-
Cara Import Gambar pada Altium Designer
Berikut cara import gambar pada Altium:
Download script disini.
Extrak, kemudian buka file “PCBLogoCreator.PRJSCR” pada direktori: “Scripts\Delphiscript Scripts\PCB\PCB Logo Creator”.
Klik “Converter.PAS” pada PCBLogoCreator, klik Run -> Run, Pilih RunConverterScript -> OK, maka akan muncul jendela PCB Logo Creator.
Klik “Load”, pilih file yang akan di convert, kemudian klik tombol “Convert”.
Tunnggu proses sampai selesai.
-
Predefined EAGLE Layers
Layout
1 Top
Tracks, top side
2 Route2
Inner layer
3 Route3
Inner layer
4 Route4
Inner layer
5 Route5
Inner layer
6 Route6
Inner layer
7 Route7
Inner layer
8 Route8
Inner layer
9 Route9
Inner layer
10 Route10
Inner layer
11 Route11
Inner layer
12 Route12
Inner layer
13 Route13
Inner layer
14 Route14
Inner layer
15 Route15
Inner layer
16 Bottom
Tracks, bottom side
17 Pads
Pads (through-hole)
18 Vias
Vias (through-hole)
19 Unrouted
Airwires (rubberbands)
20 Dimension
Board outlines (circles for holes)
21 tPlace
Silk screen, top side
22 bPlace
Silk screen, bottom side
23 tOrigins
Origins, top side
24 bOrigins
Origins, bottom side
25 tNames
Service print, top side
26 bNames
Service print, bottom side
27 tValues
Component VALUE, top side
28 bValues
Component VALUE, bottom side
29 tStop
Solder stop mask, top side
30 bStop
Solder stop mask, bottom side
31 tCream
Solder cream, top side
32 bCream
Solder cream, bottom side
33 tFinish
Finish, top side
34 bFinish
Finish, bottom side
35 tGlue
Glue mask, top side
36 bGlue
Glue mask, bottom side
37 tTest
Test and adjustment inf., top side
38 bTest
Test and adjustment inf. bottom side
39 tKeepout
Nogo areas for components, top side
40 bKeepout
Nogo areas for components, bottom side
41 tRestrict
Nogo areas for tracks, top side
42 bRestrict
Nogo areas for tracks, bottom side
43 vRestrict
Nogo areas for via-holes
44 Drills
Conducting through-holes
45 Holes
Non-conducting holes
46 Milling
Milling
47 Measures
Measures
48 Document
General documentation
49 Reference
Reference marks
51 tDocu
Part documentation, top side
52 bDocu
Part documentation, bottom side
Schematic
91 Nets
Nets
92 Busses
Buses
93 Pins
Connection points for component symbols
with additional information
94 Symbols
Shapes of component symbols
95 Names
Names of component symbols
96 Values
Values/component types
97 Info
General information
98 Guide
Guide lines
-
Shortcut pada Altium Designer
Bagi yang suka desain pcb menggunakan Altium, terkadang agar akses tool-tool yang ada dapat dilakukan dengan cepat, maka dibutuhkan tombol shortcut. Untuk mengetahu tombol mana saja, dapat dilihat di file pdf berikut:
-
Rangkaian Clock dengan IC LM555
Kalo teman-teman merasa kebingungan membuat rangkaian clock, mungkin dapat mencobanya dengan menggunakan IC LM555. Untuk menghasilkan nilai clock tertentu hanya dibutuhkan komponen tambahan berupa kapasitor dan resistor untuk mengatur besarnya nilai pulsa yang dihasilkan. Fitur dari LM555 adalah sebagai berikut:
• High Current Drive Capability (200mA)
• Adjustable Duty Cycle
• Temperature Stability of 0.005%/°C
• Timing From μSec to Hours
• Turn off Time Less Than 2μSec
Untuk gambar rangkaiannya dapat menggunakan bentuk rangkaian sebagai berikut: -
Driver Motor Bipolar dengan IC L293D
