkah tersebut dapat dilakukan dengan dua jenis alat yang merupakan objek penelitian pada Tugas Perncangan ini, yaitu:
Pengambilan Gambar Tanpa Beban
Pengambilan gambar bentuk telapak kaki ini dilakukan secara horizontal. Scanner yang digunakan adalah 3D Scanner Mini and Scansoft untuk Foot Orthotic yang diproduksi oleh Vismach Technology Ltd. China. Penggunaannya dapat dilihat pada Gambar 2.2. Scanner memotret telapak kaki pasien pada jarak sesuai spesifikasi scanner sehingga kaki tidak menyentuh scanner. Kamera atau scanner dan kaki pasien masing-masing diletakkan pada tumpuan khusus yang merupakan alat bantu scanning.
Gambar 2.2 Contoh penggunaan 3D Scanner Mini
Output yang dihasilkan oleh 3D Scanner Mini adalah berupa file yang dapat diatur ekstensinya sesuai kebutuhan, dapat berupa dxf, stl, wrl, obj, ply, ataupun asc. Tampilan tatap muka (interface) dengan pengguna (user) dilakukan dengan menggunakan perangkat keras berupa seperangkat komputer. Pada saat pengambilan gambar, hasil tampilan tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.3
Gambar 2.3 3D Output dari 3D Scanner Mini
Tampilan pada Gambar 2.3 dapat dibuat menjadi gambar 3D positive model dan foam impression dengan bantuan perangkat lunak (software) bawaan dari produk 3D Scanner Mini itu, seperti yang terlihat pada Gambar 2.4
Gambar 2.4 3D positive model dan foam impression
Output dari scanner tersebut dievaluasi kedalamannya dengan melihat koordinat z pada gambar yang dikonversikan dan dilakukan rendering pada software AutoCAD seperti pada Gambar 2.5.
(a) (b)
Gambar 2.5 Tampilan longitudinal telapak kaki pada AutoCAD (a) sebelum rendering; (b) sesudah rendering
Setelah proses rendering, maka dilakukan trimming atau pemotongan bagian-bagian gambar yang tidak diperlukan terhadap hasil gambar untuk dihasilkan gambar bentuk telapak aki yang lebih akurat, seperti terlihat pada Gambar 2.6.
(a) (b)
Gambar 2.6 (a) Output bentuk telapak kaki sebelum dilakukan trimming (b) sesudah trimming
Untuk mengevaluasi koordinat telapak kaki dari AutoCAD, digunakan Microsoft Excel sehingga didapatkan hasil koordinat telapak kaki. Oleh karena itu, pengambilan gambar telapak kaki yang benar dibutuhkan sehingga dihasilkan koordinat bentuk gambar telapak kaki yang benar pula. Sedangkan, penggunaan 3D Scanner Mini seperti tampak pada Gambar 2.2 masih sangat mungkin terjadi kesalahan atau ketidakakuratan pengambilan gambar akibat permasalahan yang dibahas pada Bab III.
Pengambilan Gambar Dengan Beban
Pengambilan gambar bentuk telapak kaki ini dilakukan secara vertikal. Scanner menjadi penumpu kaki pasien yang diletakkan tepat di atasnya sehingga kaki membebani scanner. Sebagai tumpuan, scanner digabungkan pada assembly konstruksi khusus yang kokoh sehingga tidak rusak akibat pengambilan gambar. Kelanjutan pemrosesan pada hasil gambar ini sama dengan yang sudah gambar yang diambil tanpa menggunakan beban, yang mana software yang digunakan bukan hanya AutoCAD tetapi juga image processing menggunakan Matlab.
BAB III
PEMBAHASAN
3.1 Permasalahan
Pada pengolahan data hasil telapak kaki, dibutuhkan hasil scan yang maksimal dan memenuhi syarat. Namun, proses scanning telapak kaki 2D dan 3D mengalami berbagai permasalahan, diantaranya :
Posisi pasien dirasa kurang pantas dan nyaman saat proses scanning telapak kaki.
Kondisi pencahayaan terlalu terang sehingga mengganggu alat scanning pada saat pengambilan data.
Jarak antara telapak kaki dan scanner 3D harus berada pada rentang 40 – 50 cm. sehingga proses scanning tidak efisien karena dilakukan pengukuran terlebih dahulu.
Posisi telapak kaki tidak tegak lurus dengan scanner 3D. Untuk hasil yang optimal dibutuhkan hasil yang tegak lurus dengan scanner. Posisi yang tidak sesuai atau miring ini dapat dilihat pada gambar 3.1
Gambar 3.1 Posisi Telapak Kaki Miring
Untuk scanner dengan beban, permasalahan hanya pada kaca scanner yang tidak bisa digunakan sebagai tumpuan posisi orang yang berdiri, maka dibutuhkan kaca tambahan yang lebih kuat.
