ARDUINO SKRIPSI MUHAMMAD RIZKI MAULANA 37

i

PERANCANGAN SISTEM PENGENDALI PINTU PAGAR OTOMATIS

MENGGUNAKAN ANDROID SPEECH RECOGNITION BERBASIS

ARDUINO

SKRIPSI

MUHAMMAD RIZKI MAULANA

121402037

PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2018

Universitas Sumatera Utara

ii


MENGGUNAKAN ANDROID SPEECH RECOGNITION BERBASIS

ARDUINO

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana

Teknologi Informasi

MUHAMMAD RIZKI MAULANA

121402037

PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2018


iii


iv

PERNYATAAN


MENGGUNAKAN ANDROID SPEECH RECOGNITION BERBASIS ARDUINO

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali

beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan

sumbernya.

Medan, l5 Mei 2018

Muhammad Rizki Maulana

121402037


v

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji dan syukur penulis sampaikan ke hadirat Allah SWT, karena berkat rahmat dan

izin-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan penelitian skripsi sebagai syarat

untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer, pada Program Studi S1 Teknologi

Informasi Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera

Utara.

Pertama-tama penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya

kepada keluarga penulis yaitu kedua orang tua penulis, Alm. Priyanto dan Ibu saya Sri

Mulyati yang selalu mendoakan dan memberikan dukungan kepada penulis. Penulis

juga mengucapkan terima kasih kepada orang yang special bagi penulis yaitu Anita

Siregar, A.Md

Kedua, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Seniman,

S.Kom selaku dosen pembimbing pertama dan Bapak Romi Fadillah Rahmat,

B.Comp.Sc., M.Sc selaku dosen pembimbing kedua yang telah meluangkan waktunya

untuk membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis juga

mengucapkan terima kasih kepada Bapak Ainul Hizriadi, S.Kom., M.Sc sebagai

dosen pembanding pertama dan Bapak Baihaqi Siregar, S.Si., M.T sebagai dosen

pembanding kedua yang telah memberikan masukan serta kritik yang bermanfaat

dalam penulisan skripsi ini. Penulis ucapkan terima kasih kepada Ketua dan Sekretaris

Program Studi S1 Teknologi Informasi, Dekan dan Wakil Dekan FASILKOM-TI, dan

seluruh dosen serta staff pegawai di lingkungan Program Studi S1 Teknologi

Informasi, yang telah membantu dan membimbing penulis selama masa perkuliahan.

Ketiga, terima kasih penulis ucapkan kepada para seluruh teman-teman

angkatan 2012, senior dan junior Teknologi Informasi lainnya.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat kekurangan. Oleh sebab

itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Akhir kata

penulis ucapkan terima kasih.


vi

ABSTRAK

Setiap rumah pasti memiliki suatu pintu pagar dengan dilengkapi pintu dan pengunci. Hal

tersebut sudah banyak kita temui di setiap rumah yang digunakan untuk keamanan kendaraan

pribadi maupun keamanan kondisi rumah.Umumnya untuk membuka pintu pagar dan

mengunci pintupun harus dilakukan manual oleh manusia.Hal ini sering mengakibatkan

ketidaknyamanan dan ketidakefisienan pengguna pintu pagar, baik orang yang berada di

dalam rumah, maupun yang mengendarai mobil.

Dari permasalahan diatas maka dibuat suatu sistem otomatisasi pintu pagar berbasis

mikrokontroler dan android sebagai interface. Pada proyek akhir ini, diciptakan suatu system

pada android berupa Speech Recognition yang dapat memberikan perintah langsung, untuk

dapat membuka pintu pagar serta menguncinya secara otomatis, yang dapat di dilakukan

melalui ponsel ataupun gadget berbasis android yang terhubung ke bluetooth device.

Dengan dibuatnya sistem otomatisasi dengan menggunakan system speech recognition pintu

pagar berbasis mikrokontroler dan android sebagai interfacenya ini diharapkan dapat

mempermudah pengguna dalam membuka dan mengunci pintu pagar tanpa harus keluar dari

mobil ataupun keluar rumah serta memaksimalkan effisiensi waktu.

Kata Kunci : Sistem otomatisasi, Pagar, Pengunci, Speech Recognition Mikrokontroller,

Android


vii

SPEECH RECOGNITION SYSTEM ON ANDROID APPLICATION FOR

AUTOMATIC DOOR BASED ON MICROCONTROLLER

ABSTRACT

Each house must have a fence with doors and locks. It is already a lot we meet in every

house that is used for personal vehicle security and security of the condition

rumah.Umumnya to open the gate and lock the door must also be done manually by

humans.This often resulted in inconvenience and inefficiency of user gate, either people who

are in in the house, as well as those driving the car.

From the above problems then created a system of automation of gate-based microcontroller

and android as an interface. In this final project, created a system on android in the form of

Speech Recognition that can give direct orders, to be able to open the gate and lock it

automatically, which can be done through mobile phones or gadgets based on android

connected to bluetooth device.

With the creation of automation systems using speech recognition system gate-based

microcontroller and android as an interphone is expected to facilitate the user in opening and

locking the gate without having to get out of the car or out of the house and maximize the

efficiency of time.

Keywords: Automation System, Door Lock, Locking, Speech Recognition Microcontroller,

Android Application.


viii

DAFTAR ISI

Halaman

PERSETUJUAN ............................................................................................. iii

PERNYATAAN .............................................................................................. iv

UCAPAN TERIMAKASIH ............................................................................ v

ABSTRAK ...................................................................................................... vi

ABSTRACT ...................................................................................................... vii

DAFTAR ISI ................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ........................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... x

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................ 2

1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................ 3

1.4 Batasan Masalah .......................................................................... 3

1.5 Manfaat Penelitian ...................................................................... 4

1.6 Metodologi Penelitian .................................................................. 4

1.7 Sistematika Penulisan ................................................................. 5

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Arduino ........................................................................................ 6

2.2 Motor servo .................................................................................. 7

2.3 Android ........................................................................................ 8

2.4 Bluetooth...................................................................................... 9

2.5 Modul Bluetooth HC-05 .............................................................. 9

2.6 App Inventor ................................................................................ 10

2.7 Voice Recognition................................ ....................................... 11

2.7.1Speech Recognition .............................................................. 11

2.7.2 Fungsi Speech Recognition .................................................. 12

2.7.3 Perkembangan Alat Pengucapan .......................................... 13

2.7.4 Automatic Speech Recognition ............................................ 14

2.7.5 String Matching.................................................................... 15

2.8. Penelitian Terdahulu ................................................................... 16

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Penelitian ............................................................... 18

3.2 Perancangan Alat ......................................................................... 21

3.3 Perancangan Hardware ................................................................ 22

3.4 Perancangan Program dan Aplikasi ............................................. 25

3.5 Prinsip Kerja Alat ........................................................................ 30

3.7 Alat dan Bahan ............................................................................ 31


ix

BAB IV PEMBAHASAN

4.1 Pengertian Speech Recognition ................................................... 32

4.2 Sejarah Speech Recognition ........................................................ 33

4.3 Skema Utama dan Algoritma Speech Recognition ..................... 34

4.4 Implementasi Speech Recognition .............................................. 38

4.5 Pengujian Alat ............................................................................. 39

4.5.1Pengujian Jarak Konektifitas Bluetooth ................................ 39

4.5.2Pengujian Mikrokontroler Terhadap Motor Servo ................ 40

4.5.3Pengujian Penggerak Motor Servo ....................................... 41

4.5.4 Pengujian Speech Recognition............................................. 41

4.6 Evaluasi........................................................................................ 44

4.7 Penggunaan Sistem ...................................................................... 46

4.8Implementasi Perancangan Antarmuka ........................................ 49

4.9Kelebihan dan Kekurangan ........................................................... 55

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ................................................................................ 57

5.2. Saran ........................................................................................... 58

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 59

LAMPIRAN


x

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Hardware Arduino ................................................................. 6

Gambar 2.2 Motor Servo Standard ............................................................ 7

Gambar 2.3 Motor Servo Continuous ........................................................ 8

Gambar 2.4 Bluetooth HC-05 dan Pinout .................................................. 9

Gambar 2.5 App Inventor .......................................................................... 10

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ......................................................... 18

Gambar 3.2 Diagram Alir Perancangan Alat ............................................. 21

Gambar 3.3 Skematik Arduino Uno .......................................................... 23

Gambar 3.4 Program Arduino IDE ............................................................ 26

Gambar 3.5 Flowchart Program Arduino Uno .......................................... 27

Gambar 3.6 Program Koneksi Bluetooth App Inventor ............................ 29

Gambar 4.1 Skema Speech Recognition.................................................... 37

