SISTEM KEAMANAN SERBAGUNA DENGAN KODE KUNCI YANG DAPAT DIUBAH BERBASIS GADGET ANDROID TUGAS AKHIR
OLEH: AVOLGA ARVEN YURIANCAESA 11.50.0001
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2015 i
PENGESAHAN
Laporan Tugas Akhir dengan judul : “Sistem Keamanan Serbaguna Dengan Kode Kunci Yang Dapat Diubah Berbasis Gadget Android” diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Teknik Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Laporan Tugas Akhir ini disetujui pada tanggal....................2015 dan siap diajukan ke ujian tugas akhir.
Semarang, …....................................... Menyetujui
Pembimbing I
( Dr. Florentinus Budi Setiawan, ST., MT. )
Mengetahui Kaprogdi Teknik Elektro
( Dr. Florentinus Budi Setiawan, ST., MT. )
ii
ABSTRAK
Seperti yang kita ketahui bahwa kehidupan manusia dari masa – masa telah mengalami peningkatan dalam berbagai macam hal termasuk salah satunya ialah aspek ilmu pengetahuan dan teknologi. Perkembangan alat telekomunikasi merupakan salah satu teknologi yang masih terus dikembangkan hingga saat ini agar menjadi lebih mutakhir, dengan harga yang semakin terjangkau semua orang dapat membeli dan menggunakan telepon seluler. telepon seluler yang beredar dipasaran juga terdiri dari beberapa jenis ,salah satunya yang paling populer saat ini adalah telepon seluler berbasis Operating System Android. Android adalah tipe telepon seluler yang dapat dikembangkan aplikasinya (open source) maka dari itu, dengan mengetahui adanya isu masalah sistem keamanan yang selalu menghantui manusia dari masa-kemasa, pengembangan aplikasi Android untuk diintegrasikan dengan rekayasa ilmu elektronik berbasis komputasi kecerdasan buatan niscaya dapat menjadi inovasi baru untuk melahirkan jenis sistem keamanan yang modern, efektif dan efisien bagi manusia . Kata kunci : Handphone, Android, open source, sistem keamanan .
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur dan terima kasih penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih karunia yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir
dengan judul “Sistem Keamanan Serbaguna Dengan
Kode Kunci Yang Dapat Diubah Berbasis Gadget Android”.Tidak lupa hasil karya cipta konsep tugas akhir yang telah dibuat ini penulis dedikasikan pada fakultas teknik elektro Universitas Katolik Soegijapranata, yang mana setelah mengalami proses kegiatan belajar mengajar didalamnya, penulis memperoleh banyak pengalaman dan pengetahuan yang dapat menundukung proses pembuatan tugas akhir ini. Adapun laporan Tugas Akhir ini dibuat untuk memenuhi persyaratan akademis Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca sekalian, Berkah dalem.
Semarang, Januari 2015
Penulis
iv
UCAPAN TERIMAKASIH
Dalam proses pengerjaan Tugas Akhir dan penyusunan laporan ini, terdapat berbagai macam kendala yang penulis alami namun kesulitan tersebut dapat teratasi berkat beberapa pihak yang berbaik hati mau memberikan saran, nasihat dan koreksi terhadap proses pengerjaan tugas akhir penulis. Pada kesempatan kali ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Tuhan Yang Maha Esa yang senantiasa memberi berkat, kemudahan jalan dan kelancaran kepada penulis. 2. Orang tua, adik , opa dan oma penulis yang selalu memberi semangat dan dukungan baik secara moril maupun materiil kepada penulis. 3. Bapak Dr. Florentinus Budi Setiawan, MT. selaku pembimbing Tugas Akhir dan Ka.Progdi Teknik Elektro. 4. Bapak Dr. Ir.Ign Slamet Riyadi, MT. selaku koordinator Tugas Akhir. 5. Bapak Ant.Juang Saksono,SE. selaku staf bagian pengajaran yang memberikan masukan dan bantuan sehingga proses administratif Tugas Akhir dapat berjalan dengan lancar. 6. Sdr. Vincentius Andhika P.R,ST. selaku staff laboran laboratorium Teknik Elektro Universitas Katolik Soegijapranata yang telah menyediakan dan meminjamkan berbagai peralatan kerja serta fasilitas laboratorium. 7. Kelompok ORE NO ASOBI yang selalu bisa menjadi tempat untuk berekspresi serta memberikan inspirasi dan semangat.
v
8. Teman-teman seperjuangan angkatan 2011 untuk dukungan dan semangatnya. 9. Teman-teman Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro Universitas Katolik Soegijapranata. 10. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam melakukan Tugas Akhir dan menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Terimakasih banyak atas segala hal positif yang telah diberikan pada penulis, dengan semua hal tersebut penulis berharap kerjasama antar mahasiswa dan semua pihak untuk terus berinovasi tetap berlangsung baik.Tuhan Memberkati !
