## APLIKASI KEAMANAN PINTU BERBASIS ARDUINO UNO R3 ATMEGA 328P MENGGUNAKAN FINGERPRINT DAN ULTRASONIK
Hendi Setiawan 1 , Darmawan Mega Permana 2 , Agus Fitro Handoko 3
1,2,3 Sekolah Tinggi Teknologi Indonesia Tanjungpinang Jln. Poma Air No. 28 Tanjungpinang Kepulauan Riau Indonesia
1 hendi@sttindonesia.ac.id
2 darmawan_mega05@yahoo.com
3 agusfitoh13@gmail.com
Intisari —  Dalam  sistem  keamanan  pintu  memang  sudah  banyak  yang  menggunakan,  bahakan  lebih  canggih,  namun  dengan kecanggihan atau sistem keamanannya lebih baik tetapi terdapat juga kekurangannya, yaitu biaya untuk menginplementasikannya sangatlah  mahal.  Oleh  karna  itu  dibutuhkanlah  sebuah  sistem  keamanan  pintu  yang  lebih  murah  dan  terjangkau  dalam pengimplementasiannya. Dalam penelitian ini penulis mengangkat sebuah kasus yaitu membuat sebuah sistem keamanan pintu yang dapat  diterapkan  dan  terjangkau  dalam  biaya  oprsasionalnya.  Sistem  keamanan  pintu  ini  menggunakan  aplikasi  arduino  sebagai uploader , kemudian sensor fingerprint dan sensor ultrasonik sebagai alat yang digunakan.  Sistem keamanan pintu ini hanya dapat di implementasikan jika sistem ini mendapat suplay arus listrik dan hanya dapat diakses terhadap sidik jari yang sudah terdaftar. Kata kunci — Sistem Keamanan Pintu, Aplikasi Arduino, Sensor Fingerprint , Sensor Ultrasonik dan Sidik Jari.
Abstract — In door security systems, many have used, even more sophisticated, but with sophistication or a better security system but there are also drawbacks, namely the cost to implement it is very expensive. Therefore we need a door security system which is cheaper and more affordable in its implementation. In this research, the writer raises a case that is making a door security system that can be applied and affordable in operational costs. This door security system uses the Arduino application as an uploader, then a fingerprint sensor and an ultrasonic sensor as the tools used. This door security system can only be implemented if this system is supplied with electricity and can only be accessed against registered fingerprints.
Keywords — Door Security System, Arduino Application, Fingerprint Sensor, Ultrasonic Sensor and Fingerprint.

