## SISTEM KEAMANAN KOTAK AMAL MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK DAN KEYPAD 4X4 DENGAN ARDUINO UNO R3

## Yusril Maulana Yusup
Teknik Informatika, STIMIK DCI, Email: yusrilmy.31@gmail.com

## ABSTRAK
Kotak  amal  adalah  sebuah  perangkat  yang  digunakan  untuk  mengumpulkan  uang sedekah  dari  masyarakat.  Tidak  seperti  dulu  kotak  amal  hanya  dapat  dijumpai  di  tempat ibadah seperti masjid, sekarang kotak amal dapat dijumpai diruang publik . Sistem keamanan dari kotak amal umumnya memakai kunci gembok sebagai antisipasi dari pembobolan akan tetapi belum adanya sistem keamanan ketika kotak amal diambil atau dicuri hal ini terbukti dari maraknya kasus pencurian kotak amal terutama didalam masjid.
Dalam penelitian  ini penulis bertujuan untuk menghasilkan sebuah alat yang mana ketika  kotak  amal  dicuri  maka  akan  menghasilkan  suara  seperti  halnya  alarm.  Alat  ini menggunaka arduino uno sebagai pengendali utama dapat menjalankan program yang telah diatur.  Kemudian  sensor  ultrasonik  digunakan  untuk  mendeteksi  objek  dan  sensor  ketika kotak  amal  dicuri  maka  otomatis  buzzer  sebagai  indikasi  suara  akan  berbunyi,  kepad  4x4 sebagai alat input untuk memasukan PIN dan  LCD 16x2 untuk menampilkan seluruh menu informasi yang telah dibuat didalam program.
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  kesimpulan  tentang  sistem  keamanan kotak amal menggunakan sensor ultrasonik dan keypad 4x4 dengan mikrokontroler arduino, dalam sistem cara kerja alat bahwa seluruh modul dan rangkaian bisa berjalan dengan baik. Kata Kunci : Sistem keamanan kotak amal, Arduino, Ultrasonik HC-SR04, Buzzer, LCD 16x2, Keypad 4x4.

## I. Pendahuluan
Kotak amal dimasjid merupakan media  pengumpulan  uang  sedekah dari  para  jemaah,  uang  yang  ada dikotak amal merupakan amanah dari jemaah  yang  harus  dijaga  dan disimpan  dengan  aman  selama  uang itu masih berada didalam kotak amal. Umumnya  kotak  amal  yang  ada dimasjid pengamananya hanya
menggunakan  kunci  gembok  akan
tetapi  itu  saja  tidak  cukup  karena masih  dapat  dicuri  sehingga  sering terjadinya  pencurian  kotak  amal  dan hal ini sudah sering terjadi dibeberapa masjid didaerah diindonesia.
Maka  dari  itu  kotak  amal seharusnya memiliki tingkat keamanan yang  sangat  tinggi  bukan  hanya bergantung  pada  kuncinya  saja  tetapi juga  butuh  alat  tambahan  sebagai antisipasi dari pencurian kotak amal.
Berdasarkan permasalahan yang terjadi penulis akan membuat sebuah skripsi  atau  tugas  akhir  dengan  judul “Sistem  Keamanan  Kotak  Amal Menggunakan  Sensor  Ultrasonik  dan Keypad 4X4 Dengan Arduino Uno R3”
II. LANDASAN TEORI

## 2.1 Kotak Amal
Kotak  amal  masjid  merupakan infak  uang  yang  diberikan  secara sukarela dari jemaah. Uang dari kotak amal  dikhususkan  untuk  kepentingan masjid  dan  dikelola  oleh  pengurus masjid.

## 2.2 Pencurian
Pencurian  adalah  orang  yang mengambil  milik  orang  lain  secara sembunyi-sembunyi  yang  bukan  milik kita.  Kasus  pencurian  ini sudah  sering terjadi  di  indonesia,  bahkan  jenis tindak  pidana  ini  menempati  urutan teratas  di  antara  tindak  pidana  yang lain.

## 2.3 Keamanan
Keamanan  adalah  aman  dan tentram bebas dari kejahatan, pencurian atau kecelakaan dan lain-lain.
Keamanan  memiliki  topik  yang luas contoh seperti keamananan nasional  terhadap  serangan  teroris, keamanan  komputer  terhadap  hacker atau cracker, keamanan rumah terhadap maling dan masih banyak yang lainya.
Konsep dasar keamanan tergantung dengan kemampuan
seseorang  dalam  menghindari  bahaya, kemudian ditentukan oleh pengetahuan dan kesadaran serta melakukan tindakan pencegahan.

