PEMBUATAN PROTOTIPE ALAT UKUR BODY M ASS ASS I NDE X (BMI) MENGGUNAKAN MODIFIKASI TIMBANGAN DAN SENSOR ULTRASONIK SEBAGAI ALAT UKUR TINGGI
PROJEK AKHIR
Oleh : Alinda Nurul Badriyah / 03311015 Mohamad Nurdinsyah Ekapujakesuma / 03311043
PROGRAM D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI INSTRUMENTASI FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2014
PEMBUATAN PROTOTIPE ALAT UKUR BODY M ASS ASS I NDE X (BMI) MENGGUNAKAN MODIFIKASI TIMBANGAN DAN SENSOR ULTRASONIK SEBAGAI ALAT UKUR TINGGI
PROJEK AKHIR
Diajukan untuk memenuhi syarat kelulusan tahap pendidikan pada Program D3 Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Teknologi Industri - Institut Teknologi Bandung
Oleh : Alinda Nurul Badriyah / 03311015 Mohamad Nurdinsyah Ekapujakesuma / 03311043
Pembimbing : Dr. Ir. Farida I. Muchtadi Achsan Rifani S.T.
PROGRAM D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2014
LEMBAR PENGESAHAN Laporan Projek Akhir MI-3201 Program D3 Metrologi dan Instrumentasi Institut Teknologi Bandung
Judul Projek Akhir PEMBUATAN PROTOTIPE ALAT UKUR BODY UKUR BODY MASS INDEX (BMI) MENGGUNAKAN MODIFIKASI TIMBANGAN DAN SENSOR ULTRASONIK SEBAGAI ALAT UKUR TINGGI Mahasiswa : 1. Alinda Nurul Badriyah / 03311015 2. Mohamad Nurdinsyah Ekapujakesuma / 03311043
Telah diperiksa dan disetujui pada tanggal 2 Mei 2014
Mengetahui, Pembimbing I
Pembimbing II
Dr. Ir. Farida I. Muchtadi
Achsan Rifani, S.T.
NIP. 194808061974122202
NIP. 198303262008011003
ABSTRAK
Masalah kesehatan yang belakangan ini melanda negara berkembang adalah semakin banyaknya masyarakat yang mengalami obesitas. Obesitas merupakan keadaan tubuh yang memiliki massa melebihi batas maksimal massa tubuh ideal. Salah satu metode yang dapat dilakukan untuk mendeteksi obesitas adalah mengidentifikasi Body Mass Index (BMI) dari seseorang. BMI merupakan parameter yang menggabungkan dua pengukuran yaitu pengukuran massa dan tinggi tubuh. Kombinasi dari dua pengukuran tersebut dapat menentukan nilai BMI dan kondisi tubuh dari seseorang. Mengetahui BMI lebih awal akan membuat kita waspada dan memperbaiki gaya hidup dan pola makan demi kesehatan. Pembuatan prototipe pengukur BMI akan menggabungkan dua sis tem pengukuran secara langsung yaitu pengukuran massa tubuh dan pengukuran tinggi tubuh. Pengukuran massa tubuh akan dilakukan dengan memodifikasi timbangan pegas agar keluarannya dapat diakuisisi dengan pengukuran tinggi. Pengukuran tinggi tubuh menggunakan sensor ultrasonik. Sistem pengukuran tinggi tubuh dilakukan dengan otomatis sehingga hasil pengukuran lebih akurat. Pengujian sistem dilakukan terlebih dahulu untuk masing-masing pengukuran. Setelah itu baru dilakukan pengujian secara keseluruhan untuk mengetahui BMI objek. Kesalahan pengukuran massa tubuh yang didapat dari hasil pengujian kebenaran memiliki rata-rata sebanyak 11,3 %. Kesalahan dalam pengukuran tinggi kurang dari 1 %. Objek yang diukur BMI nya secara keseluruhan sebanyak 16 orang dengan kondisi tubuh yang beragam. Kesalahan yang terdapat dalam pengelompokan BMI berasal berasal dari kesalahan alat ukur massa tubuh.
Obesitas Obesitas , Body Mass Index (BMI), Massa, Tinggi Tinggi Kata kunci:
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Swt. atas limpahan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan projek akhir yang berjudul Pembuatan ass I ndex (BMI) Menggunakan Modifikasi Prototipe Alat Ukur Body M ass
Timbangan dan Sensor Ultrasonik Sebagai Alat Ukur Tinggi . Laporan projek akhir ini diajukan untuk memenuhi s yarat kelulusan pendidikan Diploma-3 di Program D3 Metrologi dan Instrumentasi – Instrumentasi – Institut Institut Teknologi Bandung. Laporan projek akhir ini disusun secara sistematis mulai dari spesifikasi desain sistem, perancangan, dan pengujian. Prototipe Pengukur Body Mass Index
(BMI) hasil rancangan telah diuji dengan skenario tertentu. Pengujian dilakukan untuk melihat performa prototipe dari beberapa indikator. Selama pelaksanaan projek akhir ini, penulis banyak menerima bantuan dan dukungan guna memperlancar projekakhir ini. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada: 1. Kedua orang tua kami yang tidak pernah berhenti memberikan dukungan doa dan materi sehingga kami bisa menyelesaikan projek akhir ini. 2. Bapak Dr. Supriyanto, M.T. selaku Koordinator Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi ITB yang telah memberikan bimbingan, saran, dan bantuan. 3. Ibu Dr. Ir. Farida I. Muchtadi selaku dosen pembimbing 1 yang telah memberikan bimbingan, saran, dan bantuan. 4. Bapak Achsan Rifani, S.T. selaku dosen pembimbing 2 yang telah membimbing dan mengarahkan kami selama melakukan pengujian di PPSDMK. 5. Kementerian Perdagangan Republik Indonesia yang telah memberikan beasiswa program D3 Metrologi dan Instrumentasi. 6. Segenap dosen dan staf tata usaha program D3 Metrologi dan Instrumentasi ITB. 7. Ibu Gina Safitri selaku staff administrasi Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi ITB yang selalu sabar mengurus segala keperluan administrasi kami selama kuliah. ii
8. Bapak Parji, Bapak Iyan, dan Bapak Soleh selaku pegawai teknis di Teknik Fisika yang telah membantu memberikan saran dan tenaga dalam mengerjakan projek akhir. 9. Rekan-rekan program D3 Metrologi dan Instrumentasi 2009, dan 2010, 2011 yang telah membantu penulis dalam bentuk nasihat dan semangat. 10. Teman-teman Kosan yang selalu membantu memberikan semangat dan saran dalam menyelesaikan projek akhir. Penulis menyadari bahwa dalam projek akhir ini banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu, masukan, kritik, dan saran sangat diharapkan.
Bandung, Mei 2013 Penulis
iii
DAFTAR ISI Hal. ABSTRAK
i
KATA PENGANTAR
ii
DAFTAR ISI
iv
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR TABEL
viii
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Rumusan Masalah
2
1.3 Tujuan
3
1.4 Batasan Masalah
3
1.5 Metodologi Penulisan
3
1.6 Sistematika Penulisan
4 5
BAB II TEORI DASAR
2.1 Body Mass Index(BMI) Index(BMI)
5
2.2 Timbangan
6
2.2.1 Timbangan Berdasarkan Sistem Pengoperasian
6
2.2.2 Timbangan Berdasarkan Tingkat Ketelitian
7
2.2.3 Timbangan Berdasarkan Komponen Timbangan
8
2.2.4 Macam-macam Timbangan
8
2.3 Spesifikasi Timbangan yang yang Digunakan Digunakan dalam Projek Akhir10 2.4 Sensor Ultrasonik
11
2.5 Motor DC
12
2.6 IC L293D
13
2.7 Microswitch
14
2.8 Mikrokontroler
15
2.9 Light Emitting Diode (LED)
15
2.10 Liquid 2.10 Liquid Crystal Display (LCD)
16
BAB III RANCANG III RANCANG BANGUN ALAT
17
3.1 Pengukuran Massa Tubuh
17
3.1.1 Komponen Penyusun
18
3.1.2 Perancangan Perangkat Pengukur Massa Tubuh
22
iv
3.2 Pengukuran Tinggi Tubuh
23
3.2.1 Komponen Penyusun
24
3.2.2 Perancangan Perangkat Pengukur Tinggi Tubuh
24
3.2.3 Perancangan Perangkat Sistem Otomasi Pengukur Tinggi Tubuh
25
3.2.3.1 Sistem Kerja Motor DC dengan Driver L293D26 3.2.3.2 Sistem Otomasi Penggerak Bidang Pantul 3.3 Desain Pengukuran Body Pengukuran Body Mass Index (BMI)
27 29
3.3.1 Desain Mekanik Perangkat Pengukur BMI
29
3.3.2 Desain Rangkaian Elektronik Perangkat Pengukur BMI30 3.3.3 Algoritma Pengukuran BMI
30
4.1 Pengujian Alat Ukur
32
4.1.1 Pengujian Perangkat Pengukur Massa Tubuh
32
4.1.1.1 Karakterisasi Sensor Magnet Menggunakan Massa Standar
32
4.1.1.2 Pengujian Histerisis Alat Ukur Massa Tubuh 33 4.1.1.3 Pengujian Kebenaran Alat Ukur Massa Tubuh36 4.1.2 Pengujian Alat Ukur Tinggi Tubuh
40
4.1.2.1 Pengujian Histerisis Alat Ukur Tinggi Tinggi Tubuh 41 4.1.2.2 Pengujian Kebenaran Penunjukkan Alat Ukur Tinggi Tubuh
42
4.1.3 Pengujian Alat Ukur Body Ukur Body Mass Index (BMI)
43
4.2 Analisis
46 48
BAB V Penutup V Penutup
5.1 Simpulan
48
5.2 Saran
48 50
Daftar Pustaka LAMPIRAN A DATA HASIL PENGUJIAN
51
LAMPIRAN B DESAIN MEKANIK PROTOTIPE
60
LAMPIRAN C DESAIN MEKANIK KOTAK DISPLAY
77
LAMPIRAN D BARIS PROGRAM PROTOTIPE
78
LAMPIRAN E FOTO PROTOTIPE
86
v
DAFTAR GAMBAR Hal. Gambar 2.1 Neraca
9
Gambar 2.2 Timbangan elektronik
9
Gambar 2.3 Timbangan sentisimal
9
Gambar 2.4 Timbangan dacin
9
Gambar 2.5 Timbangan meja
10
Gambar 2.6 Timbangan pegas
10
Gambar 2.7 Sensor Ultrasonik
11
Gambar 2.8 Mekanisme Kerja Motor DC
12
Gambar 2.9 Rangkaian IC Driver L293D
13
Gambar 2.10 Koneksi Pin IC Driver L293D
14
Gambar 2.11 Microswitch
14
Gambar 2.12 Arduino UNO
15
Gambar 2.13 LED[7]
16
Gambar 2.14 Liquid Crystal Display (LCD) 4 x 16
16
Gambar 3.1 Blok Diagram Pengukuran BMI
17
Gambar 3.2 Dudukan Timbangan Pegas
18
Efek Hall Gambar 3.3 Efek Hall
19
Gambar 3.4 Sensor Efek Hall Efek Hall
20
Sensor Hall A1302 Gambar 3.5 Sensor Hall
21
Gambar 3.6 Magnet Silinder
21
Gambar 3.7 Diagram Blok Proses Modifikasi Timbangan Pegas
22
Gambar 3.8 Modifikasi Timbangan Pegas
23
Gambar 3.9 Diagram Blok Pengukuran Tinggi Tubuh
24
Gambar 3.10 Sistem Pengukuran Tinggi Tubuh
25
Gambar 3.11 Skematik Rangkaian Hubungan Motor DC dan IC L293D
26
Gambar 3.12 Diagram Alir Sistem Otomasi Pengukuran Tinggi Tubuh
28
Gambar 3.13 Rangkaian Skematik Sistem Pengukuran BMI
30
Gambar 3.14 Diagram Alir Sistem Pengukuran BMI
31
Gambar 4.1 Grafik Karakterisasi Magnet
33
Gambar 4.2 Grafik Histerisis Massa Standar Terhadap Outuput Analog
34
vi
Gambar 4.3 Grafik Histerisis Massa Standar Terhadap Penunjukkan Massa di
Display Alat Ukur Massa Tubuh
35
Gambar 4.4 Laser Distance Meter
40
Gambar 4.5 Grafik Histerisis Pengujian Alat Ukur Tinggi Tubuh
41
Gambar 4.6 Timbangan Acuan
44
vii
DAFTAR TABEL Hal. Tabel 2.1 Kategori Keadaan Tubuh
6
Tabel 2.2 Klasifikasi Timbangan
8
Tabel 2.3 Spesifikasi Sensor Ultrasonik
11
Tabel 3.1 Spesifikasi Sensor Efek Hall A1302
20
Tabel 4.1 Data Pengujian Kebenaran Alat Ukur Massa Tubuh
36
Tabel 4.2 Pengolahan Data Pengujian Kebenaran Alat Ukur Massa Tubuh
39
Tabel 4.3 Data Pengujian Kebenaran Alat Ukur Tinggi
42
Tabel 4.4 Data Hasil Pengukuran BMI
45
Tabel 4.5 Pengolahan Data Pengukuran BMI
45
viii
BAB I PENDAHULUAN
1 1.1
Pendahuluan
Latar Belakang
Kegemukan atau obesitas merupakan salah satu penyakit yang paling sering ditemukan di negara – negara maju. Tekanan pada pekerjaan yang sangat besar membuat sebagian besar masyarakat di negara – negara – negara negara besar memiliki pola hidup yang sangat tidak sehat dengan seringnya mengkonsumsi makanan cepat saji , juga kebiasaan meminum minuman keras. Namun dewasa ini, fenomena obesitas tidak hanya terjadi pada negara maju saja, fenomena ini sudah merambah ke negara – negara – negara negara berkembang seperti Indonesia, seiring dimulainya era globalisasi yang memaksa Indonesia Indonesia juga
bersiap menghadapinya. Semua masyarakat
Indonesia kini mulai meniru kebiasaan mengkonsumsi makanan cepat saji yang mengandung banyak lemak, kolesterol, dan banyak zat lain yang menyebabkan kegemukan. Banyaknya produsen makanan cepat saji dari berbagai negara maju yang masuk ke Indonesia membuat fenomena ini lebih tumbuh subur sehingga saat ini banyak dijumpai orang – orang Indonesia yang mengalami masalah kegemukan atau obesitas. obesitas. Kegemukan dapat memicu banyak penyakit ganas yang berujung dengan kematian. Beberapa penyakit yang banyak dihadapi para penderita obesitas adalah penyempitan pembuluh darah pada jantung yang menyebabkan serangan jantung atau jantung koroner. Selain itu penderita obesitas sangat beresiko terkena Diabetes terkena Diabetes Melitus yang Melitus yang disebabkan oleh kadar gula darah yang terlampau tinggi. Sebaiknya, sebelum terkena berbagai resiko penyakit yang berbahaya, alangkah baiknya melakukan berbagai alternatif untuk mencegah hal – hal – hal tersebut terjadi, salah satu alternatif adalah dengan mengatur pola hidup dan pola makan yang sehat .
