Catu Daya

Catu Daya merupakan suatu rangkaian yang digunakan sebagai sumber tegangan pada suatu rangkaian. Tanpa catu daya suatu rangkaian elektronika tidak akan bisa berjalan. Catu daya dianalogikan sebagai makanan bagi suatu rangkaian. Perancangan catu daya dalam suatu rangkaian merupakan sesuatu yang penting, karena jika catu dayanya tidak benar maka jika langsung dihubungkan ke blok rangkaian lainnya maka akan merusak blok diagram lainnya.

Sumber untuk catu daya ada 2 yaitu AC dan DC. Sumber DC berupa baterai, sedangkan sumber AC merupakan listrik. Pada perancangan catu daya AC komponen yang harus ada antara lain :

 1. Transformator (untuk mengubah arus AC menjadi DC)
     Trafo disini untuk menurunkan tegangan, misalnya sumber 0-220V ingin diubah menjadi tegangan 12V.
    
 2. Kapasitor (sebagai penghilang riple serta filter tegangan)

 3. Resistor dan LED (sebagai indikator)

 4. Regulator (sebagai pembatas tegangan)
     IC yang biasa digunakan untuk regulator adalah LM78xx. Nilai xx tergantung dari tegangan yang kita
     inginkan. Misal kita menginginkan tegangan 5 volt maka kita membutuhkan regulator LM7805.

 5. Pin I/O

Schematic Ohmmeter

 

Gambar 3D Ohmmeter 

 

Gambar PCB Ohmeter

Layout diatas adalah perancangan ohmmeter linier yang digunakan untuk mengetahui nilai resistansi kulit manusia. Dengan sedikit pengetahuan medis maka resistansi kulit bisa mendefinisikan penyakit yang sedang diderita oleh seseorang maupun disfungsi organ.

BLOK DIAGRAM HARDWARE ALAT DETEKSI PENYAKIT

-->

Gambar  Blok diagram sistem rangkaian secara umum

 Blok-blok yang terdapat didalam alat ini yaitu : 

1.  Sensor

Resistive sensor adalah sensor yang digunakan untuk mengukur perubahan resistansi yang ada di tubuh. Salah satu jenis resistive sensor menurut Doebelin yaitu potentiometer. Pada proyek akhir ini menggunakan potentiometer sebagai pendeteksi nilai resistansi yang ada di tubuh.

Sifat dari nilai resistansi yang ada di titik refleksi lebih kecil dibandingkan dengan nilai resistansi bagian kulit lainnya.

Gambar  Perlawanan listrik yang terjadi di titik refleksi 

Jika tanpa tegangan eksternal nilai arus yang melewati tubuh berkisar beberapa nA, ini merupakan nilai yang sangat kecil. Perlu electrode yang bagus dan sesuai untuk bisa mendeteksi arus di tubuh manusia. Berdasarkan dari jurnal ilmiah, A Non-Invasive Biopotential Electrode for The Correct Detection of Bioelectrical Current (2008), suatu electrode yang bagus untuk pendeteksian penyakit yaitu dengan ketentuan di bawah ini :

1.      Dengan menggunakan elektroda yang terbuat dari bahan perak / perak klorida (Ag/AgCl) dapat meminimalkan overpotentials (selisih antara potensial setengah sel diamati untuk sirkuit tertentu dan potensial setengah sel standar). Dimana potensial standar (E₀) adalah potensi 1M konsentrasi larutan pada suhu 25 ° C ketika tidak ada arus di seluruh antarmuka. Untuk Ag+Cl^-, nilai potensial E₀=+0.223V. sedangkan untuk Ag, nilai potensial E₀=+0.799V (data didapat dari Medical Instrumentation Aplication and Design hal.192).

2.      Ujung probe harus memiliki sebuah bentuk yang tepat untuk mengurangi rasa sakit bagi pasien dan untuk menjaga bidang kontak konstan pada kulit. Bidang kontak akan bervariasi sebagai fungsi dari tekanan yang diberikan oleh operator sedangkan arus yang akan diukur akan menjadi fungsi dari tekanan.

3.      Arus yang mengalir di titik refleksi, ketika diukur dalam arus pendek, nilainya menurun dari nilai puncak ke kondisi stabil, ini digunakan sebagai fungsi dari parameter fisiologis banyak dan kondisi.