## 2.4 PIN
PIN biasanya digunakan sebagai identifikasi  pengguna  untuk  masuk
kedalam sistem, sama halnya kita mau menyimpan  barang  berharga  seperti uang  atau  emas  kita  harus  memiliki keamanan  agar  tidak  ada  yang mencuri,  contoh  yang  menggunakan PIN  seperti  pada  ATM  bank,  brankas,
dan sistem keamanan pada Handphone. 2.5 Arduino Uno R3 Arduino  uno  R3  merupakan mikrokontroler berbasis chip ATmega328P.  alat  ini  disebut  sebagai papan pengembangan yang memudahkan  merangkai  rangkaian elektronik.  Arduino  uno  memiliki  20 pin yang berfungsi sebagai input/output.  Dimana  14  pin  sebagai digital  input/output  dan  6  pin digunakan sebagai
analog input/output.

## Gambar 2.1 Arduino Uno R3

## 2.6 Arduino IDE
Arduino  IDE  adalah  software untuk  memprogram  arduino.  Arduino IDE  juga  bisa  disebut  sebagai  text editor  karena  dapat  membuat  kode program  melalui  sintak-sintak  yang telah  dibenamkan  melalui  bahasa pemrograman.
Untuk bahasa
pemrogramanya menggunakan bahasa C/C++.

## Gambar 2.2 Arduino IDE
2.7 Sensor Ultrasonik HC-SR04 Sensor  ultrasonik  merupakan sensor  yang  sering  digunakan  untuk radar yaitu untuk mendeteksi keberadaan objek yang ada didepanya dengan  memperkirakan  jarak  antara sensor  dan  benda.  Pengertian  sensor ultrasonik  adalah  sebuah  sensor  yang berfungsi  untuk  mengubah  besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya.
Gambar 2.3 Ultrasonik HC-SR04

## 2.8 Keypad 4x4
Keypad  4x4  memiliki  susunan yang simple dan hemat pengguna port mikrokontroler. Keypad 4x4 terdiri dari tombol  –  tombol  dan  konektor  baris dan  kolom  yang  berfungsi  sebagai memberikan sinyal ke suatu rangkaian yang akan menghubungkan jalur – jalur tertentu.  Tombol  keypad  itu  sendiri disusun secara matrik yang terdiri dari 4  kolom  dan 4  baris, layaknya seperti tombol keamanan pada umumnya.
Gambar 2.4 Keypad 4x4

## 2.9 LCD (Liquid Crystal Display)
16x2
Komponen  LCD  ini  berfungsi sebagai  tampilan  layar  yang  berupa data seperti karakter, huruf, dan grafik. LCD  16X2  memiliki  daya  yang  kecil yang  digunakan  untuk  kalkulator,  jam tangan,  pada  multimeter  digital.    LCD 16X2 memiliki dua dimensi piksel yaitu 16 kolom dan 2 baris.

## Gambar 2.5 LCD 16x2

## 2.10 Modul I2C
Inter  Integrated  Circuit  atau yang  kita  sebut  I2C  yang  berfungsi untuk  mengirim  data  dan  menerima data. I2C itu terdiri dari saluran SCL dan SDA  yang  dapar  mengirim  informasi data dari I2C dengan pengendalinya.
2.11 Buzzer
Komponen  Buzzer  digunakan sebagai gelombang suara berupa bunyi yang  dapat  didengar  oleh  manusia. Gelombang  suara  tersebut  memiliki frekuensi sekitaran 1 – 5 KHz. Buzzer ini berjenis  Piezoelectric  yang  memiliki tegangan listrik yang rendah berkisaran antara 6 Volt sampai 12 Volt dan  memiliki  arus  sebesar  25  mA. Buzzer  jenis  ini  masih  termasuk  ke dalam keluarga transduser yang dapat diartikan sebagai Beeper.

