## SISTEM PENDETEKSIDAN MONITORING RUANG TAHANAN MENGGUNAKAN SENSOR GETARAN SW-420 DENGAN KOMUNIKASI LAN
Handy Trias Permana 1 , Nugroho Soeharto 2 , Ahmad Wahyu Purwandi 3 1,2,3 Program Studi Jaringan Telekomunikasi Digital, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Malang, 65141 Indonesia
Email : 1 samhandy07@gmail.com 2 nugroho.suharto@polinema.ac.id 3 purwandi2@gmail.com

## Abstrak
Pengamanan ruang tahanan diindonesia, menggunakan cara manual dari manusia untuk mengamankannya. Petugas melakukan pengecekanruang tahanan secara berkala disetiap ruang tahanan. Beberapa kasus yang terjadi seperti kaburnya tahanan polsek cawang dan Rutan Lhoksukhon tahanan melakukan pembobolan pada  dinding  kamar  mandi  menggunakan  batangan  logamuntuk  dijadikan  media  untuk  membobol dinding.Untuk  mencegah  kasus  terulang,  diperlukan  sebuah  rancangan  pendeteksi  dini  ketika  terdapat ruang  tahanan  yang  terindikasi  akan  dirusak  dengan  memasang  alat  sebagai  deteksi  getaran padadinding.Pada penelitian ini  menggunakan sensor getaran SW-420 sebagai pendeteksi getaran ketika terdapat  dinding  yang  akan  dibobol  dan  beberapa  kamera  yang  dipasang  di  koridor  untuk  memantau penghuni  ruang  tahanan  secara  visual.  Data  getaran  akan  dikirimkan  ke  website  ruang  tahanan  melalui Arduino  Uno ,  sedangkan IpCamera akan  tersambung  ke  router  untuk  menampilkan  hasil capture  video pada  website . Sebagai  contoh  denah  kamar  mandi  ruang  tahanan  pada  polsek  gondanglegi  yang  telah dibuat,  node  sensor  diletakan  pada  titik  tengah  dinding  kamar  mandi  pada  posisi  60  cm  yang  membagi menjadi  2  bagian.  Dengan  memberikan IP.Arduino  Uno akan  memiliki IP secara dynamis ketika dihubungkan  ke  Router  dengan  menggunakan  kabel Lan .Berdasarkan  percobaan  pada  bab  sebelumnya, cara  mengatur  sensitivitas  sensor  dapat  dilakukan  dengan  cara  memutar sensitivity  adjust dan  mengatur threshold pada website code .
Kata kunci : Sensor Getaran SW-420, Arduino Uno,  Ethernet Shield, Ip Address, Ruang Tahanan

