Model Sistem Keamanan Ruangan Menggunakan GSM Shield Dan Kamera CCTV Berbasis Arduino Adi Trio Nugroho, Prof. Dr. Ing. Soewarto Hardienata, M.Iqbal Suriansyah, M.Kom Email :
[email protected] Program Studi Ilmu Komputer FMIPA Universitas Pakuan ABSTRAK Aspek keamanan sangat dibutuhkan dalam berbagai bidang kehidupan saat ini, salah satunya sistem keamanan didalam ruangan. Sistem keamanan pada ruangan penyimpanan seperti brankas, lemari besi atau ruang penyimpanan barang berharga sudah semestinya diterapkan sebagai fasilitas keamanan dan kenyamanan. Masalah yang dihadapi ialah seringkali terjadi kelalaian penjagaan didalam ruangan, maka dibutuhkan pengawasan yang ketat didalam ruangan tersebut untuk menghindari perampokan maupun pencurian. Dengan perkembangan teknologi yang telah maju dan pesat dalam perkembangan dunia elektronika dan komputer ini dimanfaatkan dalam pembuatan model sistem keamanan ruangan menggunakan GSM Shield dan kamera CCTV berbasis Arduino Uno. Alat ini akan mempermudah penjagaan dan pengawasan terhadap ruangan, sistem keamanan ini menggunakan beberapa sensor untuk mendeteksi keberadaan penyusup antara lain HCSR501 dan E18-D80NK, Kamera CCTV digunakan sebagai merekam kejadian didalam ruangan, GSM Shield digunakan sebagai pengiriman SMS kepada petugas untuk memberikan informasi keberadaan penyusup, dan jika keadaan darurat maka pesan singkat atau SMS kode brankas yang telah di enkripsikan dengan algoritma kriptografi dikirim kepada petugas khusus yang bertanggung jawab atas brankas tersebut. Pesan singkat kode brankas yang sudah di enkripsi hanya untuk keadaan darurat dan untuk mengamankan isi didalam brankas. Demi mendapatkan keamanan dan kenyamanan, hal ini dilakukan untuk mencegah perampokan dan pencurian. Kata Kunci : sensor HC-SR501, sistem keamanan ruangan, E18-D80NK, Arduino Uno. 1. Pendahuluan Tindakan pencurian sering terjadi di lingkungan gedung perkantoran dan di lingkungan perumahan kosong yang ditinggalkan pemiliknya (Polres Bogor 2014). Hal ini disebabkan tingkat pengangguran yang meningkat setiap tahun. Pengangguran umumnya disebabkan karena jumlah angka kerja tidak sebanding dengan jumlah lapangan kerja. Pengangguran seringkali menjadi masalah dalam perekonomian karena menyebabkan timbulnya kemiskinan, kriminalitas dan masalah-masalah sosial lainya (Manurung 2014). Sistem keamanan pada ruangan merupakan hal yang penting terutama di lingkungan kantor pemerintahan. Sistem
keamanan pada ruangan kantor berfungsi untuk melindungi barang-barang berharga seperti dokumen dan beberapa unit komputer yang tersimpan di dalam ruangan kantor. Penelitian sebelumnya tentang sistem keamanan ruangan dibuat oleh Devistha (2012) menggunakan PIR (Passive Infra Red). Penelitian ini menggunakan teknologi SMS untuk output sistem. Berdasarkan latar belakang di atas, perlu adanya sistem keamanan ruangan otomatis. Sistem keamanan ini dibuat untuk mencegah tindak kejahatan di dalam ruangan tersebut. Pada penelitian ini output sistem menggunakan buzzer,warning light yang terpasang di Pos 1
yang dikendalikan berdasarkan inputan sensor gerak,dan kamera CCTV terpasang didalam ruangan tersebut untuk merekam tindakan kejahatan. Ketika sensor HCSR501 mendeteksi adanya pergerakan di dalam ruangan maka Arduino Uno mengaktifkan buzzer yang telah terpasang di Pos dan mengaktifkan kamera CCTV yang terpasang didalam ruangan. Warning light sebagai lampu indikator tanda bahaya di dalam ruangan sehingga petugas dapat segera berpatroli ke dalam ruangan tersebut. Pada penelitian ini ditambahkan modul GSM shield untuk mengirim pesan singkat