## Gambar 2.7 Buzzer

## 2.12 Kabel Jumper
Kabel Jumper ini adalah memiliki peran yang sangat penting yang dapat menghubungkan  dua  titik  atau  lebih dari  2  komponen  elektronika.  Kabel jumper  ini  sering  kita  lihat  dalam membuat  prototype,  seperti  pada arduino.  Kabel  jumper  ini  ada  yang bermacam  -  macam  seperti  male  to female,  male  to  male,  female  to female.  Kabel  jumper  juga  memiliki panjang dari 10 cm sampai dengan 30 cm, tetapi lebih dari itu juga ada. Kabel jumper tersebut berjenis serabut yang berbentuk housing yang bulat.
Gambar 2.8 Kabel Jumper
III. Analisis Sistem Analisis sistem adalah penelitian yang lebih mendetail dengan melakukan percobaan sehingga menghasilkan kesimpulan dan mengidentifikasi  serta  mengevaluasi permasahalan yang timbul dari penguraian  suatu  sistem  yang  utuh kedalam  bagian-bagian  komponenya, kebutuhan untuk melakukan perbaikan-perbaikan membangun sistem kerja alat yang dibuat.
3.1 Analisis Masalah Pencurian  kotak  amal  terutama dimasjid sudah sering terjadi dibeberapa masjid didaerah indonesia. Biasanya  masjid  diindonesia  kotak amalnya tidak ada sistem alarm ketika kotak  amal  dicuri.  Tentunya  masalah ini  harus  menjadi  perhatian  khusus umat  islam  agar  meminimalisir  dari pencurian kotak amal dengan menambahkan sistem keamanan yang modern  agar  nantinya  para  jemaah tidak khwatir uang infaknya dicuri.

## 3.2 Kotak Amal Movable
Kotak Amal movable merupakan kotak  amal  yang  bisa  digerakan  atau digeser  dari  jemaah  satu  ke  jemaah lainya.  Kotak  amal  seperti  ini  sering dijumpai dimasjid diindonesia.
Sedangkan  untuk  sistem  keamanan dari kotak amal ini menggunakan kunci gembok saja.

## Gambar 3.1 Kotak Amal Movable

## 3.3 Kotak Amal Unmovable
Kotak  Amal  Unmovable  adalah kotak amal yang tidak dapat digerakan atau digeser. Kotak amal ini umumnya ditempatkan didepan masjid, ukuranya cukup besar karena menampung uang dengan  waktu  yang  lama.  Sistem keamanan  dari  kotak  amal  ini menggunakan kunci gembok.
Gambar 3.2 Kotak Amal
Unmovable 3.4 Flowchart  Sistem Keamanan Kotak Amal Mulai Menu Pilihan A/B Buzzer Berbunyi A Ubah PIN B Buzzer Mati Masukin PIN Selesai PIN Tidak Ya Gambar 3.3 Flowchart Sistem Keamanan Kotak Amal
IV. PERANCANGAN SISTEM 4.1. Analisis Kebutuhan Analis kebutuhan untuk membahas  perangkat  keras  dan perangkat  lunak  yang  akan  digunakan oleh  penulis  untuk  membuat  sebuah sistem keamanan kotak amal.
4.2 Kebutuhan Perangkat Keras Adapun  perangkat  keras  yang digunakan untuk membangun perangkat ini adalah sebagai berikut : 1. Arduino Uno R3 2. Liquid  Crystal  Display  (LCD) 16x2 3. Ultrasonik HC-SR04 4. Keypad 4x4 5. Buzzer
6. Breadboard
7. Kabel Jumper

## 4.3 Kebutuhan Perangkat lunak
Adapun  perangkat  lunak  yang untuk  membangun  perangkat  ini adalah sebagai berikut:
1. Arduino Software (IDE).
2. Sistem  Operasi  Windows  10 (64 bit).
3. Microsoft  Visio  Professional 2019.
4. Fritzing
5. Microsoft word 2013
6. Microsoft power point 2013

## 4.4 Cara    Kerja  Sensor  Ultrasonik
HC-SR04 Sensor ultrasonik adalah sensor yang memiliki prinsip kerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara dan digunakan untuk mendeteksi  keberadaan  suatu  objek tertentu  di  depannya.  Ada  dua komponen  penting  yang  ada  didalam alat ini yaitu transmitter dan receiver. Transmitter  digunakan  sebagai  alat untuk memancarkan gelombang ultrasonik  dengan  frekuensi  kerja  40 KHz.  Sedangkan  receiver  sebagai penangkap  hasil  pantulan  gelombang ultrasonik yang mengenai objek. Besar amplitudo sinyal elekrik yang
dihasilkan  receiver  tergantung  dari jauh  dekatnya  objek  yang  dideteksi serta  kualitas  dari  transmitter  dan receiver.
Gambar 4.1 Cara Kerja Ultrasonik HC-