## I. PENDAHULUAN

## A. Latar Belakang
Saat  ini  perkembangan  teknologi  sangatlah pesat,  dengan  perkembangan    seperti  ini,  setiap orang  mampu  menjalankan  aktifitas  dengan efisien  dan  efektif.  Telekomunikasi  merupakan bagian  dari  teknologi  itu  sendiri,  dimana telekomunikasi  saat  ini  sangat  dibutuhkan masyarakat  untuk  menjalin  hubungan  dengan saudara,  kerabat,  orang  tua  maupun  orang  yang baru  kita  kenal  yang  memiliki  jarak  beberapa meter saja dari kita hingga jutaan kilo meter dari posisi kita sekarang.
Dengan perkembangan telekomunikasi seperti  sekarang,  tidak  menutup  kemungkinan kejahatan  juga  akan  semakin  canggih.  Para pelaku  penindak  kejahatan  tidaklah  hanya melakukan ancaman fisik, kejahatan era saat ini juga  mengarah  ke  peretasan/hack  terhadap privasi  masyarakat.  Dikutip  dari  Badan  Pusat Statistik tahun 2017, Kepolisian Daerah (Polda) Metro  Jaya  tercatat  sebagai  wilayah  dengan tindak  kriminalitas  tertinggi  di  Indonesia. Dalam  Statistik  Kriminal  2017,  total  tindak kejahatan  di  DKI  Jakarta  dan  sekitarnya  total mencapai  43.842  kasus.  Sementara  untuk
Kepolisian  Daerah  (Polda)  Jawa  Barat,  tercatat sebagai  wilayah  kriminal tertinggi  ke-empat se- Indonesia  dengan  kejahatan  yang  mencapai 29.351  kasus  dan  Kepolisian  Daerah  (Polda) Sumatera Utara sebanyak 37.102 kasus.
Jumlah  penindak  kejahatan  berbanding lurus  dengan  jumlah  pelaku  kejahatan  yang masuk  ke  ruang  tahanan.  Banyaknya  pelaku kejahatan  ini  tidak  berbanding  lurus  dengan keluarnya tahanan yang ada. Hal ini menyebabkan  melubernya  kapasitas  normal ruang  tahanan  itu  dan  membuat  pengawas  jaga kuwalahan untuk memberikanpengamanan yang optimal.  Beberapa  kasus  yang  terjadi  beberapa tahanan  melakukan  percobaan  pengerusakan dinding  maupun  lantai  ruang  tahanan  dengan membobol bagian atau sudut tertentu menggunakan  batangan  besi  seperti  uang  koin, mata  bor  maupun  paku  yang  telah  dimodifikasi oleh pelaku. Beberapa pelaku berhasil menerobos  keluar  karena  niat  pelaku  dan kelengahan  pengawas  jaga,  hal  ini  dikarenakan belum  adanya  alat  bantu  untuk  pengawas  jaga dalam melakukan kewajibannya.
Modul  Sensor  Getaran  sw-420  yang dilengkapi  dengan  Arduino  Uno  merupakan sebuah  komponen  elektronik  dimana  ketika
terdapat  aktivitas  langsung  disekitaran,  maka sensor  mampu  mendeteksi  getaran  tersebut. Selanjutnya  getaran  yang  telah  terdeteksi  akan diolah menggunakan Arduino Uno. Setelah data berhasil  didapatkan  Arduino  Uno  selanjutnya data  dapat  dikirimkan  ke  server  melalui Ethernet  Shield .  Adapun  jumlah  penggunan sensor  getaran  lebih  dari  satu  dengan  tujuan untuk  meningkatkan  keamanan  ruang  tahanan. Sensor  ditempatkan  pada  posisi  yang  rentan dijebol  selama  ini,  misalnya  pada  dinding  dan lantai.  Pada  modul  tersebut,  sensitivitas  sensor juga  dapat  diatur  dengan  memutar sensitivity adjust.
Dengan  tujuan  untuk  mengurangi  beberapa tindak  kejahatan  seperti  kasus  yang  telah disajikan,  maka  dibuatlah  sebuah  rancangan yang  berjudul  “Sistem  Pendeteksi  Dan Monitoring  Ruang  Tahanan  Menggunakan Sensor  Getaran  SW-420  Dengan  Komunikasi LAN”  yang  mana  alat  ini  akan  bekerja  sebagai deteksi dini pengerusakanruang tahanan dengan cara  pembobolan  melalui  dinding  dan  lantai dengan cara mendeteksi getaran yang ditimbulkan  ketika  terjadi  penumbukan  di  area yang terjangkau sensor tersebut dan selanjutnya data  mengenai  ruang  tahanan  dapat  dikirim  ke server untuk dapat dipantau oleh pengawas jaga.

## B. Rumusan Masalah
Dari  latar  belakang  yang  telah  diuraikan,  dapat dirumuskan sebagai berikut:
1. Bagaimana merancang node untuk memonitoring getaran pada ruang tahanan?
2. Bagaimana cara agar arduino dapat terhubung jaringan?
3. Bagaimana  mengukur  sensitivitas  getaran sensor getar sw-420?
C. Tujuan Penelitian
Tujuan  dari  pembuatan  sistem  ini  adalah sebagai berikut:
1. Data ruang tahanan dapat terkirim ke ruang pengawas jaga.
2. Untuk  memberikan  akses  pengawas  jaga mengontrol keadaan ruangan dari jarak jauh.
3. Untuk  mengirimkan  keadaan  kondisi  ruang tahanan ke ruang pengawas jaga.

