SISTEM PENGAMANAN RUMAH DENGAN SECURITY PASSWORD MENGGUNAKAN REMOTE BERBASIS MIKROKONTROLLER ARDUINO
Naskah Publikasi
diajukan oleh Doni Karseno 07.11.1681
Kepada JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER AMIKOM YOGYAKARTA 2011
SYSTEM SECURITY HOME WITH THE SECURITY PASSWORD USED REMOTE BASED MICROCONTROLLER ARDUINO SISTEM PENGAMANAN RUMAH DENGAN SECURITY PASSWORD MENGGUNAKAN REMOTE BERBASIS MIKROKONTROLLER ARDUINO Doni Karseno Jurusan Teknik Informatika STIMIK AMIKOM YOGYAKARTA
ABSTRACT Action criminality thieves at this time often happen. For it required a utilization and optimization tools that can provide a good level of security, including the ease and convenience in its use. A tool into a new form of alternative security key code electronics use passwords with defined and controlled using a remote control. Is the right solution for a home security, because the use of passwords as an automatic door opener, with the form and use of practical. Home security system works using the remote control as a means of password input and ARDUINO microcontroller as controller of the system as well as supporting multiple electronics components. This tool is intended to make opening and locking automatically based on the type the password via the remote control. Opening and locking system is automatically controlled by the ARDUINO microcontroller with a password as a condition to enter or exit the house. And when typing the wrong password then the alarm will sound. This requires programming using the C programming language to program the ARDUINO microcontroller. Keyword : ARDUINO, remote control
1.
Pendahuluan Keamanan adalah salah satu hal yang sangat penting. Banyak hal yang
akan dilakukan untuk menciptakan kemanan. Salah satunya adalah rumah. Setiap orang selalu merasa resah saat meninggalkan rumah dalam keadaan kosong. Hal ini adalah suatu kewajaran karena rumah adalah tempat menyimpan barang barang berharga dan mungkin sangat pribadi. Perasaan resah disebabkan ada kemungkinan terjadinya pencurian terhadap barang barang berharga yang ada didalam rumah. Bila rumah dalam keadaan kosong maka rumah tidak bisa di awasi secara tepat. Tetapi kalau pemilik rumah dapat lebih cepat mengetahui kejadian yang terjadi pada rumah, pasti keadaan akan berbeda. Misalnya bila pemilik mengetahui adanya usaha pencurian terhadap rumah yang di tinggalkan,secara otomatis sebuah peringatan akan berbunyi bahwa keadaan rumah sedang berbahaya. Untuk itu di perlukan sebuah alat yang dapat mengetahui jika ada orang yang masuk rumah tanpa seizin pemilik saat rumah dalam keadaan kosong. Dengan demikian tetangga yang ada di sekeliling rumah akan merespon suara peringatan berbahaya yang terjadi pada rumah,dan kemudian dapat mengambil tindakan lebih cepat untuk mengatasinya.
2. Landasan Teori Mikrokontroller merupakan system computer yang seluruh atau sebagian besar elemennya dikemas dalam satu chip IC sehingga sering juga disebut single chip microcomputer. Disini penulis menggunakan mikrokontroler arduino1 dengan tipe Arduino Duemilanove.
1
http://arduino.cc/
Arduino Duemilanove adalah kit mikrokontroller yang terdiri dari dua bagian utama, yaitu : 1. Arduino Mega 2. Arduino IDE A. Arduino Mega merupakan salah satu jenis mikrokontroler2 single-board yang bersifat open-source, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardwarenya memiliki prosesor Atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Hardware yang diprogram menggunakan bahasa berbasis Wiring (sintaks + perpustakaan), mirip dengan C++ dengan beberapa penyederhanaan dan modifikasi, dan pengolahan berbasis IDE.
Gambar 2. 1 Arduino Mega
2
Andrianto.Heri,2008”Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMega16”, Penerbit INFORMATIKA Bandung, Halaman 1-2
Spesifikasi Arduino MEGA1283 : Tegangan input
: 7 - 12 Volt
Digital I/O Pin
: 54 pin (termasuk 14 pin PWM)
Analog Input Pin
: 16 pin
Arus tiap I/O Pin
: 40 mA
Flash Memory
: 128 KB
Bootloader
: 4 KB
SRAM
: 8 KB
EPROM
: 4 KB
Clock Speed : 16MHz
Gambar 2. 2 Arduino Mega
Dari gambar diatas akan dijelaskan komponen dan fungsi dari masing masing pin yang terdapat dari arduino board tersebut 3
http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardADK
B. ATMEGA128 AT MEGA1284 merupakan salah satu mikrokontroller yang memiliki port yang lebih banyak daripada seri ATMEL versi sebelumya, (seperti AT MEGA16, AT MEGA32, AT MEGA 8535). Sehingga dalam penanganan kontrol yang memerlukan I/O yang banyak, membuat komponen menjadi lebih hemat baik dari segi sisi biaya dan desain hardware yang dibutuhkan. Fitur yang dimiliki ATMEGA128 1.
