KUNCI PINTU OTOMATIS UNTUK RUMAH DENGAN MENGGUNAKAN PERANGKAT ANDROID

KUNCI PINTU OTOMATIS UNTUK RUMAH DENGAN MENGGUNAKAN PERANGKAT ANDROID Agung Try Yulianto 1, Hang Suharto 2 dan Suraidi 3 1, 2, 3 Jurusan Teknik Elektro, Universitas Tarumanagara, Jl. Let. Jend S. Parman No.1 Jakarta 11440 Email: sing09@cbn.net.id ABSTRAK Pintu merupakan salah satu bagian penting pada sebuah rumah yang berfungsi untuk akses keluar masuknya seseorang. Anak kunci biasanya digunakan untuk membuka pintu, namun penggunaan anak kunci ini memiliki risiko lupa dibawa, terjatuh ataupun hilang. Oleh karena itu diperlukan suatu teknologi yang dapat digunakan sebagai pengganti anak kunci yang biasa seseorang bawa setiap harinya dan memiliki risiko lebih rendah akan lupa dibawa ataupun terselip hilang, salah satunya adalah smartphone. Berdasarkan hal tersebut maka dirancang sistem yang dapat membuka dan mengunci pintu rumah dengan menggunakan smartphone sebagai alat bantu. Smartphone berbasis android dibutuhkan untuk aplikasi pada sistem ini, dan digunakan pula sebuah mikrokontroler serta modul untuk komunikasi bluetooth. Sistem ini membuat sebuah alat yang akan dipasang pada bagian kunci pintu, dan mengharuskan pengguna melakukan pairing dengan modul bluetooth pada alat tersebut sebelum membuka kunci dengan menekan tombol Unlock pada aplikasi di smartphone android, yang sebelumnya memasukkan password dahulu. Notifikasi akan muncul bahwa kunci pintu telah terbuka. Pengguna juga dapat mengunci pintu dengan menekan tombol Lock pada aplikasi, atau pintu akan otomatis terkunci apabila koneksi bluetooth terputus. Semua fungsi sesuai dengan rancangan semula dan berjalan dengan baik. Kata kunci: Lock, unlock, bluetooth, android, password 1. PENDAHULUAN Setiap rumah pasti memiliki pintu yang berfungsi untuk akses keluar-masuknya seseorang ke dalam rumah. Pintu juga merupakan bagian paling penting dalam rumah. Karena selain sebagai akses keluar masuknya seseorang, pintu juga berfungsi untuk melindungi isi rumah. Oleh karena itu, pintu perlu dikunci supaya isi di dalam rumah aman. Alat yang biasanya digunakan untuk mengunci pintu adalah kunci. Penggunaan kunci untuk mengunci pintu memiliki resiko tersendiri, diantaranya adalah resiko ketinggalan atau kehilangan, sehingga pemilik rumah tidak dapat masuk ke dalam rumah. Seiring berkembangnya teknologi, teknologi untuk kunci pintu semakin berkembang juga. Teknologi untuk mengunci pintu memiliki jenis yang bermacam-macam. Salah satu diantaranya adalah penggunaan Radio Frequency Identification (RFID) sebagai kunci pintu. Pemilik rumah menggunakan perangkat RFID tag sebagai kunci untuk membuka pintu rumah. Kemudian RFID didekatkan ke RFID reader yang berfungsi untuk membaca dan mendeteksi data yang ada pada RFID tag. Jika data pada RFID tag sesuai dengan data yang dibutuhkan maka kunci pintu akan terbuka otomatis. Tetapi teknologi RFID ini memiliki beberapa kekurangan, diantaranya adalah pemilik rumah harus membawa RFID tag kemana-mana sehingga memiliki resiko untuk kehilangan. Selain itu, jarak RFID reader untuk membaca data yang ada pada RFID tag tidak terlalu jauh. Smartphone sekarang ini telah banyak digunakan dan menjadi kebutuhan dalam kehidupan sehari-hari. Pada smartphone terdapat banyak fungsi yang dapat dimanfaatkan, salah satunya adalah bluetooth. Bluetooth dapat dimanfaatkan untuk mengirim atau menerima berbagai jenis TE-26

