1
Model Sistem Keamanan Ruangan Menggunakan GSM Shield Dan
Kamera CCTV Berbasis Arduino
Adi Trio Nugroho, Prof. Dr. Ing. Soewarto Hardienata, M.Iqbal Suriansyah, M.Kom Email : athenasca90@gmail.com
Program Studi Ilmu Komputer FMIPA Universitas Pakuan
ABSTRAK
Aspek keamanan sangat dibutuhkan dalam berbagai bidang kehidupan saat ini, salah satunya sistem keamanan didalam ruangan. Sistem keamanan pada ruangan penyimpanan seperti brankas, lemari besi atau ruang penyimpanan barang berharga sudah semestinya diterapkan sebagai fasilitas keamanan dan kenyamanan. Masalah yang dihadapi ialah seringkali terjadi kelalaian penjagaan didalam ruangan, maka dibutuhkan pengawasan yang ketat didalam ruangan tersebut untuk menghindari perampokan maupun pencurian. Dengan perkembangan teknologi yang telah maju dan pesat dalam perkembangan dunia elektronika dan komputer ini dimanfaatkan dalam pembuatan model sistem keamanan ruangan menggunakan GSM Shield dan kamera CCTV berbasis Arduino Uno. Alat ini akan mempermudah penjagaan dan pengawasan terhadap ruangan, sistem keamanan ini menggunakan beberapa sensor untuk mendeteksi keberadaan penyusup antara lain HC-SR501 dan E18-D80NK, Kamera CCTV digunakan sebagai merekam kejadian didalam ruangan, GSM Shield digunakan sebagai pengiriman SMS kepada petugas untuk memberikan informasi keberadaan penyusup, dan jika keadaan darurat maka pesan singkat atau SMS kode brankas yang telah di enkripsikan dengan algoritma kriptografi dikirim kepada petugas khusus yang bertanggung jawab atas brankas tersebut. Pesan singkat kode brankas yang sudah di enkripsi hanya untuk keadaan darurat dan untuk mengamankan isi didalam brankas. Demi mendapatkan keamanan dan kenyamanan, hal ini dilakukan untuk mencegah perampokan dan pencurian.
Kata Kunci : sensor HC-SR501, sistem keamanan ruangan, E18-D80NK, Arduino Uno.
1. Pendahuluan
Tindakan pencurian sering terjadi di lingkungan gedung perkantoran dan di lingkungan perumahan kosong yang ditinggalkan pemiliknya (Polres Bogor 2014). Hal ini disebabkan tingkat pengangguran yang meningkat setiap tahun. Pengangguran umumnya disebabkan karena jumlah angka kerja tidak sebanding dengan jumlah lapangan kerja. Pengangguran seringkali menjadi masalah dalam perekonomian karena menyebabkan timbulnya kemiskinan, kriminalitas dan masalah-masalah sosial lainya (Manurung 2014).
Sistem keamanan pada ruangan merupakan hal yang penting terutama di lingkungan kantor pemerintahan. Sistem
keamanan pada ruangan kantor berfungsi untuk melindungi barang-barang berharga seperti dokumen dan beberapa unit komputer yang tersimpan di dalam ruangan kantor. Penelitian sebelumnya tentang sistem keamanan ruangan dibuat oleh Devistha (2012) menggunakan PIR
(Passive Infra Red). Penelitian ini
menggunakan teknologi SMS untuk output sistem.
