TUGAS AKHIR HALAMAN JUDUL RANCANG BANGUN KUNCI ELEKTRONIK PADA PINTU LEMARI MENGGUNAKAN SENSOR WARNA

TUGAS AKHIR HALAMAN JUDUL

RANCANG BANGUN KUNCI ELEKTRONIK PADA PINTU LEMARI MENGGUNAKAN SENSOR WARNA

DESIGN OF ELECTRONIC LOCK ON THE DOOR USING COLOR SENSOR

Disusun Oleh

MOHAMMAD JIBRIL ABDURRAHIEM 16201023

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRO

INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM PURWOKERTO

2021

i

RANCANG BANGUN KUNCI ELEKTRONIK PADA PINTU LEMARI MENGGUNAKAN SENSOR WARNA

DESIGN OF ELECTRONIC LOCK ON THE DOOR USING COLOR SENSOR

Tugas akhir digunakan sebagai salah satu untuk memperoleh Gelar Ahli Madya (Amd)

Di Institut Teknologi Telkom Purwokerto

Disusun oleh

MOHAMMAD JIBRIL ABDURRAHIEM 16201023

DOSEN PEMBIMBING

Fikra Titan Syifa, S.T., M.Eng.

Eka Wahyudi, S.T., M.Eng.

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRO

INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM PURWOKERTO

2021

ii

HALAMAN PENGESAHAN

Rancang Bangun Kunci Elektronik Pada Pintu Lemari Mengunakan Sensor Warna

DESIGN OF ELECTRONIC LOCK ON THE DOOR USING COLOR SENSOR

Disusun Oleh :

MOHAMMAD JIBRIL ABDURRAHIEM 16201012

Telah dipertanggungjawabkan di hadapan Tim Penguji pada tanggal Susunan Tim Penguji

Pembimbing Utama : Fikra Titan Syifa, S.T., M.Eng. ( ) NIDN. 0619028701

Pembimbing Pendamping :, Eka Wahyudi, S.T., M.Eng. ( ) NIDN. 0617117601

Mengetahui,

Ketua Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi Institut Teknologi Telkom Purwokerto

Muntaqo Alfin Amanaf, S.ST., M.T.

NIDN. 0607129002

iii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS

Dengan ini saya, MOHAMMAD JIBRIL ABDURRAHIEM, menyatakan bahwa skripsi dengan judul “RANCANG BANGUN KUNCI ELEKTRONIK PADA PINTU LEMARI MENGGUNAKAN SENSOR WARNA ” adalah benar-benar karya saya sendiri. Saya tidak melakukan penjiplakan kecuali melalui pengutipan sesuai dengan etika keilmuan yang berlaku. Saya bersedia menanggung risiko ataupun sanksi yang dijatuhkan kepada saya apabila ditemukan pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam skripsi saya ini.

Purwokerto, 09 September 2021 Yang menyatakan,

Ttd bermaterai 10000

(Mohammad Jibril Abdurrahiem)

iv

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan kasih dan sayang-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan proposal tugas akhir yang berjudul “Rancang Bangun Kunci Elektronik Pada Pintu Lemari Menggunakan Sensor Warna”.

Maksud dari penyusunan tugas akhir ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat dalam menempuh ujian sarjana Teknik Telekomunikasi pada Fakultas Teknik Telekomunikasi dan Elektro Institut Teknologi Telkom Purwokerto.

Dalam penyusunan skripsi ini, banyak pihak yang sangat membantu penulis dalam berbagai hal. Oleh karena itu, penulis sampaikan rasa terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada:

1. Bapak Fikra Titan Syifa, S.T., M.Eng. selaku pembimbing I.

2. Bapak Eka Wahyudi, S.T., M.Eng. selaku pembimbing II.

3. Bapak Muntaqo Alfin Amanaf., S.ST., M.T. ketua Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi.

4. Bapak Dr. Ali Rohman., M.Si. selaku Rektor Institut Teknologi Telkom Purwokerto.

5. Seluruh dosen, staf dan karyawan Program studi D3 Teknik Telekomunikasi Institut Teknologi Telkom Purwokerto.

6. Kedua orang orang tua dan teman-teman yang selalu memberi semangat

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam hal penulisan tugas akhir.

Karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan sarannya supaya lebih membangun. Untuk diskusi lebih mengenai tugas akhir ini bisa meghubungi penulis melalui email 16201023@ittelkom-pwt.ac.id.

Purwokerto, 09 September 2021

(Mohammad Jibril Abdurrahiem)

v

ABSTRAK

Keamanan merupakan salah satu hal penting yang sangat diperlukan dalam kehidupan. Kunci merupakan benda yang memiliki peranan penting dalam sebuah sistem keamanan, termasuk keamanan pada sebuah lemari untuk mengunci atau membukanya. Meskipun demikian masih ada kemungkinan terjadinya pembobolan dan tidak diketahui kapan terjadinya peristiwa tersebut dan juga tidak adanya peringatan kepada pemiliknya. Dengan adanya hal tersebut perlu dibuatnya sebuah sistem yang mampu memberi peringatan dan dapat membantu proses pencatatan elektronik siapa saja yang membuka pintu lemari. Dalam hal ini digunakan sebuah NodeMCU sebagai pengendali sekaligus sebagai penyambung perangkat dengan koneksi internet, sensor warna TCS3200 yang difungsikan sebagai pengganti kunci konvensional dan menggunakan solenoid lock dan sensor magnet MC-38 sebagai pengaman pada lemari dan buzzer sebagai pengingat jikalau terjadi pembobolan.

Dengan begitu diharapkan dapat memberi sistem keamanan yang lebih baik dan dapat dimonitoring oleh pengguna.

Kata Kunci: Keamanan, kunci, NodeMCU, sensor warna, solenoid door lock

vi

ABSTRACT

Security is one of the important things that are very necessary for life. A key is an object that has an important role in a security system, including security in a cabinet to lock or open it. Nevertheless, there is still a possibility of burglary and it is unknown when the event occurred and also there is no warning to the owner.

With this, a system that can give a warning and can help the process of electronic recording of anyone who opens the cabinet door. In this case, a NodeMCU is used as a controller as well as connecting devices with an internet connection, TCS3200 color sensor that functions as a substitute for conventional keys and uses a solenoid lock and magnetic sensor MC-38 as a safety in the cabinet and buzzer as a reminder in case of burglary. That way it is expected to provide a better security system and can be monitored by users.

Keywords: Security, lock, NodeMCU, color sensor, solenoid door lock.

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... III HALAMAN PENGESAHAN ... II HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ... III PRAKATA ... IV ABSTRAK ... V ABSTRACT ... VI DAFTAR ISI ... VII DAFTAR GAMBAR ... IX DAFTAR TABEL ... X

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1 LATAR BELAKANG ... 1

1.2 RUMUSAN MASALAH ... 2

1.3 BATASAN MASALAH ... 2

1.4 TUJUAN ... 3

1.5 MANFAAT ... 3

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN ... 3

BAB 2 DASAR TEORI ... 4

2.1 KAJIAN PUSTAKA ... 4

2.2 DASAR TEORI ... 7

2.2.1 I

NTERNET OF

T

HINGS

... 7

2.2.2 N

ODE

MCU ESP8266 ... 9

2.2.3 A

RDUINO

IDE ... 10

2.2.4 S

ENSOR

W

ARNA

... 11

2.2.5 S

OLENOID

L

OCK

... 13

2.2.6 S

ENSOR

M

AGNET

MC-38 ... 14

2.2.7 B

UZZER

... 15

2.2.8 P

OWER

S

UPPLY

... 15

2.2.9 R

ELAY

... 16

2.2.10 F

IREBASE

... 17

2.2.11 MIT A

PP

I

NVENTOR

... 17

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM ... 19

3.1 ALAT YANG DIGUNAKAN ... 20

3.1.1 P

ERANGKAT

K

ERAS

(H

ARDWARE

) ... 20

3.1.2 P

ERANGKAT

L

UNAK

(S

OFTWARE

) ... 23

3.2 ALUR PENELITIAN... 23

viii

3.3 D

IAGRAM

B

LOK

S

ISTEM

... 26

3.3.1 F

LOWCHART

A

LUR

S

ISTEM

... 26

3.3.2 P

ERANCANGAN

P

ERANGKAT

K

ERAS

(H

ARDWARE

) ... 29

3.3.2.1 R

ANGKAIAN SKEMATIK

N

ODE

MCU ... 29

3.3.2.2 R

ANGKAIAN SKEMATIK SENSOR WARNA

TCS3200 ... 29

3.3.2.3 R

ANGKAIAN SKEMATIK

R

ELAY

... 30

3.3.2.4 R

ANGAKAIAN BUZZER

... 30

3.3.3 P

ERANCANGAN

P

ERANGKAT

L

UNAK

(S

OFTWARE

) ... 30

3.3.3.1 P

ERANCANGAN PADA

A

RDUINO

IDE ... 30

3.3.3.2 P

ENGATURAN PADA

F

IREBASE

... 33

3.3.3.3 MIT APP I

NVENTOR

... 35

BAB 4 ANALISA DAN PEMBAHASAN ... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. 4.1 HASIL PENGUJIAN QOS (QUALITY OF SERVICE) ... E

