6

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Lansia

Menurut World Health Organisation (WHO), lansia adalah

seseorang yang telah memasuki usia 60 tahun keatas. Lansia merupakan

kelompok umur pada manusia yang telah memasuki tahapan akhir dari fase

kehidupannya. Kelompok yang dikategorikan lansia ini akan terjadi suatu

proses yang disebut Aging Process atau proses penuaan.

Manusia lanjut usia adalah orang yang usianya mengalami

perubahan biologi, fisik, kejiwaan, dan sosial. Perubahan ini akan

berpengaruh terhadap aspek kehidupannya termasuk kesehatannya. Oleh

karena itu kesehatan lanjut usia perlu mendapatkan perhatian khusus dan

tetap terpelihara serta ditingkatkan agar selama kemampuannya dapat ikut

serta berperan aktif dalam pembangunan (Depkes RI, 2006).

Batasan umur pada usia lanjut dari waktu ke waktu berbeda.

Menurut World Health Organitation (WHO) lansia meliputi :

a. Usia pertengahan (middle age) antara usia 45 sampai 59 tahun

b. Lanjut usia (elderly) antara usia 60 sampai 74 tahun

c. Lanjut usia tua (old) antara usia 75 sampai 90 tahun

d. Usia sangat tua (very old) diatas usia 90 tahun

Berbeda dengan WHO, menurut Departemen Kesehatan RI (2006)

pengelompokkan lansia menjadi :

7

a. Virilitas (prasenium) yaitu masa persiapan usia lanjut yang

menampakkan kematangan jiwa (usia 55-59 tahun)

b. Usia lanjut dini (senescen) yaitu kelompok yang mulai memasuki masa

usia lanjut dini (usia 60-64 tahun)

c. Lansia berisiko tinggi untuk menderita berbagai penyakit degeneratif

(usia >65 tahun)

2.2 Berat Badan dan Tinggi Badan Lansia

Berat badan adalah salah satu parameter yang memberikan gambaran

tentang massa tubuh seseorang. Berat badan diukur dengan alat ukur dengan

alatukur berat badan dalam satuan kilogram, dengan mengetahui berat badan

seseorang maka kita akan dapat memperingatkan tingkat kesehatan atau gizi

seseorang.Tinggi badan merupakan antropometri yang menggambarkan

keadaan pertumbuhan skeletal.

Pada keadaan normal, tinggi badan tumbuh seiring dengan

pertambahan umur. Pertumbuhan tinggi badan tidak seperti berat badan,

relative kurang sensitif pada masalah kekurangan gizi dalam waktu singkat.

Tinggi badan merupakan parameter paling penting bagi keadaan yang telah

lalu dan keadaan sekarang,

Seiring bertambahnya usia, perubahan komposisi tubuh dianggap

mencerminkan perubahan status gizi dan meningkatkan angka morbiditas

dan mortalitas. Lansia merupakan kelompok usia yang memiliki risiko

menderita malnutrisi yang sangat tinggi. Pengukuran malnutrisi yang

sederhana, cepat, murah untuk lansia salah satunya adalah dengan

8

pengukuran antropometri. Pengukuran status gizi pada lansia tidak hanya

bergantung pada berat badan, namun juga melihat tinggi badan. Tinggi lutut

dan panjang lengan sejak tahun 1999 telah direkomendasikan oleh WHO

(1999) sebagai alat bantu pengganti untuk mengukur tinggi badan bagi

lansia yang menggunakan kursi roda atau harus berbaring karena tidak

mampu berjalan. Salah satu indikator yangdigunakan untuk pengukuran

tinggi badan pada lansiaadalah dengan mengukur tinggi lutut

menggunakanrumus Chumlea. Dari penelitian ini didapatkan hasil bahwa

tidak ada perbedaan antara pengukuran tinggi badan menggunakan

microtoise dengan pengukuran tinggi badan menggunakan rumus Chumlea

(Etisa Adi Murbawani dkk, 2012)

Pengukuran Tinggi badan (TB) merupakan komponen yang

fundamental sebagai indikator status gizi, sehingga pengukuran tinggi badan

seseorang secara akurat sangatlah penting untuk menentukan nilai Indeks

Massa Tubuh (IMT). Pengukuran tinggi badan yang tepat pada lansia pada

umumnya cukup sulit karena masalah postur tubuh, kerusakan spinal, atau

kelumpuhan yang menyebabkan harus duduk di kursi roda atau di tempat

tidur dan juga keterbatasan dalam gerak (Fatmah, 2006). Beberapa

penelitian menunjukkan perubahan tinggi badan lansia sejalan dengan

peningkatan usia dan efek beberapa penyakit seperti osteoporosis, oleh

karena itu formula dari tinggi lutut dan panjang ulna dapat menjadi alternatif

estimasi tinggi badan dalam keadaan tertentu. Tidak ada perbedaan yang

signifikan antara tinggi badan aktual dengan tinggi badan berdasarkan tinggi

9

lutut dengan rumus Chumlea, maupun panjang ulna dengan rumus

Pureepatpong (Tika Yuliana Rahayu, 2018)

Rumus Chumlea:

TB pria = 64,19 – (0,04 x usia dalam tahun) +

(2,02 x tinggi lutut dalam cm) ………………..…… (2.1)

TB wanita = 84,88 – (0,24 x usia dalam tahun) +

(1,83 x tinggi lutut dalam cm) …………………... (2.2)

Cara pengukuran tinggi lutut adalah tinggi lutut diukur pada kaki

kiri dengan pergelangan kaki dan lutut ditekuk pada sudut 90º. Segitiga

gambar digunakan untuk memastikan sudut sendi tegak lurus. Ujung kaliper

tetap diletakkan di bawah tumit dan sisi yang bergerak ditarik ke bawah ke

arah permukaan anterior tungkai, kurang lebih 5 cm proksimal patella di

atas condylus femur. Batang kaliper diposisikan di malleolus lateralis,

diposterior caput fibulae dan paralel terhadap tibia. Pengukuran dilakukan

saat sisi yang bergerak ditekankan pada jaringan lunak. Pembacaan

dilakukan pada milimeter terdekat.

2.3 Sensor Berat (Load Cell)

Load cell adalah alat yang mengeluarkan sinyal listrik dengan gaya

ataubeban yang diterimanya. Load Cell adalah alat elektromekanik

(mekanik sebagaiinputan dan listrik sebagai outputnya) yang biasa disebut

transducer, yaitu sebuahalat yang dapat mengubah satu bentuk daya

menjadi bentuk daya lainnya.

10

Load cell menggunakan prinsip tekanan yang memanfaakan

sensor strain gauge. Load cell atau sel beban adalah sensor yang terdiri

dari sebuah strain gauge atau lebih, yang ditempelkan pada batang berbahan

logam yang berbentuk cincin. Jumlah strain gauge dalam sebuah load cell

bisa disesuaikan dengan kebutuhan. Strain gauge yang ada pada load cell

terbuat dari bahan foil grid. Foil grid sendiri merupakan kawat tipis

berukuran panjang yang disusun secara zig-zag

Gambar 2.1. Macam - Macam Load Cell

(Sumber : http://anakristi40.blogspot.com)

Hasil pengukuran load cell selain ditentukan oleh besarnya beban,

juga ditentukan oleh besarnya tegangan excitasi, dan karakteristik (mV/V)

load cell itu sendiri. Salah satu karakteristik load cell yaitu 2 mV/V. Yang

berarti setiap satu volt tegangan excitasi, pada saat load cell dibebani

maksimal akan mengeluarkan signal sebesar 2 mV. Jika beban 200 kg

diberikan pada load cell kapasitas 200 kg dengan tegangan excitasi 5 V,

maka signal yang terkirim dari load cell tersebut adalah sebesar 10 mV.

Demikian juga apabila dibebani 100 kg dengan tegangan excitasi tetap 5 V,

karena 100 kg adalah setengah dari 200 kg maka keluaran loadcell menjadi

5 mV.

11

2.4 Modul HX711

HX711 adalah modul timbangan, yang memiliki prinsip kerja

mengkonversi perubahan yang terukur dalam perubahan resistansi dan

mengkonversinya ke dalam besaran tegangan melalui rangkaian yang ada.

Modul dengan ADC 24 bit ini berfungsi untuk menguatkan sinyal keluaran

dari sensor dan mengonversi data analog menjadi data digital. Dengan

menghubungkannya ke mikrokontroler, kita dapat membaca perubahan

resistansi dari load cell. Kelebihannya yaitu struktur yang sederhana, mudah

dalam penggunaan, hasil yang stabil dan reliable, memiliki sensitivitas

tinggi, dan mampu mengukur perubahan dengan cepat.

Gambar 2.2 Modul HX711

(Sumber : www.sparkfun.com)

Prinsip kerja sensor regangan ketika mendapat tekanan beban.

