Fakultas Ilmu Komputer
5123
Implementasi Low Power Mode Pada Sistem Keamanan Ignition Coil
Breaker Sepeda Motor dengan Pengenalan Sidik Jari
Belsazar Elgiborado Giovani Djoedir1, Dahnial Syauqy2, Hurriyatul Fitriyah3
Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya Email: 1[email protected], 2[email protected], 3[email protected]
Abstrak
Berkembang pesatnya teknologi serta ilmu pengetahuan tentu menghasilkan banyak keuntungan. Demikian juga halnya dengan tindakan kriminal seperti pencurian kendaraan bermotor dimana pelakunya melakukan aksi mulai dari menggunakan kunci T dan cairan kimia. Dari permasalahan inilah muncul ide untuk membuat sistem keamanan biometrik kendaraan bermotor menggunakan sidik jari dengan menerapkan low power. Sistem keamanan ini dibuat dengan menggunakan sensor sidik jari R305 untuk menyimpan dan mendeteksi sidik jari pengguna, mikrokontroler arduino nano v3.0 sebagai pemroses data dari sensor sidik jari serta modul relay yang berfungsi sebagai saklar yang dihubungkan kepada ignition coil system yang terdapat disepeda motor. Sistem ini juga didukung dengan fitur wake
dan sleep berupa external interrupt yang di picu oleh push button untuk memicu kondisi wake dari sleep. Dari pengujian menunjukkan bahwa sensor sidik jari berhasil melakukan proses enroll dan
authentication. Dari pengujian juga diperoleh bahwa sistem dapat menghemat daya sebesar 32,95 % saat modul relay dalam keadaan aktif dan 51,92 % saat modul relay dalam keadaan tidak aktif . Selain itu, sistem juga mempunyai waktu bangun dengan rata-rata 134,2 milidetik untuk bisa melakukan wake
dari kondisi sleep.
Kata kunci: sidik jari, low power, sistem keamanan sepeda motor, ignition coil
Abstract
The development of science and technology is increasing and generate many advantages. In the other hand, criminal offense also increasing such as motorcycyle theft where the criminal subject take action by using the T key and chemical liquids. As the result based on this problem, the idea to make biometric security for motorcycle using fingerprint sensor by applying low power appeared. This security system is constructed using the R305 fingerprint sensor as the input to detect the user’s fingerprint and register
the fingerprint’s user to its memory, arduino nano v3.0 as the microcontroller to process data from the
fingerprint sensor and relay module as a switch that connected to the ignition coil system on the motorcycle. This system is also supported with wake and sleep feature with external interrupt in the form of push button to trigger wake condition from sleep. From the test a fingerprint sensor successfully perform enroll and authentication. From the test also obtained a decrease in current consumption used by system and reach 32.95%, when the relay module is active and 51.92% when relay module is inactive. In addition, the test results show that the system takes an average time of 134.2 milliseconds for wake from sleep condition.
Keywords: fingerprint, low power, motorcycle security system, ignition coil
1. PENDAHULUAN
Penelitian ini dilatarbelakangi oleh beberapa hal seperti pencurian kendaraan bermotor,
biometric security, low power system dan penelitian pendukung. Pencurian kendaraan bermotor banyak terjadi dengan menggunakan modus yang sangat bermacam – macam. Pada tahun 2015 saja sudah terjadi sekitar kurang lebih 38 ribu kasus (Katadata, 2016).