RROR

! B

OOKMARK NOT DEFINED

. BAB 5 PENUTUP ... 48

5.1 KESIMPULAN ... 48

5.2 SARAN ... 48

DAFTAR PUSTAKA ... 49

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Blok sistem IoT ... 8

Gambar 2.2 Board NodeMCU ESP8266 ... 9

Gambar 2.3 Interface Software Arduino IDE ... 10

Gambar 2.4 Sensor Warna ... 12

Gambar 2.5 Skema Pin Sensor Warna ... 12

Gambar 2.6 Soleniod Lock ... 14

Gambar 2.7 Magnetic Switch ... 14

Gambar 2.8 Buzzer... 15

Gambar 3.1 Prinsip Kerja Relay... 16

Gambar 3.2 Flowchart alur penelitian ... 23

Gambar 3.2 Topologi skenario 4 ... 25

Gambar 3.3 Flowchart alur sistem saat kondisi normal ... 26

Gambar 3.4 Flowchart alur sistem saat kondisi darurat ... 27

Gambar 3.5 Rangkaian Skematik NodeMCU ... 28

Gambar 3.6 Rangkaian Skematik Sensor Warna TCS3200 ... 29

Gambar 3.7 Rangkaian Skematik Buzzer ... 30

Gambar 3.8 Tampilan pada jendela preference di software Arduino IDE ... 31

Gambar 3.9 Tampilan pada Tools di software Arduino ... 31

Gambar 3.10 Tampilan pada Port di Menu Tools ... 32

Gambar 3.11 Tampilan rahasia database pada firebase ... 33

Gambar 3.12 Membuat realtime database pada firebase ... 33

Gambar 3.13 Memilih mode dalam pengujian test ... 34

Gambar 3.14 Tampilan firebase host link ... 34

Gambar 3.15 Tampilan pada MIT APP Inventor ... 35

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi NodeMCU ... 10

Tabel 2.2 Fungsi Pin Sensor Warna 3200 ... 13

Tabel 3.1 Spesifikasi NodeMCU ... 20

Tabel 3.2 Spesifikasi Laptop ... 20

Tabel 3.3 Spesifikasi Smartphone ... 20

Tabel 3.4 Konfigurasi Pin Sensor Warna TCS3200 ... 29

Tabel 3.5 Konfigurasi Pin Relay ... 30

1

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Perkembangan teknologi untuk saat ini berkembang dengan sangat pesat.

Perkembangan tersebut meliputi berbagai bidang, keamanan merupakan salah satunya. Keamanan merupakan salah satu hal penting yang sangat diperlukan dalam kehidupan sehari-hari, hal ini menyebabkan setiap orang merasa sangat perlunya jaminan keamanan terhadap segala hal, meliputi jaminan keamanan dari harta benda yang dimilikinya [1]. Walaupun demikian, masalah keamanan masih sering terjadi, salah satunya masih sering terjadi pada lemari penyimpan berkas atau dokumen. Lemari sebagai tempat untuk menyimpan dokumen atau menyimpan benda berharga lainnya masih sering dijadikan objek tindakan kriminal, entah pembobolan atau pencurian. Hal ini disebabkan terkadang masih sering diabaikan sistem keamanannya, untuk sistem keamanan yang dipakai biasanya masih menggunakan kunci konvensional. Sedangkan penggunaan kunci konvensional memiliki beberapa kelemahan salah satunya adalah terlalu mudah untuk dibobol dan tidak diketahui kapan terjadinya pembobolan [2]. Oleh karena itu perlunya ada inovasi dalam sistem keamanan terhadap lemari, untuk meningkatkan tingkat keamanannya.

Salah satu cara untuk meningkatkan keamanannya dapat menggunakan

sistem kunci elektronik. Dengan adanya perkembangan teknologi yang cepat maka

tekonologi pada bidang keamanan mengalami perubahan. Diantara perubahan

tersebut adalah penggunaan berbagai macam sensor sebagai kunci elaktronik

pengganti dari kunci konvensional [3]. Dan untuk perangkat-perangkat digital atau

elektronik memiliki kelebihan dapat disinkronkan dengan smartphone, sehingga

situasi atau kondisi perangkat mampu dimonitoring dan dari jarak jauh dengan

mudah menggunakan smartphone [4]. Oleh karena itu penggunaan kunci eletronik

dinilai tepat untuk digunakan terhadap lemari penyimpanan, selain sistem yang

2

digunakan berbeda dengan kunci konvensional, setiap proses buka dan tutupnya pintu pada lemari dapat dimonitoring melalui smartphone.

Pada sistem keamanan ini akan menggunakan sensor warna untuk proses membukanya. Alasan memilih menggunakan sensor warna ketimbang menggunakan RFID adalah karena sensor warna tidak memerlukan perangkat tambahan seperti RFID Tag yang biasa digunakan pada RFID. Pada sistem keamanan ini sensor warna akan membaca urutan warna sebagai pengganti dari kunci, sehingga jika urutan warna yang digunakan sebagai kunci hilang atau rusak dapat dengan mudah menggantinya. Meski demikian pada sensor warna tidak dapat otomatis mengenali id atau pembeda dari setiap kunci seperti pada RFID, oleh karena itu pada sistem ini akan menggunakan urutan warna yang berbeda-beda sebagai penanda dari setiap kunci. Pada sistem ini juga menggunakan sensor magnet sebagai salah satu acuan mengenai kondisi kunci, yang mana jika kunci dibuka dengan secara paksa atau dibobol maka sensor magnet MC-38 akan mendeteksinya, dan buzzer otomatis akan menyala, serta pada aplikasi akan menampilkan notifikasi peringatan. Dari latar belakang diatas maka penulis mengambil judul tugas akhir “RANCANG BANGUN KUNCI ELEKTRONIK PADA PINTU LEMARI MENGGUNAKAN SENSOR WARNA”.

1.2 RUMUSAN MASALAH

Rumusan masalah dari penelitian ini adalah:

1) Bagaimana merancang sensor warna sebagai kunci elektronik pada pintu lemari?

2) Bagaimana merancang program kunci elektronik menggunakan sensor warna sehingga setiap proses yang terjadi pada kunci dapat dimonitoring melalui aplikasi smartphone?

3) Bagaimana memanfaatkan sensor magnet MC-38 sebagai indikator jika pintu dibuka secara paksa?

1.3 BATASAN MASALAH

Batasan masalah dari penelitian ini adalah:

3

1) Pada perancangan prototype alat hanya membahas pada cara perancangan dan alat apa saja yang dibutuhkan.

2) Menggunakan sensor warna dan sensor mc38 magnetic, dan masing- masing satu buah.

3) Menggunakan warna merah sebagai kunci pembuka.

4) Penggunaan solenoid lock sebagai pengunci pada pintu.

5) Media yang digunakan adalah pintu lemari dokumen.

6) Pembuatan program mengguanakan software Arduino IDE.

1.4 TUJUAN

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1) Merancang perangkat sistem keamanan menggunakan sensor warna sebagai kunci elektronik pada media pintu lemari dokumen.

2) Merancang program perangkat sistem keamanan mengguanakan sensor warna sebagai kunci elektronik pada media pintu lemari dokumen.

1.5 MANFAAT

Manfaat penulisan tugas akhir ini diantaranya adalah, diharapkan nantinya dapat meningkatkan sistem keamanan pada lemari dokumen serta setiap proses yang terjadi dapat dimonitoring melalui aplikasi pada smartphone. Dan digunakan sebagai refrensi untuk pengembangan selanjutnya bagi peneliti lain.

