PEMANFAATAN SPEECH RECOGNITION PADA SMARTPHONE ANDROID SEBAGAI SISTEM PENGONTROLAN PINTU BERBASIS MIKROKONTROLER
Phillipe W. N. Banamtuan 1 , Hendrik Djahi 2 , Amin A. Maggang 3
1, 2, 3 Jurusan Teknik Elektro Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana, Jl. Adisucipto Penfui, Kupang. Email: banamtuanx@gmail.com Email: hdjahi@gmail.com Email: amin_maggang@staf.undana.ac.id

## ABSTRACT
The development of the control system continues to experience innovation along with the advance of technology. Speech recognition on smartphones is a technology that is utilized by the control system  to  facilitate  human  activities.  This  study  has  succeeded  in  using  speech  recognition installed on an Android Smartphone to receive voice commands as input to Arduino Uno. Arduino Uno is then applied as the control center of the door controller system. This system uses Bluetooth as a data communication medium. The relay is also used as a switch to drive the door lock solenoid to perform door locking. The due move of the door, open and close, a servo motor is also applied in this research. Then, systems are used online or offline. Testing the distance and sound intensity of the device has also been conducted. The effective length to control the door was 1 to 6 meters without  obstruction.  If  there  are  obstacles,  the  effective  distance  is  1  to  3  meters.  Space  also between users and smartphones is 30cm. Also, effective sound intensity to control the door is 40 to 80 dB with a pronunciation speed of 2 to 4 seconds.
Keywords: Speech recognition, Android, microcontroller, People with disabilities

## ABSTRAK
Perkembangan  pada  sistem  kontrol  terus  mengalami  inovasi  seiring  dengan  perkembangan teknologi. Speech recognition pada smartphone merupakan suatu teknologi yang dimanfaatkan sistem kontrol untuk memudahkan aktivitas manusia. Penelitian ini telah berhasil memanfaatkan speech recognition yang terdapat Smartphone Android untuk menerima perintah suara sebagai input pada arduino uno. Arduino uno kemudian berfungsi sebagai pusat kendali dari sistem kerja alat pengendali pintu. Alat ini menggunakan bluetooth sebagai media komunikasi data. Selain itu, relay  digunakan  sebagai  saklar  untuk  menggerakan  solenoid  door  lock  untuk  melakukan penguncian pintu. Agar pintu dapat bergerak, buka dan tutup, sebuah motor servo juga digunakan pada penelitian ini. Aplikasi ini dapat digunakan secara online maupun offline. Pengujian jarak dan  intensitas  suara  terhadap  alat  yang  dibuat  juga  telah  dilakukan.  Jarak  efektif  untuk mengontrol  pintu  adalah  1  sampai  6-meter  tanpa  halangan.  Jika  terdapat  halangan,  jarak efektifnya adalah 1 sampai 3 meter. Sedangkan jarak antara pengguna dan smartphone adalah 30cm.  Selain  itu,  Hasil  untuk  intensitas  suara  yang  efektif  untuk  mengontrol  pintu  adalah  40 sampai 80 dB dengan kecepatan pengucapan 2 sampai 4 detik.
Keywords: Speech recognition, android, mikrokontroler, penyandang disabilitas