data seperti dokumen, video, musik dan lain-lain. Bluetooth memiliki sifat jarak koneksi maksimal sepuluh meter. Sistem ini menggunakan koneksi bluetooth dengan smartphone yang sebelumnya mengharuskan pengguna memasukkan password agar bisa melakukan pairing dengan alat agar lebih aman. Aplikasi pada pintu untuk mengontrol kunci sehingga kunci pintu dapat dibuka menggunakan smartphone tanpa menggunakan anak kunci. Cara untuk mengaplikasikannya yaitu dengan menambahkan alat yang menggunakan koneksi bluetooth pada kunci pintu, tanpa merubah kunci pintu sehingga masih bisa membuka kunci pintu dengan menggunakan anak kunci. 2. PERANCANGAN ALAT Alat yang dirancang adalah sebuah alat yang berfungsi untuk membuka atau mengunci pintu dengan menggunakan anak kunci. Alat tersebut menggunakan dua buah motor yang dikendalikan oleh mikrokontroler yang menerima perintah dari smartphone melalui media bluetooth. Fungsi dari dua motor tersebut yaitu untuk menggerakkan anak kunci yang berfungsi untuk membuka atau mengunci pintu. Posisi awal dari anak kunci tersebut akan terlihat seperti pada Gambar 1. Motor satu dan dua akan melakukan gerakkan berbeda dengan perintah dari mikrokontroler. Motor pertama akan melakukan gerakkan mendorong anak kunci agar masuk kedalam lubang kunci pada pintu seperti pada Gambar 2. Motor dua akan melakukan gerakkan memutar anak kunci, lalu anak kunci akan kembali pada posisi awal yaitu sesuai pada Gambar 1. Posisi awal dari anak kunci bertujuan untuk pengguna masih dapat menggunakan anak kunci dari sisi luar pintu untuk membuka kunci pintu secara manual. Gambar 1. Posisi Awal Anak Kunci pada Pintu Gambar 2. Posisi Anak Kunci Setelah Terdorong Oleh Motor Alat ini akan menempel pada bagian dalam rumah di kunci pintu. Koneksi yang digunakan menggunakan media bluetooth, sehingga dibutuhkan sebuah modul bluetooth pada alat tersebut. Semua itu digabungkan dengan sebuah mikrokontroler yang berfungsi untuk memproses semua perintah yang diberikan oleh smartphone. TE-27

3. KAJIAN PUSTAKA Perancangan sistem ini dapat dilihat diagram bloknya pada Gambar 3. Sistem ini terbagi menjadi 2 bagian, yaitu bagian smartphone dan alat pengendali. Bagian alat pengendali terdapat mikrokontroler, limit switch, infra merah, driver motor serta 2 buah motor. Gambar 3. Diagram Blok Rancangan Bluetooth Bluetooth merupakan salah satu komunikasi data yang menggunakan frekuensi tertentu dan tanpa menggunakan kabel (wireless). Bluetooth sering digunakan untuk pertukaran data dari satu perangkat ke perangkat yang lain. Pertukaran data yang dimaksud yaitu data berupa gambar, musik, video atau dokumen. Frekuensi yang digunakan Bluetooth yaitu 2,4 GHz dengan menggunakan spread spectrum, dan sinyal full duplex. Bluetooth memiliki sistem keamanan yang berbeda dibandingkan dengan komunikasi wireless lainnya yaitu dapat diaplikasikan sebuah password sebelum melakukan pairing dan melakukan pertukaran data. Selain itu bluetooth memiliki keunggulan yaitu tetap dapat melakukan pertukaran data dengan jarak maksimal 10 meter. Komunikasi bluetooth adalah komunikasi yang dilakukan oleh dua perangkat bluetooth. Komunikasi Bluetooth terdiri dari dua bagian yaitu sebuah master dan sebuah slave. Master merupakan komunikasi yang menginisiasikan koneksi sedangkan slave merupakan komunikasi yang menerima inisiasi koneksi tersebut. Dalam hal ini yang dimaksud dengan master yaitu smartphone dan slave adalah alat yang dirancang. Modul bluetooth yang digunakan pada perancangan ini adalah modul bluetooth HC-05. Modul bluetooth tipe HC-05 memiliki kecepatan transfer sebesar 3 Mbps. Smartphone dengan Android Smartphone