Gambar 4.2 Spektrum Suara ...................................................................... 37

Gambar 4.3 Contoh Hasil Konversi Sinyal Diskrit ................................... 38

Gambar 4.4 Jarak Koenktifitas Bluetooth .................................................. 42

Gambar 4.5 Pintu Gerbang Tertutup.......................................................... 43

Gambar 4.6 Pintu Gerbang Terbuka .......................................................... 43

Gambar4.7 Grafik Akurasi ....................................................................... 46

Gambar 4.8 Syntag Program ...................................................................... 51

Gambar 4.9 Proses Compile Program........................................................ 51

Gambar 4.10 Tampilan Login ...................................................................... 52

Gambar 4.11 Tampilan Notifikasi Login ..................................................... 53

Gambar 4.12 Tampilan Menu Aplikasi ....................................................... 54

Gambar 4.13 Pengaturan User Name .......................................................... 55

Gambar 4.14 Pemilihan Bluetooth............................................................... 56

Gambar 4.15 Bluetooth Status ..................................................................... 56

Gambar 4.16 Menu Speech Recognation .................................................... 57

Gambar 4.17 Menu tombol manual ............................................................. 57


xi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Penelitian Terdahulu .............................................................. 17

Tabel 3.1 Penggunaan Pin Arduino ...................................................... 24

Tabel 4.1 Tabel Pengukuran Jarak Konektifitas Bluetooth ................... 42

Tabel 4.2 Sudut Motor Servo ................................................................. 44

Tabel 4.3 Tabel Akurasi ......................................................................... 45

Tabel 4.4 Pengujian Koneksi Bluetooth ............................................... 48

Tabel 4.5 Pengukuran Spesifikasi Sistem .............................................. 49


1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini semakin banyak

memberikan kemudahan dalam kehidupan sehari-hari. Dimana segala hal yang banyak

diterapkan ilmu pengetahuan dan teknologi dengan mesin ataupun elektronika,

sehingga pekerjaan manusia dapat dikerjakan dengan mudah tanpa harus membuang

tenaga dan dapat mempersingkat waktu. Berbagai alat rumah tangga hingga alat kerja

kantor menggunakan alat elektronik sehingga pekerjaan manusia jauh lebih ringan dan

mudah. Sebagai salah satu contoh pemanfaatan telepon genggam android yang

dimanfaatkan sebagai alat pengontrol membuka dan menutup pintu/pagar, dengan

adanya sistem ini dapat memudahkan dalam membuka dan menutup tanpa bersusah

payah mendorong ataupun menarik pintu/pagar yang menghabiskan waktu dan tenaga.

Sedangkan bagi orang yang berada di dalam mobil dan didalam rumah merasa enggan

beranjak keluar hanya untuk membuka pagar yang dirasa kurang efisiensi waktu dan

tenaga. Hal tersebut meskipun terlihat sepele ternyata juga bisa membuat orang repot

setiap harus membuka dan menutup pintu/pagar rumah. Permasalahan tersebut dapat

diatasi dengan pengendali pintu/pagar dengan menggunakan sistem buka tutup pintu

menggunakan telepon genggam android. Salah satu kemudahan yang dimiliki oleh

pintu ini adalah sistem kendali buka tutup pintu/pagar dengan telepon genggam

android, dengan menekan tombol ataupun perintah suara pada ponsel android

pintu/pagar akan membuka sehingga kita tidak perlu untuk menarik dan

mendorongnya karena ada mekanisme yang dipasangkan pada pintu/pagar.

Suara atau ucapan adalah cara berkomunikasi yang paling sering dilakukan oleh

manusia. Penelitian di bidang pengolahan suara telah memotivasi banyak orang untuk

menciptakan model mekanik untuk meniru kemampuan komunikasi verbal manusia.

Berbicara adalah bentuk komunikasi manusia yang paling dasar, dan pengolahan suara

telah menjadi salah satu hal yang paling diperhatikan dalam bidang signal processing.

Tujuan utama dari teknologi pengenalan suara adalah menciptakan sebuah teknik dan


2

sistem untuk memasukkan perintah suara ke dalam mesin, agar mesin dapat mengerti

apa yang manusia ucapkan dan mematuhi apa yang diperintahkannya. Voice

recognition adalah suatu sistem yang dapat mengidentifikasi seseorang melalui

suaranya.

Selain voice recognition juga terdapat speech recognition. Speech recognition

merupakan sebuah proses menangkap kata-kata yang diucapkan melalui microphone

ataupun telepon lalu mengubahnya menjadi data digital. Perbedaan diantara keduanya

adalah jika voice recognition mengidentifikasi siapa yang berbicara. Sedangkan

speech recognition mengidentifikasi apa yang diucapkan (Andoni, 2011).

Implementasi speech recognition bisa kita jumpai pada google voice di perangkat

android. Google voice merupakan salah satu implementasi teknologi speech

recognition yang semakin sempurna, bahkan bisa disetarakan dengan sistem otak

manusia yang dihuni oleh berjuta-juta syaraf.

Cukup banyak aplikasi pengendalian yang diimplementasikan menggunakan Arduino.

Salah satunya seperti penelitian yang dibuat oleh Roza pada tugas akhirnya, yaitu

membuat perancangan system pengaturan kecepatan zig bee pro berbasis arduino uno

atmega 328P (Roza Antoni, 2013). Pada penelitian ini akan dibuat sebuah pengendali

pintu otomatis yang menggunakan android speech rocognition berbasis arduino,

dengan kata lain pintu pagar dapat terbuka otomatis hanya lewat android dengan

ucapan suara.

1.2. Rumusan Masalah

Rumusan permasalahan dalam rencana penelitian ini adalah bagaimana membuat

otomatisasi pintu pagar menggunakan speech recognition sehingga bisa dikendalikan

dari smartphone android. Pengujian alat dan aplikasi dilakukan untuk mengetahui

apakah fungsi – fungsi yang telah direncanakan bekerja dengan baik atau tidak.

Pengujian alat juga berguna untuk mengetahui tingkat kinerja dan fungsi tersebut.

Setelah melakukan pengujian terhadap alat dan aplikasi dapat diambil kesimpulan,

yaitu telah dibuat model sistem buka tutup pintu/pagar menggunakan

mikrokontrolerarduino uno, alat sistem buka tutup pintu/pagar dapat berjalan ketika

menerima perintah dari smartphone android, motor dapat berputar ketika bluetooth


3

alat dengan smartphone saling terkoneksi, jangkauan terjauh yang didapat pada

kondisi di ruang terbuka dan tertutup adalah 30 meter.

1.3. Tujuan Penelitian

Dalam penulisan laporan skripsi ini penulis memiliki tujuan penelitian untuk

menciptakan alat pembuka dan penutup pintu otomatis berbasis Arduino

menggunakan perintah suara melalui Smartphone Android dengan memanfaatkan fitur

voice recognition.

1.4. Batasan Masalah

Penelitian ini memiliki batasan-batasana atau ruang lingkup permasalahan yang akan

diteliti. Batasan-batasan yang dimaksud adalah:

a. Sistem perancangan menggunakan miniatur pintu / pagar dengan

menggunakan motor servo sebagai aktuator penggerak.

b. Sistem ini menggunakan Mikrokontroller AtMega328 berbasis Arduino dengan

bahasa C sebagai bahasa pemrogramannya.

c. Untuk komunikasi antara Mikrokontroller dan Smartphone Android

menggunakan modul bluetooth HC-05 dengan jarak maksimal bluetooth

sekitar 15 meter.

d. Pemrograman aplikasi Android menggunakan aplikasi App Inventor dengan

menggunakan Code Block sebagai logika pemrogramannya.

e. Voice recognition menggunakan koneksi internet untuk terhubung ke server

agar dapat mengakses database perintah suara.

f. Sistem Android yang digunakan minimal versi 4.0 (Ice Cream Sandwich)

g. Tidak membahas secara lengkap mengenai voice recognition, karena

menggunakan fitur voice dari google.


4

1.5. Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut :

a. Memberikan kemudahan bagi pengguna Smartphone Android yang terkoneksi

ke internet untuk dapat mengendalikan pintu / pagar dengan perintah suara.

b. Adanya penelitian ini, maka dapat dijadikan dasar pengembangan tentang

aplikasi sistem pengendali dengan perintah suara bagi peneliti berikutnya.

1.6. Metodologi Penelitian

Tahapan-tahapan yang akan dilakukan dalam pelaksanaan penelitian ini adalah

sebagai berikut :

1. Studi Literatur

Studi Literatur dilakukan dengan mengumpulkan informasi lebih lanjut mengenai

permasalahan yang akan dibahas seperti penelitian terdahulu dan metode –

metode yang akan digunakan untuk permasalahan ini.

