1
1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang Perkembangan
yang
pesat
dibidang
teknologi
komputer,
elektronika,
telekomunikasi maupun mekanik telah menghasilkan berbagai aplikasi canggih dan cerdas yang merubah kehidupan manusia pada saat ini dan mendatang. Pada kenyataannya sebagian besar rumah hanya dijadikan tempat peristirahatan, sedangkan untuk mengontrol ataupun monitoring dilakukan dengan cara manual, dengan kata lain dikerjakan sendiri oleh pemilik rumah. Terkadang muncul pemikiran untuk memiliki rumah yang benar-benar bisa mengerti keinginan pemiliknya membayangkan rumah yang cukup pintar (smart home) untuk bisa mengurangi beban kerja di rumah. Apalagi jika bisa memiliki akses kontrol dan monitoring secara melalui sebuah komputer. Sistem keamanan pada rumah pintar adalah salah satu aspek penting. Karena pemilik rumah akan merasa lebih tenang ketika di rumah ataupun di luar rumah. Sistem keamanan yang dapat dimonitoring melalui web akan sangat berguna untuk pemilik rumah ketika pemilik berada di luar jangkauan rumah.
1.2. Perumusan Masalah Masalah yang dihadapi adalah:
Bagaimana membangun system security yang termonitor menggunakan microcontroller dilengkapi dengan beberapa sensor.
Bagaimana membangun authentication, authorization, accounting pada system security rumah pintar.
Bagaimana membangun aplikasi pada web server yang melakukan komunikasi antara mikrokontroler Arduino dengan Modul Wiznet.
Bagaimana membangun interface pada web server berupa aplikasi untuk mengontrol system pada rumah pintar.
Bagaimana membangun database pada sistem kontrol pusat.
2
1.3. Tujuan Adapun tujuan dari tugas akhir ini adalah :
Membuat sistem kontrol pusat untuk melayani koneksi dari mikrokontroler Arduino.
Membuat sebuah sistem anti maling (Anti Thief System) pada mikrokontroler Arduino.
Membuat aplikasi client yang dapat melakukan request data ke Web Server.
Membuat sebuah database untuk penyimpanan informasi accounting.
Menerapkan sebuah sistem RFID pada pintu rumah pintar.
1.4. Manfaat Adapun manfaat dari pembuatan tugas akhir ini adalah:
Memberikan sekuritas pada rumah pintar yang merupakan aspek penting pada sistem rumah pintar.
Dapat mencegah terjadinya tindakan kriminalitas yang tidak diinginkan.
Dapat memberi peringatan dini ketika terjadi gejala bencana alam.
Dapat meningkatkan keamanan dan keselamatan bagi pemilik rumah.
1.5. Metode Pelaksanaan Tugas Akhir Pembuatan Tugas Akhir ini dilakukan dengan menggunakan metodologi sebagai berikut: 1. Pemahaman Sistem dan Studi literatur Mempelajari berbagai macam literature tentang konsep-konsep yang berkaitan dengan rumusan masalah, antara
lain pengembangan
aplikasi
pada
mikrokontroler Arduino, komunikasi antara mikrokontroler Arduino dengan server dan pengembangan aplikasi pada device Blackberry. 2. Perancangan Sistem Pada tahap ini dilakukan analisa awal dan pendefinisian kebutuhan sistem untuk mengetahui masalah yang sedang dihadapi. Dari proses tersebut selanjutnya dirumuskan arsitektur sistem baik secara global maupun detailnya.
3
3. Implementasi dan pembuatan sistem Pada tahap ini dilakukan pengembangan sistem sehingga rancangan sistem dapat memenuhi spesifikasi permasalahan yang dihadapi. Implementasi dilakukan dengan menggunakan bahasa pemrograman C pada mikrokontroler Arduino.PHP pada Web server dan frekuensi gelombang radio pada RFID. 4. Uji coba dan evaluasi Pada tahap ini akan dilakukan pengujian terhadap sistem dengan menggunakan skenario yang sudah disiapkan. Uji coba dan evaluasi perangkat dilakukan untuk mencari masalah yang mungkin timbul, mengevaluasi jalannya program, dan mengadakan perbaikan jika ada kekurangan.
2. Teori Dasar 2.1. Mikrokontroler Arduino Arduino adalah sebuah mikrokontroler yang bersifat open-source . Hardware mikrokontroler Arduino diprogram dengan menggunakan bahasa pemrograman wiringbased yang berbasiskan syntax dan library. Pemrograman wiring-based ini tidak berbeda dengan C/C++, tetapi dengan beberapa penyederhanaan dan modifikasi. Untuk memudahkan dalam pengembangan aplikasinya, mikrokontroler Arduino juga menggunakan Integerated Development Environment (IDE) berbasis processing. Mikrokontroler Arduino dapat dipasangkan dengan bermacam-macam sensor dan actuator lainya.
