Pertanyaan: 1 Wh berapa joule?
Jawaban
Wh (watt-hour) adalah satuan energi, joule juga satuan energi.
Rumus energi:
E = P x t
Dengan
Untuk mengubah satuan, kita pakai hubungan antara detik dan jam: 1 jam = 60 menit, 1 menit = 60 detik, sehingga:
1 Wh = 1 watt x 1 jam = 1 watt x 60 x 60 detik = 3600 watt-detik = 3600 joule
Jadi 1 Wh = 3600 joule
Contoh baterai dengan satuan mWh:
Pertanyaan: 1 Wh berapa kWh
Jadi:
Contoh penggunaan satuan kWh adalah untuk meteran listrik. Maka meteran listrik sering juga disebut sebagai kWh meter. Berikut ini contoh kWh meter:
Satuan Wh atau malah mWh dipakai untuk energi yang lebih kecil, misal pada baterai. Berikut ini contoh baterai yang menggunakan satuan mWh (milli watt hour). 1 milli = 1/1000 , jadi 4200 mWh artinya 4,2 Wh
Pertanyaan:
Wh (watt-hour), atau watt-jam, sering dipakai untuk menyatakan jumlah energi yang tersimpan dalam suatu batere.
Rumus energi adalah: energi = daya x waktu, atau:
E = P x t
Dengan:
Jika waktu dinyatakan dalam jam, maka satuan energi adalah Wh (watt-hour / watt-jam)
Jika waktu dinyatakan dalam detik, maka satuan energi adalah J (joule).
Hubungan antara arus dan daya adalah sebagai berikut:
P = V x I
Dengan:
Diketahui
P = V x I
E = P x t
maka arus (I) dapat dihitung:
I = P/V = E / (t x V)
Jadi untuk mendapatkan arus (ampere) dari energi (Wh) kita perlu informasi tambahan waktu dalam jam dan tegangan. Jika kasus ini adalah batere, untuk tegangan kita dapat menggunakan tegangan nominal batere tersebut. Waktu dalam jam adalah waktu untuk transfer energi batere tersebut.
Dalam prakteknya jika kita menggunakan batere sungguhan, arus dan tegangan batere biasanya tidak konstan, jadi kita perlu menggunakan kurva pengosongan (discharge curve) untuk mendapatkan angka yang lebih teliti.
Sebagai contoh, misal ada batere dengan kapasitas 4200 mWh seperti di atas, maka berapa arus pada batere tersebut?
Jenis baterai diketahui yaitu Li-Ion (Lithium Ion), dengan tegangan rata-rata adalah 3,7 volt. Misal baterai dihabiskan dalam waktu 2 jam. Maka untuk pengosongan tersebut, arusnya adalah:
I = E/ (t x V ) = 4200 mWh / (2 jam x 3,7 volt) = 4,200 Wh / (2 jam x 3,7 volt) = 0,568 ampere.
Komponen IC TLE 5205-2 ini adalah salah satu komponen yang dapat dipakai sebagai H-Bridge. Modul H-Bridge ini berguna untuk mengendalikan motor DC dengan sinyal PWM (Pulse Width Modulation). Dengan sinyal PWM energi yang diberikan ke motor DC dapat diatur. Dengan H-Bridge, arah tegangan dapat dibalik sehingga putaran motor juga dapat dibalik.
Fitur utamanya adalah sebagai berikut:
Berikut ini blok diagram TLE 5025-2
Alternatif lain H-Bridge namun dengan kemampuan arus yang lebih kecil adalah Toshiba TB6612FNG
Pertanyaan: “batere 9 volt berapa watt”, atau “berapakah kemampuan daya yang dapat diberikan batere 9 volt”.
Daya dengan satuan watt dengan simbol “P”.
Rumusnya daya adalah P = V x I, dengan
Permasalahannya adalah tegangan dan arus pada batere tidak konstan, jadi perlu mencari dulu kurva tegangan dan arus pada batere tersebut. Umumnya makin sedikit kapasitas tersisa pada batere, maka tegangannya akan makin kecil.