## SR04

## 4.5 Cara Kerja Lcd 16x2
LCD  16x2  merupakan  display dengan  menggunakan  lapisan  film
yang  bersisi  crystal  cair  untuk menghasilkan  gambar  agar  dapat terlihat, biasanya produk ini digunakan seperi  layar  laptop,  ponsel  dan  lain- lain.
Gambar 4.2 Lcd 16x2 4.6 Cara Kerja Keypad 4x4 Cara keypad 4x4 dengan menggunakan  metode  scaning  yaitu untuk penekanan tombol pada keypad untuk mikrokontroler secara bertahap kolom demi kolom dari kolom pertama sampai  kolom  ke  4  dan  begitu  juga baris  pertama  sampi  baris  ke  4.  Misal semua  baris  dan  kolom  Pertama semua  pin  baris  (row)    di  set  sebagai output  dan  pin  kolom  sebagai input_pullup. Selanjutnya satu persatu baris  di  set  LOW.  Untuk  setiap  baris yang  diset  LOW,  satu  per  satu  kolom kita  baca  INPUT  nya.  Jika  pembacaan LOW  maka  kolom  tersebut  dalam posisi ditekan.
Gambar 4.3 Keypad 4x4
4.7 Gambar  Alur  Sistem  Keamanan Kotak Amal
Gambar 4.4 Sistem Keamanan Kotak Amal 4.8 Perancangan Perangkat Keras Gambar 4.5 Perancangan Perangkat
Keras
4.9 Perancangan Keypad 4x4 Gambar 4.6 Perancangan Keypad 4x4
Gambar 4.7 Perancangan Modul LCD
16x2
4.11 Perancangan Sensor Ultrasonik
HC-SR04 dan Buzzer Gambar 4.8 Perancangan Sensor
Ultrasonik HC-SR04 dan Buzzer
4.12 Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan lunak ini bertujuan
dalam saat proses arduino uno R3 yang akan  menjalankan  fungsi  alat  –  alat yang  dibutuhkan.  Berikut  adalah konsep saat upload arduino. Jalankan Software Arduino Input Kode Program Colokan USB ke Laptop/ PC Upload Upload ke Arduino Uno R3 Error Gambar 4.9 Proses Upload ke Arduino

## 4.13 Tabel Logika Arduino
Tabel 4.1 Logika Arduino PIN atau Passwo rd Ultra sonik Kondisi Buzzer
Kondisi Salah Salah Off (Buzzer off) Benar Bena r On (Buzzer on) Penjelasan tabel diatas : 1. Jika  sistem  keamanan  kotak amal tidak aktif maka ultrasonik dan buzzer off.
2. Jika  sistem  keamanan  kotrak amal aktif dan kotak amal dicuri maka  ultrasonik  otomatis  on mendeteksi  keberadaan  objek dan  buzzer  juga  on  akan langsung berbunyi.

## V. IMPLEMENTASI PERANCANGAN
Implementasi program merupakan proses akhir dari
penerapan  sistem  yang  dirancang, dimana  tahap  ini  merupakan  tahap meletakkan  sistem  agar  siap  untuk dioprasikan  dan  dipandang  sebagai usaha  mewujudkan  sistem  yang  telah dirancang.

## 5.1 (Hadware) Perangkat Keras
Dalam mengimplementasikan
program  ini,  perangkat  keras  yang digunakan  oleh  penulis  yaitu  laptop dengan spesifikasi berikut :
1. Processor Intel Core I7-870 CPU
2.93GHz 2.50 GHz
2. Memori 8 GB
3. Hardisk 500 GB
5.2 (Software) Perangkat Lunak Dalam  proses  implementasi program, penulis menggunakan perangkat  lunak  software)  untuk  m embuat  dan  meranCang  alat  yang diperlukan diantaranya adalah :
1. Windows  10  Pro,  merupakan peran utama yakni sistem operasi. 2. Microsoft Office 2016 Professional,  sebagai  alat  bantu dalam pengolahan kata dan dalam pembuatan  laporan  jurnal  tugas akhir ini. 3. Microsoft Office Visio 2016, yakni sebagai alat bantu untuk membantu  pembuatan  desain rancangan-  rancangan  alat  yang dibutuhkan dan digunakan.
4. Software  Fritzing  sebagai  alat bantu  dalam  mem  buat  simulasi rancangan modul.
5. Browser  Google  Chrome  sebagai alat  bantu  mencari  sumber referensi  dari  jurnal-jurnal  yang terdapat di pencarian Google atau Wikipedia.
5.3

## Instalasi Perangkat
Instalasi perangkat adalah
proses  perancangan  setiap  bagian komponen-komponen hardware untuk sistem keamanan kotak amal.