Salah satu jenis dari motor stepper adalah jenis bipolar. Karena arus dari mikrokontroler terlalu kecil untuk menggerakkan motor stepper, maka diperlukan suatu driver motor sehingga motor stepper dapat dikontrol dengan menggunakan mikro kontroler. Banyak cara untuk membuat driver motor, salah satunya adalah dengan menggunakan IC L293D. IC ini mempunyai spesifikasi sebagai berikut:
– Wide Supply-Voltage Range: 4.5 V to 36 V
– Separate Input-Logic Supply
– Internal ESD Protection
– Thermal Shutdown
– High-Noise-Immunity Inputs
– Functional Replacements for SGS L293 and SGS L293D
– Output Current 1 A Per Channel (600 mA for L293D)
– Peak Output Current 2 A Per Channel (1.2 A for L293D)
– Output Clamp Diodes for Inductive Transient Suppression (L293D)Berikut adalah gambar rangkaian dari rangkaian L293D:
-
Motor Stepper
Motor Stepper adalah motor yang gerakannya bertahap (step per step) serta memiliki akurasi yang tinggi tergantung pada spesifikasi dari motornya sendiri. Biasanya motor stepper mempunyai ukuran sudutnya pada setiap stepnya. Misal: sudut 0.75, 0.9, dan 1.8. Semakin kecil ukuran stepnya maka gerakan motornya semakin presisi serta semakin banyak jumlah stepnya untuk berputar satu putaran penuh. Motor stepper banyak digunakan untuk aplikasi yang hanya membutuhkan torsi yang kecil, seperti untuk penggerak piringan CD atau DVD.
Pada prinsipnya ada empat jenis motor stepper, yaitu:
1. Permanent Magnet Stepper
2. Hybrid Synchronous Stepper
3. Variable Reluctance Stepper
4. Lavet type stepping motorBerdasarkan phasanya ada dua jenis, yaitu:
1. Unipolar
2. Bipolar -
Elektrokardiograf dan Fotopletismograf Portabel Berbasis Mikrokontroler (Download)
-
Elektrokardiograf dan Fotopletismograf Portabel Berbasis Mikrokontroler (Hasil)
-
Elektrokardiograf dan Fotopletismograf Portabel Berbasis Mikrokontroler (Perancangan dan Realisasi)
Spesifikasi Alat
Alat yang direalisasikan adalah suatu perangkat yang dapat menampilkan kondisi sinyal PPG dan EKG serta suhu tubuh pasien secara bersamaan. Untuk hasil keluaran ditampilkan dalam dua cara, yaitu dapat melalui LCD grafik yang terdapat pada alat dan dapat ditampilkan pada PC dengan software aplikasi yang telah dibuat. Berikut adalah spesifikasi perangkat yang dibuat:
– PPG yang dibuat menggunakan sensor yang dibuat dari LED dan LDR.
– EKG yang dibuat adalah jenis monitoring EKG.
– Sensor suhu yang digunakan adalah LM35.
– Mikrokontroler yang digunakan adalah jenis AVR ATMega.
– Sumber tegangan berasal dari dua buah baterai dengan spesifikasi 6 V, 1.3AH.
– Progaram mikrokontroler yang digunakan adalah BASCOM AVR.
– Software yang digunakan untuk membuat program Aplikasi adalah Delphi.
– Sebagai penampil sinyal berupa LCD garfik 240×128 dan atau program aplikasi pada PC yang diberi nama “Heart Monitor”.Blok Diagaram Sistem
Pada alat yang dibuat dibagi menjadi lima bagian utama, yaitu sebagai berikut:
– Blok EKG.
– Blok PPG.
– Blok Suhu.
– Blok Mikrokontroler.
– Blok display.Blok EKG merupakan blok sistem yang digunakan untuk pengkondisi sinyal EKG sehingga didapatkan sinyal yang dapat diolah pada mikrokontroler. Blok EKG ini terdiri dari elektroda, rangakaian penguat awal, rangkaian filter LPF 40 Hz, rangkaian penguat, rangkaian filter LPF 20 Hz, dan rangkaian adder. Blok rangkaian PPG digunakan untuk pengkondisi sinyal PPG sehingga didapatkan sinyal yang dapat diolah pada mikrokontroler. Blok PPG ini terdiri dari sensor, pengut pertama, filter LPF 20 Hz pertama, penguat kedua, filter LPF 20 Hz kedua, penguat kedua, dan adder. Blok suhu hanya terdapat sensor LM35 yang langsung dihubung kepin ADC pada mikrokontroler.
