## Sistem Deteksi Menggunakan Sensor Ultrasonik berbasis Arduino mega 2560 dan Processing untuk Sistem Keamanan Rumah
Bayu Setyawan 1 , Septi Andryana 2 , Winarsih 3
Fakultas Teknologi Komunikasi dan Informatika, Universitas Nasional Jalan Sawo Manila, Pasar Minggu, Kota Jakarta Selatan, Jakarta 12520 setyawanbayu08@gmail.com 1 , septi.andryana@gmail.com 2 , winarsih@civitas.unas.ac.id 3

## Abstract
Home  security  is  a  mandatory  requirement  of  every  homeowner.  One  example  of  traditional  systems that  are  still  widely  used  are  home  alarms.  But  along  with  the  current  technological  development  of  home security  systems  more  and  more  types.  Therefore,  the  authors  will  make  a  home-based  security  system microcontroller  using  Prototyp  system  development  model.  The  results  of  this  study  indicate  that  the  sensor works well. Ultrasonic sensors can detect motion with the farthest distance of 4 meters and 2 cm for normally open on the magnetic switch sensor. The test shows that the detection device proved to be able to read the movement at a specified distance and can not read the movement more than 4 meters .
Keyword : arduino mega 2560, sensor ultrasonic, buzzer, motor servo, processing.

## Abstrak
Home security  adalah  kebutuhan  wajib  setiap  pemilik  rumah.  Salah satu contoh sistem tradisional yang  masih  banyak  digunakan  adalah  alarm  rumah.  Tetapi  seiring  dengan  perkembangan  teknologi  saat  ini sistem  keamanan  rumah  semakin  banyak  jenisnya.  Oleh  karena  itu,  penulis  akan  membuat  suatu  sistem keamanan  rumah  berbasis  mikrokontroler  menggunakan  model  sistem  pengembangan  Prototyp.  Hasil  dari penelitian ini menunjukkan bahwa sensor berfungsi dengan baik. Sensor Ultrasonic dapat mendeteksi gerakan dengan  jarak  terjauh  4  meter  dan  2  cm  untuk  normally  open  pada  sensor  magnetic  switch.  Uji  coba membuktikkan bahwa Alat deteksi ini terbukti berhasil membaca gerakan dengan jarak yang ditentukan serta tidak dapat membaca gerakan lebih dari 4 meter.
Kata kunci : arduino mega 2560, sensor ultrasonic, buzzer, motor servo, processing.

## I.  PENDAHULUAN
Pada  umumnya  aktifitas  orang-orang yang  tinggal  di  perkotaan  begitu  banyak  dan padat  sehingga  jarang  berada  di  rumah.  Kita mengetahui bahwa di perkotaan rawan sekali terjadi tindakan kejahatan termasuk perampokan  ataupun  pencurian.  Tindak kejahatan  yang  terjadi  pada  lingkungan rumah  akhir-akhir  ini  semakin  sering  terjadi, angka  kriminalitas  pun  semakin  meningkat. Para  Pencuri  biasanya  menarget  rumah- rumah  kosong  atau  yang  ditinggal  oleh penghuninya dan biasanya modusnya dengan mencongkel atau merusak pintu. Jadi
untuk  menghindari  hal  tersebut  biasanya pemilik  rumah  memberikan  pengamanan terhadap  rumahnya  yaitu  dengan  hanya memberi pengaman kunci konvensional yaitu yang  biasanya  berupa  kunsi  gembok,  kunci rantai  dan  sebagainya.  Namun  ada  juga sebagian  rumah-rumah  besar  yang  memakai jasa  keamanan  yaitu  satpam  atau  hansip sehingga  harus  membayar  lebih  untuk menggaji  mereka.  Sehingga  menimbulkan kekhawatiran  oleh  pemilik  rumah  jika  rumah ini ditinggal oleh pemilik rumahnya.
