Rancang Bangun Sistem Pengunci Pintu Otomatis Berbasis RFID dan Arduino Uno
M. Fahrozy Prayogo 202350073
Jurusan Teknik Informatika Universitas Harapan Medan, Medan Corresponding Author : ozifahroziop@gmail.com
PENDAHULUAN
Pintu adalah hal yang penting dalam sistem keamanan karena pintu merupakan akses utama untuk masuk. Saat ini untuk mengamankan pintu digunakan kunci mekanik yang bersifat manual. Seiring perkembangan teknologi, sistem keamanan pintu juga turut berkembang. Berbagai sistem keamanan pintu digital telah dikembangkan. Selama ini secara umum proses buka tutup pintu dilakukan secara manual kurang efektif misalnya penghuni rumah harus secara langsung membuka pintu ruangan secara manual dengan cara menarik atau mendorongnya dengan tangan, padahal untuk kondisi tertentu seperti pada saat hujan melakukan buka tutup pintu rumah dengan manual akan repot apalagi penghuni rumah mewah yang ingin semua serba praktis.
Saat ini tingkat kriminalitas semakin meningkat seiring dengan perkembangan zaman dan kemajuan teknologi. Beberapa teknik dan metode telah diciptakan untuk membentuk suatu sistem keamanan yang tangguh sehingga tidak mudah dilalui oleh pihak yang tidak berhak. Salah satu objek yang banyak dikaji dalam sistem keamanan adalah pintu akses keluar masuk ruangan.
Maka dari itu perlu adanya sistem keamanan yang lebih baik untuk meningkatkan keamanan ruangan, pada penelitian ini digunakan NFC Reader & NFC Tag sebagai kunci untuk akses masuk dan keluar sebuah ruangan.
Tujuan dari projek ini agar mempermudah pengguna dalam mengakses pintu ruangan yang modern seperti di masa depan dimana system kunci pintu sudah sangat terjaga dan aman oleh alat yang modern, maka bisa dirangkum bahwa alat keamanan ruangan yang tepat dan tidak bisa diduplikat kuncinya yaitu NFC Reader & NFC Tag yang bisa diakses oleh pintu keluar dan masuk ruangan sehari-hari.
BAHAN DAN METODE Bahan
Alat dan bahan yang dibutuhkan dalam projek ini adalah komputer/laptop, Arduino Uno, LCD 16x2, I2C Module, Servo Motor, Grendel Pintu, Iron Stick, Kabel Jumper, ID Card, Sensor RFID dan Project Board.
Metode
Metode yang digunakan adalah metode Research and Development (R&D). metode R&D adalah metode membuat suatu produk dan menguji keefektidannya. Tahapan dari metode R&D adalah potensi masalah, perancangan sistem, pembuatan dan penyempurnaan alat, pengujian alat.
Metodelogi perancangan dan pembuatan Pintu Otomatis Menggunakan RFID dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Tidak
Tahap awal adalah potensi dan masalah. Dalam tahap ini dilakukan analisa yang terjadi pada sistem pengunci pintu sebelumnya, seperti kendala yang terjadi dan apa penyebab terjadinya masalah tersebut. Setelah itu ditentukan sistem pengunci pintu yang baru untuk mengatassi kendala yang terjadi sebelumnya.
Tahap selanjutnya adalah perancangan sistem yang dibagi dalam dua tahap perancangan yaitu perancangan perangkat keras (Hardware) dan perancangan perangkat lunak (Software).
Mulai
Mencari Reverensi
Analisa Kebutuhan
Perencanaan dan perancangan
Pembuatan dan Penyempurnaan
Alat
Pengujian Alat
Pengujian Berhasil
Analisis Data
Membuat Laporan
Selesai
Perbaikan Alat
Gambar 1 Diagram Rangkaian
Gambar 1 adalah diagram rangkaian sistem. Kemudian pada perancangan perangkat lunak dijelaskan bagaimana alur program dari sitem ini, mulai dari mendapatkan ID, mencocokkan dengan ID yang diizinkan, sampai mengirimkan sinyal kepada servo untuk bekerja membuka dan menutup.
Ya
Tidak
Tahap selanjutnya adalah pembuatan dan penyempurnaan alat. Terdapat tiga proses dalam tahap ini yaitu perakitan awal, pemrograman dan perakitan akhir. Perakitan awal adalah awal dimulainya proses pengerjaan dengan melakukan pengumpulan bahan komponen
Mulai Baca ID Card Mencocokan ID yang
didapat dengan ID yang diizinkan
Cocok?
