Adi  Chandranata,  Laxsmy  Devy,  Reghina  Alya  Rihma  (2023) Sistem  Buka-Tutup  Sebuah  Pintu  Rumah Menggunakan  Face  Recognition  Berbasis  Mikrokontroler, (8)  11, https://doi.org/10.36418/syntax- literate.v8i10
E-ISSN: 2548-1398 Published by: Ridwan Institute
Syntax  Literate:  Jurnal  Ilmiah  Indonesia  p–ISSN:  2541-0849  e- ISSN: 2548-1398 Vol. 8, No. 11, November 2023

## SISTEM  BUKA-TUTUP  SEBUAH  PINTU  RUMAH  MENGGUNAKAN  FACE RECOGNITION BERBASIS MIKROKONTROLER

## Adi Chandranata, Laxsmy Devy, Reghina Alya Rihma
Prodi DIV Teknik Elektronika Politeknik Negeri Padang Email: adichandra355@gmail.com, laxsmy@pnp.ac.id, rimareghinaalya@gmail.com

## Abstrak
Teknologi Internet of Things saat ini sudah banyak dignakan dalam semua aspek kehidupan  diantaranya  adalah  penerapan  pada  smart  home.  Sebuah  teknologi otomatisasi  digunakan  untuk  mempermudah  suatu  akses  di  rumah,  begitu  pula dengan  adanya  akses  pintu  masuk  rumah  yang  menggunakan  pengenalan  citra wajah  (face  detection).  Pengenalan  citra  wajah  manusia  merupakan  salah  satu teknologi  penting  yang  terus  berkembang  pada  bidang  computer  vision  dengan penerapannya  dalam  sistem  pengenalan  biomatrik.  Salah  satunya  dengan menggunakan  metode  pengenalan  citra  wajah  yaitu  Algoritma  Haar  Cascade Classifier. Oleh Sebab itu, dirancang suaru sistem buka-tutup pintu rumah dengan pengenalan  wajah  menggunakan  modul  ESP32-Cam  sebagai  sensor  kamera. Gambar  wajah  diambil  menggunakan  kamera  ESP32-Cam  dan  diproses menggunakan  Mikrokontroller  ESP32  melalui  program  arduino  IDE.  Hasil Pengenalan akan diteruskan dari mikrokontroller ke sensor PIR, motor DC,buzzer, LED dan website. Hasil pengujian dari sistem ini yaitu jika ID wajah yang dideteksi sesuai  dengan  data  base,maka  sensor  PIR  akan  aktif  untuk  mendeteksi  gerakan objek didepan pintu masuk. Ketika gerakan terdeteksi maka buzzer sebagai alaram akan  ON  dan  pintu  akan  terbuka  dan  tertuttup  otomatis.  Jika  ID  Wajah  tidak terdeteksi maka pintu tidak akan terbuka.
Kata Kunci: Smart Home, Pengenalan Citra Wajah, Haar Cascade , Internet of Things, Mikrokontroller.

## Abstract
Internet of Things technology is now widely used in all aspects of life including the application of smart homes. An automation technology is used to facilitate access at home,  as  well  as  access  to  the  entrance  of  the  house  that  uses  facial  image recognition (face detection). Human facial image recognition is one of the important technologies  that  continues  to  develop  in  the  field  of  computer  vision  with  its application in biometric recognition systems. One of them is by using the facial image recognition method, the Haar Cascade Classifier Algorithm. Therefore, a house door open-close system with facial recognition is designed using the ESP32-Cam module as  a  camera  sensor.  Face  images  were  taken  using  the  ESP32-Cam  camera  and processed  using  the  ESP32  Microcontroller  through  the  Arduino  IDE  program.
Recognition results will be forwarded from the microcontroller to the PIR sensor, DC  motor,  buzzer,  LED  and  website.  The  test  result  of  this  system  is  that  if  the detected face ID matches the data base, the PIR sensor will be active to detect the movement of objects in front of the entrance. When motion is detected, the buzzer as an alarm will be ON and the door will open and close automatically. If Face ID is not detected then the door will not open.
Keywords: Smart Home, Face Image Recognition, Haar Cascade, Internet of Things, Microcontroller.