## II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Raspberry Pi 3 Raspberry Pi adalah modul micro- computer yang  juga  mempunyai    input  output digital port seperti  pada board microcontroller . Raspberry  Pi  juga  dapat  disebut  sebagai  papan komputer  tunggal  yang  dikembangkan  oleh Yayasan  Raspberry  Pi  di  Inggris.  Pada
penelitian  ini  digunakan  Raspberry  Pi  3  model B  yang  sudah  dilengkapi  dengan  kemampuan WiFi,  Bluetooth  dan  USB boot  on-board dan terpasang  secara bundling ( Raspberry  Pi
Foundation , 2012). Untuk menggunakan
Raspberry pi kita memerlukan operating system (contoh  OS  : windows,  linux,mac  ,Unix dst) yang  dijalankan  dari  SD  card  pada  board Raspberrry tidak seperti pada board microcontroller AVR  yang  selama  ini  dipakai tanpa OS. Gambar 1 merupakan Raspberry Pi.

## Gambar 1 Raspberry Pi

## B. Arduino Uno
Pada  penelitian  ini  penulis  menggunakan Arduino  Uno  sebagai  pegendali,  Arduino  Uno adalah  sebuah board  mikrokontroller yang berbasis  Atmega328  dan  sebuah  tombol reset . Arduino  Uno  berfungsi  sebagai  pengola  data input dan  data ouput semua  komponen, sedangkan  rangkaian  tombol reset berfungsi sebagai  pengulang  kembali  proses  arduino apabila  tidak  berjalan  baik  ketika  di  jalankan. Rangkaian  Arduino  uno  dapat  di  lihat  pada gambar 2.

## Gambar 2 Arduino Uno

## C.
Ethenet Shield Ethernet  Shield merupakan  perangkat tambahan yang digunakan untuk
menghubungkan  Arduino  ke  dalam  jaringan komputer  atau  internet. Shield ini  memakai WIZnet  W5100  Ethernet  Chip  yang  dapat memberi  kemudahan  untuk  membuat  arduino dapat diakses  secara online. Penggunaan  Shield ini  disertai  library  Arduino  untuk  menulis sketch.  Chip  WIZnet  W5100  Mendukung hingga  empat  koneksi  soket  secara  simultan. Dalam  menggunakan  perangkat  ini  cukup dengan  menancapkan Shield di  atas  Arduino Uno.  Begitupun  untuk  pemrogramannya  cukup menghubungkan  Arduino  dengan  komputer  via USB sebagaimana memprogram Arduino
seperti  biasa,  serta  menghubungkan Ethernet Shield dengan  komputer  atau  hub  atau  router, dapat  menggunakan  kabel  UTP  Cat5  dengan konektor  RJ45.  Gambar Ethernet  Shield tersaji pada gambar 3.
Gambar 3 Ethernet Shield

## D. Sensor Getaran SW-420
Sensor  getaran  adalah  suatu  alat  yang berfungsi untuk  mendeteksi adanya getaran dan mengubahnya  ke  dalam  sinyal  listrik.  Sensor yang digunakan adalah sensor seismic transduser,  yaitu  sensor  yang  digunakan  untuk mengukur  kecepatan  dan  percepatan.  Untuk mengukur  kecepatan  menggunakan velocity probe dan velomitor  probe ,  sedangkan  untuk mengukur  percepatan  menggunakan  sensor acceleration  probe .  Sedangkan,  sensor  non- kontak biasanya disebut Shaft Relative Measurement .  Sensor  yang  digunakan  adalah proximity  probe (Eddy  current  probe).  Untuk proxymity probe , yang diukur adalah perpindahannya.  Untuk  sensor  non-kontak, probe  dan  mesin  atau  media  lainnya  dalam penggunaannya tidak bersentuhan secara langsung.  Gambar  4  merupakan  sensor  getaran SW-420.
Gambar 4 Sensor Getaran SW-420

