bab 3 perancangan sistem

BAB 3
PERANCANGAN SISTEM
3.1
Analisis Sistem yang Sedang Berjalan
Terdapat banyak aplikasi CCTV yang telah beredar di pasaran saat ini.
Aplikasi CCTVini memiliki fitur untuk memantau keadaan suatu ruangan yang ingin
dijaga keamanannya, seperti rumah, bank, toko, kantor, dan sebagainya. Dengan
adanya fitur CCTV,orang-orang dapat merekam kejadian yang terjadi di ruangan
yang dipantau.
Kelemahan dari fitur CCTV yaitu kamera harus merekam setiap saat
keadaan ruangan baik ruangan itu dalam keadaan kosong maupun terdapat orang.Hal
ini dapat menyebabkan media penyimpanan menjadi tidak efektifkarena seharusnya
sebuah ruangan dipantau ketika ruangan tersebut terdapat orang. Selain itu,
hargaCCTV tergolong mahal.
Saat ini banyak aplikasi webcam monitoring yang muncul di pasaran untuk
menyiasati kelemahan CCTVtersebut, misalnya EyeSpyFx. Aplikasi ini memiliki
fitur untuk melakukan pemantauan keamanan rumah melalui webcam serta mampu
untuk melakukan pemantauan secara berkala. Fitur yang dimiliki oleh aplikasi ini
terbilang cukup baik dan cukup memuaskan bagi pengguna yang menggunakannya
karena hasil pemantauan dapat diakses melalui sebuah komputer yang memiliki
koneksi internet.
Aplikasi EyeSpyFx ini memiliki kekurangan, yaitu aplikasi tersebut sulit
diakses oleh pengguna ketika pengguna sedang berada dalam perjalanan. Hal
tersebutmenjadikendala karena dapat merepotkan jikapenggunayang sedang berada
dalam kendaraan. Namun, jika website untuk pemantauan rumah tersebut diakses
24
25
melalui smartphone yang mereka miliki, hasilnya tentu kurang memuaskan.Hal ini
disebabkan user interface yang dirancang untuk komputer berbeda dengan user
interface yang dirancang untuk smartphone.
Dari segi fleksibilitas, smartphone
memiiki ukuran yang jauh lebih kecil sehingga lebih nyaman untuk dibawa dan
dipakai di mana saja.
Selain itu, aplikasi webcam monitoring yang telah beredar di pasaran hanya
bersifat pasif karena pengguna hanya dapat melakukan pemantauan, tetapi tidak
dapat mengatur keadaan rumahnya secara langsung. Jadi, aplikasi-aplikasi ini hanya
dapat digunakan untuk memantau saja. Bila pengguna yang memantau keadaan
rumahnya ingin mematikan lampu atau perangkat elektronik, maka hal tersebut tidak
dapat dilakukan karena webcam monitoring hanya sebatas untuk memantau.
Berdasarkan kondisi perangkat yang telah beredar di pasaran saat ini,
penulis ingin mengembangkan suatu teknologi untuk memantau keadaan rumah
hanya ketika terdeteksi pergerakan sekaligus mengontrol perangkat elektronik di
dalamnya dengan cara lebih praktis menggunakan smartphone.
26
3.2
Blok Diagram Sistem
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem
Komputer yang berperan sebagai server merupakan media yang
menjembatanismartphonepengguna
dengan
sistem
pengontrolan
rumahnya.
Pengguna akan mengontrol rumahnya dari jarak jauh melalui smartphone yang
dimiliki. Melalui smartphone,pengguna membuka web kontrol rumah. Kemudian
pengguna menentukan apa yang akan dilakukan pada rumahnya. Smartphone akan
mengirimkan perintah kontrol melalui web dengan format string yang telah
ditentukan. Format string ini berupa kode yang terdiri dari 8 bit, ini dapat dilihat di
kodingan do.php di lampiran. Contoh string yang dikirimkan: untuk menyalakan
lampu 1, maka string yang dikirimkan adalah chr(1) yaitu dalam binari digit
00000001. Setelah menerima perintah dari web, komputer server akan mengolah data
27
dan mengirimkan perintah ke AVR melalui komunikasi serial. AVR menerima
perintah dari komputer server lalu mengontrol nyala matinya lampu melalui modul
relayatau mengatur kamera untuk bergerak ke kanan/kiri. Selain itu, setiap saat
ketika web diakses oleh pengguna, AVR akan terus memberikan informasi terbaru
berupa status lampu saat itu kepada web sehingga pengguna mengetahui apakah
perangkat elektronik di rumahnya sedang dalam keadaan aktif atau tidak.