Izinkan Servo Membuka Kunci Selesai
alat yang didapat dari toko online kemudian dilanjutkan perakitan awal, yaitu merakit semua komponen yang sudah didapat dengan media Project Board dan dihubungkan dengan kabel jumper. Selanjutnya dilakukan pemrograman dengan mengambil data UID Card dan memasukkan dalam program. Pembuatan dan penyempurnaan alat diakhiri dengan perakitan akhir dengan membuat Board sebagai tempat sebagian besar komponen.
Terakhir, melakukan uji coba secara berulang untuk menguji efisiensi dan keamanan dari alat Pintu Otomatis. Setelah uji coba berhasil tahap selanjutnya adalah membuat laporan penelitian.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah RFID system direalisasikan, perlu dilakukan berbagai pengujian untuk mengetahui cara kerja perangkat dan menganalisa tingkat reliabilitas, kelemahan dan keterbatasan spesifikasi fungsi dari alat yang telah dibuat. Selain itu, pengujian ini juga dilakukan untuk mengetahui bagaimana pengkondisian sistem agar alat ini dapat bekerja dengan optimal. Tahapan - tahapan yang dilakukan untuk membuat Pintu Otomatis Menggunakan RFID sebagai berikut:
1. Program Arduino
Pemograman melalui Arduino pengujian ini dilakukan dengan menggunakan aplikasi arduino, aplikasi Arduino digunakan adalah versi 2.0.Pengujian Arduino ini dilakukan untuk mengetahui cara kerja dan fungsi dari masing masing komponen utama serta mengetahui cara pengoperasian dari alat ini.
Gambar 2 Aplikasi Arduino Uno 2.0
2. Pemasangan dan Pemrograman
Pengujian rangkaian RFID yaitu dengan cara menempelkan card di RFID, maka otomatis data pada card akan terbaca dan dikirim ke Arduino. Adapun program untuk membaca data yang ada di RFID.
Gambar 3 Program RFID
Uji coba jarak modul pembaca RFID dengan Tag Card bertujuan untuk mengetahui berapa jarak pendeteksian RFID Tag Card yang dapat dilakukan oleh RFID Reader.
Gambar 4 Pemasangan RFID
3. Pemasangan Servo
Servo disini berfungsi sebagai alat untuk menggerakkan grendel/kunci, Servo akan pisangkan langsung pada arduino, bila user membawa ID card yang sudah terdaftar pada program, RFID Reader akan mengirimkan pesan ke servo untuk bergerak 135 Derajat untuk membuka kunci, dan 55 Derajat untuk menutup kunci, jika user tidak membawa ID card atau membawa ID card yang tidak terdaftar, maka RFID Reader akan menolak mengirimkan sinyal ke servo.
Gambar 5 Program Kunci Servo
Gambar 6 Pemasangan Servo
4. Pemasangan LCD
Bagian ini hanya terdiri dari sebuah Lcd 16x2 karakter yang berfungsi sebagai tampilan dari Card RFID. Lcd akan dihubungkan langsung ke Arduino.
Gambar 7 Pemasangan LCD
Pengujian Lcd akan menampilkan keterangan dari card dan RFID Card. Jika IDcard terdaftar maka Lcd akan menampilkan "Pintu Terbuka" dan “Pintu Terkunci”. jika IDcard tidak sesuai maka Lcd akan menampilkan “Akses Ditolak!”.
PENGUJIAN ALAT
Dalam pengujian alat ini,semua komponen telah dipasang dan diprogram pada sebuah Project Board. Pengujian dilakukan dengan menempelkan kartu RFID pada RFID Reader.
Pengujian ini akan diuji beberapa komponen, yaitu:
1. RFID
Pengujian dilakukan dengan mendekatkan RFID Tag Card ke RFID. Reader dengan jarak tertentu dan kemudian diukur oleh mistar ukur. Apabila RFID Tag Card terdeteksi oleh RFID maka servo akan membuka/menutup pintu. Apabila kartu RFID tidak sesuai pintu tetap tertutup.
Gambar 8 Jarak Kartu Pada RFID Reader
Pengujian kemampuan jarak dari sensor dan ID dari kartu RFID dapat dilihat dari table berikut ini.