Pada artikel “Batere 9 volt berapa ampere” sebelumnya sudah didapat contoh pengujian batere 9 volt dengan tabel sebagai berikut
Tabel kapasitas batere terhadap arus
| Jenis batere | Merek | kapasitas dengan arus 100 mA | kapasitas dengan arus 500 mA | kapasitas dengan arus 1000 mA |
| 9 volt alkaline | Energizer Industrial | 450 mAh | 330 mAh | 230 mAh |
| 9 volt carbon zinc | Panasonic Super Heavy Duty | 52 mAh | – | – |
Tegangan batere dapat dilihat pada kurva berikut ini [sumber: https://www.powerstream.com/9V-Alkaline-tests.htm]
Tegangan berubah terhadap kapasitas. Untuk mudahnya dapat kita anggap tegangan batere Energizer Industrial adalah 7 volt. Tegangan batere Panasonic dianggap rata-rata 5 volt.
Tegangan berubah terhadap kapasitas. Untuk mudahnya dapat kita anggap tegangan batere Energizer Industrial adalah 6 volt.
Tegangan berubah terhadap kapasitas. Untuk mudahnya dapat kita anggap tegangan batere Energizer Industrial adalah 5 volt.
Berikut ini rangkuman hasil perhitungan di atas untuk batere pada berbagai arus.
| Jenis batere | Arus | Tegangan | Durasi | Daya |
| Alkaline 9 volt Energizer | 100 mA | 7 volt | 4,5 jam | 0,7 watt |
| Alkaline 9 volt Energizer | 500 mA | 6 volt | 36 menit | 3 watt |
| Alkaline 9 volt Energizer | 1000 mA | 5 volt | 13,8 menit | 5 watt |
| Seng mangan Panasonic | 100 mA | 5 volt | 31,2 menit |
0,5 watt |
Dari tabel di atas nampak bahwa batere alkaline dapat memberikan daya sampai 5 watt, namun dengan tegangan 5 volt, sangat jauh dari 9 volt (ideal). Untuk pemakaian normal, nampaknya yang lebih masuk akal adalan menggunakan batere tersebut dengan arus 100 mA, dengan daya 0,7 watt selama 4,5 jam.
Batere seng mangan 9 volt tidak kuat kalau dipaksa memberi arus 100 mA, hanya dapat memberi daya 0,5 watt selama 31,2 menit.
Pertanyaan yang dijawab di halaman ini:
Pertanyaan yang mirip adalah “Baterai 9 volt berapa ampere hour” .
Jawaban: tergantung jenis dan model batere 9 volt tersebut.
Berikut ini ilustrasi batere 9 volt alkaline dan batere 9 volt seng karbon (zinc carbon). Batere ini bukan yang dipakai pada pembahasan di bawah, namun hanya mirip-mirip saja.
Untuk mengetahui kemampuan arus, kita perlu melihat kurva pengosongan (discharge curve) untuk batere tersebut.
Contoh kurva pengosongan untuk batere 9 volt antara lain dapat dilihat di situs ini: “Discharge tests of 9 volt transistor radio style batteries“
Artikel tersebut menguji beberapa batere alkaline 9 volt sampai dengan arus 1000 mA atau 1 ampere. Jadi dapat disimpulkan batere 9 volt alkaline dapat memberikan arus sampai 1 ampere.
Namun demikian ternyata arus yang besar menyebabkan kapasitas batere yang dapat dipakai berkurang.
Berikut ini tabel dari artikel tersebut, hanya dipilih 2 tipe batere saja: Energizer Industrial alkaline, dan Panasonic Super Heavy Duty, mengingat model ini yang paling mirip dengan yang dapat diperoleh di Indonesia.
| Jenis batere | Merek | kapasitas dengan arus 100 mA | kapasitas dengan arus 500 mA | kapasitas dengan arus 1000 mA |
| 9 volt alkaline | Energizer Industrial | 450 mAh | 330 mAh | 230 mAh |
| 9 volt carbon zinc | Panasonic Super Heavy Duty | 52 mAh | – | – |
Pertanyaan lanjutan: berapa lama umur batere tersebut?