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN

Penelitian ini terbagi menjadi beberapa bab. Bab 1 berisi tentang latar

belakang, rumusan masalah, manfaat dan tujuan penelitian, batasan masalah dan

sistematika penulisan. Bab 2 membahas tentang kajian pustaka, serta dasar teori

mengenai penelitian. Pada bab 3 membahas tentang arah penelitian seperti alat

penelitian, alur penelitian, diagram blok sistem, dan perancangan alat. Bab 4 berisi

hasil serta pembahasan berdasarkan hasil pengujian. Bab 5 membahas mengenai

kesimpulan dari penelitian dan saran untuk penelitian selanjutnya.

4

BAB 2 DASAR TEORI

2.1 KAJIAN PUSTAKA

Pada penelitian Johan Siswanto, Gunawan Pria Utama, dan Windu Gata pada tahun 2018 yang berjudul “Pengamanan Ruangan Dengan Dfrduino Uno R3, Sensor Mc-38, Pir, Notifikasi SMS, Twitter” meneliti tentang perancangan suatu aplikasi yang dapat memantau keamanan suatu ruang keuangan dengan memberikan informasi serta peringatan dengan cara mengirimkan notifikasi melalui SMS dan Twitter kepada petugas kemanan jika diketahui ada orang yang tidak memiliki akses mencoba masuk. Pada penelitian ini menggunakan mikrokontroler DFRduino Uno R3, sensor magnet MC-38, , hp Sony Ericson Z530i sensor PIR, alarm, modem Wifi dan Bluetooth. Sensor magnet pada perangkat dapat memungkinkan untuk mendeteksi jika pintu atau jendela dibuka dengan cara paksa, dan sensor PIR berfungsi sebagai pendukung jika sensor magnet tidak berfungsi atau jika pencuri masuk ke ruangan tidak melalui pintu maupun jendela. Jika terdeteksi adanya pelanggaran keamanan atau penyusupan maka akan cepat diketahui karena adanya peringantan melalui sms maupun twitter. Dan juga user dapat mengetahui mengenai kondisi ruangan dari aplikasi, dan dari aplikasi juga dapat menampilkan status sistem keamanan, dan user juga mampu mengaktifkan atau mengnonaktifkan sistem keamanan dan terdapat juga tombol untuk memeriksa fungsi dari buzzer, apakah dapat berfungsi dengan normal [5].

Pada Penelitian Asmah Akhriana, dan Irmawati pada tahun 2019 yang berjudul “Sistem Keamanan Pintu Locker dengan Memanfaatkan Keypad dan E- KTP Berbasis Arduino” meneliti tentang perancangan suatu sistem keamanan pintu lemari locker dengan memanfaatkan keypad dan E-KTP berbasis Arduino Uno R3.

Pada sistem ini memanfaatkan RFID Reader dengan frekuensi 13,56 MHz dan

Mikrokontroler ATMega328 yang berfungsi sebagai rangkaian pengontrol atau

pengendali dan diuji dengan pengujian hardware dan software untuk mengetahui

5

unjuk kerja alat. Dan pada hasil dari penelitian adalah RFID Reader mampu mendeteksi E-KTP dengan jarak maksimal 2,5 cm, dan selonoid akan mengunci kembali setelah 3 detik. Selain itu terdapat keypad dan E-KTP yang dapat menjadi alternatif dari kunci manual karena E-KTP memiliki kode unik yang berbeda sehingga lebih praktis dan efisien untuk sistem yang membutuhkan verifikasi [2].

Pada penelitian Joseph Dedy Irawan, Sonny Prasetio, dan Suryo Adi pada tahun 2016 yang berjudul “Pengembangan Kunci Elektronik Menggunakan RFID dengan Sistem IoT” menjelaskan tentang perancangan device yang dapat membantu proses pencatatan elektronik terhadap siapa saja yang masuk ke dalam rumah, dengan memanfaatkan RFID sebagai kunci elektronik untuk dapat masuk ke dalam rumah. Pada penilitian ini RFID digunakan sebagai kunci dan setiap RFID memiliki nomor identitas yang sudah terdaftar ke sistem, sehingga jika nomor identitas kartu telah terdaftar maka dapat menggakses pintu. Dan pada sistem setiap data proses yang terjadi akan direkam tanggal dan jamnya, sehingga pemilik rumah dapat memonitoring kaeadaan rumah dari manapun dan kapanpun. Pada hasil pengujian alat ini didapatkan jarak maksimal antyara RFID dan RFID Reader adalah 6 cm, namun jarak yang terbaik adalah 5 cm [6].

Pada penelitian Annisya, Lingga Hermanto, dan Robby Candra pada tahun 2017 yang berjudul “Sistem Keamanan Buka Tutup Kunci Brankas Menggunakan Sidik Jari Berbasis Arduino Mega” menjelaskan tentang sistem keamanan buka tutup brankas menggunakan sidik jari berbasis Arduino Mega. Sistem ini dibuat dengan sumber tegangan +5V DC untuk sensor sidik jari, micro switch, LCD, LED, buzzer, dan +12V DC untuk solenoid. Pada pengaplikasiannya sidik jari dan penekanan pada switch berfungsi sebagai masukan, Arduino Mega sebagai Mikrokontroler, serta selonoid, LCD, LED, dan buzzer berfungsi sebagai media keluarannya. Untuk mengakses kunci diperlukan sidik jari yang telah terdaftar pada sistem, jika sidik jari telah terdaftar ke sistem maka solenoid akan terbuka, namun jika sidik jari tidak terdaftar pada sistem, maka LED merah akan menyala dan buzzer akan berbunyi [7].

Pada penelitian Sumardi Sadi dan Muhammad Yoga Mulya Pratama pada

tahun 2017 yang berjudul “Sistem Keamanan Buka Tutup Kunci Brankas

Menggunakan bluetooth HC – 05 Berbasis Arduino Mega 2560” menjelaskan

6

tentang perancangan sistem keamanan brankas yang modern dengan sistem keamanan buka tutup pintu menggunakan aplikasi smartphone berbasis Arduino Mega 2560. Untuk dapat terhubungnya antara Arduino dengan smartphone pada penelitian ini mengunakan bluetooth module HC-05. Dan untuk proses membuka brankas, pengguna harus menghubungkan terlebih dahulu antara smartphone dengan Arduino melalui bluetooth, setelah terhubung pengguna harus mengetahui password brankas untuk bisa membuka pintu brankas tersebut. Jika password yang dimasukkan benar maka Arduino akan memerintahkan motor servo untuk membuka pengunci pintu brankas. Hasil dari pengujian alat dapat berfungsi dengan baik [3].

Pada penelitian M.Agfar Dismawan pada tahun 2019 yang berjudul “Rancang Bangun Sistem Pengendalian dan Monitoring Keamanan Pintu Berbasis IoT (Internet of Things) dengan Menggunakan Aplikasi Blynk di Ponsel Android”

menjelaskan mengenai perancangan sebuah sistem keamanan pintu rumah yang mampu dikendalikan melalui aplikasi blynk di ponsel android selain itu dapat diakses mengunakan RFid dan led button, serta bentuk akses keamanan pintu rumah dapat dimonitoring melalui aplikasi blynk dan dapat menerima pesan notifikasi pesan teks melalui Gmail. Pada hasil pengujian didapatkan bahwa alat bekerja dengan baik dan apabila sistem keamanan terputus dari jaringan internet maka alat akan beroperasi secara offline dan akan mengirimkan notifikasi ke pengguna melalui aplikasi blynk, meski demikian alat masih bisa diakses melalui RFid dan led button [4].

Pada penelitian M. Ersyandhy Prasadhana HP, dan Trisiani Dewi Hendrawati

pada tahun 2019 yang berjudul “Penerapan IoT pada Sistem Keamanan dan

Monitoring Pemakaian Lab Komputer Menggunakan ESP8266 dan Sensor Sidik

Jari” menjelaskan perancangan sistem keamanan dan monitoring untuk

laboratorium computer dengan konsep internet of things (IoT). Untuk perancangan

menggunakan arduino dan sensor sidik jari yang akan digunakan untuk membaca

pola sidik jari. Dalam penerapan konsep IoT menggunakan modul ESP8266-12F

yang akan berfungsi untuk proses pengiriman data hasil pembacaan sensor ke

database. Untuk melakukan monitoring dapat dengan mengakses website yang

sudah dirancang. Pada website nantinya akan ditampilkan halaman informasi yang

7

akan menampilkan jumlah dosen yang terdaftar, asisten dosen yang terdaftar, jumlah pemakaian lab hari ini dan jumlah pemakaian lab bulan ini, serta terdapat halaman data log atau riwayat pemakaian lab termasuk nama, status, tanggal pemakaian, jam masuk dan jam keluar [8].