Semarang, Januari 2015
penulis
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL……………………………………………………………….i HALAMAN PENGESAHAN…………………………………………………….ii ABSTRAK………………………………………………………………………..iii KATA PENGANTAR…………………………………………………………….iv UCAPAN TERIMAKASIH.....................................................................................v DAFTAR ISI……………………………………………………………………..vii DAFTAR GAMBAR…...……………………………………………………….....x DAFTAR TABEL…………....………………………………………………...xviii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang……………………...........…………………………..1 1.2 Batasan Masalah.......………………...........…….……………………5 1.3 Tujuan.........................……………….............……………………….7 1.4 Metodologi Penelitian………...…………...........…………….……...8 1.4.1 Studi Literatur............................................................................8 1.4.2 Simulasi Konsep Alat................................................................9 1.4.3 Uji Coba Hardware....................................................................9 1.5 Sistematika Penulisan...........................………....…………….…….10 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pendahuluan....…………….………...........……………………...…12 2.2 Android Operating System...………...........…….…………………..13 2.3 Aplikasi Android.............…………….............……………………...14
vii
2.4 MIT App Inventor 2....………...…………...........…………….…….15 2.5 Sistem Keamanan.....................................……....…………….…….18 2.5.1 Brankas atau Lemari Besi........................................................18 2.5.2 Sistem Pengaman atau Alarm Mobil dan Motor.....................20 2.5.3 Sistem Keamanan Pada Bangunan..........................................21 2.6 Mikrokontrol........................................………....…………….…….25 2.7 Power Supply.......................................………....…………….……..28 2.8 Bluetooth....................………...…………...........…………….…….31 2.9 LCD......................................................………....…………….…….35 2.10 Motor Servo........................................………....…………….……..38 BAB III PERANCANGAN ALAT 3.1 Rancangan Konsep Alat Secara Keseluruhan………………………42 3.2 Minimum System.....………………...........…….………………......45 3.3 Power Supply............………………...........…….………………......51 3.4 Bluetooth Module.....………………...........…….…………………..54 3.5 LCD 16x2 Alphanumeric.........……...........…….………………......56 3.6 Motor Servo........................................................................................58 3.7 Gadget Android..................................................................................60 3.8 Aplikasi Android Connect..................................................................61 3.9 Program Mikrokontrol Connect.........................................................71 3.10 Aplikasi Android YUKI.....................................................................80 3.11 Program Mikrokontrol YUKI..........................................................110 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
viii
4.1 Pengujian dan Analisa Konsumsi Daya Hardware.....……………..131 4.2 Pengujian dan Analisa Format Sinyal Pada Hardware.....…..……..137 4.3 Pengujian dan Analisa Validasi Koneksi Bluetooth.....……………145 4.4 Pengujian dan Analisa Sistem Pengaman Hardware.....…….....…..152 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan.................................................................……………..160 5.2 Saran...........................................................................……………..160 DAFTAR PUSTAKA.............................................................................……......161 LAMPIRAN.........................................................……………............................162
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Simbol OS Android terbaru “Kitkat” dan contoh gadget Android......1 Gambar 1.2 Hal-hal yang dapat dilakukan oleh gadget Android............................2 Gambar 1.3 Ilustrasi brain storming konsep yang dibuat........................................3 Gambar 1.4 Grafik persentase tindak pencurian berdasarkan lokasi......................4 Gambar 1.5 Grafik persentase tindak pencurian berdasarkan sarana yang dicuri..4 Gambar 2.1 Pokok bahasan landasan teori............................................................12 Gambar 2.2 Anggota Open Handset Alliance.......................................................14 Gambar 2.3 Tampilan menu aplikasi pada OS Android........................................15 Gambar 2.4 Metode simulasi yang ditawarkan App Inventor 2............................16 Gambar 2.5 Tampilan work sheet dan simulasi pada App Inventor 2...................17 Gambar 2.6 Brankas mekanik (kiri) dan digital (kanan).......................................19 Gambar 2.7 Sistem alarm konvensional pada mobil.............................................21 Gambar 2.8 Contoh produk alarm yang dijual dipasaran......................................21 Gambar 2.9 Hardware alarm konvensional untuk mobil atau motor....................21 Gambar 2.10 Mekanisme kunci menggunakan lock pad ( gembok ).....................23 Gambar 2.11 Mekanisme kunci menggunakan sistem elektronik..........................23 Gambar 2.12 Kamera CCTV..................................................................................24 Gambar 2.13 Ilustrasi microcontrol architecture....................................................26 Gambar 2.14 Jenis catu daya berdasarakan fungsinya...........................................29 Gambar 2.15 Regulated power supply yang diaplikasikan pada alat.....................30 Gambar 2.16 Tegangan output regulated power supply.........................................30