Tindakan yang dapat dilakukan untuk menghindari obesitas adalah dengan mendeteksi kondisi tubuh terlebih dahulu. Apakah tubuh masih dalam kategori yang ideal atau sudah mendekati obesitas. Salah satu parameter yang dapat menentukan apakah tingkat keidealan tubuhh adalah dengan nilai Body Mass Index (BMI). Index (BMI). Body Body Mass Index merupakan Index merupakan suatu nilai yang menyatakan keidealan 1
tubuh seseorang dengan menggunakan kombinasi informasi tentang massa dan tinggi
tubuh
seseorang.
dalam
rangka
mendukung
tercapainya
proses
pengukuran/pendeteksian BMI yang lebih baik, akan dibuat sebuah prototipe yang dapat melakukan deteksi langsung terhadap nilai BMI seseorang. Artinya, operator tidak perlu lagi perlu memasukan data tinggi badan subjek yang sedang diuji nilai BMI-nya. Hal ini tentu akan dapat menanggulangi adanya error akibat akibat kesalahan pengukuran tinggi badan. Masyarakat pada umumnya jarang mengukur tinggi badan mereka secara rutin dan hanya akan mengingat terakhir kali mereka melakukan pengukuran. Tinggi badan yang mereka masukankan bisa tidak akurat karena manusia berkembang dan bertambah tinggi. Hal tersebut yang mengakibatkan
error pada
hasil
pengukuran menggunakan BMI
meter
sebelumnya.
Prototipe alat ukur Body Mass Index Index menggabungkan dua besaran pokok yaitu massa
dan
panjang
(tinggi).
Sedangkan
perhitungan
BMI
nya
adalah
menggunakan rumus[1] sebagai berikut.
Keterangan :
(1.1)
MB = Massa badan TB = Tinggi badan Berdasarkan rumusan diatas akan dibuat alat ukur BMI dengan menggunakan dua sensor untuk mengetahui massa badan dan tinggi badan. Penggunaan timbangan pegas untuk mengukur massa dan sensor ultrasonik untuk mengukur tinggi. t inggi. Alat ukur ini diharapkan mampu mengolah massa dan tinggi sehingga dapat menghasilkan pengukuran BMI yang benar.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan, maka permasalahan yang ingin dibahas pada projek akhir ini adalah membuat alatpengukur Body Mass Index (BMI) dengan menggunakan modifikasi timbangan pegas dan sensor ultrasonik .
2
1.3
Tujuan
Tujuan Tujuan projek akhir ini adalah pembuatan alat ukur Body Mass Index. Index. Parameter yang digunakan dalam penentuan Body Mass Index adalah Index adalah kombinasi antara massa dan tinggi tubuh objek menggunakan modifikasi timbangan pegas untuk pengukuran massa dan sensor ultrasonik untuk pengukuran tinggi. Hasilhasil pengukuran diolah oleh microcontroller Arduino UNO.
1.4
Batasan Masalah
Dalam penulisan laporan ini, terdapat beberapa batasan mas alah, di antaranya : 1. Pembuatan otomasi sistem pengukuran tinggi menggunakan motor DC sebagai penggerak. 2. Penggabungan hasil pengukuran massa dan tinggi hanya diaplikasikan untuk perhitungan Body perhitungan Body Mass Index. Index. 3. Pengukuran ditujukan untuk orang dewasa dengan tinggi 145 – 190 cm dan massa tubuh antara 30 kg sampai dengan 100 kg. 4. Indikator klasifikasi BMI hanya untuk 3 kategori yaitu underweight, normal, dan overwight
1.5
Metodologi Penulisan
Dalam proses pembuatan prototipe ini, metode penelitian yang digunakan sebagai berikut: 1. Studi literatur dan studi lapangan. 2. Penentuan parameter-parameter terkait pengukuran BMI 3. Perancangan desain body prototipe body prototipe dan display. display. 4. Pemilihan sensor-sensor (sensor magnet dan ultrasonik ). ). 5. Pembuatan body prototipe body prototipe.. 6. Pembuatan instrumen pengolah data dari hasil pengukuran massa dan tinggi tubuh ke komputer. 7. Pengujian prototipe BMI meter. 8. Analisis hasil pengujian. 9. Pembuatan laporan projek akhir.
3
1.6
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada laporan projek akhir ini terdiri dari: 1. Bab I Pendahuluan Berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan, batas an masalah, metodologi penulisan, dan sistematika penulisan. 2. Bab II Teori Dasar Berisi konsep dasar yang melandasi kegiatan penelitian serta perangkat perangkat yang digunakan dalam dalam projek akhir ini. 3. Bab III Rancang Bangun Alat Berisi penjelasan rancang sistem, desain prototipe dan sistem kerja prototipe. 4. Bab IV Analisis Berisi pengujian dan analisis hasil pengujian alat ukur massa dan tinggi serta pengukuran BMI secara keseluruhan. 5. Bab V Simpulan dan Saran Berisi simpulan dan saran dalam projek akhir.
4
BAB II TEORI DASAR
2 2.1
Teori Dasar
Body M ass ass I ndex (BMI) (BMI)
National Obesity Observatory Observatory [2] mengatakan bahwa Body Mass Index (BMI) merupakan ikhtisar pengukuran dari massa dan tinggi tubuh seseorang. Perhitungannya adalah dengan membagi massa seseorang dalam satuan kilogram dengan kuadrat dari tinggi tubuh mereka dalam satuan meter. BMI merupakan salah satu cara yang paling umum digunakan untuk memperkirakan apakah seseorang dalam keadaan kekurangan berat badan, ideal, atau obesitas. Meskipun BMI dapat memperkirakan keadaan tubuh seseorang, perkiraan itu hanyalah perwakilan dari masalah yang terjadi akibat kelebihan lemak tubuh. Jika lemak tubuh seseorang meningkat, baik BMI dan resiko kemunculan penyakit yang berhubungan dengan obesitas juga meningkat, walaupun masih terdapat ketidakpastian mengenai hubungan yang pasti dari hubungan tersebut khususnya pada anak-anak. Faktor-faktor lain seperti kebugaran, keturunan, dan pubertas dapat mengubah hubungan antara BMI dan lemak tubuh.
Kelebihan lemak tubuh diketahui sangat berhubungan dengan sifat morbiditas atau mudahnya terkena penyaki. BMI menjadi pengukuran yang diminati karena mudah dan murah serta menggunakan cara-cara yang mudah dimengerti dalam menilai kelebihan lemak tubuh. Pengukuran lemak tubuh secara benar dan langsung sulit diterapkan dalam populasi besar karena mahal dan sulit untuk dilakukan secara konsisiten dan akurat. Indikator lain seperti pengukuran lingkar pinggang dan ketebalan kulit juga dapat dilakukan untuk mengetahui lemak tubuh dan kondisi tubuh seseorang. Tidak satupun dari pengukuran tersebut digunakan sebanyak penggunaan dari BMI untuk menentukan kondisi tubuh seseorang.
Pengelompokan nilai BMI dari hasil perhitungan rumus menjadi kategori-kategori keadaah tubuh dapat dilihat di Tabel 2.1 berikut yang diterbitkan oleh WHO [3] untuk kondisi tubuh orang asia.
5
Tabel 2.1 Kategori Keadaan Tubuh Nilai BMI
Kategori
< 18.5
Underweight
18.5 – 18.5 – 24.99 24.99
Normal
25-29.99
Overwight
>=30
Obesitas
Prototipe alat ukur Body Mass Index Index (BMI) dirancang dengan menggabungkan prinsip pengukuran massa tubuh. BMI menggunakan modifikasi timbangan dan pengukuran tinggi badan secara otomatis menggunakan sensor Ultrasonik HYSRF05 sebagai sensor tinggi, motor DC sebagai penggerak dan microswitch sebagai switch sebagai switch pengontrol, pengontrol, kemudian seluruh perangkat tersebut terintegrasi dalam satu mikrokontroller Arduino UNO, dan data hasil pengukuran ditampilkan secara digital melalui Liquid melalui Liquid Crystal Display (LCD).
2.2
Timbangan
Timbangan adalah alat yang digunakan untuk melakukan pengukuran melakukan pengukuran massa massa suatu benda. Timbangan atau neraca dikategorikan kedalam system mekanik dan elektronik atau digital. Kegiatan digital. Kegiatan penimbangan adalah pekerjaan untuk mengetahui massa suatu benda. Prinsipnya adalah membandingkan suatu benda dengan benda lainnya yang telah diketahui massanya. Berikut adalah pembahasan mengenai pengelompokan timbangan [4].
2.2.1 Timbangan Berdasarkan Sistem Pengoperasian
Berdasarkan sistem pengoperasiannya timbangan dibedakan menjadi 2 (dua) jenis yaitu : a. Timbangan non otomatis Timbangan ini adalah timbangan yang proses penimbangannya dilakukan oleh operator secara langsung sehingga muatan dinaikkan dan diturunkan dari lantai muatan juga dilakukan oleh operator. b. Timbangan otomatis
6
Timbangan ini adalah timbangan yang proses penimbangan tidak dilakukan oleh operator secara langsung.
2.2.2 Timbangan Berdasarkan Tingkat Ketelitian
Berdasarkan tingkat ketelitian, timbangan dibagi menjadi 4(empat) kelas yaitu: yaitu: a. Timbangan Kelas Satu atau timbangan dengan ketelitian khusus b. Timbangan Kelas Dua atau timbangan dengan ketelitian halus c. Timbangan Kelas Tiga atau timbangan dengan ketelitian sedang d. Timbangan Kelas Empat atau timbangan dengan ketelitian biasa Untuk menentukan kelas timbangan, kita memerlukan informasi timbangan berupa kapasitas maksimal dan nilai interval skala verifikasi (e) yang dapat diperoleh dari pemeriksaan visual timbangan. Nilai skala verifikasi(e) sama dengan nilai skala terkecil (d), e=d timbangan apabila tidak tercantum pada timbangan. Langkah-langkah menetukan kelas timbangan dan minimum menimbang: a. Menenentukan nilai maksimum dan interval skala verifikasi(e) dari timbangan b. Mengkonversi nilai kapasitas maksimum timbangan dan nilai interval skala verifikasi (e) dengan satuan yang sama. c. Menentukan jumlah interval skaladengan persamaan
d. Menentukan rentang interval skala yang ada pada tabel e. Menentukan kelas timbangan dan minimum menimbang dari rentang interval skala yang terdapat pada tabel. f. Apabila timbangan masuk kedalam dua kelas, ambil kelas yang lebih tinggi.
Informasi mengenai kelas timbangan dapat diperoleh dengan melakukan langkahlangkah di atas dan menyesuaikan dengan tabel. Klasifikasi timbangan dapat dilihat pada Tabel 2.2
7
Tabel 2.2 Klasifikasi Timbangan Kelas
Interval Skala
Ketelitian
Verifikasi (e)
Minimum
Maksimum
Minimum
0,001 g ≤ e
50000
-
100e
0,001 g ≤ e ≤ 0,05 g
100
100000
20e
0,1 g ≤ e
5000
100000
50e
0,1 g ≤ e ≤ 2 g
100
10000
20e
5g≤e
500
10000
20e
5g≤e
100
1000
10e
Khusus Satu Halus Dua
Sedang Tiga
Biasa Empat
Jumlah Interval Skala
Kapasitas
2.2.3 Timbangan Berdasarkan Komponen Timbangan
Berdasarkan komponen-komponen penyusunnya timbangan dibedakan menjadi 2 (dua) yaitu : a. Timbangan mekanik Timbangan yang seluruh komponennya tersusun dan bekerja secara mekanik. Timbangan yang termasuk kategori timbangan mekanik adalah neraca, timbangan dacin, timbangan pegas, timbangan sentisimal, dan timbangan meja b. Timbangan elektronik Timbangan
yang
dilengkapi
dengan
komponen
elektronik
sehingga
penunjukanny amerupakan penunjukan penunjukan digital.
2.2.4 Macam-macam Macam-macam Timbangan
Timbangan dibuat dengan berbagai macam-macam spesifikasi yang disesuaikan dengan penggunaannya, berbagai macam timbangan yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari antara lain. 1. Neraca : timbangan yang terdiri dari sebatang tuas yang dapat berputar pada sumbu yang dipasang di tengah-tengahnya, dan pada umumnya neraca dipakai untuk penimbangan kapasitas kecil tetapi cukup akurat.
8
Gambar 2.1 Neraca
2. Timbangan elektronik : timbangan yang kerjanya berdasarkan sistem elektronik.
Gambar 2.2 Timbangan elektronik
3. Timbangan sentisimal : timbangan majemuk kelas menengah yang banyak digunakan para pedagang.
Gambar 2.3 Timbangan sentisimal
4. Timbangan dacin : timbangan bertuas tunggal, karena tuasnya hanya satu. Dacin hanya mempunyai dua pisau yaitu pisau tumpuan dan pisau muatan.
Gambar 2.4 Timbangan dacin
9
5. Timbangan meja : termasuk timbangan majemuk, dimana jumlah tuasnya lebih dari satu yaitu terdiri dari tuas utama dan tuas penghubung.
Gambar 2.5 Timbangan meja
6. Timbangan pegas : timbangan yang menggunakan pegas sebagai alat untuk menentukan massa benda ukurnya. Prinsip kerjanya merupakan defleksi pegas yang ditampilkan dalam skala massa. Timbangan pegas ini adalah timbangan yang akan digunakan dalam pembuatan prototipe Body Mass Index Index (BMI) meter.
Gambar 2.6 Timbangan pegas
2.3
Spesifikasi Timbangan Timbangan yang Digunakan Digunakan dalam Projek Projek Akhir
Timbangan yang akan digunakan dalam pembuatan prototipe Body Mass Index meter ini adalah timbangan badan dengan sistem pegas seperti pada Gambar 2.6. Timbangan jenis ini merupakan timbangan yang paling banyak digunakan oleh masyarakat. Timbangan yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut : 1. Kapasitas Maksimum (Maks)
: 130 kg
2. Interval skala verivikasi (e)
:
3. Kelas Timbangan
: 4 (biasa)
4. Minimum menimbang
: 10 kg
1 kg
10
2.4
Sensor Ultrasonik
Pengukuran tinggi badan pada umumnya dilakukan secara manual menggunakan meteran badan. Namun, dalam pembuatan prototype Body Mass Index Index meter ini digunakan sensor ultrasonik dengan prinsip konversi sinyal suara menjadi nilai jarak antara sumber dan daerah pantulan.
Gambar 2.7 Sensor Ultrasonik
Sensor mendeteksi jarak objek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik dari sumber dengan frekuensi 40 kHz kHz dengan waktu 200 us, kemudian pantulan dari gelombang ultrasonik tersebut dideteksi oleh receiver . Sensor ultrasonik memancarkan gelombang ultrasonik sesuai dengan kontrol dari mikrokontroller pengendali.
Tabel 2.3 Spesifikasi Sensor Ultrasonik [5] Tipe
HY-SRF05
Tegangan
5V
Arus Terkecil
4 mA
Frekuensi
40 kHz
Range Maksimum Range Maksimum
4m
Range Minimum Range Minimum
1 cm
Masukan Trigger
10 μs Min. TTL level pulse
Echo Pulse
Positive TTL level signal,
Dimensi
43mm x 20mm x 17mm
11
2.5
Motor DC
Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan arus searah sebagai sumber tenaga. Dengan memberikan suatu tegangan pada kedua terminal maka motor akan bergerak satu arah, dan saat polaritas dari tegangan dibalik maka gerakan motor akan berbalik pula. Mekanisme kerja [6] untuk seluruh jenis motor secara umum adalah sebagai berikut : 1. Jika ada arus listrik (I) yang mengalir dalam suatu medan magnet (B) maka akan menghasilkan suatu gaya gaya (F). 2. Jika kawat sepanjang (L) yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran atau loop, loop, maka kedua sisi loop, loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan. 3. Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar atau torque torque untuk memutar kumparan. 4. Motor-motor memiliki beberapa loop loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.
Gambar 2.8 Mekanisme Kerja Motor DC
12
Besarnya gaya yang dihasilkan oleh motor DC sesuai dengan prinsip gaya Lorentz yaitu dengan persamaan F = B.I.L , dengan B merupakan besarnya medan magnet, I adalah besarnya arus yang mengalir dalam medan magnet dan L adalah panjang kawat yang dialiri arus. Sedangkan arah putaran motor sesuai dengan kaidah tangan kanan Lorentz.Untuk mengatur arah putaran motor dapat dilakukan dengan mengubah polaritas dari arah arus yang dialirkan ke dalam medan magnet. Biasanya digunakan rangkaian H- Bridge Bridge yang tersusun dari 4 buah transistor untuk mengatur arah putaran motor. Namun ada suatu komponen yang sudah tersedia di pasaran sebagai driver motor motor DC yaitu IC Driver IC Driver L293D. L293D.
2.6
IC L293D
Integrated Circuit (IC) (IC) Driver L293D [7] merupakan suatu komponen elektronik yang dapat digunakan untuk mengatur arah putaran dan kecepatan dari motor DC. Terdiri dari 16 kaki dan dalam sebuah IC L293D dapat digunakan untuk mengontrol 2 buah perangkat motor DC.
Gambar 2.9 Rangkaian IC Driver L293D
13
Gambar 2.10 Koneksi Pin IC Driver L293D
2.7
Microswitch
Microswitch Microswitch [8] merupakan sebuah saklar elektronik yang apabila ditekan akan memberikan suatu kondisi berbeda dengan kondisi awal, tergantung posisi saklar tersebut ada pada Normally Open Open (NO) atau Normally Close (NC). Normally Close Close adalah kondisi saat keadaan awal Keluaran bernilai high high (1) atau switch langsung terhubung. Sedangkan Normally Open Open adalah kondisi saat keadaan keluaran awal bernilai low (0) low (0) atau switch atau switch tidak tidak terhubung.
Gambar 2.11 Microswitch
14
2.8
Mikrokontroler
Data hasil pengukuran dari semua sistem diolah dalam sebuah mikrokontroller. Mikrokokontroller yang digunakan pada pembuatan prototipe Body Mass Index meter ini adalah mikrokontroler Arduino UNO. Arduino UNO adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source, open-source, Arduino UNO adalah board berbasis mikrokontroler pada Atmega 328. Board ini memiliki 14 digital masukan atau keluaran pin (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai keluaran PWM), 6 masukan analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, saklar listrik tombol reset. Pin-pin ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, hanya terhubung ke komputer dengan kabel USB atau sumber tegangan bisa didapat dari adaptor AC-DC atau baterai untuk menggunakannya. Pemrograman Arduino UNO menggunakan bahasa C. Mikrokontroler dapat dilihat pada Gambar 2.12
Gambar 2.12 Arduino UNO
2.9
L ight Emittin g Diode (LED)
Light Emitting Diode (LED) merupakan salah satu perangkat yang dapat menghasilkan cahaya ketika terdapat arus listrik yang melewati katoda dan anoda dalam perangkat tersebut. Projek akhir ini menggunakan LED sebagai indikator untuk menentukan kondisi tubuh dari objek yang diukur BMI nya. Dua macam LED digunakan sebagai indikator yaitu LED merah dan hijau. LED hijau digunakan sebagai indikator tubuh ideal. LED merah digunakan sebagai indikator tubuh yang kekurangan berat badan dan kelebihan berat badan.
15
Gambar 2.13 LED 2.10 L iqui d Crystal Crystal Di splay (LCD)
Liquid Crystal Display (LCD) Display (LCD) adalah komponen elektronik yang digunakan untuk menampilkan hasil keluaran secara digital dari suatu perangkat elektronik, bisa berupa karakter, huruf, angka tergantung dari program yang dibuat. LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan. LCD yang digunakan dalam projek akhir ini adalah adal ah LCD ukuran 4 x 16. Artinya adalah adala h terdapat ter dapat 4 kolom dan 16 baris dalam LCD tersebut.
Gambar 2.14 Liquid Crystal Display (LCD) 4 x 16
16
BAB III RANCANG BANGUN ALAT
3
Rancang Bangun Alat
Perangkat alat ukur Body Mass Index Index pada tugas akhir ini melibatkan perangkat dari dua pengukuran secara langsung yaitu pengukuran massa dan pengukuran panjang atau tinggi. Pengukuran massa tubuh menggunakan timbangan pegas yang telah dimodifikasi sehingga memiliki keluaran digital. Pengukuran tinggi tubuh menggunakan sensor ultrasonik HY-SRF05 (Ping) yang memancarkan dan menangkap gelombang ultrasonik yang telah dipantulkan di bidang pantul. Waktu yang dibutuhkan oleh gelombang tersebut untuk dipancarkan dan ditangkap kembali akan dikonversi menjadi jarak yang merepresentasikan tinggi tubuh seseorang pada acuan tertentu. Pengukuran massa tubuh (Keluaran digital) Mikrokontroller
Display
Pengukuran tinggi tubuh (Keluaran digital) Gambar 3.1 Blok Diagram Pengukuran BMI
3.1
Pengukuran Massa Tubuh
Pengukuran massa tubuh ini dilakukan dengan digitalisasi timbangan pegas pengukur massa tubuh yang biasa digunakan oleh masyarakat. Digitalisasi dilakukan dengan mengkonversi nilai keluaran tegangan dari sensor magnet yang terbaca di Arduino. Sensor Magnet yang diletakkan pada ujung batang penggerak akan bergerak translasi mendekati dan menjauhi magnet silinder yang dipasang statis pada jarak tertentu. Gerak translasi batang penggerak terjadi akibat beban yang diterima lantai muatan memberikan tekanan pada pisau-pisau timbangan, sehingga pegas pada timbangan meregang. Besarnya beban muatan akan 17
berbandng lurus dengan regangan pegas, perubahan posisi dari batang yang bergerak translasi, dan berbanding lurus juga dengan nilai keluaran dari sensor magnet. Berikut ini adalah bagian bawah body prototipe yang menjadi dudukan tempat timbangan pegas berada.
Gambar 3.2 Dudukan Timbangan Pegas
3.1.1
Komponen Penyusun
Komponen penyusun alat pengukur massa terdiri dari komponen utama dan komponen modifikasi. Komponen utama terdiri dari timbangan pegas massa tubuh yang sudah dijelaskan pada bagian 2.3. Komponen modifikasi terdiri dari magnet dan sensor magnet serta mikrokontroler Arduino UNO sebagai pengonversi analog ke digital. Berikut ini akan dijelaskan fungsi dari setiap komponen modifikasi yang digunakan. 18
1. Sensor Hall A1302 Hall Effect [9] adalah fenomena yang terjadi apabila terdapat medan magnet yang tegak lurus terhadap bahan konduktif strip tipis dan arus listrik mengalir sepanjang strip, mobile charges yang membawa arus akan melayang pada satu sisi saat mereka bergerak sepanjang strip. Contoh yang ditunjukkan pada gambar berikut mengasumsikan bahwa logam adalah konduktif strip. Elektron adalah mobile charges. charges. Seperti Kondisi arus yang ditunjukkan dalam gambar, elektron akan bergerak ke atas melalui strip. Karena terdapat medan magnet B, ditunjukkan dalam gambar, elektron akan melayangmenuju tepi kanan strip.
