INTERNET OF THINGS “SECURE HOME

Disusun Oleh :
1. Riffaldy Gusti Anggara                   ( 19051204067)
2. Lusiana Anggraini                           (19051204069)
3. Ahmad Syaifudin Ramadhan           (19051204076)
4. Aryo Pradangga                               (19051204083)
5. Ardia Pramesti Tasya L.                  (19051204099)
6. M. Wifqi Aditya                              (19051204101)

BAB I PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

IoT (Internet of Things) merupakan suatu inovasi yang menggunkan nternet sebgai media komunikasi dengan suatu lat. Yan dalam arti lain bahwa IoT merupakan teknologi dimana suatu alat dengan alat lainnya dapat berkomunikasi melalui jaringan internet. Dalam akhi – akhie ini IoT berkembang dengan sangat pesatnya. Yang mana saat ini IoT banyak digunakan untuk tata kelola sistem keamanan, perkotaan, Di dalam teknologi IoT ini tidak konuikasi antara benda tau alat, namun juga sebagaipemantau keaadaan suatu makhluk hidup ataupun lokasi. Karena IoT memiliki sensor tertentu yang ditanam di dalamnya dan selalu aktif untuk memantau kondisi. Yang kemudian nantinya akan di teruskan kepada user sebagai pesan tertulis.

Pada perkembangan teknologi jaringan saat ini, maka kebutuhan akan pertukaran data semakin tinggi. Hal ini dilakukan untuk salah satu upaya dengan cara mengembangkan koneksi pada jaringan lokal menggunakan LAN maupun wi-fi untuk dapat terkonfigurasi satu sama lain. Dengan menggunakan aplikasi bernama MQTT (Message Queuing Telemetry Transport).
Aplikasi tersebut merupakan protokol yang berjalan TCP/IP dan mempunyai ukuran paket data dengan low overhead yang kecil (minimum 2 bytes) sehingga berefek pada konsumsi catu daya yang juga cukup keci, berbasis Arduino Uno..

Salah satu bentuk pengembangan dari teknologi IoT ini adalah sistem keamanan rumah atau secure home. Alat ini berfungsi sebagai pemantau kondisi rumah dan proteksi rumah secara otomatis jika terjadi suatu hal yang tidak dinginkan seperti kebocoran gas. Dengan alat ini kemungkinan terburuk akan dapat terminimalisir. Dala perangkat ini tersemat sensor ayng akan memantau kondis rumah setiap 1 detik sekali. Kemudian, dalam perangkat ini juga bisa berkomunikasi dengan kita sebgai user kontrol melalui aplikasi chating telegram. Karena perangkat ini di lengkapi dengan modul yang akan menggubungkan perangkat ke internet pada khususnya chating telegram. Dalam kasus tertentu, perangkat ini tidak hanya melaporkan kondisi rumah namun juga secara otomatis, namun juga menangani secara otomatis untuk mencegah hal hal yang tidak diinginkan. Kemudian perangkat ini juga bisa diokntrol jarak jauh melalui aplikasi chat telegram.

1.2 Luaran yang diharapkan

Dalam project pembuatan IoT ini ada beberapa hal yang diharapakan. Antara lain yaitu memberikan informasi kepada kita tentang kondisi rumah kita tiap kali ada perubahan atau setiap menitnya. Serta memberikan keringanan kepada kita tentang pengawasan terhadap rumah kita. Sehingga kita tidak terlalu khawatir jika kita tidak sedang berada di dalam rumah. Selain itu, dalam project IoT ini diharapkan dapat mengantisipasi dan meminimalisir hal hal yang tidak diinginkan saat kita meninggalkan rumah

1.3. Tujuan 

          Project IoT ini memiliki tujuan sebagi penugasan ujian akhir semester 1 kelas TI19B. Selain itu juga tugas project IoT ini juga berfungsi sebgai pemamahan praktek dari kulaih sistem digital dan pengantar teknologi informasi. Serta juga sengai pemabah wawasan kita tentang bagaimana cara kerja suatu perangkat dan hubungannya dengan sistem digital. Dan juga sebagai latihan kita pemahaman mengenai sistem IoT. 