Saat ini telah banyak sistem keamanan gedung  yang  tersedia  di  pasaran,  seperti
CCTV,  alarm  anti  maling,  dll.  Namun,  sistem tersebut masih memiliki keterbatasan, sehingga  pengamanan  masih  bersifat parsial dan  belum  terintegrasi  menjadi  satu  sistem keamanan yang lengkap. Beberapa penelitian  tentang  sistem  keamanan  gedung ini pun telah dilakukan sebelumnya. Diantaranya  oleh  Muchlis,  2010  (1)  yang melakukan penelitian sistem keamanan pintu rumah menggunakan sensor magnet berbasis  mikro  dan  sms gateway .  Penelitian selanjutnya  dilakukan  oleh  Tri  Priyono,  2011 (2)  dengan  melakukan  perancangan  sistem deteksi  gerak  menggunakan  sinar  laser  dan mikrokontroler untuk  sistem  keamanan  lab, Kemudian Nurkholis, 2015 melakukan penelitian  tentang  sistem  keamanan  rumah menggunakan  Sensor Ultrasonik,  Buzzer , dan  Matlab  (3).  Selanjutnya  Nita  Wahyu, 2015 (4) melakukan penelitian tentang sistem keamanan  ruangan  menggunakan  sensor passive infrared dengan kontroler menggunakan Arduino Mega.
Dari  semua  penelitian  tersebut,  sistem keamanan  yang  dibangun  belum  ada  yang mengembangkan sistem pendeteksian obyek menggunakan sensor Ultrasonik
yang terintegrasi dengan sistem monitoring menggunakan Processing otomatis  yang mampu  merekam  area  pengontrolan  secara dinamis.
Tujuan dari permasalahan diatas adalah  Untuk  membangun  suatu  sistem keamanan rumah yang handal dalam mengamankan barang berharga dari tindakan pencurian  yang  terintegrasi  dengan  sistem monitoring rumah secara real time .

## II.  METODE PENELITIAN
Perencanaan  suatu  sistem  yang  akan dibuat merupakan suatu tahapan proses awal merupakan  tahapan  yang  sangat  penting dalam  membuat  suatu  program  ataupun melanjutkan  ke  langkah  selanjutnya,  karena dengan  perencanaan  tersebut  diharapkan mendapatkan hasil yang baik dan maksimal
Gambar 1 . Blok Diagram Rancangan Keseluruhan
Gambar  1  Menjalaskan  tentang  Blok Diagram  proses  pembuatan  diawali  dengan tahap  studi  literatur.  Studi  literatur  dan  studi kasus  dilapangan  merupakan  langkah  awal dalam  melakukan  suatu  penelitian,  berupa studi  penulisan  berdasarkan  jurnal –  jurnal perpustakaan  dan  sumber  lainnya  yang relevan dengan hal yang akan dibahas dalam penelitian sebelumnya.
Hal selanjutnya adalah Sensor
Ultrasonic mendeteksi  benda  di  sekitarnya lalu hasil deteksinya langsung ke Arduino dan buzzer memberi  sinyal  berupa  suara  bahwa di  depan  sensor  ultrasonic,  lalu  di  software processing terdeteksi warna merah menandakan  ada  seseorang  sedang  masuk ruangan tersebut.
2.1   Diagram Alur
Pada  gambar  2,  diagram  alur menggambarkan  cara  kerja  alat  ini  yang sebelumnya di program ke dalam Arduino Mega  2560.  Tahap  pertama  pada  alur kerja  alat  ini  adalah  pembacaan  objek yang dilakukan oleh sensor HC-SR04 Lalu ditampilkan  pada  processing.  Jika  jarak yang  terbaca  kurang  dari  100  cm  maka Buzzer menyala,  namun  jika  jarak  yang terbaca  lebih  dari  100  cm Buzzer tidak menyala.
Gambar 2 Diagram Alur Sistem Deteksi Sensor ultrasonic Arduino Mega Buzzer Processing Motor Servo
2.2   Arduino Mega 2560
Arduino  Mega  2560  adalah board Arduino  yang  merupakan  perbaikan  dari board Arduino  Mega  sebelumnya.  Arduino Mega  awalnya  memakai chip ATmega1280 dan kemudian diganti dengan chip ATmega2560,  oleh  karena  itu  namanya diganti  menjadi  Arduino  Mega  2560.  Pada saat  tulisan  ini  dibuat,  Arduino  Mega  2560 sudah sampai pada revisinya yang ke 3 (R3). Berikut spesifikasi Arduino Mega 2560 R3(5).
Gambar 3. Arduino Mega 2560
2.3   Sensor Ultrasonik HC-SR04 Sensor ultrasonik HC-SR04  adalah sensor 40 KHz. HC-SR04 merupakan sensor ultrasonic yang  dapat  digunakan  untuk mengukur  jarak  antara  penghalang  dan sensor (6).