## Pendahuluan
Sistem  pengunci  pintu  yang  ada  saat ini masih  banyak menggunakan  pengunci pintu  konvensional,  sehingga  kurang  efektif  dikarenakan  harus  membawa  kunci  pintu disaat  berpergian  (Ahadiah,  Muharnis,  &  Agustiawan,  2017);(Santoso 1 &  Wulandanu, 2011);(Dharma,  2023).  Penelitian  mengenai  sistem  pengunci  pintu  sudah  pernah dilakukan oleh Geo Fillial Agiv Winagi pada tahun 2019 dengan membuat alat pengunci pintu  menggunakan  RFID  yang  pada  penelititan tersebut  dibuat  sistem  pengunci  pintu dengan  menggunakan  RFID  sebagai  sensor  untuk  pembacaan  kartu  RFID  dan  juga memakai  pin  password,  dimana  jika  kartu  RFID  sudah  didaftarkan  ke  sistem  atau  pin benar maka solenoid akan aktif dan pintu dapat terbuka (Novianti, 2019);(Arafat, 2016).
Selama ini sistem pembukaan kunci pintu umumnya menggunakan kontrol akses fisik  seperti  penggunaan  keypad  dan  scan  kartu  (Pradana  &  Wiharto,  2020);(Ipanhar, Wijaya, & Gunoto, 2022). Sistem buka otomatis tanpa kontrol akses fisik memungkinkan desain  yang  lebih  sederhana,  seperti  pintu  tanpa  tuas  dan  lubang  kunci  (Muwardi  & Adisaputro,  2021);(Pradana  &  Wiharto,  2020).  Untuk  mengatasi  hal  tersebut,  maka diperlukan sistem keamanan buka kunci otomatis, metode yang dapat menjadi pencegah pencurian yang inovatif di suatu ruangan, mengingat tingkat kejahatan yang tinggi saat ini  dan  solusi  sistem  buka  kunci  tradisional  tanpa  kontrol  akses  fisik.  Satu  dari diantaranya yaitu memiliki sistem pengenalan wajah.
Sistem buka-tutup pintu dengan pengenalan wajah adalah konsep modern yang tidak memerlukan kontrol akses oleh perangkat fisik. Dengan mengacu pada penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, maka penulis berinovasi untuk bagaimana merancang sistem  buka-tutup  pintu  menggunakan  pengenalan  wajah  berbasis  mikrokontroler. Dengan menggunakan kamera sebagai pengontrol pengenalan wajah pemilik rumah. Hal ini dapat meningkatkan rasa aman pemilik rumah karena tidak ada seorang pun dengan sistem keamanan pengenalan wajah yang dapat memasuki rumah. Konsep kerja alat ini adalah mendeteksi wajah pemilik rumah secara otomatis menggunakan kamera ESP32- Cam untuk dapat membuka pintu dan tertutup secara otomatis.

## Metode Penelitian

## Blok Diagram
Perancangan alat dibuat untuk membantu dan mempermudah dalam mengerjakan alat  yang  akan  dibuat.  Perancangan  alat dimulai  dari  pembuatan  blok  diagram  dimana
setiap blok tersebut mempunyai fungsi tersendiri yang saling terkait sehingga membentuk sistem  dari  mesin  yang  akan  dibuat.  Berikut  blok  perancangan  sistem  untuk  alat  pada
Gambar 1 Blok Diagram

## Flowchart
Flowchart  memiliki  fungsi  untuk  menggambarkan,  menyederhanakan  suatu rangkaian proses atau prosedur sehingga dapat dengan mudah dipahami dan dapat dilihat berdasarkan urutan dari suatu proses (Sari, 2017). Berikut Flowchart keseluruhan yang digunakan pada sistem dalam perancangan tugas akhir yang bisa dilihat pada gambar 2.

## Gambar 2 Flowchart
Perancangan  Sistem  Buka-Tutup  Sebuah  Pintu  Menggunakan  Face  Recognition Berbasis Mikrokontroler
Perancangan wiring rangkaian keseluruhan dapat dilihat pada gambar 3.
Gambar 3 Perancangan wiring rangkaian keseluruhan

## Perancangan Mekanik
Perancangan ini bertujuan untuk merencanakan sesuatu yang akan dibuat dalam bentuk mekanik. Perancangan mekanik sangat dibutuhkan karena perancangan mekanik dijadikan sebagai acuan untuk membuat sistem keseluruhan. Hasil perancangan mekanik dari tugas akhir ini dapat dilihat pada gambar 4.

## Gambar 4 Desain Alat

## Hasil dan Pembahasan

## Pengujian dan Analisa Pada ESP32-Cam
Pada  alat  yang  dibuat  Camera  yang  dipakai  berfungsi  untuk  mendeteksi  wajah seseorang  yang  akan  menjadi  akses  masuk  suatu  ruangan  melalui  pintu.  Pengujian pertama dilakukan dengan mengambil data wajah untuk disimpan menjadi database yang terbaca oleh camera.