3.3
Perancangan Perangkat Keras
Gambar 3.2 Perangkat Keras
Perangkat keras yang akan digunakan dalam Home Control System ini
antara lainCreative vision mikroavr dengan microcontroller ATmega32, modul
relay, webcam logitech, komputer server, motor servo, modem 3G, dan
smartphone.Komputerserver memainkan peranan yang sangat penting dalam
keseluruhan sistem ini. Tanpa komputer server maka keseluruhan sistem tidak dapat
berfungsi. Sistem harus berjalan dengan berbasis web agar dapat diakses dari jarak
28
jauh.Komputer server inilah yang menjadi pengolah web sehingga dengan adanya
komputer server maka perangkat elektronik ini dapat diakses dari jarak jauh.
Komputer serverharus memiliki IP-Public agar dapat diakses dari jarak
jauh. Oleh sebab itu, penulis menggunakan jaringan VPN agar komputer server
terhubung secara jaringan lokal ke suatu perusahaan yang memiliki IPPublic.Penulis juga membuat nama alamat domain untuk komputer server di rumah
dengan nama security-home.no-ip.org yang didapat dengan gratis melalui www.noip.org. Ketika pengguna mengakses sebuah URL dengan alamat security-home.noip.org maka pertama-tama pengguna mengakses IP-Public dari perusahaan tersebut
kemudian diterjemahkan dengan teknologi NAT(Network Address Translation) yang
berguna menerjemahkan satu IP-Public yang dimiliki oleh perusahaan menjadi IPPrivate yang dapat dipakai oleh banyak pengguna dari suatu perusahaan, pembagian
dengan menggunakan IP-Private dibedakan pada portnya, yang dimana dengan
menggunakan
IP-Private
menggunakan
IP-Public
tersebut
dari
dapat
perusahaan.
terhubung
Dalam
langsung
pembuatan
seolah-olah
alat
skripsi,
menggunakan IP-Private dari perusahaan yang langsung diarahkan ke port tertentu
yang menunjuk ke komputer server di rumah.Jadi dengan teknologi VPN,server
seakan-akan memiliki IP-Public sendiri.
Data yang dikirim dari smartphone akan diterjemahkan oleh komputer
server menggunakan program PHP. Lalu komputer server akan menentukan apa
yang akan dikerjakan oleh modul AVR. Komunikasi dari komputer server ke modul
AVR menggunakan komunikasi serial. Selain itu, komputer server juga berfungsi
sebagai pengolah pendeteksi gerak dan streaming.
Creative vision mikroavr dengan microcontroller ATmega32 berfungsi
sebagai pengontrol dan pengolah data yang diterima dari komputer server. Data yang
29
dikirimkan oleh server ke AVR menggunakan komunikasi serial sehingga AVR
menunggu perintah dari komputer server. Setelah mendapatkan perintah, AVR akan
mengeksekusinya.
Modul relay berfungsi untuk menyalakan lampu rumah sesuai dengan
perintah dari AVR. Tegangan yang dihasilkan oleh AVR adalah sebesar 5V, namun
untuk menyalakan lampu diperlukan tegangan sebesar 220V. Oleh karena itu, relay
berfungsi seperti kran air. Ketika relay diberikan tegangan 5V, maka listrik dengan
tegangan 220V dialirkan ke lampu. Dengan demikian, modul relay sangat penting
untuk menyalakan atau mematikan lampu.
Webcam logitech berfungsi sebagai kamera pengintai. Harga webcam
logitech yang tergolong murah menjadi bahan pertimbangan bagi penulis daripada
kamera CCTVyang masih tergolong mahal. Webcam logitech digunakan untuk
mendeteksi pergerakan dalam suatu ruangan sekaligus digunakan untuk melakukan
pemantauan secara langsung(streaming).
Modem 3G berfungsi untuk menyediakan koneksi internetdengan jaringan
3G. Seperti kita ketahui, jaringan 3G memiliki kecepatan akses internet yang cukup
tinggi. Kecepatan akses internet yang cukup tinggi akan memungkinkanstreaming
dapat dilakukan dengan baik.
Prinsip kerja motor servo menggunakan modulasi frekuensi yang dikenal
dengan nama Pulse Width Modulation (PWM). AVR mengirimkan sinyal yang
dimodulasi dengan model tertentu untuk mengatur motor servo bergerak ke arah
mana, berapa derajat, dan dengan kecepatan berapa tinggi. Motor servo bekerja
dengan tingkat ketelitian yang tinggi, sehingga tingkat keakuratannya dapat dijamin.
30
3.3.1
Spesifikasi Alat
3.3.1.1 Webcam Logitec C170
Gambar 3.3Webcam Logitec C170
Spesifikasi:
1.
Video calling (640x480 pixels)
2.