x
Gambar 2.17 Anggota Special Interest Group (SIG).............................................31 Gambar 2.18 Cara kerja koneksi bluetooth saat mengirim dan menerima data....34 Gambar 2.19 Arsitektur modul LCD Alphanumeric 16x2.....................................35 Gambar 2.20 Konfigurasi pin modul LCD Alphanumeric 16x2............................36 Gambar 2.21 Blok diagram motor servo................................................................39 Gambar 2.22 Bagian-bagian motor servo..............................................................39 Gambar 2.23 Lebar pulsa trigger dan pengaruhnya pada rotor motor servo..........40 Gambar 3.1 Diagram blok cara kerja konsep yang dibuat....................................44 Gambar 3.2 Wiring diagram minsys dengan komponen-komponen yang digunakan..........................................................................................46 Gambar 3.3 Rancangan circuit PCB minsys PIC 16F877A..................................46 Gambar 3.4 Letak minsys PIC 16F877A pada hardware......................................47 Gambar 3.5 Tampilan software PCB designer “EAGLE”.....................................52 Gambar 3.6 Circuit PCB regulated power supply.................................................52 Gambar 3.7 Letak transformator pada hardware sebagai bagian dari power supply................................................................................................53 Gambar 3.8 Letak regulated power supply pada hardware (dibawah minsys).....53 Gambar 3.9 Bluetooth module HC-06…..............................................................54 Gambar 3.10 Letak bluetooth module pada hardware...........................................55 Gambar 3.11 LCDQC1602A ….............................................................................56 Gambar 3.12 Letak LCDQC1602A pada hardware tampak atas...........................57 Gambar 3.13 Letak LCDQC1602A pada hardware tampak depan........................57 Gambar 3.14 Motor servo Tower Pro SG 5010......................................................58
xi
Gambar 3.15 Letak motor servo pada hardware tampak atas................................59 Gambar 3.16 Letak motor servo pada hardware tampak depan.............................59 Gambar 3.17 Tablet Samsung Galaxy Tab II dengan OS Android jelly bean 4.1.1................................................................................60 Gambar 3.18 Flow chart cara kerja aplikasi Android “Connect”...........................62 Gambar 3.19 Rancangan GUI aplikasi “Connect” pada layout editor App Inventor 2.................................................................................63 Gambar 3.20 Visual block programming screen 1 initialize..................................64 Gambar 3.21 Visual block programming variable X, Y dan Z...............................64 Gambar 3.22 Visual block programming list picker 1 before picking...................65 Gambar 3.23 Visual block programming list picker 1 after picking......................65 Gambar 3.24 Visual block programming button 1,2,3 dan 4.................................65 Gambar 3.25 Visual block programming button 5,6,7 dan 8.................................67 Gambar 3.26 Visual block programming button 9 dan 10.....................................68 Gambar 3.27 Visual block programming clock 1 sebagai timer 1.........................68 Gambar 3.28 Visual block programming tombol 11 (tombol exit)........................69 Gambar 3.29 Proses compiling program Android “Connect”................................70 Gambar 3.30 Tampilan aplikasi Android “Connec.apk” setelah diinstal pada tablet...............................................................70 Gambar 3.31 Tampilan awal inisialisasi software mikroC PRO............................71 Gambar 3.32 Tampilan software programer PIC microbrn....................................71 Gambar 3.33 Flow chart algoritma program mikrokontrol untuk aplikasi “Connect”.................................................................72
xii