Kasus #1: Energizer Industrial pada arus 100 mA
kapasitas 450 mAh, arus 100 mA, jadi umur = 450/100 = 4,5 jam
Kasus #2: Energizer Industrial pada arus 500 mA
kapasitas 330 mAh, arus 500 mA, jadi umur = 330/500 = 0,6 jam = 36 menit
Kasus #3: Energizer Industrial pada arus 1000 mA
kapasitas 230mAh, arus 1000mA, jadi umur = 230/1000 = 0,23 jam = 13,8 menit
Kasus #4: Panasonic Heavy Duty pada arus 100 mA
kapasitas 52 mAh, arus 100 mA, maka umur = 52 / 100 = 0,52 jam = 31,2 menit
Berikut ini kemampuan arus batere alkaline dan seng karbon pada berbagai arus. Angka ini hanya berlaku untuk model tertentu saja, jadi kalau mau diaplikasikan di Indonesia masih perlu disesuaikan lagi. Namun setidaknya dapat memberikan gambaran berapa kira-kira kapasitas batere 9 volt alkaline dan seng karbon.
Dalam dunia kelistrikan, kita sering perlu melakukan konversi besaran listrik.
Namun demikian kadang-kadang timbul pertanyaan bagaimana mengaitkan satu besaran ke besaran lain yang berbeda, misal ada pertanyaan “1 volt berapa mAh”. Permasalahannya adalah “volt” dan “mAh” adalah besaran yang berbeda, sehingga sebenarnya tidak dapat langsung dikonversikan satu sama lain. Untuk melakukan konversi perlu diketahui konteks pertanyaan tersebut.
Berikut ini daftar konversi besaran listrik terutama yang terkait dengan perangkat gadget elektronik yang biasa kita pakai sehari-hari
| Satuan | volt | ampere | ohm | mAh | Wh | watt | joule | lain-lain |
| volt | – | 1 volt berapa ampere | 1 volt berapa ohm | 1 volt berapa kWh | 1 volt berapa watt | 1 volt berapa joule | ||
| ampere | 1 ampere berapa volt | 1 ampere berapa ohm | 1 ampere berapa mAh | 1 ampere berapa Wh | 1 ampere berapa watt | 1 ampere berapa joule? | ||
| ohm | – | 1 ohm berapa watt | ||||||
| mAh | 1 mAh berapa volt | 1 mAh berapa ampere | – | 1 mAh berapa Wh | 1 mAh berapa watt | |||
| Wh | 1 Wh berapa ampere | 1 Wh berapa kWh | 1 Wh berapa watt | 1 Wh berapa joule | 1 Wh berapa rupiah | |||
| watt | 1 watt berapa volt | 1 watt berapa ohm | 1 watt berapa kW | 1 watt berapa joule |
1 watt berapa VA 1 watt berapa kVA |
|||
| VA (volt ampere) |
1 VA berapa volt? | 450 VA berapa ampere? | 1 VA berapa ohm? | 1 VA berapa mAh? | 1 VA berapa Wh ? | 1 VA berapa joule ? |
1 VA berapa kVA ? |
|
| joule | 1 joule berapa volt? | 1 joule berapa mAh | 1 joule berapa Wh? | 1 joule berapa watt? | – |
Berikut ini beberapa tegangan listrik yang umum kita pakai. Besaran ini dapat kita gunakan sebagai konteks mengubah suatu besaran ke besaran lain:
| Konteks | Tegangan |
| Jala-jala listrik rumah tangga Indonesia | 220 volt |
| Baterai seng mangan tunggal | 1,5 volt |
| Baterai kotak seng mangan | 9 volt |
| Baterai NiMh (Nickel Metal Hydride) | 1,2 volt |
| Baterai LiPo (Lithium Polymer) |
|
| Baterai NiCd (Nickel Cadmium) | 1,2 volt |
| Baterai timbal / lead acid / SLA (Sealed Lead Acid) |
|
Khusus untuk baterai, berikut ini beberapa pertanyaan yang sering diajukan tentang baterai
| Jenis Baterai | Pertanyaan |
| Baterai 9 volt |
|
| Baterai AAA |
|
| Baterai AA |
|
| Baterai D |
|
Keduanya punya fungsi berbeda. Lebih baik jika pasang dua-duanya.
