Aplikasi ATIK Sistem Pengawasan surveilance berbasis IOT menggunakan sensor PIR dan Sensor Ultrasonic serta pemanfaatan Logika fuzzy untuk status alarm

Daftar Isi

1. Pendahuluan

2. Dasar Teori

3. Rancangan Simulasi

4. Hasil Dan Video

5. Kesimpulan

 

 

1. Pendahuluan 

Saat ini, sistem pengawasan sangat penting untuk memantau aktivitas manusia, properti, hewan, dan lainnya. Biasanya, sistem pengawasan semacam ini diperlukan di kantor, pabrik, institusi, bank, perumahan dan unit sektor publik lainnya. Namun dalam gaya hidup modern, setiap orang menggunakan pendekatan pengawasan semacam itu untuk memantau tempat tinggal mereka. Oleh karena itu Pengawasan yang diakomodasi dengan banyak fitur ditawarkan kepada klien dengan beberapa teknik peringatan keamanan seperti Pemantauan Jarak Jauh, Mekanisme Peringatan Instan, Pengaktifan Suara/buzzer, Kecerdasan Buatan, dll. Selain itu, artikel ini memperkenalkan logika fuzzy untuk memberikan probabilitas terbaik untuk menawarkan solusi pengawasan lingkungan yang lebih aman bagi pelanggan. Konsep logika Fuzzy biasanya mencapai rasio keberhasilan maksimum pada kondisi probabilistik. Selain itu dalam artikel ini juga menambahkan perangkat pintar yang cepat dengan dukungan Internet of Things (IoT). Perangkat IoT tersebut terdiri dari perangkat pasif dan aktif, perangkat pasiv berupa Kamera WiFi, sedangkan perangkat aktif berupa Arduino Uno, sensor Passive-InfraRed (PIR), sensor Ultrasonic dan unit Buzzer. Kamera WiFi dikategorikan pasif karena hanya mengalirkan data video ke server dan jika ada ancaman kamera wifi tidak memberikan notifikasi. Sedangkan Arduino uno, sensor PIR, ultrasonic dan buzzer dikategorikan perangkat aktif karena perangkat ini langsung menangkap keberadaan dan jarak objek dan buzzer akan hidup dengan syarat tertentu sebagai tanda peringatan kepada pengguna. Status keras atau tidaknya peringatan buzzer akan ditentukan oleh sistem logika fuzzy yang diterapkan berdasarkan input dari sensor PIR dan Ultrasonic.

 2. Dasar Teori

Arduino Uno 

 Gambar 1. Arduino Uno

Merupakan board mikrokontroler berbasis ATmega328 (datasheet). Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya. Setiap 14 pin digital pada arduino uno dapat digunakan sebagai input dan output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalwrite(), dan digitalRead(). Fungsi fungsi tersebut beroperasi di tegangan 5 volt, Setiap pin dapat memberikan atau menerima suatu arus maksimum 40 mA dan mempunyai sebuah resistor pull-up (terputus secara default) 20-50 kOhm.

                                                               

Sensor Ultrasonic

       Gambar 2. Sensor Ultrasonik HC-SR

      

     Salah satu jenis sensor yaitu sensor ultrasonik HC-SR04 merupakan modul yang memiliki 4 pin, dimana masing-masing pin terdiri dari vcc, trigger, echo dan ground. merupakan sensor non-kontak pengukur jarak yang menggunakan ultrasonik. Prinsip kerja sensor ini mirip dengan sistem ekolokasi pada kelelawar, dimana terdapat pemancar mengirimkan seberkas gelombang ultrasonik yang memiliki kecepatan v, lalu diukur waktu yang dibutuhkan hingga datangnya pantulan dari obyek (t). Lamanya waktu ini sebanding dengan dua kali jarak sensor dengan obyek (R), sehingga jarak sensor dengan obyek dapat ditentukan dalam persamaan (2.19).

R = v x t/2

        Berdasarkan datasheet HC-SR04 dapat mengukur jarak dalam rentang antara 3 cm – 400cm dengan output panjang pulsa yang sebanding dengan jarak obyek. Akurasi yang dimilikinya dapat mencapai 3mm.

