Rancang Bangun Machine Control Unit (MCU) Lumbar-Cervical Spinal Decompression Machine

Fadlullah, Muhammad Abid (2025) Rancang Bangun Machine Control Unit (MCU) Lumbar-Cervical Spinal Decompression Machine. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5007201177-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2027. Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan dan mengimplementasikan unit kontrol mesin (MCU) untuk mesin dekompresi tulang belakang lumbar-cervical. Mesin ini dirancang untuk memberikan terapi dekompresi tulang belakang yang aman dan efektif bagi pasien yang menderita nyeri punggung bawah dan leher. Sistem kontrol yang diusulkan melibatkan penggunaan sensor beban (load cell) untuk memantau gaya tarik yang diterapkan pada bagian tubuh lumbar dan cervical, serta aktuator yang dikendalikan melalui feedback dari load cell untuk mengatur gaya aktuasi sesuai dengan protokol terapi yang telah ditetapkan. MCU bertugas mengolah data dari sensor beban dan mengendalikan aktuator berdasarkan algoritma kontrol yang telah dirancang untuk memastikan bahwa gaya tarik diterapkan secara konsisten dan aman. Sistem kendali yang digunakan adalah sistem kendali PD yang merupakan gabungan antara Proportional dan Derivative compensator. Nilai gain PD yang diperoleh untuk lumbar masing-masing sebesar 76.8 untuk P gain dan 1.92 untuk D gain. Nilai gain PD terbaik yang dieroleh untuk cervical masing-masing sebesar 74.4 untuk P gain dan 0.93 untuk D gain. Pengujian Spinal decompression machine menunjukkan nilai RMSE gaya tertinggi pada pengujian tanpa beban secara berurutan dari lumbar ke cervical dalam kg adalah 0,0134 kg dan 0,0089 kg. Pada skenario pengujian dengan beban, nilai RMSE gaya tertinggi lumbar dalam satuan kg adalah 0.0184 kg pada percobaan ke 3. Nilai RMSE gaya tertinggi cervical dalam satuan kg, adalah 0.0126 kg. Pada Pengujian protokol homing menggunakan limit switch diukur menggunakan dial indicator untuk mengembalikan posisi moving bed ke posisi awalnya. Didapatkan nilai error RMSE tertinggi untuk pengujian tanpa beban adalah 0.0219 mm pada bagian bed lumbar dengan rentang error posisi nol sebesar 0.05 mm untuk lumbar dari -0.02 mm hingga 0.03 mm. Pada skenario pengujian dengan beban, nilai error tertinggi untuk bed lumbar adalah 0.0232 mm pada pengujian dengan variabel subjek Y. Nilai error RMSE tertinggi untuk pengujian dengan beban pada bed cervical adalah 0.0194 mm dengan subjek pengujian R.
=====================================================================================================================================
This study aims to develop and implement a machine control unit (MCU) for a lumbar-cervical spinal decompression machine. This machine is designed to provide safe and effective spinal decompression therapy for patients suffering from low back and neck pain. The proposed control system involves the use of load cells to monitor the tensile force applied to the lumbar and cervical body parts, and actuators controlled through feedback from the load cells to regulate the actuation force according to the established therapy protocol. The MCU is tasked with processing data from the load sensor and controlling the actuator based on a control algorithm that has been designed to ensure that the tensile force is applied consistently and safely. The control system used is the PD control system which is a combination of Proportional and Derivative compensators. The PD gain values obtained for the lumbar were 76.8 for P gain and 1.92 for D gain, respectively. The best PD gain values obtained for cervical were 74.4 for P gain and 0.93 for D gain. Spinal decompression machine testing shows the highest force RMSE value in sequential no-load testing from lumbar to cervical in kg is 0.0134 kg and 0.0089 kg. In the test scenario with a load, the highest RMSE value of the lumbar force in kg was 0.0184 kg in the 3rd experiment. The highest RMSE value of the cervical force in kg was 0.0126 kg. In the homing protocol test using a limit switch, it was measured using a dial indicator to return the moving bed position to its initial position. The highest RMSE error value for testing without a load was 0.0219 mm in the lumbar bed section with a zero position error range of 0.05 mm for the lumbar from -0.02 mm to 0.03 mm. In the test scenario with a load, the highest error value for the lumbar bed was 0.0232 mm in testing with the subject variable Y. The highest RMSE error value for testing with a load on the cervical bed was 0.0194 mm with the test subject R.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	machine control unit, lumbar-cervical spinal decompression, load cell, aktuator, terapi dekompresi,machine control unit, lumbar-cervical spinal decompression, load cell, actuator, decompression therapy
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ223.A25 Actuators. T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ223 PID controllers T Technology > TS Manufactures > TS170 New products. Product Development
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Muhammad Abid Fadlullah
Date Deposited:	06 Feb 2025 08:02
Last Modified:	06 Feb 2025 08:02
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/118472

Actions (login required)

View Item