Upload
ngoanh
View
239
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Dosen Pembimbing : Waskitho Wibisono, S.Kom., M.Eng., Ph.D.
Henning Titi Ciptaningtyas, S.Kom., M.Kom.
Deteksi Aktivitas Pintu Berbasis Sensor Getaran Pada Mikrokontroler Arduino yang Terintegrasi dengan Smartphone
Android untuk Pengembangan Sistem Pemantau Ruangan yang Adaptif
(Kata kunci: Adaptif sensing, Android, Arduino, Bluetooth, CCTV,
Mikrokontroler)
PRESENTASI TUGAS AKHIR – KI091391
Penyusun Tugas Akhir :
Muhammad Haqiqi
(NRP : 5109.100.127)
Tugas Akhir – KI091391
11/11/2013 1
11/11/2013 2
Apakah CCTV itu?
11/11/2013 3
Sering digunakan pada
11/11/2013 4
11/11/2013 5
Permasalahan
11/11/2013 6
Bagaimana dengan
pengguna jarak jauh?
Bagaimana dengan
penggunaan hard disk?
11/11/2013 7
Sistem pemantau ruangan yang dibangun dengan menggunakan smartphone Android dan komputer yang dilengkapi webcam yang umum dimiliki masyarakat
Berjalan secara adaptif dengan memanfaatkan trigger dari sensor yang terhubung dengan mikrokontroler.
SOLUSI
1. Membuat sebuah sistem pemantau ruangan berbasis
web camera yang adaptif dengan trigger berupa
aktivitas buka dan tutup pintu.
2. Menghemat media penyimpanan.
TUJUAN
11/11/2013 8
Bagaimana cara sensor mendeteksi aktivitas buka-tutup pintu?
Bagaimana cara mengolah data yang ditangkap sensor hingga menghasilkan sebuah trigger?
Bagaimana bentuk komunikasi antara mikrokontroler Arduino dengan smartphone berbasis Android melalui bluetooth?
Bagaimana bentuk komunikasi smartphone berbasis Android dengan webcam?
Bagaimana cara mikrokontroler melakukan trigger tehadap smartphone berbasis Android dan webcam?
Bagaimana mekanisme input dan output dari sistem ini?
RUMUSAN MASALAH
11/11/2013 9
Perangkat keras yang digunakan: Mikrokontroler Arduino Uno+Sensor getaran+Bluetooth Shield.
Komputer+Webcam
Trigger sistem berupa:
Membuka pintu → memulai perekaman
Menutup pintu → mengakhiri perekaman
Asumsi jika seseorang membuka pintu maka tidak akan ditutup hingga orang tersebut keluar ruangan, contoh ruang tamu.
Bahasa yang digunakan: C/C++ untuk Arduino
Java untuk aplikasi smartphone berbasis Android dan untuk aplikasi desktop.
BATASAN MASALAH
11/11/2013 10
GAMBARAN UMUM APLIKASI
11/11/2013 11
SKEMA PEMASANGAN ALAT
11/11/2013 12
PEMASANGAN MIKROKONTROLER
IMPLEMENTASI
11/11/2013 13
PROSES PENDETEKSIAN AKTIVITAS
PINTU
Dalam mendeteksi aktivitas yang
terjadi pada pintu proses ini
dilakukan oleh mikrokontroler
Arduino dengan bantuan sensor
getaran.
Nilai threshold terbaik didapatkan
setelah uji coba
11/11/2013 14
PROSES PEREKAMAN SUARA
Proses perekaman suara dilakukan
oleh smartphone Android.
Proses perekaman dilakukan
setelah mendapat tanda dari
Arduino ketika pintu dibuka dan
berhenti ketika pintu ditutup
11/11/2013 15
PROSES PEREKAMAN VIDEO
Proses perekaman video dilakukan
menggunakan komputer yang
dilengkapi webcam dan terhubunga
jaringan.
Komputer berjalan juga sebagai
server
Proses perekaman dilakukan
ketika pintu dibuka dan berhenti
ketika ditutup
11/11/2013 16
Uji Coba Fungsionalitas
11/11/2013 17
UJI COBA FUNGSIONALITAS SISTEM TERDIRI DARI:
- Uji coba pendeteksian pada pintu
- Uji coba perekaman suara
- Uji coba perekaman video
- Uji coba aplikasi web client
UJI COBA FUNGSIONALITAS
11/11/2013 18
Uji Coba Pendeteksian Aktivitas
Pintu
Peletakan mikrokontroler Arduino
saat uji coba
Peletakan sensor getaran saat uji
coba (sedekat mungkin dengan
gagang pintu)
11/11/2013 19
Uji coba ini menguji fungsionalitas sistem untuk mendeteksi aktivitas pintu yang terjadi.