## 1. PENDAHULUAN
Perkembangan  pada  sistem  kontrol  terus  mengalami inovasi  seiring  dengan  perkembangan  teknologi. Sebelumnya sistem pengontrolan dilakukan menggunakan  keypad,  misalnya  pada  remote  control infrared [1], bluetooth [2], arduino [3], fuzzy logic [4],
dan  sms  [5].  Saat  ini,  masukan  atau  perintah  yang diberikan  pengguna  kepada  sistem  kontrol  sudah dalam  bentuk speech .  Hal  ini  dimungkinkan  karena fasilitas speech recognition yang ada pada smartphone android  [6,  7].  Selain  itu,  teknologi wireless yang digunakan  pun  sudah  berpindah  dari infrared ke
bluetooth yang  sudah  terintegrasi  pada smartphone . Salah satu contoh penerapan sistem pengontrolan yang mengalami inovasi adalah sistem pengontrolan pintu. Pintu merupakan akses utama untuk memasuki sebuah ruangan, efisiensi dan kenyamanan dalam penggunaan pintu  pula  sangat  dibutuhkan  untuk  mempermudah manusia terutama untuk penyandang disabilitas dalam mengakses  sebuah  ruangan.  Para  penyandang disabilitas yang memiliki kecacatan di bagian tangan atau  kaki  tentunya  akan  kesulitan  dalam  mengakses ruangan  dengan  menggunakan  gagang  pintu.    Oleh karena  itu,  dibutuhkan  suatu  sistem  yang  dapat membantu  para  penyandang  disabilitas  dalam mengontrol  pintu  tanpa  menggunakan  gagang  pintu. Sistem  kontrol  pintu  secara  otomatis  saat  ini  sudah menggunakan speech  recognition sebagai  masukan perintah pada sistem [8]. Penelitian ini menggunakan smartphone dengan fasilitas speech recognition untuk mengendalikan pintu air secara otomatis menggunakan  metode Mel  Frequency  Cepstral Coefficient (MFCC) dan jaringan syaraf tiruan. Speech  recognition membuat  sistem  pengontrolan menjadi  lebih  aman  karena  hanya  pengguna  yang suaranya  cocok  saja  yang  bisa  mengontrol  pintu. Selain  itu,  penelitian  yang  dilakukan  oleh  Fadli  ini juga  menggunakan  metode  pengujian  dengan mengucapkan kata yang berbeda dari kata kunci yang sudah di program. Kata kunci yang digunakan untuk mengontrol  pintu  sudah  di  program  sejak  awal sehingga tidak dapat diganti oleh pengguna.
Dalam  paper  ini  berbeda  dari  penelitian  yang dilakukan  [8]  dalam  hal  pembuatan  aplikasi speech recognition, Imam  Fadli  menggunakan matlab  untuk pembuatan  program  serta  membutuhkan  laptop  dan sensor  ultrasonic  untuk  membaca  pengucapan, sementara  pada  penelitian  ini  hanya  menggunakan smartphone  android  dan Google  Speech  Recognition untuk  mengenali  pengucapan,  sehingga  lebih  mudah dalam perancangan dan pembuatan sistem.

## 2. METODE PENELITIAN

## Blok Diagram Sistem
Agar  mempermudah  penulis  dalam  menjelaskan perancangan  sistem  ini,  maka  digambarkan  alur  dan cara  kerja  sistem  pada  rangkaian  diagram  blok  pada gambar dibawah ini :

## Gambar 1 Blok Diagram Sistem

## Rangkaian Keseluruhan Alat
Rangkaian  keseluruhan  alat  merupakan  tahap  akhir setelah  melakukan  perancangan  perangkat  keras  dari dari  masing  -  masing  komponen  utama  seperti, Bluetooth HC-05,  Motor Servo , Limit  switch, dan relay yang  telah  dikoneksikan  pada  mikrokontroler arduino uno.

## Gambar 2 Rangkaian Keseluruhan Alat

## Flowchart Sistem
Flowchart menjelaskan alur dari cara kerja sistem dari awal  hingga  akhir,  pertama  memastikan  arduino  dan modul  bluetooth  dalam  keadaan  hidup  dan  ketika hidup android kemudian dihubungkan melalui koneksi Bluetooth,  apabila  terhubung user dapat  mengontrol alat  dengan  mengucapkan  perintah,  perintah  berupa string  yang  dikirimkan  oleh  aplikasi  android  akan diterjemahkan oleh arduino menjadi sebuah data.
Gambar 3 Flowchart Sistem I

## Gambar 4 Flowchart Sistem 2

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Pengujian Koneksi Bluetooth Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui konektifitas  antar bluetooth HC05 dan smartphone android.  Pengujian  ini  dilakukan  dengan  cara menghubungkan bluetooth pada device android dengan bluetooth HC-05 yang terhubung pada arduino melalui aplikasi android yang telah dibuat.
Gambar 5 Tampilan Aplikasi Setelah Terkoneksi Dengan Bluetooth

## 3.2.  Pengujian  Miniatur  dan  Pengujian  Feedback

## (Limit Switch)
Pengujian  miniatur  dan feedback merupakan pengujian  terhadap  proses  buka-tutup  pintu,  serta limit  switch  sebagai feedback ke  smartphone android  untuk  mengetahui  kondisi  keadaan  pintu berhasil terbuka dan pintu berhasil tertutup. Berikut akan  dijelaskan  masing-masing  hasil  pengujian terhadap miniatur pintu.

