RANCANG BANGUN SISTEM KEAMANAN ANTI PENCURIAN DAN ANTI PEMBEGALAN OTOMATIS MENGGUNAKAN BLUETOOTH 4.0
BERBASIS MIKROKONTROLER
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh:
Mhd Hambali Zulkarnain NIM. 150402060
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2021
i
ABSTRAK
Pada saat ini, teknologi keamanan pada sepeda motor dengan menggunakan fitur remote menjanjikan keamanan yang lebih tinggi dibandingkan dengan kunci mekanis, namun keamanan dengan fitur remote yang langsung disediakan oleh pabrik hanya ada pada sepeda motor keluaran tahun 2018 ke atas, sehingga sepeda motor keluaran dibawah tahun 2018 harus memasang sendiri teknologi keamanan dengan fitur remote, pengembangan teknologi untuk sepeda motor tahun 2018 kebawah patut dipertimbangkan karena menurut data AISI (Asosisasi Industri Sepeda Motor Indonesia) menunjukkan pengguna sepeda motor pada tahun 2018 masih sangat banyak yaitu mencapai 6,383,108 unit telah terjual, namun keamanan dengan fitur remote untuk saat ini memiliki kelemahan yang krusial yaitu masih memerlukan kendali secara manual, dari kekurangan tersebut, maka dirancanglah sebuah sistem yang dapat bekerja secara otomatis.
ii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kepada Allah subhanahu wa ta’ala , karena atas berkat dan rahmat-Nya Tugas Akhir ini dapat disusun dan diselesaikan.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu (S-1) di Departemen Teknik Elektro. Tugas Akhir ini berjudul “Rancang Bangun Sistem Keamanan Anti Pencurian dan Anti Pembegalan Otomatis Menggunakan Bluetooth 4.0 Berbasis Mikrokontroler”.
Tugas Akhir ini dipersembahkan kepada orangtua dan orangtua angkat saya yang tersayang yaitu ayahanda Zulkarnain Ahmady, ibunda Titin Caswartini dan bunda Nurlela Djohan yang selalu memberikan semangat dan doa selama masa studi hingga menyelesaikan Tugas Akhir ini. Ucapan terimakasih yang teramat sangat juga disampaikan kepada:
1. Bapak Soeharwinto, M.T., selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir dan Kepala Laboratorium Elektronika Dasar yang telah banyak meluangkan waktu dan pikiran untuk selalu memberikan bantuan, bimbingan dan nasehat selama masa studi hingga menyelesaikan Tugas Akhir;
2. Bapak Ir. Kasmir Tanjung, M.T., selaku Dosen Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan banyak masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini untuk hasil yang terbaik dan sebagai Dosen Pembimbing Kerja Praktek;
3. Bapak Emerson P Sinulingga, S.T., M.Sc., Ph.D., selaku Dosen Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan banyak masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini untuk hasil yang terbaik;
4. Bapak Rahmat Fauzi, M.T., selaku Dosen Wali yang telah memberikan banyak bantuan, bimbingan dan nasehat selama masa studi di Departemen Teknik Elektro;
5. Bapak Dr. Fahmi, S.T., M.Sc., IPM., selaku Dosen yang membimbing dalam proses Kerja Praktek dan memberikan masukan dan nasehat untuk bekal dalam mengerjakan Tugas Akhir;
6. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen di Departemen Teknik Elektro yang telah memberikan banyak ilmu untuk bekal dalam menyesaikan studi dan masa depan;
7. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro, bang Dipo, pak Darsono, kak Umi, dan kak Fika yang telah membantu dalam menyelesaikan persyaratan administrasi selama masa studi;
8. Fitra Nurmayadi, M Shobirin Irsan dan Taufan Erlangga Utama Simatupang selaku sahabat yang telah memberikan banyak bantuan dan nasehat selama masa studi sampai menyelesaikan Tugas Akhir;
9. M Hammam Zulkarnain, Haedar Arief Z., Firmansyah Azhom Zulkarnain dan Albani Plato Z. selaku adik yang telah memberikan bantuan dan semangat selama masa studi sampai selesai;
10. Seluruh sahabat saib’er yang selalu memberikan bantuan dan semangat selama masa studi sampai selesai;
11. Seluruh teman-teman sub konsentrasi komputer dan asisten Laboratorium Sistem Pengaturan Komputer Fitra Nurmayadi, M Shobirin Irsan, Taufan Erlangga Utama, Wahyu Angga Pratama, Aqmal Harist, Abiyu Safwan Ariza, Makenzit, dan Michael yang selalu memberikan bantuan dan semangat selama masa studi;
12. Sahabat dari SMA N 4 Kisaran Awanna Fikri Siregar, M Hasrimi Gayo, M Rheza Febriansyah, Ari Nugraha Ritonga, Abi Rizki Hutomo, Rizky Ganda Putra Panjaitan, dan Fitrayaldi Akbar yang telah memberikan bantuan dan semangat selama masa studi;
13. Seluruh keluarga di Ikatan Mahasiswa Muhammadiyah Universitas Sumatera Utara terkhusus untuk Putri Bunga Batahan Ashal Lubis, Putri Dwi Andina, dan Nina Adelina Siregar yang selalu memberikan bantuan dan semangat selama masa studi.
Saran dan kritik sangat diharapkan demi penyempurnaan dan pengembangan dalam bidang terkait. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi yang membutuhkannya.
Medan, Desember 2020 TTD,
Mhd Hambali Zulkarnain 150402060
iv
Daftar Isi
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
Daftar Isi... iv
Daftar Gambar ... vi
Daftar Tabel ... vii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1.Latar belakang ... 1
1.2.Rumusan Masalah ... 4
1.3.Batasan Masalah ... 4
1.4.Tujuan Penelitian ... 4
1.5.Manfaat Penelitian ... 4
1.6.Metodolgi Penelitian ... 5
1.7.Tahapan Penelitian... 5
1.8.Sistematika Penulisan ... 6
BAB II KAJIAN PUSTAKA ... 7
2.1.Teori Pendukung ... 9
2.1.1.Jarak Jangkau Efektif Koneksi Bluetooth ... 9
2.1.2.Faktor Lingkungan yang Mempengaruhi Akurasi Pengukuran Getaran . 12 BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI ... 17
3.1.Perancangan ... 17
3.1.1.Kebutuhan Sistem ... 17
3.1.2.Diagram Alir Sistem ... 24
3.1.3.Perancangan Perangkat Keras ... 25
3.2.Implementasi ... 26
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ... 29
4.1.Pengujian Sistem Anti Begal Terhadap Kecepatan ... 29
4.1.1.Pengujian... 29
4.1.2.Analisis ... 29
4.2.Pengujian Jarak Konektivitas Antara Sisem Anti Begal dengan Remote .... 32
4.2.1.Pengujian... 32
4.2.2.Analisis ... 35
4.3.Pengujian Sensitivitas Sistem Anti Maling Terhadap Getaran... 35
4.3.1.Pengujian... 35
4.3.2.Analisis ... 38
BAB V PENUTUP ... 39
5.1.Kesimpulan ... 39
5.2.Saran ... 39
5.3.Penutup ... 40
DAFTAR PUSTAKA ... 41
Lampiran 1 ... 45
vi
Daftar Gambar
Gambar 2.1 Gelombang sinus 60-Hz sederhana dengan amplitudo, peak-to-peak,
RMS, frekuensi, dan periode diidentifikasi. [12] ... 15
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem ... 19
Gambar 3.2 Diagram Alir Sistem (Bagian1)... 24
Gambar 3.3 Diagram Alir Sistem (Bagian 2)... 25
Gambar 3.4 Blok Diagram Perangkat Keras ... 26
Gambar 3.5 Rangkaian Skematik Perangkat Keras ... 26
Gambar 3.5 Pemasangan Komponen dan Modul pada PCB (Bagian 1)... 27
Gambar 3.6 Pemasangan Komponen dan Modul pada PCB (Bagian 2)... 27
Gambar 3.7 Pemasangan Sistem pada Sepeda Motor (Bagian 1) ... 28
Gambar 3.8 Pemasangan Sistem pada Sepeda Motor (Bagian 2) ... 28
Gambar 4.1 Ilustrasi Remote di Pergelangan Tangan Pengendara Sepeda Motor 29 Gambar 4.2 Ilustrasi Pengendara Sepeda Motor dan Orang yang Akan Mengambil Data Hasil Pengujian ... 30
Gambar 4.3 Pengujian Sistem Anti Begal Terhadap Kecepatan... 31
Gambar 4.4 OEM M4 Smartband ... 33
Gambar 4.5 Sistem Anti Begal dalam Keadaan Tidak Aktif ... 33
Gambar 4.6 Sistem Anti Begal dalam Keadaan Aktif ... 34
Gambar 4.7 Pengujian dengan Menggerakkan Stang Sepeda Motor ... 36
Gambar 4.8 Pengujian dengan Menggeser Kendaraan ... 36
Gambar 4.9 Pengujian dengan Memukul Kap Depan Sepeda Motor ... 37
Gambar 4.10 Pengujian dengan Memukul Jok Sepeda Motor ... 37
vii
Daftar Tabel
Tabel 3.1 Perbandingan Spesifikasi Teknologi Komunikasi ... 19
Tabel 3.2 Perbandingan Spesifikasi Sakelar ... 20
Tabel 3.3 Perbandingan Spesifikasi Sensor ... 20
Tabel 3.4 Perbandingan Spesifikasi Mikrokontroler ... 21
Tabel 3.5 Perbandingan Spesifikasi Remote ... 22
Tabel 3.6 Perbandingan Spesifikasi Penurun Tegangan ... 23
Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Sistem Anti Begal Terhadap Kecepatan ... 30
Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian Konektifitas Antara Sistem Anti Begal dengan Remote ... 34
Tabel 4.4 Data Hasil Pengujian Sensitivitas Sistem Anti Maling Terhadap Getaran ... 38
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang
Sepeda motor merupakan sebuah alat transportasi yang sudah lumrah digunakan oleh masyarakat Indonesia, bahkan sampai pada juli 2019 penjualan sepeda motor di indoneisa sudah berjumlah lebih dari 97.000.000 unit [1], jika dibandingkan dengan jumlah penduduk dewasa di Indonesia sudah berjumlah 170.220.000 jiwa [2], sehingga berdasarkan data yang telah di uraikan 1 dari 2 orang dewasa di Indonesia telah memiliki sepeda motor.