Gambar 4. Sensor Ultrasonik HC-SR04
HC-SR04  memiliki  2  komponen  utama sebagai  penyusunnya  yaitu  transmitter  dan receiver .  Fungsi  dari ultrasonik  transmitter adalah  memancarkan  gelombang  ultrasonik dengan frekuensi 40 KHz kemudian ultrasonik receiver menangkap hasil pantulan gelombang ultrasonic (6).
Gambar 5. Prinsip kerja Sensor Ultrasonik HC-SR04
Gambar 5 menjelaskan Prinsip pengukuran jarak  menggunakan  sensor ultrasonik HC- SR04  adalah,  ketika  pulsa  trigger  diberikan pada sensor , transmitter akan mulai memancarkan  gelombang ultrasonik ,  pada saat  yang  sama  sensor  akan  menghasilkan output  TTL  transisi  naik  menandakan  sensor mulai menghitung waktu pengukuran, setelah receiver  menerima  pantulan  yang  dihasilkan oleh  suatu  objek  maka  pengukuran  waktu akan dihentikan dengan menghasilkan output TTL  transisi  turun.  Jika  waktu  pengukuran adalah  t  dan  kecepatan  suara  adalah  340 m/s, maka  jarak  antara  sensor  dengan  objek dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (6).
𝒔 = 𝒕 𝒙 𝟑𝟒𝟎 𝒎/𝒔 𝟐
Dimana : s  =  Jarak  antara  sensor  dengan  objek (m).
t  =  Waktu  tempuh  gelombang ultrasonik dari transmitter ke receiver (s)
2.4   Motor Servo
Motor  servo  adalah  sebuah  perangkat atau  aktuator  putar  (motor)  yang  dirancang dengan  sistem  kontrol  umpan  balik  loop tertutup  (servo),  sehingga  dapat  di  set-up atau di atur untuk menentukan dan memastikan  posisi  sudut  dari  poros  output motor.  Motor  servo  merupakan  perangkat yang terdiri dari motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol dan potensiometer. Serangkaian  gear  yang  melekat  pada  poros motor DC akan memperlambat putaran poros dan meningkatkan torsi motor servo, sedangkan potensiometer dengan perubahan resistansinya  saat  motor  berputar  berfungsi sebagai  penentu  batas  posisi  putaran  poros motor servo (7).
Gambar 6. Motor Servo
2.5   Buzzer
Buzzer  adalah  sebuah  komponen elektronika  yang  berfungsi  untuk  mengubah getaran  listrik  menjadi  getaran  suara. buzzer terdiri  dari  kumparan  yang  terpasang  pada diafragma saat kumparan tersebut dialiri arus akan  menimbulkan  gaya  elektro  magnet  dan kumparan akan tertarik ke dalam atau keluar, karena  kumparan  dipasang  pada  diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan  diafragma  secara  bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara (8).
Gambar 7. Buzzer
2.6   PROCESSING
Processing  adalah  Software  yang sangat  cocok  digunakan  untuk  membuat gambar,  animasi  dan  interaksi.  Processing dibuat  dengan  tujuan  untuk  mempermudah pemograman grafis .  Tujuan  lain  saat  awal software ini dibuat adalah bagaimana membuat bahasa pemograman untuk pengajaran di bidang seni dan desain kepada para  siswa  di  bidang  pemograman grafis Para  pendiri  processing  mencoba  mencari cara  yang  lebih  baik  dalam  pembuatan  skrip program yang saat itu cukup rumit direalisasikan  dengan  Bahasa  Pemograman C++.  Processing  versi Alpha dirilis  pada Agustus 2002 sampai April 2005. Selanjutnya versi  beta  dirilid  pada  tahun  2008.  Selama perkembangannya  para  pendiri  processing membuat  berbagai  ekstensi  atau  yang dikenal sebagai pustaka, yang memungkinkan berbagai aplikasi dapat dikembangkan lebih jauh dengan menggunakan  processing.  Saat  ini,  telah dibuat ratusan pustaka yang dapat menghubungkan processing dengan berbagai  bidang,  seperti  komputer  visi, pengolahan  suara,  video,  data/ network dan perangkat  keras  seperti  ( mouse,  keyboard , tablet)  dan  sebagainya.  Pada  tanggal  29
November 2008 Tim merilis versi 1.0 sebagai versi pemograman yang stabil.