 

Sensor PIR

 

Gambar 3.  Sensor Passive Infrared Receiver (PIR)

Sensor PIR (Passive Infrared Receiver) adalah sebuah sensor yang biasa digunakan untuk mendeteksi keberadaan manusia. Aplikasi ini biasa digunakan untuk system alarm pada rumah-rumah atau perkantoran. Sensor PIR adalah sebuah sensor yang menangkap pancaran sinyal inframerah yang dikeluarkan oleh tubuh manusia maupun hewan. Sensor PIR dapat merespon perubahan- perubahan pancaran sinyal inframerah yang dipancarkan oleh tubuh manusia. Keadaan ruangan dengan perubahan temperatur pada manusia dalam suatu ruangan menjadi nilai awal (set point) yang menjadi acuan dalam sistem pengontrolan. Perubahan temperatur pada manusia dalam ruangan akan terdeteksi oleh Sensor PIR. Dikatakan PIR (Passive Infrared Receiver) karena sensor ini hanya mengenali lingkungan tanpa adanya energi yang harus dipancarkan. PIR merupakan kombinasi sebuah kristal pyroelectric, filter dan lensa Fresnel.

Buzzer

Gambar 4. Buzzer

Buzzer pada Gambar merupakan sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah arus listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hamper sama dengan speaker pada umumnya. Buzzer terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Fungsi buzzer lebih sederhana jika dibandingkan dengan speaker yaitu sebagai penanda, pengingat, alarm, bel, pemberitahuan suara

 

 

Fuzzy Logic

Logika fuzzy merupakan salah satu komponen pembentuk soft computing. Dasar logika fuzzy adalah teori himpunan fuzzy. Logika fuzzy merupakan suatu cara yang tepat untuk memetakan suatu ruang input ke dalam suatu ruang output . Himpunan fuzzy merupakan suatu pengembangan lebih lanjut tentang konsep himpunan dalam matematika. 

Metode Mamdani

Metode Fuzzy Mamdani merupakan salah satu bagian dari Fuzzy Inference System yang berguna untuk penarikan kesimpulan atau suatu keputusan terbaik dalam permasalahan yang tidak pasti . Proses pengambilan keputusan dengan menggunakan Metode Fuzzy Mamdani untuk memperoleh keputusan yang terbaik, dilakukan dengan melalui beberapa tahapan, yaitu pembentukan himpunan fuzzy; aplikasi fungsi implikasi; komposisi aturan; defuzzifikasi.

 

3. Rancangan Simulasi

Pada simulasi ini  hanya menggunakan perangkat aktif.

A. Alat dan Bahan

     1. Aplikasi Proteus untuk mensimulasikan

         a. Arduino Uno

         b. Sensor PIR 

         c. Sensor Ultrasonic

         d. Buzzer

 

     2. Aplikasi Matlab untuk menjalankan logika fuzzy mamdani dan tampilan GUI dashboard

B. Skema perangkat

 

C. GUI Dasboard informasi melalui Matlab

4. Hasil dan Video

untuk mendapatkan hasil dari rancangan ini dapat dilihat pada video

 

  

Link Video simulasi dan penjelasan Aplikasi ATIK Sistem Pengawasan surveilance berbasis IOT menggunakan sensor PIR dan Sensor Ultrasonic serta pemanfaatan Logika fuzzy untuk status alarm

 

 5. Kesimpulan

 

Konsep IoT memainkan peranan penting dalam sistem pengawasan sehingga memberikan solusi terbaik untuk mencapai tingkat keamanan yang tinggi atas tempat tinggal. Selain menggunakan kamera yang bersifat pasif  didalam suatu sistem pengawasan Perangkat IoT bersifat aktif sangat diperlukan yaitu,berupa Board Arduino Uno, Sensor Passive-InfraRed (PIR), Sensor Ultrasonic dan Unit Buzzer. Arduino Uno merupakan microcontroller serbaguna dimana pada board tersebut kita menambahkan sensor ultrasonic dan sensor PIR. sensor ini akan mendeteksi gerakan dan jarak sumber gerakan, selain itu ditambah logika fuzzy yang akan menentukan tingkat besar kecilnya alarm.

 

 Source

1. Proteus 

 

2. Tampilan matlab 

 

3. Script matlab 

 

4. Link Video