SISTEM KEAMANAN PERUMAHAN BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO

(1)

Housing Security System Based on Microcontroller Arduino Uno 1_{Andini Dani Achmad,}2_{Zaryanti Zainuddin,}3_{Juleo Toding;}4_{Rahmat Kalau}

E-mail: andini.achmad@gmail.com

1,2,3_{Teknik Elektro UNIFA, Makassar}

Abstract

This research was aimed at staking out a residential security system with simulation using microcontroller Arduino. Uno and test the residential security. This tools using Sensor PIR for detect Human movement in house and GSM Modem for sending a short message in n movement will give a dangerous signal to GSM Modem. Then GSM Modem will be sending a short message for owner of the phone.

Key words: Residential Security Systems & microcontroller Arduino Uno

PENDAHULUAN

Keamanan adalah salah satu hal yang sangat penting. Banyak hal yang akan dilakukan untuk menciptakan suasana menjadi aman. Rumah merupakan tempat tinggal yang harus dijaga keamanannya. Setiap orang selalu merasa resah saat meninggalkan rumah dalam keadaan kosong. Hal ini merupakan suatu kewajaran karena rumah adalah tempat menyimpan barang-barang berharga dan sangat pribadi.

Keamanan rumah yang biasa kita temukan menggunakan kamera CCTV. Namun dengan keamanan berupa kamera CCTV belum tentu membuat tuan rumah merasa tenang dan aman. Untuk itu diperlukan sebuah alat yang dapat mengetahui keberadaan seseorang yang masuk ke dalam rumah tanpa seizin pemilik saat rumah dalam keadaan kosong.

Penelitian sebelumnya telah dilakukan oleh Suhermanto dan Agung Nur Rohman, Jurusan Teknik Informatika SMIKOM Yogyakarta dengan judul Rancang Bangun Sistem Keamanan Kamar Kost menggunakan sensor PIR (Passive Infra-Red) yang berbasis Arduino Uno. Dengan sensor PIR yang mendeteksi manusia akan mengirim sinyal pada mikrokontroler Arduino. Setelah itu sinyal tersebut akan dikirim melalui koneksi serial modem GSM. Kemudian pesan dari modem GSM tersebut akan dikirim kepada

pemilik kost disertai dengan bunyi pada

buzzer.

Berdasarkan permasalahan di atas, maka dikembangkan Sistem Keamanan yang lebih luas dalam suatu kompleks yakni Sistem

Keamanan Perumahan Berbasis

Mikrokontroler Arduino Uno. METODE PENELITIAN

Bahan dan Alat

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

Tabel 1Daftar alat

No Nama Jumlah

1. Laptop dengan Spesifikasi: 1. Perangkat Keras a. Processor Intel(R) Pentium(R) CPU P6200 b. RAM 4969 MB c. Harddisk 500GB 2. Perangkat Lunak a. Sistem Operasi Windows 7 Ultimate b. IDE Arduino 1 unit

2. Tang pemotong 1 Buah

3. Tang penjepit 1 Buah

4. Alat Ukur (Multitester) 1 Unit

5. Pisau Cutter 1 Buah

6. Bor Listrik dan Gurinda 1 Buah 7. Solder, Timah dan Penghisap

Timah

1 Paket

(2)

Secara umum bahan-bahan yang digunakan adalah:

Tabel 2 Daftar Bahan

No Nama Jumlah 1. Arduino Uno 1 2. Lampu 4 3. Sensor PIR 2 4. Modem GSM 1 5. Ponsel 3

Waktu dan Tempat Penelitian

Proses pembuatan dan pengujian sistem di Taman Sudiang Indah Blok B 7 No. 3 pada bulan Juni 2015 s.d. September 2015.

Tahapan Penelitian

Gambar 1. Tahap-tahap penelitian

1. Adapun beberapa studi pustaka yang dikutip dari buku teks dalam proses pembuatan Tugas Akhir sebagai berikut:

Mikrokontroler ATMega 8353 dan

ATMega 16 menggunakan BASCOM-AVR, karangan Afrie Setiawan.