Penangkal petir fungsinya agar sambaran petir tidak mengenai bangunan atau perangkat. Arus dari petir dibuang ke tanah pakai kabel besar. Jika arus itu lewat bangunan, maka bangunannya bisa terbakar/rusak.
Arus dari petir dapat menimbulkan medan magnet, yang bisa masuk ke kabel listrik ataupun kabel lain di dekatnya. Induksi arus ini dapat masuk ke perangkat elektronik. Surge arrester fungsinya membuang arus / tegangan lebih pada kabel-kabel ke tanah, jadi arus tersebut tidak masuk ke perangkat.
Suatu sistem filter digital secara prinsip sederhana mengubah sinyal analog menjadi digital, kemudian mengolah sinyal digital tersebut dengan algoritma tertentu, kemudian mengubah sinyal digital kembali menjadi sinyal analog. Secara diagram blok dapat digambarkan sebagai berikut:
Filter digital dapat diimplementasikan dengan beberapa cara, di antaranya dengan sistem mikroprosesor dan sistem digital seperti FPGA (Filed Programmable Gate Array).
Dalam prakteknya, sistem tersebut perlu beberapa tambahan subsistem/modul supaya dapat diimplementasikan secara nyata.
Berikut ini sistem lengkap filter digital untuk diimplementasikan dengan sistem mikroprosesor:
Sistem di atas sudah dapat berfungsi dengan baik, namun memiliki beberapa kelemahan.
Masalah pertama: konversi analog ke digital
Masalah kedua: konversi digital ke analog
Zero order Hold pada DAC mempunyai respon frekuensi sinc(), sehingga ada redaman di frekuensi tinggi
Berikut ini proses ekualisasi sinyal untuk kompensasi pengaruh ZoH.
Pada solusi (a) proses ekualisasi dilakukan secara digital sebelum DAC , disebut sebagai tahap pre-equalization.
Pada solusi (b) proses ekualisasi dilakukan secara analog setelah LPF, disebut sebagai tahap post-equalization.
Berikut ini blok diagram sistem filter digital dengan tambahan solusi-solusi supaya mengurangi permasalahan-permasalahan.
Pada sistem ini dipilih pre-ekualisasi secara digital , dengan pertimbangan merancang equalizer secara digital lebih mudah. Proses pembuatan equalizer ini dapat dilakukan dengan metode ‘Design of FIR Filters Using the Frequency Sampling Method’.
Suatu sinyal analog dapat diubah menjadi digital dan sebaliknya. Teknik ini memiliki beberapa manfaat. Pada tulisan ini hanya dibahas contoh aplikasi yang bersifat LTI (Linear Time Invariant).
Berikut ini contoh beberapa sistem yang di dalamnya terdapat sinyal analog dan sinyal digital:
Teori yang perlu dikuasai:
Pada sistem ini sinyal analog diubah dulu menjadi digital, untuk kemudian dilakukan proses filtering (tapisan) secara digital. Setelah itu sinyal tersebut dikembalikan menjadi sinyal analog.
Jenis tapisan yang umum:
Proses tapisan (filter) dapat dilakukan di domain analog, namun dalam beberapa kasus terdapat kelebihan pada filter digital, sehingga lebih baik jika proses tapisan dilakuan di domain digital.
Pada sistem ini sinyal analog diubah dulu menjadi digital, untuk kemudian dilakukan proses ekualisasi secara digital. Setelah itu sinyal tersebut dikembalikan menjadi sinyal analog.