2. Analisis Permasalahan

Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap berbagai informasi yang telah

diperoleh dari berbagai sumber dengan penelitian agar didapatkan metode yang

tepat untuk menyelesaikan masalah dalam penelitian ini.

3. Perancangan Sistem

Tahap ini dilakukan perancangan system untuk menyelesaikan permasalahan

yang terdapat di dalam tahap analisis. Kemudian dilanjutkan dengan

mengimplementasikan hasil analisis dan perancangan kedalam sistem.

4. Implementasi dan Pengujian

Pada tahap ini dilakukan implementasi kedalam kode sesuai dengan analisis dan

perancangan yang telah dilakukan pada tahap sebelumnya. Dan dilakukan

pengujian terhadap hasil yang didapatkan melalui implementasi speech

recognition pada google voice di perangkat android dalam mengendalikan pintu

secara otomatis yang menggunakan android speech recognition berbasis arduino.


5

5. Analisisdan Pengambilan Kesimpulan

Pada tahap ini dilakukan analisis data yang didapatkan dari implementasi speech

recognition pada google voice di perangkat android dalam mengendalikan pintu

secara otomatis yang menggunakan android speech recognition berbasis arduino.

1.7. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan dari skripsi ini terdiri atas lima bagian utama sebagai berikut:

Bab 1: Pendahuluan

Bab ini berisi latarbelakang dari penelitian yang dilaksanakan, rumusan masalah,

tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, metodologi penelitian, serta

sistematika penulisan.

Bab 2: Landasan Teori

Bab ini berisi teori-teori yang diperlukan untuk memahami permasalahan yang

dibahas pada penelitian ini. Teori-teori tentang metode perancangan sistem pengendali

pintu/pagar otomatis menggunakan android speech Recognation Berbasis Arduino,

hal-hal yang berhubungan dengan penelitian ini, dan penelitian terdahulu.

Bab 3: Analisis dan Perancangan

Bab ini menjelaskan tentang analisis dan perancangan sistem yang dibangun. Adapun

tahapan yang dijelaskan yaitu deskripsi umum sistem yang dibangun, analisis data dan

arsitektur sistem, sampai kepada perancangan sistem.

Bab 4: Implementasi dan Pengujian

Bab ini berisi pembahasan tentang implementasi dari perancangan yang telah

dijabarkan pada bab 3. Selain itu, hasil yang didapatkan selama proses yang terjadi

pada penelitian juga dijabarkan pada bab ini.

Bab 5: Kesimpulan dan Saran

Bab ini berisi ringkasan serta kesimpulan dari rancangan yang telah dibahas pada bab

3, serta hasil penelitian yang dijabarkan pada bab 4, serta pada bagian akhir bab ini

akan berisi saran-saran yang diajukan untuk pengembangan penelitian selanjutnya.


6

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1. Arduino

Arduino didefinisikan sebagai sebuah platform elektronik yang open source, berbasis

pada software dan hardware yang fleksibel dan mudah digunakan, yang ditujukan

untuk seniman, desainer, hobbies dan setiap orang yang tertarik dalam membuat objek

atau lingkungan yang interaktif. Arduino sebagai sebuah platform komputasi fisik

(Physical Computing) yang open source pada board input ouput sederhana, yang

dimaksud dengan platform komputasi fisik disini adalah sebuah sistem fisik hyang

interaktif dengan penggunaan software dan hardware yang dapat mendeteksi dan

merespon situasi dan kondisi.

Pada Gambar. 4 dapat dilihat sebuah papan Arduino dengan beberapa bagian

komponen didalamnya.

Gambar 2.1 Hardware Arduino

(http://.photobucket.com/albums/arduinouno_r3.jpg)

Pada hardware arduino terdiri dari 20 pin yang meliputi:

a. 14 pin IO Digital (pin 0–13)

Sejumlah pin digital dengan nomor 0–13 yang dapat dijadikan input atau

output yang diatur dengan cara membuat program IDE.

b. 6 pin Input Analog (pin 0–5)

Sejumlah pin analog bernomor 0–5 yang dapat digunakan untuk membaca

nilai input yang memiliki nilai analog dan mengubahnya ke dalam angka

antara 0 dan 1023.


7

c. 6 pin Output Analog (pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11)

Sejumlah pin yang sebenarnya merupakan pin digital tetapi sejumlah pin

tersebut dapat diprogram kembali menjadi pin output analog dengan cara

membuat programnya pada IDE.

Papan Arduino Uno dapat mengambil daya dari USB port pada komputer dengan

menggunakan USB charger atau dapat pula mengambil daya dengan menggunakan

suatu AC adapter dengan tegangan 9 volt. Jika tidak terdapat power supply yang

melalui AC adapter, maka papan Arduino akan mengambil daya dari USB port. Tetapi

apabila diberikan daya melalui AC adapter secara bersamaan dengan USB port maka

papan Arduino akan mengambil daya melalui AC adapter secara otomatis.

2.2. Motor Servo

Motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW) dimana arah

dan sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan dengan memberikan variasi lebar

pulsa (duty cycle) sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya.

Jenis Motor Servo :

a. Motor Servo Standar 180° Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua

arah (CW dan CCW) dengan defleksi masing-masing sudut mencapai 90°

sehingga total defleksi sudut dari kanan – tengah – kiri adalah 180°.

Gambar 2.2 Motor Servo Standart

(http://www.gadgetkudus.com)

b. Motor Servo Continuous. Motor servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW

dan CCW) tanpa batasan defleksi sudut putar (dapat berputar secara kontinyu).


8

Gambar 2.3 Motor Servo Continuous

(http://www.gadgetkudus.com)

Pulsa Kontrol Motor Servo Operasional motor servo dikendalikan oleh sebuah pulsa

selebar ± 20 ms, dimana lebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms menyatakan akhir dari

range sudut maksimum. Apabila motor servo diberikan pulsa dengan besar 1.5 ms

mencapai gerakan 90°, maka bila kita berikan pulsa kurang dari 1.5 ms maka posisi

mendekati 0° dan bila kita berikan pulsa lebih dari 1.5 ms maka posisi mendekati 180°

(Widodo, 2012)

2.3. Android

Secara umum pengertian Android adalah suatu software (perangkat lunak) yang

berbasis Linux untuk telepon seluler dan komputer tablet yang meliputi sistem operasi,

middleware dan aplikasi inti. Android SDK menyediakan alat dan API yang

diperlukan untuk memulai pengembangan aplikasi pada platform. Android

menggunakan bahasa pemrograman Java, yaitu kode Java yang terkompilasi dengan

data dan file resources yang dibutuhkan aplikasi dan digabungkan oleh aapt tools

menjadi paket Android. File tersebut ditandai dengan ekstensi .apk. File inilah yang

didistribusikan sebagai aplikasi dan diinstall pada perangkat mobile.

Telepon seluler atau HP pertama yang memakai sistem operasi Android adalah HTC

Dream, yang dirilis pada tanggal 22 Oktober 2008. pada penghujung tahun 2009

diperkirakan di dunia ini paling sedikit terdaapat 18 jenis telepon seluler yang

menggunaka Android.


9

2.4. Bluetooth

Bluetooth adalah Sebuah teknologi wireless yang mampu menyediakan layanan

komunikasi data dan suara dengan jarak jangkauan terbatas. Bluetooth adalah sebuah

teknologi komunikasi wireless (tanpa kabel) yang beroperasi dalam pita frekuensi 2,4

GHz unlicensed ISM (Industrial, Scientific and Medical) dengan menggunakan

sebuah frequency hopping tranceiver yang mampu menyediakan layanan komunikasi

data dan suara secara real time antar host-host bluetooth dengan jarak jangkauan

layanan yang terbatas. Sistem bluetooth terdiri dari sebuah radio transceiver, buseband

link management dan control, baseband (processor core, SRAM, UART, PCM USB

interface), flash dan voice code, sebuah link manager, baseband link controller

menghubungkan perangkat keras ke radio baseband processing dan layer protokol

fisik. Link manager melakukan aktivitas-aktifitas protokol tingkat tinggi seperti

melakukan link setup, autentikasi dan konfigurasi.

2.5. Modul Bluetooth HC-05

Bluetooth HC-05 adalah bluetooth yang memiliki komunikasi serial UART dalam

penerimaan dan pengiriman datanya. Bluetooth HC-05 memungkinkan dapat

berkomunikasi langsung dengan mikrokontroler melalui jalur TX dan RX yang

terdapat pada pin out nya. Pada dasarnya, bluetooth HC-05 hanya dapat dikonfigurasi

sebagai slave tidak bisa digunakan sebagai master. Berikut adalah bentuk fisik dari

bluetooth HC-0.