2.2 DASAR TEORI 2.2.1 Internet of Things

Internet of things atau biasa disingkat menjadi IoT adalah suatu jaringan yang menghubungkan berbagai objek yang memiliki identitas pengenal serta alamat IP, sehingga antar objek tersebut dapat saling berkomunikasi dan bertukar informasi mengenai dirinya maupun lingkungan yang diinderanya. Objek-objek dalam IoT dapat menggunakan maupun menghasilkan layanan-layanan dan saling bekerja sama untuk mencapai suatu tujuan bersama. Internet of Things (IoT) pertama kali diperkenalkan oleh Kevin Ashton pada tahun 1999. Meski telah diperkenalkan sejak 15 tahun yang lalu, hingga kini belum ada sebuah konsensus global mengenai definisi IoT. Namun secara umum konsep IoT juga dapat diartikan sebagai sebuah kemampuan yang dapat menghubungkan objek-obek cerdas dan memungkinkannya untuk berinteraksi dengan objek lain, lingkungan maupun dengan peralatan komputasi cerdas lainnya melalui jaringan internet. IoT dalam berbagai bentuknya telah mulai diaplikasikan pada banyak aspek kehidupan manusia. Dengan meluasnya pengaplikasian berbagai teknologi IoT, dapat membawa perubahan terhadap kehidupan manusia menjadi jauh lebih nyaman.

Dari sisi pengguna perorangan, IoT sangat terasa pengaruhnya dalam bidang

domestik seperti pada aplikasi mobil dan rumah cerdas. Dari sisi penguna bisnis,

IoT sangat membantu dalam meningkatkan jumlah produksi dan kualitas produksi,

mengawasi distribusi barang, mencegah pemalsuan, mempersingkat waktu

ketidaktersedian barang pada pasar retail, manajemen rantai pasok, dsb.

8

Gambar 2.1 Blok sistem IoT [9]

Secara sederhana konsep IoT dapat digambarkan seperti pada Gambar 2.1.

Pada tingkat pertama adalah hardware yang dapat mengenali dirinya dan

mengindera lingkungannya, gerakan mesin, kondisi kesehatan, kondisi cuaca,

membaca lokasi, dan sebagainya. Biasanya untuk perangkat yang digunakan pada

tingkat pertama ini berupa berbagai jenis sensor, kontrol, RFID dan aktuator. Pada

lapisan atau tingkat kedua merupakan gateway, yang berfungsi sebagai penghubung

antara jaringan internal sensor yang mengumpulkan data, dengan jaringan luar

internet melalui berbagai macam media komunikasi nirkabel seperti selular satelit,

Zigbee, WiFi, Bluetooth, dan lain-lain. Gateway juga merupakan tempat pengolah

data tahap pertama, pengaturan routing dan pengalamatan. Data yang

ditransmisikan melalui gateway kemudian disimpan dan diolah di cloud server

dengan mesin analitik Big Data. Data yang telah diolah kemudian akan digunakan

untuk melakukan hal-hal cerdas sesuai tujuan IoT. Sedangkan pada sisi pengguna

layanan IoT dapat dimanfaatkan melalui aplikasi bergerak pada perangkat cerdas

mereka. Aplikasi bergerak yang intuitif ini dapat membantu pengguna untuk

mengatur dan memonitor perangkatnya dari jarak jauh. Tulang punggung dari

semua ekosistem IoT adalah IPv6, yang merupakan alamat pengenal dari setiap

perangkat yang terhubung dengan internet. Dengan adanya IPv6 yang mampu

menyediakan 2128 alamat, setiap perangkat yang terhubung dengan internet bukan

hanya dapat dikenali secara geografi seperti IPv4, namun juga secara individu [9].

9 2.2.2 NodeMCU ESP8266

NodeMCU merupakan sebuah opensource platform IoT dan pengembangan Kit yang menggunakan bahasa pemrograman Lua untuk membantu programmer dalam membuat protoype produk IoT atau bisa dengan memakai sketch dengan Arduino IDE. Pengembangan Kit ini didasarkan pada modul ESP8266, yang mengintegrasikan GPIO, PWM (Pulse Width Modulation), IIC, 1-Wire dan ADC (Analog to Digital Conventer) semua dalam satu board. NodeMCU memiliki keunikan diantaranya adalah memiliki ukuran yang kecil, dengan panjang 4.83 cm, lebar 2.56 cm, dan berat 7 gram, meskipun demikian NodeMCU sudah dilengkapi dengan fitur wifi dan firmware yang bersifat opensource.

Gambar 2.2 Board NodeMCU ESP8266 [10]

Dan untuk penggunaan NodeMCU memiliki beberapa keuntungan diantaranya dari segi biaya maupun efisiensi tempat, karena NodeMCU yang ukurannya kecil, lebih praktis dan harganya jauh lebih murah dibandingkan dengan Arduino Uno. Arduino Uno sendiri merupakan salah satu jenis mikrokontroler yang banyak diminati dan memiliki bahasa pemrogaman C++ sama seperti NodeMCU, namun pada Arduino Uno tidak memiliki modul wifi, dan untuk bisa menyambungkan Ardunio Uno dengan jaringan internet diperlukan perangkat tambahan berupa wifi shield [10].

Di bawah ini merupakan spesifikasi dari NodeMCU:

Tabel 2.1 Spesifikasi NodeMCU [11]

Spesifikasi NodeMCU

Mikrokontroler ESP8266

Ukuran Board 57 mm x 30 mm

10

Tegangan Input 3.3 ~ 5V

GPIO 13 pin

Kanal PWM 10 Kanal

10 bit ADC Pin 1 Pin

Flash Memory 1 MB

Clock Speed 40/26/24 MHz

Wifi IEEE 802.11 b/g/n

Frekuensi 2.4 GHz – 22.5 GHz

USB Port Micro USB

Card Reader Tidak ada

USB to Serial Conventer CH340G

2.2.3 Arduino IDE

Arduino IDE berfungsi untuk membuat, membuka, dan mengedit program yang akandimasukkan ke dalam board Arduino. Aplikasi ini dirancang agar memudahkan penggunanya dalam membuat berbagai aplikasi. Arduino IDE memiliki struktur bahasa pemrograman yang sederhana dan fungsi yang lengkap, sehingga mudah untuk dipelajari oleh pemula sekalipun. Aplikasi Arduino Ide tersedia untuk beberapa sistem operasi computer diantaranya adalah Windows, Mac OS, Linux 32 bits, Linux 54 bits, dan Linux ARM [12].

Gambar 2.3 Interface Software Arduino IDE

11

Interface Arduino IDE tampak pada gambar 2.3 di atas. Dari kiri atas ke kanan dan bawah berikut bagian-bagian dari software Arduino IDE:

a. Verify, pada versi sebelumnya dikenal dengan istilah Compile. Ini digunakan untuk memverifikasi sketch terlebih dahulu sebelum diupload ke board. Jika terdapat kesalahan pada sketch yang dibuat maka akan muncul error. Proses verify berfungsi mengubah sketch ke binary code untuk diupload ke mikrokontroler.

b. Upload, untuk tombol upload berfungsi untuk mengupload sketch ke board Arduino. Walaupun sebelumnya tidak mengklik tombol verify, maka sketch akan tetap dicompile, dan akan langsung diupload ke board. Berbeda dengan tombol verify yang hanya memverifikasi source code saja.

c. New Sketch, berfungsi untuk membuka window dan membuat sketch baru.

d. Open Sketch, berfungsi untuk membuka kembali sketch yang sudah pernah dibuat. Sketch yang sudah dibuat akan disimpan dengan ekstensi file .ino.

e. Save sketch, berguna untuk menyimpan sketch, tapi tidak disertai dengan proses mengcompline sketch terlebih dahulu.

f. Serial Monitor, berfungsi untuk membuka interface untuk komunikasi serial, nanti akan kita diskusikan lebih lanjut pada bagian selanjutnya.

g. Keterangan Aplikasi, pada bagian ini pesan-pesan yang dilakukan aplikasi akan muncul di sini, contohnya “Compiling” dan “Done Uploading” ketika kita mengcompile dan mengupload sketch ke board mikrokontroler.

h. Konsol, pesan-pesan yang dikerjakan aplikasi dan pesan-pesan tentang sketch akan muncul pada bagian ini. Contohnya, ketika aplikasi mengcompile atau ketika ada kesalahan pada sketch yang kita buat, maka informasi error dan baris akan diinformasikan di bagian ini.

i. Baris Sketch, pada baris ini akan menunjukan posisi baris kursor yang dengan aktif pada sketch.

j. Informasi Port, pada bagian ini akan menginformasikan port yang digunakan oleh board mikrokontroler [12].