Efek Hall Gambar 3.3 Efek Hall Sensor Efek Hall adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi dan mengukur medan magnet. Keluaran dari sensor efek Hall berupa tegangan yang proporsional dengan kekuatan medan magnet yang terukur. Gambar berikut ini akan menunjukkan penggambaran penggambaran konsep sensor efek hall.
19
Gambar 3.4 Sensor Efek Hall Efek Hall
Sensor Hall Sensor Hall yang digunakan dalam perangkat pengukuran massa adalah sensor A1302. Spesifikasi yang digunakan untuk projek akhir ini dicantumkan pada Tabel 3.1 Spesifikasi Sensor Efek Hall A1302 Tabel 3.1 Spesifikasi Sensor Efek Hall A1302 Karakteristik (Simbol)
Nilai (Unit)
Suplai Voltage Suplai Voltage (Vcc)
4.5 - 6 V
Suplai Current Suplai Current (Icc)
11 mA
Tegangan Keluaran (Vout)
4.65 – 4.65 – 4.7 4.7 V
Hambatan Keluaran (R out out)
2 – 5 – 5 Ω
Sensitivitas Magnetik (Sens)
1.0 – 1.0 – 1.6 1.6 mV/G
Error Sensitivitas Magnetik (∆ (∆Sens(v))
±3%
20
Sensor Hall A1302 Gambar 3.5 Sensor Hall 2. Magnet Silinder 3. Projek akhir ini menggunakan tiga buah magnet silinder. Magnet tersebut digunakan untuk menciptakan medan magnet yang akan dideteksi oleh sensor A1302. Tiga buah magnet silinder yang disatukan akan diletakkan pada timbangan dan sejajar dengan sensor magnet. Saat ada timbangan diberi muatan, maka pegas akan meregang, regangan pegas berbanding lurus dengan gerak translasi batang penggerak yang diatasnya terdapat sensor magnet. Perubahan jarak antara sensor dengan magnet akan mempengaruhi besarnya medan magnet yang terdeteksi oleh sensor.
Gambar 3.6 Magnet Silinder
21
3.1.2
Perancangan Perangkat Pengukur Massa Tubuh
Pengukuran massa tubuh menggunakan prinsip modifikasi timbangan pegas. Modifikasi tersebut menghasilkan keluaran berupa tegangan dari sensor A1302. Tiga buah magnet yang disatukan diletakkan pada batang penggerak yang bergerak translasi sesuai dengan seberapa besar massa yang terukur. Semakin dekat magnet dengan sensor A1302 maka semakin besar medan magnet yang akan terukur. Besaran medan magnet yang terukur oleh sensor A1302 akan sebanding dengan keluaran tegangan analog yang terbaca pada arduino.
Sensor Objek naik
Pisau-pisau
ke lantai
penyangga akan
muatan
menggerakkan pegas
Display
Nilai Massa (kg)
bergerak
Sensor A1302
mendekati
mengukur
magnet
medan magnet
Keluaran
Regresi nilai digital Akuisisi Data
Keluaran Tegangan
dalam satuan massa
Microcontroller Arduino UNO
Gambar 3.7 Diagram Blok Proses Modifikasi Timbangan Pegas
Keluaran tegangan analog tegangan yang dihasilkan oleh sensor A1302 akan diubah oleh microcontroller Arduino UNO menjadi keluaran digital. Keluaran digital tersebut akan diregresi dengan persamaan yang telah didapat dari kalibrasi timbangan. Hasil regresi merupakan nilai beban dalam satuan massa (kg). Massa tersebut akan ditunjukkan dalam display display dan diolah dalam akuisisi data dengan nilai tinggi tubuh untuk mengahsilkan Body mengahsilkan Body Mass Index (BMI).
22
Sensor Magnet
Batang penggerak
Magnet
Pegas Timbangan
Pisau Timbangan
Gambar 3.8 Modifikasi Timbangan Pegas
3.2
Pengukuran Tinggi Tubuh
Pengukuran tinggi tubuh pada projek akhir ini menggunakan sensor ultrasonik yang telah dijelaskan pada bagian 2.4. Sensor ultrasonik akan mengeluarkan gelombang suara dan menerimanya kembali setelah gelombang tersebut dipantulkan oleh bidang tertentu. Bidang yang digunakan adalah logam alumunium yang dibentuk menyesuaikan bentuk body prototipe. prototipe. Bidang pantul akan bergerak sesuai dengan tinggi objek yang diukur. Sistem otomasi yang digunakan untuk menggerakan bidang pantul menggunakan motor DC sebagai penggerak dan microswitcher sebagai pengontrol motor. Keluaran sensor berupa waktu lamanya gelombang suara untuk dipancarkan dan diterima kembali setelah memantul pada bidang pantul. Waktu yang didapatkan dari sensor ultrasonik akan dikonversi menjadi jarak dengan rumus
Keterangan :
s = s = Jarak antara sensor ultrasonik ul trasonik dengan objek yang dideteksi (cm) v = cepat rambat gelombang ultrasonik di udara (34400cm/s) t IN IN = selisih waktu pemancaran dan penerimaan pantulan gelombang(s)
23
(3.1)
Keluaran Tegangan
Objek naik ke lantai
Bidang
Bidang pantul
pantul turun
berhenti di objek
muatan
Sensor
Ultrasonik
mengukur
waktu
tempuh gelombang Nilai Tinggi (cm)
Display
Akuisisi Data
Keluaran
Regresi nilai digital
Microcontroller
dalam satuan tinggi
Arduino UNO
(cm) Gambar 3.9 Diagram Blok Pengukuran Tinggi Tubuh 3.2.1
Komponen Penyusun
Penjelasan dan spesifikasi dari ultrasonik, motor DC, IC L293D dan microswitcher telah dibahas pada bagian 2.4, 2.5,2.6 dan 2.7. 3.2.2
Perancangan Perancangan Perangkat Pengukur Tinggi Tubuh
Sensor ultrasonik akan diletakkan pada bagian atas body prototipe. Sedangkan bidang pantul akan ditempatkan pada bagian bawah sensor dan terhubung dengan ulir yang digerakkan oleh motor DC. Bidang pantul dil etakkan pada bagian bawah sensor dan terhubung dengan ulir yang digerakkan oleh motor DC. Bidang pantul akan bergerak sesuai dengan sistem otomasi yang telah dirancang. Jadi sensor ultrasonik akan mengukur waktu tempuh gelombang suara antara bagian paling atas tempat sensor berada dan bidang pantul yang turun menyesuaikan tinggi objek yang sedang diukur. Gambar dibawah ini akan menjelaskan sistem pengukuran tinggi tubuh. tubuh.
24
Sensor Ultrasonik
Bidang Pantul Motor
Display
Ulir
Jalur Gerak penghalang
Gambar 3.10 Sistem Pengukuran Tinggi Tubuh
3.2.3
Perancangan Perancangan Perangkat Sistem Otomasi Pengukur Tinggi Tubuh
Perancangan sistem otomasi pengukuran tinggi tubuh menggunakan motor DC sebagai penggerak dan microswitcher. Sistem ini berfungis menggerakkan dan menghentikan bidang pantul. Bidang pantul berfungsi sangat penting dalam pengukuran tinggi tubuh sehingga sistem ini bekerja secara otomatis untuk meminimalisir kesalahan akibat operator.
25
3.2.3.1 Sistem Kerja Motor DC dengan Driver L293D
Gambar 3.11 Skematik Rangkaian Hubungan Motor DC dan IC L293D
IC Driver L293D merupakan rangkaian jembatan H yang terdiri dari 4 buah transistor yang berfungsi sebagai saklar untuk menggerakan motor DC secara bolak-balik. Pada kaki 1,8, dan 16 dihubungkan ke supply dari arduino (5V) sebagai suplai logic. Sedangkan pin 9 dihubungkan ke suplai tegangan 24 volt untuk menggerakan motor. Pin 4, 5, 12, dan 13 dihubungkan ke ground. Pin 2, dan 7 dihubungkan ke pin digital pada arduino untuk memberi perintah logic arah logic arah putaran motor DC. Kemudian pin 3 driver dihubungkan dihubungkan ke kaki positif motor DC dan dan pin 6 dihubungkan dihubungkan ke kaki negatif pada motor DC.
26
Saat pin 2 diberi nilai high dan high dan pin 7 bernilai low maka low maka dari arus dari suplai akan mengalir ke pin positif motor DC (pin 3) sehingga motor berputar searah jarum jam, Sedangkan saat pin 2 bernilai low low dan pin 7 diberi nilai high high maka motor akan berputar dengan arah sebaliknya.
3.2.3.2 Sistem Otomasi Penggerak Bidang Pantul
Motor DC bergerak saat terdapat objek pada lantai muatan yang mempunyai massa lebih dari 20 kg. Motor DC yang dihubungkan dengan ulir akan bergerak memutar ulir. Dudukan penghalang terhubung dengan sebuah mur yang terpasang di ulir dan ukurannya pas dengan jalur gerak penghalang. Ulir terpasang dalam posisi yang tetap dan terpasang dengan bearing . Saat motor berputar maka ulir ikut berputar, karena ulir terpasang pada posisi tetap maka mur yang terhubung dengan penghalang akan bergerak ke atas ataupun ke bawah sesuai arah putaran motor. Pada ujung penghalang terdapat sebuah Microswitcher yang berfungsi sebagai pengontrol motor. saat microswitcher menyentuh bagian paling atas objek (kepala) maka akan memberi masukan high pada high pada microcontroller, microswitcher memberikan perintah berhenti pada motor DC sehingga bidang pantul akan berhenti tegak lurus tepat dengan kepala objek. Jarak antara bidang pantul yang mengenai kepala objek dan lantai muatan timbangan merupakan nilai tinggi badan objek yang terukur. Hasil pengukuran sensor akan diolah oleh mikrokontroler Arduino UNO dan ditampilkan pada display. display. Diagram alir pemrograman dapat dilihat pada Gambar 3.12.
27
Mulai
Objek naik ke lantai muatan
Tidak
Massa objek > 20 kg Ya Motor bergerak Bidang pantul turun
Tidak Microswitcher menyentuh objek Ya Bidang pantul berhenti Sensor ultrasonik mengukur waktu tempuh gelombang (t ( t IN) IN)
Konversi waktu menjadi jarak
2 IN
Tinggi tubuh = 200 - s
Objek naik ke
Selesai
lantai muatan Sist em Otomasi Pengukuran Tinggi Tubuh Gambar 3.12 Diagram Alir Sistem
28
3.3
Desain Pengukuran Body M ass ass I ndex (BMI)
Akuisisi data pengukuran projek akhir ini adalah menggabungkan data hasil pengukuran massa tubuh dengan tinggi tubuh. Seperti yang sudah dijelaskan pada subbab 2.1, kedua hasil pengukuran dapat menghasilkan BMI dengan rumus tertentu. 3.3.1
Desain Mekanik Perangkat Pengukur BMI
Konstruksi mekanik dari prototipe Body Mass Index Index sebagian besar dibuat dari bahan Aluminium, Untuk batang ulir pada sistem otomasi motor terbuat dari baja, sedangkan display prototipe display prototipe terbuat dari acrylic. acrylic. sebagai tambahan, alas dudukan timbangan terbuat dari bahan kayu.
Dudukan Perangkat Pengukur Tinggi
Tiang Utama
Dudukan Perangkat Pengukur Massa Tubuh
Gambar 3.13 Desain Mekanik Alat Ukur BMI
29
3.3.2
Desain Rangkaian Elektronik Perangkat Pengukur BMI
Perangkat alat ukur Body Mass Index (BMI) terdiri dari gabungan perangkat pengukuran massa dan tinggi tubuh serta mikrokontroler Arduino UNO. Komponen-komponen tersebut selanjutnya dirangkai sehingga sesuai dengan skematik berikut.