## Gambar 6 Pengujian Membuka Pintu
2. Menutup Pintu

## Gambar 7 Pengujian Menutup Pintu

## 3. Feedback (Limit Switch)
Gambar 8 Halangan Pada keadaan menutup pintu 3.3. Pengujian Waktu Tanggap Arduino

## Pengujian Tanpa Halangan
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui jangkauan dari bluetooth baik dengan menggunakan halangan atau tanpa halangan. Selain itu dilanjutkan dengan  pengujian  kemampuan  dari  Arduino  dalam memproses  perintah  yang  masuk  dari  Android dengan jarak kontrol yang berbeda-beda.
Tabel 1 Jarak Kontrol dan Waktu Tanggap Alat Tanpa Halangan (Pengguna I)
Jarak Kontrol Pengguna 1 Waktu Tanggap (detik) Per co b a -an 1 Per co b a -an 2
Per co b a -an 3 Per co b a -an 4 Per co b a -an 5
1m     3.10 3.8 3.58 3.19 3.51 2m     3.52 3.09 3.43 3.52 3.63 3m     3.44 3.64 3.59 3.52 3.68 4m     3.55 3.58 3.52 3.46 3.44 5m     3.77 4.49 4.45 3.84 4.02 6m     3.26 4.57 3.82 4.07 3.52 7m     3.72 4.11 3.52 3.45 3.76 8m     4.04 4.59 4.53 4.91 3.93 9m     3.97 3.55 4.39 4.62 4.10 10m 4.59 4.80 4.26 4.38 4.72 11m 5.02 Gagal 4.54 Gagal Gagal 12m Gagal    Gagal Gagal Gagal Gagal
1 . Membuka Pintu
Gambar  SEQ Gambar \* ARABIC 13 Halangan Pada keadaan menutup pintu
Gambar  SEQ Gambar \* ARABIC 14 Halangan pada keadaan membuka pintu

## Tabel 2 Pengujian Jarak Kontrol dan Waktu Tanggap Alat Tanpa Halangan (Pengguna II)
Jarak Kontrol (meter) Pengguna 2
Waktu Tanggap (detik) Per co b a -an 1 Per co b a -an 2 Per co b a -an 3 Per co b a -an 4 Per co b a -an 5
1m 3.71 3.56 3.45 3.29 3.65 2m 3.44 3.65 3.52 3.53 3.43 3m 3.20 3.62 3.97 3.64 3.71 4m 3.66 3.42 3.11 3.65 3.65 5m 3.69 3.67 3.52 3.54 3.27 6m 3.25 3.52 3.92 3.63 3.36 7m 3.54 3.88 3.69 4.00 3.23 8m 4.12 4.61 4.51 4.55 4.32 9m 4.44 4.04 4.94 4.08 4.83 10m 4.61 4.59 4.65 4.47 4.32 11m Gagal 5.01 4.56 Gagal Gagal 12m Gagal Gagal Gagal Gagal Gagal

## Pengujian Dengan Halangan (Tembok)
Pengujian  ini  membuktikan  bahwa  semakin  jauh smartphone ,  maka  waktu  respon  arduino  akan semakin  melambat,  sehingga  dapat  disimpulkan bahwa  jarak  efektif  untuk  mengontrol  pintu  dengan kondisi tanpa halangan adalah 1 meter – 6 meters.
Tabel 3 Hasil Pengujian Jarak Kontrol dan Waktu Tanggap