kepada petugas khusus dan petugas biasa. Pesan singkat atau SMS pada penelitian ini terbagi dua pesan. Pesan pertama untuk petugas biasa dimana isi pesan ini hanya berisi tanda ada penyusup didalam ruangan. Pesan kedua merupakan pesan darurat untuk petugas khusus dimana isi pesan ini merupakan kode brankas dan isi brankas. Informasi kode brankas dan isi brankas hanya diberikan kepada petugas khusus pada kondisi darurat untuk menjaga informasi kode brankas pesan singkat ini menggunakan algoritma kriptografi agar petugas khusus saja yang dapat memahami pesan singkat tersebut. Algoritma kriptografi ini dibuat untuk mencegah terjadi kerjasama antara penyusup dengan petugas, pada arduino uno algoritma kriptografi dibuat auto enkripsi yang akan mengirim pesan singkat menggunakan GSM shield. Diharapkan dengan adanya penelitian ini dapat meningkatkan keamanan ruangan dan keamanan informasi kode brankas yang berada didalam ruangan tersebut.
damai tanpa resiko atau ancaman. Keamanan adalah hal utama yang berkaitan dengan nasib sekumpulan manusia dan juga berkaitan dengan keyakinan bebas dari ancaman. Algoritma Kriptografi Algoritma merupakan urutan langkahlangkah logis untuk menyelesaikan masalah yang disusun secara matematis dan benar. Sedangkan kriptografi (cryptografhy) berasal dari kata "crypto" yang berarti"secret" (rahasia) dan ”graphy" yang berarti "writing" (tulisan). Kriptografi merupakan suatu ilmu yang mempelajari bagaimana cara menjaga agar data atau pesan aman saat dikirimkan dari pengirim ke penerima tanpa mengalami gangguan dari pihak ketiga. Sehingga algoritma kriptografi merupakan langkahlangkah logis bagaimana menyembunyikan pesan dari orang-orang yang tidak berhak atas pesan tersebut. Metode Caesar Cipher Pada Caesar Cipher setiap huruf disubstitusi dengan huruf ketiga berikutnya dari susunan alfabet yang sama. Dalam hal ini kuncinya adalah jumlah pergeseran huruf yaitu 3. GSM Shield V.2 GSM Shield atau GPRS (General Packet Radio Service) Shield merupakan produk untuk keperluan wireless Arduino Anda. Beroperasi pada frekuensi GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz untuk keperluan pengiriman suara, SMS, dan data dengan konsumsi data yang rendah. Shield GPRS ini dikendalikan menggunakan AT commands (GSM 07.07 ,07.05 dan SIMCOM enhanced AT Commands). Kompatible dengan board Arduino UNO, Duemilanove, Seeeduino, dan Mega, dan Arduino kompatible lainnya.
Teori atau Konsep Keamanan Kata "keamanan" dalam bahasa inggris "security" berasal dari kata latin "securus". "se" berarti tanpa dan "curus" berarti kegelisahan (tanpa kegelisahan, mengandung makna "keamanan"), berarti pembebasan dari kegelisahan atau situasi 2
Gambar 3. HC-SR501 Gambar 1. GSM Shield V.2
Sensor Infrared E18-D80NK Dalam sensor ini sudah terdapat transmiter dan receiver yang dikemas menjadi satu. Deteksi jarak dapat disesuaikan dengan kebutuhan. Sensor ini dapat digunakan untuk membuat otomasi seperti : perangkat penghitung, sebagai sensor dalam perangkat peringatan, robot penghindar rintangan, sistem otomasi dapur, sistem alarm keamanan, dll. Parameter pada sensor ini yaitu : output current DC / SCR / Relay Control output 100mA / 5V power supply, DC current consumption 25mA, respon time 2ms, temperature : -25 C ~ + 55 C, detection of object transfarent or opaque
Ardiuno Uno Arduino Uno adalah board mikrokontroler yang di dalamnya terdapat mikrokontroler, penggunaan jenis mikrokontrolernya berbeda – beda tergantung spesifikasinya. Pada Arduino Uno diguanakan mikrokontroler berbasis ATmega 328. Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset.