Gambar 3.14 Rangkaian Skematik Sistem Pengukuran BMI 3.3.3
Algoritma Pengukuran BMI
Algoritma pengukuran BMI merupakan lanjutan dari data hasil pengukuran massa dan tinggi tubuh yang diakuisisi menggunakan mikrokontroler Arduino UNO dan ditampilkan pada display juga display juga menyalakan indikator LED. Warna dan letak LED akan menjadi indikator kondisi tubuh yang telah ditentukan oleh BMI. LED merah akan menyala apabila objek yang terukur memiliki BMI dengan kondisi 30
Underweight dan Overweight . Adapun LED hijau akan menyala apbila objek yang terukur memiliki BMI dengan kategori ideal. Diagram alir pemrograman dapat dilihat pada Gambar 3.15 Mulai
Hasil pengukuran
Hasil pengukuran
massa k
tin
i cm
Tidak 45 kg ≤ massa ≤ massa ≤ 100 kg dan 145 cm ≤ tinggi ≤ 190 Ya
Tidak
Tidak
18,5
BMI
BMI
≤
≥ 25 Ya
Ya
Ya Cetak nilai
Cetak nilai Cetak nilai
LED merah di
LED merah di gambar kiri
LED hijau di
gambar kanan
menyala
gambar tengah
menyala
menyala
Selesai Gambar 3.15 Diagram Alir Sistem Pengukuran BMI
31
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS
4 4.1
Pengujian dan Analisis
Pengujian Alat Ukur
Pengujian alat ukur pada projek akhir ini menjelaskan mengenai proses pengambilan data mulai dari data kalibrasi sampai pengujian alat ukur secara keseluruhan. Berikut ini akan dijelaskan proses-proses pengujian yang dilakukan dalam projek akhir ini.
4.1.1
Pengujian Perangkat Pengukur Massa Tubuh
Pengujian perangkat pengukur massa tubuh meliputi karakterisasi sensor magnet, pengujian histerisis histerisi s alat ukur dan pengujian kebenaran penunjukan. Standar yang digunakan adalah anak timbangan kelas M1. Berikut ini akan dijelaskan prosedur serta pengolahan data kalibrasi dan pengujiannya.
Prosedur Pengujian Perangkat Pengukur Massa Tubuh adalah sebagai berikut 1. Mempersiapkan Prototype dan standar yang digunakan 2. Mengondisikan agar penunjukan awal nol 3. Menaikkan standar ke lantai muatan 4. Mencatat hasil yang terukur 5. Mengulangi langkah 3 dan 4 dengan nilai muatan yang berbeda.
4.1.1.1 Karakterisasi Sensor Magnet Menggunakan Massa Standar
Karakterisasi sensor Magnet dilakukan untuk mengetahui keluaran sensor magnet yang dihubungkan dengan Arduino saat timbangan diberi muatan tertentu. Muatan yang digunakan adalah anak timbangan standar kelas M1. Besarnya keluaran tegangan analog yang terbaca sebanding dengan besarnya medan magnet yang terdeteksi sensor. Karena data yang dihasilkan tidak linear, sehingga dilakukan regresi dengan menggunakan perangkat lunak MATLAB. Regresi yang digunakan adalah regresi sinusoidal dengan orde 3. Hasil Regresi ditampilkan dalam grafik sebagai berikut
32
Gambar 4.1 Grafik Karakterisasi Magnet
Dari regresi sinusoidal ini diperoleh persamaan konversi sebagai berikut :
22
(4.1)
Variabel y merupakan nilai konversi massa yang dihasilkan, sedangkan variabel x merupakan nilai keluaran tegangan analog yang terbaca pada Arduino. Dari persamaan diatas diperoleh nilai R sebesar 0.9987.
Regresi sinusoidal ini digunakan karena data yang dihasilkan tidak linear.Saat digunakan regresi polinomial pada orde lebih dari 3, hasil regresi cukup bagus. Namun, saat persamaan tersebut dimasukkan ke dalam arduino, data tidak bisa diolah karena melebihi kemampuan tipe data yang telah digunakan. Tipe data yang digunakan adalah int, long, dan long int . int .
4.1.1.2 Pengujian Histerisis Alat Ukur Massa Tubuh
Pengujian histerisis dilakukan dengan uji naik dan uji turun dengan perubahan besar muatan yang konstan. Data hasil pengujian pengujian adalah sebagai berikut :
33
700,00
Turun y = 1.621x + 507.6 R² = 0.913
680,00 o 660,00 n i u 640,00 d r A620,00 g o l a 600,00 n A580,00 t u p t 560,00 u O540,00
Naik y = 1.613x + 507.8 R² = 0.927 Pengukur an Naik
520,00 500,00 0
20
40
60
80
100
120
Pengukur an Turun
Massa Standar (kg)
Gambar 4.2 Grafik Histerisis Massa Standar Terhadap Outuput Analog
Dari Grafik dapat diketahui saat pengukuran naik sensitivitas keluaran tegangan analog arduino terhadap kenaikan massa standar kelipatan 20 kg adalah 1.613 dan nilai R adalah 0.913. sedangkan pada pengukuran turun nilai sensitivitas sebesar 1.621 dan nilai R sebesar 0.927.
Besarnya nilai Histerisis dari data diatas adalah sebagai berikut Saat pengukuran naik
y
Saat pengukuran turun
=0, maka x = -314.817
y
=0, maka x = -313.14
Histerisis = | (-314.817)-(-313.14)| = 1.677
Dari hasil perhitungan diatas, untuk pengukuran naik maupun pengukuran turun diperoleh nilai R mendekati 1, artinya data cukup linear, sedangkan nilai histerisis masih cukup besar, sehingga data hasil pengukuran naik dan pengukuran turun berbeda.
34
120,00 Turun y = 1.019x - 0.952 R² = 0.998
100,00 ) g k 80,00 ( t a l A 60,00 a s s a 40,00 M
Naik y = 0.999x + 0.492 R² = 0.999
Pengu kuran Naik
20,00 0,00 0
20
40
60
80
100
120
Pengu kuran Turun
Massa Standar (kg)
Gambar 4.3 Grafik Histerisis Massa Standar Terhadap Penunjukkan Massa di Display Alat Display Alat Ukur Massa Tubuh
Dari grafik dapat diketahui saat pengukuran naik sensitivitas hasil penunjukan display terhadap display terhadap kenaikan massa standar kelipatan 20 kg adalah 0.999 dan nilai R adalah 0.999. sedangkan pada pengukuran turun nilai sensitivitas sebesar 1.019 dan nilai R sebesar 0.998.
Besarnya nilai histerisis dari data diatas adalah sebagai berikut Saat pengukuran naik
y
Saat pengukuran turun
=0, maka x = -0.492
y
=0, maka x = 0.934
Histerisis = | (-0.492)-0.934| = 1.426
Dari hasil perhitungan diatas, untuk pengukuran naik maupun pengukuran turun diperoleh nilai R mendekati 1, artinya data hasil pengukuran linear, sedangkan nilai histerisis masih cukup besar, sehingga data hasil pengukuran naik dan pengukuran turun berbeda. Perbedaan pengukuran ini disebabkan karena posisi magnet saat perubahan beban yang kurang stabil. Sedikit saja perubahan posisi magnet akan mempengaruhi keluaran tegangan analog Arduino ikut berbubah dan nilai terukur pada display juga display juga berubah.
35
4.1.1.3 Pengujian Kebenaran Alat Ukur Massa Tubuh
Pengujian kebenaran penunjukan alat ukur massa tubuh dilakukan pada 17 titik pengukuran dengan selisih 5 kg untuk setiap titik pengukuran. Data pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.1. Berikut ini spesifikasi prototipe timbangan.
Massa maksimum = 100 kg Interval skala (e) = 1 kg Jumlah interval skala = 100kg/1kg = 100 Kelas timbangan = 4 (biasa) Minimum menimbang = 10e = 10 kg
Tabel 4.1 Data Pengujian Kebenaran Alat Ukur Massa Tubuh Muatan (L) standar (kg)
20
25
30
35
40
45
Penunjukan (kg)
Kesalahan penunjukan (kg)
Error (%) E(%)=|E/L|*100
Sebenarnya
(IL)
Imbuh ( L)
19
1.9
17.6
-2.4
12.0
17
1.4
16.1
-3.9
19.5
21
0.8
20.7
0.7
3.50
24
1.1
23.4
-1.6
6.40
22
0.3
22.2
-2.8
11.2
24
0.9
23.6
-1.4
5.60
28
0.6
27.9
-2.1
7.00
28
0.4
28.1
-1.9
6.33
32
0.4
32.1
2.1
7.00
34
0.9
33.6
-1.4
4.00
34
0.3
34.2
-0.8
2.29
37
0.7
36.8
1.8
5.14
39
0.8
38.7
-1.3
3.25
40
0.8
39.7
-0.3
0.75
40
0.9
39.6
-0.4
1.00
44
0.9
43.6
-1.4
3.11
44
0.6
43.9
-1.1
2.44
44
1.4
43.1
-1.9
4.22
Display
E = IL+0,5e - L - L
( IL + 0,5e - ΔL)
36
Tabel 4.1 Data Pengujian Kebenaran Alat Ukur Massa Tubuh (Lanjutan) Muatan (L) standar (kg)
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
Penunjukan (kg)
Kesalahan penunjukan (kg)
Error (%) E(%)=|E/L|*100
Sebenarnya
(IL)
Imbuh ( L)
( IL + 0,5e - ΔL)
E = IL+0,5e - L – L
54
0.5
54
-1
1.82
56
0.9
55.6
0.6
1.09
53
0.9
52.6
-2.4
4.36
59
1.4
58.1
-1.9
3.17
59
0.5
59
-1
1.67
58
1.4
57.1
-2.9
4.83
63
1.2
62.3
-2.7
4.15
64
0.7
63.8
-1.2
1.85
63
0.2
63.3
-1.7
2.62
68
0.9
67.6
-2.4
3.43
68
0.1
68.4
-1.6
2.29
73
0.2
73.3
3.3
4.71
73
0.8
72.7
-2.3
3.07
75
0.7
74.8
-0.2
0.27
74
0.2
74.3
-0.7
0.93
81
0.4
81.1
1.1
1.37
84
0.4
84.1
4.1
5.12
83
0.1
83.4
3.4
4.25
87
0.2
87.3
2.3
2.71
88
0.2
88.3
3.3
3.88
90
2
88.5
3.5
4.12
92
0.4
92.1
2.1
2.33
91
1.4
90.1
0.1
0.11
91
1.2
90.3
0.3
0.33
96
3.7
92.8
-2.2
2.32
93
2
91.5
-3.5
3.68
92
1
91.5
-3.5
3.68
104
0.2
104.3
4.3
4.30
98
0.4
98.1
-1.9
1.90
98
0.2
98.3
-1.7
1.70
Display
Masuk dalam rentang BKD
37
Batas Kesalahan yang Diizinkan sesuai prosedur untuk rentang 0 kg – 50 kg sebesar 0.5 kg dan untuk rentang 51 kg – 200 kg sebesar 1 kg. Dari hasil pengujian hanya sedikit data yang berada dalam rentang BKD.
Pemgolahan data terdiri dari beberapa karakteristik statik. Beberapa parameter karakteristik statik diantaranya yaitu : 1. Bias Bias adalah perbedaan harga rata-rata keluaran alat ukur dengan harga benar untuk masukan yang sama. Bias menunjukan kecenderungan nilai pengukuran yang lebih besar atau lebih kecil dari suatu alat ukur dibandingkan dengan alat ukur standar. Persamaan untuk menentukan nilai bias ditunjukan sebagai berikut.
| ̅| ̅ ∑ ̅
(4.2)
Bias
(4.3)
: Nilai rata-rata pengukuran
: Nilai Pengukuran : Jumlah data
2. Akurasi
Akurasi atau ketelitian adalah derajat kedekatan harga penunjukan alat ukur dengan harga penunjukan alat ukur standar yang dianggap benar. Akurasi menunjukan seberapa dekat hasil pengukuran yang dilakukan secara berulang dengan nilai yang sebenarnya.