2.2.4 Sensor Warna

12

Sensor warna merupakan sensor yang digunakan pada aplikasi mikrokontroler untuk pendeteksian suatu objek benda atau warna dari objek yang dimonitor. TCS3200 pada dasarnya merupakan konventer yang diprogram untuk mengubah warna menjadi frekunsi yang tersusun atas konfigurasi silicon photodiode dan konventer arus ke frekuensi dalam IC CMOS monolithic yang tunggal. Keluaran dari sensor ini adalah gelombang kotak (duty cycle 50%) frekuensi yang berbanding lurus dengan intensitas cahaya (irradiance).

Gambar 2.4 Sensor Warna [13]

Seperti pada gambar 2.4, konventer cahaya ke frenkunsi membaca sebuah array 8x8 dari photodiode, 16 photodiode mempunyai penyaring warna biru, 16 photodiode mempunyai penyaring warna merah, 16 photodiode mempunyai penyaring warna hijau, dan 16 photodiode untuk warna terang tanpa penyaring.

Gambar 2.5 Skema Pin Sensor Warna [13]

Tabel 2.2 Fungsi Pin Sensor Warna 3200

13

Nama No Pin IC I/O Fungsi Pin

GND 4 - Sebagai Ground pada power supply

OE 3 I Output enable, sebagai input untuk frekuensi skala rendah

OUT 6 O Sebagai output frekuensi

S0, S1 1 dan 2 I Sebagai saklar pemilih pada frekuensi output skala tinggi

S2, S3 7 dan 8 I Sebagai saklar pemilih 4 kelompok dioda

Vdd 5 - Supply tegangan

Pada sensor warna TCS3200 memiliki konfigurasi pin dengan memiliki fungsi yang berbeda setiap pin yang ada. 4 tipe warna dari photodiode telah diintergrasikan untuk meminimalkan efek ketidak seragaman dari insiden irradiance. Semua photodiode dari warna yang sama telah terhubung secara paralel.

Pin S2 da S3 digunakan untuk memilih grup dari pin (merah, hijau, biru, dan jernih) yang telah aktif. Prinsipnya sensor warna melakukan proses pembacaan warna secara bertahap yaitu membaca frekuensi warna dasar, untuk itu diperlukan sebuah pengaturan atau pemprograman untuk memfilter tiap-tiap warna tersebut. Untuk prinsip kerja sensor warna 3200 adalah dengan cara membaca nilai intensitas cahaya yang dipancankan oleh led super bright terhadap objek, pembacaan nilai intensitas ini dilakukan melalui matrik 8x8 photodiode, dimana 64 photodiode dibagi menjadi 4 kelompok pembaca warna, setiap warna yang disinari led akan memantulkan sinar led menuju photodiode, pantulan sinar tersebut memiliki panjang gelombang yang berbeda-beda tergantung pada warna objek yang terdeteksi, hal ini yang menyebabkan sensor warna dapat membaca beberapa macam warna [13].

2.2.5 Solenoid Lock

Solenoid lock berfungsi sebagai aktuator, biasanya alat ini dibuat khusus

untuk pengunci pintu otomatis. Solenoid akan bergerak atau bekerja jika diberi

14

tegangan. Umumnya solenoid yang dijual pasaran memerlukan tegangan sebesar 12 Volt, meskipun ada pula yang 6 Volt dan 24 Volt.

Gambar 2.6 Soleniod Lock

Untuk prinsip kerjanya solenoid sendiri adalah kondisi pada kondisi normal solenoid dalam posisi memanjang atau mengunci, dan jika solenoid diberi tegangan, maka tuas akan memendek atau terbuka. Di dalam solenoid terdapat kawat yang melingkar pada inti besi. Ketika arus listrik mengalir melalui kawat ini, maka yang terjadi medan magnet menghasilkan energi untuk menarik inti besi ke dalam [14].

2.2.6 Sensor Magnet MC-38

Sensor magnet MC-38 merupakan saklar yang dapat merespon medan magnet yang berada disekitarnya. Sensor ini seperti halnya sensor limit switch yang diberikan tambahan plat logam yang dapat merespon adanya magnet. Sensor ini biasa digunakan untuk pengamanan pada pintu dan jendela [15].

Gambar 2.7 Magnetic Switch

15 2.2.7 Buzzer

Buzzer merupakan kompenen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Prinsip kerja buzzer yakni terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparam tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm). Adapun bentuk fisik dari buzzer [16].

Gambar 2.8 Buzzer

2.2.8 Power Supply

Power supply adalah sebuah peralatan penyedia tegangan atau sumber daya

untuk peralatan elektronika dengan prinsip mengubah tegangan listrik yang tersedia

dari jaringan distribusi transmisi listrik menuju level yang diinginkan sehingga

berimplikasi pada pengubahan daya listrik. Dalam sistem pengubahan daya, jika

suatu daya bekerja dengan beban maka terdapat keluaran tertentu dan jika beban

tersebut dilepas maka tegangan keluar akan naik, persentase kenaikan tegangan

dianggap sebagai regulasi dari catu daya tersebut. Regulasi adalah perbandingan

perbedaan tegangan yang terdapat pada tegangan beban penuh. Agar tegangan

keluaran catu daya lebih stabil, dapat digunakan suatu komponen IC yang disebut

IC regulator, hal ini memungkinkan keluaran DC catu daya dapat dibentuk sesuai

kebutuhan [17].

16 2.2.9 Relay

Relay dapat juga disebut dengan saklar (Switch) yang untuk pengoperasiannya secara listrik dan merupakan komponen electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan prinsip elektromagnetik untuk dapat menggerakkan kontak saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan armature relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

Gambar 2.9 Prinsip Kerja Relay [13]

Berdasarkan gambar diatas, sebuah besi (Iron Core) yang dililit oleh

kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila

kumparan Coil dialirkan arus listrik, maka akan timbul gaya elektromagnet yang

kemudian akan menarik armature untuk berpindah dari posisi sebelumnya (NC) ke

posisi baru (NO) sehingga menjadi saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di

posisi barunya (NO). Posisi dimana armature tersebut berada sebelumnya (NC)

akan menjadi open atau tidak terhubung. Pada kondisi tidak dialiri arus listrik,

armature akan kembali lagi ke posisi wal (NC). Untuk arus listrik yang dibutuhkan

untuk menarik contact poin ke Posisi close biasanya relative kecil [13].

17 2.2.10 Firebase

Firebase adalah Backend as a Service (BaaS) yang saat ini dimiliki oleh Google. Firebase merupakaan solusi yang ditawarkan oleh Google untuk mempermudah pengembangan aplikasi mobile [1]. Dua fitur menarik dari Firebase adalah Firebase Remote Config dan Firebase Real Time Database. Selain itu juga terdapat fitur pendukung untuk aplikasi yang memerlukan push notification yaitu Firebase Notification Console. Firebase Database merupakan penyimpanan basis data nonSQL yang memungkinan untuk menyimpan beberapa tipe data. Tipe data itu antara lain String, Long, dan Boolean. Data pada Firebase Database disimpan sebagai objek JSON tree. Tidak seperti basis data SQL, tidak ada tabel dan baris pada basis data non-SQL. Ketika ada penambahan data, data tersebut akan menjadi node pada struktur JSON. Node merupakaan simpul yang berisi data dan bisa memiliki cabang-cabang berupa node lainnya yang berisi data pula. Proses pengisian suatu data ke Firebase Database dikenal dengan istilah push. Selain Firebase Database, Firebase menyediakan beberapa layanan lainnya yang juga dimanfaatkan dalam pengembangan aplikasi ini. Layanan tersebut antara lain Firebase Authentication, Storage, dan Cloud Messaging. Pada pengembangan aplikasi, layanan lainnya yang digunakan pada pengembangan aplikasi adalah Firebase Storage. Layaknya sebuah penyimpanan awan, Firebase Storage memungkin pengembang untuk mengunggah atau mengunduh sebuah berkas [18].