## Tabel 1 Pegambilan data wajah untuk database website
No Kondisi
Tampilan
1. Streaming
Camera
2
Pengenalan Wajah
3. Wajah Terdeteksi
4 Tambahkan data wajah
Wajah yang ditampilkan pada interface camera sesuai dengan apa yang dilakukan pada  keadaan  sebenarnya.  Camera  streaming  ini  memudahkan  peneliti  untuk mempersiapkan  dan  mengatur  tata  letak  camera  agar  sesuai  dengan  letak  wajah  yang nantinya  akan  dideteksi.  Setelah  camera  streaming,  selanjutnya  ada  tahapan  face detection.  Ketika  sedang  melakukan  streaming  kita  dapat  mendeteksi  wajah  dengan menggunakan  menu  detect  face.  Saat  wajah  kita  terdeteksi  camera  dan  sistem  akan mempelajari pola dari gambar yang ditangkap oleh camera. Jika wajah yang terdeteksi sama dengan pola yang tersimpan pada sistem, maka selanjutnya akan diteruskan pada proses selanjutnya.
Pengujian dan Analisa Proses Citra Wajah Pengujian kedua melakukan deteksi wajah untuk dapat membuka akses pintu secara otomatis. Berikut hasil data pengujian dilihat pada tabel 2.

## Tabel 2 Pengujian Proses Citra Wajah
Sampel Kondisi Tampilan Sampel 1 Data Base Wajah Terdeteksi Sampel 2 Data Base Wajah Terdeteksi Sampel 3 Data Base Wajah Terdeteksi
Sampel 4 Data Base Wajah Tidak Terdeteksi Sampel 5 Data Base Wajah Tidak Terdeteksi
Setelah wajah terdeteksi dan tersimpan pada sistem, selanjutnya akan diberikan access control. Acces control yaitu perintah pada sistem untuk memberikan akses pada wajah yang telah terdeteksi dan disimpan pada sistem atau database. Ketika acess control diberikan,  maka  sistem  siap  mengenali  wajah  dan  memberikan  akses  untuk  membuka kunci  pintu.  Jika  wajah  yang  telah  terdeteksi  dan  diberikan  akses  kontrol  maka  pada interface browser akan menampilkan “door open for …” dan kemudian kunci pintu akan terbuka, jika ada wajah yang tidak dikenal diartikan tidak terdaftar pada database esp32- cam maka interface akan menampilkan “no face detection”.

## Pengujian dan Analisa pada Kamera terhadap Posisi sudut wajah
Pengujian  ketiga  dilakukan  dengan  memvarisasikan  sudut  hadap  pada  wajah. Pengujian dilakukan untuk mengetahui dan mengukur batas maksimal sudut pose untuk melakukan pengenalan wajah untuk membuka kunci pintu. Penelitian sudut pose wajah diujikan  dengan  menggunakan  wajah  yang  telah  terdaftar  pada  tahap  proses  face detection. Hasil pengujian sudut pose wajah dalam 4 variasi pose wajah yaitu menghadap kiri, kanan, atas dan bawah.

## Tabel 4 Pengujian Kamera Terhadap Posisi Sudut Wajah
No Kondisi Tampilan 1. Kiri 2. Kanan 3. Bawah

## 4. Depan
Berdasarkan  tabel  di  atas  dapat  disimpulkan  bahwa  sistem  menggunakan  face detection dapat mendeteksi citra wajah pada saat kondisi Mata, hidung, mulut dan bentuk wajah masih jelas tertangkap oleh camera esp32-cam. Pada saat posisi wajah tidak jelas
maka kamera tidak akan bisa mendeteksinya karena citra wajah yang telah didaftarkan pada database berbeda dengan apa yang kamera tangkap, karena itulah sistem tidak dapat mendeteksi wajah dengan baik

## Pengujian dan Analisa Sensor PIR
Pengujian  pada  sensor  PIR  untuk  mengetahui  sensor  PIR  dapat  mendeteksi pergerakan manusia pada Ruangan maksimal pada jarak berapa anatar obje dengan letak sensor. Tampilan respon dari sensor pir dapat dilihat pada serial monitor melalui arduino IDE.  Pengujian  sensor  PIR  (Passive  InfraRed)  dilakukan  saat  ada  seseorang  didepan akses pintu masuk dalam posisi jarak. Berikut tabel 5 hasil pengujian untuk sensor pir terhadap jarak yang mendeteksi gerakan.

## Tabel 5 Hasil Pengujian Sensor PIR terhadap Jarak Objek
Jarak (cm)  Data Sensor  Hasil 20 1 Terdeteksi, Pintu Terbuka 30 1 Terdeteksi, Pintu Terbuka 40 1 Terdeteksi, Pintu Terbuka 50 1 Terdeteksi, Pintu Terbuka 60 1 Terdeteksi, Pintu Terbuka 70 1 Terdeteksi, Pintu Terbuka 80 0 Tidak Terdeteksi, Pintu Tertutup 100 0 Tidak Terdeteksi, Pintu Tertutup