Uji Coba Jarak Sensor Pada RFID
1cm 2cm 3cm 4cm 5cm 6cm 1 Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi 2 Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi Tidak
Terdeteksi 3 Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi Tidak
Terdeteksi 4 Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi Tidak
Terdeteksi 5 Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi Terdeteksi Tidak
Terdeteksi
Tabel 1 Pengujian jarak sensor terdeteksi antara kartu dengan reader hanya berjarak sampai 5cm, apabila melebihi batasan Reader, sensor tidak bereaksi
Kartu ID pada RFID
Kartu Kode Card Status Tampilan LCD Servo
1 73 4F DC 2E Berhasil Pintu Terbuka Kunci Terbuka
RFID Tag - Gagal Akses Ditolak No Respons
Tabel 2 Pengujian ID Kartu
Pada Tabel 2, Kartu pertama dengan id sesuai maka sensor terdekteksi dan Lcd akan menampilkan Pintu Terbuka/Pintu Tertutup ,dan apabila kartu tidak sesuai, pada pengujian diuji menggunkan RFID Tag yang tidak terdaftar, maka Lcd akan menampilkan “Akses Ditolak!” dan Servo tidak membuka kunci.
RFID
1 Detik Tidak Terbaca
2 Detik Terbaca
3 Detik Terbaca
4 Detik Terbaca
5 Detik Terbaca
Tabel 3 Pengujian Kepekaan Kartu
Pada table 3, uji coba tag pada kartu dihitung dari satuan detik, reader dapat membaca hanya 2 sampai 3 detik saja. Reader hanya membaca tag dari hasil terakhir card ditempelkan
Prototype perangkat keras yang telah berhasil dibuat pada projek ini, perangkaian alat secara keseluruhan sesuai dengan judul judul yang direncanakan yaitu rancang bangun Sistem Pengunci Pintu Berbasis RFID dan Arduino Uno. Adapun hasil rangkaian alat ditunjukkan pada gambar dibawah ini :
Gambar 9 Hasil Rangkaian Perangkat Keras
a. Pengujian pada tahap menyalakan alat
Pada tahap ini alat di uji coba terlebih dahulu akan di sambungkan ke laptop, setelah alat menyala Maka akan terlihat pada gambar dibawah ini
Gambar 10 Tampilan Alat Pada Saat Menyala
b. Pengujian alat pada tahap membuka kunci
RFID yang kodenya sudah terdaftar pada program sudah bisa mendekatkan card ke RFID Reader, pada saat scan, servo akan bergerak 135 derajat yang membuat kunci pintu terbuka secara otomatis.
c. Pengujian alat pada saat menutup kunci
Gambar 12 Pengujian alat saat pintu tertutup
RFID yang kodenya sudah terdaftar pada program sudah bisa mendekatkan card ke RFID Reader, pada saat scan, servo akan bergerak 55 derajat yang membuat kunci pintu tertutup secara otomatis.
Gambar 11 Tampilan Alat Saat Pintu Terbuka
Gambar 13 Pengujian alat menggunakan ID yang kodenya tidak terdaftar
RFID card yang kodenya tidak terdaftar pada program tidak bisa membuka/menutup kunci, LCD akan menampilkan “Akses Ditolak!” dan servo tidak merespon.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil projek yang telah dibuat, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa 1. Pintu otomatis menggunakan RFID dibuat dan dioperasikan oleh Arduino sebagai
pusat kendali rangkaian dan diprogram menggunakan aplikasi Arduino versi 2.0.
2. Prototipe kunci pintu otomatis menggunakan RFID ini dapat beroperasi dengan baik. Kemampuan sensor RFID mendekteksi id antara Card dan Reader jarak maksimalnya 5cm. Kemampuan Reader untuk mendekteksi kartu id 2 sampai 3 detik mulai saat kartu id ditempelkan pada Reader. Sistem servo pada pintu otomatis ini akan bekerja bila id benar.
REFERENSI
Fendi Hermawanto, H. J. (2022). Rancang Bangun Sistem Pengunci Pintu Berbasis RFID dan Arduino pada Laboratorium Komputer Jurusan Teknik Informatika. Jurnal Pengelolaan Laboratorium
Pendidikan .
Geo Fillial Agiv Winagi, T. N. (2019). Rancang Bangun Pintu Otomatis dengan Menggunakan RFID.
Jurnal Teknik Elektro Dan Komputer Triac .
PRAKOSO, A. Kunci Pintu Otomatis Berbasis Arduino dan RFID. Academia.