Gambar 2.4 Bluetooth HC-05 dan pinout

(http://www.sidhatan.blogspot.com)


10

Bluetooth HC-05 memiliki spesifikasi dalam penggunaannya antara lain:

• Sensitivitas -80dBm (Typical)

• Daya transmit RF sampai dengan +4dBm.

• Operasi daya rendah 1,8V - 3,6V I/O.

• Kontrol PIO.

• Antarmuka UART dengan baudrate yang dapat diprogram.

2.6.App Inventor

Gambar 2.5 App Inventor

App Inventor untuk android adalah aplikasi yang disediakan oleh google dan sekarang

dikelola oleh Massachussetts Institute of Technology (MIT). App Inventor

memungkinkan setiap orang (termasuk orang – orang yang tidak mempunyai basic

programming) untuk membuat aplikasi perangkat lunak untuk sistem operasi android.

App Inventor menggunakan interface grafis yang memungkinkan pengguna untuk

drag-and-drop sebuah objek visual untuk menciptakan aplikasi yang dapat berjalan

pada sistem android yang pada saat ini dipakai oleh banyak perangkat handphone.

Aplikasi App Inventor ini harus diakses secara online pada sebuah web browser. App

Inventormemiliki 2 komponen utama yaitu, The App Inventor Designer dan The App

Inventor Block Editor .


11

2.7. Voice Recognition

Voice/Speech recognition atau biasa kita kenal dengan pengenalan pola suara adalah

suatu pengembangan teknik dan sistem yang memungkinkan komputer untuk

menerima masukan berupa kata atau yang diucapkan. Teknologi ini memungkinkan

suatu perangkat untuk mengenali dan memahami kata-kata yang diucapkan dengan

cara digitalisasi kata dan mencocokkan sinyal digital tersebut dengan suatu pola

tertentu yang tersimpan dalam suatu perangkat. Kata-kata yang diucapkan diubah

bentuknya menjadi sinyal digital dengan cara mengubah gelombang suara menjadi

sekumpulan angka yang kemudian disesuaikan dengan kode-kode tertentu untuk

mengidentifikasikan kata-kata tersebut.

Voice recognition dibagi menjadi dua jenis, yaitu speech recognition dan speaker

recognition. Speech recognition adalah proses identifikasi suara berdasarkan kata yang

diucapkan. Parameter yang dibandingkan ialah tingkat penekanan suara yang

kemudian akan dicocokkan dengan template database yang tersedia. Sedangkan sistem

pengenalan suara berdasarkan orang yang berbicara dinamakan speaker recognition.

Pada menu tombol pilih perangkat bluetooth berfungsi sebagai pencari

addresbluetooth yang sedang menyala untuk proses pairing data antara perangkat

aplikasi ponsel dengan perangkat aplikasi hardware yang berada pada pintu pagar.

Tombol buka berfungsi sebagai perintah untuk membuka pintu pagar, tombol tutup

berfungsi sebagai perintah untuk menutup pintu dan tombol stop berfungsi sebagai

penentu pemberhentian pada titik yang diinginkan. Aplikasi speech recognition

berfungsi sebagai perintah data menggunakan voice/suara yang kita hasilkan untuk

proses buka, tutup atau stop pada aplikasi.

2.7.1. Speech Recognition

Dikenal juga dengan pengenal suara otomatis (automatic speech recognition) atau

pengenal suara komputer (computer speech recognition). Merupakan salah satu fitur

antarmuka telematika yang merubah suara menjadi tulisan. Istilah „voice recognition‟

terkadang digunakan untuk menunjuk ke speech recognition dimana sistem pengenal

dilatih untuk menjadi pembicara istimewa, seperti pada kasus perangkat lunak untuk

komputer pribadi, oleh karena itu disana terdapat aspek dari pengenal pembicara,

dimana digunakan untuk mengenali siapa orang yang berbicara, untuk mengenali


12

lebih baik apa yang orang itu bicarakan. Speech recognition merupakan istilah

masukan yang berarti dapat mengartikan pembicaraan siapa saja.

Speech recognition atau pengenalan pembicaraan (juga dikenal sebagai pengenalan

suara otomatis atau pengakuan komputer pidato) mengkonversi diucapkan kata-kata

untuk teks. The "pengenalan suara" istilah kadang-kadang digunakan untuk merujuk

kepada sistem pengakuan yang harus dilatih untuk kasus-speaker tertentu seperti

untuk perangkat lunak pengenal yang paling desktop. Menyadari pembicara dapat

menyederhanakan tugas menerjemahkan pidato. Pengenalan pembicaraan adalah

solusi yang lebih luas yang mengacu pada teknologi yang dapat mengenali pidato

tanpa ditargetkan pada pembicara tunggal seperti sistem call center yang dapat

mengenali suara sewenang-wenang.

Aplikasi pengenalan pembicaraan termasuk user interface seperti suara panggilan

suara (misalnya, "Call home"), call routing (misalnya, "Saya ingin membuat collect

call"), kontrol alat domotic, pencarian (misalnya, menemukan podcast di mana

tertentu Kata-kata itu diucapkan), sederhana entri data (misalnya, memasukkan nomor

kartu kredit), persiapan dokumen terstruktur (misalnya, sebuah laporan radiologi),

pengolahan pidato-ke-teks (misalnya, kata prosesor atau email), dan pesawat udara

(biasanya disebutInput langsung suara). Secara umum, speech recognizer memproses

sinyal suara yang masuk dan menyimpannya dalam bentuk digital. Hasil proses

digitalisasi tersebut kemudian dikonversi dalam bentuk spektrum suara yang akan

dianalisa dengan membandingkan dengan template suara pada database sistem.

Sebelumnya, data suara masukan dipilah-pilah dan diproses satu per satu berdasarkan

urutannya. Pemilahan ini dilakukan agar proses analisis dapat dilakukan secara

paralel.

2.7.2. Fungsi Speech Recognation

Voice Recognition adalah suatu sistem yang dapat mengidentifikasi seseorang melalui

suaranya, pada saat saya mencari pengertiaan dari voice recognition terdapat juga

pengertian Speech Recognition yang hampir sama secara fungsinya. Tapi terdapat

perbedaan antara keduanya, Voice Recognition mengidentifikasi siapa yang berbicara,

tetapi Speech Recognition mengidentifikasi apa yang diucapkan. Voice recognition

dibagi menjadi dua jenis, yaitu :


13

• Speech recognition : Merupakan proses yang dilakukan computer untuk identifikasi

suara yang diucapkan oleh seseorang tanpa mempedulikan

identitas orang terkait. Implementasi speech recognition

misalnya perintah suara untuk menjalankan aplikasi komputer.

Parameter yang dibandingkan ialah tingkat penekanan suara

yang kemudian akan dicocokkan dengan template database

yang tersedia.

• Speaker recognition : Merupakan sistem pengenalan identitas yang diklaim oleh

seseorang dari suaranya atau berdasarkan orang yang

berbicara. Misalnya berupa intonasi suara, tingkat kedalaman

suara, dan sebagainya. Speech recognition juga dikenal

sebagai automatic speech recognition atau computer speech

recognition yaitu penerjemah perkataan yang diucapkan

menjadi text.

2.7.3. Perkembangan alat pengenal ucapan

Speech recognition pertama kali muncul di tahun 1952 dan terdiri dari device untuk

pengenalan satu digit kata yang diucapkan. Kemudian pada tahun 1964, muncul IBM

Shoebox, salah satu teknologi yang cukup terkenal di Amerika dalam bidang

kesehatan adalah Medical Transcriptionist (MT) merupakan aplikasi komersial yang

menggunakan speech recognition. Dan sampai sekarang banyak aplikasi yang

dikembangkan menggunakan speech recognizer, antara lain di bidang kesehatan

terdapat MT, di bidang militer terdapat High-performance fighter aircraft, Training air

traffic controllers, sampai pada alat yang membantu orang-orang yang memiliki

kesulitan dalam menggunakan tangan, maka diciptakannya komputer yang dapat

dioperasikan menggunakan deteksi pengucapan user. Sebenarnya ada dua pemodelan

dasar untuk speech recognition ini yaitu :

• Hidden Markov model (HMM)-based speech recognition

• Dynamic time warping (DTW)- based speech recognition.