Pada proyek akhir ini, electrode yang digunakan adalah probe multimeter, hal ini dikarenakan keterbatasan perangkat yang ada di Indonesia, serta keterbatasan biaya penulis. Electrode yang sesuai dengan spesifikasi diatas, diproduksi oleh Negara luar.  Electrode merupakan bagian dari alat yang kontak langsung dengan kulit. Ada tiga lapisan utama di kulit. Lapisan terluar atau epidermis, memainkan peran paling penting dalam antarmuka elektroda. Nilai arus yang melewati lapisan ini berubah-ubah terus, karena permukaan luar yang terdiri dari bahan mati di permukaan kulit dengan karakteristik listrik yang berbeda dari jaringan hidup. Lapisan lebih dalam dari kulit dan saraf berisi komponen vaskular kulit serta kelenjar keringat, saluran, dan rambut. Rangkaian ekivalen umum untuk menggambarkan karakteristik dari interaksi elektroda dan kulit digambarkan pada gambar berikut ini :

Gambar  Rangkaian antarmuka ekuivalen antara kulit dengan electrode

to be continued...

BLOK DIAGRAM ALAT DETEKSI PENYAKIT

Gambar Sistem instrumentasi biomedis (Medical Instrumentation hal.5)  

Tiap sistem instrumentasi biomedis setidaknya memiliki komponen-komponen seperti gambar diatas. Pokok dari aliran flowchart diatas adalah dari pengukuran sampai output display. Sedangkan unsur dan hubungan digambarkan dari garis putus-putus.

Dari gambar diatas didapatkan suatu sistem bahwa pertama-tama sensor mengubah energy atau informasi dari pengukuran menjadi listrik. Sinyal ini kemudian diproses dan diperlihatkan sehingga manusia dapat menerima informasi.

Perancangan dan realisasi alat deteksi dini penyakit ini berkiblat pada sistem diatas serta pada penemuan EAV (Electroacupuncture According to Voll).  Alat ini merupakan suatu pengembangan terbaru dari dunia medis modern. Pengukuran dasarnya adalah parameter listrik pada titik akupuntur/refleksi yang dikaitkan dengan diagnosis dan terapi. Alat ini pertama kali dikembangkan oleh Reinholdt Voll pada tahun 1953. Kemudian pada tahun 1955 mulai dikembangkan kembali atas kerjasama dengan Dr. Fritz Werner, alatnya  disebut Diatherapuncture. Kemudian dibuat alat yang lebih kompak oleh Pitterling Electronic di Munich dengan sebutan Dermatron. Perkembangan terakhir dari EAV yaitu bernama Vistron. 

Dari berbagai penelitian dan jurnal-jurnal ilmiah didapatkan fakta mengenai titik akupuntur/refleksi, bahwa titik-titik tersebut mempunyai sifat yang berbeda dibandingkan dengan daerah kulit lainnya, antara lain :

1.      Memiliki tahanan listrik yang lebih rendah

2.      Potensial listrik lebih tinggi daya hantar listrik lebih tinggi

3.      Daya hantar gelombang suara lebih tinggi

4.      Daya hantar listrik lebih tinggi

5.      Mempunyai hubungan dengan saraf otonom (berhubungan dengan zone of autonomic concentration)

Pada proyek akhir ini, sifat yang digunakan sebagai dasar untuk pembuatan alat deteksi dini penyakit ini berdasarkan nilai tahanan tubuh, potensial listrik dan hubungannya dengan saraf otonom.  Adanya titik-titik refleksi dapat diperlihatkan dengan point detector yang ada di alat. Point detector yang digunakan adalah probe multimeter. Hal ini karena probe multimeter mempunyai sifat yang hampi sama dengan elektroda yang digunakan pada EAV.

Antena Mikrostrip

Pendahuluan

Konsep antena Mikrostrip diperkenalkan pada awal tahun 1950an di USA oleh Deschamps dan di Perancis oleh Gutton dan Baissinot, baru pada tahun 1970an dengan kedatangan teknologi printed-circuit, beberapa kemajuan pada area penelitian ini mulai menghasilan perkembangan antena praktis untuk pertama kalinya.
Bentuk paling sederhana dalam peralatan Mikrostrip adalah berupa sisipan dua buah lapisan konduktif yang saling paralel yang dipisahkan oleh suatu substrat dielektrik. Konduktor bagian atas adalah potongan metal yang tipis (biasanya tembaga atau emas), yang merupakan fraksi kecil dari suatu panjang gelombang. Konduktor bagian bawah adalah bidang pentanahan yang secara teori bernilai tak-hingga. Keduanya dipisahkan oleh sebuah substrat dielektrik yang non-magnetik. Konstanta dielektrik dari substrat berkisar dari 1,17 sampai kisaran 25, dengan loss tangent¬ mulai dari 0,0001 sampai 0,004. Konduktor atas dapat berupa bentuk apapun, bisa persegi-panjang, lingkaran, segi-tiga, elips, helix, cincin lingkaran, dsb.
Perancangan

