Perpustakaan Digital ITB

Pelatihan medis dan pengujian perangkat kedokteran invasif seperti kateter, sensor tekanan, dan pompa darah seringkali masih mengandalkan penggunaan hewan atau kadaver. Pendekatan ini memiliki berbagai kekurangan, seperti biaya tinggi, keterbatasan etis, serta kurangnya keberlanjutan dan fleksibilitas skenario. Oleh karena itu, dikembangkan sistem simulasi aliran darah berpulsasi yang mampu mereplikasi denyut jantung manusia secara realistis. Tugas akhir ini berkontribusi dalam empat aspek utama sistem: subsistem antarmuka pengguna (user interface), subsistem catu daya, integrasi firmware, dan integrasi perangkat keras (PCB). Pada subsistem antarmuka, dirancang aplikasi Android menggunakan Flutter untuk menampilkan tekanan cairan, laju aliran (flowrate), dan parameter gelombang denyut secara real-time. Aplikasi juga memungkinkan pengguna mengatur parameter denyut sesuai kebutuhan simulasi. Komunikasi antara aplikasi dan mikrokontroler ESP32 dilakukan melalui Bluetooth dengan protokol event-driven, di mana perintah hanya dikirim saat dibutuhkan, sementara data sensor dikirim secara berkala setiap 10?ms. Pada sisi catu daya, dilakukan pemetaan kebutuhan tegangan dan arus dari masing-masing komponen. Sistem memerlukan suplai 12?V untuk pompa, 5?V untuk sensor tekanan, dan 3.3?V untuk ESP32 serta sensor flowrate. Untuk efisiensi dan stabilitas, digunakan kombinasi regulator switching (buck converter 12?V ke 5?V) dan LDO (NCP1117 5?V ke 3.3?V). Firmware ESP32 diatur menggunakan FreeRTOS dengan pembagian task ke dua inti prosesor (dual-core): satu inti khusus untuk kendali pompa (PWM dan pembacaan tekanan) dan satu inti untuk task lain seperti Bluetooth, sensor flowrate (interrupt), dan pencatatan SD card. Profiling dengan xthal_get_ccount() menunjukkan semua task berjalan aktif dan efisien tanpa konflik atau watchdog reset, dengan nilai siklus sesuai tingkat kompleksitasnya. Integrasi perangkat keras dilakukan melalui desain dan fabrikasi PCB dua lapis untuk menyatukan seluruh subsistem ke dalam satu papan. Desain mempertimbangkan kebutuhan arus dan interferensi sinyal, dengan lebar jalur disesuaikan: 0.8?mm untuk jalur 12?V pompa, 0.5?mm untuk jalur 5?V dan 3.3?V, serta 0.35?mm untuk sinyal komunikasi. PCB berhasil menghubungkan semua komponen secara elektrik dan berfungsi dengan baik. Hasil pengujian menunjukkan bahwa seluruh spesifikasi berhasil dipenuhi. Aplikasi Android dapat menampilkan parameter denyut jantung, flowrate, dan grafik tekanan secara real-time, serta mengatur status sistem. Komunikasi Bluetooth dua arah dengan ESP32 berjalan stabil. Pengujian firmware menunjukkan semua task aktif, berjalan tanpa konflik atau watchdog reset, dengan profil siklus yang wajar. Sistem catu daya mampu menyuplai tegangan dan arus yang stabil ke seluruh komponen. PCB berhasil mengintegrasikan semua subsistem, memastikan koneksi dan fungsi sistem berjalan dengan baik. Sistem ini dapat menjadi solusi hemat, portabel, dan realistis untuk pelatihan medis serta pengujian perangkat invasif, menggantikan ketergantungan pada metode konvensional berbasis hewan atau kadaver. Tugas akhir ini juga memberikan pengalaman berharga dalam pengembangan sistem tertanam yang kompleks, termasuk komunikasi Bluetooth, desain aplikasi, manajemen daya, desain PCB, serta multitasking di platform mikrokontroler modern