Memiliki internal EPROM, sehingga tidak perlu lagi memakai baterai
untuk mem-backup isi RAM. 2.
Memiliki 8 channel ADC 10 bit.
3.
Ram internal 4kb (bandingkan 8535 yang hanya 2Kbyte).
4.
4KB EEPROM untuk program.
5.
Internal watch dog. Nah ini penting, sehingga bisa mencegah sistem
hang. 6.
Real Time Counter with Separate Oscillator.
7.
Brown-out detector, juga mencegah hang.
8.
In-system programming, tidak perlu programmer khusus.
9.
6 PWM Saluran dengan Programmable Resolusi 2-16 Bits.
10.
8-channel, 10-bit ADC :
a)
8 Single-ended Channels
4
Winoto.Andi, 2010 “Mikrokontroller AVR ATmega8/16/32/8535.hal 18
b)
7 Differential Channels in TQFP Package Only
c)
2 Differential Channels with Programmable Gain at 1x, 10x, or 200x
11.
Byte-oriented Two-wire Serial Interface
12.
Programmable Serial USART
13.
Master/Slave SPI Serial Interface
14.
Programmable Watchdog Timer with Separate On-chip Oscillator
15.
Internal kalibrasi RC Oscillator
C. Receiver ir sensor + remote Receiver ir sensor + remote adalah serangkaian alat untuk memancarakan dan menerima sinyal infra merah. Dimana Receiver ir sensor + remote ini ada beberapa bagian, diantaranya A. Infra Merah B. Penerima infra merah (receiver) C. Pemancar infra merah (Transmistter)
Gambar 2. 3 IR Kit for ARDUINO D. Infra Merah Cahaya infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan tampak pada spektrum elektromagnet dengan panjang gelombang di atas panjang gelombang cahaya merah. Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra merah ini akan tidak tampak oleh mata namun radiasi panas yang ditimbulkannya masih terasa/dideteksi. Pada dasarnya komponen yang menghasilkan panas juga menghasilkan radiasi infra merah termasuk tubuh manusia maupun tubuh binatang. Cahaya infra merah, walaupun mempunyai panjang gelombang yang sangat panjang tetap tidak dapat menembus bahan-bahan yang tidak dapat melewatkan cahaya yang nampak sehingga cahaya infra merah tetap mempunyai karakteristik seperti halnya cahaya yang nampak oleh mata. Pada pembuatan komponen yang dikhususkan untuk penerima infra merah lubang untuk menerima cahaya (window) sudah dibuat khusus sehingga dapat mengurangi interferensi dari cahaya non-infra merah. Oleh sebab itu sensor infra merah yang baik biasanya jendelanya (pelapis yang terbuat dari silikon) berwarna biru tua keungu-unguan. Sensor ini biasanya digunakan untuk aplikasi infra merah yang digunakan diluar rumah (outdoor).
E. Pemancar Infra Merah (Transmitter) Infra merah dapat digunakan baik untuk memancarkan data maupun sinyal suara. Keduanya membutuhkan sinyal carrier untuk membawa sinyal data maupun sinyal suara tersebut hingga sampai pada receiver. Untuk transmisi sinyal suara biasanya digunakan rangkaian voltage to frequency converter yang berfungsi untuk mengubah tegangan sinyal suara menjadi frekuensi. Untuk transmisi data biasanya sinyal ditransmisikan dalam bentuk pulsa-pulsa. Ketika sebuah tombol ditekan pada transmiter
infra merah akan mentransmitkan
remote control, maka
sebuah sinyal yang akan
dideteksi sebagai urutan data biner. F. Penerima Infra Merah (Receiver) Komponen yang dapat menerima infra merah ini merupakan komponen peka cahaya yang dapat berupa dioda (photodioda) atau transistor (phototransistor). Komponen ini akan merubah energi cahaya, dalam hal ini energi cahaya infra merah sebanyak mungkin sehingga pulsa sinyal listrik yang dihasilkan kualitasnya cukup baik. Pada prakteknya sinyal infra merah yang diterima intensitasnya sangat kecil sehingga perlu dikuatkan. Dalam penerimaan infra merah, sinyal ini merupakan sinyal infra merah yang termodulasi. Pemodulasian sinyal data dengan sinyal carrier dengan frekuensi tertentu akan dapat memperjauh transmisi data sinyal infra merah. Sebuah receiver infra merah dilengkapi dengan lensa cembung yang mempunyai sifat mengumpulkan cahaya. Lensa tersebut juga merupakan filter cahaya, lebih dikenal sebagai optical filter, yang hanya melewatkan cahaya infra.