Gambar 4. Sensor E18-D80NK
Gambar 2. Arduino Uno
Xiaomi YI IP Camera Kamera CCTV atau Closed Circuit Television adalah sebuah kamera video digital yang difungsikan untuk memantau dan mengirim sinyal video pada suatu ruangan yang kemudian sinyal itu akan diteruskan kesebuah layar monitor. Fungsi kamera CCTV adalah untuk memantau keadaan suatu tempat yang biasanya berkaitan dengan keamanan atau tindak kejahatan, jika terjadi hal-hal kriminal akan dapat terekam kamera yang nantinya akan dijadikan sebagai bahan bukti.
Sensor HC-SR501 Sensor HC-SR501 adalah sensor yang berfungsi untuk pendeteksi gerakan yang bekerja dengan cara mendeteksi adanya perbedaan / perubahan suhu sekarang dan sebelumnya. Ketika tidak mendeteksi gerakan, keluaran modul adalah LOW. Dan ketika mendeteksi adanya gerakan maka keluaran akan berubah menjadi HIGH. Adapun lebar pulsa HIGH adalah ±0,5 detik. Sensitifitas modul PIR yang mampu mendeteksi adanya gerakan pada jarak hingga 7 meter memungkinkan kita membuat suatu alat pendeteksi gerak dengan keberhasilan lebih besar
3
Gambar 5. Kamera Gambar 6. Sketsa Alur Sistem
2. Metode Penelitian ini dilaksanakan mulai Bulan Februari 2016 sampai April 2016. Penelitian dilaksanakan di Kantor Desa Cileungsi Kidul Kabupaten Bogor
Model sistem keamanan ruangan menggunakan GSM shield dan kamera CCTV ini memiliki prinsip kerja dengan memberi tegangan sebesar 9V ke modul mikrokontroller, kemudian indikator pada modul GSM shield akan aktif. Setelah indikator pada GSM shield aktif, GSM shield siap digunakan untuk kirim sms informasi keberadaan penyusup kepada petugas jika sensor telah melakukan kalibrasi dan kemudian mendeteksi pergerakan. Jika sensor E18-D80NK yang pertama mendeteksi pergerakan maka kamera bergerak kearah sensor pertama dan GSM shield mengirim pesan berupa teks “Ada Orang di Sektor A”, jika sensor E18-D80NK yang kedua mendeteksi pergerakan maka kamera bergerak kearah sensor kedua dan GSM shield mengirim pesan berupa teks “Ada Orang di Sektor B”, jika sensor E18-D80NK yang ketiga mendeteksi pergerakan maka kamera bergerak kearah sensor ketiga dan GSM shield mengirim pesan yang sudah di enkripsi oleh arduino berupa teks “pdmx” yang artinya “maju”. Pesan yang sudah di enkripsi oleh arduino di tujukan untuk petugas khusus.
Bahan Penelitian :
1. Arduino Uno R3 2. Relay 2 Channel 3. Buzzer 220V 4. Circumrotate warning light 220V 5. Adaptor 12V 6. Model Ruangan 7. Kabel AWG-22 8. Saklar On/Off 9. Xiaomi YI IP Camera 10. GSM ShieldV.2 11. Sensor Infrared E18-D80NK 12. Motor Servo 13. Sensor HC-SR501 Alur Sistem Sistem ini menggunakan Arduino UNO yang berkomunikasi dengan komunikasi serial melalui GSM shield. Input sistem berupa sensor infrared E18-D80NK yang berfungsi sebagai komponen untuk mendeteksi pergerakan garis lurus ruangan. Gambaran umum pada sistem ini adalah terdiri dari 3 aspek yaitu Input sistem menggunakan sensor HC-SR501. Kontrol sistem menggunkan Arduino Uno. Output sistem yaitu Buzzer dan Warning light.