Proses ekualisasi adalah proses mengubah komposisi frekuensi pada suatu sinyal (wikipedia)
Pada sistem ini sinyal analog diubah dulu menjadi digital, untuk kemudian disimpan di suatu media. Setelah itu sinyal yang telah disimpan dapat dibaca dan dikeluarkan pada waktu lain. Setelah itu sinyal tersebut dikembalikan menjadi sinyal analog.
Pada sistem ini sinyal analog diubah dulu menjadi digital, untuk kemudian dikirim oleh pemancar melalui suatu media komunikasi . Di penerima sinyal diubah lagi menjadi sinyal digital.. Setelah itu sinyal tersebut dikembalikan menjadi sinyal analog.
Komunikasi digital memiliki beberapa kelebihan dibandingkan komunikasi analog.
Permasalahan:
mau rakit ampli menggunakan trafo ct 18 VAC tapi setelah melewati dioda kiprok kok jadi 34 VDC
Rangkaian tersebut adalah full-wave bridge rectifier, dengan skema sebagai berikut (sumber):
Bentuk sinyal dari rangkaian di atas masih belum rata, karena belum ada kapasitor filter.
Tegangan input mengambil dari terminal 18 volt dan 18 , sedangkan transformator mempunya center tap (CT), sehingga tegangan AC yang masuk ke dioda bridge adalah 18 volt rms (root mean square).
Untuk menggambarkan sinyal ini, perlu diubah menjadi tegangan puncak, dengan rumus Vpeak = Vrms * 1.414, sehingga Vpeak = 36 x 1.414 = 50.904 volt
Bentuk tegangan output bridge adalah seperti sebagai berikut (sinyal warna hijau), dibandingkan dengan sinyal input (warna merah):
Sebenarnya sinyal output bridge akan berkurang sedikit karena ada tegangan drop pada dioda, namun pada gambar tersebut tegangan drop tersebut diabaikan dulu.
Jika tegangan output bridge diukur dengan voltmeter DC, maka yang diukur adalah rata-rata tegangan yang warna hijau. Rumusnya adalah Vaverage = 0.637 Vmax = 0.9 Vrms
Sumber rumurs: https://www.electronics-tutorials.ws/power/single-phase-rectification.html
Diagramnya sebagai berikut:
Sinyal hijau adalah output dari bridge, berupa sinyal sinusoidal yang sudah disearahkan.
Tegangan yang terukur pada voltmeter DC adalah rata-rata, yaitu sebesar 32.4 volt
Pada foto yang terukur adlah 34.6 volt, kemungkinan karena ketidaktepatan tegangan output transformator. Kalau mau lebih pasti, dapat diukur berapa tegangan output transformator atau input bridge dengan voltmeter AC (AVOmeter pada setting AC).
Tips: AVOmeter standar pada setting DC hanya dirancang untuk mengukur tegangan DC atau rata-rata, sedangkan pada setting AC hanya untuk mengukur tegangan AC rms (root-mean-square). Jika bentuk sinyalnya bukan DC atau AC murni, maka angka yang ditampilkan kurang tepat. Pada sinyal yang bukan DC ataupun AC murni, lebih tepat menggunakan osiloskop untuk mengukur sinyalnya.
Berikut ini contoh pembangkitan suara burung dengan menggunakan mikrokontroler Arduino Nano (ATmega328)
Kode diambil dari http://120.107.171.121/~tywua/sub/ISAR/Chirp.ino , nampaknya dari website dari seorang profesor di National Changhua University of Education , Taiwan.