## I. P ENDAHULUAN .

## A. Latar Belakang
Keamanan rumah atau ruangan merupakan suatu hal yang sangat  penting  untuk  diperhatikan  dan  untuk  menciptakan keamanan tersebut, banyak hal yang dapat kita lakukan salah satunya adalah pemanfaatan teknologi dalam menjaga keaman rumah atau ruangan, karena sering kali terjadi pembobolan toko atau rumah pada saat pemilik toko atau pemilik rumah sedang tidak  ada  ditempat.  Untuk  menjaga  barang  penting  yang  ada diruangan atau didalam rumah sudah seharusnya dijaga seaman mungkin  dalam  menjaganya  dan  itu  bisa  dilakukan menggunakan  sistem  keamanan  pintu  dengan  menggunakan berbagai  macam  cara,  adapun  dengan  menggunakan  kunci konvesional  atau  dengan  menggunakan  kunci  yang memanfaatkan  kartu Radio  Frequency  Identification (RFID) dan  menggunakan  sistem  keamanan  pintu  dengan  sensor fingerprint .
Pengamanan  dengan  menggunakan  kunci  konvensional yang  banyak  digunakan  oleh  masyarakat  mudah  sekali dilumpuhkan oleh pelaku tindak kejahatan. Selain itu dengan menggunakan  kunci  konvensional  dalam  sistem  pengamanan
juga kurang terpecaya karena kunci konvensional mudah hilang dalam pengunaannya, sehingga sistem ini dirasa kurang praktis dan rentang terhadap tindakan pencurian [1].
Adapun  keunggulan  dari  sistem  keamanan  ini  yaitu  dari desain  atau  proses  alat  tersebut  berjalan.  Dari  sistem  ini dilengkapi  juga  dengan selenoid  doorlock sebagai  pengunci pintu dan pembuka kuncinya. Dan alat ini didesain unutuk di aplikasikan di bagian belakang pintu, jadi pintu akan terkunci dari dalam, di bagian depan pintu hanya sensor ultrasonik dan sensor fingerprint saja, maka secara logika sistem keaman pintu ini  lebih  efektif  terhadap  tindak  kejahatan  dalam  arti pembobolan pintu secara paksa. Adapun komponen terpenting dalam sistem ini adalah arduino uno r3, sensor fingerprint dan sensor ultrasonik .
Dengan  kemajuan  dibidang  ilmu  pengetahuan  dan teknologi,  mendorong  manusia  untuk  terus  melakukan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK). Salah satu dari kemajuan dibidang teknolgi adalah sistem keamanan yang  memanfaatkan  teknologi  yang  ada.  Sistem  keamanan tersebut  berfungsi  unutuk  menunjang  peningkatan  suatu keaman  dokumen  atau  barang-barang  penting  lainnya  dalam suatu ruangan. Berdasarkan uraian latar belakang diatas maka penulis membuat alat yang berjudul “SISTEM KEAMANAN
PINTU  BERBASIS  ARDUINO  UNO  R3  ATMEGA  328P MENGGUNAKAN FINGERPRINT DAN ULTRASONIK ”.

## B. Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang permasalahan diatas, maka penulis mengidentifikasi masalah sebagai berikut:
1) Sistem  keamanan  masih  menggunakan  sistem  lama yaitu masih menggunakan kunci konvensional dimana sistem ini mudah sekali untuk dibobol.
2) Sistem  keamanan  kunci  konvesional  ini  juga  mudah untuk diduplikat terhadap anak kuncinya.
3) Pembobolan  terhadap  sistem  kunci  konvesional  ini banyak caranya seperti dengan memotong pengait besi pada  gembok  kunci  dan  bisa  juga  dengan  memaksa merusak pada lubang gembok tersebut.
4) Adapun  sistem  keamanan  lainnya  yaitu  dengan menggunakan sistem digital yang memanfaatkan kartu Radio  Frequency  Identification (RFID)  namun  sistem ini sangat pekat terhadap gelombang radio dan data pada kartu  tersebut  dapat  hilang  sehingga  tidak  dapat digunakan kembali.

## C. Batasan Masalah
Batasan yang dimaksudkan untuk membatasi ruang lingkup pembahasan  agar  alat  yang  dibuat  lebih  terarah.  Adapun batasan masalah tersebut adalah :
1) Membuka pintu dengan sidik jari.
2) Sensor ultrasonik hanya  dapat  mendeteksi  di  jarak maksimal  4  meter  dan  di  tinggi  di  kisaran  1,1  meter smpai 1,3 meter.
3) Meminimalisir dalam mengakses dan membuka pintu.
4) Sensor fingerprint hanya  dapat  di  akses  pada  jarak  1 meter dan kecepatan sensor fingerprint dapat membaca di kisaran 0,7 detik.
5) Sensor ultrasonik HC SR 04 hanya dapat mendeteksi di kisaran 0,4 detik.
6) Pengunci  pintu  meggunakan selenoid doorlock yang dikendalikan dengan boar arduino uno.

## II. M ETODOLOGI P ENGUMPULAN D ATA
Dalam  kegiatan  untuk  memperoleh  data  pada  penulisan tugas akhir ini, penulis menggunakan teknik pengumpulan data yang digunakan adalah sebagai berikut :

## A. Observasi
Melakukan  observasi  atau  peninjauan  tempat  sebelum pelaksanaan kegiatan pengumpulan data dengan mengadakan pengenalan  terhadap  objek  tugas  akhir,  aktivitas  kerja  dan bahan kajian.

