PERANCANGAN SISTEM MONITORING KEAMANAN DALAM RUANGAN MENGGUNAKAN RASPBERRY PI Anggi Sasmito Kussoy, Rummi Santi rama Sirait, ST, MT Fakultas Teknik Universitas Budi Luhur, Jakarta 12260 Telp : (021) 5853753 ext 253, Fax : (021) 7371163 E-mail :
[email protected],
[email protected]
Dalam tugas akhir ini akan dilakukan perancangan sistem monitoring keamanan dalam ruangan menggunakan raspberry pi yang bertujuan untuk memudahkan memonitoring keamanan dalam ruangan, sistem memonitoring perubahan gerak pada kamera menggunakan motion detection untuk mengambil gambar. Sistem yang digunakan terdiri dari antena wireless, kamera dan usb sound card. Data yang diterima dari raspberry pi akan dikirim menuju web server melalui perangkat modem menggunakan jaringan local area network, yang berisi databasesehingga hasil dari data perubahan gerak dapat dilihat oleh user atau pengguna melalui web browser dan melalui email, data pada raspberry berupa gambar dan suara untuk memaksimalkan sistem keamanan monitoring dalam ruangan .Dengan demikian proses monitoring ruangan berbasis web dapat dilakukan secara efektif. Hasil analisa antena wireless TLwn722n untuk jarak d = 5m total rugi-rugi lintasan sebesar 1.946 dB dimana hasil konektifitas antara antena wireless pada pc dan antena wireless TLwn722n masih bagus, untuk jarak d = 30m total rugi-rugi lintasan 0.404 dB dimana fungsi konektifitas antena tidak bagus atau jarak maksimum pada antena wireless TLwn722n. Kata kunci
1.
:
monitoring ruangan, raspberry pi, antena wireless, modem, kamera dan usb sound card, rugi-rugi lintasan (dB)
Pendahuluan Monitoring merupakan sebuah kegiatan untuk mengetahui apa saja yang ada didalamnya sehingga dapat diambil sebuah informasi. CCTV (Closed Circuit Television) adalah salah satu cara yang paling banyak diminati untuk memantau keamanan dalam suatu ruangan. Namun bukan berarti CCTV tanpa masalah, permasalahan pada CCTV yaitu pemakaian di kamera yang dapat memakan storage terlalu banyak, artinya kamera video pada CCTV terus merekam meskipun tidak ada yang terjadi di dalam suatu ruangan. Tentu permasalahan ini harus dapat ditanggulangi untuk meminimalisi pemakaian storage. Pembuatan tugas akhir ini diambil dari pembahasan [1] membahas monitoring dalam ruangan berbasis IP, tetapi tidak menggunakan sistem keamaan data pada web. Pada [2] membahas monitoring suhu berbasis web menggunakan local area network, skripsi ini membahas pengukuran pada suhu. Pada [3] membahas pengaturan perangkat elektronik pada ruangan menggunakan raspberry, system hanya membahas pengontrolan perangkat elektronik bukan memonitor keamanan ruangan. Berdasarkan kondisi tersebut diatas maka dirancanglah sistem monitoring dalam ruangan menggunakan raspberry pi (computer mini). Dalam hal ini alasan menggunakan raspberry pi yaitu lebih murah dan lebih praktis membuat sebuah perangkat untuk memonitor ruangan.yang akan diaktifkan pada jam waktu malam untuk memonitoring ruangan.
2.
PERANCANGAN SISTEM
2.1 Diagram Blok Sistem Prinsip Kerja Alat Alat ini dibuat untuk dapat memberikan pengawasan sistem keamanan dalam ruangan bagi penggunanya atau user ketika berada diluarr ruangan. Berikut ini adalah sebuah alat kerjasuatu alat berdasarkan input, proses dan output berdasarkan diagram blok pada gambar 1.
Gambar 1. Diagram Blok Sistem 1.