Pendeteksian aktivitas pintu dilakukan oleh sistem dengan menggunakan mikrokontroler Arduino yang dilengkapi dengan sensor getaran.
Hasil dari pendeteksian diamati dengan bantuan serial monitor yang terdapat pada IDE Arduino dikarenakan mikrokontroler tidak memiliki tampilan antarmuka.
Output dari hasil pendeteksian dapat berupa Open merupakan hasil ketika pintu dibuka
Close merupakan hasil ketika pintu ditutup
Nothing merupakan hasil ketika tidak terjadi aktivitas pada pintu
Uji Coba Pendeteksian Aktivitas
Pintu (1)
11/11/2013 20
Uji Coba Pendeteksian Aktivitas
Pintu (2)
Saat mikrokontroler Arduino
melakukan pendeteksian
terdapat tiga state, yaitu: Reading adalah kondisi ketika
Arduino membaca data dari sensor.
Result adalah hasil dari pengolahan
data sensor.
Waiting adalah kondisi Arduino
menunggu setelah melakukan
perhitungan sebelum melakukan
pembacaan sensor kembali
11/11/2013 21
Uji Coba Pendeteksian Aktivitas
Pintu (3)
Kondisi saat pintu dibuka Kondisi saat pintu ditutup Kondisi saat tidak terjadi
aktivitas
11/11/2013 22
Fungsionalitas perekaman suara dilakukan oleh perangkat
Android menggunakan mikrofon yang telah tertanam di
dalamnya.
Perekaman dilakukan sesaat setelah mikrokontroler Arduino
mendeteksi terdapat aktivitas pada pintu. Perekaman dimulai
ketika pintu dibuka dan berhenti pada saat pintu ditutup.
Hal yang diamati untuk uji coba fungsionalitas perekaman
suara meliputi kemampuan perangkat Android untuk
berkomunikasi dengan mikrokontroler Arduino dan
kemampuan perangkat Android untuk merekam suara.
Uji Coba Perekaman Suara
11/11/2013 23
Uji Coba Perekaman Suara (1)
Tampilan log aplikasi
Android saat pintu dibuka
Tampilan log aplikasi
Android saat pintu ditutup
11/11/2013 24
Uji Coba Perekaman Suara (2)
Berkas hasil perekaman
suara
Pemutaran berkas hasil
perekaman
11/11/2013 25
Perekaman dilakukan sesaat setelah mikrokontroler Arduino
mendeteksi terdapat aktivitas pada pintu. Perekaman dimulai
ketika pintu dibuka dan berhenti pada saat pintu ditutup.
Uji Coba Perekaman Video
11/11/2013 26
Uji Coba Perekaman Video (1)
Log server saat hello packet
Log server saat pintu dibuka
Log server saat pintu ditutup
11/11/2013 27
Uji Coba Perekaman Video (2)
Berkas hasil perekaman
video
Pemutaran berkas hasil
perekaman menggunakan
WMP
11/11/2013 28
Uji Coba Web Client
Tampilan halaman login
Tampilan halaman login ketika
pengguna memasukkan
username/password salah
11/11/2013 29
Uji Coba Web Client (1)
Tampilan halaman berisi daftar
berkas video hasil perekaman
dan ketika pengguna memutar
langsung
Tampilan halaman berisi daftar
berkas video hasil perekaman
dan ketika memilih untuk
mengunduh
11/11/2013 30
Uji Coba Performa
11/11/2013 31
UJI COBA PERFORMA SISTEM TERDIRI DARI:
- Keakuratan pendeteksian aktivitas pintu
- Pendeteksian aktivitas buka pintu
- Pendeteksian aktivitas tutup pintu
- Waktu penulisan berkas video hasil perekaman
UJI COBA PERFORMA
11/11/2013 32
Ketika uji coba diberikan perlakuan aktivitas buka pintu,
ketuk pintu, dan memukul pintu.
Untuk aktivitas ketuk dan memukul pintu dilakukan di
tengah pintu (tidak di dekat sensor).
Nilai threshold yang digunakan untuk uji coba adalah 1, 2, dan
3.
Keakuratan Pendeteksian
Aktivitas Buka Pintu
11/11/2013 33
Keakuratan Pendeteksian
Aktivitas Buka Pintu Rangkuman hasil klasifikasi aktivitas buka pintu
Nilai
threshold
Jumlah
true
positive
Jumlah
false
negative
Jumlah
true
negative
Jumlah
false
positive
1 8 2 3 2
2 7 3 4 1
3 7 3 5 0
True positive: buka → buka
True negative: diam → diam
False positive: diam → buka
False negative: buka → diam
11/11/2013 34
Nilai
threshold
Nilai
sensitivitas
Nilai
ketegasan
1 0,8 0,6
2 0,7 0,8
3 0,7 1
Rangkuman perhitungan nilai sensitivitas dan
nilai ketegasan untuk aktivitas buka pintu
Nilai threshold yang digunakan untuk uji coba adalah 3, 7, dan
10.