Video capture : Up to 1024 x 768 pixels
3.
Logitech Fluid CrystalTMTechnology
4.
Photo: Up to 5 megapixels
5.
Built-in mic with noise reduction
6.
Hi-Speed USB 2.0 certified
7.
Universal clip fits laptops
3.3.1.2 Creative Vision ATmega 32
31
Gambar 3.4Creative Vision ATmega 32
Spesifikasi :
1.
32Kbytes program memory, 2 Kbyte SRAM, 1024Kbytes EEROM, 8-ch
10-bit ADC, 8-bit timer/counter, 16-bit timer/counter, RTC, PWM, TWI,
USART, SPI, WDT, analog comparator.
2.
Internal downloader USB AVR ( In-system Programming dengan LED
programming indicator ).
3.
32 jalir input/output (I/O).
4.
Terdapat ekstra power 5V.
5.
Tidak membutuhkan power tambahan saat melakukan download program.
6.
Kompatibel dengan Atmega 16 dan Atmega 32.
3.3.2
Modul Relay
Gambar 3.5Modul Relay
Relay yang digunakan dalam rangkaian adalah HKE HRS4-S-DC5V.Relay
ini memiliki sensitivitas 5v pada tuas saklarnya. Modul relay digunakan untuk
mengalirkan atau memutuskan arus listrik alternative current (AC), yang dikontrol
oleh port A pada AVR. Cara kerja modul relay ini sederhana. Ketika kaki A dan C
dikenakan arus listrik 5v, maka tuas yang semua dari pin B mengarah ke pin E.
32
Akibatnya akan terdapat gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak
saklar dapat berubah pin B ke pin D.
3.3.3
Skematik Rangkaian
Gambar 3.6 Skematik Rangkaian
Pada bagian skematik rangkaian ini, port yang digunakan pada
microcontroller adalah port 4 yang mengeluarkan output yang masuk kedalam relay.
Hal ini berfungsi untuk men-triggerrelay agar menyalakan lampu.
3.4
Perancangan Perangkat Lunak
Secara umum, program yang ada pada microcontroller AVR Atmega32
akan menerima perintah dari komputer server.Perintah tersebut akan diolah untuk
menentukan perangkat elektronik apa yang akan dikontrol sesuai dengan apa yang
diperintahkan oleh komputer server.
33
3.4.1
Yawcam
Yawcam merupakan aplikasi komputer yang memiliki banyak fungsi,
seperti penyimpanan gambar, motion detection, meng-uploadfile ke server, dan
sebagainya. Penulis menggunakan aplikasi Yawcam hanya untuk memanfaatkan fitur
streaming motion detection, yaitu mendeteksi benda bergerak. Kamera yang
digunakan pada proyek ini adalah webcam logitech C170.
Motion detection ini bekerja dengan cara terus menerus mengecek kondisi
saat ini dibandingkan dengan kondisi sesaat sebelumnya. Jadi, nilai RGB saat ini
akan terus dibandingkan dengan nilai RGB saat sebelumnya. Jika diperbandingkan,
maka nilai akan ditentukan dengan menggunakan sebuah standar nilai tertentu. Bila
selisih nilai RGB tersebut lebih besar dari standar nilai itu, maka otomatis yawcam
akan memberikan sinyal kepada webcam untuk mengambil gambar. Gambar yang
sudah diambil akan disimpan dalam suatu folder. Selain itu, aplikasi yawcam ini
dapat menentukan bagaimana kualitas gambar yang akan disimpan
Berikut ini adalah diagram alir dari motion detector oleh yawcam:
Gambar 3.7 Diagram AlirMotion Detector
34
Setelah menjalankan aplikasi yawcam maka tampilannya sebagai berikut:
Gambar 3.8 Tampilan Aplikasi Yawcam
Tahap selanjutnya kita memilih tombol enable pada fitur motion. Setelah
deteksi gerak telah diaktifkan, kita akan melakukan konfigurasi pada deteksi gerak
ini dengan cara memilih menu Window pada menubar, lalu memilih motion
detection. Tampilannya akan seperti berikut:
Gambar 3.9 Tampilan Motion Detection
35
Tampilan ini merupakan interface yang berfungsi untuk mengatur tindakan
yang akan dilakukan ketika terdeteksi pergerakan. Pada bagian ini kita memilih Save
File yang bertujuan agar ketika terdeteksi gerakan, maka tindakan yang dilakukan
adalah menyimpan gambar tersebut. Untuk mengatur format penyimpanan gambar
kita tinggal memilih tombol Settings... Tampilan yang dihasilkan adalah berikut:
Gambar 3.10Pengaturan Motion Detection
Hasil pengambilan gambar ini dapat diakses oleh website dengan carafile
gambar disimpan di local disk C, pada folder xampp, folder htdocs, dan folder
motion dengan format penamaan file “{date}_{tstamp}_{tstampMS}.jpg” yang
berartimenyimpan dengan format YYYY-MM-DD_HH.MM.SS. Lalu untuk
mengontrol penyimpanan kita mengaktifkan menu Flood Control.