Pertumbuhan jumlah sepeda motor yang ada di Indonesia dan luas daratan di Indonesia yang tergolong luas hingga mencapai 1.922.570 km² [3] tidak di ikuti dengan pertumbuhan tingkat keamanan karena terbatasnya jumlah polisi yang ada di Indonesia [4] dan kurangnya keamanan sepeda motor pada saat ini menyebabkan ketika ada pengendara sepeda motor yang sedang berlalu-lalang di daerah sepi masyarakat akan mendapat resiko pembegalan yang dilakukan oleh oknum-oknum tidak bertanggung jawab. Beberapa kasus pencurian dan pembegalan pada sepeda motor tidaklah sedikit, sebuah media Online detik news menyebutkan bahwa kasus pembegalan yang ada di Kota Medan selama tahun 2018 berjumlah 305 kasus dan kaksus pencurian berjumlah 1.242 kasus [5], kasus- kasus serupa akan bertambah jika dibiarkan begitu saja tanpa ada penanganan yang tepat.
Oleh karena itu demi mengurangi tingkat kriminalitas, dalam hal ini pencurian dan pembegalan pada sepeda motor, dilakukanlah beberapa penelitian untuk membuat sistem keamanan tambahan pada sepeda motor. Adapun penelitian yang telah diselesaikan antara lain: Perancangan dan implementasi Sistem Keamanan pada Sepeda Motor Menggunakan Teknologi RFID oleh Hendrik Dwi Prianto, dkk tahun 2011.
Pada penelitian ini Pada Penelitian ini dibuat sebuah alat pengaman sepeda motor menggunakan teknologi RFID untuk mengendalikan sirkuit pada sepeda motor, RFID digunakan untuk menghidupkan sistem yang ada pada sepeda motor untuk pemutus arus yang dibutuhkan secara mendadak pada sepeda motor dengan cara menempelkan kunci (tag) ke pembaca (reader) yang telah dipasang pada sistem sepeda motor, apabila kunci (tag) tidak sesuai ketika ditempelkan ke pembaca (reader), maka sistem akan off dan alaram akan berbunyi [6].
Kelemahan sistem ini terjadi ketika sepeda motor dirampas secara paksa atau dibegal, sistem tidak memiliki kemampuan secara otomatis untuk mematikan sistem ketika hal itu terjadi; The MTAS for Addressing Motorcycle Theft oleh Pita Jarupunphol, dkk tahun 2016. Pada penelitian ini sistem yang dibuat menggunakan teknologi QR code, adapun implementasi pada sistem ini adalah pertama administrator sistem yang bertanggung jawab untuk menghasilkan kode QR untuk siswa, kedua pelajar yang membawa sepeda motor keluar-masuk tempat parkir, dan ketiga petugas keamanan yang memeriksa sepeda motor yang dikeluarkan dari universitas [7]. Kelemahan dari sistem ini adalah sistem keamanan yang hanya bisa digunakan di tempat tertentu saja misal tempat parkir;
Electric motorcycle control system based on GPS and CAN technology oleh Cong Gao, dkk tahun 2016. Sistem ini menggunakan teknologi bus CAN. Dalam penelitian ini desain sistem kontrol sepeda motor didasarkan pada bus CAN dan teknologi GPS, bus CAN sebagai sarana komunikasi utama antara pusat kontrol master dan setiap node kontrol, dikombinasikan dengan teknologi GPS / GPRS, melalui pemantauan dan pengendalian keseluruhan sistem, mewujudkan fungsi pemantauan keadaan sistem pada sepeda motor, anti-pencurian dan pelacakan.
Eksperimen menunjukkan bahwa, komunikasi node jaringan CAN yang stabil, andal dan real-time dan sepeda motor curian juga dapat ditemukan secara akurat, yang memverifikasi keandalan dan keamanan sistem kontrol sepeda motor dan sistem ini memiliki berbagai aplikasi praktis [8]. Kelemahan dari sistem ini adalah biaya pembuatan sistem keamanan yang mahal dan keterbatasan jaringan GPRS di beberapa daerah di Indonesia; dan penelitian yang terakhir adalah Improving Motorcycle Anti-Theft System with the use of Bluetooth Low Energy 4.0 oleh Wittaya Koodtalang dan Thaksin Sangsuwan tahun 2016. Penelitian ini
3 menggunakan peningkatan sistem anti-pencurian sepeda motor (MATS) menggunakan Bluetooth Low Energy (BLE) 4.0. BLE 4.0, yang merupakan perangkat konsumsi daya rendah. Perangkat ini diterapkan untuk mode slave BLE-tag, digantung pada kunci. Kombinasi modul HM11 BLE 4.0 dengan papan Arduino memiliki fungsi sebagai mode master, membaca alamat MAC (disebut ID) perangkat tag BLE. Hasil menunjukkan bahwa jarak maksimum, di mana modul master BLE dapat mendeteksi ID tag BLE, adalah sekitar 18 meter. Metode yang diusulkan dapat diandalkan karena perangkat BLE dapat digantung pada kunci bersama saat sepeda motor melaju pada kecepatan tidak lebih dari 80 km/jam, sehingga tiang pendeteksi yang ada di pinggir jalan dapat mendeteksi lokasi sepeda motor tersebut. Akhirnya, hasil eksperimen menjamin bahwa sistem ini relatif lebih baik dibandingkan dengan metode sebelumnya, akurasi MATS ditingkatkan secara efisien [9]. Kelemahan dari sistem ini adalah biaya pembuatan tiang pendeteksi yang mahal, serta sistem yang tidak otomatis mati ketika sepeda motor di begal.
Oleh karena permasalahan utama sistem keamanan pada sepeda motor terletak pada keandalan yang tinggi, kemudahan dalam penggunaan, efisiensifitas dan harga yang terjangkau, maka dari itu penelitian ini bertujuan untuk membuat sistem keamanan anti pencurian dan pembegalan pada sepeda motor yang memiliki kelebihan dibandingkan pada penelitian sebelumnya. Adapun kelebihan dari sistem keamanan yang akan dibuat antara lain adalah: Kemudahan dalam penggunaan karena sistem dapat otomatis mati dalam jangka waktu tertentu dan menyalakan alaram ketika remote terpisah pada jarak tertentu dari sepeda motor, sehingga pengendara sepeda motor dapat menyerahkan sepeda motornya tanpa perlawanan pada pelaku pembegalan agar aman, secepatnya pengendara bisa melapor kepada pihak berwajib dan kerabat dekat untuk meminta pertolongan karena sepeda motor tersebut akan berhenti dan alaram akan berbunyi terus- menerus; Dapat digunakan di segala jenis kondisi cuaca ataupun di daerah manapun karena tidak menggunakan koneksi internet; Hemat penggunaan daya agar sistem bisa beroprasi lebih lama.
1.2. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari penelitian ini adalah bagaimana merancang sebuah sistem keamanan pada sepeda motor yang dapat memutuskan sirkuit sepeda motor secara otomatis pada jarak tertentu serta alarm akan hidup; ketika sepeda motor yang diparkirkan bergerak tanpa sepengetahuan pemilik sepeda motor maka alarm akan hidup.
1.3. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Saat ini sistem dirancang untuk sepeda motor Honda Beat keluaran tahun 2012 ;
2. Sistem ini hanya dapat beroperasi dengan remote yang memiliki akses koneksi ke perangkat sistem ini;
3. Sistem ini hanya membutuhkan jarak 20 m untuk aktif;
4. Sistem menghiraukan besar frekuensi getaran yang diperlukan dan yang dihasilkan;
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan sebuah sistem keamanan pada sepeda motor yang dapat memutuskan sirkuit sepeda motor secara otomatis pada jarak tertentu dan dapat menghidupkan alarm; dapat menghidupkan alarm ketika sepeda motor yang diparkirkan bergerak tanpa sepengetahuan pemilik sepeda motor.
1.5. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian adalah sebagai berikut meningkatkan sistem keamanan pada sepeda motor dari pencurian, pembegalan dan keamanan pengendara sepeda motor dari tindak kriminal.
5
1.6. Metodolgi Penelitian
Untuk dapat menyelesaikan penelitian ini diterapkan beberapa metode penelitian diantaranya:
a. Analisis permasalahan yang mungkin terjadi pada sistem;
b. Analisis kebutuhan sistem yang akan dirancang;
c. Merancang perangkat keras sistem;
d. Implementasi rancangan sistem;
e. Pengujian sistem yang telah diselesaikan;
f. Melakukan analisis terhadap sistem yang telah diuji;
g. Penyempurnaan sistem.
1.7. Tahapan Penelitian
Tahapan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Studi Literatur. Dengan membaca dan memahami teori-teori yang berkaitan dengan topik penelitian yang terdiri dari penelitian yang terdahulu dan buku-buku referensi yang berkaitan dengan topik penelitian;
2. Melakukan analisis dari permasalahan yang mungkin terjadi pada sistem, sehingga mendapatkan kebutuhan sistem yang akan digunakan;
3. Merancang sistem yang akan digunakan;
4. Membuat desain Mock-Up;
5. Mengimplementasikan sistem dan desain yang telah dibuat dengan pembuatan prototype;
6. Menguji coba prototype yang telah dibuat;
7. Menganalisis kekurangan yang ada pada prototype;
8. Membuat desain alat yang asli;
9. Mengimplementasikan sistem dan desain alat yang telah sempurna dalam bentuk alat;
10. Menguji coba alat tersebut;
11. Memberikan hasil kesimpulan dari alat yang telah di uji coba.
1.8. Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan skripsi untuk skripsi adalah sebagai berikut : 1. BAB I Pendahuluan
Bab ini menguraikan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, batasaan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metodologi penelitian, tahapan penelitian, dan sistematika penulisan.
2. BAB II Kajian Pustaka
Bab ini berisi tentang semua penelitian yang terkait dan teori yang mendukung dalam perancangan sistem/alat.
3. BAB III Perancangan dan Implementasi
Bab ini menjelaskan tentang metode dalam merancang sistem/alat dan implementasi sistem/alat.
4. BAB IV Pengujian dan Analisa
Bab ini membahas proses pengujian sistem/alat dan analisa dari data yang telah diambil.
5. BAB V Penutup
Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari penelitian skripsi.
7
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
Sebagai landasan dan inspirasi untuk penelitian yang akan dilakukan, perlunya meninjau penelitian sejenis yang telah dilakukan oleh beberapa peneliti lain, diantaranya adalah:
1.
“Perancangan dan implementasi Sistem Keamanan pada Sepeda Motor Menggunakan Teknologi RFID” oleh Hendrik Dwi Prianto, dkk, pada tahun 2011. Pada penelitian ini Pada Penelitian ini dibuat sebuah alat pengaman sepeda motor menggunakan teknologi RFID untuk mengendalikan sirkuit pada sepeda motor, RFID digunakan untuk menghidupkan sistem yang ada pada sepeda motor untuk pemutus arus yang dibutuhkan secara mendadak pada sepeda motor dengan cara menempelkan kunci (tag) ke pembaca (reader) yang telah dipasang pada sistem sepeda motor, apabila kunci (tag) tidak sesuai ketika ditempelkan ke pemdbaca (reader), maka sistem akan off dan alaram akan berbunyi [6]. Kelemahan sistem ini terjadi ketika sepeda motor dirampas secara paksa atau dibegal, sistem tidak memiliki kemampuan secara otomatis untuk mematikan sistem ketika hal itu terjadi;2.
The MTAS for Addressing Motorcycle Theft; Pita Jarupunphol, dkk; pada tahun 2016. Pada penelitian ini sistem yang dibuat menggunakan teknologi QR code, adapun implementasi pada sistem ini adalah pertama administrator sistem yang bertanggung jawab untuk menghasilkan kode QR untuk siswa, kedua pelajar yang membawa sepeda motor keluar-masuk tempat parkir, dan ketiga petugas keamanan yang memeriksa sepeda motor yang dikeluarkan dari universitas [7].Kelemahan dari sistem ini adalah sistem keamanan yang hanya bisa digunakan di tempat tertentu saja misal tempat parkir;
3.
Electric motorcycle control system based on GPS and CAN technology; Cong Gao, dkk; 2016. Pada penelitian ini menggunakan teknologi bus CAN. Dalam penelitian ini desain sistem kontrol sepeda motor didasarkan pada bus CAN dan teknologi GPS, bus CAN sebagai sarana komunikasi utama antara pusat kontrol master dan setiap node kontrol, dikombinasikan dengan teknologi GPS/GPRS, melalui pemantauan dan pengendalian keseluruhan sistem, mewujudkan fungsi pemantauan keadaan sistem pada sepeda motor, anti- pencurian dan pelacakan. Eksperimen menunjukkan bahwa, komunikasi node jaringan CAN yang stabil, andal dan real-time dan sepeda motor curian juga dapat ditemukan secara akurat, yang memverifikasi keandalan dan keamanan sistem kontrol sepeda motor dan sistem ini memiliki berbagai aplikasi praktis [8]. Kelemahan dari sistem ini adalah biaya pembuatan sistem keamanan yang mahal dan keterbatasan jaringan GPRS di beberapa daerah di Indonesia;4.
Improving Motorcycle Anti-Theft System with the use of Bluetooth Low Energy 4.0; Wittaya Koodtalang dan Thaksin Sangsuwan; 2016. Penelitian ini menggunakan peningkatan sistem anti-pencurian sepeda motor (MATS) menggunakan Bluetooth Low Energy (BLE) 4.0. BLE 4.0, yang merupakan perangkat konsumsi daya rendah. Perangkat ini diterapkan untuk mode slave BLE-tag, digantung pada kunci. Kombinasi modul HM11 BLE 4.0 dengan papan Arduino memiliki fungsi sebagai mode master, membaca alamat MAC (disebut ID) perangkat tag BLE. Hasil menunjukkan bahwa jarak maksimum, di mana modul master BLE dapat mendeteksi ID tag BLE, adalah sekitar 18 meter. Metode yang diusulkan dapat diandalkan karena perangkat BLE dapat digantung pada kunci bersama saat sepeda motor melaju pada kecepatan tidak lebih dari 80 km/jam, sehingga tiang pendeteksi yang ada di pinggir jalan dapat mendeteksi lokasi sepeda motor tersebut. Akhirnya, hasil eksperimen menjamin bahwa sistem ini relatif lebih baik dibandingkan dengan metode sebelumnya, akurasi MATS ditingkatkan secara efisien [9]. Kelemahan dari sistem ini adalah biaya pembuatan ting pendeteksi yang mahal, serta sistem yang tidak otomatis mati ketika sepeda motor di begal.9 Berdasarkan penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa permasalahan utama sistem keamanan pada sepeda motor terletak pada keandalan yang tinggi, kemudahan dalam penggunaan, efisiensifitas dan harga yang terjangkau, maka dari itu penelitian ini bertujuan untuk membuat sistem keamanan anti pencurian dan pembegalan pada sepeda motor yang memiliki kelebihan dibandingkan pada penelitian sebelumnya. Adapun kelebihan dari sistem keamanan yang akan dibuat antara lain adalah: Kemudahan dalam penggunaan karena sistem dapat otomatis memutuskan sirkuit sepeda motor dalam jangka waktu tertentu dan menyalakan alaram ketika remote terpisah pada jarak tertentu dari sepeda motor, sehingga pengendara sepeda motor dapat menyerahkan sepeda motornya tanpa perlawanan pada pelaku pembegalan agar aman, secepatnya pengendara bisa melapor kepada pihak berwajib dan kerabat dekat untuk meminta pertolongan karena sepeda motor tersebut akan berhenti dan alaram akan berbunyi terus-menerus; Dapat digunakan di segala jenis kondisi cuaca ataupun di daerah manapun karena tidak menggunakan koneksi internet; Hemat penggunaan daya agar sistem bisa beroprasi lebih lama.
2.1. Teori Pendukung
2.1.1. Jarak Jangkau Efektif Koneksi Bluetooth
Beberapa faktor utama yang mempengaruhi jarak jangkauan efektif koneksi Bluetooth, adalah sebagai berikut:
1. Spektrum Radio
Spektrum radio membentang dari 30 Hz hingga 300 GHz.