Masukan (Input) Input data berupa kamera yang mempunyai motion detection akan merekam aktifitas dalam ruangan atau melakukan capture ketika terjadi gerakan pada suatu benda, dengan dilengkapi usb sound recorder untuk merekam suara ketika proses monitoring dalam ruangan berlangsung.
2.
Proses (Process) Proses pada Raspbery Pi sebagai inputan untuk dapat melakukan proses pengambilan gambar atau tidak. Proses pengambilan gambar dilakukan menggunakan kamera webcam, yang dapat melakukan pengambilan gambar dengan format (jpg) secara terus-menerus ketika sistem input kamera pengawas mendeteksi adanya keberadaan manusia atau terjadinya gerakan pada suatu benda pada sekitar ruangan yang dimonitoring dan merekam suara pada ruangan yang akan dimonitoring menggunakan usb sound card. Hasil implementasi pada kamera akan melakukan capture gambar bila dideteksi adanya gerakan. Kemudian kamera akan mengirim melewati akun email. Hasil gambar itu akan difilter dan disimpan dalam media storage: di SD Card (Raspberry Pi).
3.
Keluaran (Output) Hasil atau keluaran pada alat raspberry pi dikirimkan melalui email menggunakan jaringan komunikasi wireless yang bersifat online, untuk dapat mengakses atau mengirim data yang berupa gambar maupun suara via email untuk melengkapi report monitoring keamanan dalam ruangan.
2.2Pembuatan Alat Perancangan yang dimaksudkan dalam sistem kontrol ini terdiri dari perancangan perangkat keras (hardware) serta perangkat lunak (software). Secara umum pada sebuah perancangan alat ini yaitu seperti yang di tunjukkan dari diagram blok di gambar 3.1. Alat itu dirancang untuk dapat membentuk rancangan sistem kontrol monitoring keamanan dalam ruangan dengan menggunakan kamera webcam untuk mengambil gambar secara real-time. Gambar akan ditampilkan pada web localhost atau via email yang kemudian data akan disimpan di Raspberry Pi. Perancangan sistem secara keseluruhan membutuhkan beberapa alat dari bahan yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan dalam pembuatan sistem, adapun deskripsi komponen untuk alat dan bahan, sebagai berikut: Peralatan Dan Bahan Yang Digunakan Meliputi: 1.
Personal Komputer (PC) atau Laptop
2.
Micro USB Power Adapter.
3.
Raspberry Pi B. a. SD Card (Mikro USB) b. USB Port (Raspberry Pi) c. GPIO Pin (Raspberry Pi)
4.
Kabel USB
5.
TP-LINK WN722N
6.
Camera Logitech C170
7.
USB Sound Card
8.
Smartphone Android (untuk tethering local area network)
2.3 Rangkaian Sistem Mikro Komputer Raspberry Pi Single Board raspberry Pi mempunyai kapasitas GPIO 26 pin, dan pada perangkat iniberfungsi sebagai pengendali utama sistem yang mempunyai fungsi-fungsi pin seperti di tunjukan pada gambar 2 dan tabel 1 dan rangkaian koneksi pin GPIO pada Raspberry Pi. 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25
3.3V
5V
12CO SDA
5V
12CO SDL
GROUND
GPIO 4
UART TXD
GROUND
UART RXD
GPIO 17
GPIO 18
GPIO 21
GROUND
GPIO 22
GPIO 23
GROUND
GROUND
SP 10 MOSI SP 10 MPSO SP 10 SLCK GROUND
GPIO 24 GPIO 25 SP 10 CEON SP 10 C 1N
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
Gambar 2 Pin GPIO Pada Raspberry Pi
Tabel 1 Tabel pin-pin GPIO yang digunakan Pin No 1 9 7 11 13 25
Nama Pin GPIO 3.3V GROUND GPIO 4 GPIO 17 GPIO 21 GROUND
Terkoneksi +3.3v DC Sensor DHT11 GROUND SENSOR DHT11 DO Sensor DHT11 Trigger Relay Lampu Trigger Relay kipas GROUND Rangkaian Supply
2.4 Konfigurasi USB Sound Card pada Raspberry Pi Fasilitas yang digunakan untuk menghubungkan dari kamera dengan Raspberry Pi yaitu dengan menghubungkan port USB yang ada pada Raspberry Pi, konfigurasi kamera dengan Raspberry Pi ditujukan pada gambar 3.