merah saja. Walaupun demikian cahaya yang nampakpun masih bisa mengganggu kerja dari
receiver infra merah karena tidak semua cahaya
nampak bisa difilter dengan baik. Oleh karena itu harus difilter pada frekeunsi sinyal
carrier yaitu pada 30 KHz sampai 40 KHz. Selanjutnya baik
photodioda maupun phototransistor disebut sebagai photodetector. Konfigurasi photodetector yang umum dipakai adalah mode bias terbalik, dimana
photodetector dibias dengan tegangan eksternal yang sesuai
dengan karakteristik photodetector yang digunakan. Ketika photodetector ini mendapat cahaya, dalam hal ini cahaya infra merah maka terdapat arus bocor yang relatif kecil. Besar-kecilnya arus bocor ini
tergantung
dari
intensitas
cahaya
infra
merah
yang
mengenai
photodetector tersebut. Sebuah photodioda, biasanya mempunyai karakteristik yang lebih baik dari pada phototransistor dalam responnya terhadap cahaya infra merah. Biasanya photodioda mempunyai respon 100 kali lebih cepat dari pada phototransistor. Oleh sebab itulah para designer cenderung menggunakan photodioda daripada menggunakan
phototransistor.
Tetapi sebuah
phototransistor tetap mempunyai keunggulan yaitu mempunyai kemampuan untuk menguatkan arus bocor menjadi ratusan kali jika dibandingkan dengan photodiode. Faktor yang berpengaruh pada kemampuan penerima infra merah adalah ‘active area’ dan ‘respond time’. Semakin besar area penerimaan suatu dioda infra
merah
maka
semakin
besar
pula
intensitas
cahaya
dikumpulkannya sehingga arus bocor yang diharapkan pada
yang
teknik bias
terbalik semakin besar. Selain itu semakin besar area penerimaan maka sudut penerimaannya juga semakin besar. Kelemahan area penerimaan yang semakin besar ini adalah noise yang dihasilkan juga semakin besar
pula. Begitu juga dengan respon terhadap frekuensi, semakin besar area penerimaannya maka respon frekuansinya turun dan sebaliknya jika area penerimaannya kecil maka respon terhadap sinyal frekuensi tinggi cukup baik. Respond time dari suatu dioda infra merah (penerima) mempunyai waktu respon yang biasanya dalam satuan nano detik. Respond time
ini
mendefinisikan lama agar dioda penerima infra merah merespon cahaya infra merah yang datang pada area penerima. Sebuah dioda penerima infra merah yang baik paling tidak mempunyai respond time sebesar 500 nano detik atau kurang. Jika respond time terlalu besar maka dioda infra merah ini tidak dapat merespon sinyal cahaya yang dimodulasi dengan sinyal
carrier
frekuensi tinggi dengan baik. Hal ini akan mengakibatkan adanya data loss.
3. Perancangan Sistem 3.1 Perancangan Sistem Dalam
merancang
SISTEM
PENGAMAN
RUMAH
DENGAN
SECURITY PASSWORD MENGGUNAKAN REMOTE KONTROL BERBASIS MIKROKONTROLLER ARDUINO baik untuk akuisisi maupun kendali gerak, harus digambarkan terlebih dahulu menggunakan blok diagram tentang konfigurasi dan pengkawatan yang akan diterapkan . hal ini akan sangat membantu dalam mengetahui kesalahan serta kelamahan jika terjadi kegagalan dalam perancangan sistem tersebut. Selain itu blok diagram juga akan membantu untuk memahami perancangan sistem yang akan dilakukan. Terdapat berbagai metode
antarmuka untuk beberapa perangkat, baik
receiver sensor maupun actuator menuju ke pengendali utama berupa mikrokontroller arduino, dan yang perlu diperhatikan adalah masalah penjadwalan (waktu) dalam melakukan antarmuka pada tiap tiap perangkat
oleh mikrokontroller arduino agar tidak terjadi kesalahan dalam pembacaan atau pengendalian perangkat. Pengendali utama berfungsi sebagai inisiator antarmuka, sehingga untuk pembacaan sensor dilibatkan hanya di awal dari proses dari kerja sensor. Khusus untuk aktuator pengendalian servo , dilakukan hanya saat terjadi inputan sinyal infra merah yang benar sesuai yang telah terprogram dan antar muka dilakukan secara kontinyu.
Gambar 3. 1 Block Diagram Sistem 3.2 Perancangan Perangkat Lunak Untuk perancangan perangkat lunak ini dibuat dengan menggunakan bahasa C untuk memprogram mikrokontroller arduino. Software yang digunakan adalah ARDUINO untuk membuat serta mengkompile kode program ke dalam board arduino. Untuk mengetahui proses kerja dari sistem ini, akan dapat lebih dipahami melalui diagram alur berikut ini.