Semakin rendah frekuensi semakin lama rentangnya. Namun, semakin rendah frekuensi semakin rendah tingkat data yang dapat didukung. Akibatnya, memilih spektrum radio dilengkapi dengan trade off antara jangkauan dan tingkat data. Teknologi Bluetooth menggunakan pita spektrum ISM sebesar 2,4 GHz (2400 hingga 2483,5 MHz), yang memungkinkan keseimbangan yang baik antara jangkauan dan tingkat datanya. Selain itu, pita 2,4 GHz tersedia di seluruh dunia, menjadikannya standar untuk konektivitas nirkabel berdaya rendah. [10]
2. PHY (Physical Layer)
Physical Layer (PHY) adalah teknologi nirkabel yang mendefinisikan skema modulasi dan teknik lain yang digunakan untuk mengirim data melalui pita frekuensi radio tertentu. Ini termasuk jumlah saluran yang tersedia, seberapa efektif saluran tersebut digunakan, penggunaan koreksi kesalahan, penjaga di tempat untuk melawan gangguan, dan banyak lagi. Teknologi PHY Bluetooth, masing-masing dengan karakteristik berbeda yang menentukan rentang efektif dan tingkat data. [10]
3. Sensitivitas dari Receiver
Sensitivitas dari receiver adalah ukuran kekuatan sinyal minimum yang dapat ditafsirkan penerima. Dengan kata lain, ini adalah tingkat daya terendah di mana penerima dapat mendeteksi sinyal radio, mempertahankan koneksi, dan masih demodulate data.
Teknologi Bluetooth menentukan bahwa perangkat harus dapat mencapai sensitivitas receiver minimum -70 dBm hingga -82 dBm, tergantung pada PHY yang digunakan. Namun, implementasi Bluetooth biasanya mencapai tingkat sensitivitas receiver yang jauh lebih tinggi. Sebagai contoh, implementasi rata-rata BLE adalah 125K (Kode) PHY mencapai sensitivitas penerima -103 dBm. [10]
4. Transmit Power
Memilih tingkat daya transmisi adalah tradeoff desain antara jangkauan dan konsumsi daya. Semakin tinggi daya transmisi, semakin besar kemungkinan sinyal dapat didengar pada jarak yang lebih jauh dan semakin lama kisaran efektif. Namun, meningkatkan daya transmisi meningkatkan konsumsi daya dari sebuah perangkat.
Pikirkan untuk mengirimkan daya seperti volume sebuah suara.
Semakin keras seseorang berbicara, semakin jauh seseorang dapat mendengar suara tersebut tetapi semakin banyak energi yang dibutuhkan. Teknologi Bluetooth mendukung transmisi daya dari -20 dBm (0,01 mW) hingga +20 dBm (100 mW) . [10]
11 5. Penguatan Antena
Antena mengubah energi listrik dari pemancar menjadi energi elektromagnetik (atau gelombang radio) dan sebaliknya untuk penerima. Lokasi antena, ukuran paket, dan desain dapat sangat mempengaruhi seberapa efektif sinyal ditransmisikan dan diterima.
Dan jenis dan ukuran antena dan efisiensi mereka dalam mengkonversi energi listrik ke elektromagnetik dan memfokuskan arah energi dapat sangat bervariasi. Penguatan antena yang efektif relevan untuk antena transmisi dan penerimaan. Pengaruh arah antena mirip dengan berbicara atau mendengarkan melalui kerucut untuk memfokuskan energi suara. Perancang Bluetooth dapat memilih untuk menerapkan berbagai opsi antena. Desain antena adalah sebanyak seni seperti itu adalah ilmu pengetahuan. Perangkat Bluetooth biasanya mencapai penguatan antena dalam kisaran –10 dBi hingga +10 dBi. [10]
6. Path Loss
Path Loss adalah pengurangan kekuatan sinyal yang terjadi sebagai gelombang radio merambat melalui udara. Kehilangan jalur, atau pelemahan jalur, terjadi secara alami dari jarak jauh dan terkena dampak lingkungan di mana sinyal sedang ditransmisikan. Hambatan antara pemancar dan penerima dapat memburuk sinyal. Attenuator dapat menjadi apa saja mulai dari kelembaban dan curah hujan, hingga dinding, jendela, dan rintangan lainnya yang terbuat dari kaca, kayu, logam, atau beton, termasuk menara logam atau panel yang mencerminkan dan menyebarkan gelombang radio. Sementara gelombang radio dapat melewati objek, jumlah pelemahan dan kehilangan jalur yang efektif bervariasi dengan jenis dan kepadatan penghalang. Pikirkan tentang seseorang yang mencoba mendengar seseorang di kamar sebelah dan perbedaan antara volume dan kejelasan dari apa yang dapat di dengar jika dinding yang memisahkan seseorang terbuat dari kayu dibandingkan dengan beton [10].
Pada penelitian “Improved Path Loss Prediction Model for Short Range Indoor Positioning using Bluetooth Low Energy; Subha Viswanathan dan Sreedevi Srinivasan; 2015; diterbitkan oleh Institute of Electrical and Electronics Engineers.”, jarak efektif konetivitas bluetooth di dalam ruangan berkisaran antara 5 m sampai 30 m. Untuk penggunaan di luar ruangan jarak efektifnya berkisar 54 m sampai 129 m . [11]
2.1.2. Faktor Lingkungan yang Mempengaruhi Akurasi Pengukuran Getaran
Beberapa faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi akurasi pengukuran getaran antara lain:
1. Suhu
Suhu adalah faktor lingkungan yang paling signifikan. Semua sensor akan memiliki beberapa ketergantungan suhu, terutama akselerometer piezoelektrik, sehingga kompensasi suhu akan diperlukan untuk mengimbangi efek ini. Meskipun beberapa sensor memiliki perangkat keras kompensasi yang diperlukan yang terintegrasi ke dalam paket sensor, namun dibeberapa sensor, mungkin perlu untuk menambahkan sensor suhu dan melakukan kompensasi. [12]
2. Base Strain
Banyak akselerometer piezoelektrik menggunakan elemen piezoelektrik dengan massa ujung yang dipasang ke pangkalan dan mengukur pergeseran. Ketika permukaan akselerometer dipasang untuk mengalami ketegangan, ini sering dapat muncul sebagai
"akselerasi" dalam data. Meskipun produsen akselerometer merancang sensor mereka untuk meminimalkan efeknya, base strain masih dapat menghasilkan data yang salah. [12]
13
3. Acoustic Noise
Noise hanyalah gelombang tekanan yang dapat meningkatkan akselerometer dan struktur yang sedang diuji. Meskipun getaran yang diinduksi ini biasanya jauh lebih sedikit daripada getaran struktural yang sebenarnya melekat, kedua hal tersebut tetap menjadi sesuatu yang perlu dipertimbangkan. [12]
4. Transverse Vibrations
Akselerometer sensitif terhadap getaran yang bertindak ke arah tegak lurus atau orthogonal terhadap sumbu utama yang diminati.
Sensitivitas melintang ini biasanya kurang dari 5% untuk akselerometer sumbu tunggal; akselerometer triaksial biasanya memiliki sensitivitas melintang yang sedikit lebih tinggi. [12]
5. Medan Magnet
Sensitivitas magnetik akselerometer sangat rendah, tetapi efek ini harus dipertimbangkan, terutama di lingkungan ekstrem seperti kapal angkatan laut. [12]
6. Kelembaban
Meskipun sebagian besar akselerometer disegel untuk memastikan operasi yang dapat diandalkan di lingkungan lembab, kelembaban dapat menyebabkan masalah pada koneksi kabel. Lingkungan yang sangat lembab mungkin memerlukan akselerometer khusus pra-kabel untuk memastikan data yang akurat. Penebang data dan pengukur getaran mungkin juga membutuhkan perumahan atau aksesori khusus untuk lingkungan yang lembab. [12]
7. Zat Korosif
Akselerometer atau pengurangan data dengan peralatan plastik mungkin rentan terhadap korosif, jadi zat-zat ini harus dicegah bersentuhan dengan peralatan akuisisi data. [12]
8. Guncangan dan Getaran
Pertimbangkan apa yang akan diperlukan elektronik akuisisi data untuk bertahan selama penggunaan. Elektronik yang sangat cocok digunakan di laboratorium mungkin tidak dapat bertahan hidup digunakan di lapangan. Aplikasi lapangan mungkin memerlukan elektronik yang kuat dan / atau aksesoris khusus dan kasus untuk meredam tingkat guncangan dan getaran yang elektronik akan diekspos. [12]
Berdasarkan beberapa faktor yang dapat mempengaruhi akurasi pengukuran dari sensor getar, selanjutnya dapat dijelaskan beberapa dasar-dasar dari analisis getaran.
Memperoleh data getaran hanyalah bagian dari tantangan pengukuran getaran; bagian lain adalah analisis data yang diperoleh. Penting untuk memahami jenis bentuk gelombang yang terkait dengan analisis getaran, perbedaan penting di antara mereka, dan kapan tepat untuk menggunakan setiap jenis alat analisis getaran. Namun, dalam penelitian ini, tidak realistis untuk mencoba eksplorasi mendalam karena tidak berkaitan dengan topik pada penelitian ini.
Analisis getaran domain waktu dimulai dengan sinyal dunia nyata yang bervariasi waktu dari transduser atau sensor. Menganalisis data getaran dalam domain waktu (amplitudo yang diplot terhadap waktu) terbatas pada beberapa parameter dalam mengukur kekuatan profil getaran: amplitudo, nilai puncak ke puncak, dan RMS. Gambar 2.1 adalah gelombang sinus sederhana dengan parameter yang diidentifikasi.