Gambar 3. Konfigurasi kamera dengan Raspberry Pi Untuk melakukan konfigurasi kamera pada Raspberry Pi harus di lakukan penginstalan aplikasi kamera terlebih dahulu. Langkah-langkah penginstalan aplikasi kamera pada Raspberry Pi, sebagai berikut: 1. Memasang kamera pada port Usb Raspberry Pi, kemudian masuk kedalam konfiguurasi Raspberry Pi. root@raspberrypi:~# lsusb Bus 001 Device 004: logitech C170 co.ltd 2. Selanjutnya penginstalan aplikasi kamera harus terkoneksi dengan internet. Langkah ini adalah penginstalan git. cd /usr/src git clone git://source.ffmpeg.org/ffmpeg.git 3. Git diambil sumber open source yang dibutuhkan untuk membuat format ffmpeg. cd ffmpeg ./configure make && make install
2.5 Konfigurasi Antena Wireless Pada Raspberry Pi Fasilitas yang digunakan untuk menghubungkan dari antenna wireless dengan Raspberry Pi yaitu dengan menghubungkan port USB yang ada pada Raspberry Pi. Konfigurasi antena wireless di tujukan pada gambar 4.
Gambar 3 Konfigurasi antena wireless dengan Raspberry Pi
Untuk menghubungkan antara antena wireless TLWN722N harus di lakukan penginstalan driver antenna tersebut. Pada saat melakukan konfigurasi antara board Raspberry Pi dan antena harus menggunakan koneksi internet untuk penginstalan driver dapat di lihat pada website (https//linuxwireless.org.).
2.6 Konfigurasi USB Sound Card pada Raspberry Pi Penginstalan Usb Sound Card pada Raspberry pi Melakukan pengecekan pada port raspberry ------ $ lsusb install driver : $ sudo apt-get update $ sudo apt-get upgrade $ sudo apt-get install rpi-update $ sudo rpi-update
Gambar 5 Konfigurasi Usb Sound Card pada Raspberry pi
2.7 Diagram Alir Proses Utama Sistem Pada diagram alir program utama terdiri dari poses yang dilakukan oleh alat. Pada sistem monitoring keamanan dalam ruangan.
Gambar 6. Diagram Alir Proses Utama Sistem
2.8 Perhitungan Link Budget Link budget merupakan sebuah cara untuk menghitung mengenai semua parameter dalam transmisi sinyal, mulai dari gain dan losses dari Tx sampai Rx melalui media transmisi.
1. FSL (Free Space Loss) Pada saat sinyal radio berpropagasi di udara akan mengalami redaman dari udara. Besarnya redaman yang terjadi dapat dihitung secara empiris. Redaman itulah yang disebut dengan free space loss. Free space loss dapat dihitung dengan dengan rumus.
Free Space Loss = 32.45 + 20log(d) + 20log(f) dB
dimana : Lfs = redaman ruang bebas ( dB ) d = jarak antara antena pemancar ke antena penerima ( km ) f
= frekuensi ( MHz)
2. EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) Effective Isotropic Radiated Power adalah daya pancar total perangkat setelah diperhitungkan dengan antena dan gangguan lainya. Dari perhitungan FSL kita dapat menghitung besarnya EIRP pada antena pemancar dengan rumus.