## Pengujian dan Analisa Sensor PIR
Berikut tabel 6 dan 7 Hasil dari pengujian rangkaian driver motor dan motor DC:
Tabel 6 Hasil Pengujian Poros Motor DC Ketika Pintu Terbuka TP  Vin (Volt)  Vout (Volt)  Poros Motor DC  Kondisi
IN1  5 Volt 10,48 Volt  Clock Wise (CW)  Pintu Terbuka IN2  0 Volt 0 Volt Tabel 7 Hasil Pengujian  Poros Motor DC Ketika Pintu Tertutup TP  Vin (Volt)  Vout (Volt)  Poros Motor DC Kondisi IN1  0 Volt 0 Volt Counter Clock Wise (CCW) Pintu Tertutp IN2  5 Volt 10,18 Volt
Pengujian yang dilakukan ada motor DC ialah tegangan keluaran yang dihasilkan ketika alat sedang berjalan. Motor DC mempunyai 2 Kubu yang dapat digunakan untuk mengatur perputaran arah Motor DC. Berikut Gambar 5 dan 6 hasil dari pengujian putaran motor DC.
Gambar 5 Kondisi Pintu Terbuka berputar secara CW
Gambar 6 Kondisi pintu Tertutup berputar secara CCW

## Pengujian dan Analisa Website
Pengujian ini membutuhkan koneksi internet dan wifi agar data dapat dikirim dan diterima  oleh  sistem.  Website  yang  digunakan  sebagai  server  adalah  ip  address https://170.20.10.10 . Saat tampilan halaman dashboard telah tampil pilih tools “ Acces Control” yang digunakan sebagai kendali dari data wajah yang akan mengakses sebuah pintu masuk seperti gambar 3.

## Gambar 7 Acces Berhasil

## Kesimpulan
Berdasarkan  data  dan  Analisa  hasil  pengujian,  maka  dapat  diambil  kesimpulan bahwa Tingkat keakurasian kamera berhasil membaca data wajah adalah 70% jika wajah yang  dideteksi  sesuai  dengan  database  wajah  yang  telah  didaftarkan  dengan  jarak maximal  wajah  dapat  terdeteksi  oleh  camera  esp32-cam  adalah  <  80  cm  dengan pencahayaan yang cukup dan sensor PIR >70 cm pergerakan bergeser ke kiri dan kanan. Pada poros motor DC saat putaran Clock Wise (searah jarum jam) membuat pintu terbuka secara  otomatis,  sebaliknya  saat  putaran  Counter  Clock  Wise  (berlawanan  arah  jarum jam) maka pintu akan tertutup.

## BIBLIOGRAFI
Ahadiah,  Siti,  Muharnis,  Muharnis,  &  Agustiawan,  Agustiawan.  (2017).  Implementasi Sensor  PIR  Pada  Peralatan  Elektronik  Berbasis  Microcontroller. Inovtek  Polbeng , 7 (1), 29–34.
Arafat, Arafat. (2016). Sistem pengamanan pintu rumah berbasis Internet Of Things (IoT) dengan ESP8266. Technologia: Jurnal Ilmiah , 7 (4).
Dharma,  Brenda  Gusti.  (2023). Pembuatan  Sistem  Kunci  Keamanan  Pintu  Berbasis Fingerprint . Politeknik Negeri Jember.
Ipanhar,  A.,  Wijaya,  Toni  Kusuma,  &  Gunoto,  Pamor.  (2022).  PERANCANGAN SISTEM MONITORING PINTU OTOMATIS BERBASIS IOT MENGGUNAKAN ESP32-CAM. SIGMA TEKNIKA , 5 (2), 333–350.
Muwardi,  Rachmat,  &  Adisaputro,  Reyhan  Rahmat.  (2021).  Design  Sistem  Keamanan Pintu Menggunakan Face Detection. Jurnal Teknologi Elektro , 12 (3), 120–128.
Novianti,  Triuli.  (2019).  Rancang  bangun  pintu  otomatis  dengan  menggunakan  RFID.
Jurnal Teknik Elektro Dan Komputer Triac , 6 (1), 8–13.
Pradana,  Vaizal,  &  Wiharto,  Holy  Lydia.  (2020).  Rancang  Bangun  Smart  Locker Menggunakan Rfid Berbasis Arduino Uno. Jurnal EL Sains P-ISSN , 2527 , 6336.
Santoso 1 ,  Imam,  &  Wulandanu,  Beni  G.  (2011).  Studi  pengamatan  tipologi  bangunan pada kawasan Kauffman Kota Malang. Local Wisdom-Jurnal Ilmiah Online, ISSN , 2086–3764.
Sari,  Yuslena.  (2017). Logika  Algoritma,  Pseudocode,  Flowchart,  dan  C++ .  Perahu Litera.

## Copyright holder:
Adi Chandranata, Laxsmy Devy, Reghina Alya Rihma (2023)

## First publication right:
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia
This article is licensed under: