Perpustakaan Digital ITB

Prosedur kateterisasi kardiovaskular mengharuskan tenaga medis berada di dekat sumber pancaran fluoroskopi sinar-X secara terus-menerus, yang menimbulkan risiko paparan radiasi kumulatif berbahaya. Untuk mengatasi tantangan tersebut, tugas akhir ini mengusulkan desain dan implementasi aktuator rotasi presisi pada sistem kendali kateter jarak jauh berbasis Ethernet yang secara fisik memisahkan dokter dari lingkungan radiasi. Penelitian ini secara spesifik berfokus pada pengembangan subsistem aktuator rotasi di sisi pasien yang mencakup perancangan antarmuka, pemodelan perilaku, dan fungsionalitas perangkat keras. Secara fungsional, aktuator ini bertugas mengeksekusi perintah rotasi dwiarah secara presisi berdasarkan masukan dari unit kendali. Antarmuka mekanis dirancang menggunakan transmisi sabuk sinkron tanpa selip dengan rasio reduksi 5:1, serta diintegrasikan dengan cincin selip elektrik 10A untuk memungkinkan rotasi 360 derajat secara kontinu tanpa hambatan kawat terbelit sekaligus menjaga batas kemandulan klinis. Antarmuka elektrikal dan perilaku sistem dikendalikan oleh mikrokontroler ESP32-S3 dengan arsitektur dual-core FreeRTOS, di mana algoritma secara real-time memetakan masukan digital 12-bit menjadi pulsa mekanis dengan resolusi pergerakan sebesar 0,18 derajat. Pemrosesan sinyal ini dijembatani secara aman menuju penggerak loop tertutup HBS57H dan motor stepper NEMA 23 menggunakan penerjemah tingkat logika TXS0108E serta isolasi daya terdedikasi. Modifikasi sirkuit dengan topologi anoda bersama dan penyangga aktif NPN ditambahkan pada antarmuka penggerak untuk mengeliminasi gangguan stuttering sehingga mencapai level logika nol secara absolut. Hasil pengujian performa membuktikan bahwa subsistem aktuator rotasi mampu mereplikasi pergerakan dengan tingkat akurasi rata-rata sebesar 98,05% dan batas galat absolut maksimum kurang dari atau sama dengan 0,5 derajat pada berbagai variasi sudut uji. Selain itu, pengujian latensi komunikasi data melalui protokol UDP pada kabel STP sepanjang 30 meter menunjukkan waktu respons keseluruhan sebesar 0,3125 detik tanpa adanya kehilangan paket data. Integrasi sistem mekanikal, elektrikal, dan perangkat lunak ini pada akhirnya menghasilkan solusi navigasi kateter yang sangat stabil, efisien, dan berbiaya rendah, yang secara efektif meminimalisasi risiko radiasi bagi dokter tanpa mengorbankan akurasi prosedur.