EIRP = TX antena - Lfs + Antenna Gain Dimana : EIRP = Daya pancar (dBW) GRX
= Gain antena (dB)
Lfs
= Redaman lintasan
3. Total rugi-rugi lintasan Rugi-rugi pada lintasan adalah redaman yang terjadi pada proses pentrasmisian sinyal dari Tx hingga diterima oleh Rx. Rugi-rugi tersebut dapat di hitung dengan data EIRP untuk menghitunga rugi-rugi lintasan di gunakan persamaan berikut:
Dimana : Lt = total rugi-rugi lintasan (dB) Lt = EIRP (dBm) – Rx level sinyal
3 Pengujian Dan Analisa Hasil Pengujian Sistem 3.1 Pengujian Wireless LAN Pada pengujian ini modul jaringan dihubungkan dengan sebuah laptop melalui udara atau sinyal radio.Hal ini dilakukan untuk mengetahui secara fisik apakah modul jaringan berfungsi atau tidak. Saat modul jaringan terhubung dengan laptop, maka network statusakan berubah dan pada modul jaringan akan menyala yang dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar7 wireless LAN yang telah terhubung dan mendapatkan IP dari DHCP server
3.2 Pengujian Konektifitas Jaringan Pengujian konektivitas jaringan digunakan untuk mengetahui apakah perangkat sudah terhubung dengan jaringan dan dapat digunakan. Pada pengujian ini digunakan tools ping di command prompt dan IP Scanner. Pada pengujian ini hal yang pertama di lakukan adalah menghubungkan laptop dengan wireless.IP addres pada laptop di peroleh dari DHCP server adalah 192.168.0.106 dan subnet mask255.255.255.0 IP tersebut menandakan bahwa laptop berada pada satu jaringan LAN.
Gambar 8. Hasil capture ping menggunakan ip scanner Semua aktivitas ping yang telah tadi akan terekam oleh IP scanner. Dari data pada gambar 8 dapat diketahui nilai MAC address dan IP address.
3.3 Analisa Perhitungan Link Budget Pada Antena Wireless Sinyal yang berjalan antara transmitterA merupakan antena pemancar TLWN722N dan Receiver B internal wireless laptop sebagai penerima, adapun hasil pengujianya ditujukan pada gambar 9 dan gambar 10.
Gambar 9 Daya Tx yang dipancarkan antena wireless
Gambar 10 Daya RX yang di terima dari antena wireless Rugi-rugi lintasa yang terjadi pada saat pengiriman sinyal dari antena pemancar ke laptop sebagai penerima pada jarak 30 meter di dapati total rugi-rugi lintasan sebesar 0.404 dBm dari hasil yang didapat pada Lt terjadi penguatan pada sinyal untuk jarak 30 meter. Tabel 2. hasil pengujian alat dengan pengiriman data video streaming
Jarak (d)
Free Space Loss (Lfs)
EIRP
Rugi-rugi Lintasan (Ls)
Keterangan
5m
54.034 dB
-30.034 dBm
2.466 dBm
10 m
60.054 dB
-36.054 dBm
1.946 dBm
Pengiriman data yang baik Pengiriman data yang baik
20 m
66.074 dB
- 42.074 dBm
1.925 dBm
Pengiriman data cukup baik
30 m
69.596 dB
-45.596 dBm
0.404 dBm
Pengiriman data kurang baik
Dari hasil pengujian alat antena wireless pada jarak 5 meter, 10 meterdan 20 meter pengiriman data berlangsungdengan baik tanpa buffering. Namun pada jarak 30 meter pengiriman data berlangsung sangat lambat dikarenakan rugi-rugi lintasan atau redaman yang terlalu kecil sehingga terjadi pelemahan pada sinyal antena.
3.4 Pengujian Sistem Dan Cara Kerjanya Pengujian alat secara keseluruhan menggunakan aplikasi monitoring keamanan dalam ruang yang di program menggunakan pemrograman linux dan di implementasikan kemudian diuji dengan menginstall aplikasi
tersebut
di
laptop.Pengujian
dilakukan
dengan
mengakses
URL
dengan
alamat
http://192.168.0.106:8080. Setelah alamat tersebut diakses maka akan tampil motion detection dalam ruangan sertavideo stream yang dapat dilihat pada gambar 11
Gambar 11. Hasil capture web monitoring keamanan dalam ruangan Pada kamera terdapat motion detection yang berfungsi sebagai pendeteksi ketika ada benda yang bergerak maka kamera tersebut akan melakukan capture atau merekam aktifitas yang terjadi dalam suatu ruangan. Perintah pada command line yaitu ‘sudo motion –n’ untuk melakukan start pada Raspberry pi atau mengaktifkan motion detection pada kamera. Kelebihan Alat : 1.