BAB II KAJIAN PUSTAKA

2.1 Deskripsi Karya

            IoT merupakan suatu inovasi baru dalam dunia informasi. Yang memanfaatkan akses internet untuk saling berbagi data. Yang dimana di dalam perangkat IoT ini tersemat modul komunikator yang nantinya akan dihubungkan dengan internet. IoT ini nantinya akan terhubung langsung dengan smart phone kita, sehingga secara langsung kita dapat mengetahui segala infromasi yang diberikan oleh perangkat kepada kita. Perangkat ini bekerja mengumpulkan data berupa rangsangan suatu hal atau perubhan kondisi lingkungan di sekitar alat oleh sensor. Kemudian akan diolah oleh sensor untuk dirubah menjadi sinyal analog sesuai dengan perubahan kondisi yang ada. Misalnya dalam project secure home ini kami memanfaatkan sensor gas MQ2. Dengan fungsi untuk mendeteksi adanya kebocoran gas LPG, adanya asap, dan gas nitrogen. Lalu setalah sensor membaca perubahan kondisi, barulah nanti akan diterjemahkan oleh sensor menjadi sinyal analog yang berupa perubahan tegangan listrik tertentu sesuai dengan kondisi yang ditangkap sensor. Setelah itu barulah microcontroller akan membaca pesan yang disampaikan oleh sensor. DI dalam microcontroller ada program yang mana program tersebut di buat untuk membaca kondisi yang dikirimkan oleh sensor dam memilah milanya sesuai dengan program yang kita inputkan.

            Jadi pada intinya IoT ini merupakan suatu alat yang terdiri dari modul WiFi atau Modul SIM Card yang berfungsi untuk menghubungkan atau bisa juga diartikan sebagai suatu konsep dimana objek tertentu punya kemampuan untuk mentransfer data lewat jaringan tanpa memerlukan adanya interaksi dari manusia ke manusia ataupun dari manusia ke perangkat computer.

2.2 Penelitian Eksperimental ( Alat dan Bahan)

        Untuk tempat pembelian Arduino, Node MCU, Kabel jumper kami lakukan secra online di aplikasi BukaLapak lebih tepatnya pada lapak Mulya Elektrik. Sedangkan sensor MQ2, sensor pintu juga kami beli secar online melalui aplikasi BukaLapak pada lapak Ainul Rohman/ Kemudian untuk bahan berupa trfao, timah kawat, elco kapasitor, diode bridge, PCB lubang Transistor, dan relay 5V kami beli pada took offline. Lebih tepatnya took Gembira lektronik di desa Tulangan Kec. Tulangan Kab. Sidoarjo.

            a. Bahan :

                        1. Ardunio Uno                                                                       (Rp.20.000)

                        2. NodeMCU                                                                          (Rp.30.000)

                        3. Kabel Jumper male to female                                             (Rp.19.000)

                        4. PCB Lubang Transistor                                                      (Rp.  5.000)

                        5. Relay 5v 3 buah                                                                  (Rp.21.000)

                        6. Sensor MQ2                                                                        (Rp.25.000)

                        7. Sensor Pintu                                                                        (Rp.25.000)

                        8.Timah Kawat                                                                       (Rp.10.500)

                        9. Trafo 2A                                                                             (Rp.28.000)

                        10. Dioda Bridge 5A                                                              (Rp.   3.000)

                        11.Elco Kapasitor 16V 1000µF                                              (Rp.   1.500)

                        12. Kabel Kecil                                                                       (Rp.5.000)

                       

                        Total :                                                                                      Rp. 193.000

           

            b. Alat :

                        1. Voltmeter                                                                             (-)

                        2. Solder                                                                                  (-)

                        3. Hp Android                                                                         (-)

                        4.Aplikasi Telegram                                                                (-)

                        5. Arduino IDE (Download)                                                   (-)

                        6. Laptop                                                                                 (-)

                        7. Kabel data hp dan kabel data type B to A                          (-)

Jumlah Total Pengeluaran untuk ‘IoT Secure Home’ :                                   Rp. 193.000

Untuk link lapak Mulya Elektrik :
https://www.bukalapak.com/u/yannu_wan
Untuk link lapak Ainul Rohan :
https://www.bukalapak.com/u/akhi_shop

BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Analisis Bahan 
1. Mikrokontroller
            Mikrokontroller yang digunakan yaitu Node MCU v3 dan Arduino Uno. Node MCU V3 merupakan mikrokontroller yang berfungsi untuk menggubungkan perangkat dengan akses internet dan otak dari rangkaian ini. Di dalam Node MCU ini telah tersemat ESP8266 sebgai modul WiFi. Oleh karena itulah Node MCU ini dapat tersambung dengan WiFi. Sedangkan untuk akses internet sendiri diambil dari jaringan WiFi yang dihubungkan dengan Node MCU V3 yang memungkinkan modul ini untuk mengirim dan menerima data dari database. Untuk bahasa pemrograman yang digunakan dalam Node MCU V3 ini adalah bahasa C++ serta menggunakan Arduino IDE untuk memflash kan program kita.
           Arduino UNO disini lebih kami tekankan fungsinya untuk shield power relay. Dikarenakan relay yang kami gunakan bertegangan 5V. Sedangkan output digital Node MCU hanya 3V. Oleh sebab itu Arduino kami fungsikan sebagai otak kedua. Pada Arduino ini kami gunkan pin analog input untuk menscan signal digital yang dihasilkan oleh Node MCU sebagai otak utama. Yang kemudian signal digital tersebut akan diolah menjadi signal analog yang pada kondisi tertentu arduino akan melaksanakan output berupa signal digital melalui pin digital. Dan pada akhirnya kan digunakan untuk penggerak relay. 
2.      Database
           Database digunakan untuk menyimpan aliran data yang masuk dan keluar ke dalam sistem. Karena IoT ini berbasis aplikasi chat Telegram. Jadi database ini berfunngsi sebagai tempat penyimpanan, pengambilan perntah, pengambilan informasi oleh sistem dan user pengawas. 
3.      Modul ESP8266
          Modul ESP8266 ini merupakan modul chip WiFi dan AP sekaligus. Namun disini kami hanya memfungsikannya sebagai WiFi receiver. Dan dalam modul ini kami manfaatkan sebgai komunkasi dengan databse melalui koneksi internet pada jaringan WiFi. 
4.      Sensor Gas MQ2
          Sensor gas merupakan sensor yang bertujuan untuk mendeteksi adanya kebocoran gas LPG, NO2, dan asap. Sensor ini akan merubah rangsangan gas menjadi nilai analog voltage sesui dengan jenis gas dan kadar gasnya (ppm). Kami memnafaatkan sensor gas MQ 2 ini untuk tindakan antisipasi interaktif sistem jika sampai terjadi kebocoran gas atau kebakaran dalam rumah. 
5.      Sensor Open Door
        Merupakan sensor yang bekerja dengan sistem saklar dan magnetic. Cara kerjanya dengan menempelkan alat pada pintu atau jendela. Alat ini memiliki dua sisi yaitu sisi saklar sendiri dan sisi pemicu yang berupa magnet. Saat sisi magnet berpisah karena pergeseran pintu atau jendela, maka sensor ini akan mengubah kondisi dan memicu sinyal ke sistem
.

3.2 Analisis Karya

Berdasarkan pembuatan project IoT ‘Secure Home’ ini kita dapatkan 6 Fungsi Utama, yakni: 

1. Sebagai pemantau pintu rumah,     
         Yang dimaksud sebagai pemantau pintu rumah sendiri yaitu apabila ada orang tidak dikenal yang mencoba membuka pintu rumah maka sensor akan mengirim sinyal analog ke smart phone kita, kita akan mendapatkan suatu pemberitahuan di smart phone kita jika kondisi pintu rumah kita dalam keadaan berbeda dari apa yang kita tahu. 

2. Sebagai pemantau kondisi gas dan asap kebakaran didalam rumah. 
          Yang dimaksud dengan pemantau kondisi gas dan asap kebakaran di dalam rumah yaitu apabila terjadi kebocoran gas atau  terdapat asap kebakaran maka IoT ini akan bekerja dan mengirim sinyal pada akun kita.  

3. Sebagai remote control lampu rumah. 
        Maksud dari sebagai remote control lampu rumah yaitu kita dapat menyalakan atau mematikan lampu rumah tanpa harus menekan saklar lampu, jadi IoT Secure Home ini sangat berfungsi apabila kita malas untuk berjalan dan menyalakan lampu. 