3.2 Flowchart Perancangan
Mulai
Mulai
Identifikasi Permasalahan
Identifikasi Permasalahan
Desain Produk
Desain Produk
Pembuatan Produk
Pembuatan Produk
Uji Fungsi
Uji Fungsi
Berfungsi dengan baik?Tidak
Berfungsi dengan baik?
Tidak
YaSelesai
Ya
Selesai
3.3 Komponen Alat Bantu Scanning Telapak Kaki
3.3.1 Komponen Alat Bantu Scanning Telapak Kaki 3D Tanpa Beban
Dalam pembuatan komponen – komponen pada alat bantu scanning telapak kaki 3D tanpa beban kami membuat terlebih dahulu rancangan gambar tekniknya yaitu :
Gambar 3.2 Gambar Teknik Alat Bantu Scanning Telapak Kaki 3D Tanpa Beban
Komponen – komponen utama pada alat bantu scanning telapak kaki 3D tanpa beban adalah :
Scanner
Scanner yang digunakan adalah 3D scanner mini and scansoft for Foot Orthotic.
Gambar 3.3Scanner
Busa dan Balok Penopang Kaki
Busa digunakan untuk menyanggah dan menambah kenyamanan kaki orang yang akan ditaruh diatas balok penopang.
Balok Penopang KakiBusa
Balok Penopang Kaki
Busa
Gambar 3.4 Busa dan Balok Penopang Kaki
Kursi
Kursi digunakan untuk tempat duduk dari pengguna yang tingginya sudah disesuaikan dengan rangkaian alat scanning.
Kursi
Kursi
Gambar 3.5 Kursi
Terowongan Tempat Scanner dan Kaca
Terowongan dibuat untuk membuat keadaan di sekitar scanner menjadi gelap sehingga scanner dapat menangkap gambar kaki dengan lebih baik. Kaca digunakan sebagai sarana untuk meluruskan telapak kaki agar mendapatkan hasil yang maksimal.
Kaca
Kaca
Terowongan
Terowongan
Gambar 3.6 Terowongan Tempat Scanner dan Kaca
3.3.2 Komponen Alat Scanning Telapak Kaki 3D Dengan Beban
Dalam pembuatan komponen – komponen pada alat scanningtelapak kaki 3D dengan beban kami membuat terlebih dahulu rancangan gambar tekniknya yaitu :
Gambar 3.7 Gambar Teknik Alat Scanning Telapak Kaki 3D Dengan Beban
Komponen – komponen utama pada alat scanning telapak kaki 3D dengan beban adalah :
Scanner
Scanner yang digunakan adalah scanner HP Scanjet 200 yang digunakan untuk meng-scan kaki.
Gambar 3.8 Scanner
Kaca Nako dan Penyangga Kaki
Kaca Nako
Kaca Nako
Penyangga Kaki
Penyangga Kaki
Gambar 3.9 Kaca Nako dan Penyangga Kaki
BAB IV
PENGGUNAAN PRODUK
Cara Kerja Produk Alat Bantu Scanner
Selama ini dalam melakukan scanning kaki menggunakan alat scan kaki tradisional yang menggunakan cat yang dioleskan ke seluruh permukaan telapak kaki dari pengguna. Tapi hal itu cukup merepotkan karena hasil dari gambar cetakan kaki mengalami kesulitan dalam penghitungan area kontak, penentuan kelainan bentuk telapak kaki dan kesulitan dalam mengolah data dari hasil scanning yang tidak bisa langsung dimasukkan ke software Matlab. Ada juga permasalahan dalam melakukan scanning kakiSeiring berkembangnya zaman maka dibutuhkan alat yang lebih praktis dan mudah untuk mendapatkan hasil kaki yang lebih akurat. Maka dengan adanya alat bantu scanning ini diharapkan mampu memberikan solusi dari permasalahan permasalahan yang ada dan meringankan permasalahan yang ada.
Gambar 4.1 Hasil scan tradisional
Alat Bantu Scanner Telapak Kaki 3D Tanpa Beban
Pada alat ini memiliki prinsip kerja yang sederhana dimana kita menggunakan prinsip kerja scanning seperti pada alat scanner biasa. Bedanya disini terdapat sebuah kamera yang akan bekerja seperti alat scanner. Kamera tersebut mengambil gambar kaki yang telah diletakkan pada alat bantu scanning telapak kaki secara tegak lurus.
Setelah gambar itu diambil dari kamera maka akan keluar hasil gambar hasil seperti scan bentuk kaki kita. Sebelum alat bantu scanning dibuat, proses scanning dilakukan pada ruangan yang tertutup dengan pencahayaan yang gelap. Itu dikarenakan proses pengambilan gambar menggunakan kamera akan menghasilkan flash yang cukup terang sehingga membuat hasil scan kaki tidak begitu bagus. Dapat dilihat seperti gambar di bawah merupakan hasil scan tanpa menggunakan alat bantu scanning.