Modern general-purpose speech recognition system umumnya menggunakan model

Hidden Markov. Model ini merupakan model yang statistikal dimana output adalah

sekuens dari simbol atau kuantitas. Alasan menggunakan model Hidden Markov


14

karena sebuah sinyal dari pengucapan bisa dilihat seperti piecewise stationary signal

atau short-time stationary signal. Metode ini sangat populer, sederhana dan secara

komputasional bisa digunakan. Pada Dynamic time warping yang merupakan

pendekatan yang pernah digunakan untuk speech recognition yang sekarang sudah

digantikan oleh model Hidden Markov.

Pada pengembangannya, speech recognizer diimplementasikan menggunakan

Dynamic Time Wraping Algorithm (DTW) yang digunakan untuk menerjemahkan

perkataan yang membutuhkan perbandingan antara sinyal masuk dari kata dan

bermacam-macam kata yang ada di dalam kamus dengan mengukur kesamaan antara

dua sekuensial pada waktu yang berbeda baik dari segi kecepatannya. Algoritma

DTW diimplementasikan pada video, audio, dan grafik dan tentu saja data-data bisa

diubah ke dalam bentuk representasi linear yang bisa dianalisis oleh DTW. DTW

pertama kali dikenalkan pada tahun 1960an dan dieksplorasi sampai tahun 70an yang

menghasilkan alat speech recognizer. DTW sering digunakan dalam area :

• handwriting and online signature matching,

• sign language recognition and gestures recognition,

• mining and time series clustering,

• computer vision and computer animation,

• surveillance,

• protein sequence alignment and chemical engineering, music and signal processing.

2.7.4. Automatic Speech Recognition

Automatic Speech Recognition (ASR) sekarang ini telah banyak dikembangkan dalam

berbagai penelitian. Terdapat bermacam-macam metode yang dapat digunakan untuk

mengenali ucapan manusia. Penelitian ini akan membahas penggunaan metode

Hidden Markov Model (HMM) untuk pengenalan ucapan berbahasa Indonesia. Dalam

penelitian ini, digunakan HMM diskrit untuk proses pelatihan dan pengujiannya.

Berdasarkan hasil pengujian dengan menggunakan metode tersebut, kemudian

dianalisa faktor keberhasilannya (tingkat ketelitiannya dalam %) berdasarkan

parameter-parameter Linear Predictive Coding (LPC), parameter pitch (Fo) dan

parameter energi (Eo) dalam proses mengenali suatu ucapan dalam bahasa Indonesia.


15

Prinsip kerja sistem pengenalan ucapan adalah dengan membandingkan informasi

ucapan yang ada pada referensi dengan informasi ucapan yang menjadi masukan

sistem pengenal ucapan tersebut. Blok pengenalan ucapan dengan HMM dapat dibagi

menjadi tiga tahap yaitu bagian depan, tahap feature extraction dan tahap sistem

pengenalan HMM. Pada tahap yang pertama dilakukan pemfilteran sinyal suara dan

mengubah sinyal suara analog ke digital. Tahap feature extraction adalah untuk

mendapatkan parameter-parameter yang dapat merepresentasikan sinyal suara tersebut

dan dilakukan analisis serta kuantisasi vektor. Tahap yang ketiga, dapat dibagi

menjadi dua tugas yaitu tugas pemodelan dan tugas pengenalan . Untuk tugas

pemodelan dibuatkan suatu model HMM dari data-data yang berupa sampel ucapan

dari sebuah kata. HMM yang dipakai adalah densitas diskrit.

2.7.5. String Matching

Pada saat ini terdapat banyak mesin pencari atau search engine yang tersedia di

internet. Mesin pencari tersebut sangat berguna jika kita ingin mencari suatu kata

kunci atau keyword yang terletak dalam suatu halaman web yang berisi berita, artikel,

atau informasi lainnya. Seringkali, dalam suatu sistem ketatabahasaan, kata kunci

yang kita cari bukan merupakan ejaan yang baku, memiliki suatu imbuhan yang

komponen katanya berbeda, ataupun salah ketik. Sebagai contoh, kita mengetikkan

“hirarki”, padahal ejaan bakunya adalah “hierarki”. Tentu saja kita tidak ingin gagal

memperoleh informasi yang kita maksudkan ataupun memperoleh informasi yang

kurang lengkap. Selain itu, belum tentu suatu halaman web menggunakan ejaan yang

benar pula. Selain itu, suatu kata juga dapat berubah komponen katanya akibat

penambahan imbuhan, seperti dalam bahasa Inggris “rate” dan “rating”. Tentu saja

jika kita bermaksud untuk memperoleh informasi yang mengandung kedua kata

meskipun kita hanya mengetikkan “rate”. Bahkan, kita dapat saja salah

mengetikkannya, seperti “rtae”.

Oleh karena itu, diperlukanlah suatu metode pendekatan pencarian string yang dapat

memenuhi keinginan tersebut. Untuk melakukan pencarian kemungkinan kata yang

diinginkan tersebut, diperlukanlah suatu pendekatan pencarian string khusus. Dalam

pencarian string biasa, yaitu pencarian yang eksak, terdapat berbagai algoritma yang

sangat dikenal seperti Knuth - Morris - Pratt, Boyer - Moore, Rabin-Karp, dan lain-

lain. Sedangkan pencarian string khusus itu adalah yaitu dengan pendekatan perkiraan


16

(Approximate String Matching). Dalam pendekatan tersebut, ada tiga macam operasi

yang digunakan untuk mentransformasikan suatu string menjadi string yang lain.

Operasi tersebut antara lain operasi penghapusan, penyisipan, dan penggantian.

Operasi-operasi ini digunakan untuk menghitung jumlah perbedaan yang diperlukan

untuk pertimbangan kecocokan suatu string dengan string sumber. Jumlah perbedaan

tersebut diperoleh dari penjumlahan semua pengubahan yang terjadi dari masing-

masing operasi. Penggunaan perbedaan tersebut diaplikasikan dalam berbagai macam

algoritma Hamming, Levenshtein, Damerau - Levenshtein, Jaro - Winkler, Wagner -

Fischer, dan lain-lain. Dalam makalah ini, dibahas algoritma Levenshtein sebagai cara

pencarian perbedaan string tersebut. Algoritma Levenshtein, atau sering disebut

dengan Levenshtein Distance atau Edit Distance merupakan algoritma pencarian

jumlah perbedaan string yang ditemukan oleh Vladimir Levenshtein, seorang ilmuwan

Rusia, pada tahun 1965. Algoritma ini digunakan secara luas dalam berbagai bidang,

misalnya mesin pencari, pengecek ejaan (spell checking), pengenal pembicaraan

(speech recognition), pengucapan dialek, analisis DNA, pendeteksi pemalsuan, dan

lain-lain.

2.8. Penelitian Terdahulu

Penelitian tentang system pengendali pintu/pagar otomatis telah banyak dilakukan

menggunakan berbagai macam metode dan pengklasifikasian. Pada tahun 2011, oleh

Ashar Seppiawan N, melakukan penelitian untuk membuat sistem keamanan

pintu/pagar otomatis dengan menggunakan voice recognition. Metode yang digunakan

pada penelitian ini ialah berbasis mikrokontroler. Selanjutnya padatahun 2012,

Fakhruddin Rizal Batubara melalukan penelitian untuk perancangan dan implementasi

pengendali pintu pagar otomatis berbasis Arduino. Metode yang digunakana dalah

berbasis Arduino.

Imam Fadli pada tahun 2013 melakukan penelitian untuk kendali pintu air otomatis

berbasis speech recognition menggunakan metode MFCC. Penelitian ini

menggunakan metode berbasis MFCC.

Astri Anggraini pada tahun 2014 melakukan penelitian untuk rancangan bangun

Open/Close pintu ruangan otomatis menggunakan voice recognation berbasis

RASPBERRY PI. Penelitian ini menggunakan metode berbasis RASPBERRY PI.


17

Pada tahun 2015, Mohamad Amirudin latief melakukan penelitian tentang voice

command pengendali perangkat elektronik rumah tangga, menggunakan metode

berbasis RASPBERRY PI. Rangkuman dari penelitian terdahulu dapat dilihat pada

Tabel 2.1.