( ( ) ̅ ∑ ∑ √
(4.4)
Akurasi =
(4.5)
: Standar deviasi
: Nilai pengukuran standar
3. Presisi
38
Presisi atau ketepatan adalah derajat kedekatan dalam satu kelompok data pengukuran. Presisi menunjukan kemampuan alat ukur memberikan hasil pengukuran yang konsisten konsisten pada pengukuran secara berulang. Presisi =
( ̅ )
(4.6)
4. Kesalahan Kesalahan adalah perbedaan antara nilai keluaran dengan harga benar suatu standar. Kesalahan =
( )
(4.7)
Dari Tabel 4.2 bisa diketahui nilai standar deviasi rata-rata, standar deviasi, bias, kesalahan, akurasi, dan presisi untuk setiap titik pengukuran sebagai berikut
Tabel 4.2 Pengolahan Data Pengujian Kebenaran Alat Ukur Massa Tubuh
Muatan (kg)
Rata2 penunjukan sebenarnya (kg)
Standar Deviasi (kg)
Bias (kg)
Kesalahan (%)
Akurasi (%)
Presisi (%)
20
18.13
2.35
1.87
44.52
55.47
61.19
25
23.07
0.76
1.93
16.82
83.18
90.15
30
29.37
2.37
0.63
25.80
74.19
75.80
35
34.87
1.70
0.13
14.96
85.03
85.36
40
39.33
0.55
0.67
5.797
94.20
95.79
45
43.53
0.40
1.47
5.953
94.04
97.21
50
48.97
1.76
1.03
12.60
87.39
89.24
55
54.07
1.50
0.93
9.885
90.11
91.67
60
58.07
0.95
1.93
7.974
92.02
95.09
65
63.13
0.76
1.87
6.396
93.60
96.37
70
69.77
3.08
0.23
13.56
86.44
86.73
75
73.93
1.09
1.07
5.810
94.18
95.54
80
82.87
1.57
-2.87
2.302
97.69
94.31
85
88.03
0.64
-3.03
1.299
98.70
97.80
90
90.83
1.10
-0.83
2.745
97.25
96.36
95
91.93
0.75
3.07
5.598
94.40
97.55
100
100.23
3.52
-0.23
10.33
89.66
89.45
39
Dari data di Tabel 4.1 dan Tabel 4.2 dapat diketahui untuk pengukuran rentang yang kecil yaitu antara 20 kg – 40 40 kg memiliki nilai kesalahan yang cukup besar. Hal ini terjadi karena pada saat pengukuran di bawah rentang 40 kg kenaikan skala belum stabil, yaitu di rentang 2 kg untuk tiap perubahan skala karena menyesuaikan nilai keluaran tegangan analog dari sensor yang terbaca pada Arduino UNO. Perubahan yang tidak stabil pada rentang pengukuran kecil terjadi karena pada jarak tertentu yang relatif lebih jauh, medan magnet yang terdeteksi oleh sensor kecil dan untuk setiap perubahan jarak tertentu, besarnya medan magnet yang terdeteksi tidak linear seperti pada karakterisasi sensor magnet yang dilakukan.
4.1.2
Pengujian Alat Ukur Tinggi Tubuh
Pengujian perangkat alat ukur tinggi tubuh dilakukan 2 kali pengujian yaitu pengujian histerisis dan pengujian kebenaran penunjukan. penunjukan. Standar yang digunakan sebagai pembanding adalah Laser Distance Leica Disto A6 dengan spesifikasi rentang pengukuran 0.05 m sampai 200 m dan akurasi ± 1,5 mm.
Gambar 4.4 Laser Distance Meter
Prosedur pengujian prototipe pengukur tinggi tubuh adalah sebagai beri kut : 1. Mempersiapkan prototipe dan standar pembanding 2. Meletakkan standar pembanding tegak lurus lantai muatan dan menempel pada permukaan dudukan timbangan. timbangan. 3. Menjalankan sistem otomasi prototipe pengukur tinggi tubuh.
40
4. Mengontrol sistem agar alat ukur berhenti tiap perubahan 1 cm, baik pada saat pengukuran naik maupun pengukuran turun. 5. Mengambil data menggunakan standar pembanding untuk setiap perubahan 1 cm 6. Mencatat hasil pengukuran yang didapatkan.
4.1.2.1 Pengujian Histerisis Alat Ukur Tinggi Tubuh
Pengujian Histerisis alat ukur tinggi tubuh dilakukan dengan pengujian naik dan pengujian turun dari alat ukur, dengan rentang pengukuran dari 145 cm – 190 190 cm, dan untuk setiap perubahan jarak 1 cm. setiap perubahan jarak pengukuran sebanding dengan 7 putaran motor. Dari pengujian histerisis, diperoleh grafik sebagai berikut. 200 Naik y = 1.020x - 3.403 R² = 0.999
190 ) m c 180 ( e c n a t 170 s i D r e s a 160 L
Turun y = 1.038x - 6.162 R² = 0.999
Pengujian Turun Pengujian Naik
150 140 140
150
160
170
180
190
200
Alat Ukur (cm)
Gambar 4.5 Grafik Histerisis Pengujian Alat Ukur Tinggi Tubuh
Dari grafik dapat diketahui saat pengukuran naik sensitivitas dari alat penunjukan alat ukur dengan pembanding laser distance adalah 1.020 dan nilai R adalah 0.999. sedangkan pada pengukuran turun sensitivitasnya sebesar 1.038 dan nilai R sebesar 0.999. Besarnya nilai histerisis dari data diatas adalah sebagai berikut Saat pengukuran naik
y
=0, maka x = 3.36
41
Saat pengukuran turun
y
=0, maka x = 5.93
Histerisis = | 3.36-5.936| = 2.57
Dari hasil perhitungan diatas, untuk pengukuran naik maupun pengukuran turun diperoleh nilai R mendekati 1, artinya data linear, sedangkan nilai histerisis masih cukup besar, sehingga data hasil pengukuran naik dan pengukuran turun berbeda.
4.1.2.2 Pengujian Kebenaran Penunjukkan Penunjukkan Alat Ukur Tinggi Tubuh
Pada pengujian kebenaran prototipe tinggi badan dilakukan 3 kali pengulangan pada masing-masing titik pengukuran. Berikut adalah tabel rata-rata dari hasil pengujian dan kesalahan hasil pengukuran. pengukuran. T inggi Tabel 4.3 Data Pengujian Kebenaran Alat Ukur Tinggi Alat Ukur (cm) 190
Rata2 Standar (cm) 190.50
189
Error (cm)
Error (%)
0.50
0.26
189.73
0.73
0.39
188
188.70
0.70
0.37
187
187.63
0.63
0.34
186
186.73
0.73
0.39
185
185.57
0.57
0.31
184
184.57
0.57
0.31
183
183.67
0.67
0.36
182
182.50
0.50
0.27
181
181.60
0.60
0.33
180
180.53
0.53
0.30
179
179.70
0.70
0.39
178
178.40
0.40
0.22
177
177.00
0.00
0.00
176
176.13
0.13
0.08
175
175.10
0.10
0.06
174
174.23
0.23
0.13
173
173.20
0.20
0.12
172
172.17
0.17
0.10
171
171.17
0.17
0.10
170
170.07
0.07
0.04
169
169.07
0.07
0.04
42
Tabel 4.4 Data Pengujian Kebenaran Alat Ukur Tinggi (Lanjutan) Alat Ukur (cm)
Rata2 Standar (cm)
Error (cm)
Error (%)
168
168.00
0.00
0.00
167
167.00
0.00
0.00
165
165.03
0.03
0.02
164
164.07
0.07
0.04
163
163.07
0.07
0.04
162
162.20
0.20
0.12
161
161.10
0.10
0.06
160
160.17
0.17
0.10
159
159.17
0.17
0.10
158
158.03
0.03
0.02
157
157.10
0.10
0.06
156
156.00
0.00
0.00
155
154.93
-0.07
0.04
154
153.87
-0.13
0.09
153
152.77
-0.23
0.15
152
151.90
-0.10
0.07
151
150.93
-0.07
0.04
150
149.43
-0.57
0.38
149
148.47
-0.53
0.36
148
147.53
-0.47
0.32
147
146.47
-0.53
0.36
146
145.43
-0.57
0.39
145
144.70
-0.30
0.21
Data hasil pengujian kebenaran perangkat pengukur tinggi tubuh yang diperoleh menunjukkan hasil yang cukup bagus. Selisih hasil pengukuran maksimum adalah 0.73 cm, persentase kesalahan maksimum yang didapat adalah 0.39 %.
4.1.3
Pengujian Alat Ukur Body M ass ass I ndex (BMI)
Setelah dilakukan pengujian masing-masing perangkat, dilakukan pengujian dengan
menggabungkan
semua
perangkat.
Pengujian
dilakukan
dengan
mengambil data dari beberapa sampel orang dari rentang tinggi badan 145-190 dan berat badan dari ren 45 kg – 100 kg. Untuk alat ukur pembanding, sebagai acuan digunakan Timbangan elektronik kelas III yang sudah dilakukan pengujian untuk pengukur massa tubuh dan Laser Distance Leica Disto A6 untuk pengukur tinggi tubuh.
43
Gambar 4.6 Timbangan Acuan
Prosedur pengujian alat ukur Body ukur Body Mass Index adalah Index adalah sebagai berikut. 1. Mempersiapkan prototipe dan alat ukur pembanding 2. Objek yang akan diukur melepaskan semua benda pada tubuh yang dapat menambah massa, seperti sepatu dll. 3. Objek ukur naik ke lantai muatan alat ukur dengan posisi badan yang tegap serta kepala tegak lurus ke depan. 4. Sistem alat akan mulai bekerja jika massa ma ssa tubuh sampel yang terukur >20 kg. 5. Penghalang untuk pengukuran tinggi badan secara otomatis akan turun sampai switch sampai switch menekan menekan kepala sampel/objek. 6. Setelah switch Setelah switch menyentuh menyentuh kepala objek maka sistem akan berhenti dan nilai hasil pengukuran tinggi dan berat badan dan nilai BMI objek akan ditampilkan pada display LCD. display LCD. 7. Indikator LED pada display akan display akan menyala sesuai klasifikasi BMI BM I yang sudah ditentukan. 8. Saat penghalang berhenti ukur jarak antara lantai muatan dan penghalang yang tegak lurus kepala objek 9. Kemudian Mencatat hasil pengukuran yang diperoleh dari prototipe 10. Objek turun dari lantai muatan prototipe. 11. Objek Menimbang kembali ke Timbangan elektronik acuan 12. Mencatat dan Membandingkan hasil pengukuran prototipe dengan hasil dari alat ukur acuan.
44
Tabel 4.4 Data Hasil Pengukuran BMI Sampel ke-
Prototipe
Alat Ukur Acuan
Tinggi (cm)
Massa (kg)
BMI
Kategori
Tinggi (cm)
Massa (kg)
BMI
Kategori
1
149
58
26.12
Overweight
148.8
57.6
26.01
Overweight
2
150
59
26.22
Overweight
149.4
57.6
25.81
Overweight
3
163
52
19.57
Normal
163.7
48.8
18.21
Underweight
4
164
74
27.50
Overweight
164.3
81.5
30.19
Overweight
5 6 7 8 9
165
75
27.55
Overweight
165.4
81.6
29.83
Overweight
165
63
23.14
Normal
165.7
59.6
21.71
Normal
165
70
25.71
Overweight
166.3
71.3
25.78
Overweight
166
60
21.77
Normal
166.7
59.1
21.27
Normal
166
50
18.14
Underweight
166.3
49.1
17.75
Underweight
10
166
64
23.25
Normal
166.5
68.0
24.52
Normal
11 12 13 14 15 16
166
54
19.60
Normal
166.5
49.1
17.71
Underweight
169
58
20.31
Normal
170.1
48.6
16.80
Underweight
171
46
15.73
Underweight
171.2
48.8
16.65
Underweight
173
68
22.72
Normal
173.4
68.5
22.78
Normal
173
63
21.05
Normal
173.4
68.1
22.65
Normal
174
69
22.79
Normal
174.2
68.1
22.44
Normal
Tabel 4.5 Pengolahan Data Pengukuran BMI Sampel ke-
Error
Error (%)
Tinggi
Massa
BMI
Tinggi
Massa
BMI
1
0.2
0.4
0.11
0.13
0.69
0.42
2
0.6
1.4
0.42
0.40
2.43
1.61
3
0.7
3.2
1.36
0.42
6.56
7.47
4
0.3
7.5
2.69
0.18
9.20
8.91
5 6 7 8 9
0.4
6.6
2.28
0.24
8.09
7.64
0.7
3.4
1.43
0.42
5.70
6.60
1.3
1.3
0.07
0.78
1.82
0.27
0.7
0.9
0.51
0.42
1.52
2.38
0.3
0.9
0.39
0.18
1.83
2.20
10
0.5
4.0
1.27
0.30
5.80
5.17
11 12
0.5
4.9
1.89
0.30
9.98
10.6
1.1
9.4
3.51
0.65
19.3
20.9
13
0.2
4.8
0.92
0.12
9.80
5.52
14
0.4
0.5
0.06
0.23
0.73
0.27
15
0.4
5.1
1.60
0.23
7.48
7.06
16
0.2
0.9
0.35
0.11
1.32
1.55
45
Data yang diperoleh dari hasil pengujian belum cukup bagus khususnya pada pengukuran massa tubuh. Kesalahan pengukuran massa tubuh dari sistem gabungan cukup tinggi.
