SMART PRESSURE ALERT SYSTEM

Profil Anggota Kelompok

Nama: Apri Ayu Lia
Program Studi: Teknik Biomedis
Institusi: Institut Teknologi Sumatera (ITERA)
Mata Kuliah: Robotika Medis

Pendahuluan

Pemantauan kondisi pasien secara berkelanjutan merupakan aspek krusial dalam pelayanan kesehatan, khususnya pada pasien dengan mobilitas terbatas. Tekanan berlebih akibat posisi statis dapat menyebabkan luka tekan (pressure ulcer).

Smart Pressure Alert System dikembangkan menggunakan sensor Force Sensitive Resistor (FSR) dan buzzer sebagai peringatan dini. Integrasi dengan ROS 2 memungkinkan pemantauan real-time dan pengolahan data lebih lanjut.

Pentingnya Smart Pressure Alert System

Tekanan Berlebih pada Pasien

Pasien dengan keterbatasan gerak berisiko mengalami tekanan berlebih akibat posisi statis dalam waktu lama.

Keterbatasan Pemantauan Manual

Pemantauan manual tidak dapat dilakukan secara kontinu dan sangat bergantung pada tenaga medis.

Sistem Peringatan Dini

Sistem ini memberikan peringatan otomatis menggunakan buzzer saat tekanan melebihi ambang batas.

Diagram Alir Sistem

Alat dan Bahan

Perangkat Keras

Perangkat Lunak

Tahap I - Environment Setup

Tahap ini bertujuan untuk menyiapkan lingkungan kerja perangkat lunak agar sistem dapat dikembangkan, dijalankan, dan diintegrasikan dengan ROS 2 secara optimal.

1. Menyiapkan Sistem Operasi Utama (Windows 11)

Windows 11 digunakan sebagai host system (sistem utama) untuk menjalankan seluruh proses pengembangan.

• Menjalankan Arduino IDE
• Menjalankan Docker Desktop
• Menjalankan WSL 2 sebagai jembatan ke Linux

Catatan: Pastikan Windows sudah ter-update, virtualisasi aktif di BIOS, dan RAM minimal 8 GB.

2. Mengaktifkan WSL 2 (Windows Subsystem for Linux)

WSL 2 memungkinkan menjalankan sistem operasi Linux langsung di dalam Windows tanpa dual boot.

Langkah-langkah:

• Buka PowerShell sebagai Administrator
• Jalankan perintah aktivasi WSL

• Lakukan restart sistem komputer
• Pastikan WSL menggunakan versi 2

3. Instalasi Ubuntu 24.04 LTS

Ubuntu digunakan sebagai sistem operasi Linux utama untuk menjalankan ROS 2.

Langkah-Langkah:

• Unduh Ubuntu 24.04 LTS melalui Microsoft Store
• Lakukan Instal dan jalankan
• Buat username dan password pada Linux

4. Update Sistem Ubuntu

Update sistem dilakukan untuk memastikan seluruh package berada pada versi terbaru sebelum instalasi ROS 2.

5. Instalasi ROS 2 Jazzy Jalisco

ROS 2 digunakan sebagai middleware komunikasi antara node publisher dan subscriber.

Langkah-langkah:

• Menambahkan locale sistem

• Menambahkan repository resmi ROS 2

• Menginstal ROS 2 Jazzy Jalisco

• Melakukan setup environment

6. Instalasi Docker Desktop

Docker digunakan untuk menjalankan micro-ROS agent secara terisolasi.

Langkah-langkah:

• Unduh Docker Desktop for Windows
• Lakukan instalasi dan restart jika diperlukan

7. Menjalankan micro-ROS Agent

Micro-ROS Agent berfungsi sebagai penghubung antara mikrokontroler ESP32 dan ROS 2.

Jalankan container:

8. Instalasi Arduino IDE

Arduino IDE digunakan untuk pemrograman ESP32 dan pembacaan sensor FSR.

Langkah-langkah:

• Instalasi Arduino IDE
• Penambahan board ESP32
• Instalasi library pendukung sensor FSR

9. Instalasi Python

Python digunakan untuk pengembangan node ROS 2 dan monitoring data sensor.

Pastikan Pyhton terinstal:

Jika belum, lakukan:

TAHAP II – Perakitan Perangkat Keras

• ESP32
• Sensor FSR
• Buzzer
• Resistor ±10 kΩ
• Breadboard & Kabel Jumper

Wiring Diagram

TAHAP III – Arduino Programming

ESP32 diprogram untuk membaca sensor FSR dan mengaktifkan buzzer ketika tekanan terdeteksi.

TAHAP IV – Implementasi Logic Node

Tahap ini menjelaskan langkah-langkah membuat dan menjalankan Logic Node pada ROS 2 untuk mengelola tekanan serta mengaktifkan alarm jika terdapat tekanan pada sensor.

1. Buka Terminal Ubuntu & Aktifkan ROS 2

Jalankan perintah berikut setiap membuka terminal baru:

2. Buat ROS 2 Workspace

3. Buat Package ROS 2 (Python)

4. Masuk ke Folder Package

5. Buat File Python Logic Node

6. Script Python (Logic Node)

7. Edit setup.py agar Node Bisa Dijalankan

Tambahkan pada bagian entry_points:

8. Build Ulang Workspace

9. Jalankan Logic Node

10. Uji Node (Manual dari Terminal)

Kirim data tekanan:

Cek status tekanan:

Cek alarm:

Troubleshooting & Problem Solving

⚠️ Tahap ini bertujuan untuk mengidentifikasi dan menangani permasalahan yang muncul selama proses pengembangan Smart Incubator Monitoring System berbasis ESP32 + FSR + Buzzer, sehingga sistem dapat berjalan stabil dan optimal.

✅ Tested Solutions – 5 Common Issues

🔴 Problem #1 – Arduino / ESP32 Gagal Dikompilasi

Penyebab: Board atau library belum terpasang dengan benar.

Solusi:

• Pastikan board ESP32 Dev Module sudah dipilih dengan benar pada Arduino IDE
• Instal library sensor FSR jika diperlukan
• Periksa koneksi kabel USB ke komputer

🔴 Problem #2 – Data FSR Tidak Terkirim ke ROS 2

Penyebab: Koneksi serial atau konfigurasi rosserial tidak sesuai.

Solusi:

• Periksa port serial yang digunakan oleh ESP32
• Pastikan rosserial agent berjalan dan menggunakan port yang benar
• Pastikan baudrate di ESP32 dan rosserial sama

🔴 Problem #3 – ROS 2 Subscriber / Publisher Tidak Merespons

Penyebab: Topic tidak aktif atau node belum berjalan.

Solusi:

• Cek topic yang tersedia dengan ros2 topic list
• Pastikan node FSRLogicNode dijalankan dan subscribe ke topic yang benar
• Periksa koneksi jaringan jika menggunakan multiple device

🔴 Problem #4 – Buzzer Tidak Berfungsi

Penyebab: Pin buzzer salah atau logika ROS 2 alarm tidak diterima.

Solusi:

• Periksa pin digital yang digunakan untuk buzzer
• Pastikan topic /fsr/alarm diterima oleh node buzzer
• Gunakan Serial Monitor untuk memantau status FSR dan alarm

🔴 Problem #5 – Nilai FSR Tidak Stabil / Noise Tinggi

Penyebab: Sensor FSR rawan noise dan variasi resistansi.

Solusi:

• Tambahkan filter software (misal rata-rata 3–5 pembacaan)
• Periksa sambungan kabel dan breadboard
• Kalibrasi threshold sesuai tekanan yang diinginkan

Dokumentasi