## B. Literatur Review
Melakukan  pengumpulan  data  secara  tidak  langsung dengan  melakukan  studi  kepustakaan,  yaitu  dengan mengumpulkan  data-data  dan  teori-teori  yang  berhubungan dengan penulisan penelitian.
C. Metode Pengembangan Perangkat Lunak
Model sequential  linier yang  meliputi  beberapa  proses, seperti System Analysis , System Design , System Coding , System Testing .
Gambar 1. Metode Sequential Linier [2]
Keterangan:
1) Analisis  kebutuhan  perangkat  lunak (System Analysis) , proses pengumpulan kebutuhan diinfestasikan  dan  difokuskan,  khususnya  pada perangkat lunak. Untuk memahami sifat program yang dibangun, perekayasa perangkat lunak harus memahami
domain  informasi,  tingkah  laku,unjuk  kerja,  dan  antar muka yang di perlukan.
2) Desain , adalah proses multi langkah yang berfokus pada empat  atribut  sebuah  program  yang  berbeda,  struktur data, arsitektur perangkat lunak, representasi interface, dan  detail  (algoritma)  prosedural.  Proses  desain menerjemahkan  syarat/kebutuhan  keadaan  sebuah representasi  perangkat  lunak  yang  dapat  diperkirakan demi kualitas sebelum di mulai pemunculan kode.
3) Generasi  kode .  Desain  harus  diterjemahkan  kedalam bentuk  mesin  yang  biasa  dibaca.  Langkah  pembuatan kode  melakukan  tugas  ini.  Jika  desain  melakukan dengan  cara  yang  lengkap,  pembuatan  kode  dapat diselesaikan dengan mekanis.
4) Pengujian .  Proses  pengujian  berfokus  pada  logika internal  perangkat  lunak,  memastikan  bahwa  semua pernyataan  telah  diuji,  dan  pada  eksternal  fungsional yaitu  mengarahkan  pengujian  untuk  menemukan kesalahan-kesalahan dan memastikan bahwa input yang dibatasi  akan  memberikan  hasil  aktual  yang  sesuai dengan hasil yang dibutuhkan. Model ini sering disebut siklus  kehidupan  klasik  atau  sekuensial  linier, merupakan  paradigma  rekayasa  perangkat  lunak  yang paling  tua  dan  paling  banyak  dipakai.  Model  ini  juga mengusulkan  pendekatan  perkembangan  perangkat lunak  yang  sistematik  dan  sekuensial  (tingkat  dan kemajuan  system  pada  seluruh  analisis,  desain,  kode, pengujian,  dan  pemeliharaan).  Model  pengembangan dalam pembuatan perangkat lunak ini.

## III. L ANDASAN T EORI

## A. Pengertian Biometric
Teknologi biometric adalah  sistem  yang  menjembatani kebutuhan  tersebut  dengan  menggunakan  bagian  tubuh manusia sebagai kepastian pengenalan. Bagian tubuh manusia
yang digunakan antara lain sidik jari, mata dan wajah seseorang. Teknologi biometric merupakan  teknologi  yang  digunakan untuk  menunjukkan  keaslian (authentication) dari  individu yang melakukan akses terhadap aset  organisasi. Authentication adalah konsep yang menunjukkan bahwa hanya mereka yang diijinkan  saja (authentic) yang  dapat  mempunyai  akses terhadap aset organisasi atau hal hal yang bersifat konfidential lainnya. Biometric juga bisa didefunisikan sebagai  studi untuk mengenali seseorang secara unik. Didukung faktor harga yang semakin  terjangkau  dan  bisa  diterapkan  pada  banyak  sektor, teknologi ini akan menggusur kata sandi (password) ataupun kartu  (misal credit  card )  sebagai  alat  autentikasi  maupun identifikasi.  Kemajuan  pesat  dalam  jaringan  komunikasi mapun mobilitas alat memang membutuhkan [3].