Tabel 2.1.Penelitian terdahulu

No Peneliti Tahun Metode Judul

1 Mohamad Amirudin

Latief

2015 BerbasisRASPBERRY

PI

Voice Command Pengendali

Perangkat Elektronik Rumah

Tangga Menggunakan

RASPBERRY PI

2 Astri Anggraini 2014 BerbasisRASPBERRY

PI

Rancangan Bangun

Open/Close Pintu Ruangan

Otomatis Menggunakan Voice

Recognation Berbasis

RASPBERRY PI

3 Imam Fadli 2013 Berbasis MFCC Kendali Pintu Air Otomatis

Berbasis Speech Recognition

Menggunakan Metode MFCC

4 Fakhruddin Rizal

Batubara

2012 Berbasis Arduino Perancangan dan Implementasi

Pengendali Pintu Pagar

Otomatis Berbasis Arduino

5 Ashar Seppiawan N

2011 Berbasis

Mikrokontroler

Sistem Keamanan Pintu Pagar

Otomatis Menggunakan Voice

Recognition


18

BAB 3

PERANCANGAN

3.1 Diagram Alir Penelitian

Pada penelitian ini di perlukan diagram alir yang digunakan untuk

mengetahui langkah-langkah yang perlu dilakukan untuk menyelesaikan alat

ini. Diagram alir digambarkan pada gambar berikut :

3.1 Gambar Diagram Alir Penelitian


19

Penjelasan diagram alir penelitian:

a. Mulai

Pada proses ini penulis memulai persiapan untuk mengerjakan

penelitian dan pembuatan Perancangan Sistem Pengendali Pintu / Pagar

Otomatis Menggunakan Android Speech Recognition dan Arduino.

b. Studi Pustaka

Pada tahap ini dilakukan pengumpulan data-data dan informasi

yang berkaitan dan akan membantu dalam proses penelitian.

Pengumpulan data- data dilakukan melalui media internet dan buku.

c. Analisis Data

Data-data dan informasi yang telah didapatkan kemudian

dilakukan analisis untuk menentukan bentuk bahan dan komponen yang

akan digunakan dalam penelitian ini.

d. Perancangan Alat

Pada penelitian ini dimulai dengan melakukan perancangan

alat.Pada tahap ini dilakukan perancangan alat berupa bentuk,

penggunaan komponen dan tata letak dari komponen tersebut.

e. Persiapan Alat dan Bahan

Pada tahap ini penulis mempersiapkan bahan-bahan yang nantinya

akan digunakan dalam pembuatan alat. Dengan adannya persiapan bahan

proses pembuatan alat bisa segera dimulai. Penggunaan alat-alat yang

digunakan dalam pembuatan alat ini juga disiapkan untuk mempermudah

ataupun mempercepat proses perancangan dan pembuatan.


20

f. Pembuatan Alat

Pada proses ini merupakan proses utama dari pembuatan alat yang

berupa hardware dengan menyesuaikan dengan tahapan perencanaan.

Pembuatan hardware dilakukan secara berurutan dari desain skematik

rangkaian, pemasangan komponen atau modul ,wiringdan pembuatan

miniatur simulasi.

g. Pembuatan Program

Pada tahap ini merupakan tahap untuk pembuatan program yang

nantinnya akan dimasukan pada hardware yang telah selesai dibuat.

Pemrograman yang dilakukan adalah pemrograman untuk arduino yaitu

dengan bahasa C .Arduino akan ditempatkan didalam sebagai pengontrol

beban secara mikrokontroler. Selain pemrograman untuk arduino,

dilakukan juga pemrograman untuk pembuatan aplikasi Android sebagai

perangkat pengendali dari alat ini.

h. Uji Fungsional

Pada tahap ini dilakukan pengujian alat secara

fungsional.Pengujian dilakukan secara per bagian dari alat untuk

mengetahui apakah alat ini dapat berfungsi dengan baik per bagian dari

hardware ataupun dari program yang diberikan. Pada tahap ini apabila

terjadi error ataupun ketidaksesuaian secara fungsional maka akan

dilakukan pengecekan kembali baik dari segi hardware ataupun secara

software.

i. Uji Kinerja

Pada proses ini dilakukan pengujian kinerja alat dari segi

kemampuan, ketahanan alat dan daya jangkau dari koneksi Bluetooth

yang digunakan pada alat ini. Pada tahap ini apabila terjadi error ataupun

ketidaksesuaian kinerja maka akan dilakukan pengecekan kembali baik

dari segi hardware ataupun secara software.


21

j. Selesai

Dalam hal ini penulis telah menyelesaikan tugas akhir baik dalam

pembuatan alat , pengujian alat dan perbaikan alat dan selanjutnya alat

ini sudah dapat diaplikasikan dengan baik.

3.2 Perancangan Alat

Pada tahap perancangan alat ini terdapat langkah-langkah yang

penulis lakukan dengan mengacu pada diagram alir proses perancangan

alat sesuai gambar dibawah ini :

Gambar 3.2 Diagram Alir Perancangan

Alat

Pada perancangan alat ini terdapat dua bagian utama yaitu smartphone

sebagai perangkat pengirim data dari perintah suara dan rangkaian arduino

sebagai penerima data dan pengatur beban berupa kipas dan lampu.


22

3.3 Perancangan Hardware

a. Perancangan Arduino uno R3

Dalam perancangan sistem pemrosesan digital menggunakan

mikrokontroler arduino uno perlu dilakukan persiapan fungsi-fungsi pin pada

arduino utuk dapat digunakan sesuai dengan yang kehendaki. Penggunaan

Arduino Uno R3 tidak perlu membuat sistem minimumya dikarenakan modul

ini sudah merupakan board yang dapat langsung digunakan tinggal

menambahkan sumber tegangan dan memberikan program di dalamnya.

Fungsi utama Arduino Uno R3 pada alat ini adalah sebagai pemrosesan data

utama dari input untuk mengontrol rangkaian output beban berupa motor servo

sebagai penggerak pintu / pagar. Tahapan dalam perancangan yang dilakukan

adalah sebagai berikut:

Perancangan diagram skematik menggunakan software PROTEUS ISIS.

Pada tahap ini yang dilakuan adalah menyiapkan seluruh komponen yang akan

digunakan dalam perancangan skematik pada software PROTEUS ISIS.

Komponen-komponen yang sudah didapatan kemudian dilakukan integrasi

antar komponen sesuai dengan tahapan perencanaan untuk dapat membuat

skematik rangkaian alat secara baik. Adapun rancangan skematik rangkaian

Arduino dan rangkaian pengendali beban adalah sebagai berikut :


23

Gambar 3.3 SkematikArduino Uno

Komponen utama pengendali diatas adalah Arduino Uno R3 dan komponen

tambahannya adalah modul Bluetooth HC-05 dan motos servo sebagai motor

penggerak pintu / pagar.

Adapun pin I/O yang digunakan pada Arduino Uno R3 dapat dilihat pada tabel

berikut :


24

Tabel 3.1 Penggunaan Pin Arduino

Pin Fungsi Keterangan

2 RX Penerima komunikasi serial HC-05

3 TX Pengirim komunikasi serial HC-05

GND GND Terminal GND HC-05

5V VCC Terminal VCC HC-05

4 DATA Output Data Motor Servo

GND GND Terminal GND Motor Servo

5V VCC Terminal VCC Motor Servo

5 DATA Output Data Motor Servo

GND GND Terminal GND Motor Servo

5V VCC Terminal VCC Motor Servo

Pada pin 2 dan 3Arduino Uno R3 tersambung dengan pin Rx dan Tx modul

Bluetooth HC-05. Apabila Bluetooth HC-05 sudah terkoneksi maka jika ada

data yang dikirimkan dari smartphone melalui bluetooth data tersebut akan

masuk ke arduino dan dapat terbaca untuk dieksekusi sesuai dengan perintah

pada program. Pada bagian output Arduino Uno terdapat beban motor servo

yaitu padapin 4 dan 5 yaitu output data untuk mengatur motor servo sebagai

penggerak pintu / pagar.


25

3.4 Perancangan Program dan Aplikasi

Pada perancangan pemrograman terbagi menjadi dua bagian

perancangan. Pemrograman digunakan untuk memberikan perintah pada

perangkat ataupun mikrokontroler untuk mengeksekusi sesuai perintah

program.

Adapun pemrograman yang penulis lakukan adalah sebagai berikut :

a. Pemrograman Arduino Uno R3

Pada pemrograman Arduino Uno R3 menggunakan software Arduino

IDE.Dengan software tersebut dapat penulis melakukan permograman melalui

komputer dengan menggunakan library yang ada dan perintah-perintah

pemrograman bahasa C pada ArduinoIDE.

Gambar 3.4 Program Arduino IDE


26

Pemrograman arduino menggunakan bahasa pemrograman C. Dengan

menggunakan software Arduino IDE terdapat fungsi untuk menuliskan library

yang dapat digunakan untuk membantu dalam penulisan program.

Pemrograman arduino dilakukan dengan cara menentukan pin atau fungsi

yang akan digunakan, kemudian membuat pemanggilan dan inisialisasi port

pada arduino. Apabila port sudah disiapkan untuk dimasukan didalam program

maka langkah selanjutnya adalah melakukan penulisan program dengan

mengacu pada flowchart yang telah dibuat dan dengan menyesuaikan

perintah-perintah yang akan digunakan pada software arduino IDE.