15
Gambar 2.1 Gelombang sinus 60-Hz sederhana dengan amplitudo, peak-to-peak, RMS, frekuensi, dan periode diidentifikasi. [12]
Penjelasan untuk Gambar 2.1 dapat dijelaskan sebagai berikut:
• Puncak atau amplitudo sangat penting untuk guncangan tertentu, tetapi tidak memperhitungkan durasi waktu dan dengan demikian energi dalam periodik tersebut.
• Hal yang sama berlaku untuk nilai peak-to-peak dengan manfaat tambahan untuk memberikan hasil maksimum gelombang, yang berguna ketika melihat informasi perpindahan.
• Nilai RMS (root mean square) umumnya yang paling berguna karena terkait langsung dengan kandungan energi profil getaran, dan dengan demikian kemampuan destruktif getaran. RMS juga memperhitungkan kejadian waktu bentuk gelombang.
Getaran adalah gerakan berosilasi tentang keseimbangan, sehingga sebagian besar analisis getaran terlihat untuk menentukan tingkat osilasi atau frekuensi, yang sebanding dengan kekakuan sistem. Berapa kali siklus gerakan lengkap terjadi selama periode satu detik adalah frekuensi getaran dan diukur dalam hertz (Hz). Untuk gelombang sinus sederhana, frekuensi getaran dapat ditentukan dari melihat bentuk gelombang dalam domain waktu; namun, karena komponen frekuensi dan kebisingan yang berbeda ditambahkan, analisis spektrum diperlukan untuk mendapatkan gambaran yang lebih jelas tentang frekuensi getaran.
17
BAB III
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
3.1. Perancangan
3.1.1. Kebutuhan Sistem
Agar sistem ini dapat berjalan dengan baik dan efisien, maka diperlukan analisis permasalahan yang mungkin terjadi pada sistem untuk mengetahui kebutuhan sistem yang diperlukan. Adapun permasalahannya adalah:
1. Bagaimana merancang sebuah sistem keamanan anti pembegalan pada sepeda motor yang dapat memutuskan sirkuit sepeda motor secara otomatis pada jarak tertentu dan dapat menghidupkan alarm;
2. Bagaimana merancang sebuah sistem keamanan anti pencurian pada sepeda motor yang dapat menghidupkan alarm/klakson ketika sepeda motor yang diparkirkan bergerak tanpa sepengetahuan pemilik sepeda motor;
3. Bagaimana merancang sebuah sistem keamanan anti pencurian dan pembegalan pada sepeda motor yang dapat beroprasi dengan penggunaan daya yang rendah;
Untuk dapat memahami lebih lanjut, maka akan dibahas solusi dari permasalahan yang ada, adapun solusinya adalah sebagai berikut:
1. Permasalahan tersebut timbul dikarenakan ketika terjadinya pembegalan, maka akan ada beberapa orang yang akan menghalangi jalan agar korban berhenti, korban akan dipaksa untuk menyerahkan sepeda motor dan barang berharga lainnya, karena jika tidak korban akan di lukai bahkan bisa sampai dibunuh.
Solusi yang ditawarkan adalah dengan menyerahkan sepeda motor dengan sukarela dan korban langsung lari menjauh, ketika pada jarak tertentu maka sepeda motor akan mati dengan sendirinya dan alarm/klakson akan hidup terus menerus.
Sehingga hal tersebut membutuhkan teknologi komunikasi dengan jarak jangkau komunikasi minimal 10 m (spekulasi) agar korban dapat memiliki waktu yang cukup untuk kabur dan membutuhkan sakelar yang dapat memutuskan sirkuit sepeda motor (tahan terhadap tegangan ± 12V DC karena sirkuit pada sepeda motor memiliki tegangan ± 12 V DC) dengan cara di kontrol untuk menentukan kapan akan menghidupkan alarm/klakson.
2. Permasalahan tersebut terjadi ketika sepeda motor sedang diparkirkan, lalu ada seseorang yang menggerakkan sepeda motor tersebut, baik digerakkan dengan cara menggerakkan stang, menggerakkan badan sepeda motor atau pun dengan mencoba membobol kunci sehingga ada gerakan yang terjadi, hal tersebut akan menghasilkan getaran. Solusi yang ditawarkan adalah getaran tersebut dapat menjadi indikator bahwa sepeda motor sedang dalam keadaan bahaya. Sehingga membutuhkan sensor yang dapat mendeteksi adanya getaran dengan akurasi yang tepat dan sakelar yang dapat memutuskan sirkuit sepeda motor (tahan terhadap tegangan ± 12V DC karena sirkuit pada sepeda motor memiliki tegangan
± 12 V DC) dengan cara di kontrol untuk menentukan kapan akan menghidupkan alarm/klakson.
3. Permasalahan tersebut terjadi ketika sistem yang akan di pasangkan ke sepeda motor menggunakan daya yang terlalu besar, sehingga akan boros dalam penggunaan batrai, hal tersebut akan membuat sistem tidak efisien dalam penggunaanya. Sehingga solusi yang ditawarkan adalah menggunakan komponen-komponen yang hemat energi.
Berdasarkan permasalahan dan solusi yang ada, dapat disimpulkan bagian-bagian pada sistem yang disusun menjadi blok diagram sistem, blok diagram sistem dapat dilihat pada Gambar 3.1.
19
Remote
Mikrokontroller Sakelar
Elektronik Penurun
Tegangan
Input & Sensor Alarm Catu Daya
Teknologi Komunikasi
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem
Teknologi Komunikasi
Berdasarkan kesimpulan yang telah dibahas pada sub sub bab 3.1.1 bahwa sistem membutuhkan teknologi komunikasi yang dapat berkomunikasi dengan minimal jarak 20 m dan dengan konsumsi daya rendah. Adapun perbandingan spesifikasi dari beberapa teknologi komunikasi yang akan dipilih dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Perbandingan Spesifikasi Teknologi Komunikasi
Jenis Jarak Komunikasi Konsumsi Daya Modul nRF24L01 15,24 m – 60,96 m [13] 50 mA – 250 mA [13]
Modul Wi-Fi 300 m [14] 100 mA [15]
Modul Bluetooth 4.0 100 m [16] 235 uA [16]
Berdasarkan Tabel 3.1 maka pilihan yang paling sesuai dengan kebutuhan sistem adalah Bluetooth 4.0.
Sakelar
Berdasarkan kesimpulan yang telah dibahas pada sub sub bab 3.1.1 bahwa sistem membutuhkan sakelar elektronik yang dapat dikontrol oleh mikrokontroler, dan dapat menahan tegangan ± 12V DC. Adapun perbandingan sfesifikasi dari beberapa sakelar yang akan dipilih dapat dilihat pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Perbandingan Spesifikasi Sakelar
Jenis Ketahanan
Tegangan Arus Cara Kontrol Sakelar 250 V AC [17] 10 A [17] Manual [17]
Relay 30 DC [18] 10 A [18] Mikrokontroler [18]
Berdasarkan Tabel 3.2 pilihan yang paling sesuai dengan kebutuhan sistem adalah menggunakan sakelar elektronik yaitu modul Relay (5V, 220V AC/30V DC, 2A).
Sensor
Berdasarkan kesimpulan yang telah dibahas pada sub sub bab 3.1.1 bahwa sistem membutuhkan sensor yang dapat mendeteksi getaran dengan cara induktif (getaran yang terinduksi) agar dapat mendeteksi getaran tidak hanya pada bagian yang dekat dengan sensor, namun dapat meliputi seluruh area lain dan membutuhkan hasil sinyal keluaran digital agar memudahkan penyesuaian keadaan yang dibutuhkan. Adapun perbandingan spesifikasi sensor yang akan dipilih, dapat dilihat pada Tabel 3.3.
Tabel 3.3 Perbandingan Spesifikasi Sensor Jenis Sensor
Getar Sinyal Keluaran Keadaan Awal Kondisi Aktif
Sw-18010p [19] Analog Normally High Konduktif
Sw-420 [20] Digital Normally Low Induktif
Berdasarkan Tabel 3.3 pilihan yang palling sesuai dengan kebutuhan sistem adalah menggunakan modul Sw-420.
21
Mikrokontroler
Berdasarkan kesimpulan yang telah dibahas pada sub sub bab 3.1.1 bahwa sistem membutuhkan modul mikrokontroler yang memiliki pin ADC (Analog Digital Converter) untuk sensor, pin digital untuk mengirim data ke sakelar elektronik, dapat terhubung dengan BLE 4.0, dan dapat bekerja pada suhu di dalam spare part sepeda motor ± 25°C. Adapun perbandingan spesifikasi mikrokontroler yang akan dipilih, dapat dilihat pada Tabel 3.4.