Penerapan Algoritma Pada Sistem Pada Caesar Cipher setiap huruf disubstitusi dengan huruf ketiga berikutnya dari susunan alfabet yang sama. Dalam hal ini kuncinya adalah jumlah pergeseran huruf yaitu 3. Susunan alfabet setelah digeser sejauh 3 huruf membentuk sebuah tabel substitusi sebagai berikut: 4
gprsSerial.println("AT + CMGS = \"+628974020241\""); delay(100); gprsSerial.println(ciphered); delay(100); gprsSerial.print((char)26); delay(100); gprsSerial.println(); Serial.println(); }
Gambar 7. Algoritma Caesar Cipher Jika huruf A pada plainteks disubstitusi dengan D, huruf B disubstitusi dengan E, demikian seterusnya. Dengan mengkodekan setiap huruf alfabet dengan integer secara matematis pergeseran 3 huruf ekivalen dengan melakukan operasi modulos terhadap plainteks P menjadi cipherteks C dengan persamaan: C = E(P) = (P+3) mod 26, karena ada 26 huruf didalam alfabet. Penerima pesan mengembalikan lagi cipherteks dengan operasi kebalikan, yang secara matematis dapat dinyatakan dengan persamaan : P = D (C) = (C-3) mod 26. Berikut ini merupakan source code dalam arduino :
Desain Mekanis 1. Penempatan komponenkomponen elelktonik dibuat semaksimal mungkin untuk menghasilkan kinerja sistem yang optimal. 2. Massa keseluruhan sistem dibuat seminimal mungkin, karena itu model sistem keamanan ruangan dibuat dengan menggunakan bahan dasar akrilik. 3. Bentuk dan ukuran model sistem keamanan ruangan dibuat dengan bentuk persegi panjang untuk menghasilkan bentuk akhir yang ideal.
void cphr() { uint8_t sizeofarray = sizeof(plaintext); uint8_t i; for(i=0;i<sizeofarray;i++) { uint16_t retrieved; retrieved=plaintext[i]; retrieved -=32; // Subract Ascii_offset uint16_t c =(retrieved + n_shift)% Nchars; c +=32; ciphered[i]=c; delay(50); } SendTextMessage3(); stringComplete = false; } //Mengirim sms kriptografi void SendTextMessage3(){ uint8_t i; uint8_t sizeofarray = sizeof(plaintext); Serial.print("plaintext : "); for(i=0;i<sizeofarray;i++) { Serial.print(plaintext[i]); delay(10); } Serial.println(" "); Serial.print("Cipher : "); for(i=0;i<sizeofarray;i++) { Serial.print(ciphered[i]); delay(50); } { gprsSerial.print("AT+CMGF=1\r"); delay(100);
Gambar 8. Desain Mekanik Desain Elektrik Dalam desain sistem elektrik terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan, antara lain : 1. Sumber catu daya Catu daya yang akan digunakan pada rangkaian model sistem keamanan 5
ruangan ini menggunakan sumber catu daya DC 12 V 2. Microcontroller Microcontroller yang akan digunakan dalam penelitian ini, menggunakan Arduino UNO R3 IC mikrokontroler ATMega328 untuk model sistem keamanan ruangan. 3. Desain sistem kontrol Desain sistem kontrol untuk mendukung sistem ini menggunakan software Arduino IDE untuk menerjemahkan listing program dalam bentuk bahasa pemrograman C.
