Perancangan alat pembacaan dan pengolahan data tekanan telapak kaki real-time secara nirkabel berdasarkan aspek fungsionalitas dan usability

Abstract

Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) saat ini sedang berupaya mengembangkan alat kaki cerdas yang dapat merekam data tekanan telapak kaki generasi kedua. Data tekanan telapak kaki yang diperoleh dapat digunakan untuk analisis gait guna melakukan prognosis serta deteksi dini penyakit yang berhubungan dengan sistem tulang, rangka, syaraf manusia. Pada alat generasi pertama terdapat kekurangan yaitu sensor yang tidak akurat mengukur tekanan serta mudah rusak seiring pemakaian. Perancangan generasi kedua dirancang untuk memperbaiki kekurangan tersebut. Alat pengukur tekanan telapak kaki dirancang dengan menggunakan ESP32, FDC2214, dan Multiplexer CD4052BE. Pada alas kaki terdapat delapan titik pengukuran yang tersebar pada seluruh telapak kaki. Proses pengukuran tekanan telapak kaki menggunakan prinsip kapasitor keping dua sejajar. Perubahan jarak antar keping memiliki korelasi dengan perubahan nilai kapasitans yang diukur oleh FDC2214. Data yang didapatkan kemudian ditransfer ke komputer atau laptop melalui Wi-Fi untuk dilakukan pengolahan data yaitu data filter, data smoothing, dan data normalization. Dari hasil rancangan alat dilakukan evaluasi fungsional dan evaluasi usability menggunakan task scenario dan kuesioner USE dengan skala 1 hingga 7 untuk mengukur kriteria effectiveness, usefulness, satisfaction, serta ease of use. Data tekanan yang diperoleh dilakukan analisis sederhana secara visual dan cross-correlation function untuk mengetahui informasi yang bisa didapatkan. Pada evaluasi fungsionalitas, akurasi alat diuji menggunakan force gauge untuk mengetahui hubungan perubahan nilai kapasitans. Hubungan tekanan dan perubahan nilai kapasitans membentuk garis linear dengan nilai r-square untuk seluruh titik pengukuran 0.906 hingga 0.996. Nilai r-square yang didapatkan alat pada generasi kedua lebih tinggi daripada alat generasi pertama. Alat juga dapat mengirimkan data dengan kecepatan 13 data/detik serta dapat melakukan pengolahan data secara otomatis. Hasil evaluasi usability, effectiveness diperoleh 91.07%, usefulness diperoleh 5.089, ease to use diperoleh 5.243, satisfaction diperoleh 5.020. Hasil dari evaluasi fungsionalitas dan usability dinyatakan alat berfungsi dan usable. Dari data tekanan telapak kaki, didapatkan informasi mengenai waktu siklus gait, cadence, fase double support, serta nilai simetris kaki menggunakan cross-correlation function.