Jika nilai getaran yang dibaca oleh sensor untuk setiap uji
coba memenuhi nilai threshold maka aktivitas tersebut
dinyatakan sebagai kejadian tutup pintu.
Keakuratan Pendeteksian
Aktivitas Tutup Pintu
11/11/2013 35
Keakuratan Pendeteksian
Aktivitas Tutup Pintu Rangkuman hasil klasifikasi aktivitas tutup pintu
True positive: tutup → tutup
False negative: tutup → diam
Nilai
threshold
Jumlah true
positive
Jumlah
false
negative
10 7 3
7 9 1
3 10 0
11/11/2013 36
Rangkuman perhitungan nilai sensitivitas untuk
aktivitas tutup pintu
Nilai
threshold
Nilai
sensitivitas
10 0,9
7 0,9
3 1
Waktu Penulisan Berkas Video
Hasil Perekaman
Uji
coba
ke-
Ukuran
buffer
Waktu awal
pemrosesan
Waktu akhir
pemrosesan
Lama
proses
(detik)
Besar
file
(MB)
Durasi
video
1 512 11:26:45 11:27:09 0:00:24 13,5 0:00:51
2 475 13:07:01 13:07:22 0:00:21 12 0:00:47
3 1065 13:14:34 13:15:22 0:00:48 28,2 0:01:46
4 301 13:19:18 13:19:31 0:00:13 8,23 0:00:30
5 1123 13:46:55 13:47:47 0:00:52 30,3 0:01:52
6 450 13:59:47 14:00:06 0:00:19 10 0:00:45
7 200 14:05:11 14:05:20 0:00:09 4.7 0:00:12
8 583 14:07:22 14:07:49 0:00:27 15 0:00:58
9 279 14:12:49 14:13:02 0:00:13 7,25 0:00:28
10 862 14:33:21 14:34:02 0:00:41 23,2 0:01:26
Hasil uji coba performa penulisan berkas video
11/11/2013 37
Waktu Penulisan Berkas Video
Hasil Perekaman (1)
Berdasarkan tabel hasil uji coba perekaman video dapat
dianalisa bahwa:
Rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk menuliskan sebuah
buffer untuk setiap isinya adalah sekitar 0,047 detik.
Setiap satu gambar yang terdapat pada buffer memiliki ukuran
sekitar 0,027 MB.
Untuk membentuk satu video tiap detik dibutuhkan 10 gambar
→ 10 fps
11/11/2013 38
KESIMPULAN
1. Sistem dapat melakukan pemantauan ruangan secara adaptif
dengan trigger berupa aktivitas buka dan tutup pintu.
2. Mikrokontroler Arduino dengan penambahan sensor getaran,
mampu mendeteksi aktivitas yang terjadi pada pintu yang
diamati.
3. Besar nilai threshold yang digunakan untuk mendeteksi aktivitas
buka pintu adalah 3. Dikarenakan ketika sistem menggunakan
nilai threshold tersebut, nilai sensitivitas (sensitivity) 70% dengan
nilai ketegasan (specificity) 100%. Sedangkan untuk mendeteksi
aktivitas tutup pintu adalah 3 dengan nilai sensitivitas
(sensitivity) sebesar 100%.
11/11/2013 39
KESIMPULAN (1)
4. Waktu yang dibutuhkan untuk penulisan berkas video sekitar
0,47 detik untuk ukuran 0,27 MB yang merepresentasikan
ukuran video untuk satu detiknya.
5. Berkas hasil perekaman video dan suara dapat diputar dengan
menggunakan media pemutar umum seperti Windows Media
Player, GOM Player, Media Player Classic, dan lain sebagainya.
11/11/2013 40
SARAN
1. Diperlukan penambahan jumlah sensor yang lebih sensitif dan
sesuai seperti sensor accelerometer atau gyroscope untuk mendeteksi
gerakan ayunan dari pintu.
2. Waktu yang dibutuhkan sistem untuk menulis berkas hasil
perekaman menjadi video kurang cukup cepat. Sehingga untuk
pengembangan selanjutnya diperlukan algoritma dan pustaka yang
lebih cepat.