Diterbitkan oleh Penerbit Andi,

Yogyakarta, Tahun 2010

Arduino Itu Mudah, karangan Yuwono

Marta Dinata. Diterbitkan oleh Elex Media Komputindo, Surabaya, Tahun 2014

2. Perancangan alat yang dilakukan adalah merancang Sistem Keamanan Perumahan berbasis Mikrokontroler Arduino Uno menggunakan sensor PIR dan modem GSM sebagai acuan dalam perancangan alat ini. 3. Pembuatan alat dalam Sistem Keamanan

Perumahan berbasis Mikrokontroler

Arduino Uno sebagai berikut:

Sensor PIR bekerja sebagai alat mendeteksi pergerakan Manusia dalam rumah.

Mikrokontroler Arduino Uno bekerja sebagai penerima sinyal bahaya dari sensor PIR dan mengirim sinyal bahaya ke modem GSM.

Modem GSM bekerja sebagai mengirim

pesan singkat pada ponsel yang

menandakan adanya pergerakan

Manusia dalam rumah.

4. Pengujian alat yang di teliti bekerja dengan baik dan dapat digunakan sebagai Sistem Keamanan dalam rumah.

Diagram Blok Sistem

Untuk memudahkan pembuatan sistem secara keseluruhan, maka harus digambarkan terlebih dahulu menggunakan blok diagram. Untuk lebih lanjut bisa dilihat pada Gambar 2 di bawah ini.

Gambar 2. Blok Diagram

1. Sensor yang digunakan merupakan sensor PIR (Passive Infra-Red). Sensor ini akan mendeteksi pergerakan Manusia dalam rumah.

2. Mikrokontroler Arduino Uno berfungsi sebagai pemberi dan penerima sinyal. Apabila sensor PIR mendeteksi pergerakan

Manusia, maka mikrokontroler akan

menerima sinyal bahaya.

3. Modem GSM yang digunakan adalah tipe

SIM900 GPRS Shield. Berfungsi sebagai

pengirim pesan singkat ke ponsel.

4. Ponsel 1 sebagai pemilik rumah A, ponsel 2 sebagai pemilik rumah B, dan ponsel 3

sebagai satpam. Berfungsi sebagai

penerima pesan bahaya dari modem GSM.

Pengujian

Pada penelitian Sistem Keamanan Perumahan Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno ini menggunakan metode comparative testing, yaitu metode dengan melakukan pengujian

(3)

pada sistem yang dibuat dan dilihat hasil pengujian nya dengan sistem. Sistem yang

dibuat merupakan sistem yang dapat

menghubungkan sensor PIR, Arduino, dan Modem. Di mana alat tersebut akan menjadi sebuah sistem keamanan dalam rumah.

Langkah - langkah Pengujian

Adapun langkah-langkah sebagai berikut: 1. Pengujian perangkat lunak agar sistem

dapat bekerja dengan baik dan lancar. 2. Pengujian perangkat keras/elektronika agar

sistem dapat di simulasi kan menggunakan maket rumah.

Flowchart

Di bawah ini adalah Flowchart dari Sistem Keamanan Perumahan Berbasis Arduino Uno.

Gambar 3. Blok Flowchart

Penjelasan flowchart di atas adalah sebagai berikut:

1. Mulai menyalakan sistem keamanan

rumah.

2. Sensor PIR mendeteksi pergerakan

Manusia dalam rumah.

3. Mikrokontroler akan menerima sinyal bahaya dari sensor PIR ketika pergerakan Manusia terdeteksi.

4. Modem GSM akan mengirim pesan singkat

ke ponsel 1, ponsel 2, dan ponsel 3.

5. Jika pesan tidak terkirim makan pesan tidak akan diteruskan ke ponsel 1, ponsel 2, dan ponsel 3. Disebabkan pulsa modem habis atau sinyal pada modem jelek.