## B. Mikrokontroler
Mikrokontroler  merupakan  sebuah  processor  yang digunakan untuk kepentingan kontrol. Menskipun mempunyai bentuk  lebih  kecil  dari  komputer  pribadi  dan  mainframe, mikrokontroler dibangun dengan dengan elemen – elemen yang sama. Mikrokontroler adalah alat yang mengerjekan intruksi – intruksi yang diberikan, artinya bagian utama dari suatu sistem otomatis/terkomputerisasi  adalah  program  didalamnya  yang dibuat  oleh  programmer.  Perogram  mengintruksikan mikrokrontroler  untuk  melakukan  jalinan  yang  panjang  dari aksi  –  aksi  sedrhana  untuk  melakukan  tugas  yang  lebih kompleks sesuai keinginan programmer [4].

## C. Arduino Uno R3
Arduino  adalah  kit  elektronik  atau  papan  rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama,  yaitu  sebuah  chip  mikrokontroler  dengan  jenis  AVR dari perusahan Atmel. Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (integrated circuit) yang bisa di program menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah  agar  rangkaian  elektronik  dapat  membaca input , memproses input tersebut dan kemudian menghasilkan output sesuai yang diinginkan. Jadi mokrokontroler bertugas sebagai otak  yang  mengendalikan input ,  proses  dan output sebuah rangkaian elektronik [5].

## D. Sensor Fingerprint
Sebuah sistem fingerprint scanner memiliki dua  pekerjaan, yakni mengambil gambar sidik jari pengguna, dan memutuskan apakah  pola  alur  sidik  jari  dari  gambar  yang  diambil  sama dengan  pola  alur  sidik  jari  yang  ada  di  database.  Fingerprint adalah  sebuah  perangkat  elektronik  yang  digunakan  untuk menangkap gambar digital dari pola sidik jari [6]. Ada beberapa cara  untuk  mengambil  gambar  sidik  jari  seseorang,  namun salah satu metode yang paling banyak digunakan saat ini adalah optical  scanning.  Inti  dari  scanner  optical  adalah  Charge Coupled  Device(CCD).  Proses  scan  mulai  berlangsung  saat seseorang  meletakkan  jari  pada  lempengan  kaca  dan  sebuah kamera CCD mengambil gambarnya. Scanner memiliki sumber cahaya  sendiri,  biasanya  berupa  larik  light  emitting  diodes (LED),  untuk  menyinari  alur  sidik  jarinya.  Sistem  CCD menghasilkan gambar jari yang terbalik, area yang lebih gelap merepresentasikan  lebih  banyak  cahaya  yang  dipantulkan (bagian  punggung  dari  alur  sidik  jari),  dan  area  yang  lebih
terang  merepresentasikan  lebih  sedikit  cahaya  yang dipantulkan (bagian lembah dari alur sidik jari).

## E. Sensor Ultrasonik
Di dalam dunia elektronika kita mengenal berbagai macam sensor dan tranduser. Sensor ultrasonik atau dinamakan sensor sonar adalah sesnsor yang menggunakan suara ultrasonik untuk menditeksi  suatu  objek  yang  ada  dihadapannya  dan  dapat digunakan  menghitung  jarak  terhadap  objek  tersebut.  sensor ultrasonik tipe  HC-SR04.  Bekerja  pada  tegangan  5V  DC dengan arus 15mA. Jarak maksimal pengukuran 4 meter dan minimal  2  cm,  bekerja  pada  frekuensi  40  Hz  dan  dapat langsung dihubungkan dengan minimum sistem mikrokontroler menggunakan kabel pita [7].
Pengertian  sensor ultrasonik lainnya  adalah  sensor ultrasonik adalah  sebuah  sensor  yang  memiliki  fungsi  untuk mengubah  besaran  fisis    alias  bunyi  menjadi  besaran  listrik, begitupun sebaliknya. Prinsip kerja sensor ultrasonik ini cukup simpel,  yakni  berdasarkan  pantulan  suatu  gelombang  suara sehingga dapat digunakan untuk mendefiniskan eksistensi atau jarak suatu benda dengan kecepatan membaca 0,7 detik. Karena sensor  ini  menggunakan  gelombang ultrasonik .  Gelombang ultrasonik sendiri  memiliki  frekuensi  yang  sangat  tinggi, mencapai  20.000  Hz  yang  tidak  bisa  didengar  oleh  telinga manusia .