## E. Ip Camera
IP  Camera  (Internet  Protocol  Camera) adalah  jenis  kamera  video  digital  yang umumnya  digunakan  untuk  pengawasan,  dapat mengirim  dan  menerima  data  melalui  jaringan komputer dan Internet. Kita bisa memanfaatkan IP  Camera untuk  memantau  tempat  yg terkendala  jarak  yg  cukup  jauh.  Kegunaan IP Camera antara lain untuk security, monitoring, live  view pada website dan  lain  sebagainya. IP Camera merupakan  teknologi  baru  yang berbeda dengan camera cctv, dimana IP Camera menggunakan protokol internet untuk mengirim dan  menerima  data  melalui  jaringan  computer. IP  Camera dengan  otomatis  mampu  mentrasfer data  atau  mengkonversi  file  video  rekaman  ke dalam  file  digital  yang  dapat  dilihat  secara
online melalui internet dengan menggunakan IP Address yang  telah  ditentukan.  Gambar IP Camera disajikan pada gambar 5.

## Gambar 5 Ip Camera

## III. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Perancangan Alat/Sistem
Perancangan  alat/sistem  akan  dijelaskan mengenai perencanaan dalam pembuatan alat/sistem  yang  akan  dibuat.  Perancangan  ini dimaksudkan  untuk  merencanakan  sistem  dan menggambarkan  proses  pembuatan  sehingga alat atau sistem dapat digunakan.

## Gambar 6 Diagram Blok Sistem
Pada sistem keamanan ruang tahanan  ini dibuat dengan  menggunakan  2  buah  sensor  getar  SW- 420 dan sebuah IP Camera pada setiap nodenya, dalam pentransmisiann data dari sensor SW-420 ke  Arduino  Uno  digunakan  kabel  male-female untuk  dapat  terhubung.  Ketika  Arduino  Uno telah  menerima  data  dari  sensor  getar  SW-420, selanjutnya Arduino  Uno akan  mengirimkan sinyal  digital  ke Raspberry  Pi sehingga  data dapat  tampil  pada  laptop  dan  smartphone melalui wireless.

## B. Cara Kerja Sistem
Diagram  alircara  kerja  sistem  ditunjukkan pada
Gambar 7 Diagtam Alir Kerja
Parameter  yang  akan  diuji  pada  penelitian ini adalah :
Parameter Getaran:
1. Acceleration ,  merupakanpercepatan  gerak secara  bolak-balik  pada  suatu  periode waktu  tertentu.  Percepatan  selalu  berubah sepanjang jarak tempuhnya.
2. Jarak,  yaitu  berapa  jauh  jarak  getaran maksimal  yang  mampu  dideteksi  oleh sensor getaran SW-420 hingga sensor tidak mampu mendeteksi getaran.

## Parameter Telekomunikasi
1. Delay ,  adalah  waktu  yang  dibutuhkan  data untukmenempuh jarak dari asal pengiriman hingga sampai ketujuan.
2. Packet  Loss ,  merupakan  parameter  untuk menggambarkan suatu kondisi yang menunjukkan  jumlah  total  paket  yang hilang.
3. Throughput ,  merupakan  kecepatan (rate) transfer data efektif, yang diukur dalam bps (bit per second).

## IV. PEMBAHASAN
Pada  bab  ini  akan  dijelaskan  mengenai implementasi  system  serta  hasil  pengujian  dari penelitian yang telah dilakukan.
A. Hasil Perancangan Hardware
Gambar 8 Hasil Implementasi Alat Deteksi
Getaran
Gambar  8  merupakan  hasil  perancangan hardware  pada  sistem  deteksi  getaran,  terdapat komponen  seperti  raspberry  pi,  arduino  uno, ethernet  shield,  sensor  getaran  sw-42-,  router dan ip camera.