2.2.11 MIT App Inventor

App Inventor for Android (version v.134) adalah aplikasi yang awalnya

disediakan oleh Google dan sekarang di maintenance oleh Massachusetts Institute

of Technology (MIT)[10]. App Inventor memungkinkan semua orang untuk

membuat software aplikasi untuk sistem operasi Android. Pengguna dapat

menggunakan tampilan grafis GUI dan tampilan drag and drop visual object untuk

membuat aplikasi yang akan dijalankan pada sistem operasi Android. Dalam

penggunaannya App Inventor dimulai melalui web-based service pada browser

secara online (http://ai2.appinventor.mit.edu) atau offline (local host). Dengan cara

mengatur tampilan aplikasi (user interface) pada web GUI (graphical user

interface) builder, kemudian menspesifikasikan behavior aplikasi yang ingin anda

18

buat dengan menyusun block yang sesuai. AppInventor pada dasarnya bekerja secara online melalui browser internet, tetapi diperlukan beberapa software pendukung paket Java untuk membuka block designer, emulator untuk menjalankan aplikasi yang dibuat, dan lainnya [19].

2.2.12 Quality of Service

Quality of Service (QoS) adalah metode pengukuran tentang seberapa baik jaringan dan merupakan suatu usaha yang dilakukan untuk mendefinisikan karakteristik dan sifat dari satu servis. QoS berfungsi untuk mengukur sekumpulan atribut kinerja yang telah dispesifikasikan dan diasosiasikan dengan suatu servis (Ferguson & Huston, 1998). QoS mengacu pada kemampuan jaringan untuk menyediakan layanan yang lebih baik pada trafik jaringan tertentu melalui teknologi yang berbeda-beda .

a. Delay adalah waktu yang dibutuhkan paket untuk mencapai tujuan. Rumus untuk menghitung rata-rata delay sebagai berikut :

𝑅𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 𝑑𝑒𝑙𝑎𝑦 =

Total 𝑑𝑒𝑙𝑎𝑦

Total paket yang diterima

(2.1) Tabel 2.3 Kategori delay [20]

Kategori Latency Delay(ms) Indeks

Sangat bagus <150 ms 4

Bagus 150 s/d 300 ms 3

Sedang 300 s/d 450 ms 2

Jelek > 450 ms 1

b. Throughput yaitu kecepatan transfer data efektif, yang diukut dalam bps (bit per second). Throughput adalah jumlah total kedatangan paket yang sukses dan diamati pada destination selama interval waktu tertentu dibagi oleh durasi interval waktu yang telah ditentukan. Umumnya throughput selalu berkaitan dengan bandwith.

𝑇𝑟𝑜𝑢𝑔ℎ𝑝𝑢𝑡 =

Jumlah data yang dikirim

Waktu pengiriman data

(2.2)

19

Tabel 2.4 Kategori Throughput [20]

Kategori Throughput Throughput Indeks

Sangat bagus >2,1 Mbps 4

Bagus 1200 kbps – 2,1 Mbps 3

Cukup 700 – 1200 kbps 2

Kurang baik 338-700 kbps 1

Buruk 0-338 kbps 0

c. Packet loss didefinisikan sebagai kegagalan transmisi paket IP mencapai tujuannya, atau juga biasa disebut paket yang hilang. Untuk mengetahui Packet loss dapat menggunakan rumus sebagai berikut :

𝑃𝑎𝑐𝑘𝑒𝑡 𝐿𝑜𝑠𝑠 =𝐏𝐚𝐤𝐞𝐭 𝐝𝐚𝐭𝐚 𝐲𝐚𝐧𝐠 𝐝𝐢𝐤𝐢𝐫𝐢𝐦−𝐩𝐚𝐤𝐞𝐭 𝐝𝐚𝐭𝐚 𝐲𝐚𝐧𝐠 𝐝𝐢𝐭𝐞𝐫𝐢𝐦𝐚

𝐩𝐚𝐤𝐞𝐭 𝐝𝐚𝐭𝐚 𝐲𝐚𝐧𝐠 𝐝𝐢𝐤𝐢𝐫𝐢𝐦 X100%

(2.3) Tabel 2.5 Kategori Packet loss [20]

Kategori Packet Loss Packet Loss Indeks

Sangat bagus 0-2% 4

Bagus 3-14% 3

Sedang 15-24% 2

Jelek >25% 1

20

BAB 3

PERANCANGAN SISTEM

3.1 ALAT YANG DIGUNAKAN

Dalam proyek tugas akhir ini dibutuhkan beberapa alat dan bahan penunjang, berupa perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Berikut beberapa perangkat yang digunakan yaitu:

3.3.1 Perangkat Keras (Hardware) 1) NodeMCU ESP8266

NodeMCU merupakan sebuah opensource platform IoT dan pengembangan Kit yang menggunakan bahasa pemrograman Lua untuk membantu programmer dalam membuat protoype produk IoT atau bisa dengan memakai sketch dengan Arduino IDE. Pengembangan Kit ini didasarkan pada modul ESP8266, yang mengintegrasikan GPIO, PWM (Pulse Width Modulation), IIC, 1-Wire dan ADC (Analog to Digital Conventer) semua dalam satu board. NodeMCU berfungsi sebagai pusat pengendali utama dari sistem kerja alat. Untuk spesifikasi dari NodeMCU ESP8266 berikut ditampilkan pada table dibawah ini :

Tabel 3.1 Spesifikasi NodeMCU

Spesifikasi NodeMCU

Mikrokontroler ESP8266

Ukuran Board 57 mm x 30 mm

Tegangan Input 3.3 ~ 5V

GPIO 13 pin

Kanal PWM 10 Kanal

10 bit ADC Pin 1 Pin

Flash Memory 1 MB

Clock Speed 40/26/24 MHz

Wifi IEEE 802.11 b/g/n

Frekuensi 2.4 GHz – 22.5 GHz

USB Port Micro USB

21

Card Reader Tidak ada

USB to Serial Conventer CH340G

2) Laptop

Laptop digunakan sebagai media pembuatan kode program untuk sistem alat, dan untuk mengukur kualitas dari sistem alat yang telah dibuat. Berikut spesifikasi laptop yang digunakan.

Tabel 3.2 Spesifikasi Laptop

Spesifikasi Data

Manufacture FUJITSU

Model LIFEBOOK LH532

Processor Intel® Core™ i5 3230M

RAM 8 GB

Operating System Windows 10 Pro 64-bit

3) Smartphone

Pada perancangan ini penulis juga menggunakan smartphone android yang berfungsi untuk monitoring alat dan melihat data yang dihasilkan dari alat yang dibuat. Pada smartphone nantinya akan diinstall aplikasi yang telah dibuat untuk bisa memonitoring alat dan melihat hasil data dari alat. Berikut spesifikasi smartphone yang digunakan.

Tabel 3.2 Spesifikasi Smartphone

Spesifikasi Data

Chipset Exynos 7570 Quad

CPU Quad-core 1,4 GHz Cortex-A53

GPU Mali-T720 MP2

RAM 2 GB

Operating System Android 9 (Pie)

4) Sensor Warna TCS3200

Pada perancangan ini menggunakan sensor warna sebagai masukan pada alat,

dimana sensor warna akan mendeteksi warna yang digunakan sebagai kunci untuk

22

bisa membuka pintu lemari. Pada prosesnya sensor warna akan mendeteksi urutan warna pada kunci yang digunakan, jika urutan yang terdeteksi benar maka kunci pada akan terbuka. Namun jika urutan warnanya tidak sesuai maka kunci tidak akan terbuka.

5) Relay

Pada perancangan tugas akhir ini menggunakan Relay sebagai saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu electromagnet (coil) dan mekanikal (switch). Relay berfungsi untuk menjalankan logic function atau fungsi logika. Pada implemantasinya nanti relay akan memberikan daya ke solenoid lock untuk bembuka kunci, jika urutan warna yang terbaca oleh sensor warna sudah benar. Dan juga relay akan menyalakan buzzer jika sensor magnet MC-38 terlepas secara paksa.