6. Ponsel 1, ponsel 2, dan ponsel 3 akan menerima pesan dari modem GSM.

Perangkat Lunak

Pembuatan perangkat lunak (software) dalam penelitian ini diperlukan agar sistem dapat bekerja dengan baik. Pembuatan program pada alat ini menggunakan software compiler IDE

Arduino. Penggunaan software ini merupakan

bentuk optimasi sistem dari seluruh sistem keamanan yang di jalankan. Sistem dari proyek ini memiliki tujuan utama untuk mengirimkan peringatan tanda bahaya berupa SMS (Short Message Service) kepada pemilik rumah, tetangga, dan satpam.

Spesifikasi perangkat lunak:

1. Sistem operasi yang digunakan adalah sistem operasi Windows 7 Ultimate.

2. Software pendukung compiler program C menggunakan program IDE Arduino. 3. Bahasa program yang digunakan pada

perancangan sistem adalah bahasa C. Pemilihan bahasa C dalam perancangan perangkat lunak ini karena:

Bahasa C merupakan bahasa yang

powerful dan fleksibel yang telah terbukti dapat menyelesaikan program-program besar seperti pembuatan sistem operasi, pengolah Gambar (seperti pembuatan game) dan juga pembuatan kompilator bahasa pemrograman baru. Bahasa C merupakan bahasa yang portabel sehingga dapat dijalankan di beberapa sistem operasi yang berbeda. Sebagai contoh program yang kita tulis dalam sistem operasi windows dapat kita kompilasi di dalam sistem operasi Linux dengan sedikit ataupun tanpa perubahan sama sekali.

Bahasa C merupakan bahasa yang sangat populer dan banyak digunakan oleh

programer berpengalaman sehingga

kemungkinan besar library pemrograman telah banyak disediakan oleh pihak luar/lain dan dapat diperoleh dengan mudah.

(4)

Perangkat Keras / Elektronika

Perangkat keras (Hardware) dalam penelitian ini diperlukan agar bisa di uji apakah alat tersebut dapat bekerja dengan baik atau tidak. Penggunaan hardware ini bertujuan untuk membuat alat yang dapat dijadikan sebagai sistem keamanan dalam rumah dan bisa digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Adapun langkah-langkah rangkaian

elektronika antara lain sebagai berikut:

1. Menguji alat pada sistem keamanan rumah berupa pembuatan mikrokontroler Arduino, modem GSM, sensor PIR, dan lampu LED di mana nanti nya akan digunakan menjadi suatu sistem bagi keamanan dalam rumah. Untuk lebih jelas nya dapat dilihat pada Gambar 4 di bawah ini.

Gambar 4. Rangkaian sistem keamanan perumahan

2. Rangkaian lampu led pada sistem keamanan rumah. Di mana led 1 adalah rumah A, led 2 adalah rumah B, led 3 adalah sensor PIR 1, dan led 4 adalah sensor PIR 2. Untuk lebih jelas nya dapat dilihat pada Gambar 5 di bawah ini.

Gambar 5. Lampu LED pada sistem keamanan rumah.

3. Modem GSM SIM900 GPRS Shield

Alat ini berfungsi sebagai pengiriman data berupa SMS atau pesan singkat yang menggunakan GSM (Global System for

Mobile Communication). Modem ini hanya

bisa berfungsi menggunakan bahasa

pemrograman ATcommand. Provider yang

digunakan pada modem ini adalah

menggunakan kartu 3 (Tri). Untuk lebih jelas nya dapat dilihat pada Gambar 6 di bawah ini.

Gambar 6. Rangkaian Modem GSM SIM900 GPRS shield

4. Sistem Minimum Mikrokontroler Arduino

Uno

Alat ini berfungsi sebagai pengelola data yang

diterima dari sensor PIR. Kemudian

memberikan keluaran berupa perintah yang dimasukkan ke program yang telah dibuat di dalamnya. Untuk lebih jelas nya dapat dilihat pada Gambar 7 di bawah ini.

(5)

Sambungan Sistem Keamanan Rumah

Sambungan pada mikrokontroler Arduino, modem GSM, sensor PIR, dan lampu LED pada sistem keamanan rumah. Untuk lebih jelas nya dapat dilihat pada Gambar 8 di bawah ini.