4.2
Analisis
Kesalahan pengukuran Body Mass Index (BMI) pada prototipe projek akhir ini cukup besar. Kesalahan yang cukup signifikan berasal dari alat ukur massa atau bagian modifikasi timbangan. Kesalahan hasil pengukuran pada timbangan dikarenakan karakteristik dari sensor efek hall yang yang sangat sensitif apabila terjadi sedikit perubahan posisi. Pemasangan timbangan pegas pada kerangka prototipe juga sangat berpengaruh. Karena konstruksi tempat dudukan timbangan memiliki ukuran yang pas, sebagian tekanan dari objek teredam oleh kerangka sehingga hasil pengujian timbangan di dalam dan di luar kerangka prototipe menjadi berbeda. Perubahan tersebut mempengaruhi nilai keluaran tegangan analog yang terbaca pada arduino, sehingga berpengaruh juga terhadap nilai konversi yang ditampilkan dalam display display LCD. Selain itu pengaruh medan magnet di sekitar sensor juga sangat berpengaruh terhadap hasil pengukuran.
Untuk hasil pengukuran tinggi tubuh menggunakan sensor ultrasonik sudah cukup bagus, kesalahan pada hasil pengukuran disebabkan karena resolusi dari alat ukur acuan yang digunakan sebagai pembanding lebih kecil yaitu 1 mm, sedangkan resolusi pada prototipe adalah 1 cm. Selisih dari hasil penunjukan penunjukan prototipe dan dan alat ukur pembanding ini ini yang menyebabkan terjadinya error. Faktor lain yang yang menyebabkan terjadinya kesalahan hasil pengukuran adalah posisi motor DC yang berdekatan dengan sensor ultrasonik, sehingga saat motor berputar, secara tidak langsung akan mempengaruhi hasil pengukuran sensor ultrasonik.
Pada sistem mekanik prototipe, waktu yang dibutuhkan penghalang untuk bergerak naik turun pada sistem otomasi pengukuran tinggi tubuh masih cukup lama. Untuk setiap perubahan 1 cm dibutuhkan waktu sekitar 5 sekon yang yang setara dengan 7 putaran motor. Hal ini terjadi karena kekuatan dari motor DC yang hanya mampu menerima arus yang kecil. Tegangan maksimum dari motor DC
46
yang digunakan adalah 24 V. Saat motor DC diuji menggunakan suplai voltage dan diberi masukan tegangan maksimum arus yang terukur adalah 0.08 A. Faktor lain yang mempengaruhi kecepatan gerak penghalang adalah gesekan antara dudukan penghalang dan lintasan pada tiang utama.
47
BAB V PENUTUP
5 5.1
Penutup
Simpulan
Dari hasil perancangan dan pengujian prototipe pada proyek akhir ini dapat disimpulkan beberapa hal. 1. Prototipe pengukur Body Mass Index (BMI) telah berhasil dibuat dengan menggabungkan pengukuran pengukuran massa tubuh dan tinggi tin ggi tubuh secara otomatis. 2. Rentang pengukuran adalah massa tubuh 30 kg hingga 100 kg dan tinggi tubuh 145 cm hingga 190 cm. 3. Konversi nilai output analog sensor magnet ke dalam nilai massa
22 menggunakan persamaan
4. Pengujian kebenaran alat ukur massa tubuh menunjukkan pengukuran rentang
yang kecil yaitu antara 20 kg – 40 kg memiliki nilai kesalahan yang cukup besar hingga 25.80%. Adapun pengujian kebenaran alat ukur tinggi tubuh menunjukkan nilai yang baik karena kesalahan terbesar hanya 0.39%. 5. Kesalahan pengukuran BMI dan pengelompokannya berasal dari kesalahan pengukuran massa tubuh yang cukup besar. Kesalahan tersebut disebabkan oleh sensor efek hall yang sangat sensitif apabila terjadi perubahan posisi walaupun hanya sedikit. Selain itu sebagian tekanan teredam oleh kerangka prototipe karena dudukan tempat timbangan sangat pas sehingga hasil pengujian timbangan di dalam dan di luar kerangka prototipe berbeda.
5.2
Saran
Pada penelitian selanjutnya, hal yang dapat dilakukan untuk meningkatkan performa prototipe adalah: 1. Meningkatkan kestabilan sensor hall A1302 untuk mendapatkan hasil pengukuran massa tubuh yang yang lebih akurat. 2. Menggunakan motor DC dengan arus lebih besar sehingga memiliki torsi yang lebih besar untuk meningkatkan kecepatan turunnya bidang pantul.
48
3. Membuat konstruksi dudukan tempat timbangan menjadi lebih stabil dan tidak terlalu pas dengan timbangan untuk mencegah terjadinya perbedaan pengujian timbangan di dalam dan di luar dudukan timbangan.
49
DAFTAR PUSTAKA
Daftar Pustaka [1] The Lancet, "Appropriate body-mass index for Asian populations and its implications for policy and intervention strategies," Public strategies," Public Health, vol. 363, p. 1, 2004. [2] National Obesity Observatory, "Body Mass Index as Measure of Obesity," Associaton of Public Health Observatories, pp. Observatories, pp. 2-3, 2009. [3] USDA, "Body Mass Index and Health," A Publication of the USDA Center for Nutrition Policy and Promotion, Promotion, p. 1, 2000. [4] PPSDMK, Modul Praktikum SIstem Pengukuran Massa, Cimahi: BALAI DIKLAT METROLOGI , 2012. [5] DisiWare, "PING)))™ Ultrasonik "PING)))™ Ultrasonik Range Finder," Application Finder," Application Note, p. Note, p. 1, 2007. [6] S. M. Hasbullah, "Motor Arus Searah," Teknik Elektro FPTK UPI, Bandung, 2010. [7] STMicroelectronics, "PUSH-PULL FOUR CHANNEL DRIVER WITH DIODES," L293D DIODES," L293D L293DD, pp. L293DD, pp. 1-6, 2003. 2003. [8] HoneyWell, HoneyWell, "MICRO SWITCH™ Basic Switches," Sensing, pp. Sensing, pp. 1-6, 2009. [9] G. Pepka, "Position and Level Sensing Using," Application Information, vol. 1, pp. 1-6, 2006.
50
LAMPIRAN A DATA HASIL PENGUJIAN
LAMPIRAN A DATA HASIL PENGUJIAN A. Pengujian A.1 A.
Pengujian Alat Ukur Massa Tubuh Pengujian Karakterisasi Sensor Magnet A.1 Data Hasil Pengujian Karakterisasi Sensor Magnet (Efek Hall (Efek Hall )
Standar (kg)
Keluaran tegangan analog Arduino
Tegangan (volt)
I
II
Ratarata
I
II
Rata-rata
0
527
527
527
2.57575758
2.575758
2.575758
5
529
529
529
2.58553275
2.585533
2.585533
10
531
531
531
2.59530792
2.595308
2.595308
15
534
534
534
2.60997067
2.609971
2.609971
20
537
537
537
2.62463343
2.624633
2.624633
25
541
541
541
2.64418377
2.644184
2.644184
30
544
544
544
2.65884653
2.658847
2.658847
35
548
548
548
2.67839687
2.678397
2.678397
40
553
553
553
2.7028348
2.702835
2.702835
45
559
559
559
2.73216031
2.73216
2.73216
50
566
566
566
2.76637341
2.766373
2.766373
55
574
574
574
2.8054741
2.805474
2.805474
60
583
583
583
2.84946237
2.849462
2.849462
65
594
594
594
2.90322581
2.903226
2.903226
70
607
607
607
2.96676442
2.966764
2.966764
75
623
623
623
3.04496579
3.044966
3.044966
76
627
627
627
3.06451613
3.064516
3.064516
77
631
631
631
3.08406647
3.084066
3.084066
78
634
634
634
3.09872923
3.098729
3.098729
79
639
639
639
3.12316716
3.123167
3.123167
80
643
643
643
3.1427175
3.142717
3.142717
100
678
678
678
3.31378299
3.313783
3.313783
110
717
717
717
3.50439883
3.504399
3.504399
120
788
788
788
3.8514174
3.851417
3.851417
51
B.
Pengujian Histerisis Alat Ukur Tubuh A.2 Data Pengujian Histerisis Alat Ukur Massa Tubuh Naik
Standar (kg)
Turun
Keluaran tegangan analog Arduino
Penunjukan Alat (kg)
Keluaran tegangan analog Arduino
Penunjukan Alat (kg)
527
0
528
0
528
0
530
0
528
0
532
0
538
21
535
16
538
21
538
21
539
22
536
17
555
42
551
39
554
41
555
42
550
37
551
39
590
62
582
59
588
61
585
60
577
57
580
58
647
84
648
84
646
83
650
85
633
78
641
81
688
101
688
101
680
98
680
98
687
100
687
100
0
20
40
60
80
100
A.3 Data Rata-Rata Pengujian Histerisis Alat Ukur Massa Tubuh Naik
0
Keluaran tegangan analog Arduino 527.67
20
Turun
0.00
Keluaran tegangan analog Arduino 530.00
538.33
21.33
536.33
18.00
40
553.00
40.00
552.33
40.00
60
585.00
60.00
582.33
59.00
80
642.00
81.67
646.33
83.33
100
685.00
99.67
685.00
99.67
Standar
Penunjukan Alat (kg)
52
Penunjukan Alat (kg) 0.00
A.2
Pengujian Alat Ukur Tinggi Tubuh
A.
Pengujian Histerisis Alat Ukur Tinggi Tubuh A.4 Data Pengujian Histerisis Alat Ukur Tinggi Tubuh
Alat Ukur (cm)
Turun
Naik
Laser Distance Meter (cm)
Error (cm)
Error (%)
Laser Distance Meter (cm)
Error (cm)
Error (%)
190
190.7
-0.7
-0.37
190.3
-0.3
-0.16
189
190.2
-1.2
-0.63
189.4
-0.4
-0.21
188
189.0
-1.0
-0.53
188.6
-0.6
-0.32
187
188.1
-1.1
-0.58
187.3
-0.3
-0.16
186
187.1
-1.1
-0.59
186.4
-0.4
-0.21
185
185.9
-0.9
-0.48
185.2
-0.2
-0.11
184
184.8
-0.8
-0.43
184.5
-0.5
-0.27
183
185.0
-2.0
-1.08
183.4
-0.4
-0.22
182
183.0
-1.0
-0.55
182.4
-0.4
-0.22
181
182.0
-1.0
-0.55
181.3
-0.3
-0.17
180
180.9
-0.9
-0.50
180.3
-0.3
-0.17
179
179.9
-0.9
-0.50
179.7
-0.7
-0.39
178
178.6
-0.6
-0.34
178.5
-0.5
-0.28
177
177.5
-0.5
-0.28
176.6
0.4
0.23
176
176.4
-0.4
-0.23
175.8
0.2
0.11
175
175.3
-0.3
-0.17
174.9
0.1
0.06
174
174.4
-0.4
-0.23
174.2
-0.2
-0.11
173
173.3
-0.3
-0.17
173.1
-0.1
-0.06
172
172.2
-0.2
-0.12
172.1
-0.1
-0.06
171
171.1
-0.1
-0.06
171.4
-0.4
-0.23
170
170.1
-0.1
-0.06
170.2
-0.2
-0.12
169
169.0
0.0
0.00
169
0
0.00
168
168.1
-0.1
-0.06
167.9
0.1
0.06
167
167.0
0.0
0.00
166.8
0.2
0.12
166
166.0
0.0
0.00
166
0
0.00
165
164.9
0.1
0.06
165
0
0.00
164
164.2
-0.2
-0.12
163.9
0.1
0.06
163
163.0
0.0
0.00
163.1
-0.1
-0.06
162
162.1
-0.1
-0.06
162.2
-0.2
-0.12
161
161.1
-0.1
-0.06
161.2
-0.2
-0.12
160
160.2
-0.2
-0.12
160.1
-0.1
-0.06
53
A.5 Data Pengujian Histerisis Alat Ukur Tinggi Tubuh (Lanjutan) Alat Ukur (cm)
B.