2.7   Rangkaian Alat
Penjelasan  pada  gambar  8  adalah gambar  rangkaian  dari  system  yang  akan dibangun  menjelaskan  bahwa  rangkaian Arduino  Uno  R3  untuk  menghubungkan perangkat  pendukung.  Dalam  penelitian  ini membutuhkan  beberapa  alat  pendukung untuk menunjang  system. Ada  beberapa  alat pendukung  dari  software  maupun  hardware seperti table di bawah ini :
Gambar 8. Rangkaian Alat Deteksi.
Rangkaian alat Terdiri dari : o Arduino Mega 2560 o Sensor Ultrasonik HC-SR04
o Motor Servo
o Buzzer

## Skenario Rangkaian Alat deteksi
Kaki keluaran Sensor ultrasonik Dihubungkan dengan digital pin 11 (Echo), 12 (Servo), kaki negatif (Gnd) dihubungkan pada baris negatif pada project  board ,  dan  kaki  positif  (Vcc) dihubungkan  pada  baris  positif  pada project board. Pada  Motor  servo  didhubungkan dengan kaki 12 pada digital pin arduino, kaki positif  dan  negatif  dihubungkan  pada  baris positif  dan  negatif  pada project  board .  Pada Buzzer dihubungkan dengan digital pin 9 kaki positif  dan  digital  pin  (Gnd)  kaki  negtif,  kaki positif  dan  negatif  dihubungkan  pada  baris positif  dan  negatif  pada project  board (Buzzer).  Pin ground dan  (5v)  dihubungkan ke  baris  negatif  dan  positif  pada project board .
III. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Pengujian Alat Keseluruhan Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui  kinerja  dari  sistem  yang  ada secara keseluruhan di mana alat yang dibuat dapat  memberikan  keluaran  berupa  suara yang  dapat  didengar  dengan  jelas  sesuai dengan yang terdeteksi oleh sensor ultrasonik HC-SR04,  pengujian  dilakukan dengan menempatkan halangan sesuai dengan  yang  diprogramkan  yang  akan terdeteksi  oleh  sensor ultrasonic HC-SR04 dan  mengamati  hasil  keluaran  suara  melalui buzzer serta  kinerja  dari motor  servo.  Teknik pengambilan data sama seperti pada pengujian  sensor ultrasonik HC-SR04,  di mana  posisi  sensor  dan  halangan  diam, Parameter keberhasilan dari sistem ini adalah alat dapat mengeluarkan suara yang menandakan adanya suatu benda pada jarak yang  telah  ditentukan  dan  dapat  dilihat  dari proccesing.
Tabel 1 Hasil Pengujian pada Alat Deteksi
Gambar 9. Hasil uji pada proccesing
Gambar  9  menjelaskan  bahwa  warna merah pada processing menandakan adanya suatu  benda  yang  terdeteksi  oleh  sensor ultrasonic sedangkan  warna  hijau  pada processing  bisa  dikatakan  bahwa  tidak  ada benda terdeteksi disekitar area tersebut.

## IV. KESIMPULAN
Kesimpulan  yang  dapat  diambil  dari penelitian “Sistem  Deteksi  Menggunakan Sensor  Ultrasonik  berbasis  Arduino  mega 2560 dan Processing untuk Sistem Keamanan  Rumah ”  adalah  penelitian  ini mampu  menghasilkan  alat  yang  dapat mengeluarkan  suara  yang  menandakan adanya  suatu  benda  pada  jarak  yang  telah ditentukan dan dapat dilihat dari proccesing.
Kelebihan  dari  metode  perancangan Sistem Deteksi Menggunakan Sensor Ultrasonik  berbasis  Arduino  mega  2560  dan Processing  untuk  Sistem  Keamanan  Rumah adalah  dapat  memudahkan  pemilik  rumah dari  orang  tidak  dikenal  menggunakan  alat bantu sensor ultasonik dan buzzer sehingga pemilik rumah dapat terbangun saat mendengarkan suara buzzer untuk
menghindari terjadinya tindak kejahatan.