Gambar 3.34 Tampilan awal hardware aplikasi “Connect” pada software simulasi....................................................................78 Gambar 3.35 Pembacaan dan pengiriman nilai ADC pada rangkaian simulasi.....78 Gambar 3.36 Pembacaan data input dan pengiriman feed back pada simulasi......79 Gambar 3.37 Flow chart cara kerja home screen pada aplikasi “YUKI”...............81 Gambar 3.38 Desain GUI aplikasi “YUKI” pada layout editor.............................82 Gambar 3.39 Visual block programming screen initialize.....................................83 Gambar 3.40 Visual block programming variable X,Y dan Z................................84 Gambar 3.41 Visual block programming player 1 completed …..........................84 Gambar 3.42 Visual block programming screen 1 other screen closed.................84 Gambar 3.43 Visual block programming button 1,2 dan 3 (menu button).............85 Gambar 3.44 Visual block programming clock 1 sebagai timer 1.........................86 Gambar 3.45 Visual block programing screen 1 back pressed...............................88 Gambar 3.46 Flow chart cara kerja start screen pada aplikasi Android “YUKI”..............................................................................89 Gambar 3.47 Desain GUI start screen aplikasi “YUKI” pada layout editor..........91 Gambar 3.48 Visual block program screen 2 initialize..........................................92 Gambar 3.49 Visual block program variable X,A,B,C,D,E,F,G,H,I dan J.............93 Gambar 3.50 Visual block program list picker 1 before picking...........................94 Gambar 3.51 Visual block program list picker 1 after picking..............................94 Gambar 3.52 Visual block program clock 3 sebagai timer 3.................................95 Gambar 3.53 Visual block program button 1 dan 2................................................96 Gambar 3.54 Visual block program button 3,4,5 dan 6..........................................97
xiii
Gambar 3.55 Visual block program button 7,8,9 dan 10........................................98 Gambar 3.56 Visual block program clock 1 sebagai timer 1...............................100 Gambar 3.57 Visual block program clock 2 sebagai timer 2...............................101 Gambar 3.58 Visual block program button 11 (tombol back)..............................102 Gambar 3.59 Visual block program screen 2 back pressed..................................103 Gambar 3.60 Flow chart cara kerja about screen pada aplikasi “YUKI”.............104 Gambar 3.61 Desain GUI about screen aplikasi “YUKI” pada layout editor......105 Gambar 3.62 Visual block program screen 3 initialize........................................106 Gambar 3.63 Visual block program variable X....................................................106 Gambar 3.64 Visual block program player 1 completed......................................106 Gambar 3.65 Visual block program button 1 click ( tombol back ).....................107 Gambar 3.66 Visual block program screen 3 back pressed..................................107 Gambar 3.67 Visual block program clock 1 sebagai timer 1...............................108 Gambar 3.68 Proses compiling program Android aplikasi “YUKI”....................109 Gambar 3.69 Tampilan aplikasi Android “YUKI.apk” setelah diinstal pada tablet.............................................................109 Gambar 3.70 Flow chart algoritma program mikrokontrol untuk aplikasi “YUKI”.................................................................110 Gambar 3.71 Tampilan awal simulasi rangkaian aplikasi “YUKI” pada simulasi..................................................................125 Gambar 3.72 Tampilan rangkaian simulasi “YUKI” saat mengeset password.......................................................................126 Gambar 3.73 Tampilan rangkaian simulasi “YUKI” saat
xiv
menginput password yang benar...................................................127 Gambar 3.74 Tampilan rangkaian simulasi “YUKI” bila password yang diinput benar........................................................128 Gambar 3.75 Tampilan rangkaian simulasi “YUKI” saat menginput password yang salah...................................................129 Gambar 3.76 Tampilan rangkaian simulasi “YUKI” bila password yang diinput salah.........................................................130 Gambar 4.1 Proses pengujian, pengukuran dan analisa alat...............................131 Gambar 4.2 Proses pengukuran nilai tegangan catu daya tanpa beban..............132 Gambar 4.3 Pengukuran catu daya dengan beban minsys..................................132 Gambar 4.4 Pengukuran catu daya dengan beban minsys dan bluetooth module......................................................................133 Gambar 4.5 Pengukuran catu daya dengan beban minsys, bluetooth module dan LCD.............................................................133 Gambar 4.6 Pengukuran catu daya motor servo saat tidak bergerak..................134 Gambar 4.7 Pengukuran catu daya motor servo saat bergerak...........................134 Gambar 4.8 Pengukuran V output pin TX bluetooth module saat standby.........135 Gambar 4.9 Bentuk sinyal trigger motor servo untuk membuka sistem locker...................................................................................137 Gambar 4.10 Bentuk sinyal trigger motor servo untuk mengunci sistem locker...................................................................................138 Gambar 4.11 Bentuk sinyal data komunikasi serial (UART)...............................138 Gambar 4.12 Bentuk sinyal data komunikasi serial (UART) bila diperbesar......139