Gambar 8. Gambaran umum pada sambungan sistem keamanan rumah

VCC adalah Voltage Collector Collector yang artinya tegangan supply pada rangkaian komponen utama transistor. Bisa dilihat pada Gambar di atas VCC pada mikrokontroler Arduino Uno memberikan tegangan sebesar 5 volt pada sensor PIR 1 dan sensor PIR 2 guna untuk mendeteksi pergerakan manusia.

TX adalah jalur transmitted/pengiriman data. Bisa dilihat pada Gambar di atas TX pada modem GSM dihubungkan dengan pin 6 pada mikrokontroler Arduino Uno guna untuk mengirimkan sinyal dari modem ke mikrokontroler Arduino Uno.

RX adalah jalur receiver/penerima data Bisa dilihat pada Gambar di atas RX pada modem GSM dihubungkan dengan pin 7 pada mikrokontroler Arduino Uno guna untuk menerima sinyal dari mikrokontroler

Arduino Uno.

OUTPUT memberikan sinyal. Bisa dilihat

pada Gambar di atas OUTPUT pada mikrokontroler Arduino Uno memberikan sinyal pada sensor PIR 1, sensor PIR 2, dan 4 buah LED. Di mana sensor PIR 1 terhubung ke Arduino Uno menggunakan pin 2, sensor PIR 2 menggunakan pin 4, led sensor PIR 1 menggunakan pin 8, led sensor PIR 2 menggunakan pin 12, led rumah A

menggunakan pin 10, dan led rumah B menggunakan pin 11.

GND adalah Ground bertujuan untuk tegangan pencatu daya negatif. Bisa dilihat pada Gambar di atas Ground pada mikrokontroler Arduino Uno dihubungkan dengan Ground pada modem GSM. Dan

Ground pada mikrokontroler Arduino Uno

dihubungkan dengan sisi negatif dari sensor PIR dan LED.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pembahasan

Setelah proses perancangan alat telah selesai digunakan, maka dilakukan pengujian alat dan pengumpulan data berupa mensinkronisasi antara Arduino, modem, sensor PIR, dan

ponsel sehingga dapat menerima

pemberitahuan yang akan diterima berupa pesan singkat atau SMS. Berdasarkan hasil penelitian dan percobaan yang telah dilakukan oleh peneliti, Sistem Keamanan Perumahan Berbasis mikrokontroler Arduino Uno berhasil dirancang dan dapat diujikan dengan baik. Hal ini dapat dilihat dari data hasil pengujian alat.

Pengujian Alat

Pengujian dilakukan dengan cara

mengusapkan tangan pada sensor PIR sehingga sensor dapat mengirim sinyal ke mikrokontroler dan akan di teruskan pada ponsel melalui modem GSM. Pengujian ini sangat penting untuk mengetahui apakah rangkaian yang dibuat ini dapat bekerja dengan baik atau tidak. Pengujian dilakukan dengan objek yang bergerak seperti manusia. Untuk tahap pengujiannya sebagai berikut: 1. Jika semua alat telah aktif, maka sensor PIR

mampu bekerja dengan memberikan umpan kepada mikrokontroler.

2. Perintah yang telah dibuat akan dimasukkan ke dalam chip mikrokontroler yang akan merespon lampu LED dan modem GSM. 3. Program yang di input pada mikrokontroler

akan mengatur mikrokontroler dan modem GSM agar terkoneksi satu dengan yang lain. 4. Jika kondisi tersebut belum sesuai dengan prosedur yang telah dibuat maka akan dilakukan pengecekan dan penyetingan ulang program pada mikrokontroler.