Permasalahan ini sangat meresahkan bagi pemilik kendaraan bermotor. Perlunya pengamanan yang mumpuni dapat menjadi solusi untuk pemilik kendaraan bermotor. Salah satu solusi yang meyakinkan adalah dengan adanya biometric security. Biometric security
bentuk wajah, garis telapak tangan, suara, sidik jari dan lain sebagainya (Jain dan Uludag, 2003). Karena sistem keamanan seperti biometric security harus standby setiap saat, tentu hal ini akan berpengaruh terhadap daya yang akan dikonsumsi olehnya. Maka dari itu, Low power system sangat berperan penting agar sistem dapat bertahan lebih lama dengan daya yang seminimal mungkin. Low power system
merupakan sistem yang mempunyai konsumsi daya yang rendah sehingga mampu menghemat daya dengan cara kerja menggunakan daya hanya ketika sistem dibutuhkan untuk berjalan dan daya tidak akan digunakan saat tidak dibutuhkan. Low power system ini menggunakan proses dari teknologi, rekayasa arsitektur dari IC dan juga rekayasa perangkat lunak (Silicon Labs, 2012). Untuk sistem keamanan sepeda motor menggunakan sidik jari sendiri sudah terdapat beberapa penelitian diantaranya yaitu
“Perancangan Sistem Keamanan Motor dengan
Sistem Sidik Jari” ditulis oleh Beman Suharjo,
Steven Falentino dan S. Liawatimena. Serta
“
Rancang Bangun Sistem Keamanan Motor Dengan Pengenalan Sidik Jari” ditulis oleh Joyner R. Oroh. Dua penelitian ini akan dijadikan penelitian pendukung serta akan dilakukan tambahan berupa penerapan low power system.Dari beberapa latar belakang dan penelitian pendukung tersebut maka pada penelitian ini akan dibangun sistem keamanan sepeda motor menggunakan sidik jari dengan konsumsi daya yang rendah dan terhubung dengan ignition coil system pada sepeda motor beserta penerapan low power system berupa kondisi wake dan sleep. Pada penelitian ini sistem akan mempunyai cara kerja sebagai berikut. Sistem akan dimulai dengan kondisi sleep. Jika pengguna ingin melakukan verifikasi sistem keamanan agar sepeda motor bisa digunakan, maka pengguna harus menekan pemicu kondisi wake dari sistem sehingga dapat dilakukan verifikasi menggunakan sidik jari, selain itu pemicu dapat melakukan fungsi lain untuk mengaktifkan lagi sistem keamanan sepeda motor.
Beberapa hal yang akan dicapai dalam penelitian ini adalah membangun sistem keamanan sepeda motor yang terhubung dengan
ignition coil system menggunakan sensor sidik jari, melakukan implementasi konsumsi daya rendah pada sistem keamanan, dan mengetahui seberapa efisien sistem mampu menghemat daya serta waktu bangun dari sistem.
2. PERANCANGAN DAN
IMPLEMENTASI
Berikut adalah perancangan dan implementasi dari sistem.
2.1. Perancangan Sistem
Perancangan sistem terbagi dari purwarupa/hardware, desain tampilan casing dan software/perangkat lunak.
2.1.1. Rancangan Purwarupa/Hardware
Sistem akan dirancang menggunakan sensor sidik jari dengan tipe R305, mikrokontroler bertipe arduino nano, relay,
push button dan led sebagai notifikasi berwarna hijau dan merah. Sensor fingerprint akan digunakan sebagai masukan untuk sidik jari sehingga dapat dilakukan proses pendaftaran dan pencocokkan sidik jari, mikrokontroler digunakan sebagai pengolah berbagai data dari berbagai masukan, relay akan digunakan sebagai saklar/switch yang akan terhubung dengan
ignition coil system, push button digunakan sebagai external interrupt agar sistem dapat melakukan kondisi wake dan sebagai pemicu untuk mengaktifkan kembali sistem keamanan, led digunakan sebagai notifikasi, warna merah yang berarti motor tidak dapat menyala/relay
dalam keadaan tidak aktif dan lampu hijau yang berarti sepeda motor dapat menyala/relay dalam keadaan aktif. Diagram blok purwarupa/hardware dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Diagram Blok Purwarupa/Hardware
2.1.2. Rancangan Desain Tampilan Casing
menunjukkan letak dari sensor fingerprint R305, B menunjukkan letak dari led berwarna merah, C menunjukkan letak dari led berwarna hijau dan D menunjukkan letak dari push button.
Gambar 2. Desain Tampilan Casing
2.1.3. Rancangan Software/Perangkat Lunak
Software
/perangkat lunak yang akan
digunakan terdiri atas pendaftaran sidik jari
(dapat dilihat pada Gambar 3), pencocokan
sidik jari (dapat dilihat pada Gambar 4),
interup eksternal (dapat dilihat pada Gambar
5) dan penghematan daya
(dapat dilihat pada
gambar 6). Pendaftaran sidik jari merupakan
program yang memiliki kegunaan untuk
mendaftarkan sidik jari, pencocokkan sidik
jari merupakan program yang memiliki
kegunaan untuk mencocokkan sidik jari
pengguna dengan sidik jari yang telah
terdaftar, interup eksternal merupakan
program yang memiliki kegunaan agar
sistem dapat melakukan kondisi
wake
dan
untuk
mengaktifkan
kembali
sistem
keamanan dengan sebuah tombol dan
penghematan daya merupakan program
yang memiliki kegunaan agar sistem dapat
melakukan kondisi
wake
dan
sleep
.
Gambar 3. Pendaftaran Sidik Jari
Gambar 5. Interup Eksternal
Gambar 6. Penghematan Daya
2.2. Implementasi Sistem
Implementasi sistem juga terbagi atas purwarupa/hardware, desain tampilan casing dan software/perangkat lunak.