Untuk mencari dimensi antena mikrostrip (W dan L), harus diketahui terlebih dahulu parameter bahan yang akan digunakan yaitu tebal dielektrik (h), konstanta dielektrik(εr), tebal konduktor (t) dan rugi-rugi bahan (rugi-rugi tangensial). Panjang antena mikrostrip harus disesuaikan, karena apabila terlalu pendek maka bandwidth akan sempit sedangkan apabila terlalu panjang bandwidth akan menjadi lebih lebar tetapi efisiensi radiasi akan menjadi kecil. Dengan mengatur lebar dari antenna mikrostrip (W) impedansi input juga akan berubah. Pendekatan yang digunakan untuk mencari panjang dan lebar antena mikrostrip dapat menggunakan persamaan berikut ini, dengan diketahui frekuensi 1,8 GHz. Substrat FR-4, εr = 4.4 ,n= 1.5 mm, dan f = 0.05 mm
Menghitung lebar konduktor (W)

= 0.883 ((4.4+1)/2 )^(1/2) = 13,65 cm


Menghitung konstanta dielektrik efektif (εeff)

= (4.4+1)/1+(4.4-1)/2(1+(12.1,5.〖10〗^(-3))/13.65) = 6.64


Menghitung panjang efektif (Leff)

= 0.083 1/√(6.64 )-6,307.〖10〗^(-4) = 0,0315 m


Menghitung panjang tambahan (ΔL)

= 0,412.1,5.10-3 (6.64+0,33/6.64-0,33)(9,08+0,264/9,08+0,8) = 6,307.〖10〗^(-4) m

Menghitung Letak dari titik pencatuan (L1)

Perancangan Antena Parabola

1.       Pendahuluan

Antena parabola adalah sebuah antena berdaya jangkau tinggi yang digunakan untuk komunikasi radio, televisi, data, dan juga untuk radiolocation (RADAR), pada bagian UHF and SHF dari SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK. Panjang gelombang energi (radio) elektromagnetik yang relatif pendek pada fekuensi ini menyebabkan ukuran yang digunakan untuk antena parabola masih dalam ukuran yang masuk akal dalam rangka tingginya unjuk kerja respons yang diinginkan baik untuk menerima atau pun memancarkan sinyal. Antena parabola berbentuk seperti piringan. Antena parabola dapat digunakan untuk mentransmisikan berbagai data, seperti  sinyal telepon, sinyal  radio dan sinyal televisi, serta beragam data lain yang dapat ditransmisikan melalui gelombang. Fungsi antena parabola yang umum diketahui oleh masyarakat di Indonesia adalah sebagai alat untuk menerima siaran televisi satelit.

2.       Perancangan

Diketahui                     : Frekuensi = 3,5 GHz, λ= 0,087, θ = 45⁰

Misalkan D = 3 m.

Jawab : L = (n.lamda)/4

dimana n= 1, 3, 5, 7,….. Keterangan n ganjil sefasa dengan sinyal pantul.

N= 9

L= (9 . 0,0857) / 4 = 0,193 m

R = 2L/(1+cos teta)= 0.226 m

ELEKTROAKUPUNTUR

By Research Prof. dr. Dewi Ambarsari, ST, Msc, AMIN..

Company @ IT Telkom, Bandung, Indonesia, NIM 611081066

Definisi

Suatu metode Akupuntur menggunakan listrik arus lemah untuk bisa mendeteksi dan terapi melalui titik-titik refleksi ataupun titik akupuntur. Saya sebenarnya masih bingung, apakah titik refleksi dan titik akupuntur itu sama?

Dalam riset ini, untuk sementara waktu dianggap sama. Sebenarnya yang berbeda hanya dalam hal penamaan saja. Titik akupuntur lebih condong ke pengobatan menggunakan jarum, sedangkan titik refleksi lebih condong ke pemijatan. So, sama atau ngga ya??

Orang yang pertama kali memprakarsai adanya elektroakupuntur ini adalah bapak Voll, namanya sangat terkenal di dunia elektroakupunturis dunia. Alat elektroakupuntur beliau terkenal dengan nama EAV (Elektroakupuntur Voll). Mekanisme kerja EAV yaitu dengan mengukur nilai resistansi yang ada di kulit. Nilai resistansi kulit manusia sebenarnya tersebar di seluruh permukaan kulit, namun menurut hasil riset, nilai resistansi terendah terletak di tangan. Itulah sebabnya orang banyak kesetrum lewat kontak tangan. 

Resistansi kulit

Hal-hal yang mempengaruhi nilai resistansi kulit manusia itu yaitu jenis kelamin. Antara perempuan dan laki-laki, lebih besar nilai resistansi laki-laki. Jika tangan kita dalam keadaan basah maka nilai reistansi di kulit pun akan semakin kecil. Selain itu juga jika badan kita sedang tidak fit maka resistansi di tubuh akan menurun.