Gambar 3. 2 Flowchart Sistem Keamanan Rumah
Dari gambar 3.8 dapat dipahami ada beberapa proses didalam sistem keamanan ini. Yang pertama proses Switch ON pada posisi ini komponen servo, IR Receiver, Buzzer akan berstatus siaga, untuk menerima inputan dan output yang akan di hasilkan oleh pemancar infra merah. Pada status ini
kita tidak bisa mengganti atau melakukan pergantian password, yang bisa dilakukan hanya menutup dan membuka kunci, serta dapat mendeteksi getaran yang ada di area pintu. Ketika tombol lock di tekan maka pintu dalam kondisi terkunci, maka selain tombol unlock di tekan maka alarm akan berbunyi. Dan ketika tombol unlock ditekan pengguna, disini proses untuk memasukkan passoword, apabila password yang di inputkan salah maka alarm akan berbunyi, ketika input password benar maka servo akan menggerakkan pengunci pintu. Proses yang ke dua adalah dimana posisi ketika Switch OFF pada posisi ini system tidak bias melakukan penguncian pintu, dalam posisi ini motor servo dan Buzzer tidak berfungsi karna pada posisi ini pintu dalam keadaaan terbuka. Dalam posisi ini user hanya bisa mengganti password.
4. Pembahasan 4.1
Bagian Mekanis Kontruksi bagian mekanis dari sistem keamanan rumah ini dibentuk
segi empat yang layaknya sebuh pintu . Bahan yang digunakan untuk rangka luar dan pintu adalah kayu jati. Gambar kerangka dan pintu dapat dilihat di bawah ini.
Gambar 4. 1 Mekanis Kerangka dan Pintu
4.2
Pemrograman Untuk membuat program Sistem Keamanan Rumah Dengan Security
Password Menggunakan Remote Kontrol Berbasis Mikrokontroller Arduino ini disini
saya
menggunakan
Software
yang
telah
disediakan
oleh
www.arduino.cc yaitu arduino versi 0022, untuk mengendalikan serta untuk pembacaan sensor ir receiver. Untuk membuat sistem ini dibuat beberapa bagian : Pembuatan Program Menggunakan Arduino 0022 1. Pemrograman Hardware 2. Mendownload Program dari Arduino 0022 ke Hardware
5. Penutup 5.1 Kesimpulan Dari tahap perancangan,pembuatan dan pengujian yang telah di lakukan dapat di ambil kesimpulan antara lain :
1. Mekanik sistem keamanan dapat bekerja lebih baik sesuai fungsinya tanpa ada kendala, dari mekanik yang berdimensi tinggi 60 cm, lebar 40 cm dan tebal 4 cm dapat menata semua komponen seperti : IR Receiver, Motor servo, kunci pintu, board utama, engsel pintu. 2. Mikrokontroler dan elektronika yang berada pada sistem keamanan ini dengan desain yang sangat sederhana ini bekerja normal dapat menerima data dari transmitter remote kontrol 3. Pemrograman hardware yang digunakaan menggunakan bahasa pemrograman C dengan seoftware Arduino 0022 yang mudah digunakan serta dapat di pahami bahasa pemrogramannya. Dan mikrokontroller dapat menghasilkan output yang penulis inginkan. 4. Dari keseluruhan sistem dan penerimaan dari IR Receiver dapat di pengaruhi oleh beberapa hal : a. IR Receiver tidak dapat menerima data jika sinyal yang dipancarkan oleh transmitter terhalang oleh benda padat yang tidak tembus oleh cahaya dengan ketentuan yang telah tersedia di tabel 4.2. b. IR Receiver haya dapat menerima data denganm kurang lebih jarak kurang lebih 15 meter
5. Password yang digunakan tidak boleh ada yang sama 5.2 Saran dalam pembuatan system keamanan ini penulis memberikan saran untuk pengembangan lebih lanjut untuk mendapatkan system pengamanan yang sempurna : 1. Modul IR Receiver dapat di kembangkan lagi atau diganti menggunakan sinyal radio yang di control menggunakan remot yang jarak jangkauanya lebih luas. 2. Untuk tombol,penulis menyarankan menggunakan keypad agar lebih lebih akurat dalam penekananya. 3. Untuk
pengembangan
password
penulis
selanjutnya
bisa
menggabungkan atau menduplikat password dengan tombol yang sama. Sistem ini dapat di aplikasikan pada pintu pintu yang lain atau yang lebih rahasia.
DAFTAR PUSTAKA http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega1280: diakses tanggal 16 mei 2011 Winoto.Andi, 2010 “Mikrokontroller AVR ATmega8/16/32/8535 dan Pemogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR”, Penerbit Informatika, Bandung Andrianto.Heri,2008”Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMega16”, Penerbit INFORMATIKA Bandung