2.2.1. Hasil Purwarupa/Hardware
Hasil dari purwarupa/hardware setelah melakukan perancangan terdapat pada Gambar 7.
Gambar 7. Hasil Purwarupa/Hardware
2.2.2. Hasil Desain Tampilan Casing
Hasil desain tampilan casing setelah dilakukan perancangan terdapat pada Gambar 8. Pada penunjuk A, B, C dan D sama seperti pada perancangan sebelumnya. Sedangkan pada penunjuk E, F dan G merupakan tambahan, E menunjukkan kabel yang terhubung dengan sumber daya sistem yaitu powerbank, F menunjukkan kabel yang terhubung dengan pin COM yang terdapat pada relay dan G menunjukkan kabel yang terhubung dengan pin NO yang juga terdapat pada relay.
2.2.3. Hasil Software/Perangkat Lunak
Hasil dari rancangan software/perangkat lunak diterapkan ke dalam bentuk kode pada arduino dengan beberapa bantuan library yang terdapat pada arduino sehingga dapat berjalan sesuai dengan tujuan penelitian. Library yang digunakan antara lain avr sleep, avr power,
Adafruit_Fingerprint, SoftwareSerial dan Stdint.
3. PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pengujian terbagi atas enroll fingerprint,
authentication fingerprint, Penghematan daya yang diperoleh sistem serta waktu wake dari
sleep.
3.1. Pengujian Enroll Fingerprint
Dalam pengujian ini ada beberapa hal yang harus dihindari seperti tangan yang basah. Pengujian ini dilakukan dengan bantuan serial monitor dari arduino IDE. Sebelum bisa mendaftarkan sidik jari, pengguna harus terlebih dulu memasukkan ID sebagai penanda dari sidik jari yang akan didaftarkan Setelah melalui proses pendaftaran sidik jari maka hasil pengujian dari enroll fingerprint dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil Pengujian Enroll Fingerprint
yang melakukan pendaftaran sidik jari (A, B, C dan D) dengan mendaftarkan dua sidik jari yaitu ibu jari dan telunjuk.
3.2. Pengujian Authentication Fingerprint
Pada pengujian ini akan terdapat dua tabel, yaitu Tabel 2 yang berisi sidik jari yang telah terdaftar, dan Tabel 3 yang berisi pencocokan sidik jari dengan sidik jari yang telah terdaftar. Pada pengujian ini juga tangan tidak boleh basah. Pengujian ini dilakukan pada semua sidik jari untuk memastikan apabila sidik jari tidak terdaftar maka tidak akan bisa dilakukan verifikasi untuk dapat menyalakan sepeda motor.
Tabel 2. Hasil Pengujian Enroll Untuk Pengujian Authentication Fingerprint
Hasil pengujian menunjukkan bahwa jika terdapat kecocokan sidik jari maka modul relay
akan aktif dan sepeda motor dapat dinyalakan jika tidak maka sebaliknya.
3.3. Penghematan Daya Sistem
Pada pengujian ini akan dihitung konsumsi arus menggunakan usb volt-amp meter dan dibagi atas dua kondisi yaitu saat relay aktif (dapat dilihat pada Tabel 5) dan tidak aktif (dapat dilihat pada Tabel 4). Konsumsi arus ini akan dirata-rata setelah itu akan diolah dengan rumus sehingga didapat besaran persen daya yang akan dihemat dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
𝑥̅𝐴𝑟𝑢𝑠 𝐾𝑜𝑛𝑑𝑖𝑠𝑖 𝑊𝑎𝑘𝑒 − 𝑥̅𝐴𝑟𝑢𝑠 𝐾𝑜𝑛𝑑𝑖𝑠𝑖 𝑆𝑙𝑒𝑒𝑝
𝑥̅𝐴𝑟𝑢𝑠 𝐾𝑜𝑛𝑑𝑖𝑠𝑖 𝑊𝑎𝑘𝑒 × 100 %
Tabel 4. Hasil Pengujian Konsumsi Arus (Relay
Dalam Keadaan Tidak Aktif)
Tabel 5. Hasil Pengujian Konsumsi Arus (
Relay Dalam Keadaan Aktif)
Hasil pengujian berdasarkan Tabel 4 dan Tabel 5 menunjukkan bahwa terdapat penghematan daya, yaitu pada saat relay dalam keadaan aktif sistem dapat menghemat daya sebesar 32,95% dan 51,92% saat dalam keadaan tidak aktif.