Dari tadi ngomongin resistansi? Sebenarnya resisitansi itu apaan sih?? Resistansi itu sama kayak hambatan. Kalau dalam dunia elektronika bisanya digunakan sebagai penghambat arus listrik. Kalau pengen tau mengenai reistansi kulit yang lengkap, lihat aja postingan ku yang tentang resistansi kulit manusia.

Gambar diatas adalah salah satu karya Dr Voll, sebenarnya pengembangan sih. EAV yang pertama kali dibuat oleh Dr. Voll belum sampai terhubung ke komputer, namun du jaman yang serba canggih dan teknologi ini dituntut untuk semua alat berbasiskan personal computer. Coz jika dilihat dari segi ekonomis lebih murah. Namun pasti perlu orang yang mau berfikir untuk bisa buat software yang membantu manusia dalam berbagai hal. Misalnya, sepert riset di IT Telkom, kalau ECG biasanya udah ada alat khusus buatan luar negeri. Nah, di IT Telkom ada Proyek/ Tugas akhir mahasiswa yang bikin ECG berbasiskan Personal Computer. Gimana g keren..?? sebenarnya Indonesia ini sangat banyak potensinya, namun kadanga sia-sia. Coz sangat jarang orang yang mau kerja sebagai peneliti. Padahal kala di luar negeri, peneliti itu gajinya sangat menggiurkan. Itulah perbedaan dan yang membuat negara tercinta kita ini g maju-maju. Yang diurusi hanya korupsi aja.. untung aja di kosanku ga ada TV, jadi g dongkol. Agak ketinggalan berita sih, tapi gpp lah. Coz paling-paling penuh dengan berita kebobrokan mental Indonesia.

Waduhhh kok malah nglantur. Back to topik…

klo gambar ini, gambar saat sang terapis sedang mendeteksi penyakit pasien. Yang dipegang di tangan kanan pasien adalah grounding. Lalu sebelah kirinya adalah probe untuk mendeteksi penyakit dan menyalurkan arus listrik ke titik akupuntur/refleksi.

Kenapa yang yang diterapi di tangan sebelah kiri?? Beradasarkan sumber yang penulis dapat, bahwa bagian tubuh sebelah kiri itu lebih cepat mengalirkan arus listriknya. So, berarti nilai resistansi sebelah kiri tubuh lebih kecil dibandingkan yang sebelah kanan. Penelitian itu berdasar dari pengambilan sampel dari orang-orang kesetrum serta akibatnya. Orang-orang yang kontak ke listrik menggunakan tangan sebelah kiri, akibat luka bakarnya lebih parah daripada yang kontak dengan listrik menggunakan tangan kanan.

Saya pernah nyoba mendeteksi penyakit menggunakan tangan kanan, sebenarnya bisa, hampir sama. Tapi klo secara logika, laiat aja, tangan kanan kita lebih tebal dan kasar. Iya g?? kapalan klo kata orang. Kapalan ini akan memperbesar nilai resistansi si kulit. Saat kulit mengelupas, resistansinya pun tinggi juga. Coz pembuluh darah melebar.

EAV (Elektro Akupuntur Voll)

Kembali ke EAV. Hehe.. untuk anak-anak elektro pasti pada penasaran, berapa sih nilai tegangan catuan yang musti di gunakan untuk bisa mendeteksi nilai resistansi di kulit.

Ada 2 pendapat yang berbeda dari 2 peneliti, yaitu Voll (Orang Jerman) dan Nakatani (Orang Jepang). Kata pak Voll saat deteksi itu kita memerlukan arus sebesar 1-25uA. Sedangkan pak Nakatani 200uA. Kalau menurut saya, mereka berdua menggunakan studi kasus yang berbeda. Kalau pak Voll pakenya arus AC, sedangkan pak Nakatani arus DC. Klo arus 200uA AC, bukannya mendeteksi malah menyetrum habis pasien. Tentang berapa ukuran arus yang boleh masuk ke tubuh manusia, buka aja lagu postingan ku yang tentang arus yang melewati tubuh manusia. Tegangan yang digunakan itu kurang ebih 1 Volt. So mau pake AC atau DC?

Jangan sembarang AC atau DC. Di DC ada 2 jenis arus, arus DC tetap dan arus DC pulsasi. Arus DC tetap g akan ngaruh saat digunakan untuk mendeteksi. Yang digunakan pada EAV adalah arus DC pulsasi. Di pulsasi yang digunakan juga tidak sembarang pula. Yang digunakan biasanya yang gelombangnya Square, dan segitiga. Kok g yang sinusoidal? Karena yang sinusoidal itu bisa menyebabkan jarungan di kulit cepat panas.

Di arus AC berarti juga sama, harus yang menggunakan gelombang kotak atau segitiga. Padahal keluaran arus AC itu sinusoidal. So komponen apa aja yang kita perlukan saat merancang EAV???

To be continued… to ELEKTOAKUPUNTUR part 2