(6)

5. Lakukan pengujian hingga berhasil.

Hasil Pengujian Alat

1. Pengujian jarak sensor dengan Manusia

Pengujian ini dilakukan dengan cara

mengukur jarak sensor PIR dengan manusia. Di mana masing-masing jarak antara sensor dan manusia telah di uji serta menunggu delay dari ponsel 1,2, dan 3 apakah menerima SMS atau tidak. Data pengujian bisa dilihat pada Tabel di bawah sebagai berikut:

Tabel 3. Hasil Pengujian alat jarak sensor PIR A dengan Manusia No. Jarak PIR A (cm) Status PIR A Ponsel 1 Delay (s) Ponsel 2 Delay (s) Ponsel 3 Delay (s) 1. 100 On M sms 2 M sms 3 M sms 2,5 2. 200 On M sms 2 M sms 3,5 M sms 3 3. 300 On M sms 2,5 M sms 4 M sms 3,5 4. 400 On M sms 3 M sms 4,5 M sms 4 5. 500 On M sms 2,5 M sms 4 M sms 3,5

Pada Tabel 3 menunjukkan keaktifan dari sensor PIR A mengirimkan sinyal ke modem dan mengirimkan pesan singkat pada ketiga ponsel. Tiap pengiriman pesan singkat dari modem GSM ke ponsel memiliki jeda waktu yang berbeda dari tiap ponsel. Pada jarak 100 cm, status sensor PIR A akan aktif dan ponsel 1 = 2s, ponsel 2 = 3s, dan ponsel 3 = 2,5s. Pada jarak 200 cm, status sensor PIR A akan aktif dan ponsel 1 = 2s, ponsel 2 = 3,5s, dan ponsel 3 = 3s. Pada jarak 300 cm, status sensor PIR A akan aktif dan ponsel 1 = 2,5s, ponsel 2 = 4s, dan ponsel 3 = 3,5s. Pada jarak 400 cm, status sensor PIR A akan aktif dan ponsel 1 = 3s, ponsel 2 = 4,5s, dan ponsel 3 = 4s. Pada jarak 500 cm, status sensor PIR A akan aktif dan ponsel 1 = 2,5s, ponsel 2 = 4s, dan ponsel 3 = 3,5s.

Tabel 4. Hasil Pengujian alat jarak sensor PIR B dengan Manusia No Jarak PIR B (cm) Status PIR B Ponsel 1 Delay (s) Ponsel 2 Delay (s) Ponsel 3 Delay (s) 1. 100 On M sms 3,4 M sms 2 M sms 2,5 2. 200 On M sms 4 M sms 2,5 M sms 3 3. 300 On M sms 4,5 M sms 2 M sms 3 4. 400 On M sms 5 M sms 3,5 M sms 4 5. 500 On M sms 4,5 M sms 3 M sms 3,5

Pada Tabel 4 menunjukkan keaktifan dari sensor PIR B mengirimkan sinyal ke modem dan mengirimkan pesan singkat pada ketiga ponsel. Tiap pengiriman pesan singkat dari modem GSM ke ponsel memiliki jeda waktu yang berbeda dari tiap ponsel. Pada jarak 100 cm, status sensor PIR B akan aktif dan ponsel 1 = 3,5s, ponsel 2 = 2s, dan ponsel 3 = 2,5s. Pada jarak 200 cm, status sensor PIR B akan aktif dan ponsel 1 = 4s, ponsel 2 = 2,5s, dan ponsel 3 = 3s. Pada jarak 300 cm, status sensor PIR B akan aktif dan ponsel 1 = 4,5s, ponsel 2 = 2s, dan ponsel 3 = 3s. Pada jarak 400 cm, status sensor PIR B akan aktif dan ponsel 1 = 5s, ponsel 2 = 3,5s, dan ponsel 3 = 4s. Pada jarak 500 cm, status sensor PIR B akan aktif dan ponsel 1 = 4,5s, ponsel 2 = 3s, dan ponsel 3 = 3,5s.

Pada keadaan sensor PIR A dan sensor PIR B Aktif, maka ketiga ponsel tersebut dapat menerima SMS dengan sensor PIR yang mendeteksi ada nya pergerakan manusia maka sensor PIR akan mengirimkan sinyal pada mikrokontroler. Sehingga mikrokontroler akan mengirimkan sinyal ke modem GSM yang nanti nya akan di kirim melalui ponsel. Bisa dilihat pada Gambar 9 di bawah ini.