3.4 Pengujian Waktu Wake Dari Sleep
Pada pengujian ini waktu akan dihitung dengan merombak sedikit program dengan
menambahkan fungsi millis dan dicari selisihnya kemudian akan ditampilkan pada serial monitor arduino IDE. Hasil dari pengujian dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Hasil Pengujian Waktu Wake Dari
Sleep
Hasil pengujian berdasarkan Tabel 6 menunjukkan bahwa sistem membutuhkan waktu bangun dengan rata-rata 134,2
millisecond untuk bisa melakukan wake dari kondisi sleep.
4. KESIMPULAN
Pada penelitian ini menunjukkan bahwa, sistem keamanan dapat dibangun menggunakan mikrokontroler, sensor sidik jari bertipe R305,
relay, led hijau dan merah sebagai notifikasi serta push button sebagai interup eksternal dengan melakukan perancangan dan penerapan baik dalam bentuk purwarupa/hardware, desain tampilan casing dan software/perangkat lunak.
Pada penelitian ini juga menunjukkan, Penghematan daya dapat diterapkan pada sistem keamanan dengan bantuan perangkat lunak penghematan daya dalam bentuk kondisi wake
dan sleep.
Selain itu, pada penelitian ini menunjukkan bahwa, sistem dapat melakukan penghematan daya sebesar 32,95% saat relay dalam keadaan aktif dan sebesar 51,92% saat relay dalam keadaan tidak aktif. Sistem ini juga mempunyai waktu bangun dengan rata-rata 134,2 milidetik dari kondisi sleep setelah penekanan tombol interrupt eksternal dilakukan.
5. DAFTAR PUSTAKA
Arduino. 2018. Attach Interrupt. [online] Arduino. Tersedia di: < https://www.arduino.cc/reference/en/la
Arduino. 2018. Detach Interrupt. [online] ArduinoSleepCode> [Diakses 14 Mei 2018]
Katadata. 2016. Kasus Pencurian Kendaraan Bermotor Jawa Barat Tertinggi di Indonesia. [online] Katadata. Tersedia
di: <
https://databoks.katadata.co.id/datapubl ish/2016/12/23/2015-kasus-curanmor-jawa-barat-tertinggi> [Diakses 14 Mei 2018]
Demir, U. and Mustafa C.A. 2016. Investigation on The effect of Airgap Distance for Ignition Coils using Finite Element Methods. Journal of New Results in Science 12:18-25.
Fairchild. 2014. Automotive Ignition Systems. [online] Fairchild. Tersedia di: < https://www.fairchildsemi.com/applicat ion-notes/AN/AN-8208.pdf> [Diakses 14 Mei 2018]
Fons, M. Francisco F., Enrique C. 2006. Design of an Embedded Fingerprint Matcher System. IEEE.
Gammon. 2018. Power Saving Techniques for microprocessors. [online] Gammon. Tersedia di: < https://www.gammon.com.au/forum/?i d=11497> [Diakses 14 Mei 2018] Gayuhaneki,R.R, A.R. Anom Besari, dan D.K.
Basuki. Sistem Sekuriti Kendaraan Bermotor Menggunakan Fingerprint sebagai Authentication Access Control Berbasis Embedded PC. Skripsi Teknik Komputer.
Jain, A. K. and Uludag, U. (2003), Hiding biometric data, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 25.
Oroh, Joyner R. 2014. Rancang Bangun Sistem Keamanan Motor Dengan Pengenalan Sidik Jari. Jurnal Teknik Elektro dan Komputer Vol 3, No 1.
Random Nerd Tutorials. 2018. Guide For Relay
Module With Arduino. [online] Random Nerd Tutorials. Tersedia di: < https://randomnerdtutorials.com/guide-for-relay-module-with-arduino/> [Diakses 14 Mei 2018]
Silicon Labs. 2012. Designing Low-Energy Embedded Systems from Silicon to Software. [online] Silicon Labs. Tersedia di: < https://www.silabs.com/documents/pub lic/white-papers/low-energy-system-design-silicon-choices.pdf> [Diakses 24 November 2017]
Silicon Labs. 2017. Low Power Design Basics. [online] Silicon Labs. Tersedia di: < https://wwwqa.silabs.com/documents/p ublic/white-papers/Low-Power-Design Basics.pdf> [Diakses 24 November 2017]
Suharjo, Beman, Steven F. dan S. Liawatimena. 2011. Perancangan Sistem Keamanan Sepeda Motor dengan Sistem Sidik Jari. Jurnal Teknik Komputer 19 (1): 17-27. Sunrom. 2018. Fingerprint Sensor (R305).
[online] Sunrom. Tersedia di: < https://www.sunrom.com/p/finger-print-sensor-r305> [Diakses 14 Mei 2018]