Tabel 3.4 Perbandingan Spesifikasi Mikrokontroler Modul
Mikrokontroler Pin ADC Pin Digital Koneksi Bluetooth
Suhu Operasional Arduino Pro Mini
[21] Memiliki Memiliki - -40ºC -
+105ºC Arduino Nano
[22] Memiliki Memiliki - -40ºC -
+105ºC
Arduino Uno [23] Memiliki Memiliki - -40ºC -
+105ºC NodeMCU
ESP8266 [24] Memiliki Memiliki - -40ºC -
+105ºC ESP32 [25] Memiliki Memiliki Memiliki -40ºC - +105ºC
Berdasarkan Tabel 3.4 pilihan yang sesuai dengan kebutuhan sistem adalah menggunakan modul mikrokontrloler ESP32.
Remote
Berdasarkan kesimpulan yang telah dibahas pada sub sub bab 3.1.1 bahwa, sistem membutuhkan indikator untuk mengetahui apakah sistem perlu hidup atau tidak dan dibutuhkan sebagai kunci keamanan, maka dari itu diperlukannya remote. Untuk spesifikasi dari remote, dibutuhkan remote yang memiliki teknologi BLE 4.0, memiliki konsumsi daya yang cukup rendah agar dapat hidup lebih lama, memiliki ketahanan terhadap cahaya matahari dan air karena akan digunakan di luar ruangan, memiliki harga yang ekonomis agar lebih banyak orang yang dapat menggunakannya. Adapun spesifikasi dari beberapa remote dapat dilihat pada Tabel 3.5.
Tabel 3.5 Perbandingan Spesifikasi Remote
Jenis Ketahanan Air
Kapasitas Batrai
Standby
Time Bluetooth Harga Xiaomi Mi
Band 4 [26] 5 ATM 135 mAh 20 Hari Bluetooth 5.0
Rp.
349.000,- Huawei Band
4 [27] 5 ATM 91 mAh 10 Hari Bluetooth
5.0
Rp.
425.000,- OEM M4
Smartband [28]
Air Hujan 90 mAh 10 Hari Bluetooth 4.0
Rp.
62.000,-
Berdasarkan Tabel 3.5, pilihan yang sesuai dengan kebutuhan sistem adalah dengan menggunakan OEM M4 Smartband.
Catu Daya
Berdasarkan kesimpulan yang telah dibahas pada sub sub bab 3.1.1 bahwa sistem membutuhkan catu daya yang dapat bekerja jauh dari sumber PLN, menghasilkan tegangan DC, memiliki tegangan keluaran 5V – 12V DC, sehingga pilihan yang sesuai dengan kebutuhan sistem adalah menggunakan aki yang sudah terdapat pada sepeda motor yaitu aki jenis GTZ5S [29], aki digunakan untuk menghidupkan sirkuit sepeda motor dan komponen bawaan seperti klakson, lampu-lampu yang ada pada sepeda motor, dan sejenisnya.
23
Penurun Tegangan
Berdasarkan kesimpulan yang telah dibahas pada sub sub bab 3.1.1 karena adanya perbedaan tegangan antara catu daya dan kebutuhan trgangan beban, makan dibutuhkan penurun tegangan, spesifikasi yang dibutuhkan adalah dapat menurunkan tegangan 12V DC ke 5V DC, memiliki arus keluaran 1A, dan memiliki harga yang ekonomis. Adapun perbandingan dari beberapa pilihan spesifikasi dari beberapa penurun tegangan dapat dilihat pada Tabel 3.6.
Tabel 3.6 Perbandingan Spesifikasi Penurun Tegangan
Jenis Tegangan Masukan
Tegangan Keluaran
Arus Keluaran
(Max)
Harga
XL4016 [29] (4-40) V DC (1,25-36) V DC 8 A Rp.
32.800,-
LM7805 [30] (7-15) V DC 5 V DC 1,5 A Rp.
29.000,- LM2596 [31] (3-40) V DC (1,5-38,5) V
DC 2 A Rp.
7.800,-
Berdasarkan Tabel 3.6 pilihan yang sesuai dengan kebutuhan sistem adalah menggunakan modul penurun tegangan LM2596.
3.1.2. Diagram Alir Sistem
Diagram Alir Sistem dapat dilihat pada Gambar 3.2 dan Gambar 3.3.
Mulai
Identifikasi Kondisi Kunci Kontak Sepeda
Motor
Apakah Kunci Kontak dalam Keadaan ON ?
Ya Tidak
Memproses Sistem Anti Pencurian
Memproses Sistem Anti Pembegalan
Apakah Modul Komunikasi Antara Server dan Client Sudah
Terhubung ? Tidak
Ya
Menghubungkan Sirkuit Sepeda
Motor Indentifikasi Koneksifitas Antara Modul
Komuniasi Server dan
Client Indentifikasi
Kondisi Sepeda Motor
Apakah Sepeda Motor dalam Keadaan Bergetar
Ya
Menghidupkan Alarm
Selesai Tidak
Gambar 3.2 Diagram Alir Sistem (Bagian1)
25
Apakah Modul Komunikasi Antara Server dan Client Masih
Terhubung ?
Tidak
Menghidupkan Klakson
Selesai Indentifikasi Koneksifitas Antara Modul
Komuniasi Server dan
Client Ya
Gambar 3.3 Diagram Alir Sistem (Bagian 2)
3.1.3. Perancangan Perangkat Keras
Berdasarkan kebutuhan sistem yang diperlukan, dapat disimpulkan hubungan dari setiap komponen, hubungan dari setiap komponen yang diperlukan dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Smartband M4
ESP 32 Relay 5V
LM2596
Input Kunci Sensor Sw420
Buzzer 5V Klakson Batrai aki 12V
Sirkuit Sepeda Motor
BLE 4.0
Gambar 3.4 Blok Diagram Perangkat Keras
Untuk rangkaian skematik dari perangkat keras dapat dilihat pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5 Rangkaian Skematik Perangkat Keras
3.2. Implementasi
Adapun beberapa tahapan dari implementasi sistem yang telah dirancang adalah:
1. Pemasangan komponen dan modul pada PCB double sided proto board;
Komponen dan modul yang telah terpasang dapat dilihat pada Gambar 3.5 dan Gambar 3.6.
27
Gambar 3.5 Pemasangan Komponen dan Modul pada PCB (Bagian 1)
Gambar 3.6 Pemasangan Komponen dan Modul pada PCB (Bagian 2)
2. Pengerjaan program;
Untuk program lengkap dapat dilihat pada Lampiran 1.
3. Pemasangan alat pada sepeda motor;
Pemasangan sistem pada sepeda motor dapat dilihat pada Gambar 3.7 dan Gambar 3.8.
Gambar 3.7 Pemasangan Sistem pada Sepeda Motor (Bagian 1)
Gambar 3.8 Pemasangan Sistem pada Sepeda Motor (Bagian 2)
29
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISIS
4.1. Pengujian Sistem Anti Begal Terhadap Kecepatan
4.1.1. Pengujian
Pengujian sistem anti begal terhadap kecepatan bertujuan untuk mengetahui batasan kecepatan dari sistem agar dapat berfungsi dengan sebagaimana mestinya. Pengujian dilakukan oleh dua orang, remote dipakai oleh pengendara sepeda motor, dipasang di pergelangan tangan pengendara sepeda motor, ilustrasi dapat dilihat pada Gambar 4.1 dan Gambar 4.2, satu orang lagi melakukan pengambilan data, ilustrasi dapat dilihat pada Gambar 4.2. Pengujian dilakukan dengan mengendarai sepeda motor sampai kecepatan 90 km/jam.
Gambar 4.1 Ilustrasi Remote di Pergelangan Tangan Pengendara Sepeda Motor
Gambar 4.2 Ilustrasi Pengendara Sepeda Motor dan Orang yang Akan Mengambil Data Hasil Pengujian
Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.1 dan Gambar 4.3.
Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Sistem Anti Begal Terhadap Kecepatan NO KECEPATAN (km/jam) STATUS SISTEM
1 5 Tidak Aktif
2 14 Tidak Aktif
3 26 Tidak Aktif
4 32 Tidak Aktif
5 44 Tidak Aktif
6 54 Tidak Aktif
7 64 Tidak Aktif
8 71 Tidak Aktif
9 82 Tidak Aktif
10 90 Tidak Aktif
31
Gambar 4.3 Pengujian Sistem Anti Begal Terhadap Kecepatan
4.1.2. Analisis
Jika melihat data hasil pengujian Tabel 4.1 pada sub sub bab 4.1.1 dapat disimpulkan bahwa kecepatan sampai dengan 90 km/jam tidak mempengaruhi konektivitas dari bluetooth 4.0 untuk percobaan penelitian ini, karena kondisi sistem tetap tidak berubah keadaannya.
Pada Tabel 4.1 maksud dari kondisi sistem yang tidak aktif adalah mesin pada sepeda motor masih bekerja dengan sebagaimana mestinya, artinya mesin sepeda motor masih hidup. Jika sistem anti begal aktif, maka mesin sepeda motor akan mati dan klakson pada sepeda motor akan hidup.