Perancangan Hardware
Gambar 11. Desain Sistem Keseluruhan Desain Perangkat Lunak Pembuatan perangkat lunak terdiri dari desain software pada model sistem keamanan ruangan
Gambar 9. Desain Elektrik Fritzing
Gambar 12. Flow Chart Sistem 3. Hasil Pembahasan Bagian utama pada model sistem keamanan ruangan menggunakan GSM Shield dan kamera CCTV berbasis arduino uno yang terintegrasi dengan mobiletphone yang berfungsi sebagai
Gambar 10. Desain Elektrik Fritzing
6
dihubungkan multimeter.
komponen untuk memonitor ruangan dan keadaan di dalam ruangan.
dengan
negative
pada
Gambar 14. Pengujian Arduino Tabel 2. Pengujian Arduino Uno Tegangan Input 12V
Gambar 13. Bagian Utama Sistem Uji coba struktural dilakukan untuk menguji apakah rangkaian sistem yang dibangun sudah sesuai berdasarkan jalurjalur pada konsep sistem yang direncanakan. Pada tahap ini dilakukan pengujian yang bertujuan untuk mengetahui apakah modul-modul elektronik sudah terhubung dengan benar sehingga sistem dapat berjalan berfungsi dengan baik dan memiliki performa serta fungsi yang sesuai dengan rancangan.
Dari pengujian tersebut tegangan input 12V berasal dari daya adaptor. Output dari Arduino UNO mengeluarkan daya sebesar 5V dimana komponen elektronik seperti sensor DHT 11 dan Lcd dapat bekerja dengan daya 3V sampai 5V, output tegangan yang dikeluarkan Arduino UNO dikonversi oleh IC regulator untuk menyesuaikan tegangan yang dibutuhkan oleh komponen elektronik. Pada pengujian sensor E18D80NK dilakukan dengan cara memberikan tegangan 12V dan 0 V ke Arduino uno. Setelah itu output tegangan dicek pada pin E18-D80NK yang dihubungkan dengan phobe positif dan pin GND yang dihubungkan dengan negatif multimeter, Sensor ini hanya mampu mendeteksi pergerakan dengan jarak 90cm saja, pada bagian belakang sensor terdapat mikropotensio meter berfungsi untuk mengatur jarak jangkauan sensor.
Tabel 1. Pengujian Struktural No
Komponen Sistem E18D80NK
Arduino Uno R3 + 1
GSM Shield (Arduino 1)
Terhubung Dengan Pin 2
Keterangan Terhubung
(sensor 1)
E18D80NK
Pin 3
Terhubung
(sensor 2)
E18D80NK
Pin 4
Terhubung
Pin 2, VCC dan GND
Terhubung
Pin 3, VCC dan GND
Terhubung
Pin 4, VCC dan GND
Terhubung
Pin 7, VCC dan GND
Terhubung
Pin 3, VCC dan GND
Terhubung
Pin 4, VCC dan GND
Terhubung
(sensor 3)
E18D80NK (sensor 1)
2
Arduino Uno R3
E18D80NK
(Arduino 2)
(sensor 2)
E18D80NK (sensor 3)
3
Arduino Uno R3 (Arduino 3)
HCSR501 Relay 1 Relay 2
Output Tegangan 4.92 VDC
Pada pengujian Arduino UNO R3 dilakukan dengan cara memberikan tegangan 12 V. Setelah itu output tegangan dicek pada pin 5V yang dihubungkan dengan phobe positif dan pin GND yang 7
blok rangkaian yang bertujuan untuk mendapatkan hasil yang sesuai. Tabel 5. Uji Coba Validasi No
1.
Gambar 15. Pengujian E18-D80NK 2.
Tabel 3. Pengujian Sensor E18-D80NK Tegangan Arduino 5V
Input Tegangan E18-D80NK 5VDC
0V
0VDC
Keterangan Aktif
Tabel 4. Pengujian GSM Shield Input Tegangan GSM Shield
Keterangan
5V
5VDC
Aktif
0V
0VDC
Tidak Aktif
Tidak Pairing dengan mobilephone
3.
4.