Gambar 4.2 Skema scanning dan Kaki salah
Terlihat bahwa posisi kaki yang masih miring sehingga ketika dimasukan kedalam aplikasi untuk menentukan kaki itu normal ataukah tidak ,tidak akan memberikan hasil yang bagus dan tidak akurat. Untuk membuat posisi kaki tegak lurus sendiri digunakan media kaca yang kemudian media tersebut akan diambil sebelum kamera mengambil gambar.
Oleh karena itu dibuatlah alat bantu scanner telapak kaki 3D tanpa beban untuk menanggulangi masalah dalam pencahayaan dan posisi kaki yang tegak lurus. Cara penggunaan alat ini tidak beda jauh dengan metode yang menggunakan media kaca, letak perbedaannya adalah kamera akan berada di dalam alat bantu scanning. Untuk langkah – langkah penggunaan lebih jelasnya dapat dilihat :
Pada langkah pertama adalah pasien duduk di kursi dan menaruh kaki pasien pada alat bantu. Lalu kami menaruh kaca yang berfungsi sebagai alat bantu dalam meluruskan telapak kaki pasien agar mempunyai posisi flat.
Gambar 4.3 Posisi Kaki Pasien di Alat Bantu
Langkah kedua adalah memasang scanner pada dudukan scanner
Gambar 4.4 Scanner pada dudukan
Setelah scanner dipasang, nyalakan scanner dan mencocokan gambar yang ada di laptop dengan posisi kaki pasien sehingga posisi kaki pasien bisa lurus dan telapak kaki dengan posisi flat.
Gambar 4.5 Scanner dinyalakan
Gambar 4.6 Proses pencocokan pada laptop
Gambar 4.7 Tampilan kaki dari posisi scanner
Langkah berikutnya adalah kita lakukan proses scanning pada software Scanview V2.3.0.
Gambar 4.8 Tampilan dari software
Selanjutnya hasil dari scanning tersebut bisa langsung diolah untuk keperluan menghitung area foot contact, penentuan kelainan telapak kaki dan lain – lain.
Gambar 4.9 Tampilan hasil scanning
Alat Bantu Scanner Telapak Kaki 3D Dengan Beban
Alat bantu scanning ini sendiri memiliki prinsip kerja yang sederhana dimana kita memberikan beban kita di atas alat ini. Alat ini kemudian akan men-scan kaki kita seperti alat scanner biasa dan kemudian akan keluar hasil dari pijakan kita. Alat ini sendiri berbeda dengan alat bantu scanning tanpa beban,dimana letak perbedaannya adalah dari prinsip kerja nya dan cara pengambilan gambarnya. Untuk alat scanning dengan beban pengambilan gambarnya secara horizontal sedangkan alat scanning tanpa beban pengambilan gambarnya secara vertical.
Gambar 4.9 Alat Bantu Scanner dengan Beban
Hasil pengambilan gambarnya sendiri nanti akan di proses lebih lanjut menggunakan aplikasi tertentu dimana pijakan kaki yang lebih tebal akan terdeteksi sementara yang tidak terlalu tebal akan sendiri nya bisa di buang oleh aplikasi tersebut. Penggunaan aplikasi tersebut pada laporan kali ini tidak di jelaskan secara spesifik. Untuk pemakaiannya sendiri dapat kita lihat pada gambar di bawah.
Gambar 4.10 Cara penggunaan alat bantu scanner dengan beban
Dapat dilihat dari alat tersebut pada kaki kanan terdapat alas untuk menapak kaki sedangkan kaki kiri menapak pada alat scanningnya. Hal ini dilakukan karena bila menggunakan keduanya secara langsung desain yang ada ditakutkan tidak kuat dan akan menyebabkan kaca yang melindungi scanner di bawahnya akan pecah. Untuk hasilnya sendiri pun sedikit berbeda dengan hasil scanning alat scanning tanpa beban. Itu dikarenakan dengan adanya beban maka akan terlihat pada hasil scanning area beban mana pada telapak kaki yang lebih dalam dan tidak yang nantinya bisa diproses dengan software Matlab.
Gambar 4.11 Hasil Scanning dengan Alat Scanning dengan beban
BAB V
PENUTUP
Kesimpulan
Alat bantu Scanning buatan kami dapat mengatasi beberapa permasalahan yang timbul pada saat penggunaan 3D Scanner Mini ketika pengambilan gambar bentuk telapak kaki tanpa beban seperti masalah kenyamanan pasien, intensitas cahaya, kestabilan jarak anatara telapak kaki pasien dengan scanner dan tegak lurusnya kaki saat pengambilan gambar. Sedangkan untuk pengambilan telapak kaki dengan beban diperlukan konstruksi penopang khusus seperti yang sudah dibuat agar scanner tidak hancur saat pengambilan gambar.
Saran
Pada saat melakukan scanning sebaiknya telapak kaki dalam keadaan bersih dan kering karena material alat bantu terbuat dari kayu sehingga tidak mudah lapuk. Kemudian saat melakukan pengukuran posisi kaki usahakan sejajar, dan tegak lurus terhadap kamera. Sehingga kontur kaki yang diperoleh dari pengukuran maksimal.