Blok mikrokontroler terdiri dari sismin AVR , rangkaian konverter TTL ke USB, serta rangkaian LCD grafik. Blok display terdiri dari dua komponen, yaitu LCD grafik dan program aplikasi “Heart Monitor”.Perancangan dan Realisasi EKG
Untuk mendapatkan sinyal EKG dari tubuh, diperlukan suatu rangkaian pengkondisi sinyal yang dapat mengakuisisi sinyal EKG. Secara umum rangkaian pengkondisi sinyal yang dibuat adalah sebagai berikut:
Transduser
Transduser merupakan suatu perangkat yang digunakan untuk mengubah suatu sinyal tertentu menjadi sinyal lain yang diinginkan. Transduser elektroda digunakan untuk mengubah ion-ion pada permukaan tubuh pasien untuk diubah menjadi sinyal elektrik sehingga dapat diproses dalam proses selanjutnya. Transduser yang digunakan adalah tipe transduser yang mempunyai kontak langsung dengan kulit. Transduser terbuat dari bahan metal seperti silver atau stainless steel. Pada proses pengambilan sinyal ini menggunakan transduser dari 3M Red Dot atau transduser berupa gelang karena memiliki sensitivitas yang cukup tinggi. Untuk meningkatkan sensitivitas transduser dan mengurangi noise yang dihasilkan dari gesekan antara transduser dan kulit serta gerakan otot digunakan jelly elektrolit yang mengandung chloride dan ion lainnya.
Penguat Awal
Penguatan awal digunakan untuk menguatkan sinyal EKG yang diambil oleh elektroda transduser. Sinyal EKG yang memiliki amplitudo sangat rendah (antara 0.05 -4mV) harus dikuatkan terlebih dahulu agar dapat diolah dalam proses selanjutnya.
Pada penguatan awal ini diperlukan suatu penguat instrumentasi yang dapat mengurangi noise yang berasal dari permukaan tubuh ataupun yang berasal dari lingkungan karena penguat instrumentasi hanya akan menguatkan beda sinyal input.Untuk mendapatkan fungsi kerja yang optimal dari penguat instrumentasi dan memperkecil rangkaian, maka digunakan suatu penguat instrumentasi yang telah terintegrasi dalam satu IC yang biasa disebut dengan instrumentation amplifier. Pada tugas akhir ini digunakan INA118 karena mempunyai kualitas yang bagus dengan harga yang relatif murah dan juga mudah didapatkan di pasaran. Penguatan dari INA118 dapat diatur dengan menggunakan satu resistor eksternal.
Filter High Pass Filter
Sinyal EKG memiliki frekuensi pada interfal 0.01 to 250 Hz dengan informasi yang paling bermanfaat untuk monitoring dan diagnosa pada frekuensi:
Frekuensi diagnosa : 0,05 – 100 Hz
Frekuensi monitoring : 0,05 – 20 Hz
HPF pada rangkaian ini digunakan untuk mengurangi noise dengan frekuensi rendah yang dihasilkan oleh tubuh. Tubuh manusia juga mengeluarkan noise pada frekuensi antara 0 sampai 1Hz dan noise dari catuan DC pada frekuensi rendah. HPF akan melewatkan frekuensi diatas frekuensi cut-off-nya yang dalam alat ini digunakan frekuensi cut-off sebesar 0,05 Hz. Nilai cut-off diambil 0,05 Hz karena frekuensi monitoring EKG berkisar antara 0,05 – 20 Hz.Filter LPF 40 Hz
Rangkaian LPF perlu ditambahkan pada rangkaian untuk menghilangkan noise yang terdapat pada sinyal EKG. Filter LPF yang digunakan adalah LPF aktif dengan orde 3 dengan jenis filter adalah butterworth dan topologi rangkaian Sallen Key. Rangkaian filter yang digunakan dapat dilihat pada berikut:
Rangkaian Penguat
Rangkaian penguat ini dimaksudkan untuk mendapatkan sinyal EKG dengan amplitudo yang dapat diolah oleh mikrokontroler. Level tegangan yang masuk ke penguat ini adalah 5 mV – 40 mV, agar dapat diolah dalam proses selanjutnya sinyal harus menpunyai level tegangan antara 0,1 V – 5 V sehingga diperlukan penguatan antara 50 – 125 kali. Rangkaian penguat yang digunakan adalah penguatan non inverting menggunakan OP07 dengan penguatan sebesar 100 kali.