Adapun diagram alir dari pemrograman pada Arduino Uno sebagai

perangkat pemroses data adalah sebagai berikut :

Mulai

Inisialisasi port dan variabel

Menerima Input Serial Bluetooth

If Input = ‘1’

If Input = ‘0’

Buka Pintu / Pagar

Tutup Pintu / Pagar

Selesai

Ya

Ya

Tidak

Tidak

Gambar 3.5 Flowchart Program Arduino Uno


27

Adapun untuk list program yang penulis buat untuk program pada

Arduino Uno adalah sebagai berikut :

#include <SoftwareSerial.h> // library serial

#include <Servo.h> // library motor servo

SoftwareSerial bluetooth(2, 3); // register pin serial bluetooth

Servo Servo1; // register variabel motor servo -1


void setup()

{

Serial.begin(9600); // konfigurasi port serial monitor

bluetooth.begin(57600); // konfigurasi port serial bluetooth

Servo1.attach(4); // register pin data servo -1


Servo1.write(0); // atur posisi servo-1 ke sudut 0 derajat

Servo2.write(0); // atur posisi servo-2 ke sudut 0 derajat

}

void loop()

{

if (bluetooth.available())// check terima data serial dari bluetooth

{

char inChar= bluetooth.read(); // baca input data serial

Serial.println(inChar); // tampilkan data ke serial monitor

if(inChar == '1') // cek perintah input serial untuk buka pintu


28

{

// Buka Pintu

Servo1.write(90);// atur posisi servo-2 ke sudut 90 derajat


}else if(inChar == '0')// cek perintah input serial untuk tutup pintu

{

// Tutup Pintu



}

}

a. Pemrograman aplikasi perintah suara untuk Smartphone

Pada perangkat Smartphone android yang akan digunakan sebagai

media pengirim perintah suara harus sudah terinstal aplikasi perintah suara.

Dalam pembuatan aplikasi dan programnya penulis menggunakan software

App Inventor dengan menggunakan fungsi voice recognition sebagai

pemrosesan data dari suara manusia menjadi text yang kemudian akan

dikirimkan melalui koneksi Bluetooth ke arduino. Adapun program pada

APP Inventor tersebut adalah sebagai berikut:


29

Gambar 3.6 Program koneksi Bluetooth App Inventor

Pada program diatas merupakan list program yang digunakan untuk

pengaktifan fungsi bluetooth pada smartphone. Nantinya didalam aplikasi

yang dibuat pengguna dapat memilih namabluetooth yang akan dikoneksikan

dari list data bluetooth yang disediakan. Fungsi clock timer digunakan untuk

memberikan indicator koneksi bluetooth dengan teks berwarna apabila sudah

terkoneksi maka akan muncul teks bertuliskan koneksi aktif berwarna hijau.

Terdapat pengaktifan fungsi speech recognition dan sensor accelerometer

untuk mengakifkan fungsi input suara. Apabila sensor accelerometer

diaktifkan dengan cara menggoyangkan perangkat smartphone, maka akan

muncul fungsi speech recognition untuk diberikan input suara perintah.


30

Pada list program selanjutnya adalah program untuk memasukkan kode

password untuk dapat mengakses menu speech recognition. Apabila password

yang dimasukkan tidak benar maka kita tidak dapat mengakses menu speech

recognition. Menu recognition dapat diakses apabila password yang

dimasukkan sesuai dengan data yang telah disimpan. Hal ini dilakukan untuk

menghidari adanya penyalahgunaan aplikasi agar meningkatkan keamanan

sistem pintu/pagar.

Kemudian setelah masuk ke menu speech recognition, maka suara yang

kita masukkan akan dieksekusi dan dari hasil speech recognition akan

disesuaikan dengan data yang terdapat pada program tersebut. Fungsi speech

recognition akan mengubah sumber perintah manusia menjadi teks yang

kemudian teks tersebut akan dibandingkan, apabila teks yang dibandingkan

sesuai dengan data yang ada pada program maka smartphone akan

mengirimkan angka melalui koneksi bluetooth menuju ke arduino untuk

selanjutnya diproses untuk menggerakkan output beban motor servo.

3.5 Prinsip Kerja Alat

Prinsip kerja dari alat ini adalah dengan mengkoneksikan smartphone

dengan Bluetooth HC-05 kemudian memberikan masukan berupa perintah

suara pada smartphone android yang sudah di install aplikasi perintah suara.

Apabila perintah yang diucapkan sesuai dengan perintah pada aplikasi maka

akan dieksekusi dengan mengirimkan data berupa angka melalui koneksi

bluetooth ke Arduino Uno. Sebagai contohnya diberikan perintah “buka pintu”

maka smartphone akan mengirimkan nilai 1 , data tersebut akan diproses oleh

Arduino untuk melakukan pengontrolan beban berupa motor servo dengan

memberikan output dari pin digital Arduino ke motor servo untuk

menggerakkan pintu / pagar.

Apabila perintah yang diucapkan tidak sesuai dengan daftar perintah

yang ada pada aplikasi di smartphone maka tidak ada yang dieksekusi pada

Arduino atau tidak akan berpengaruh pada beban yang dikontrol.


31

3.6 Alat dan Bahan

Pembuatan alat meliputi realisasi dari seluruh rancangan rangkaian yang

telah dibuat. Dimulai dari persiapan alat dan bahan yang akan digunakan dan

tahapan pembuatan alat.

Bahan yang dibutuhkan:

a. Arduino Uno R3

b. Modul BluetoothHC-05

c. Motor Servo

d. Adaptor 12 V

e. Smartphone Android

Peralatan yang dibutuhkan:

a. Solder

b. Timah

c. Penggaris

d. Multimeter

e. Obeng

f. Borlistrik

g. Tripleks

h. Lem

i. Paku

j. Gergaji

Software yang dibutuhkan

a. ArduinoIDE

b. AppInventor

c. Proteus7


32

BAB 4

PEMBAHASAN

4.1 Pengertian Speech Recognition

Speech Recognition adalah proses identifikasi suara berdasarkan kata yang diucapkan

dengan melakukan konversi sebuah sinyal akustik, yang ditangkap oleh audio device

(perangkat input suara).

Speech Recognition juga merupakan sistem yang digunakan untuk

mengenaliperintah kata dari suara manusia dan kemudian diterjemahkan menjadi

suatu datayang dimengerti oleh komputer. Pada saat ini, sistem ini digunakan

untukmenggantikan peranan input dari keyboard dan mouse.

Keuntungan dari sistem ini adalah pada kecepatan dan kemudahan dalam

penggunaannya. Kata – kata yang ditangkap dan dikenali bisa jadi sebagai hasil akhir,

untuk sebuah aplikasi seperti command & control, penginputan data, dan persiapan

dokumen. Parameter yang dibandingkan ialah tingkat penekanan suara yang kemudian

akan dicocokkan dengan template database yang tersedia.

Sedangkan sistem pengenalan suara berdasarkan orang yang berbicara

dinamakan speaker recognition. Pada makalah ini hanya akan dibahas mengenai

speech recognition karena kompleksitas algoritma yang diimplementasikan lebih

sederhana daripada speaker recognition. Algoritma yang akan diimplementasikan

pada bahasan mengenai proses speech recognition ini adalah algoritma FFT (Fast

Fourier Transform), yaitu algoritma yang cukup efisien dalam pemrosesan sinyal

digital (dalam hal ini suara) dalam bentuk diskrit.

Algoritma ini mengimplementasikan algoritma Divide and Conquer untuk

pemrosesannya. Konsep utama algoritma ini adalah mengubah sinyal suara yang

berbasis waktu menjadi berbasis frekuensi dengan membagi masalah menjadi


33

beberapa masalah yang lebih kecil. Kemudian, setiap masalah diselesaikan dengan

cara melakukan pencocokan pola digital suara.

4.2 Sejarah Speech Recognition

Biometrik, termasuk di dalamnya speech recognition, secara umum digunakan

untuk identifikasi dan verifikasi. Identifikasi ialah mengenali identitas subyek,

dilakukan perbandingan kecocokan antara data biometric subyek dalam database

berisi record karakter subyek. Sedangkan verifikasi adalah menentukan apakah

subyek sesuai dengan apa yang dikatakan terhadap dirinya.

Biometrik merupakan suatu metoda untuk mengenali manusia berdasarkan

pada satu atau lebih ciri-ciri fisik atau tingkah laku yang unik. Biometric Recognition

atau biasa disebut dengan Sistem pengenalan biometric mengacu pada identifikasi

secara otomatis terhadap manusia berdasarkan psikological atau karakteristik tingkah

laku manusia. Ada beberapa jenis teknologi biometric antara lain suara (speech

recognition).