36
3.4.2
Halaman Web
Smartphone dapat terhubung dengan komputer server di rumah, maka harus
dijembatani
dengan
menggunakan
web.
Pada
saat
halaman
webtelah
dibuka,pengguna harus terlebih dahulu melakukan loginyang berfungsi untuk
keamanan sehingga hanya pemilik rumah yang memiliki wewenang untuk
mengakses dan mengatur perangkat elektronik rumahnya. Setelah selesai melakukan
login, maka pengguna akan dibawa ke halaman web muka, pengguna akan
mendapati beberapa menu, antara lain : Login, Home, Electricity Control, dan
Motion Detection. Setiap menu memiliki fungsi yang berbeda-beda.
Gambar 3.11 Halaman Login
Menu Login adalah menu yang digunakan untuk melakukan verifikasi
pengguna. Hanya pengguna yang telah terdaftar yang diizinkan masuk untuk
melakukan proses pemantauan keadaan rumah serta untuk melakukan proses
kontrolisasi perangkat lampu dirumah. Menu logininiterintegrasidalampembuatan
sistem
keamanannyamenggunakandatabaseMysqluntukmenampungpenggunasiapasaja yang
dapatmelihatkedalam halaman home security system.
37
Gambar 3.12 Halaman Home
MenuHome berguna untuk menampilkan halaman awal web untuk masuk
ke menu-menu yang ada didalamnya. Menu ini akan terdapat di beberapa halaman
web. Jadi, menu ini akan berfungsi untuk membawa pengguna sampai ke halaman
paling awal.
Gambar 3.13 Halaman Electricity Control
Menu Electricity Controlberfungsi untuk mengetahui kondisi perangkat
elektronik di rumah dan juga untuk mengatur alat-alat elektronik di rumah. Ketika
38
menu ini diklik, pengguna akan ke halaman pengaturan alat-alat elektronik. Di saat
yang bersamaan juga, perintah untuk mengambil status perangkat elektronik di
rumah dikirimkan ke AVR sehingga pengguna dapat mengetahui keadaan lampulampu di rumah apakah sedang dalam keadaan menyala atau tidak.
Pengambilan
status
dilakukan
dalam
rentang
waktu
yang sudah
ditentukan.Setiap beberapa waktu, status akan diperbaharui. Pada skripsi ini,penulis
membatasi alat-alat elektronik sebanyak 4 buah lampudan 1 buah motor servo dalam
alat yang didemonstrasikan. Oleh sebab itu, dalam halaman web ini pengguna akan
menjumpai total 10 buah tombol karena masing-masing lampu akan terdiri dari 2
tombol yaitu on dan offsedangkan untuk pengontrolan motor servo terdiri dari 2
tombol masing-masing berbentuk panah ke kanan dan ke kiri. Tombol on,off, panah
kanan, dan kiriberguna untuk memanggil halaman do.php yang berfungsi untuk
mengirimkan data dengan format yang sudah ditentukan melalui komunikasi serial
ke AVR.
Gambar 3.14 Halaman Motion Detected
HalamanMotionDetectedmerupakanhalamanyang
berfungsi
untuk
menampilkan gambar-gambar yang telah terdeteksi karena terjadi pergerakan di
39
dalam ruangan yang sedang dilakukan pemantauan. Pendeteksian gambar dapat
dilakukan dengan menggunakanaplikasiyawcamdenganfiturmotion detection yang
dimilikinya.Apabilaterjadipergerakanpada area yang dipantauoleh webcam dan
perubahan gambar tersebut melebihi nilai toleransi yang ditetapkan, maka
secaralangsungyawcam
memberikan
perintah
agar
webcam
mengambilgambartersebut. Lalu gambar tersebut disimpandalamsatufolder. Gambargambaryang terdapat pada foldertersebutakanditampilkanpadatampilanweb motion
detected. Selain itu halaman motion detected juga berfungsi untuk melihat kondisi
ruangan langsung (streaming) melalui webcam secara jarak jauh. Webcam yang
digunakan untuk memantau kondisi ruangan ini dapat digerakkan ke kanan atau ke
kiri dengan menekan tombol kanan atau kiri yang terdapat di bawah tampilan
streaming.
40
3.4.3
AVR
Berikut ini adalah diagram alir dari program AVR.
Gambar 3.15 Diagram Alir Program AVR