2.2. Sensor Sensor adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.
4
2.3. WizFi210 WizFi210 adalah Perangkat yang dilengkapi dengan fitur WiFi untuk pertukaran data. Modul ini produksi dari WizNET yang berfungsi sebagai konversi antarmuka dari serial to WiFi ataupun sebaliknya. Modul ini telah mendukung LimitedAP.
2.4. PHP CodeIgniter CodeIgniter adalah sebuah open-source framework PHP yang menerapkan disain Model-View-Controller pada framework-nya. CodeIgniter diciptakan oleh Rick Ellis pada versi pertamanya menggunakan PHP 4. Dokumentasi yang baik, dukungan komunitas yang besar, fleksibelitas dalam pengembangannya membuat CodeIgniter menjadi framework yang popular diantara framework PHP lainnya. Keunggulan utama CodeIgniter dibandingkan framework lainnya adalah CodeIgniter memiliki kesederhanaan dalam pengembangannya, sehingga mudah untuk dipelajari. Selain itu keunggulan lainnya adalah CodeIgniter merupakan sebuah framework yang ringan dan tidak membebani server ketika menangani load yang besar dari client. Maka dari itu, CodeIgniter memiliki performa yang lebih baik diantara framework lainnya. Aplikasi CodeIgniter adalah aplikasi yang menerapkan konsep tiga tingkat. Tingkat-tingkat itu diantaranya Model-View-Controller. Controller adalah layer dimana fungsi-fungsi logika dijalankan. Model merupakan layer yang menghubungkan basis data dengan
aplikasi.
Sedangkan
View
merupakan
tempat
dimana
interface
diimplementasikan. 2.5. Blackberry BlackBerry merupakan Perangkat Selular atau handphone pintar yang memiliki kemampuan layanan Push E-Mail, Telepon, Sms, menjelajah internet (browsing), juga berbagai kemampuan nirkabel lainnya. Belakangan ini penggunaan blackberry yang begitu canggih dan lebih dari handphone sederhana ini begitu fenomenal.
5
3. Bentuk Tugas Akhir 3.1. Deskripsi Alat Adapun alat-alat yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah:
Arduino UNO : Mikrokontroler yang digunakan sebagai pengatur sensor dan Aktuator.
Sensor Gerak : Sensor yang dapat mendeteksi gerakan disekitarnya.
Sensor Gas : Sensor yang dapat mengukur senyawa gas di udara.
Sensor Barometric : Sensor yang dapat mengukur tekanan udara.
Sensor Getar : Sensor yang dapat mendeteksi getaran yang diterimanya.
Webcam : Perangkat yang dapat merekam gambar.
Servo motor : Alat yang dapat menggerakkan alat lainnya.
WizFi210 : Modul yang dilengkapi dengan WiFi untuk pertukaran data.
DFRduino Ethernet Shield : Shield yang dilengkapi dengan modul digunakan untuk mengirimkan serial ke WiFi Via LAN.
RFID : Perangkat yang menggunakan frekuensi radio untuk mengidentifikasi orang atau benda.
Sirene : Alarm yang dapat memberikan peringatan dari tiap-tiap sensor.
Personal Computer : Perangkat yang mengontrol semua mokrokontroler dalam rumah pintar.
Blackberry : Perangkat yang digunakan sebagai interface.
3.2. Cara Kerja Alat Ide awal dari system ini adalah membangun sebuah rumah pintar dengan Konsep smart dan pervasive yang terdiri dari perangkat kontrol, monitoring dan otomatisasi beberapa perangkat atau peralatan rumah yang saling berinteraksi dan dapat diakses melalui sebuah komputer maupaun device pemilik rumah. Monitoring dilakukan menggunakan beberapa sensor dan kamera yang dihubungkan pada komputer. Pada sistem kontrol, komputer dapat memberikan perintah langsung untuk mengaktifkan equipment. Apabila terjadi bahaya atau kerusakan pada equipment tersebut, maka secara otomatis komputer akan memberikan report kepada pemilik. Seluruh report tersebut akan disimpan kedalam database, sehingga pemilik rumah dapat mengetahui setiap saat
6
kejadian yang terjadi didalam rumah dan diharapkan dapat menghasilkan suatu rumah yang nyaman dan aman. 3.2.1.
System Security Sistem sekuriti adalah sistem yang dirancang untuk bagian keamanan rumah pintar. Pertama, dari bagian pagar digunakan sebuah sistem Security
Gate.
Selanjutnya,
pintu
menggunakan
sebuah
sistem
Authentication Door dan Anti Thief System.
3.2.1.1.