## B. Hasil Perancangan Software
Gambar 9 Hasil Perancangan Software
Gambar 9 merupakan merupakan salah satu hasil  implementasi  tampilan  sistem  data pembacaan  sensor  dan  tampilan  kamera  serta terdapat suatu bentuk notification . C. Pengujian Jarak Getaran
Penulis menguji kemampuan sensor getaran sw-420 untuk mendeteksi berapa jarak maksimum  titik  getaran  yang  mampu  dideteksi sensor  getaran  SW-420.  Pengujian  jarak  ini menggunakan  rentang  panjang  setiap  10  cm dengan  melakukan  pengujian  sebanyak  10  kali ketukan untuk setiap jaraknya.
Tabel 1 Hasil Uji Coba Deteksi Getaran
Jumlah Percob aan Jar ak (cm ) Rata- Rata Nilai Deci mal Ardui no Acccelera tion ( )
% Keberhas ilan Sensor Deteksi Getaran 10x 5 19513 360.9905 100% 10x 10 18033 333.6105 100% 10x 15 13255 245.2175 100% 10x 20 11875 219.6875 90% 10x 25 7081 130.9985 100% Jumlah Jar Rata- Rata Acccelera %
Percob aan ak (cm ) Nilai Deci mal Ardui no tion ( ) Keberhas ilan Sensor Deteksi Getaran 10x 30 6963 128.8155 90% 10x 35 5052 93.462 100% 10x 40 5568 103.008 90% 10x 45 3913 72.3905 90% 10x 50 3011 55.7035 80% 10x 55 2233 41.3105 90% 10x 60 2170 40.145 50% 10x 65 1476 27.306 50% 10x 70 1373. 5 25.40975 70% 10x 75 1158 21.423 20% 10x 80 979 18.1115 20% 10x 85 806 14.911 10% 10x 90 615 11.3775 20% 10x 95 340 6.29 20% 10x 100 123 2.2755 20% 10x 103 100 1.85 10%
Pengamatan  jarak  dilakukan  dengan  cara memasang  sensor  getaran  SW-420  pada  titik yang  telah  ditentukan  penulis  di  dinding. Langkah pertama penulis membuat ukuran pada dinding  dengan  alat  bantu  ukur  berupa  kertas yang  telah  diberi  ukuran  dengan  rentang  5  cm. Setelah sensor Getaran dan alat bantu ukur telah terpasang, selanjutnya penulis mulai melakukan tumbukan  kedinding  per  5  cm  dari  peletakan
sensor  getaran  SW-420.  Penumbukan  dinding dilakukan sebanyak 10 kali untuk setiap rentang jaraknya sampai diketahui titik terjauh
jangkauan yang mampu dideteksi sensor getaran SW-420.
D. Pengujian Paket Data Delay merupakann  waktu  yang  dibutuhkan data untukmenempuh jarak dari asal ketujuan. 1. Delay Table 2 Rata-rata Hasil Pengujian Delay Pengiriman Paket Ke- Delay (detik) 1 0.002922 2 0.149944 3 1.276924 4 0.007616 5 0.013951 6 0.000001 7 0.000001 8 0.001047 9 0.000001 10 0.000442 Rata-Rata 0.1452849
Pada  Tabel  2  dapat  dilihat  bahwa  nilai delay  terkecil  pada  pengiriman  sample  ke-6 dengan  nilai  0.000001  detik.  Jadi  pada pengiriman  sample  ke-1  merupakan  proses pengiriman  terbaik.  Nilai  rata-rata  delay  pada pengiriman  data  Arduino  ke  Server  adalah 0.1452849  detik  atau  14.52849  milidetik  dan dalam kategori sangat baik.
2. Paket Loss Packet  loss merupakan  suatu  parameter untuk  menggambarkan  suatu  kondisi  yang menunjukkan jumlah total paket yang hilang
Table 3 Hasil Pengujian Paket Loss dengan
Jarak Sensor 5 cm Interval start All packets TCP errors 0 33 0 1 38 0 2 0 0 3 40 4 4 0 0 5 34 2 6 3 0 Interval start All packets TCP errors 7 43 4 8 9 0 9 49 0
10 45 0 Total 261 10 Packet Loss 3.83%
Setelah  melakukan  pengujian  pengiriman data  pada  Arduino  Uno  ke  server,  didapatkan nilai packet loss sebesar 3.83% yang menandakan  terdapat  data  yang  hilang  atau mengirim  data  tetapi  datanya  tidak  diterima. Dengan  nilai  rata-rata  yang  dihasilkan  sebesar 3.83%  maka  pengujian  QoS  kategori  Packet Loss pada Arduino Uno ini masih masuk dalam kategori yang sedang.
3. Throughput
Troughput adalah  kecepatan (rate)transfer data  efektif,  yang  diukur  dalam bps  (bit  per second).
Table 4 Hasil Pengujian Throughput pada jarak
sensor 5 cm Throughput Jumlah Paket dalam bytes Kecepatan data (bit) 22.856 28,57%
Pada  tabel  4  dapat  menyatakan  besarnya throughput yang  dihasilkan  pengiriman  paket dari  Arduino  Uno  ke  server.  Didapatkan  hasil 2,857  bps  atau  28,57%  yang  berarti  dalam kualitas sedang.