Turun
Naik
Laser Distance Meter (cm)
Error (cm)
Error (%)
Laser Distance Meter (cm)
Error (cm)
Error (%)
159
159.1
-0.1
-0.06
159.2
-0.2
0.13
158
157.9
0.1
0.06
158.0
0
0.00
157
157.1
-0.1
-0.06
157.0
0
0.00
156
155.7
0.3
0.19
156.2
-0.2
0.13
155
154.7
0.3
0.19
155.0
0
0.00
154
153.9
0.1
0.06
153.9
0.1
0.06
153
153.4
-0.4
-0.26
152.0
1
0.66
152
151.6
0.4
0.26
151.9
0.1
0.07
151
150.8
0.2
0.13
151.3
-0.3
0.20
150
149.6
0.4
0.27
149.2
0.8
0.54
149
148.6
0.4
0.27
148.4
0.6
0.40
148
147.5
0.5
0.34
147.2
0.8
0.54
147
146.2
0.8
0.55
146.5
0.5
0.34
146
145.3
0.7
0.48
145.3
0.7
0.48
145
144.5
0.5
0.35
144.5
0.5
0.35
Pengujian Penunjukan Tinggi
Penunjukan Display Perangkat Perangkat Pengukur Tinggi Tubuh A.6 Data Hasil Pengujian Penunjukan Display Alat Ukur (cm)
Standar (cm)
Error (cm)
Error (%)
190
190.7
0.7
0.37
190.3
0.3
0.16
190.5
0.5
0.26
190.2
1.2
0.63
189.4
0.4
0.21
189.6
0.6
0.32
189.0
1.0
0.53
188.6
0.6
0.32
188.5
0.5
0.27
188.1
1.1
0.59
187.3
0.3
0.16
187.5
0.5
0.27
189
188
187
54
A.7 Data Hasil Pengujian Penunjukan Display Penunjukan Display Perangkat Perangkat Pengukur Tinggi Tubuh (Lanjutan) Alat Ukur (cm)
Standar (cm)
Error (cm)
Error (%)
186
187.1
1.1
0.59
186.4
0.4
0.22
186.7
0.7
0.38
185.9
0.9
0.49
185.2
0.2
0.11
185.6
0.6
0.32
184.8
0.8
0.43
184.5
0.5
0.27
184.4
0.4
0.22
183.9
0.9
0.49
183.4
0.4
0.22
183.7
0.7
0.38
183.0
1.0
0.55
182.4
0.4
0.22
182.1
0.1
0.05
182.0
1.0
0.55
181.3
0.3
0.17
181.5
0.5
0.28
180.9
0.9
0.50
180.3
0.3
0.17
180.4
0.4
0.22
179.9
0.9
0.50
179.7
0.7
0.39
179.5
0.5
0.28
178.6
0.6
0.34
178.5
0.5
0.28
178.1
0.1
0.06
177.5
0.5
0.28
176.6
-0.4
-0.23
176.9
-0.1
-0.06
176.4
0.4
0.23
175.8
-0.2
-0.11
176.2
0.2
0.11
175.3
0.3
0.17
174.9
-0.1
-0.06
175.1
0.1
0.06
185
184
183
182
181
180
179
178
177
176
175
55
Penunjukan Display Perangkat Perangkat Pengukur Tinggi Tubuh A.8 Data Hasil Pengujian Penunjukan Display (Lanjutan) Alat Ukur (cm)
Standar (cm)
Error (cm)
Error (%)
174
174.4
0.4
0.23
174.2
0.2
0.11
174.1
0.1
0.06
173.3
0.3
0.17
173.1
0.1
0.06
173.2
0.2
0.12
172.2
0.2
0.12
172.1
0.1
0.06
172.2
0.2
0.12
171.1
0.1
0.06
171.4
0.4
0.23
171.0
0.0
0.00
170.1
0.1
0.06
170.2
0.2
0.12
169.9
-0.1
-0.06
169.0
0.0
0.00
169.0
0.0
0.00
169.2
0.2
0.12
168.1
0.1
0.06
167.9
-0.1
-0.06
168.0
0.0
0.00
167.0
0.0
0.00
166.8
-0.2
-0.12
167.1
0.1
0.06
166.0
0.0
0.00
166.0
0.0
0.00
166.2
0.2
0.12
164.9
-0.1
-0.06
165.0
0.0
0.00
165.2
0.2
0.12
164.2
0.2
0.12
163.9
-0.1
-0.06
164.1
0.1
0.06
163.0
0.0
0.00
163.1
0.1
0.06
163.1
0.1
0.06
173
172
171
170
169
168
167
166
165
164
163
56
A.9 Data Hasil Pengujian Penunjukan Display Penunjukan Display Perangkat Perangkat Pengukur Tinggi Tubuh (Lanjutan) Alat Ukur (cm)
Standar (cm)
Error (cm)
Error (%)
162
162.1
0.1
0.06
162.2
0.2
0.12
162.3
0.3
0.19
161.1
0.1
0.06
161.2
0.2
0.12
161.0
0.0
0.00
160.2
0.2
0.12
160.1
0.1
0.06
160.2
0.2
0.12
157.1
0.1
0.06
157
0.0
0.00
157.2
0.2
0.13
155.7
-0.3
-0.19
156.2
0.2
0.13
156.1
0.1
0.06
154.7
-0.3
-0.19
155
0.0
0.00
155.1
0.1
0.06
153.9
-0.1
-0.06
153.9
-0.1
-0.06
153.8
-0.2
-0.13
153.4
0.4
0.26
152
-1.0
-0.65
152.9
-0.1
-0.07
151.6
-0.4
-0.26
151.9
-0.1
-0.07
152.2
0.2
0.13
150.8
-0.2
-0.13
151.3
0.3
0.20
150.7
-0.3
-0.20
149.6
-0.4
-0.27
149.2
-0.8
-0.53
149.5
-0.5
-0.33
148.6
-0.4
-0.27
148.4
-0.6
-0.40
148.4
-0.6
-0.40
161
160
157
156
155
154
153
152
151
150
149
57
A.10 Data Hasil Pengujian Penunjukan Display Penunjukan Display Perangkat Perangkat Pengukur Tinggi Tubuh (Lanjutan) Alat Ukur (cm)
Standar (cm)
Error (cm)
Error (%)
148
147.5
-0.5
-0.34
147.2
-0.8
-0.54
147.9
-0.1
-0.07
146.2
-0.8
-0.54
146.5
-0.5
-0.34
146.7
-0.3
-0.20
145.3
-0.7
-0.48
145.3
-0.7
-0.48
145.7
-0.3
-0.21
144.5
-0.5
-0.34
144.5
-0.5
-0.34
145.1
0.1
0.07
147
146
145
C.
Pengujian Timbangan Acuan A.11 Data Pengujian Kebenaran Timbangan Acuan
Muatan (L) standar (kg)
10 20
30 40 50 60 70 80 90 100
Penunjukan (kg)
Kesalahan penunjukan (kg)
Sebenarnya (IL)
Imbuh (ΔL)
( IL + 0,5e - ΔL)
9.9 20.1 29.9 40.1 49.9 60 69.9 79.9 90 99.9
0.05 0.2 0.05 0.16 0.05 0.1 0.03 0.03 0.03 0.03
9.9 19.95 29.9 39.99 49.9 60.95 69.92 79.92 90.02 99.92
Display
58
E = IL+0,5e -
0.1 0.05 0.1 0.01 0.1 0.05 0.08 0.08 0.02 0.08
-L
A.12 Pengujian Repeatability Pengujian Repeatability Timbangan Acuan
Muatan (L) standar (kg)
80 80 80
Penunjukan (kg)
Kesalahan penunjukan (kg)
Sebenarnya (IL)
Imbuh (ΔL)
( IL + 0,5e - ΔL)
80.1 80.2 80.2
0.09 0.16 0.15
80.06 80.09 80.1
Display
59
E = IL+0,5e -
0.06 0.09 0.1
-L
LAMPIRAN B DESAIN MEKANIK PROTOTIPE
LAMPIRAN B DESAIN MEKANIK PROTOTIPE
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
LAMPIRAN C DESAIN MEKANIK KOTAK DISPLAY
LAMPIRAN C DESAIN MEKANIK KOTAK DISPLAY
77
LAMPIRAN D BARIS PROGRAM PROTOTIPE
LAMPIRAN D BARIS PROGRAM PROTOTIPE #include #define trigPin 12 #define echoPin 13
LiquiDCrystal lcd (8,6,5,4,3,2); int setpo=0;
void setup() { Serial.begin (9600); pinMode(trigPin, KELUARAN); pinMode(echoPin, MASUKAN); MASUKAN); pinMode(10,KELUARAN); pinMode (11,KELUARAN); (11,KELUARAN); pinMode(9,MASUKAN); lcd.begin(16,4); lcd.print(" BMI Meter "); lcd.print(" MI ITB 2011 "); }
void loop() { //-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------long duration, distance; digitalWrite(trigPin, LOW); delayMicroseconds(2); digitalWrite(trigPin, HIGH); delayMicroseconds(10);
78
digitalWrite(trigPin, LOW); duration = pulseIn(echoPin, HIGH); distance = (duration/2) / 29.1; distance = int(distance); //(sumber : www.arduino.cc) //------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- //tinggi badan int k = 200-distance-1; // Keluaran Keluaran tegangan analog sensor analog sensor magnet int x = analogRead(A0); //outpu tegangan sensor magnet magnet float z = x * (5.0 / 1023.0); //konversi Keluaran tegangan analog analog - masssa badan int
y
=
(163.8*sin((0.01309*x)-1.173))+(98.77*sin((0.02547*x)
+0.1419)) + (34.22*sin((0.03366*x)+10.39)); (34.22*sin((0.03366*x)+10.39)); //membaca berat yang lebih dari 15 kg if(x<=535) { y=0; } if(k>190) { k=0; } //perhitungan bmi float r = float (k)/100; float bmi = (y/(r*r)); //------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- //sistem gerak otomasi pengukuran tinggi badan badan if(digitalRead(9)==HIGH )
79
{ digitalWrite(10,LOW); digitalWrite(11,LOW);setpo=1; if(bmi<=18.5) { analogWrite(A5,255); analogWrite(A4,0); analogWrite(A3,0);
lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Tinggi : "); lcd.setCursor(10,0); lcd.print(k); lcd.setCursor(14,0); lcd.print("cm");
lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Berat : "); lcd.setCursor(10,1); lcd.print(y); lcd.setCursor(14,1); lcd.print("kg");
lcd.setCursor(-4,3); lcd.print("BMI
: ");
lcd.setCursor(8,3); lcd.print(bmi); delay (1500);
lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0);
80
lcd.print("Tinggi : "); lcd.setCursor(10,0); lcd.print(k); lcd.setCursor(14,0); lcd.print("cm");
lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Berat : "); lcd.setCursor(10,1); lcd.print(y); lcd.setCursor(14,1); lcd.print("kg"); lcd.setCursor(-2,3); lcd.print("Underweight"); delay (1500); } if (bmi>18.5 && bmi<25) { analogWrite(A5,0); analogWrite(A4,255); analogWrite(A3,0);
lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Tinggi : "); lcd.setCursor(10,0); lcd.print(k); lcd.setCursor(14,0); lcd.print("cm");
lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Berat : ");
81
lcd.setCursor(10,1); lcd.print(y); lcd.setCursor(14,1); lcd.print("kg");
lcd.setCursor(-4,3); lcd.print("BMI
: ");
lcd.setCursor(8,3); lcd.print(bmi); delay (1500);
lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Tinggi : "); lcd.setCursor(10,0); lcd.print(k); lcd.setCursor(14,0); lcd.print("cm");
lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Berat : "); lcd.setCursor(10,1); lcd.print(y); lcd.setCursor(14,1); lcd.print("kg"); lcd.setCursor(0,3); lcd.print("Normal"); delay (1500); } if(bmi>=25) { analogWrite(A5,0);
82
analogWrite(A4,0); analogWrite(A3,255);
lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Tinggi : "); lcd.setCursor(10,0); lcd.print(k); lcd.setCursor(14,0); lcd.print("cm");
lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Berat : "); lcd.setCursor(10,1); lcd.print(y); lcd.setCursor(14,1); lcd.print("kg");
lcd.setCursor(-4,3); lcd.print("BMI
: ");
lcd.setCursor(8,3); lcd.print(bmi); delay (1500);
lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Tinggi : "); lcd.setCursor(10,0); lcd.print(k); lcd.setCursor(14,0); lcd.print("cm");
83
lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Berat : "); lcd.setCursor(10,1); lcd.print(y); lcd.setCursor(14,1); lcd.print("kg"); lcd.setCursor(-2,3); lcd.print("Overweight"); delay (1500); } } if(digitalRead(9)==LOW && y<=20) { digitalWrite(10,LOW); digitalWrite(11,HIGH); analogWrite(A5,0); analogWrite(A4,0); analogWrite(A3,0); } if(y>20 && digitalRead(9)==LOW) { digitalWrite(10,HIGH); digitalWrite(11,LOW); } if(k==0 && y<20) { digitalWrite(10,LOW); digitalWrite(11,LOW); setpo=0; } //print di serial monitor Serial.print(k);
84
Serial.print("
");
Serial.print(digitalRead(9)); Serial.print("
");
Serial.print(x); Serial.print("
");
Serial.print(r); Serial.print("
");
Serial.println(y); //------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- // print tampilan di LCD lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Tinggi : "); lcd.setCursor(10,0); lcd.print(k); lcd.setCursor(14,0); lcd.print("cm");
lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Berat : "); lcd.setCursor(10,1); lcd.print(y); lcd.setCursor(14,1); lcd.print("kg");
lcd.setCursor(0,3); lcd.print("BMI METER");
delay(100); }
85
LAMPIRAN E FOTO PROTOTIPE
LAMPIRAN E FOTO PROTOTIPE
86