Untuk mendapatkan penguatan sesuai dengan yang diinginkan maka harus menentukan nilai resistor yang dibutuhkan. Berikut adalah perhitungan untuk mencari penguatan sebesar 100 kali.
R_1=1 kΩ
G =(1+R_2/R_1 )
100=(1+R_2/(1 kΩ))
99 =R_2/1k
R_2=99 kΩLow Pass Filter 20 Hz
Rangkaian LPF perlu ditambahkan pada rangkaian untuk menghilangkan noise yang masih terdapat pada sinyal EKG. LPF yang digunakan adalah LPF aktif dengan orde 3 dengan jenis filter adalah butterworth dan topologi rangkaian Sallen Key. Rangkaian filter yang digunakan dapat dilihat pada gambar berikut:
Rangkain Adder
Karena sinyal hasil keluaran dari rangkaian filter kedua ada nilai amplitudo yang negatif, maka diperlukan rangkaian adder untuk menggeser amplitudo ke sisi positif semua. Rangkaian adder ini dibuat agar dapat menaikkan sinyal sebesar 2,5 volt, sehinggan nilai R5 diatur sampai keluaran dari rangkaian ini sebesar 2,5 volt. Gambar rangkaian adder dapat dilihat pada gambar berikut:
Perancangan dan Realisasi PPG
Untuk mendapatkan sinyal PPG, diperlukan suatu rangkaian pengkondisi sinyal yang dapat mengakuisisi sinyal PPG. Secara umum rangkaian pengkondisi sinyal yang dibuat adalah sebagai berikut:
Rangkaian Sensor dan Penguat Pertama
Untuk mendeteksi adanya perubahan volume darah atau adanya aliran darah menggunakan sensor PPG yang dibuat menggunakan LED dan LDR di pasang pada jari tangan. Untuk konfigurasi pemasangan LED dan LDR dapat dilihat pada gambar 3.12. Pada saat volume darah pada jari tangan bertambah maka lebih banyak cahaya yang diserap dan intensitas cahaya yang diterima LDR berkurang sehingga nilai hambatan LDR naik. Dengan naiknya hambatan LDR maka tegangan yang timbul pada LDR ikut naik. Sebaliknya jika volume darah pada jari berkurang semakin banyak cahaya yang diserap LDR, nilai hambatan LDR turun dan besar tegangan pada LDR turun.
Karena keluaran sinyal dari sensor kecil, yaitu berkisar antara 10-40 milivolt, maka perlu dikuatkan beberapa kali. Pada rangkaian penguat pertama ini, digunakan OP07 dan R4 = 1 kΩ. Pada penguatan pertama ini dirancang sebesar 15 kali sehingga perhitungan nilai R5 adalah sebagai berikut:
R_1=1 kΩ
G =(1+R_2/R_1 )
15=(1+R_2/(1 kΩ))
14 =R_2/1k
R_2=14 kΩ
Karena nilai 14 kΩ dipasaran tidak ada, maka digunakan resistor 15 kΩ sehingan didapatkan penguatan sebesar 16 kali.Rangkaian Low Pass Filter Pertama
Rangkaian LPF digunakan untuk menghilangkan noise yang masih terdapat pada keluaran penguat sinyal. Rangkaian filter yang digunakan adalah LPF aktif dengan orde 3 dengan jenis filter adalah butterworth dan topologi rangkaian Sallen Key. Rangkaian filter yang digunakan dapat dilihat pada gambar berikut:
Rangkaian Penguat Kedua
Karena amplitudo keluaran dari filter masih kecil yaitu sekitar 500 milivolt, maka perlu dikuatkan lagi agar sinyal dapat diolah pada proses ADC. Pada penguat kedua ini dirancang dengan penguatan sebesar 5 kali. Berikut adalah perhitungan untuk mencari nilai resistor yang digunakan pada penguat kedua ini.