Alat ini dapat menangkap gambar ketika terjadi gerakan suatu benda dan kemudian menampilkannya pada Gmail sehingga dapat dilakukan pemantauan monitoring.
2.
Monitoring ini dilakukan dengan semua perangkat yang mempunyai aplikasi Gmail atau di web browser yang terkoneksi internet. Sehingga akan memberikan kemudahan akses untuk user dari pengaplikasiannya.
3.
Monitoring yang digunakan tidak hanya merekam gambar pada ruangan yang akan dimonitoring melainkan dapat merekam suara pada monitoring keamanan dalaam ruangan.
4.
Pengendalian alat monitoring keamanan dalam ruangan pada raspberry pi bisa melalui pc atau komputer dan hp sebagai modem dengan memiliki jaringan wireless yang bersifat offline maupun online.
Kekurangan Alat : 1.
Alat yang digunakan pada raspberry pi tidak otomatis dalam mengaktifkan kamera, usb sound card dan mengirim lewat mail. Harus mengetikan command line terlebih dahulu.
2.
Alat ini bergantung dengan jaringan wireless atau bersifat online ketika report yang dibutuhkan harus mengirim via mail.
3.
Pembuatan alat monitoring keamanan dalam ruangan yang kurang maksimal karena tidak otomatis untuk melakukan send report via mail, harus dilakukan oleh user atau pengguna untuk dapat melakukan report via mail.
4. Kesimpulan Berikut kesimpulan perihal rumusan masalah mengenai Prototype Monitoring Kemanan Ruang Dengan Kamera Capture Melalui Gmail Berbasis Raspberry Pi adalah sebagai berikut: 1.
Pada jarak 5 meter untuk antena wireless total rugi-rugi lintasan sebesar 1.946 dB dimana hasil konektifitas antara antena wireless pada pc dan antena wireless TLwn722n masih bagus, untuk jarak d = 30m total rugirugi lintasan 0.404 dB dimana fungsi konektifitas antena tidak bagus atau jarak maksimum pada antena wireless TLwn722n.
2.
Merancang dan membuat Raspberry Pi sebagai alat pendeteks untuk capture gambar dani merekam suara pada ruangan yang akan dimonitoring guna memaksimalkan keamanan dalam ruangan.
3.
Komunikasi yang digunakan pada Raspberry Pi yaitu menggunakan jaringan wireless local area network melalui tethring hotspot pada smartphone.
DAFTAR PUSTAKA
[1]. Fadhilla, Nur, 2009, Implementasi Perancangan Alat Monitoring Manajemen Dalam Ruangan Berbasis IP. Politeknik Telkom. [2]. Heri, Hariyadi, 2010, Sistem Monitoring Suhu Berbasis Web Menggunakan Local Area Network. Universitas Budi Luhur. [3]. Mohammad, Sobianto, 2013, Sistem Lock And Controlling Class Room Menggunakan Raspberry Pi. UGM, Yogyakarta. [4]. Solichin, Achmad S.Kom. 2010. MySQL 5, Dari Pemula Hingga Mahir, [e-book] diakses tanggal 12 januari 2015, http://achmatin.net [5]. Virgi dan Hirin A.M, 2011, Cepat Mahir Pemrograman Web Dengan PHP Dan MySQL. [6]. Simon, Monk, 2013, Adafruit’s Raspberry Pi Lesson 3 Netwotk Setup, diakses tanggal 15 Februari 2015, https://learn.adafruit.com/downloads/pdf/adafruits-raspberry-pi-lesson-3-network-setup.pdf.