## IV. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A. Perancangan Diagram Blok
Rancangan  diagram  blok  rangkaian  menggambarkan rancangan  komponen  dan  alat  yang  digunakan  pada  sistem. Rancangan diagram blok rangkaian dapat dilihat pada gambar 2  pada  gambar  tersebut  terdapat  bagian  utama,  yaitu  bagian input, bagian proses, bagian output, dan bagian pengantar arus listrik.

## Gambar 2. Rancangan Blok Diagram

## B. Perancangan dan Implementasi Sistem
Perancangan  sistem  adalah  strategi  untuk  memecahkan masalah dan mengembangkan solusi terbaik bagi permasalahan itu.  Perancangan  sistem  adalah  termasuk  bagaimana mengorganisasi  sistem  ke  dalam  subsistem,  serta  alokasi subsistem-subsistem ke komponen-komponen perangkat keras, perangkat lunak serta prosedur-prosedur.
Tujuan  perancangan  sistem  untuk  memenuhi  kebutuhan pemakaian  sistem (user) .  Untuk  memberikan  gambaran  yang
jelas  dan  menghasilkan  rancangan  bangun  yang  lengkap kepada  pemograman  komputer  dan  ahli-ahli  teknik  lainnya yang  terlibat  dalam  pengembangan  atau  pembuatan  sistem. Perancangan flowchat dapat dilihat gambar dibawah ini:
Gambar 3. Perancangan Flowcart

## C. Perancangan Sistematika
Rangkaian  sistematika  perangkat  merupakan  rangkaian keseluruhan  dari  rangkaian-rangkaian  komponen  yang  telah dirancang  terlebih  dahulu.  Rangkaian  ini  menggabungkan komponen  sesnsor ultrasonik ,  sensor fingerprint , selenoid doorlock ,  sensor magnetswitch , relay ,  lampu,  saklar, power supplay , led, resistor dan buzzer dengan arduino uno sebagai sistem kendali Tampilan keseluruhan rangkaian terdapat pada gambar 4 dibawah ini.
Didalam  pembuatan  perancangan  sistematika  ini  yaitu menggunakan  aplikasi  proteus,  dimana  aplikasi  ini  hanya menyediakan beberapa komponen saja. Jadi dalam pembuatan perancangan  sistematika  ini  ada  beberapa  yang  harus menggunakan  koponen  lain  atau  sebagai  pengganti  dalam sistematika elektrikalnya saja.

## Gambar 4. Perancangan Sistematik
D. Perancangan Media Prototype
Perancangan  media prototype ini  adalah  bahan  yang digunakan untuk membuat media prototype , media prototype ini  menggunakan  bahan  triplek  tipis  yang  dibentuk  atau dipotong menjadi 3 bagian, yaitu: daun pintu, kusen pintu dan alas pintu. Dimana 3 bagian ini menjadi media prototype yang terbuat  dari  triplek,  adapun  bagian  lainnya  yang  terbuat  dari kotak  bekas  yang  terbuat  dari  karton  yang  dijadikan  media sebagai kotak pcb , rellay dan smps . Berikut gambar 5 media prototype :
Gambar 4. Prototype Pintu dan Peletakkan Komponen

## E. Implementasi Rangkaian Sistematik
Rangkaian  sistematika  perangkat  merupakan  rangkaian keseluruhan  dari  rangkaian-rangkaian  komponen  yang  telah dirancang  terlebih  dahulu.  Rangkaian  ini  menggabungkan komponen  sesnsor ultrasonik ,  sensor fingerprint , selenoid doorlock ,  sensor magnetswitch , relay ,  lampu,  saklar, power
supplay , led, resistor dan buzzer dengan Arduino Uno sebagai sistem kendali Tampilan keseluruhan rangkaian terdapat pada gambar 5 dibawah ini.
Gambar 4. Rangkaian Electrical Drawing