Power key on tidak ditekan
Tidak terhubung dengan mobilephone
tidak dapat mengirim pesan sms Gsm shield mengirim data pergerakan pada sector tertentu didalam ruangan Tidak dapat mengirim data setiap ada pergerakan
Tidak Aktif
Aktif
Tidak Aktif
4. Kesimpulan Kesimpulan dari hasil penelitian dari model sistem keamanan ruangan menggunakan GSM Shield dan kamera CCTV berbasis arduino uno sebagai berikut : 1. Secara keseluruhan sistem ini diimplementasikan dalam bentuk model. Sistem ini dapat langsung diimplementasikan ke ruangan kantor kecamatan tanpa mengubah modulmodul dan komponen di dalam sistem. 2. Jika sensor HC-SR501 mendeteksi pergerakan didalam ruangan maka buzzer dan warning light akan aktif. 3. Terdapat tiga sensor E18-D80NK ketika gsm shield menerima inputan dari sensor yaitu sensor pertama ”ada orang di sektor A”, sensor kedua ”ada orang di sektor B”, dan sensor ketiga berupa pesan yang sudah di enkripsi oleh arduino. 4. Jarak jangkauan sensor E18-D80NK adalah 90cm sedangkan jarak jangkauan sensor HC-SR501 adalah 500cm.
Gambar 16. Pengujian GSM Shield
Tegangan Arduino
Saat ada pergerakan didalam ruangan Connect gsm shield dengan kondisi led indikator pada gsm shield tidak menyala
Hasil yang Hasil Status Diharapkan Pengujian Gsm shield Paired mengirim dengan Aktif sms setiap mobilephone pergerakan
Arduino uno mengirim Sektor pada data yang model ruangan didapat oleh sensor E18D80NK
Tidak Aktif
Pada pengujian GSM Shield dilakukan dengan cara memberikan tegangan 5V dan 0V ke Arduino UNO dan menghubungkan seluruh pin pada arduino uno. Setelah itu output tegangan dicek pada pin GSM Shield yang dihubungkan dengan phobe positif dan pin GND yang dihubungkan dengan negatif pada multimeter.
Pengujian
Uji Coba Validasi Gsm Shield Uji coba dilakukan dengan menguji kecocokan sistem yang telah dibuat dengan memvalidasi pada masing-masing 8
infrared sensor. Weiye
Upik, F. 2011. Perancangan Sistem Kontrol Keamanan Ruang Berbasis SMS Menggunakan Modul GSM dan Mikrokontroler ATMega 8538. Skripsi. Jurusan Teknik Fisika Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya.
Arnaldy, Defiana. 2012. Algoritma Kriptografi & Contohnya, Sistem Keamanan Jaringan.
Yudi, R. B. 2011. Konsep Keamanan, Studi Keamanan.
DAFTAR PUSTAKA Alibaba. 2016. E18-D80NK obstacle avoidance Shenzhen Ruisheng Electronic.
Astuti, N. W. 2012. Sistem Keamanan Ruangan Menggunakan Sensor Passive Infra Red (PIR) KC7783R Dengan Mikrokontroler AT89S51. Skripsi. Jurusan Fisika FMIPA Universitas Diponegoro, Semarang. Bolton. 2015. Relay, Elektrodragon. China. 2009. Element For Automation, Monitoring And Control , ELMARK. Dermanto. 2014. Motor Servo. Desain Sistem Kontrol. Devistha. 2012. Aplikasi Sensor PIR (Passive Infrared) Sebagai Sistem Keamanan Ruangan Berbasiskan Mikrokontroler ATmega8535. Skripsi. Akademi Teknik Telekomunikasi Sandhy Putra, Purwokerto. GearBeast. 2016. Original Xiaomi Yi HD Smart WiFi IP Camera.
Germany. 2009. HC-SR501 PIR Motion Detector, Elektrodragon. Juniarto. 2010. Buzzer, Juniarto1985's. Kadir, Abdul. 2015. Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan Pemrogramannya Menggunakan Arduino, Andi Yogyakarta. SeeedStudio. 2008. GSM SHIELD V.2, Amazon.
9