Security Gate Untuk
membuka
security
gate
dalam
rumah
pintar
ini
menggunakan sebuah device Blackberry. Device ini masuk ke sebuah web server melalui DFRduino Ethernet Shield untuk memberi perintah servo motor membuka pagar, melalui mikrokontroler Arduino. Bila device tidak dikenal database, maka tidak akan terjadi apa – apa pada pagar. 3.2.1.2.
Authentication Door Pada sistem keamanan pintu diaplikasikan sistem RFID sebagai
otentikasi, lalu PC akan melakukan otorisasi melalui database untuk mengerakan servo motor melalui mikrokontroler Arduino agar kunci pintu tebuka. Masing-masing penghuni memiliki otentikasi yang berbeda dan setiap kali pintu di akses akan di catat dalam data base. 3.2.1.3.
Anti Thief System
Anti Thief System adalah sebuah system untuk mencegah tindak kriminalitas dalam rumah. Sistem ini bermula dari penambahan infra red emitter dan receiver di pinggiran pintu. RFID reader akan membaca RFID card yang sudah ditambahkan dalam database. Bila sesuai database infra red akan di non aktifkan dan sebaliknya. Jika infra red aktif dan pintu terbuka, maka akan diberi statement alarm untuk berbunyi dan kamera mengambil gambar saat itu juga.
7
3.2.2.
Disaster Recovery System Disaster Recovery System adalah sistem yang dirancang untuk mengantisipasi adanya bencana (menggunakan sensor gas, getar, dan barometric) dan menjaga sistem jika terjadi pemutusan arus listrik.
3.2.2.1. Fire and Gas Leak Warning Sensor gas akan mengukur senyawa gas yang di udara dan akan mendeteksi asap bila terjadi kebocoran gas. Sensor gas akan mengirim data ke mikrokontroler yang akan dilanjutkan ke LCD, membunyikan alarm dan valve akan menutup sumber gas. 3.2.2.2. Earthquake Warning Sensor getar (vibration sensor) akan mendeteksi getaran yang memiliki kontak langsung dengan sensor bila terjadi gejala gempa bumi. Data yang diterima akan dikirim ke LCD dan membunyikan alarm sebagai tanda gejala gempa. 3.2.2.3. Tornado Warning Sensor barometric akan mendeteksi tekanan udara yang besar seperti angin kencang atau angin topan. Data akan dikirim ke LCD dan membunyikan alarm. Untuk mematikan alarm dapat dikontrol di sistem kendali pusat.
8
3.3
Diagram Blok
9
4. Jadwal Pelaksanaan
No
Kegiatan
Bulan ke - Bulan ke - Bulan ke - Bulan ke 1 1
2 2
3
4 1
3 2
3
4 1 2 3
4 4
1
2
3
Pemahaman
1
Sistem Perancangan
2
Sistem Pembuatan
3
Sistem Uji
4
coba
Sistem Konsultasi
5
Bimbingan
5. Perkiraan Biaya No. Alat dan Bahan
Jumlah Harga Satuan
Total Harga
1.
Arduino UNO R3
2
Rp.299.000
Rp.598.000
2.
DFRduino Ethernet 1
Rp.349.000
Rp.349.000
Shield 3.
RFID Reader
1
Rp.179.000
Rp.179.000
4.
RFID Card
3
Rp.11.000
Rp.33.000
5.
Servo Motor
2
Rp.64.500
Rp.129.000
6.
TP-Link MR 3040
1
Rp.250.000
Rp.250.000
7.
Selenoid Valve
1
Rp.119.000
Rp.119.000
8.
Personal Computer
1
Rp.1.000.000
Rp.1.000.000
Bulan ke - 5
4 1
2
3 4
10
9.
Barometric Sensor
1
Rp.219.000
Rp.219.000
10.
Vibration Sensor
1
Rp.39.000
Rp.39.000
11.
Webcam
1
Rp.128.000
Rp.128.000
12.
Blackberry
1
Rp.150.000
Rp.150.000
13.
Sensor Infrared
1
Rp.69.000
Rp.69.000
14.
Alarm
2
Rp.15.000
Rp.30.000
15.
LCD white on blue
1
Rp.59.000
Rp.59.000
16.
Maket
1
Rp.500.000
Rp.500.000
Total
Rp.3.851.000
6. Daftar Pustaka
[1]
Margelis, Michael. 2011. Arduino Cookbook. USA : O’Reilly Media, Inc.
[2]
FamosaStudio,
2012.
Distributor
Resmi
Indonesia,
. [diakses terakhir 26 Januari 2013]. [3]
Wikipedia, 2012. Free Encyclopedia, . [diakses terakhir 26 Januari 2013].
[4]
Electronics Innovative, Surabaya, . [diakses terakhir tanggal 25 Januari 2013].
[5]
Motor DC dan Servo, . [diakses terakhir tanggal 25 Januari 2013].
