Perpustakaan Digital ITB

Terapi berjalan merupakan salah satu bentuk fisioterapi penting yang diterapkan pada anak penderita cerebral palsy (CP), khususnya pada fase facilitasi gerak dalam metode Neuro Developmental Treatment (NDT). Di Indonesia, terapi berjalan masih banyak dilakukan secara manual, yang mengakibatkan ketidakkonsistenan dalam sudut gerakan selama sesi terapi. Hal ini berdampak pada efektivitas terapi dalam membentuk pola gerak berjalan yang sesuai dengan kebutuhan rehabilitasi. Oleh karena itu, pada tugas akhir ini dirancang dan diimplementasikan alat training gait robotik yang dapat membantu memberikan terapi berjalan dengan kontrol sudut gerakan yang presisi dan konsisten. Perancangan difokuskan pada dua subsistem utama, yaitu subsistem power dan subsistem penggerak. Subsistem power bertugas menyuplai kebutuhan daya dari baterai LiPo 11, 1 V 6200 mAh kepada seluruh komponen sistem. Tegangan 12V yang dihasilkan disalurkan ke driver motor, encoder, serta dikonversi menjadi 5V melalui step-down converter LM2596 untuk digunakan oleh mikrokontroler ESP32 dan limit switch. Pengujian menunjukkan bahwa sistem distribusi tegangan stabil, dengan output 5V yang konsisten meskipun terdapat variasi pada tegangan input baterai antara 12,6V (fully charged) hingga 9V (discharge). Selain itu, pengukuran arus aktual menunjukkan bahwa konsumsi daya sesuai dengan perhitungan, dan sistem tetap dalam batas aman untuk digunakan secara langsung di dekat pasien. Subsistem penggerak terdiri dari empat buah driver TB6600 yang mengontrol dua motor NEMA23 pada sendi panggul dan dua motor NEMAl 7 pada sendi lutut. Masing-masing motor terhubung dengan encoder rotary 600P yang berfungsi sebagai sensor sudut rotasi. Encoder menghasilkan resolusi sebesar 0,6° per pulsa dan terhubung langsung ke pin interrupt ESP32. Sistem ini mampu mengenali sudut rotasi motor secara presisi dan memberikan umpan balik ke mikrokontroler agar aktuasi dapat dikendalikan secara tertutup ( closed-loop ). Pengujian terhadap sistem penggerak dilakukan dengan memberikan perintah rotasi melalui serial monitor, dan hasilnya menunjukkan bahwa aktuator dapat berputar searah maupun berlawanan arah jarum jam secara konsisten sesuai perintah input, serta dapat mempertahankan posisi dengan akurasi tinggi. Pengujian performa torsi juga dilakukan dengan menambahkan beban pada exoskeleton yang mewakili berat maksimum kaki anak usia 6-12 tahun sebesar 7 kg. Hasilnya, motor NEMAl 7 menghasilkan torsi sebesar 4,91 Nm dan motor NEMA23 sebesar 20,6 Nm, melebihi kebutuhan minimum torsi untuk sendi lutut (3,64 Nm) dan panggul (16,46 Nm). Selain itu, daya tahan baterai diuji dengan stopwatch dan mampu mengoperasikan sistem lebih dari 1,2 jam, melebihi waktu sesi terapi selama 30 menit dengan tambahan waktu cadangan 5 menit sesuai spesifikasi teknis. Pengujian ini membuktikan bahwa sistem mampu bekerja secara stabil dalam durasi yang dibutuhkan tanpa kehilangan performa. Untuk menjamin keselamatan, desain perangkat memperhatikan jarak minimum antara komponen listrik dan tubuh pasien sesuai standar IEC 60664-1 dengan jarak minimum 2':1,2 cm. Pengukuran menunjukkan bahwa seluruh komponen elektronik ditempatkan pada jarak aman dari tubuh pasien, yaitu mulai dari 3 cm hingga 50 cm. Hal ini memastikan keamanan dalam penggunaan alat selama terapi berjalan. Dari keseluruhan proses perancangan, implementasi, dan pengujian, sistem yang dikembangkan berhasil memenuhi seluruh spesifikasi teknis yang telah ditentukan, yaitu ketahanan operasional 2':35 menit, torsi aktuator yang mencukupi, serta pemenuhan standar keselamatan elektrik dan jarak isolasi. Produk ini menunjukkan potensi untuk dikembangkan lebih lanjut menjadi solusi terapi berjalan berbasis robotik yang aman, presisi, dan terjangkau bagi anak cerebral palsy di Indonesia.