6) Solenoid Lock

Kemudian pada perancangan menggunakan Solenoid Lock yang berfungsi sebagai pengganti dari kunci konvensional. Untuk cara kerjanya, selonoid lock saat keadaaan normal solenoid lock dalam keadaan memanjang atau terkunci, untuk dapat membukanya warna yang terbaca harus benar, jika pembacaan warna sudah benar maka relay akan memberikan daya ke solenoid lock dan kunci akan terbuka.

7) Sensor Magnet MC-38

Pada perancangan ini juga menggunakan sensor magnet MC-38 sebagai pengaman dobel dari solenoid lock. Pada dasarnya magnetic switch adalah dua batang magnet yang pada kondisi normalnya akan saling menempel, namun jika dialiri listrik kedua magnet tersebut akan saling melepaskan. Pada perancaan ini digunakan sebagai pengaman dobel dari solenoid lock, dikarenakan juga dapat digunakan sebagai indikator jika pintu dibuka secara paksa, jika 2 batang magnet terlepas secara paksa dan solenoid lock masih dalam keadaan terkunci, maka sistem akan menyalakan buzzer dan mengirimkan notifikasi ke user melalui aplikasi sebagai peringantan bahwasanya pintu telah terbuka dengan paksa.

8) Buzzer

Selanjutnya dalam pembuatan proyek tugas akhir ini penulis menggunakan

buzzer active sebagai hasil output sistem rancang bangun. Buzzer disini sebagai

alarm pengingat atau sebagai peringatan bahwa adanya percobaan untuk membuka

23

pintu secara paksa. Buzzer akan menyala jika magnetic switch terbuka secara paksa.

Di saat buzzer berbunyi aplikasi juga akan memberikan notifikasi peringatan ke user untuk memberikan info mengenai kondisi keamanan lemari

9) Smartphone

Pada perancangan proyek tugas akhir ini membutuhkan sumber daya untuk dapat beroperasi, oleh karena itu penulis menggunakan power suplly yang berfungsi sebagai pemasok daya. Untuk besaran daya yang dibutuhkan sebesar volt

3.3.2 Perangkat Lunak (Software) 1) Software Arduino IDE

IDE (Integrated Developtment Environment) adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program yang bersifat open source dan melakukan compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory microcontroller.

Bahasa yang digunakan Arduino IDE adalah bahasa pemrograman JAVA. Arduino IDE dilengkapi dengan library C/C++ yang umumnya disebut Wiring bertujuan untuk membuat operasi input dan output menjadi lebih mudah. IDE dapat menulis program secara bertahap.

2) Firebase

Firebase merupakan satu layanan yang disediakan oleh Google yang betujuan untuk memudahkan para app developer untuk dapat mengembangkan aplikasi mereka. Pengunaan firebase pada perancangan tugas akhir ini sebagai database yang di-host di cloud. Pada firebase data akan disimpan sebagai JSON dan disinkronkan secara realtime ke setiap klien yang telah terhubung.

3) Mit App Inventor

Pada perancangan proyek tugas akhir ini penulis menggunakan Mit App Inventor. Mit App Inventor merupakan platform yang digunakan untuk pembuatan aplikasi android. Alasan menggunakan Mit App Inventor dikarenakan mudahnya untuk membuat aplikasi sederhana tanpaharus mempelajari dan menggunakan bahasa pemograman yang terlalu banyak.

3.2 ALUR PENELITIAN

24

Pada perancangan proyek tugas akhir ini ada 5 tahapan yaitu penentuan konsep, spesifikasi kebutuhan, perancangan sistem, implementasi hardware dan software dan yang terakhir adalah pengujian. Berikut flowchart dari alur penelitian ini.

Gambar 3.1 Flowchart alur penelitian

Berikut penjelasan secara detail setiap alur sebagai berikut:

1) Perumusan masalah, merupakan dasara dari dibuatnya dan dilakukannya

penelitian ini, dan sudah dibahas pada bab 1.

25

2) Studi literatur, sebelum lanjut ke tahap selanjutnya, terlebih dahulu melakukan studi dari berbagai sumber, di antaranya mengenai, memepelajari Internet of Things, mempelajari mengenai sensor warna dan beberapa sensor yang akan digunakan pada penelitian, mempelajari mengenai software Arduino IDE, dan lainnya.

3) Indentifikasi kebutuhan sistem, pada tahap ini akan dilakukan identifikasi terhadap hal-hal yang dibutuhkan untuk sistem yang nantinya akan dibangun.

Hasil identifikasi ini yang akan dijadikan acuan untuk mengembangkan alat dan aplikasi seperti apa yang akan diimplementasikan pada sistem ini. Pada tahap ini juga dilakukan Analisa terkait aplikasi/software apa saja yang diperlukan dan komponen-komponen elektronik apa saja yang dibutuhkan untuk projek tugas akhir ini.

4) Perancangan, langkah selanjutnya setelah identifikasi kebutuhan sistem adalah perancangan. Perancangan terbagi ke dua proses yaitu perancangan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software).

5) Implementasi, pada tahap ini perangkat yang sudah dirancang kemudian akan diimplementasikan menjadi sebuah sistem yang nantinya dapat digunakan dengan baik dan benar.

6) Pengujian, pada tahap ini perangkat yang sudah dirancang kemudian akan dilakukan testing, hasil yang didapatkan dari pengujian akan menentukan kelayakan apakah sudah dapat berkerja dengan baik dan benar atau belum, jika didapatkan kesalahan dan kekurangan maka akan balik tahap perancangan untuk memperbaiki terlebih dahulu.

7) Kesimpulan, setelah dilakukan uji coba dan sistem berfungsi dengan baik, maka

dapat disimpulkan sistem dapat bekerja dengan baik, kemudian dari hasil

tersebut dibuat laporan penelitian

26 3.3 DIAGRAM BLOK SISTEM

Gambar 3.2 Blok Diagram sistem

Berdasarkan gambar blok diagram sistem di atas terdapat 3 bagian yaitu input, proses dan output. Untuk bagian input terdapat sensor warna TCS3200 yang berfungsi untuk mendeteksi warna yang digunakan sebagai kunci untuk bisa membuka pintu lemari. Pada prosesnya sensor warna akan mendeteksi warna kartu yang berfungsi sebagai kunci, warna yang digunakan sebagai kunci adalah warna merah. Pada bagian pemrosesan terdapat pada NodeMCU ESP8266, yang berfungsi untuk mengendalikan seluruh sistem, dan di dalamnya terdapat program yang mengatur seluruh proses berjalannya sistem, juga menghubungkan sistem dengan jaringan internet.

Pada bagian output terdapat relay yang berfungsi sebagai saklar otomatis yang terhubung dengan sensor magnet MC-38, solenoid lock, dan buzzer. Solenoid lock dan sensor magnet MC-38 akan terbuka jika warna yang terbaca benar, dan buzzer akan menyal jika sensor magnet mc-38 terlepas dengan paksa. Dan juga pada bagian output terdapat firebase, setelah data yang masuk diproses oleh NodeMCU ESP8266 maka data tersebut akan dikirimkan ke firebase, di firebase nantinya data akan disimpan dan data dapat diakses melalui aplikasi android, sehingga memudahkan pengguna untuk memonitoring kondisi dari kunci dan dapat memberikan notifikasi jika pintu terbuka secara paksa.

3.3.1 Flowchart Alur Sistem

27

Pada flowchart alur penelitian ini akan menggambarkan bagaimana alur dari sistem keseluruhan pada alat yang dirancang. Pada alat perancangan keseluruhan sistem akan dibuat dengan menggunakan sensor warna tcs3200, NodeMCU ESP8266, relay, Solenoid lock, sensor magnet MC-38, buzzer, dan beberapa komponen elektronik pembantu lainnya. Untuk flowchart dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 3.3 Flowchart alur sistem saat kondisi normal

28

Gambar 3.3 Flowchart alur sistem saat kondisi darurat

Pada alat terdapat 2 kondisi yaitu kondisi alat bekerja secara normal pemakaian dan kondisi darurat. Pada kondisi normal sensor warna akan membaca warna yang digunakan sebagai kunci, jika warna yang terbaca benar maka NodeMCU akan memberikan perintah pada sensor magnet dan solenoid lock untuk terbuka, setelah terbuka maka proses tersebut akan dilaporkan ke aplikasi android melalui perantara firebase. Namun, jika urutan warna yang terbaca salah maka solenoid lock dan sensor magnet tidak akan terbuka sampai urutan warna yang terbaca sudah benar.