R_1=1 kΩ
G =(1+R_2/R_1 )
5=(1+R_2/(1 kΩ))
4 =R_2/1k
R_2=4 kΩRangkaian Low Pass Filter Kedua
Rangkaian filter LPF ditambahkan lagi karena masih ada noise yang terdapat pada keluaran penguat sinyal. Untuk filter digunakan LPF aktif dengan orde 3 dengan jenis filter adalah butterworth dan topologi rangkaian Sallen Key.
Rangkaian Adder
Karena sinyal hasil keluaran dari rangkaian filter kedua ada nilai amplitudo yang negatif, maka diperlukan rangkaian adder untuk menggeser amplitudo ke sisi positif semua. Rangkaian adder ini dibuat agar dapat menaikkan sinyal sebesar 2,5 volt, sehinggan nilai R5 diatur sampai keluaran dari rangkaian ini sebesar 2,5 volt. Gambar rangkaian adder dapat dilihat pada gambar berikut:
Perancangan dan Realisasi Sensor Suhu
Sensor suhu ini digunakan untuk mengukur suhu tubuh sehingga dapat diketahui berapa suhu tubuh seseorang saat dilakukan pengukuran dengan alat ini. Sensor yang digunakan adalah sensor suhu LM35 tipe LM35DZ.
Agar mudah dalam penggunaannya, sensor ini letakkan pada tempat khusus seperti pensil sehingga mempermudah dalam pemasangannya.
Perancangan dan Realisasi Pengolah Sinyal
Rangkaian Mikrokontroler
Rangkaian mikrokontroler digunakan untuk mengolah data dari blok rangkaian EKG, PPG, dan sensor suhu yang kemudian ditampilkan pada LCD grafik dan dikirim ke PC. Pada mikrokontroler ini sudah ada ADC internal sehingga tidak diperlukan lagi ADC tambahan untuk mngubah analog ke digital.
LCD Grafik 240×128
LCD Grafik digunakan untuk menampilkan sinyal PPG, EKG, suhu tubuh, serta Bit Rate. LCD Grafik yang digunakan adalah tipe GLCD 240×128. Pada layar LCD ini dibagi menjadi tiga bagian utama, bagian atas digunakan untuk menampilkan nilai suhu tubuh dan BPM, bagian tengah digunakan untuk menampilkan sinyal PPG, serta bagian bawah digunakan untuk menampilkan sinyal EKG.
Konverter TTL to USB
Konverter ini digunakan untuk mengubah data TTL menjadi data USB sehingga alat dapat langsung dihubungkan ke port USB pada PC. Berikut adalah gambar rangkaian dari konverter TTL to USB:
Perancangan dan Realisasi Program Mikrokontroler
Untuk membuat program mikrokontroler digunakan BASCOM-AVR. Hasil program dari BASCOM-AVR ini kemudian diubah format menjadi file hex agar dapat diprogramkan pada mikrokontroler.
Perancangan dan Realisasi Program Aplikasi
Aplikasi monitoring ini dibuat dengan meggunakan software Delphi 2010 dan diberi nama”Heart Monitor”. Untuk menghubungkan antara aplikasi ini dengan alat digunakan konektor USB. Pada aplikasi ini ditampilkan data-data berupa gambar sinyal PPG, gambar sinyal EKG, suhu tubuh pasien, serta bit rate jantung pasien. Data-data tersebut selain ditampilkan pada program aplikasi, juga dapat disimpan dalam suatu file berekstensi .txt yang nantinya dapat ditampilkan ulang dengan cara membuka file tersebut dengan program aplikasi yang telah dibuat.