Berdasarkan latar belakang di atas, perlu adanya sistem keamanan ruangan otomatis. Sistem keamanan ini dibuat untuk mencegah tindak kejahatan di dalam ruangan tersebut. Pada penelitian ini output sistem menggunakan
2 yang dikendalikan berdasarkan inputan sensor gerak,dan kamera CCTV terpasang didalam ruangan tersebut untuk merekam tindakan kejahatan. Ketika sensor HC-SR501 mendeteksi adanya pergerakan di dalam ruangan maka Arduino Uno mengaktifkan buzzer yang telah terpasang di Pos dan mengaktifkan kamera CCTV
yang terpasang didalam ruangan. Warning light sebagai lampu indikator tanda bahaya di dalam ruangan sehingga petugas dapat segera berpatroli ke dalam ruangan tersebut. Pada penelitian ini ditambahkan modul GSM shield untuk mengirim pesan singkat kepada petugas khusus dan petugas biasa. Pesan singkat atau SMS pada penelitian ini terbagi dua pesan. Pesan pertama untuk petugas biasa dimana isi pesan ini hanya berisi tanda ada penyusup didalam ruangan. Pesan kedua merupakan pesan darurat untuk petugas khusus dimana isi pesan ini merupakan kode brankas dan isi brankas. Informasi kode brankas dan isi brankas hanya diberikan kepada petugas khusus pada kondisi darurat untuk menjaga informasi kode brankas pesan singkat ini menggunakan algoritma kriptografi agar petugas khusus saja yang dapat memahami pesan singkat tersebut. Algoritma kriptografi ini dibuat untuk mencegah terjadi kerjasama antara penyusup dengan petugas, pada arduino uno algoritma kriptografi dibuat auto enkripsi yang akan mengirim pesan singkat menggunakan
GSM shield.
Diharapkan dengan adanya penelitian ini dapat meningkatkan keamanan ruangan dan keamanan informasi kode brankas yang berada didalam ruangan tersebut.
Teori atau Konsep Keamanan
Kata "keamanan" dalam bahasa inggris "security" berasal dari kata latin "se-curus". "se" berarti tanpa dan "curus" berarti kegelisahan (tanpa kegelisahan, mengandung makna "keamanan"), berarti pembebasan dari kegelisahan atau situasi
damai tanpa resiko atau ancaman. Keamanan adalah hal utama yang berkaitan dengan nasib sekumpulan manusia dan juga berkaitan dengan keyakinan bebas dari ancaman.
Algoritma Kriptografi
Algoritma merupakan urutan langkah-langkah logis untuk menyelesaikan masalah yang disusun secara matematis dan benar. Sedangkan kriptografi (cryptografhy) berasal dari kata "crypto"
yang berarti"secret" (rahasia) dan
”graphy" yang berarti "writing" (tulisan). Kriptografi merupakan suatu ilmu yang mempelajari bagaimana cara menjaga agar data atau pesan aman saat dikirimkan dari pengirim ke penerima tanpa mengalami gangguan dari pihak ketiga. Sehingga algoritma kriptografi merupakan
langkah-langkah logis bagaimana
menyembunyikan pesan dari orang-orang yang tidak berhak atas pesan tersebut.
Metode Caesar Cipher
Pada Caesar Cipher setiap huruf disubstitusi dengan huruf ketiga berikutnya dari susunan alfabet yang sama. Dalam hal ini kuncinya adalah jumlah pergeseran huruf yaitu 3.
GSM Shield V.2
GSM Shield atau GPRS (General Packet Radio Service) Shield merupakan produk untuk keperluan wireless Arduino Anda. Beroperasi pada frekuensi GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz untuk keperluan pengiriman suara, SMS, dan data dengan konsumsi data yang rendah. Shield GPRS ini dikendalikan menggunakan AT commands (GSM 07.07 ,07.05 dan SIMCOM enhanced AT Commands). Kompatible dengan board Arduino UNO, Duemilanove, Seeeduino, dan Mega, dan Arduino kompatible lainnya.
3 Gambar 1. GSM Shield V.2
Ardiuno Uno
Arduino Uno adalah board
mikrokontroler yang di dalamnya terdapat mikrokontroler, penggunaan jenis mikrokontrolernya berbeda – beda tergantung spesifikasinya. Pada Arduino Uno diguanakan mikrokontroler berbasis ATmega 328. Memiliki 14 pin input dari
output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP
header, dan tombol reset.