xv
Gambar 4.13 Output sinyal ketika BT module menerima data 0........................140 Gambar 4.14 Output sinyal ketika BT module menerima data 1........................140 Gambar 4.15 Output sinyal ketika BT module menerima data 2........................141 Gambar 4.16 Output sinyal ketika BT module menerima data 3........................141 Gambar 4.17 Output sinyal ketika BT module menerima data 4........................142 Gambar 4.18 Output sinyal ketika BT module menerima data 5........................142 Gambar 4.19 Output sinyal ketika BT module menerima data 6........................143 Gambar 4.20 Output sinyal ketika BT module menerima data 7........................143 Gambar 4.21 Output sinyal ketika BT module menerima data 8........................144 Gambar 4.22 Output sinyal ketika BT module menerima data 9........................144 Gambar 4.23 Bagian-bagian pada aplikasi Android “Connect”...........................145 Gambar 4.24 Proses komunikasi data saat minsys mengirim data nilai ADC=255......................................................................146 Gambar 4.25 Proses komunikasi data saat minsys mengirim data nilai ADC=87........................................................................147 Gambar 4.26 Proses komunikasi data saat minsys mengirim data nilai ADC=144......................................................................147 Gambar 4.27 Uji coba dengan mengirim data angka 0 pada hardware...............148 Gambar 4.28 Uji coba dengan mengirim data angka 1 pada hardware...............149 Gambar 4.29 Uji coba dengan mengirim data angka 2 pada hardware...............149 Gambar 4.30 Uji coba dengan mengirim data angka 3 pada hardware...............149 Gambar 4.31 Uji coba dengan mengirim data angka 4 pada hardware...............150 Gambar 4.32 Uji coba dengan mengirim data angka 5 pada hardware...............150
xvi
Gambar 4.33 Uji coba dengan mengirim data angka 6 pada hardware...............150 Gambar 4.34 Uji coba dengan mengirim data angka 7 pada hardware...............151 Gambar 4.35 Uji coba dengan mengirim data angka 8 pada hardware...............151 Gambar 4.36 Uji coba dengan mengirim data angka 9 pada hardware...............151 Gambar 4.37 Hasil jadi hardware dan software alat............................................152 Gambar 4.38 Tampilan LCD saat prototype alat memulai inisialisasi.................153 Gambar 4.39 Bagian-bagian pada home sceen aplikasi Android “YUKI”..........153 Gambar 4.40 Bagian-bagian pada start sceen aplikasi Android “YUKI”............154 Gambar 4.41 Tampilan list picker pada aplikasi Android “YUKI”.....................154 Gambar 4.42 Tampilan indikator pada start screen ketika bluetooth sudah terhubung............................................................................155 Gambar 4.43 Bagian-bagian pada about screen aplikasi Android “YUKI”.........155 Gambar 4.44 Proses password record atau password setting...............................156 Gambar 4.45 Hardware dalam keadaan standby dan siap menerima input password.............................................................156 Gambar 4.46 Tampilan LCD apabila password yang diinput benar.....................157 Gambar 4.47 Feed back yang diterima oleh aplikasi Android jika input password benar.............................................................158 Gambar 4.48 Tampilan LCD apabila password yang diinput salah.....................158 Gambar 4.49 Feed back yang diterima oleh aplikasi Android jika input password salah..............................................................159 Gambar 4.50 Arah putar rotor motor servo ketika mengunci atau membuka kunci.......................................................................159
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spesifikasi frekwensi gelombang radio bluetooth pada negara-negara tertentu...................................................................32 Tabel 2.2 Korelasi daya yang digunakan dan jarak efektif bluetooth...................33 Tabel 2.3 Konfigurasi pin LCD Alphanumeric 16x2............................................37 Tabel 3.1 Konfigurasi pin mikrokontrol PIC 16F877A........................................48 Tabel 3.2 Lanjutan dari tabel 3.1...........................................................................49 Tabel 3.3 Lanjutan dari tabel 3.2...........................................................................50 Tabel 4.1 Hasil pengukuran nilai tegangan pada hardware.................................136
xviii