Kekurangan  dari  perancangan  Sistem Deteksi  Menggunakan  Sensor  Ultrasonik berbasis Arduino mega 2560 dan Processing untuk  Sistem  Keamanan  Rumah  adalah  alat ini  butuh  daya  arus  listrik  agar  alatnya  bisa berjalan  dengan  sempurna,  serta  sensor ultrasoniknya  tidak  dapat  mendeteksi  objek lebih 400 cm.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Muchlis,  Muhamad.  Sistem  Kemanan Pintu Rumah Menggunakan Sensor Magnet  Berbasis  Mikrokontroler  Arduino Mega  dan  Sensor  ultrasonik,  Universitas
Pembangunan Nasional Veteran, 2010. [2]  Tri  Priyono,  Denis,  dkk.  Perancangan Sistem  Deteksi  Gerak  Dengan  Sinar Laser Menggunakan Mikrokontroler Atmega  8  Pada  Laboratorium  Komputer Sekolah  Tinggi  Keguruan  Dan  Ilmu Pendidikan  PGRI  Pacitan,  Universitas
Surakarta, 2011
[3]  Nurkholis.  Implementasi  Sistem  Kunci Pintu  Otomatis  Untuk  Smart  Home
Menggunakan SMS Gateway, UIN Kalijaga, Jogjakarta, 2015
[4]  Wahyu,  Nita.  Tugas  Akhir  Sistem Keamanan Ruangan Menggunakan Sensor  Passive  Infrared  (PIR)  Kc7783r dengan Mikrokontroler AT89s51, Universitas Diponegoro, 2015
[5]  Arduino.  2013.  Arduino  Mega  2560. http://arduino.cc/en/Main/ arduinoBoardMega2560  diakses  tanggal 2 Januari 2014
[6]  Elang.  Cara  Kerja  Sensor  Ultrasonik, Rangkaian & Aplikasinya. 2015.
http://www.elangsakti.com/2015/05/sens or-ultrasonik.html (diakses september11,2016)
[7]  Istiyanto, J. (2014). Pengantar
Elektronika dan Instrumentasi, Pendekatan Project Arduino dan Android
(I,  1st  Published  ed.).  Yogyakarta:  Andi
Publisher Unikom. (2007). Buzzer. http://elib.unikom.ac.id Diambil pada tanggal 18 januari.
[8]  Sianipar,  R.H.  Pemrograman  Matlab dalam contoh dan penerapan. Bandung: INFORMATIKA Bandung, 2013.
[9] H.  He,  and  J.  Liu,  “The  design  of ultrasonic distance measurement system based on S3C2410,” Proceedings of the
IEEE International
Conferenceon Intellige  Computation  Technology  and Automation, oct 2008.
[10]   Ruri  Hartika  Zan,  "Sistem  Keamanan Ruangan Menggunakan Sensor  Passive Infra  Red    (Pir)  Dilengkapi  Kontrol Penerangan  pada  Ruangan  Berbasis Mikrokontroler  ATmega8535  dan  Real
Time  Clock  DS1307",  Jurnal    Teknologi Informasi  dan  Pendidikan,  vol.  6,  no.  1, pp. 150-151, Maret 2013.
[11]  Santoso,  H.  (2015).  Panduan  Praktis Arduino  untuk  Pemula.  Trenggalek: Elang Sakti.
[12]  Syahwil,  M.  (2014).  Panduan  Mudah Simulasi  Dan  Praktek  Mikrokontroler Arduino (I, 1st Published ed.). Yogyakarta: Andi Publisher.
[13]  Syahwil,  M.  (2017).  Panduan  Mudah Belajar  Arduino  Menggunakan  Simulasi Proteus (I, 1st Published ed.). Yogyakarta: Andi Publisher.
[14]  Tim Penyusun Website Arduino, "Arduino Mega2560".Online].
http://www.arduino.cc/en/Main/arduinoB oardMega2560 [Accessed 7 April 2015].
[15]  Muhammad  Syahwil,  Panduan  Mudah Simulasi  dan  Praktik  Mikrokontroler Arduino, Yogyakarta, Andi, 2013.
[16] H.  He,  and  J.  Liu,  “The  design  of ultrasonic distance measurement system based on S3C2410,” Proceedings of the
IEEE International Conferenceon
Intelligent  Computation  Technology  and Automation, Oct. 2008