Gambar 2. Arduino Uno
Sensor HC-SR501
Sensor HC-SR501 adalah sensor yang berfungsi untuk pendeteksi gerakan yang bekerja dengan cara mendeteksi adanya perbedaan / perubahan suhu sekarang dan sebelumnya. Ketika tidak mendeteksi gerakan, keluaran modul adalah LOW. Dan ketika mendeteksi adanya gerakan maka keluaran akan berubah menjadi HIGH. Adapun lebar pulsa HIGH adalah ±0,5 detik. Sensitifitas modul PIR yang mampu mendeteksi adanya gerakan pada jarak hingga 7 meter memungkinkan kita membuat suatu alat pendeteksi gerak dengan keberhasilan lebih besar
Gambar 3. HC-SR501
Sensor Infrared E18-D80NK
Dalam sensor ini sudah terdapat transmiter dan receiver yang dikemas menjadi satu. Deteksi jarak dapat disesuaikan dengan kebutuhan. Sensor ini dapat digunakan untuk membuat otomasi seperti : perangkat penghitung, sebagai sensor dalam perangkat peringatan, robot penghindar rintangan, sistem otomasi dapur, sistem alarm keamanan, dll. Parameter pada sensor ini yaitu : output current DC / SCR / Relay Control output 100mA / 5V power supply, DC current consumption 25mA, respon time 2ms, temperature : -25 C ~ + 55 C, detection of object transfarent or opaque
Gambar 4. Sensor E18-D80NK
Xiaomi YI IP Camera
Kamera CCTV atau Closed Circuit Television adalah sebuah kamera video digital yang difungsikan untuk memantau dan mengirim sinyal video pada suatu ruangan yang kemudian sinyal itu akan diteruskan kesebuah layar monitor. Fungsi kamera CCTV adalah untuk memantau keadaan suatu tempat yang biasanya berkaitan dengan keamanan atau tindak kejahatan, jika terjadi hal-hal kriminal akan dapat terekam kamera yang nantinya akan dijadikan sebagai bahan bukti.
4 Gambar 5. Kamera
2. Metode
Penelitian ini dilaksanakan mulai Bulan Februari 2016 sampai April 2016. Penelitian dilaksanakan di Kantor Desa Cileungsi Kidul Kabupaten Bogor
Bahan Penelitian :
1.Arduino Uno R3
2.Relay 2 Channel 3.Buzzer 220V
4.Circumrotate warning light 220V 5.Adaptor 12V 6.Model Ruangan 7.Kabel AWG-22 8.Saklar On/Off 9.Xiaomi YI IP Camera 10.GSM ShieldV.2
11.Sensor Infrared E18-D80NK 12. Motor Servo
13.Sensor HC-SR501
Alur Sistem
Sistem ini menggunakan Arduino UNO
yang berkomunikasi dengan komunikasi serial melalui GSM shield. Input sistem berupa sensor infrared E18-D80NK yang berfungsi sebagai komponen untuk mendeteksi pergerakan garis lurus ruangan. Gambaran umum pada sistem ini adalah terdiri dari 3 aspek yaitu Input sistem menggunakan sensor HC-SR501. Kontrol sistem menggunkan Arduino Uno. Output sistem yaitu Buzzer dan Warning light.
Gambar 6. Sketsa Alur Sistem Model sistem keamanan ruangan menggunakan GSM shield dan kamera CCTV ini memiliki prinsip kerja dengan memberi tegangan sebesar 9V ke modul mikrokontroller, kemudian indikator pada modul GSM shield akan aktif. Setelah indikator pada GSM shield aktif, GSM shield siap digunakan untuk kirim sms informasi keberadaan penyusup kepada petugas jika sensor telah melakukan kalibrasi dan kemudian mendeteksi pergerakan. Jika sensor E18-D80NK yang pertama mendeteksi pergerakan maka kamera bergerak kearah sensor pertama dan GSM shield mengirim pesan berupa teks “Ada Orang di Sektor A”, jika sensor E18-D80NK yang kedua mendeteksi pergerakan maka kamera bergerak kearah sensor kedua dan GSM shield mengirim pesan berupa teks “Ada Orang di Sektor B”, jika sensor E18-D80NK yang ketiga mendeteksi pergerakan maka kamera bergerak kearah sensor ketiga dan GSM shield mengirim pesan yang sudah di enkripsi oleh arduino berupa teks “pdmx” yang artinya “maju”. Pesan yang sudah di enkripsi oleh arduino di tujukan untuk petugas khusus.
Penerapan Algoritma Pada Sistem
Pada Caesar Cipher setiap huruf disubstitusi dengan huruf ketiga berikutnya dari susunan alfabet yang sama. Dalam hal ini kuncinya adalah jumlah pergeseran huruf yaitu 3. Susunan alfabet setelah digeser sejauh 3 huruf membentuk sebuah tabel substitusi sebagai berikut:
5 Gambar 7. Algoritma Caesar Cipher Jika huruf A pada plainteks disubstitusi dengan D, huruf B disubstitusi dengan E, demikian seterusnya. Dengan mengkodekan setiap huruf alfabet dengan integer secara matematis pergeseran 3 huruf ekivalen dengan melakukan operasi modulos terhadap plainteks P menjadi cipherteks C dengan persamaan: C = E(P) = (P+3) mod 26, karena ada 26 huruf didalam alfabet. Penerima pesan mengembalikan lagi cipherteks dengan operasi kebalikan, yang secara matematis dapat dinyatakan dengan persamaan : P = D (C) = (C-3) mod 26. Berikut ini merupakan source code dalam arduino : void cphr()
{
uint8_t sizeofarray = sizeof(plaintext); uint8_t i; for(i=0;i<sizeofarray;i++) { uint16_t retrieved; retrieved=plaintext[i];
retrieved -=32; // Subract Ascii_offset uint16_t c =(retrieved + n_shift)% Nchars; c +=32; ciphered[i]=c; delay(50); } SendTextMessage3(); stringComplete = false; } //Mengirim sms kriptografi void SendTextMessage3(){ uint8_t i;
uint8_t sizeofarray = sizeof(plaintext); Serial.print("plaintext : "); for(i=0;i<sizeofarray;i++) { Serial.print(plaintext[i]); delay(10); } Serial.println(" "); Serial.print("Cipher : "); for(i=0;i<sizeofarray;i++) { Serial.print(ciphered[i]); delay(50); } { gprsSerial.print("AT+CMGF=1\r"); delay(100); gprsSerial.println("AT + CMGS = \"+628974020241\""); delay(100); gprsSerial.println(ciphered); delay(100); gprsSerial.print((char)26); delay(100); gprsSerial.println(); Serial.println(); } DesainMekanis 1. Penempatan komponen-komponen elelktonik dibuat semaksimal mungkin untuk menghasilkan kinerja sistem yang optimal.
2. Massa keseluruhan sistem dibuat seminimal mungkin, karena itu model sistem keamanan ruangan dibuat dengan menggunakan bahan dasar akrilik.
3. Bentuk dan ukuran model sistem keamanan ruangan dibuat dengan bentuk persegi panjang untuk menghasilkan bentuk akhir yang ideal.
Gambar 8. Desain Mekanik
Desain Elektrik
Dalam desain sistem elektrik terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan, antara lain :
1. Sumber catu daya
Catu daya yang akan digunakan pada rangkaian model sistem keamanan
6 ruangan ini menggunakan sumber catu daya DC 12 V
2. Microcontroller
Microcontroller yang akan digunakan dalam penelitian ini, menggunakan Arduino UNO R3 IC mikrokontroler ATMega328 untuk model sistem keamanan ruangan.
3. Desain sistem kontrol
Desain sistem kontrol untuk mendukung sistem ini menggunakan software Arduino IDE untuk menerjemahkan listing program dalam bentuk bahasa pemrograman C.
Gambar 9. Desain Elektrik Fritzing
Gambar 10. Desain Elektrik Fritzing
Perancangan Hardware
Gambar 11. Desain Sistem Keseluruhan
Desain Perangkat Lunak
Pembuatan perangkat lunak terdiri dari desain software pada model sistem keamanan ruangan
Gambar 12. Flow Chart Sistem
3. Hasil Pembahasan
Bagian utama pada model sistem keamanan ruangan menggunakan GSM Shield dan kamera CCTV berbasis
arduino uno yang terintegrasi dengan
7 komponen untuk memonitor ruangan dan keadaan di dalam ruangan.
Gambar 13. Bagian Utama Sistem Uji coba struktural dilakukan untuk menguji apakah rangkaian sistem yang dibangun sudah sesuai berdasarkan jalur-jalur pada konsep sistem yang direncanakan. Pada tahap ini dilakukan pengujian yang bertujuan untuk mengetahui apakah modul-modul elektronik sudah terhubung dengan benar sehingga sistem dapat berjalan berfungsi dengan baik dan memiliki performa serta fungsi yang sesuai dengan rancangan. Tabel 1. Pengujian Struktural
No Komponen Sistem Terhubung Dengan Keterangan
1 Arduino Uno R3 + GSM Shield (Arduino 1) E18-D80NK (sensor 1) Pin 2 Terhubung E18-D80NK (sensor 2) Pin 3 Terhubung E18-D80NK
(sensor 3) Pin 4 Terhubung
2 Arduino Uno R3 (Arduino 2) E18-D80NK (sensor 1)
Pin 2, VCC dan GND Terhubung
E18-D80NK (sensor 2)
Pin 3, VCC dan GND Terhubung
E18-D80NK (sensor 3)
Pin 4, VCC dan GND Terhubung
3
Arduino Uno R3 (Arduino 3)
HC-SR501 Pin 7, VCC dan GND Terhubung Relay 1 Pin 3, VCC dan GND Terhubung Relay 2 Pin 4, VCC dan GND Terhubung
Pada pengujian Arduino UNO R3 dilakukan dengan cara memberikan tegangan 12 V. Setelah itu output tegangan dicek pada pin 5V yang dihubungkan dengan phobe positif dan pin GND yang
dihubungkan dengan negative pada multimeter.
Gambar 14. Pengujian Arduino Tabel 2. Pengujian Arduino Uno
Tegangan Input Output Tegangan
12V 4.92 VDC
Dari pengujian tersebut tegangan
input 12V berasal dari daya adaptor.
Output dari Arduino UNO mengeluarkan daya sebesar 5V dimana komponen elektronik seperti sensor DHT 11 dan Lcd dapat bekerja dengan daya 3V sampai 5V, output tegangan yang dikeluarkan Arduino UNO dikonversi oleh IC regulator untuk menyesuaikan tegangan yang dibutuhkan oleh komponen elektronik.
Pada pengujian sensor E18-D80NK dilakukan dengan cara memberikan tegangan 12V dan 0 V ke
Arduino uno. Setelah itu output tegangan dicek pada pin E18-D80NK yang dihubungkan dengan phobe positif dan pin GND yang dihubungkan dengan negatif multimeter, Sensor ini hanya mampu mendeteksi pergerakan dengan jarak 90cm saja, pada bagian belakang sensor terdapat mikropotensio meter berfungsi untuk mengatur jarak jangkauan sensor.
8 Gambar 15. Pengujian E18-D80NK Tabel 3. Pengujian Sensor E18-D80NK
Tegangan Arduino Input Tegangan E18-D80NK Keterangan 5V 5VDC Aktif 0V 0VDC Tidak Aktif
Pada pengujian GSM Shield dilakukan dengan cara memberikan tegangan 5V dan 0V ke Arduino UNO dan menghubungkan seluruh pin pada arduino uno. Setelah itu
output tegangan dicek pada pin GSM
Shield yang dihubungkan dengan phobe
positif dan pin GND yang dihubungkan dengan negatif pada multimeter.
Gambar 16. Pengujian GSM Shield Tabel 4. Pengujian GSM Shield
Tegangan Arduino Input Tegangan GSM Shield Keterangan 5V 5VDC Aktif 0V 0VDC Tidak Aktif
Uji Coba Validasi Gsm Shield
Uji coba dilakukan dengan menguji kecocokan sistem yang telah dibuat dengan memvalidasi pada masing-masing
blok rangkaian yang bertujuan untuk mendapatkan hasil yang sesuai.
Tabel 5. Uji Coba Validasi
No Pengujian Hasil yang
Diharapkan Hasil Pengujian Status 1. Saat ada pergerakan didalam ruangan Paired dengan mobilephone Gsm shield mengirim sms setiap pergerakan Aktif 2. Connect gsm shield dengan kondisi led indikator pada gsm shield tidak menyala Tidak Pairing dengan mobilephone tidak dapat mengirim pesan sms Tidak Aktif 3. Sektor pada model ruangan Arduino uno mengirim data yang didapat oleh sensor E18-D80NK Gsm shield mengirim data pergerakan pada sector tertentu didalam ruangan Aktif 4. Power key on tidak ditekan Tidak terhubung dengan mobilephone Tidak dapat mengirim data setiap ada pergerakan Tidak Aktif 4. Kesimpulan
Kesimpulan dari hasil penelitian dari model sistem keamanan ruangan menggunakan GSM Shield dan kamera CCTV berbasis arduino uno sebagai berikut :
1. Secara keseluruhan sistem ini diimplementasikan dalam bentuk model. Sistem ini dapat langsung diimplementasikan ke ruangan kantor kecamatan tanpa mengubah modul-modul dan komponen di dalam sistem. 2. Jika sensor HC-SR501 mendeteksi pergerakan didalam ruangan maka
buzzer dan warning light akan aktif. 3. Terdapat tiga sensor E18-D80NK
ketika gsm shield menerima inputan dari sensor yaitu sensor pertama ”ada orang di sektor A”, sensor kedua ”ada orang di sektor B”, dan sensor ketiga berupa pesan yang sudah di enkripsi oleh arduino.
4. Jarak jangkauan sensor E18-D80NK adalah 90cm sedangkan jarak jangkauan sensor HC-SR501 adalah 500cm.
9
DAFTAR PUSTAKA
Alibaba. 2016. E18-D80NK infrared
obstacle avoidance sensor. Shenzhen Ruisheng Weiye Electronic.
Arnaldy, Defiana. 2012. Algoritma
Kriptografi & Contohnya, Sistem Keamanan Jaringan.
Astuti, N. W. 2012. Sistem Keamanan Ruangan Menggunakan Sensor
Passive Infra Red (PIR) KC7783R Dengan Mikrokontroler AT89S51.
Skripsi. Jurusan Fisika FMIPA Universitas Diponegoro, Semarang.
Bolton. 2015. Relay, Elektrodragon.
China. 2009. Element For Automation, Monitoring And Control , ELMARK.
Dermanto. 2014. Motor Servo. Desain Sistem Kontrol.
Devistha. 2012. Aplikasi Sensor PIR
(Passive Infrared) Sebagai Sistem Keamanan Ruangan Berbasiskan Mikrokontroler ATmega8535.
Skripsi. Akademi Teknik Telekomunikasi Sandhy Putra, Purwokerto.
GearBeast. 2016. Original Xiaomi Yi HD Smart WiFi IP Camera.
Germany. 2009. HC-SR501 PIR Motion Detector, Elektrodragon.
Juniarto. 2010. Buzzer, Juniarto1985's.
Kadir, Abdul. 2015. Panduan Praktis
Mempelajari Aplikasi
Mikrokontroler dan
Pemrogramannya Menggunakan Arduino, Andi Yogyakarta.
SeeedStudio. 2008. GSM SHIELD V.2, Amazon.
Upik, F. 2011. Perancangan Sistem
Kontrol Keamanan Ruang Berbasis SMS Menggunakan Modul GSM dan Mikrokontroler ATMega 8538.
Skripsi. Jurusan Teknik Fisika Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya.
Yudi, R. B. 2011. Konsep Keamanan,