## Alat dengan Halangan (Pengguna I)
Jarak Kontrol (meter) Pengguna 1 Waktu Tanggap (detik) Per co b a -an 1 Per co b a -an 2 Per co b a -an 3 Per co b a -an 4 Per co b a -an 5 1m 3.26 3.43 3.64 3.72 2.99
2m 3.70 3.56 3.71 3.20 3.02 3m 3.11 3.69 3.79 3.09 3.97 4m 3.12 4.33 3.92 3.72 3.35 5m 4.15 4.98 4.13 4.41 4.45 6m 4.97 4.09 5.03 4.17 4.19 7m 5.01 Gagal Gagal Gagal Gagal 8m Gagal    Gagal Gagal Gagal Gagal
Tabel 4 Hasil Pengujian Jarak Kontrol dan Waktu Tanggap
Alat dengan Halangan (Pengguna II) Jarak
Kontrol (meter)
Pengguna 2
Waktu Tanggap (detik) Per co b a -an 1 Per co b a -an 2 Per co b a -an 3 Per co b a -an 4 Per co b a -an 5
1m 4.14 3.88 3.09 3.52 3.81 2m 3.97 2.95 2.97 3.33 2.64 3m 3.90 4.27 3.67 3.34 3.55 4m 3.3 6 3.18 4.07 3.80 3.59 5m 4.5 9 4.00 4.64 4.52 3.96 6m 4.8 2 5.03 4.82 4.04 4.23 7m Gaga l Gagal Gagal 5.05 Gagal 8m Gaga l Gagal Gagal Gagal Gagal
Dapat dilihat bahwa semakin banyak halangan maka semakin  lambat  respon  alat.  Hal  ini  dikarenakan tembok  menyerap  daya  gelombang  bluetooth (Pudaruth,  et  al,  2010),  sehingga  ketika  halangan tembok  semakin  banyak  jarak  jangkau  bluetooth semakin menurun, Berdasarkan pengujian maka dapat disimpulkan  bahwa  jarak  efektif  untuk  mengontrol pintu adalah 1-meter sampar 3 meter, dan maksimal 2 halangan tembok.

## 3.4. Pengujian Keandalan Aplikasi
Selanjutnya  adalah  pengujian  keandalan  aplikasi, yaitu  sejauh  mana  aplikasi  yang  terpasang  pada
smartphone  dapat  menerima  masukan  perintah  dari pengguna.  Adapun  hasil  dari  pengujian  dapat  dilihat pada tabel dibawah ini:

## Tabel 5 Pengujian Jarak Smartphone dengan Pengguna
Jarak pembicara dengan smartphone Keterangan 10 cm Terdeteksi 30 cm Terdeteksi 50 cm Terdeteksi 70 cm Terdeteksi 100 cm Tidak terdeteksi
Pengujian  dilakukan  dengan  cara  mengukur  jarak mulut  sebagai  sumber  suara  dengan  smartphone sebagai penangkap suara serta pengucapan yang jelas dengan  intonasi  40dB  dan  kecepatan  4  detik. Berdasarkan  tabel  diatas  disimpulkan  bahwa  jarak efektif yang dapat digunakan untuk memberikan suara  adalah  pada  jarak  dibawah  1-meter  dengan intensitas suara yang sedang (40 dB). Jika dilakukan dengan  teriakan  maka  dimungkinkan  bisa  mencapai jarak yang lebih jauh.