Sedangkan pada kondisi darurat di mana sensor magnet terbuka secara

paksa maka NodeMCU akan memberikan perintah untuk menyalakan buzzer

sebagai peringatan dan akan mengirimkan notifikasi ke pengguna melalui aplikasi

bahwasanya alat dalam kondisi darurat.

29

3.3.2 Perancangan Perangkat Keras (Hardware)

Setelah membuat diagram blok, mengetahui fungsi serta komponen apa saja yang dibutuhkan dan mengetahui alur sistem, maka tahap selanjutnya adalah perancangan perangkat keras (hardware). Dalam perancangan hardware dilakukan beberapa proses, diantaranya adalah perancangan rangkaian masing-masing komponen, dana pengkabelan.

3.3.2.1 Rangkaian skematik NodeMCU

Berikut adalah gambar rangkaian skematik dari NodeMCU yang ditampilkan pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Rangkaian Skematik NodeMCU [11]

3.3.2.2 Rangkaian skematik sensor warna TCS3200

Berikut adalah gambar rangkaian dari sensor warna TCS3200 yang ditampilkan pada Gambar 3.5. Sensor warna di sini akan berfungsi sebagai pendeteksi warna yang akan digunakan sebagai kunci. Pada prosesnya sensor akan mendeteksi warna, jika warna yang terdeteksi benar maka kunci akan terbuka, untuk warna yang digunakan sebagai kunci adalah warna merah.

Gambar 3.5 Rangkaian Skematik Sensor Warna TCS3200 [13]

30

Adapun konfigurasi pin sensor warna ke NodeMCU akan ditunjukan pada tabel di bawah ini.

Tabel 3.2 Konfigurasi Pin Sensor Warna TCS3200

Sensor Warna NodeMCU

S0 D2

S1 D3

S2 D4

S3 D5

GND GND

VCC 3,3V

OUT D1

OE GND

3.3.2.3 Rangkaian skematik Relay

Berikut adalah konfigurasi pin relay ke NodeMCU akan ditunjukan pada tabel di bawah ini. Nantinya relay akan terhubung dengan solenoid lock, sensor magnet MC-38, dan buzzer. Sesuai penjelasan sebelumnya pada alur sistem, nantinya relay akan beroperasi dalam 2 kondisi, kondisi normal dan kondisi darurat.

Pada kondisi normal relay hanya mengaktifkan solenoid lock dan sensor warna TCS3200, namun jika dalam kondisi darurat maka relay akan menyalakan buzzer sebagai peringatan, dikarekan sensor magnet MC-38 terlepas secara paksa.

Tabel 3.2 Konfigurasi Pin Relay

Relay NodeMCU

GND GND

Signal D1

Power 3,3V

3.3.2.4 Rangkaian buzzer

Berikut adalah gambar rangkaian skematik dari buzzer yang ditampilkan

pada gambar di bawah ini. Buzzer pada rangkaian hanya aktif jikalau dalam kondisi

31

darurat. Hal ini disebabkan buzzer difungsikan sebagai pengingat jika sensor magnet terlepas secara paksa tanpa adanya proses pembacaan warna.

Gambar 3.5 Rangkaian Skematik Buzzer [16]

3.3.3 Perancangan Perangkat Lunak (Software)

Setelah melakukan proses perancangan perangkat keras selesai, maka tahapan selanjutnya adalah perncangan perangkat lunak (software). Perancangan ini mencakup pembuatan kode program yang nantinya akan di-upload ke NodeMCU, dan data yang didapatkan dari proses di NodeMCU akan disimpan pada firebase dan perancangan aplikasi android melalui Mit App Inventor.

3.3.3.1 Perancangan pada Arduino IDE

Untuk pembuatan kode program dilakukan di software Arduino IDE. Pada Arduino IDE dapat membuat, membuka dan mengedit source code Arduino atau biasa disebut dengan sketches. Untuk Langkah awalnya adalah mengatur Arduino IDEnya terlebih dahulu, karna pada saat kondisi default, Arduino IDE belum meiliki pilhan untuk board NodeMCU, maka dari itu perlu ditambahkannya secara manual. Berikut untuk mengatur Arduino IDE, pertama-tama buka program Arduino IDE, setelah itu lanjut ke menu file untuk membuka preference. Pada jendela preference di bagian bawah nanti akan nada link pada kolom Additional Boards Manager URLs kemudian pada kolom link tersebut paste link berikut:

http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json seperti pada

32

gambar di bawah ini. Kemudian klik ok, tahap selanjutnya adalah meng-upgrade boardnya.

Gambar 3.4 Tampilan pada jendela preference di software Arduino IDE

Untuk upgrade board buka tools – board – boards manager, pada boards manager cari “ESP8266” kemudian install. Setelah proses tersebut selasai maka pada submenu board akan terdapat board NodeMCU yang digunakan, seperti pada gambar di bawah ini.

Gambar 3.4 Tampilan pada Tools di software Arduino

Setalah itu adalah menambahakan library dari komponen-komponen yang

akan digunakan. Dan untuk pengaturan port yang digunakan terlebih dahulu

menyambungkan laptop dan NodeMCU dengan kabel usb, setelah terhubung dan

terbaca maka tampilan pada port di menu tools akan seperti gambar dibawah ini.

33

Gambar 3.6 Tampilan pada Port di Menu Tools

Setelah semua yang diatas telah dilakukan maka tinggal membuat program perancangan sesuai dengan cara kerja yang sudah dijelaskan pada diagram alur sistem.

3.3.3.2 Pengaturan pada Firebase

Setelah kode program sudah dibuat dan tidak terdapat error di dalamnya

Langkah selanjutnya adalah menyambungkan dengan firebase. Tujuan

disambungkannya antara NodeMCU dengan firebase adalah agar data yang

diperoleh dapat dimonitoring melalui aplikasi android. Untuk pertama-tama harus

memiliki akun firebase terlebih dahulu, kemudian membuat database yang bersifat

real time. Ada 2 informasi yang dibutuhkan dari database ini yang nantinya akan

digunakan untuk pemrograman board, yaitu URL dari database host dan kunci

auntentifikasi keamanan. Untuk mendapatkan kedua hal tersebut pada firebase pilih

overview – stelan proyek,kemudian pilih akun layanan dan klik pada rahasia

database. Pada tampilannya akan ada firebase auth verifikasi kode. Seperti pada

gambar di bawah ini.

34

Gambar 3.6 Tampilan rahasia database pada firebase

Lanjut kelangkah selanjutnya adalah klik Develop dan pilih Database, nanti pada laman database pilih realtime database dan klik buat database. Kemudian akan muncul pop-up yang memberikan dua pilihan, pilih mode dalam pengujian test. Dan nantinya akan terdapat firebase host link yang dibutuhkan. Setelah semuanya sudah siap nantinya pada saat pembuatan program di Arduino IDE perlu ditambahakan firebase host link dan firebase auth verifikasi. Berikut gambar dari prosesnya.

Gambar 3.7 Membuat realtime database pada firebase

35

Gambar 3.8 Memilih mode dalam pengujian test

Gambar 3.9 Tampilan firebase host link

3.3.3.3 MIT APP Inventor

MIT APP Inventor merupakan aplikasi web open source yang pada awalnya

dikembangkan oleh Google, dan untuk saat ini dikelola oleh Massachusetts Institute

of Technology (MIT). Pada Mit App Inventor dapat memudahkan pengguna yang

baru memulai untuk membangun aplikasi yang dapat beroperasi di Android. Hal ini

dikarenakan pada Mit App Inventor untuk membangun aplikasinya menggunakan

sitem block yang serupa dengan puzzle, sehingga sangat memudahkan

penggunanya. Untuk prosesnya setelah kode program selesai dibuat dan berjalan

dengan lancar, serta telah terhubung dengan firebase, maka selajutnya adalah

mendesain aplikasi pada Mit App Inventor sesuai dengan alur sistem yang telah

dibuat. Berikut tampilan awal pada Mit App Inventor.

36

Gambar 3.10 Tampilan pada MIT APP Inventor

Pada gambar 3.10 adalah tampilan awal yang hanya terdapat tampilan logo aplikasi.

Gambar 3.11 Block pada screen 1

Pada gambar 3.11 merupakan Blocks atau program yang digunakan untuk mengalihkan tampilan dari Screen 1 menuju screen 2.

Gambar 3.12 Tampilan screen 2