-
Elektrokardiograf dan Fotopletismograf Portabel Berbasis Mikrokontroler (Teori)
Fotopletismograf
Volume darah dalam suatu organ akan selalu berubah-ubah akibat dari pemompaan darah oleh jantung. Pletismograf merupakan suatu teknik untuk mendeteksi / mengukur perubahan volume di dalam suatu organ. Informasi dari sinyal perubahan volume darah ini dapat digunakan untuk menghitung detak jantung permenit karena setiap puncak gelombang yang terjadi berkorelasi dengan satu detak jantung.
Fotopletismograf merupakan suatu instrumen yang digunakan untuk mengukur perubahan volume darah di dalam suatu organ atau seluruh tubuh. Biasanya merupakan hasil dari fluktuasi darah atau udara yang terkandung di dalamnya. PPG (Photoplethysmograph) merupakan instrument pletismograf yang bekerja menggunakan sensor optik.
Secara luas sensor didefinisikan sebagai suatu perangkat yang menerima dan merespon suatu sinyal atau stimulus. Sensor tersusun dari transduser. Transduser adalah suatu alat (elektik, elektronik, elektromekanik) yang dapat mengubah suatu bentuk energy menjadi bentuk energi yang lain untuk tujuan tertentu, termasuk untuk pengukuran. Dalam arti luas, transduser dapat diartikan suatu alat yang dapat mengubah suatu bentuk sinyal menjadi bentuk sinyal yang lain.Sensor cahaya yang digunakan dalam tugas akhir ini disusun dari LED dan LDR. LED berfungsi sebagai sumber cahaya sedangkan LDR sebagai penerima cahaya yang sudah melewati / dipantulkan oleh kulit. Cahaya yang diterima LDR berubah-ubah mengikuti perubahan kandungan darah dalam kulit.
Elektrokardiograf
Elektrokardiograf (EKG) merupakan suatu gambaran yang terbentuk sebagai hasil dari aktivitas listrik jantung. EKG diambil dengan memasang elektroda pada titik tertentu tubuh pasien. Sinyal elektrokardiograf mempunyai bentuk spesifik sehingga dapat dijadikan sebagai acuan untuk menentukan kondisi kesehatan jantung oleh ahli jantung. Sinyal EKG direkam menggunakan perangkat elektrokardiograf. Urutan terjadinya sinyal Elektrokardiograf sebagai berikut:
– Vektor depolarisasi (terjadi perubahan muatan listrik ) kontraksi atrium dari sinus atrialis ke nodulus atrio ventricularis saat terjadi, menimbulkan gelombang P.
– Gelombang R tanda akhir dari kontraksi atria dan awal dari kontraksi ventrikel.
– Vektor yang timbul karena depolarisasi ventrikel membangkitkan QRS kompleks.
– Vektor menimbulkan gelombang T disebabkan repolarisasi ventrikel.
– Interval P-R adalah menandakan waktu dari permulaan kontraksi atrial sampai permulaan kontraksi ventrikel
– Interval R-T menunjukkan kontraksi otot (ventricel systole), dan interval T-R menunjukkan adanya relaksasi otot (ventricel diastole).Transduser Elektroda
Transduser adalah suatu alat yang dapat mengubah suatu bentuk sinyal tertentu menjadi bentuk sinyal yang lain (yang diinginkan). Dalam penelitian ini tranduser digunakan untuk mengubah ion-ion yang terdapat pada permukaan tubuh manusia untuk diubah menjadi elektron sehingga dapat ditransmisikan melalui jaringan kabel. Elektron tersebut kemudian akan diolah oleh sistem pada blok selanjutnya.
– Tipe transduser elektroda yang digunakan pada elektrokardiograf mempunyai karakteristik:
– Kemampuannya untuk menangkap sinyal yang mempunyai amplitudo sangat kecil antara 0.01mV – 3mV.
– Mampu mengantisipasi impedansi yang sangat besar > 5 Mega-ohm.
– Mepunyai kebocoran arus yang sangat kecil < 1 micro-Amp.
– Frekuensi response 0.05 – 150 Hz.