4.Sebagai antisipasi otomatis jika terjadi kebocoran gas lpg atau kebakaran. 
       Antisipasi otomatis disini dimaksudkan agar kita cepat mengetahui apabila terjadi kebocoran gas lpg ataupun ledakan gas lpg dan kebakaran di dalam rumah kita, maka system IoT akan otomatis bekerja memberitahu kita dengan otomatis,cepat, dan tanggap akan keadaan yang terjadi di dalam rumah kita.  

5. Sebagai remote control listrik utama rumah.
       Sama halnya dengan remote control lampu rumah, disini IoT Secure Home juga dapat membantu kita dalam menghidupkan dan menyalakan listrik utama rumah kita. Hal ini sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari hari.   

6. Sebagai remote control alat pemadam api dirumah.
        Di dalam setiap rumah pastilah ada alat pemadam apinya, disini IoT Secure Home dapat sangat membantu apabila terdapat asap kebakaran dirumah kita, maka kita bisa menghidupkan alat pemadam api dirumah dalam kondisi keberadaan kita yang tidak ada dirumah.

3.3 Methode Pembuatan

Dalam proyek pembuatan IoT ini kami melakukan bebrapa tahap. Tidak hanya itu kami juga melakukan pencarian beberapa referensi tentang cara pembutan IoT.

Adapun tahap – tahapannya yaitu:

1. Mengumpulkan Referensi

       Pada tahap ini kami mengumpulkan informasi dan referensi tentang IoT  karena kami sebelumnya belum mngerti bagaimana cara membuat dan cara kerja IoT. Adapun sumber yang kami dapatkan yaitu channel Youtube Dwi Arsana dan bebrapa akun Github. Kami mempelajari bagaimana cara memprogram NodeMCU agar dapat berperan sebgai bot telegram untuk mengirimkan dan membaca pesan kita.

2. Memprogram Mikrokontroller

      Tahap memprogram mikrokontroller ini adalah tahap merealisasikan perintah kita ke dalam otak rangkaian. Pada tahap ini, kami memprogram mikrokontroller menggunkan software Arduino IDE dengan bahasa C++. Adapun syntax programnya yaitu :  