atau telepon pintar merupakan perangkat elektronika yang memiliki banyak fungsi, diantaranya telepon, SMS, main game, internet, dan pertukaran data. Fitur yang ada dapat berfungsi bila ada komponen sensor atau modul tambahan yang diaplikasikan pada smartphone tersebut. Pertukaran data pada smartphone dapat dilakukan dengan media wifi dan bluetooth. Media bluetooth pada smartphone biasanya dipergunakan untuk aplikasi mendengarkan musik dengan menggunakan handphone wireless, atau speaker aktif wireless. Selain fitur-fitur yang sudah disediakan, dapat pula dibuat sendiri untuk aplikasi yang belum tersedia, karena aplikasi android bersifat open source. Program dapat didownload di http://appinventor.mit.edu/. Pembuatan program dilakukan secara online pada web tersebut, dan TE-28

bila sudah selesai maka dilakukan download pada perangkat android dengan terlebih dahulu meng-install aplikasi MIT AI2 Companion App di play store. MIT App Inventor 2 MIT App Inventor 2 merupakan aplikasi pengenalan untuk pemula yang inovatif dengan pemrograman dan pembuatan aplikasi yang mengubah bahasa kompleks dari koding yang berbasis teks ke dalam visual, drag dan drop blok. Grafis antarmuka yang sederhana membuat pengguna yang belum berpengalaman memiliki kemampuan untuk membuat aplikasi yang dasar/sederhana, yang membuat aplikasi ini juga dapat berfungsi penuh dalam waktu satu jam atau kurang. Pengguna dapat mengembangkan aplikasi smartphone Android dengan MIT App Inventor 2 dengan menggunakan web browser yang dapat terhubung dengan smartphone Android ataupun dengan emulator. Mark Friedman dan Profesor MIT Hal Abelson sebagai co-led yang mengembangkan App Inventor saat sedang cuti dari Google pada tahun 2009. (diambil dari http://appinventor.mit.edu/explore/about-us.html) Gambar 4 menunjukkan logo dari MIT App Inventor. Gambar 4. Logo MIT App Inventor Mikrokontroler Mikrokontroler merupakan komponen kendali sebagai perwakilan sebuah mikroprosesor pada sistem komputer, diwakilkan dengan sebuah IC/chip. Pada IC/chip tersebut terdapat CPU, memori, timer, port I/O, ADC, dan lain-lain. Mikrokontroler digunakan sebagai pengendali semua proses. Mikrokontroler pada dasarnya bekerja seperti sebuah komputer yang mengerjakan instruksi yang diberikan kepadanya, dalam arti instruksi atau program yang dibuat oleh seorang programmer. Mikrokontroler memiliki banyak jenisnya, salah satu yang banyak digunakan saat ini yaitu mikrokontroler buatan ATMEL, seperti ATMega. ATMega pada umumnya memiliki banyak jenis tipe yang dibedakan pada jumlah pin I/O-nya. Driver Motor Driver motor merupakan modul elektronika yang memiliki fungsi untuk mengontrol kecepatan dan arah putar motor. Driver motor ini menggunakan suatu Integrated Circuit (IC) yang berfungsi mengubah tegangan dan arus yang berasal dari mikrokontroler. Driver motor biasanya digunakan sebagai perantara modul pemroses dengan motor DC. Hal ini diperlukan karena tegangan dan arus keluaran dari modul pemroses tidak mencukupi sesuai tegangan dan arus dari spesifikasi motor DC. Kecepatan putar motor DC dikontrol dengan sinyal Pulse Width Modulation (PWM) yang diberikan kepada IC driver motor pada pin 1. IC tipe L293D digunakan sebagai driver untuk motor DC. Penggunaan IC driver ini dimaksudkan agar putaran motor DC dapat memutar kekiri dan kanan, serta sebagai penguat, karena arus dan tegangan dari mikrokontroler tidak cukup untuk langsung menggerakkan motor yang digunakan. TE-29