## 3.5. Pengujian Pengucapan
Pengujian  dilakukan  dengan  mengucapkan  perintah pada intensitas suara yang berkisar antara 30 dB – 80 dB  yang  merupakan  intensitas  suara  yang  bisa  dan aman  diterima  dan  dikeluarkan  oleh  manusia. Kemudian  volume  suara  (dB)  akan  dibandingkan dengan  kecepatan  pengucapan  (cepat,  normal, lambat),  untuk  melihat  apakah  aplikasi  mengenali pengucapan  pada  kecepatan  dan  volume  suara tertentu.  Data  percobaan  ini  diambil  menggunakan aplikasi  android  “Sound  Meter”.    Pengujian  yang dilakukan  juga  menggunakan  jarak  ≤  30cm  antara pengguna dan smartphone.
Tabel 6 Pengujian Keandalan Aplikasi Terhadap Pengucapan Desibel (dB) Kecepatan Pengucapan (detik) Cepat (x ≤ 1s) Normal (x<1) & (x>5) Lambat (x ≥ 5) 30 dB Gagal Gagal Gagal 40 dB Gagal Berhasil Gagal 50 dB Gagal Berhasil Gagal
60 dB Gagal Berhasil Gagal 70 dB Gagal Berhasil Gagal 80 dB Gagal Berhasil Gagal
Berdasarkan pengujian tersebut, dapat disimpulkan bahwa penggunaan aplikasi dipengaruhi oleh besar kecil suara dan cepat lambat pengucapan, dan pengucapan terbaik yang dapat dikenali oleh aplikasi adalah pengucapan normal dan dengan intensitas suara 30 dB sampai 80 dB.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan terhadap miniatur pengendali pintu berbasis Arduino Uno ini dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Proses kerja pengontrolan pintu sudah berfungsi dengan baik, dan dapat membuka serta menutup dengan kendali dari aplikasi speech recognition di android.
2. Jarak  jangkau  Bluetooth  tanpa  halangan  yang diperoleh  adalah  1–6-meter  dan  juga  jarak terbaik smartphone dan pengguna adalah 1 cm – 10 cm.
3. Jarak  jangkau  Bluetooth  dengan  adanya halangan  adalah  1-3  meter.  Halangan  yang dimaksud  adalah  tembok,  sehingga  pintu  tetap dapat  merespon  jika  pengguna  berada  di  luar ruangan  atau  di  ruangan  lain  dengan  jarak  1-3 meter dengan jumlah halangan tembok sebanyak dua tembok.
4. Volume  suara  pengucapan  yang  dapat  dikenali oleh  aplikasi  adalah  40  dB  –  80  dB,  dan kecepatan suara yang dapat dikenali oleh aplikasi adalah kecepatan normal yaitu 2 detik – 4 detik.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Rumagit, F.D. J.O, Wuwung. S.R.U.A, Sompie. B.S, Narasiang, “Perancangan Sistem Switching 16  Lampu  secara  Nirkabel  Menggunakan Remote  Control,” Universitas  Sam  Ratulangi , Manado, 2017.
[2] Prambodo,  Rachmat,  “Kendali  Perangkat Elektronik Menggunakan Komunikasi
Bluetooth Berbasis Android,” STIKOM Surabaya, 2017.
[3] Ismail  Rafly,  Rizky,  “Pemanfaatan  Sistem Android  sebagai  Pengendali  Lampu  Ruangan Berbasis  Mikrokontroler  Arduino,”  Universitas Nusa Cendana Kupang, 2017
[4] Am,  Rois.  Kemalasari.  Bambang,  Sumantri. Ardik  Wijayanto,  “Pengaturan  Posisi  Motor Servo DC dengan Metode Fuzzy Logic,” Institut Teknologi Sepuluh November. Surabaya, Indonesia, 2010.
[5] Kristin,  Pertiwi,  “Perancangan  Alat  Pembuka Pintu Via SMS Berbasis Mikrokontroler Atmega 328,” Politeknik  Negeri  Sriwijaya ,  Palembang, 2016.
[6] Apriansyah, Ari. Ilhamsyah. Tedy Rismawan, “Prototype  Kunci  Pintu  Otomatis  pada Pintu
Berdasarkan Suara Pengguna
Menggunakan Metode KNN (K-Nearest Neighbor),” Universitas Tanjungpura. Pontianak, 2016. [7] Rusdi,  Muhammad,  “Sistem  Kendali  Peralatan Elektronik Melalui Media Bluetooth
Menggunakan  Voice  Recognition,”  Politeknik
Negeri Medan, 2016.
[8] Fadli,  Imam,  “Kendali  Pintu  Air  Otomatis Berbasis  Speech  Recognition  Menggunakan Metode  MFCC  dan  Jaringan  Syaraf  Tiruan.
Universitas Budi Luhur Jakarta, 2016.