Berikut ini contoh suara yang dihasilkan :
Berikut ini bentuk sinyal yang di aplikasi Audacity untuk 1 set kicauan saja:
Berikut source code (dari http://120.107.171.121/~tywua/sub/ISAR/Chirp.ino)
int piezopin =11; // select the pin for the speaker
int angulo = 0;
int counter = 0;
void setup() {
pinMode(piezopin,OUTPUT);
}
void loop() {
angulo = random(10,50);
counter = random(2,6);
highChirp(5,angulo/10);
delay(100);
lowChirp(angulo*4,2);
delay(100);
tweet(counter,2);
}
void highChirp(int intensity, int chirpsNumber){
int i;
int x;
for(int veces=0; veces<=chirpsNumber; veces++){
for (i=100; i>0; i--)
{
for (x=0; x<intensity; x++)
{
digitalWrite (piezopin,HIGH);
delayMicroseconds (i);
digitalWrite (piezopin,LOW);
delayMicroseconds (i);
}
}
}
}
void lowChirp(int intensity, int chirpsNumber){
int i;
int x;
for(int veces=0; veces<=chirpsNumber; veces++){
for (i=0; i<200; i++)
{
digitalWrite (piezopin,HIGH);
delayMicroseconds(i);
digitalWrite(piezopin,LOW);
delayMicroseconds(i);
}
for (i=90; i>80; i--)
{
for ( x=0; x<5; x++)
{
digitalWrite (piezopin,HIGH);
delayMicroseconds (i);
digitalWrite (piezopin,LOW);
delayMicroseconds (i);
}
}
}
}
void tweet(int intensity, int chirpsNumber){
int i;
int x;
//normal chirpsNumber 3, normal intensity 5
for(int veces=0; veces<chirpsNumber; veces++){
for (int i=80; i>0; i--)
{
for (int x=0; x<intensity; x++)
{
digitalWrite (piezopin,HIGH);
delayMicroseconds (i);
digitalWrite (piezopin,LOW);
delayMicroseconds (i);
}
}
}
delay(1000);
}
Membuat LED berkedip adalah salah satu cara sederhana untuk menunjukkan kemampuan pewaktuan pada mikroprosesor.
Berikut ini beberapa teknik yang dapat dilakukan:
Delay pada Arduino dijelaskan di https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/time/delay/
Pada software Arduino standar seperti Arduino Nano dan UNO, delay ini diimplementasikan dengan loop software.
Contoh software yang menggunakan delay ini adalah contoh software Blink pada Arduino (https://www.arduino.cc/en/tutorial/blink)
Diagram alir program Blink ini adalah sebagai berikut
FreeRTOS memungkinkan software Arduino memiliki beberapa loop pada waktu yang bersamaan.
Porting FreeRTOS untuk Arduino UNO dan Nano dapat dilihat di https://github.com/feilipu/Arduino_FreeRTOS_Library
Library FreeRTOS ini dapat diinstall di Arduino IDE dari menu Tools -> Manage Libraries. Kemudian search dengan kata kunci FreeRTOS.
Sebagai contoh, berikut ini diagram alir (flowchart) sebuah program yang membuat LED berkedip dengan 3 buah loop. Masing-masing LED memiliki frekuensi yang berbeda.
Source code dapat dilihat di https://github.com/waskita/embedded/tree/master/atmega-blink-freertos
Fungsi FreeRTOS yang dipakai adalah
Berikut ini demo perangkat keras Arduino Nano tersebut
under construction
Dry cabinet berguna untuk menyimpan benda-benda yang mesti disimpan pada kelembaban rendah. Contohnya kamera dan lensa kamera. Selain Dry cabinet, bisa juga menggunakan dry box. Perbedaan utamanya: dry cabinet menggunakan pengering (dehumidifier) otomatis bertenaga listrik, sedangkan dry box mesti dikeringkan dengan pengering yang mesti diganti/diregenerasi jika sudah jenuh.
Berikut ini tahap-tahap memperbaiki dehumidifier pada dry cabinet Wonderful AD-068C. Singkat cerita ada kabel yang putus di dalamnya, sehingga proses pengeringan tidak bekerja.
Berikut ini tampak depan dari dry box Wonderful.
Berikut ini perangkat pengering yang terletak di bagian belakang box dry cabinet.
Pengering ini dapat dicopot dengan cara melepas dulu 4 sekrup di 4 pojoknya.
Berikut ini tampak belakang pengering yang sudah dicopot dari kotaknya.
Berikut ini tampak depan dari alat pengering. Nampak ada knop pengatur kelembaban. Fungsi knop ini adalah mengatur kelembaban yang ingin dicapai di dalam kotak dry box. Tidak ada angka kelembaban pada knop tersebut, sehingga penyetelan kelembaban lebih dengan cara trial-and-error.