Code Program Untuk NodeMCU

#include <UniversalTelegramBot.h> #include <ESP8266WiFi.h> #include <SoftwareSerial.h> #include <WiFiClientSecure.h> #include <MQ2.h> // Initialize Wifi connection to the router char ssid[] = "ASUS-A407UF 8701";     // your network SSID (name) char password[] = "Syaifudin123"; // your network key // Initialize Telegram BOT #define BOTtoken "752443737:AAEtQLOmpGILGKPKF0PGepYDkxu70AlcrM8"  // your Bot Token (Get from Botfather) WiFiClientSecure client; UniversalTelegramBot bot(BOTtoken, client); int sensor=A0; int lpg, smoke; int sensor2=5; int sensor_3=3; int relay_lamp=14; int relay_pemadam=12; int relay_utama=13; MQ2 mq2(sensor); int Bot_mtbs = 10; //mean time between scan messages long Bot_lasttime;   //last time messages' scan has been done bool Start = false; void handleNewMessages(int numNewMessages) {   Serial.println("handleNewMessages");   Serial.println(String(numNewMessages));   for (int i=0; i<numNewMessages; i++) {     String chat_id = String(bot.messages[i].chat_id);     String text = bot.messages[i].text;     String from_name = bot.messages[i].from_name;     if (from_name == "") from_name = "Guest";          //perintah saklar internet      if (text == "/Lampu_Off") {         digitalWrite(relay_lamp,LOW);         String welcome = "Lampu telah dinonaktifkan ";         bot.sendMessage(chat_id, welcome);         Serial.println("\nPesan telah direima 1");}      if (text == "/Lampu_On") {         digitalWrite(relay_lamp,HIGH);         String welcome = "Lampu telah dihidupkan ";         bot.sendMessage(chat_id, welcome);         Serial.println("\nPesan telah direima");}      if (text == "/Listrik_Off") {        digitalWrite(relay_utama,HIGH);        String welcome = "Saluaran Listrik Utama dinonaktifkan";        bot.sendMessage(chat_id, welcome);        Serial.println("\nPesan telah direima");}      if (text == "/Listrik_On") {        digitalWrite(relay_utama,LOW);        String welcome = "Saluaran Listrik Utama diaktifkan kembali";        bot.sendMessage(chat_id, welcome);        Serial.println("\nPesan telah direima");}     if(text=="/pemadam_aktif"){        digitalWrite(relay_pemadam,HIGH);        String welcome = "Pemadam darurat diaktifkan";        bot.sendMessage(chat_id, welcome);        Serial.println("\nPesan telah direima");}     if(text=="/pemadam_Off"){        digitalWrite(relay_pemadam,LOW);        String welcome = "Pemadam darurat dinonaktifkan";        bot.sendMessage(chat_id, welcome);        Serial.println("\nPesan telah direima");     }  //Fungsi notifikasi keadaan pada telegram if(lpg>=400||smoke>=200){   digitalWrite(relay_utama,HIGH);   digitalWrite(relay_pemadam,HIGH);   Serial.println("Listrik dimatikan");   Serial.println("Pompa pemadam dinyalakan");   String welcome="Listrik utama dinonaktifkan\n";   welcome=+"Pompa pemadam darurat diaktifkan\n";   welcome=+"Mohon segear cek kondisi rumah anda";   bot.sendMessage(chat_id, welcome);} if((lpg>=199&&lpg<=200)||(smoke>=89&&smoke<=90)){   digitalWrite(relay_utama,LOW);   digitalWrite(relay_pemadam,HIGH);   Serial.println("Listrik diaktifkan");   Serial.println("Pompa pemadam dimatikan");   String welcome="Listrik utama kembali diaktifkan\n";   welcome=+"Pompa pemadam darurat dinonaktifkan\n";   welcome=+"Anda tidak perlu khawatir lagi";   bot.sendMessage(chat_id, welcome); }    if(sensor_3==LOW){   Serial.println("Sensor pembaca aktif");   String welcome="Pintu rumah anda telah dibuka\n";   welcome=+"Mohon segear cek kondisi rumah anda";   bot.sendMessage(chat_id, welcome); }  } }   void setup() {   Serial.begin(115200);   pinMode(sensor,INPUT); pinMode(sensor2,INPUT); pinMode(relay_lamp,OUTPUT); pinMode(relay_pemadam,OUTPUT); pinMode(relay_utama,OUTPUT); pinMode(sensor_3,INPUT);   // Set WiFi to station mode and disconnect from an AP if it was Previously   // connected   WiFi.mode(WIFI_STA);     //WiFi.disconnect();   //delay(100);   // attempt to connect to Wifi network:   Serial.print("Connecting Wifi: ");   Serial.println(ssid);   WiFi.begin(ssid, password);   while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {     Serial.print(".");     delay(100);   }   Serial.println("");   Serial.println("WiFi connected");   Serial.print("IP address: ");   Serial.println(WiFi.localIP()); } void loop() {   for(int a=1;a<0;a++){     float*values= mq2.read(true);//membaca nilai gas dalam ppm     lpg = mq2.readLPG();     smoke = mq2.readSmoke();     delay (60000);}   if (millis() > Bot_lasttime + Bot_mtbs)  {     int numNewMessages = bot.getUpdates(bot.last_message_received + 1);     while(numNewMessages) {       Serial.println("got response");       handleNewMessages(numNewMessages);       numNewMessages = bot.getUpdates(bot.last_message_received + 1);     }     Bot_lasttime = millis();   } }