Ketika bagian lain yang lebih elastic mendapat tekanan, maka pada sisi lain

akan mengalami oleh straingauge, hal ini terjadi karena ada gaya yang

seakan melawan pada sisi lainnya. Perubahan nilai resistansi yang

diakibatkan oleh perubahan gaya diubah menjadi nilai tegangan oleh

rangkaian pengukuran yang ada. Dan berat dari objek yang diukur dapat

diketahui dengan mengukur besarnya nilai tegangan yang timbul. Apabila

12

menggunakan lebih dari 1 sensor berat, maka digunakan combinator untuk

mengkombinasikan data analog masing-masing sensor berat.

2.5 Sensor Ultrasonic SRF04

Sensor SFR04 adalah sensor ultrasonic yang diproduksi oleh

Devaneh.Sensor ini merupakan sensor jarak yang presisi. Dapat melakukan

pengukuran jarak 3cm sampai 3meter dan sangat mudah untuk dihubungkan

ke mikrokontroler menggunakan sebuah pin Input dan pin Output.Sensor

Devantech SRF-04 bekerja dengan cara memancarkan sinyal ultrasonik

sesaat dan menghasilkan pulsa output yang sesuai dengan waktu pantul

sinyal ultrasonik sesaat kembali menuju sensor. Dengan mengukur lebar

pulsa pantulan tersebut jarak target didepan sensor dapat diketahui.

Gambar 2.3 Sensor Ultrasonik SRF04

(Sumber :https://fahmizaleeits.wordpress.com)

Dengan 2 buah pin kontrol, antara lain sebuah pin input triger dan

sebuah pin output data. Untuk mengaktifkan sensor maka modul diberi

triger pulsa maka sensor akan mengeluarkan sinyal pwm dan duty cycle

tersebut sebagai jarak objek dengan sensor .

Mikrokontroller memberikan sinyal pulsa high pada pin triger

pulse input dari sensor untuk mengaktifkan sensor ultrasonik. Untuk

menghitung lebar PWM mengunakan timer 0. Pin echo pulse output

13

terhubung dengan pin-pin pada mikrokontroler. Ketika pin echo pulse

output high maka timer 0 aktif dan ketika pin echo kembali bernilai low

maka timer 0 dimatikan dan data TCNT0 diambil sebagai data jarak.

2.6 Arduino

Arduino adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada

ATmega328. Arduino mempunyai 14 pin digital input/output (6 di

antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah

osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah

ICSP header, dan sebuat tombol reset. Arduino memuat semua yang

dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya

ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan

sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya.

Gambar 2.4 Arduino

(Sumber : https://www.reichelt.nl/Single-board microcontroller)

Saat ini Arduino sangat populer di seluruh dunia. Banyak pemula

yang belajar mengenal robotika dan elektronika lewat Arduino karena

mudah dipelajari. Tapi tidak hanya pemula, para hobbyist atau profesional

pun ikut senang mengembangkan aplikasi elektronik menggunakan

Arduino. Bahasa yang dipakai dalam Arduino bukan assembler yang relatif

14

sulit, tetapi bahasa C yang disederhanakan dengan bantuan pustaka-pustaka

(libraries) Arduino.

1. Kelebihan Arduino

Tidak perlu perangkat chip programmer karena didalamnya

sudah ada bootloadder yang akan menangani upload program dari

komputer.

Sudah memiliki sarana komunikasi USB, Sehingga pengguna laptop

yang tidak memiliki port serial/RS323 bisa menggunakannya.

Memiliki modul siap pakai ( Shield ) yang bisa ditancapkan pada

board arduino. Contohnya shield GPS, Ethernet,dll.

2. Soket USB

Soket USB adalah soket kabel USB yang disambungkan

kekomputer atau laptop. Yang berfungsi untuk mengirimkan program

ke arduino dan juga sebagai port komunikasi serial.

3. Input/output digital dan input analog

Input/output digital atau digital pin adalah pin pin untuk

menghubungkan arduino dengan komponen atau rangkaian digital.

contohnya , jika ingin membuat LED berkedip, LED tersebut bisa

dipasang pada salah satu pin input atau output digital dan ground.

komponen lain yang menghasilkan output digital atau menerima input

digital bisa disambungkan ke pin pin ini. Input analog atau analog pin

adalah pin pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari komponen

atau rangkaian analog. contohnya , potensiometer, sensor suhu, sensor

cahaya, dll.

15

4. Catu daya

Pin pin catu daya adalah pin yang memberikan tegangan untuk

komponen atau rangkaian yang dihubungkan dengan arduino. Pada

bagian catu daya ini pin Vin dan Reset. Vin digunakan untuk

memberikan tegangan langsung kepada arduino tanpa melalui

tegangan pada USB atau adaptor, sedangkan Reset adalah pin untuk

memberikan sinyal reset melalui tombol atau rangkaian eksternal.