Berikut ini bagian dalam dari kotak pengering.
Berikut bagian dalam bagian depan yang berisi pengatur kelembaban.
Setelah diperiksa ternyata ada sebuah kabel yang putus. Kabel tersebut fungsinya adalah pemanas pegas yang menggerakkan katup.
Setelah ketahuan masalahnya, kabel disambung dengan cara disolder. Beres.
Cara kerja kotak pengering ini menarik. Kira-kira sebagai berikut:
Pada artikel ini diuraikan analisis sinyal detak jantung. Sinyal detak jantung diperoleh dari sensor pulsesensor.
Sensor ini sudah pernah dibahas di beberapa artikel sebelumnya:
Tambahan pada artikel ini adalah dilakukan filtering dengan LPF untuk membantu memuluskan sinyal hasil sensor.
Tahap pengolahan sinyal adalah sebagai berikut:
Perangkat lunak untuk pengukuran data di Arduino adalah sebagai berikut: https://github.com/waskita/embedded/tree/master/atmega-detak-jantung-profiling
Perangkat lunak untuk analisis sinyal adalah sebagai berikut: https://github.com/waskita/embedded/blob/master/analisis-detak-jantung/heart-beat-analysis-1kHz.ipynb
Berikut ini diagram blok aliran sinyal pada sistem ini:
Berikut ini detail uraian aliran sinyal pada sistem tersebut
Tujuan dari sensor tersebut adalah mengukur detak jantung seseorang.
Ada beberapa hal yang mempersulit perhitungan detak jantung:
Sinyal hasil pengukuran ADC masih kurang rata, sehingga untuk membuat lebih halus dilakukan filtering pada frekuensi cut off 4 Hz. Frekuensi cut-off 4 Hz dipilih mengingat detak jantung maksimum orang normal adalah 220 per menit, atau setara 3,667 Hz. Jadi sinyal di atas frekuensi 3,667 Hz tidak diperlukan.
Filter menggunakan filter digital IIR 4 pole. Filter 6 pole menghasilkan filter yang tidak stabil, sehingga akhirnya dipakai 4 pole saja. Jenis filter IIR supaya perhitungan lebih sederhana, mengingat sistem ini akan diimplementasikan di mikrokontroler dengan kemampuan komputasi yang terbatas.
Desain filter menggunakan Iowa Hills IIR Filter Designer Version 6.5 sebagai berikut:
Implementasi filter dengan bahasa Python, menggunakan struktur filter “Nth Order Coeffiecients”.
Struktur filter IIR (Infinite Impulse Response) yang dipakai adalah sebagai berikut:
Hasil filter adalah sebagai berikut (sinyal merah).
Sinyal hasi pengukuran mengandung sinyal DC offset, sehingga rata-ratanya tidak 0. Untuk menghilangkan DC offset, dilakukan filtering dengan LPF pada 200 mHz. Filter 2 pole IIR.
Hasil filter adalah sebagai berikut (sinyal merah):
Sinyal tanpa offset diperoleh dengan sinyal hasil filter 4 Hz dikurangi dengan sinyal hasil filter di 0.2 Hz. Hasilnya adalah sinyal (warna biru) di gambar di bawah ini.
Sinyal biru kemudian disearahkan (rectified), sehingga didapat sinyal warna merah.
Sinyal hasil penyearahan difilter lagi dengan filter 0.2 Hz, untuk membantu deteksi puncak. Deteksi puncak agak sulit, karena dari hasil filter 4 Hz masih ada puncak kecil. Dengan sinyal hasil penyearahan diharapkan mampu mendeteksi puncak yang tinggi saja.
Proses terakhir adalah deteksi puncak. Hanya puncak yang tinggi yang dihitung.
Dari percobaan yang dilakukan, filtering (penapisan) analog dan digital dapat membantu membentuk sinyal supaya lebih mudah diproses.