11/11/2013 41
TERIMA KASIH
11/11/2013 42
Sensitivity-Specificity
11/11/2013 43
Keakuratan Pendeteksian
Aktivitas Buka Pintu(1) Hasil uji coba pendeteksian aktivitas buka pintu
dengan nilai threshold 1
Uji coba
ke-
Aktivitas
yang dilakukan
terhadap pintu
Nilai
threshold
Nilai maksimum
getaran yang
dibaca sensor
Hasil
keluaran
sistem
1 Buka 1 6 Buka
2 Buka 1 9 Buka
3 Buka 1 1 Buka
4 Buka 1 4 Buka
5 Buka 1 9 Buka
6 Buka 1 0 Diam
7 Buka 1 0 Diam
8 Buka 1 5 Buka
9 Buka 1 14 Buka
10 Buka 1 17 Buka
11 Ketuk 1 0 Diam
12 Ketuk 1 0 Diam
13 Pukul 1 0 Diam
14 Pukul 1 2 Buka
15 Pukul 1 1 Buka 11/11/2013 44
Keakuratan Pendeteksian
Aktivitas Buka Pintu(2) Hasil uji coba pendeteksian aktivitas buka pintu
dengan nilai threshold 2
Uji coba
ke-
Aktivitas
yang dilakukan
terhadap pintu
Nilai
threshold
Nilai maksimum
getaran yang
dibaca sensor
Hasil
keluaran
sistem
1 Buka 2 6 Buka
2 Buka 2 9 Buka
3 Buka 2 1 Diam
4 Buka 2 4 Buka
5 Buka 2 9 Buka
6 Buka 2 0 Diam
7 Buka 2 0 Diam
8 Buka 2 5 Buka
9 Buka 2 14 Buka
10 Buka 2 17 Buka
11 Ketuk 2 0 Diam
12 Ketuk 2 0 Diam
13 Pukul 2 0 Diam
14 Pukul 2 2 Buka
15 Pukul 2 1 Diam 11/11/2013 45
Keakuratan Pendeteksian
Aktivitas Buka Pintu(3) Hasil uji coba pendeteksian aktivitas buka pintu
dengan nilai threshold 3
Uji coba
ke-
Aktivitas
yang dilakukan
terhadap pintu
Nilai
threshold
Nilai maksimum
getaran yang
dibaca sensor
Hasil
keluaran
sistem
1 Buka 3 6 Buka
2 Buka 3 9 Buka
3 Buka 3 1 Diam
4 Buka 3 4 Buka
5 Buka 3 9 Buka
6 Buka 3 0 Diam
7 Buka 3 0 Diam
8 Buka 3 5 Buka
9 Buka 3 14 Buka
10 Buka 3 17 Buka
11 Ketuk 3 0 Diam
12 Ketuk 3 0 Diam
13 Pukul 3 0 Diam
14 Pukul 3 2 Diam
15 Pukul 3 1 Diam 11/11/2013 46
Keakuratan Pendeteksian
Aktivitas Tutup Pintu(1) Hasil uji coba pendeteksian aktivitas tutup pintu
dengan nilai threshold 10
Uji coba
ke-
Aktivitas yang
dilakukan
terhadap pintu
Nilai
threshold
Nilai maksimum
getaran yang
dibaca sensor
Hasil
Keluaran
Sistem
1 Tutup 10 5 Diam
2 Tutup 10 19 Tutup
3 Tutup 10 7 Diam
4 Tutup 10 14 Tutup
5 Tutup 10 12 Tutup
6 Tutup 10 34 Tutup
7 Tutup 10 9 Diam
8 Tutup 10 13 Tutup
9 Tutup 10 20 Tutup
10 Tutup 10 29 Tutup
11/11/2013 47
Keakuratan Pendeteksian
Aktivitas Tutup Pintu(2) Hasil uji coba pendeteksian aktivitas tutup pintu
dengan nilai threshold 7
Uji coba
ke-
Aktivitas yang
dilakukan terhadap
pintu
Nilai
threshold
Nilai maksimum
getaran yang
dibaca sensor
Hasil
Keluaran
Sistem
1 Tutup 7 5 Diam
2 Tutup 7 19 Tutup
3 Tutup 7 7 Tutup
4 Tutup 7 14 Tutup
5 Tutup 7 12 Tutup
6 Tutup 7 34 Tutup
7 Tutup 7 9 Tutup
8 Tutup 7 13 Tutup
9 Tutup 7 20 Tutup
10 Tutup 7 29 Tutup
11/11/2013 48
Keakuratan Pendeteksian
Aktivitas Tutup Pintu(3) Hasil uji coba pendeteksian aktivitas tutup pintu
dengan nilai threshold 3
Uji coba
ke-
Aktivitas yang
dilakukan terhadap
pintu
Nilai
threshold
Nilai maksimum
getaran yang
dibaca sensor
Hasil
Keluaran
Sistem
1 Tutup 3 5 Tutup
2 Tutup 3 19 Tutup
3 Tutup 3 7 Tutup
4 Tutup 3 14 Tutup
5 Tutup 3 12 Tutup
6 Tutup 3 34 Tutup
7 Tutup 3 9 Tutup
8 Tutup 3 13 Tutup
9 Tutup 3 20 Tutup
10 Tutup 3 29 Tutup
11/11/2013 49