5. Baterai / Adaptor

Soket baterai atau adaptor digunakan untuk menyuplai arduino

dengan tegangan dari baterai/adaptor 9V pada saat arduino sedang

tidak disambungkan kekomputer. Jika arduino sedang disambungkan

kekomputer dengan USB, Arduino mendapatkan suplai tegangan dari

USB, Jika tidak perlu memasang baterai/adaptor pada saat

memprogram arduino.

2.7 LCD 20 x 4

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang

menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan

diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator,

atau pun layar komputer. Pada postingan aplikasi LCD yang dugunakan

ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 4 x 20. LCD sangat berfungsi

sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status

kerja alat.

16

Gambar 2.5 LCD 20 X 4

2.8 Kajian Pustaka

Dalam penulisan laporan Tugas akhir ini penulis merancang bangun

alat Timbangan duduk (Berat badan dan Tinggi badan) Lansia berbasis

Arduiono Uno , peneliti menggali informasi dari penelitian penelitian

sebelumnya sebagai bahan perbandingan. Selain itu peneliti juga menggali

informasi dari buku buku maupun dari skripsi sebelumnya dalam rangka

mendapat suatu informasi yang ada sebelumnya tentang teori yang berkaitan

dengan judul yang digunakan untuk memperoleh landasan teori ilmiah.

1. Melihat journal (Dimas Yoga Apriawan dan Lusia Rakhmawati,

2017) dengan judul “Alat Ukur Panjang Dan Berat Badan Balita

Untuk Menentukan Kategori Status Gizi Berbasis Arduino Uno”

menerangkan bahwa pengukuran panjang badan, berat badan

diperlukan untuk kategori status gizi dan dengan alat tersebut

diharapkan dapat dilakukan dengan waktu yang lebih singkat. Dan

alat tersebut mengunakan load cell untuk mengukur berat badan dan

sensor ultrasonic untuk menggukur tinggi badan.

2. Melihat journal (Fuji Ftriani, 2017) dengan judul “Alat Ukur Tinggi

Dan Berat Badan Untuk Menentukan Status Gizi Pada Anak

Berbasis Arduino” menerangkan dengan menggunakan load cell

17

untuk mengukur berat badan anak dan sensor ultrasonik utuk

mengetahui tinggi badan anak. Kedua sensor tersebut dioperasikan

menggunakan Arduino dan penggunaan rumus chumlea sangat

penting dalam pembuatan alat ini. Hal ini dikarenakan seseorang

bisa mengukur tinggi badan tanpa harus berdiri tegak

3. Melihat Journal (Tika Yuliana Rahayu, 2018) dengan judul

“Perbedaan Tinggi Badan Aktual Dengan Tinggi Badan Berdasarkan

Tinggi Lutut Dan Panjang Ulna Pada Lansia Di Panti Wreda Kota

Semarang” menerangkan bahwa tidak ada perbedaan yang signifikan

antara tinggi badan aktual dengan tinggi badan berdasarkan tinggi

lutut maupun panjang ulna. Berdasarkan nilai selisih terkecil maka

estimasi tinggi badan pada lansia laki-laki bisa menggunakan tinggi

lutut dengan rumus dari Chumlea, sedangkan pada perempuan bisa

menggunakan panjang ulna dengan rumus dari Pureepatpon

4. Pedoman praktis terapi gizi medis Departemen Kesehatan RI 2003

menerangkan salah satu cara untuk menentukan status gizi dengan

membandingkan Berat Badan dan Tinggi Badan.

IMT = BB(kg)/TB2(dalam meter).

Untuk Perempuan :

Kurus : < 17 kg/m2

Normal : 17 - 23 kg/ m2

Kegemukan : 23 - 27 kg/m2

Obesitas : > 27 kg/m2

Untuk Laki-laki :

Kurus : < 18 kg/m2

Normal : 18 - 25 kg/m2

Kegemukan : 25 - 27 kg/m2

Obesitas : > 27 kg/m2

18

Dari hasil kajian pustaka yang telah dibaca, dapat ditarik

kesimpulan bahwa alat yang akan penulis buat yaitu

1. Menggunakan mikrokontroler arduino uno

2. Mengunakan load cell untuk pengukuran berat badan dan

ultrasonic SRF04 untuk pengukuran tinggi badan

3. Pengukuran tinggi badan menggunakan rumus Chumlea, yaitu

mengukur tinggi lutut untuk mengetahui estimasi tinggi badan

4. Disain alat berbentuk kursi duduk untuk memudahkan pengguna

lansia

5. Dilengkapi LCD