## F. Implementasi Media Prototype
Berikut  hasil  dari  desain  media prototype yang  sudah  di implementasikan  dan  sudah  dipasang  atau  di  instal  bersama komponennya. Dimana media prototype ini dibagi menjadi dua bagian,  yaitu  bagian  tampilan  depan  dan  bagian  tampilan belakang.
Gambar 5. Tampilan Bagian Depan Pintu
Gambar 6. Tampilan Bagian Belakang Pintu

## V. K ESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan terhadap prototype sistem  kemamanan  pintu  berbasis  arduino  uno  r3 atmega  328p  menggunakan fingerprint dan ultrasonik ,  maka dapat disimpulkan sistem tersebut sebagai berikut:
1) Pada saat pintu tertutup rapat maka pintu dapat terkunci secara otomatis.
2) Sensor ultrasonik dapat  membaca  benda  atau  orang pada jarak kurang dari 4 meter, sehingga lampu teras, sensor fingerprint dan buzzer dapat dikendalikan (aktif). 3) Sensor fingerprint dapat  membaca  sidik  jari  sehingga kunci pintu dapat terbuka secara otomatis.
4) Sensor magnetswitch dapat membaca atau menghubungkan arus ke arduino pada saat pintu tertutup saja.
5) Semua  komponen  dapat  berfungsi  sebagai  mana  yang telah dirancang dan diharapkan.
R EFERENSI
[1] Akbar  Iskandar,  Muhajirin,  Lisah,  Sistem  Keamanan  Pintu  Berbasis Arduino Mega, Makasar : Jurnal Informatika UPGRIS, Vol. 3, No. 2, 2017.
[2] Verdi Yasin, Rekayasa Perangkat Lunak Berorientasi Objek, Jakarta : Mitra Wacana Media, 2012.
[3] Andika  D.L.  Tumuli,  Xaverius  N.  Najoan,  Alwin  M.  Sambul, Implementasi Teknologi Biometrical Identification untuk Login Hotspot, Sulawesi : E-Journal Teknik Informatika, Vol. 12, No. 1, 2017.
[4] Eka  Permana,  Ridwan  Hidayat,  Rancang  Bangun  Sistem  Keamanan Rumah  Berbasis  SMS  Gateway  Menggunakan  Mikrokontroler,  Jawa Barat : Jurnal Teknologi Informasi dan Komunikasi, Oktober. 2017.
[5] Julkifli Muksin, ddk, Sistem Kontrol Suhu dan Pendeteksi Gerakan Pada Ruangan Laboratorium Berbasis Arduino Uno R3 Dengan Modul Real Time Clock (RTC) dan Passive Infrared Receiver (PIR), ILKOMINFO, Ternate : ILKOMINFO, Vol. 4, No.1. 2021.
[6] Joni  Tappi,  ddk,  Rancang  Bangun  Perangkat  Kendali  Pintu  Rumah Menggunakan  Fingerprint  Berbasis  Arduino  Leonardo,  Kalimantan Utara : Journal of Applied Microcontrollers and Autonomous System, Vol. 4, No.1, Juni. 2018.
[7] Rochmad  Adi  S.P,  Ba,bang  Suprianto,  Pengembangan  Trainer Mikrokontrol  Berbasis  Atmega16  Dengan  Menerapkan  Aplikasi  Kit Sensor  Ultrasonic  dan  Kit  Sensor  Infra  Red  Sebagai  Media Pembelajaran  Pada  Mata  Pelajaran  Teknik  Mikroprosessor  Di  SMK Negeri 3 Surabaya, Surabaya : Jurnal Pendidikan Teknik Elektro, Vol. 05, No. 1. 2016.