Code Program Arduino UNO

int input1=A0; int input2=A1; int input3=A2; int out1=8; int out2=9; int out3=10; int hasil1,hasil2,hasil3; float voltage,voltage1,voltage2; int volt(){   int sensorValue = analogRead(A0); voltage = sensorValue * (5.0 / 1023.0); Serial.println("Voltage pin 1= "); Serial.println(voltage); delay(1000); int sensorValue1 = analogRead(A1); voltage1 = sensorValue1 * (5.0 / 1023.0); Serial.println("Voltage pin 2= "); Serial.println(voltage1); delay(1000); int sensorValue2 = analogRead(A2); voltage2 = sensorValue2* (5.0 / 1023.0); Serial.println("Voltage pin 3= "); Serial.println(voltage2); delay(1000); } void setup() {   // put your setup code here, to run once:;   Serial.begin(115200); pinMode(input1,INPUT); pinMode(input2,INPUT); pinMode(input3,INPUT); pinMode(out1,OUTPUT); pinMode(out2,OUTPUT); pinMode(out3,OUTPUT); } void loop() {   // put your main code here, to run repeatedly: volt(); if(voltage>=3.00){   Serial.println("out1 on");   digitalWrite(out1,HIGH); } if(voltage1>=3){   Serial.println("out2 on");   digitalWrite(out2,HIGH); } if(voltage2>=3){   Serial.println("out3 on");   digitalWrite(out3,HIGH); } //fungsi low if(voltage<=1){   Serial.println("out1 off");   digitalWrite(out1,LOW); } if(voltage1<=1){   Serial.println("out2 off");   digitalWrite(out2,LOW); } if(voltage2<=1){   Serial.println("out3 off");   digitalWrite(out3,LOW); } }

 3. Perakitan Sistem dan Sensor

            Tahap berikutnya adalah tahap perakitan rangakain dengan sensor dan otak rangkaian ke dalam satu papan project. Dalam tahap ini sensor sensor akan digabungkan dengan rangkaian modul NodeMCU sesuai dengan pin yang sudah di setel di program tadi. Semua sensor akan digabungkan pada modul NodeMCU. Karena dalam sistem ini NodeMCU berfungsi sebagai otak utama rangkaian yang memproses segala macam informasi dari luar dan mengirimkan informasi kepada user control. Kemudian rangkaian selanjutnya adalah menggabungkan pin digital NodeMCU dengan pin analog in pada Arduino. Yang fungsinya adalah untuk mennghasilkan output 5V pada pin digital Arduino berdasarkan hasil scan sinyal pada pin analog in. dan kemudian pin digital arduino akan mendrive relay yang akan mensaklar fungsi fisik atau melaksankkan perintah yang diterima oleh sistem baik dari user maupun dari sinyal sensor.

4. Tahap Uji Coba

            Tahap ini adalah tahap akhir dalam pembuatan IoT. Di tahap ini kami melakukan pengecekan fungsi fungsi yang sudah kami masukkan dalam program. Tahapan ini bertujuan untuk mencari kesalahan dan kekurangan dari sistem yang sudah dibuat. Melalui beberapa tahap test tiap fungsi. Mulai dari tahap mengirim perintah leawat chat, pengecekan action dari perintah kita, mengetest informasi yang dikirim oleh sistem melalui aplikasi chating, sampai pengecekan terhadap keakuratan sensor dan sinyal dari modul otak utama.

BAB IV PENUTUP

4.1 Kesimpulan

IoT ini merupakan suatu alat yang terdiri dari modul WiFi atau Modul SIM Card yang berfungsi untuk menghubungkan atau bisa juga diartikan sebagai suatu konsep dimana objek tertentu punya kemampuan untuk mentransfer data lewat jaringan tanpa memerlukan adanya interaksi dari manusia ke manusia ataupun dari manusia ke perangkat komputer.

IoT yang kelompok kami buat adalah IoT Secure Home dengan 6 Fungsi utama, yaitu sebagai pemantau pintu rumah, pemantau kondisi gas apabila terjadi ledakan, sebagai remote control lampu rumah,listrik rumah, dan alat pemadan api dirumah, serta sebagai antisipasi otomatis apabila terjadi kebocoran gas lpg maupun kebakaran.

Cara kerjanya pun sangat mudah IoT ini tersambung dengan smart phone kita, sehingga kita dapat secara langsung memantau dan mengetahui kondisi rumah kita dari mana pun. Peroject IoT Secure Home ini bekerja mengumpulkan data berupa perubahan suatu kondisi lingkungan di sekitar alat oleh sensor. Lalu setalah sensor membaca perubahan kondisi, barulah nanti akan diterjemahkan oleh sensor menjadi sinyal analog yang berupa perubahan tegangan listrik tertentu sesuai dengan kondisi yang ditangkap sensor. Setelah itu barulah microcontroller akan membaca pesan yang disampaikan oleh sensor.

Lampiran