Motor DC Motor DC merupakan salah satu alat yang dirancang untuk mengkonversi energi listrik menjadi energi mekanik. Motor DC memiliki masukan berupa energi listrik yaitu arus listrik searah yang dikonversi menjadi putaran. Hal ini digunakan untuk mendorong atau menarik anak kunci dan memutar anak kunci. Tegangan input untuk motor ini sebesar 6 V. Voltage Regulator Voltage Regulator merupakan sebuah komponen yang berfungsi untuk memotong tegangan sesuai dengan nilai tegangan yang diinginkan. Tegangan pada baterai sebesar 6 volt sedangkan tegangan yang dibutuhkan oleh mikrontroler sebesar 5 volt, sehingga butuh sebuah komponen untuk menurunkan tegangan tersebut. Voltage regulator yang paling mudah digunakan yaitu IC regulator. IC regulator untuk menghasilkan tegangan 5 volt mempunyai tipe LM7805. Sensor Infrared Sensor infrared merupakan komponen elektronika yang dapat memancarkan sinar infra merah dan dapat mendeteksi adanya sinar infra merah tersebut. Komponen yang dapat memancarkan sinar infra merah adalah LED infra merah, sedangkan komponen untuk menerima sinar infra merah adalah photo diode atau photo transistor. Modul ini digunakan untuk menghitung berapa kali anak kunci diputar. Limit Switch Limit switch merupakan sebuah komponen yang mempunyai fungsi untuk membatasi suatu yang bergerak, pada perancangan ini untuk mendeteksi maju dan mundurnya anak kunci. Limit switch terdiri dari kontak elektrik yang digerakkan secara mekanik. 4. PENGUJIAN MODUL DAN SISTEM Modul Mikrokontroler Pengujian modul mikrokontroler dilakukan dengan menggunakan program sederhana untuk memastikan bahwa modul mikrokontroler dapat bekerja sesuai dengan instruksi yang diberikan. Program sederhana yang digunakan yaitu program menghidupkan dan mematikan LED dengan delay 1 detik. Hasil pengujian modul ini bekerja dengan baik. Modul Bluetooth Pengujian modul Bluetooth ini dilakukan dengan menguji jarak komunikasi antar perangkat Bluetooth, yang sebelumnya sudah koneksi antar perangkatnya. Hasilnya maksimal 10 meter untuk jarak antara android dan modul alat. Modul Motor Driver Pengujian modul motor driver dilakukan untuk mengetahui modul motor driver ini dapat bekerja sesuai dengan semestinya, seperti pada Tabel 1. Driver motor yang digunakan adalah IC L293D. Hasilnya baik. Tabel 1. Hasil Pengujian Modul Motor Driver Pin Enable PIN Input Keadaan Motor DC 5V 0 0 Berhenti 0 1 Bergerak searah jarum jam TE-30

1 0 Bergerak berlawanan jarum jam 1 1 Berhenti Rangkaian Voltage Regulator Pengujian rangkaian voltage regulator dilakukan dengan memberikan tegangan input 6 volt, apakah tegangan output menghasilkan nilai 5 volt. Hasilnya sesuai. Limit Switch Pengujian limit switch dilakukan dengan menghubungkan pin NO (Normally Open) dengan tegangan 5V/Vcc dan pin COM dihubungkan dengan ground. Pengujian dilakukan menggunakan alat ukur mutimeter. Multimeter diatur sebagai voltmeter yang berfungsi untuk mengukur tegangan keluaran dari lmit switch. Hasil pengujian limit switch dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Hasil Pengujian Limit Switch Kondisi Vout (Volt) Tidak Ditekan 4,72 Ditekan 0,06 Modul Infrared Pengujian modul infrared dilakukan dengan menghubungkan pin ground dan Vccdengan sumber tegangan. Alat ukur yang dipakai pada pengujian ini adalah multimeter. Multimeter diatur sebagai voltmeter untuk mengukur tegangan. Voltmeter dihubungkan dengan pin out dan pin ground pada modul infrared. Pengujian dilakukan dengan menutup LED infrared, kemudian mengukur tegangan yang muncul pada multimeter. Hasil pengujian modul infrared dapat dilihat pada