4.2. Pengujian Jarak Konektivitas Antara Sisem Anti Begal dengan Remote
4.2.1. Pengujian
Pengujian konektivitas antara sistem anti begal dengan remote bertujuan untuk mengetahui batasan jarak dari sistem agar dapat berfungsi dengan sebagaimana mestinya. Remote yang digunakan adalah OEM M4 Smartband, OEM M4 Smartband dapat dilihat pada Gambar 4.4. Pengujian dilakukan oleh dua orang, orang pertama berada di depan sepeda motor untuk melihat apakah sistem aktif atau tidak dengan ditandai mesin dan lampu utama sepeda motor hidup atau tidak, orang kedua bertugas untuk mengukur jarak antara remote dengan sepeda motor, sehingga remote dibawa oleh orang kedua.
Untuk melihat sistem dalam keadaan tidak aktif ditandai dengan mesin dan lampu utama pada sepeda motor hidup dapat dilihat pada Gambar 4.5. Untuk melihat sistem dalam keadaan aktif ditandai dengan mesin dan lampu utama pada sepeda motor mati dapat dilihat pada Gambar 4.6.
33
Gambar 4.4 OEM M4 Smartband
Gambar 4.5 Sistem Anti Begal dalam Keadaan Tidak Aktif
Gambar 4.6 Sistem Anti Begal dalam Keadaan Aktif
Pengujian dilakukan dengan beberapa kali percobaan. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian Konektifitas Antara Sistem Anti Begal dengan Remote
NO JARAK (m) STATUS SISTEM
1 4 Tidak Aktif
2 8 Tidak Aktif
3 12 Tidak Aktif
4 16 Tidak Aktif
5 20 Tidak Aktif
6 22 Tidak Aktif
7 23 Aktif
8 24 Aktif
35
4.2.2. Analisis
Berdasarkan data hasil pengujian pada Tabel 4.3 pada sub sub bab 4.2.1 bahwa jarak maksimal remote dengan sistem dapat terkoneksi adalah 22 m, jarak konektivitas dengan penelitian sejenisnya yaitu 5 m sampai 330 m untuk penggunaan bluetooth di dalam ruangan [31], adanya perbedaan dengan data hasil pengujian pada Tabel 4.3 disebabkan oleh beberapa faktor yang mempengaruhi jarak konektifitas pada bluetooh, yaitu halangan kap sepeda motor dan lainnya, dapat dilihat pada sub sub bab 2.1.1, sehingga jarak konektifitas sistem hanya mencapai 22 m ,jika jarak remote dengan sistem lebih dari 22 m maka sistem anti begal akan aktif sehingga klakson akan hidup dan mesin pada sepeda motor akan mati.
4.3. Pengujian Sensitivitas Sistem Anti Maling Terhadap Getaran
4.3.1. Pengujian
Pengujian sensitivitas sistem anti maling terhadap getaran bertujuan untuk mengetahui batasan kondisi sistem berfungsi atau tidaknya. Pengujian dilakukan dengan 4 teknik percobaan dengan kondisi tertentu. Pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.7, Gambar 4.8, Gambar 4.9 dan Gambar 4.10.
Gambar 4.7 Pengujian dengan Menggerakkan Stang Sepeda Motor
Gambar 4.8 Pengujian dengan Menggeser Kendaraan
37
Gambar 4.9 Pengujian dengan Memukul Kap Depan Sepeda Motor
Gambar 4.10 Pengujian dengan Memukul Jok Sepeda Motor
Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.4
Tabel 4.4 Data Hasil Pengujian Sensitivitas Sistem Anti Maling Terhadap Getaran
NO KEADAAN STATUS SISTEM
1 Stang digerakkan Aktif
2 Kendaraan digeser Aktif
3 Kap dipukul Aktif
4 Jok dipukul Tidak Aktif
4.3.2. Analisis
Berdasarkan data hasil pengujian pada Tabel 4.4 dapat disimpulkan bahwa sensitivitas sistem anti maling dipengaruhi dengan besarnya intensitas getaran yang dihasilkan oleh pergerakan sepeda motor, seperti bebarapa keadaan yang ada pada Tabel 4.4 pada sub sub bab 4.3.1. Untuk besaran frekuensi yang dihasilkan oleh beberapa keadaan pada pengujian pada sub sub bab 4.3.1 tidak dihiraukan karena termasuk batasan masalah pada sub bab 1.3 poin ke 4.
Besar intensitas getaran yang diterima oleh sistem dipengaruhi oleh sensitivitas sensor getar yang dipakai oleh sistem. Beberapa faktor yang mempengaruhi akurasi pengukuran getaran salah satunya adalah faktor lingkungan, adapun beberapa faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi akurasi pengukuran dapat dilihat pada sub sub bab 2.1.2.
39
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian dan analisis yang telah dilakukan, maka kesimpulan yang dapat diambil adalah:
1. Kecepatan tidak mempengaruhi kinerja dari sistem;
2. Jarak mempengaruhi kinerja dari sistem sehingga sistem dapat aktif pada jarak 23 m;
3. Getaran mempengaruhi kinerja dari sistem sehingga sistem aktif pada saat sepeda motor, stang, dan kap dari sepeda motor digerakkan, namun sistem tidak aktif pada saat bagian jok dipukul;
4. Jika bekerja secara ideal, sistem yang telah dibuat akan meningkatkan keamanan pada sepeda motor karena akan menambah waktu dan kesulitan bagi pencuri dan pembegal untuk mencuri dan membegal sepeda motor.
5.2. Saran
Adapun saran yang dapat diberikan untuk pengembangan selanjutnya, diharapkan dapat mengembangkan sistem dengan membuat tambahan keamanan pada rem depan sepeda motor yang dapat aktif secara otomatis pada saat sepeda motor dibegal atau dicuri.
5.3. Penutup
Tak lupa saya mengucapkan puji dan syukur kepada Allah Subhanawata’ala Rabb Yang Maha Esa, karena telah memberikan kemudahan urusan untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini, ucapan terimakasih kepada Bapak Soeharwinto, M.T., karena telah membimbing dan memberikan banyak ilmu untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini, ucapan terimakasih kepada kedua orang tua karena selalu memberikan do’a, dukungan penuh dan nasehat, dan yang terakhir ucapan terimaksih kepada teman-teman seperjuangan karena telah memberikan semangat. Demikianlah hasil dari proposal penelitian skripsi tentang “Rancang Bangun Sistem Keamanan Anti Pencurian dan Anti Pembegalan Otomatis Menggunakan Bluetooth 4.0 Berbasis Mikrokontroler”, semoga dapat bermanfaat bagi semua pihak.
41
DAFTAR PUSTAKA
[1] “Domestic Distribution and Export,” Asosisasi Industri Sepeda Motor Indonesia, [Online]. Available: https://www.aisi.or.id/statistic/. [Diakses Agustus 2019].
[2] “85% Penduduk Dewasa Indonesia Memiliki Kekayaan Di Bawah Rp 150 Juta,” Databoks, Oktober 2018. [Online]. Available:
https://databoks.katadata.co.id/datapublish/2018/10/25/85-penduduk-
dewasa-indonesia-memiliki-kekayaan-di-bawah-rp-150-juta. [Diakses Agustus 2019].
[3] “Indonesia,” Wikipedia, [Online]. Available:
https://id.wikipedia.org/wiki/Indonesia. [Diakses Agustus 2019].
[4] “Polri Akui Jumlah Personel Polisi Belum Ideal,” Kompas, 21 Februari 2017.
[Online]. Available:
https://nasional.kompas.com/read/2017/02/21/16592601/polri.akui.jumlah.p ersonel.polisi.belum.ideal. [Diakses Agustus 2019].
[5] Tim Detikcom, “305 Begal Beraksi di Medan Sepanjang 2018,” Detik News, 31 Desember 2018. [Online]. Available: https://news.detik.com/berita/d- 4365055/305-begal-beraksi-di-medan-sepanjang-2018. [Diakses Agustus 2019].
[6] H. D. Priyanto dan dkk, “Perancangan dan Implementasi Sistem Keamanan Pada Sepeda Motor Menggunakan Teknologi RFID,” Telkom Univercity, vol.
I, pp. 1-8, 2011.
[7] P. Jarupunphol dan dkk, “The MTAS for Addressing Motorcycle Theft,”
Institute of Electrical and Electronics Engineers, vol. I, pp. 1-4, 2006.
[8] C. Gao dan dkk, “Electric motorcycle control system based on GPS and CAN technology,” dalam Sixth International Conference on Instrumentation &
Measurement, Computer, Communication and Control, HangZhou, China , 2006.
[9] W. Koodtalang dan T. Sangsuwan, “Improving Motorcycle Anti-Theft System with the use of Bluetooth Low Energy 4.0,” Institute of Electrical and Electronics Engineers, vol. I, pp. 1-5, 2006.
[10] Bluetooth, Bluetooth, [Online]. Available: https://www.bluetooth.com/learn- about-bluetooth/bluetooth-technology/range/. [Diakses September 2020].
[11] S. Viswanathan dan S. Srinivasan, “Improved Path Loss Prediction Model for Short Range Indoor Positioning using Bluetooth Low Energy,” vol. I, pp. 1- 4, 2015.