## V. KESIMPULAN& SARAN

## A. KESIMPULAN
Dari  hasil  pengujian  dan  pembahasan  yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Dari  denah  kamar  mandi  ruang  tahanan pada polsek gondanglegi yang telah dibuat, penerapan  node  sensor  diletakan  pada  titik tengah dinding kamar mandi pada posisi 60 cm  yang  membagi  menjadi  2  bagian coverage area .
2. Dengan  memberikan Mac  Address dan Ip
Address pada Arduino  Uno ,  maka Arduino Uno akan  memiliki IP secara dynamis ketika  dihubungkan  ke  Router  dengan menggunakan kabel Lan . 3. Berdasarkan percobaan pada bab sebelumnya,  cara  mengatur  sensitivitas sensor  dapat  dilakukan  dengan  cara memutar sensitivity  adjust dan  mengatur threshold pada website code .
VI. DAFTAR PUSTAKA
Aguirre, E; Lopez-Itturi,P; Astrain,J.J; dkk . (2016). Implementation and Analysis of a Wireless Sensor. Asep Najmurrokhman, K. B. (2016). Perancangan Sistem Monitoring Kondisi Gedung Menggunakan Konsep Wireless Sensor Network. 8. Burhan, A. A. (2009). Perancangan Alat Pengaman Motor Dengan Memanfaatkan Sensor getar dan Gelombang Radio FM. 16. Dhoni Satriyo Prayogo, A. R. (2015). Sistem Penguncian Otomatis berbasis Mikrokontroller Arduino dan Smartphone Android. 8. Faisal, K.S; Bachani, M; Qureshi, U.M. (2016). Performance Analysis of Proximity and Light Sensors for Smart. Huda, C. (2016). Rancang Bangun Monitoring Getaran Jembatan Rangka Baja Soekarno-Hatta Malang Sebagai Penilaian Kondisi Bangunan Atas Jembatan Melalui Web. Malang. Ikhwan El Akmal Pakpahan, R. A. (2012). Perangkat Keamanan Portable Dengan Alarm Menggunakan Sensor Getar Berbasis Arduino Uno. 8.
Irwan Dinata ST, .. M. (2010). Implementasi
Wireless Monitoring Energi Listrik
Berbasis Web Data. 6.
K, Shaikh F; M, Qureshi U; M, Bachani. (2016). Performance Analysis of Proximity and Light Sensors for Smart.
Medilla Kusriyanto, N. W. (2017). Sistem Palang Pintu Perlintasan Kereta Api Otomatis dengan Komunikasi Wireless. 8. Pratama, N. S. (2014). Bel Listrik Wireless Otomatis Menggunakan Sensor Passive Infrared berbasis Mikrokontroller ATMEGA 8. 7. Syamsu, S. (2003). Modul Jaringan Komputer. Wang, S. (2010). Analysis and Application of Wireshark in TCP/IP Protocol Teaching . 4. Widya Purnamasari, R. W. (2017). Sistem Keamanan Rumah Menggunakan Sensor Getaran Dengan Output Suara Berbasis PC. 7.