Tabel 3. Hasil sesuai. Tabel 3. Hasil Pengujian Modul Infrared Kondisi LED infrared Tegangan yang Diukur (Volt) Tidak Tertutup 0,26 Tertutup 4, 71 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem Pengujian keseluruhan sistem dilakukan dengan menghubungkan semua modul, pengujian pertama dilakukan dengan menghubungkan smartphone dengan modul bluetooth terlebih dahulu. Cara menghubungkan smartphone dengan modul bluetooth yaitu dengan memasukkan kode pairing. Kemudian setelah smartphone dengan modul bluetooth terhubung, masuk ke aplikasi yang digunakan untuk membuka atau mengunci pintu. Jika bluetooth pada smartphone belum aktif maka akan ada notifikasi Please turn on your bluetooth. Notifikasi tersebut dapat dilihat pada Gambar 5. Sebelum pengujian membuka atau mengunci pintu, password dimasukkan pada kotak yang tersedia pada tampilan aplikasi. Password tersebut dapat diganti pada program. Jika password benar maka tampilan untuk membuka atau mengunci pintu akan muncul, sedangkan jika password salah tampilan untuk membuka atau mengunci tidak akan muncul. Tampilan kotak password pada layar smartphone dapat dilihat pada Gambar 6. TE-31

Gambar 5. Notifikasi Jika Bluetooth Tidak Aktif Gambar 6. Tampilan Kotak Password Kemudian setelah terhubung maka tombol unlock pada layar smartphone ditekan untuk membuka kunci pintu. Setelah tombol ditekan akan ada notifikasi bahwa pintu telah terbuka. Notifikasi tersebut dapat dilihat pada Gambar 7. Setelah kunci pintu terbuka, pengujian dilanjutkan dengan menekan tombol lock untuk mengunci pintu, saat pintu terkunci pada smartphone akan muncul notifikasi yang dapat dilihat pada Gambar 8. Gambar 7. Notifikasi Saat Pintu Terbuka Gambar 8. Notifikasi Saat Pintu Terkunci TE-32

Pengujian setelah pintu terkunci kembali yaitu menguji jika koneksi bluetooth terputus akan terkunci secara otomatis atau tidak dengan cara menekan tombol unlock terlebih dahulu untuk membuka kunci pintu kemudian mematikan bluetooth pada smartphone. Jika kunci pintu terbuka dan kunci pintu terkunci otomatis ketika koneksi bluetooth terputus, maka sistem keseluruhan ini bekerja sesuai dengan fungsinya dan pengujian sistem dapat dikatakan berhasil. 5. KESIMPULAN Perancangan kunci pintu otomatis untuk rumah dengan menggunakan perangkat android ini adalah perancangan membuka dan menutup kunci pintu ini berhasil bekerja sesuai dengan fungsinya. DAFTAR PUSTAKA Muller,N. J, Bluetooth Demystified. Singapore: McGraw-Hill, 2001, pp. 25. Suyoko, D., Alat Pengaman Pintu Rumah Menggunakan RFID (Radio Frequency Identification) 125 KHz Berbasis Mikrokontroler ATMEGA328, Proyek Akhir, Universitas Negeri Yogyakarta, Yogyakarta, 2012, hal. 1-3. Boylestad,R. and Nashelsky,L., Electronic Devices and Circuit Theory, 5 th ed. New Jersey: Prantice Hall, 1992, pp. 21, 763-775. Winoto, A., Mikrokontroler AVR ATmega8/32/16/8535 dan Pemrogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR, ed Revisi. Jakarta: Informatika, 2008. MIT App Inventor About Us, appinventor.mit.edu/explore/about-us.html, diakses tanggal 14 Mei 2016 pukul 16.15 WIB, Levine,W. S., Control System Fundamentals, USA: CRC Press, 2011. Andrianto,H., Pemrograman Mikrokontroler AVR ATmega16 Menggunakan Bahasa C (CodeVisionAVR). Edisi Revisi. Bandung: Informatika, 2015. Hal. 1, 3-4, 5, 8. Linden,D. and Reddy,T. B., Handbook of Batteries Third Edition, USA: McGraw-Hill, 2002. Hughes,A., Electric Motors and Drives Fundamentals, Types and Applications. Oxford: Elsevier, 2006. http://appinventor.mit.edu/ TE-33