[12] S. Hanly, “8 Environmental Factors affecting Vibration Measurement Accuracy,” Machine Design, 30 Agustus 2018. [Online]. Available:
https://www.machinedesign.com/mechanical-motion-systems/press- release/21837096/8-environmental-factors-affecting-vibration- measurement-accuracy. [Diakses September 2020].
[13] “nRF24L01 Wireless RF Module,” COMPONENTS 101, 30 April 2018.
[Online]. Available: https://components101.com/wireless/nrf24l01-pinout- features-datasheet. [Diakses Agustus 2019].
[14] Arduino, “ESP Range,” Arduino, Januari 2017. [Online]. Available:
https://forum.arduino.cc/index.php?topic=450222.0. [Diakses September 2020].
[15] Components 101, “ESP8266 - WiFi Module,” Components 101, 20 Maret 2018. [Online]. Available: https://components101.com/wireless/esp8266- pinout-configuration-features-datasheet. [Diakses September 2020].
[16] Components 101, “HM-10 Bluetooth Module,” COMPONENTS 101, 25
September 2018. [Online]. Available:
https://components101.com/wireless/hm-10-bluetooth-module. [Diakses Agustus 2019].
[17] Tokopedia, “Saklar switch on off 4 kaki indikator cahaya merah ac dc,”
Omron, [Online]. Available: https://www.tokopedia.com/electronice/saklar- switch-on-off-4-kaki-indikator-cahaya-merah-ac-dc. [Diakses September 2020].
[18] Components 101, “5V 5-Pin Relay,” Componenets 101, 26 September 2017.
[Online]. Available: https://components101.com/5v-relay-pinout-working- datasheet. [Diakses September 2020].
43 [19] Chewett, “SW-18010P Motion Vibration Sensor review and code examples,”
6 Desember 2017. [Online]. Available: https://chewett.co.uk/blog/721/sw- 18010p-motion-vibration-sensor-review-code-examples/. [Diakses September 2020].
[20] Chewett, “SW-420 Motion Vibration Sensor Review and code examples,” 25 Oktober 2017. [Online]. Available: https://chewett.co.uk/blog/724/sw-420- motion-vibration-sensor-review-code-examples/. [Diakses September 2020].
[21] Components 101, “Arduino Pro Mini,” COMPONENTS 101, 19 Maret 2018.
[Online]. Available: https://components101.com/microcontrollers/arduino- pro-mini. [Diakses Juni 2020].
[22] Components 101, “Arduino Nano,” Components, 12 Maret 2018. [Online].
Available: https://components101.com/microcontrollers/arduino-nano.
[Diakses Juni 2020].
[23] Components 101, “Arduino Uno,” Arduino, 28 Februari 2018. [Online].
Available: https://components101.com/microcontrollers/arduino-uno.
[Diakses Juni 2020].
[24] Components 101, “NodeMCU ESP8266,” ESPRESSIF, 22 April 2020.
[Online]. Available: https://components101.com/development- boards/nodemcu-esp8266-pinout-features-and-datasheet. [Diakses September 2020].
[25] Components 101, “ESP 32,” ESPRESSIF, 19 Oktober 2018. [Online].
Available: https://components101.com/microcontrollers/esp32-devkitc.
[Diakses Juni 2020].
[26] blibli, “Xiaomi Mi Band 4 Smart Band,” Xiaomi, [Online]. Available:
https://www.blibli.com/p/xiaomi-mi-band-4-smart-band/pc--MTA- 4562975?ds=ASS-60074-00711-
00001&source=SEARCH&sid=07dbaac9c0e26591&cnc=false&pickupPoin tCode=PP-3087157. [Diakses Juni 2020].
[27] blibli, “Huawei Band 4 Smartband,” Huawei, [Online]. Available:
https://www.blibli.com/p/huawei-band-4-smartband/pc--MTA- 5868263?ds=TOM-60049-00630-
00001&source=SEARCH&sid=1877c55ad7bb4af9&cnc=false&pickupPoin tCode=PP-3035723. [Diakses Juni 2020].
[28] blibli, “OEM M4 Smartband,” OEM, [Online]. Available:
https://www.blibli.com/p/oem-m4-smartband/pc--MTA-4017861?ds=JAR- 60036-00232-
00001&source=SEARCH&sid=1317803e6cb43b9d&cnc=false&pickupPoi ntCode=PP-3119108&trending=true&tag=trending. [Diakses Juni 2020].
[29] Tokopedia, “XL4016 Step Down 8A Power Supply Volt Ampere DC LED
Aki Solar Tegangan,” [Online]. Available:
https://www.tokopedia.com/goldendream/xl4016-step-down-8a-power- supply-volt-ampere-dc-led-aki-solar-tegangan. [Diakses Juni 2020].
[30] Tokopedia, “USB Power LM7805 dgn Saklar Step Down Buck in 7-15v out
5v Charger Cas,” [Online]. Available:
https://www.tokopedia.com/goldendream/usb-power-lm7805-dgn-saklar- step-down-buck-in-7-15v-out-5v-charger-cas. [Diakses Juni 2020].
[31] Tokopedia, “LM2596 adjustable DC-DC step down module penurun tegangan DC Buck - LED INDICATOR,” [Online]. Available:
https://www.tokopedia.com/goldendream/lm2596-adjustable-dc-dc-step- down-module-penurun-tegangan-dc-buck-led-indicator?whid=271867.
[Diakses Juni 2020].
45
Lampiran 1
#include <Arduino.h>
#include <sstream>
#include <BLEDevice.h>
#include <BLEUtils.h>
#include <BLEScan.h>
#include <BLEAdvertisedDevice.h>
#include <EEPROM.h>
#define EEPROM_SIZE 8
#define notifikasi 4
#define onMaling 22
#define offMaling 21
#define onBegal 19
#define offBegal 18
#define sensorGetar 34
#define inputKunci 13
#define relayMesin 27
#define relayKlakson 33
#define SCAN_TIME 2
#define INTERVAL_TIME 200
#define WINDOW_TIME 100
BLEScan* pBLEScan;
String deviceName;
String deviceAddress;
int16_t deviceRSSI;
uint16_t countDevice;
boolean check;
uint8_t count_stable = 0;
uint8_t proses = 0;
boolean dataReset = false;
boolean dataTombolOn = false;
boolean prosesB = false;
boolean prosesBMulai = false;
boolean dataStop = false;
boolean dataBaca = false;
uint8_t antiMalingCounter = 0;
uint8_t inputMaling = 0;
uint8_t inputBegal = 0;
uint8_t dataAntiMaling = 0;
uint8_t dataAntiBegal = 0;
unsigned long waktu;
unsigned long pembanding = 0;
unsigned int interval = 10000;
bool kondisiSekarang = 0;
bool kondisiSebelum = 0;
class MyAdvertisedDeviceCallbacks: public BLEAdvertisedDeviceCallbacks { void onResult(BLEAdvertisedDevice advertisedDevice) {
} };
void setup() {
EEPROM.begin(EEPROM_SIZE);
pinMode(notifikasi, OUTPUT);
pinMode(onMaling, INPUT_PULLUP);
pinMode(offMaling, INPUT_PULLUP);
pinMode(onBegal, INPUT_PULLUP);
pinMode(offBegal, INPUT_PULLUP);
pinMode(sensorGetar, INPUT);
pinMode(inputKunci, INPUT);
pinMode(relayMesin, OUTPUT);
pinMode(relayKlakson, OUTPUT);
digitalWrite(notifikasi, LOW);
digitalWrite(relayMesin, LOW);
digitalWrite(relayKlakson, LOW);
dataAntiMaling = EEPROM.read(2);
dataAntiBegal = EEPROM.read(3);
BLEDevice::init("");
pBLEScan = BLEDevice::getScan();
pBLEScan->setAdvertisedDeviceCallbacks(new MyAdvertisedDeviceCallbacks());
47 pBLEScan->setActiveScan(true);
pBLEScan->setInterval(INTERVAL_TIME);
pBLEScan->setWindow(WINDOW_TIME);
}
void loop() {
bool keadaanKunci = digitalRead(inputKunci);
if (dataBaca == true) {
dataAntiMaling = EEPROM.read(2);
dataAntiBegal = EEPROM.read(3);
dataBaca = false;
}
if (prosesBMulai == true) { loopBleBegal();
}
else if (keadaanKunci == 1) { prosesB = true;
bool dataOnMaling = digitalRead(onMaling);
bool dataOffMaling = digitalRead(offMaling);
bool dataOnBegal = digitalRead(onBegal);
bool dataOffBegal = digitalRead(offBegal);
if (dataTombolOn == true) { if (keadaanTombol == 0) { notif();
digitalWrite(relayJok, HIGH);
delay(2000);
digitalWrite(relayJok, LOW);
}
if (dataOnMaling == 0) { inputMaling = 1;
notif();
}
if (dataOffMaling == 0) { inputMaling = 2;
notif();
}
if (dataOnBegal == 0) { inputBegal = 1;
notif();
}
if (dataOffBegal == 0) { inputBegal = 2;
notif();
} }