## 5.3.1 Rangkaian Modul LCD 16X2
Gambar 5.1 Rangkaian Modul LCD 16X2

## 5.3.2 Rangkaian Keypad 4x4
Gambar 5.2 Rangkaian Keypad 4x4
5.3.3 Rangkaian Ultrasonik HC-SR04 dan Buzzer
Gambar 5.3 Rangkaian Ultrasonik HC-SR04 dan Buzzer
5.3.4 Rangkaian Alat Sistem
Keamanan Kotak Amal Gambar  5.5 Rangkaian Alat Sistem Keamanan Kotak Amal VI. kesimpulan dan saran 6.1 Kesimpulan Setelah melakukan perancangan dan  realisasi  kemudian  dilakukan pengujian terhadap alat, baik
pengujian berupa setiap blok maupun secara  keseluruhan.  Maka  dapat diambil kesimpulan :
1. Berdasarkan  dari  analisis  oleh penulis, sasaran penggunaan  alat yang  dibuat  oleh  penulis  yaitu untuk  keamanan  dari  kotak  amal yang  sering  menjadi  sasaran pencurian.
2. Dari setiap modul yang dirancang oleh  penulis  bisa  berfungsi dengan baik.
3. Alat  yang  digunakan  oleh  penulis yaitu Arduino Uno sebagai pengendali utama dalam menjalankan  setiap  program  dan perintah yang diberikan. 4. Untuk  merancang  alat  bukan arduino saja yang penulis gunakan tetapi masih ada lagi diantaraanya :  Modul  LCD  16X2,  Keypad  4x4, Sensor ultrasonik HC-SR04, Buzzer, Kabel Jumper, Breadboard. 5. Alat  yang  dirancang  untuk  dapat memotivasi  masyarakat  akan pentingnya  sistem  keamanan kotak amal yang modern.
6. Alat  ini  dapat  ditempatkan dimana  kotak  amal  itu  berada karena jaraknya berdekatan dengan kotak amal. 6.2 Saran Berdasarkan  hasil  pembahasan keseluruhan tentang sistem keamanan kotak  amal  yang  dibuat,  saran  dari penulis  untuk  pengembangan  ke depannya adalah sebagai berikut :
1. Sistem  keamanan  kotak  amal bisa dikembangkan lagi dengan  menambahkan  alat untuk bisa memberikan notifikasi ke smartphone
ketika buzzer berbunyi.
2. Sistem  keamanan  kotak  amal ini bisa dikembangkan dengan menambahkan alat untuk bisa mengaktifkan sistem
keamanan  kotak amal melalui smartphone.

## DAFTAR PUSTAKA
CaraTekno,  Pengertian  Arduino  UNO
Mikrokontroler ATmega328, 2016.  (diakses  tanggal  25 Februari 2021). https://www.caratekno.com/pe ngertian-arduino-uno- mikrokontroler/ Eka Adhitya Dharmawan, Implementasi Sistem Konfirmasi Pembayaran  Pinjaman  pada Koperasi Simpan Pinjam Berbasis  Android,  SMARTICS Journal Vol. 4, No. 1, 2018. Fandhi  Nugraha  K,  Tugas  Sensor Ultrasonik HC-SR04, Teknik Elektro, Universitas Hasanuddin
(2015)
Friska Kartika Ardyasari, Prototype Alat Pengamanan Pintu Kos Berbasis Mikrokontroler Atmega32. 2012
Indrajani, Pengertian
Flowchat,
(2015:36)
Putro  Setyo  Negoro,  Kotak  amal masjid, 2015.
Setiawan,  “Mikrokontroler  ATMEGA 8535  Bascom-AVR”,  2010  :  24- 27.
Sinauarduino,  Mengenal  Arduino  IDE, Daerah  Istimewa  Yogyakarta.
2016.  (diakses  tanggal  25 Februari 2021). https://www.sinauarduino.com
/artikel/mengenal-arduino- software-ide/
Sunan Sarif Hidayatullah, PENGERTIAN BUZZER  ELEKTRONIKA  BESERTA FUNGSI DAN PRINSIP KERJANYA,
(2020) Tresna  Maulana,  Rancang  Bangun Kotak Amal Anti Maling Menggunakan  SMS  Gateway Berbasis Mikrokontroler, 2014.