Gambar 9. Contoh SMS yang diterima

Gambar di atas menunjukkan informasi kepada tuan rumah, tetangga, dan satpam bahwa adanya pencuri yang masuk ke dalam rumah. Dengan cara modem GSM mengirim sms pada ponsel. Apabila sensor PIR mendeteksi gerak manusia maka sinyal akan masuk ke dalam Arduino Uno dan modem GSM akan mengirim pesan singkat pada ke tiga ponsel tersebut.

(7)

PENUTUP

Kesimpulan

Berdasarkan hasil simulasi dari Sistem

Keamanan Perumahan Berbasis

Mikrokontroler Arduino Uno. Kemudian dilakukan pengujian alat, maka diperoleh

beberapa kesimpulan dan saran yang

diharapkan berguna untuk perbendaharaan ilmu dan teknologi serta kelanjutan dalam penyempurnaan alat ini.

Berdasarkan studi dan pengujian yang dilakukan pada bab sebelumnya, makan dapat disimpulkan beberapa hal antara lain:

1. Pembuatan sistem keamanan rumah

berbasis mikrokontroler Arduino Uno seperti sensor PIR, modem GSM, dan Arduino Uno telah melalui tahap pengujian dan dapat bekerja dengan baik.

2. Sensor PIR (Passive Infra-Red) pada Sistem

Keamanan Rumah dapat mendeteksi

pergerakan manusia dalam rumah dengan jarak antara 100 500 cm.

3. Pengujian cara kerja Arduino Uno, sensor PIR, dan modem GSM pada sistem keamanan rumah bisa terhubung dengan baik dan benar.

Saran

Alat ini dapat dikembangkan lebih lanjut sehingga bisa menjadi sempurna, beberapa pengembangan yang bisa dilakukan di antaranya adalah:

1. Untuk sensor PIR ke depannya bisa ditambahkan dan ponsel untuk menerima

sms bisa ditambahkan juga guna

mempersempit luas gerak sang pencuri untuk melakukan tindakan kriminal.

2. Alat ini ditambah dengan menggunakan

buzzer supaya pencuri yang berada dalam

rumah menjadi panik jika sensor menyala. 3. Untuk provider nya bisa menggunakan

kartu SIM yang lain dan mendukung GSM. Bisa juga ditambahkan fitur lain seperti pengontrol pintu jarak jauh, sehingga ketika pencuri berhasil masuk ke dalam rumah maka secara otomatis dari jauh pemilik rumah dapat menutup pintu sehingga pencuri terjebak di dalam rumah.

REFERENSI

Setiawan, Afrie. Mikrokontroler ATMEGA

8353 dan ATMEGA 16 menggunakan BASCOM-AVR . Yogyakarta: 2010

Dinata, Marta, Yuwono. Arduino Itu

Mudah . Surabaya: 2014

Lingga, Wardana. 2006 Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri Atmega 8353 simulasi, hardware, dan aplikasi . Penerbit

Andi. Yogyakarta.

Prima, Berri. 2013. Perancangan Sistem Keamanan Rumah Menggunakan Sensor PIR (Passive Infra-Red) Berbasis Mikrokontroller . Skripsi. Universitas Maritim Raja Ali Haji.

Andriyanto, Jeffri, dan Noor, Novraddin, Axis,

Muhammad. 2014. Sistem Keamanan

Rumah Menggunakan Sensor Gerak Pasif Infra-Red . Skripsi. Universitas Bina

Nusantara.

Naskan. 2015. Konsep Dasar

Mikrokontroler . Jurnal. STMIK AMIKOM Yogyakarta.

Suhermanto, dan Rohman, Nur, Agung. 2014.

Rancang Bangun Sistem Keamanan Kamar Kost Menggunakan Sensor Passive Infra-Red dan Berbasis Arduino Uno .

Skripsi. STMIK AMIKOM Yogyakarta. Rahajoeningroem, Tri, dan Wahyudin. 2013.

Sistem Keamanan Rumah Dengan Monitoring Menggunakan Jaringan Telepon Selular . Skripsi. Universitas

Komputer Indonesia (UNIKOM).

Fadilah, Ahmad. 2011 Pengaruh