Metode Hidden Markov Model mulai diperkenalkan dan dipelajari pada akhir

tahun 1960, metode yang berupa model statistik dari rantai Markov ini semakin

banyak dipakai pada tahun-tahun terakhir terutama dalam bidang speech recognition,

seperti dijelaskan oleh Lawrence R. Rabiner dalam laporannya yang berjudul “A

Tutorial on Hidden Markov Models and Selected Applications in Speech Recognition”

Proses dalam dunia nyata secara umum menghasilkan observable output yang

dapat dikarakterisasikan sebagai signal. Signal bisa bersifat diskrit (karakter dalam

alfabet) maupun kontinu (pengukuran temperatur, alunan musik). Signal bisa bersifat

stabil (nilai statistiknya tidak berubah terhadap waktu) maupun nonstabil (nilai signal

berubah-ubah terhadap waktu).

Dengan melakukan pemodelan terhadap signal secara benar, dapat dilakukan

simulasi terhadap sumber dan pelatihan sebanyak mungkin melalui proses simulasi

tersebut. Sehingga model dapat diterapkan dalam sistem prediksi, sistem pengenalan,

maupun sistem identifikasi. Secara garis besar model signal dapat dikategorikan

menjadi 2 golongan yaitu : model deterministik dan model statistikal.

Model deterministik menggunakan nilai-nilai properti dari sebuah signal

seperti: amplitudo, frekuensi, fase dari gelombang sinus. Sedangkan model statistikal


34

menggunakan nilai-nilai statistik dari sebuah signal seperti: proses Gaussian, proses

Poisson, proses Markov, dan proses Hidden Markov.

Suatu model HMM secara umum memiliki unsur-unsur sebagai berikut:

- N, yaitu jumlah state dalam model. Secara umum state saling terhubung satu

dengan yang lain, dan suatu state bisa mencapai semua state yang lain dan

sebaliknya (disebut model ergodic). Namun hal tersebut tidak mutlak, terdapat

kondisi lain dimana suatu state hanya bisa berputar ke diri sendiri dan

berpindah ke satu state berikutnya, hal ini bergantung pada implementasi dari

model.

- M, yaitu jumlah observation symbol secara unik pada tiap statenya, misalnya:

karakter dalam alfabet, dimana state adalah huruf dalam kata.

- State Transition Probability { } -> ij A a

- Observation Symbol Probability pada state j, { } () -> j Bb k

- Initial State Distribution -> i p p

Dengan memberikan nilai pada N, M, A, B, dan p , HMM dapat digunakan

sebagai generator untuk menghasilkan urutan observasi. dimana tiap observasi t o

adalah salah satu simbol dari V, dan T adalah jumlah observasi dalam suatu sequence.

4.3 Skema Utama dan Algoritma Speech Recognition

Terdapat 4 langkah utama dalam sistem pengenalan suara:

- Penerimaan data input

- Ekstraksi, yaitu penyimpanan data masukan sekaligus pembuatan database

untuk template.

- Pembandingan / pencocokan, yaitu tahap pencocokan data baru dengan data

suara (pencocokan tata bahasa) pada template.


35

- Validasi identitas pengguna.

Gambar 4.1 Skema Speech Recognition

Secara umum, speech recognizer memproses sinyal suara yang masuk dan

menyimpannya dalam bentuk digital. Hasit proses digitalisasi tersebut kemudian

dikonversi dalam bentuk spektrum suara yang akan dianalisa dengan

membandingkannya dengan template suara pada database sistem.

Gambar 4.2 Spektrum Suara

Sebelumnya, data suara masukan dipilah-pilah dan diproses satu per satu

berdasarkan urutannya. Pemilahan ini dilakukan agar proses analisis dapat dilakukan


36

secara paralel. Proses yang pertama kali dilakukan ialah memproses gelombang

kontinu spektrum suara ke dalam bentuk diskrit. Langkah berikutnya ialah proses

kalkulasi yang dibagi menjadi dua bagian :

- Transformasi gelombang diskrit menjadi array data.

- Untuk masing-masing elemen pada aiTay data, hitung "ketinggian" gelombang

(frekuensi).

Objek permasaiahan yang akan dibagi adalah masukan berukuran n, berupa

data diskrit gelombang suara.Ketika mengkonversi gelombang suara ke dalam bentuk

diskrit, gelombang diperlebar dengan cara memperinci berdasarkan waktu. Hal ini

dilakukan agar proses algontma seianjutnya (pencocokan) lebih mudah dilakukan.

Namun, efek buruknya ialah array of array data yang terbentuk akan lebih banyak.

Gambar 4.3 Contoh Hasit Konversi Sinyal Diskrit

Dari tiap elemen array data tersebut, dikonversi ke dalam bentuk bilangan

biner. Data biner tersebut yang nantinya akan dibandingkan dengan template data

suara.

Proses divide and conquer:

- Pilih sebuah angkaN, dimana N merupakan bilangan bulat kelipatan

2.Bilangan ini berfungsi untuk menghitung jumlah elemen transformasi FFT.


37

- Bagi dua data diskrit secara (dengan menerapkan algoritma divide and

conquer) menjadi data diskrit yang lebih kecii berukuran N = N,.N2.

- Objek data dimasukkan ke dalam table (sebagai elemen tabel).

- Untuk setiap elemen data, dicocokkan dengan data pada template (pada data

template juga dilakukan pemrosesan digitalisasi menjadi data diskrit, dengan

cara yang sama dengan proses digitalisasi data masukan bam yang ingin

dicocokkan).

- Setiap masalah disatukan kembali dan dianalisis secara keseluruhan,

kecocokan dari segi tata bahasa dan apakah data yang diucapkan sesuai dengan

kata yang tersedia pada template data.

- Verifikasi data. Jika sesuai, proses iebih lanjut, sesuai dengan aplikasi yang

mengimplementasikan algoritma ini.


38

4.4 Implementasi Speech Recognition

Hardware yang dibutuhkan dalam implementasi Speech Recognition :

- Sound card : Merupakan perangkat yang ditambahkan dalam suatu Komputer

yang fungsinya sebagai perangkat input dan output suara untuk mengubah

sinyal elektrik, menjadi analog maupun menjadi digital.

- Microphone : Perangkat input suara yang berfungsi untuk mengubah suara

yang melewati udara, air dari benda orang menjadi sinyal elektrik.

- Komputer atau Komputer Server : Dalam proses suara digital menterjemahkan

gelombang suara menjadi suatu simbol biasanya menjadi suatu nomor biner

yang dapat diproses lagi kemudian diidentifikasikan dan dicocokan

dengan database yang berisi berkas suara agar dapat dikenali.

Contoh Implementasi teknologi Speech Recognition :

Saat ini pada tahun 2010 Microsoft windows vista dan windows 7, speech

recognition telah disertakan dalam system operasinya. sebagaimana fungsi dari speech

recognition menterjemahkan pengucapan kata – kata kedalam bentuk teks

digital. Salah satu implementasi speech recognition adalah pada konfrensi PBB

dimana seluruh Negara tergabung dalam keanggotaannya, fungsi speech recognition

dalam hal ini menterjemahkan bahasa pembicara dari suatu Negara kedalam bahasa

yang dipahami pendengar.

Contoh penggunaan lain speech recognition adalah Perawatan

kesehatan.Dalam perawatan kesehatan domain, bahkan di bangun meningkatkan

teknologi pengenalan suara, transcriptionists medis (MTs) belum menjadi usang.

Layanan yang diberikan dapat didistribusikan daripada diganti. Pengenalan

pembicaraan dapat diimplementasikan di front-end atau back-end dari proses

dokumentasi medis. Front-End SR adalah salah satu alat untuk mengidentifikasi kata-

kata yang ucapkan dan ditampilkan tepat setelah mereka berbicara Back-End SR atau

SR tangguhan adalah di mana penyedia menentukan menjadi sebuah sistem dikte

digital, dan suara yang diarahkan melalui pidato-mesin pengakuan dan draft dokumen

diakui dirutekan bersama dengan file suara yang asli ke MT / editor, yang mengedit

draft dan memfinalisasi laporan. Ditangguhkan SR sedang banyak digunakan dalam

industri saat ini.


39

Banyak aplikasi Electronic Medical Records (EMR) dapat menjadi lebih

efektif dan dapat dilakukan lebih mudah bila digunakan dalam hubungannya dengan

pengenalan-mesin bicara. Pencarian, query, dan pengisian formulir semua bisa lebih

cepat untuk melakukan dengan suara dibandingkan dengan menggunakan keyboard.

4.5 Pengujian Alat

Pada prosedur uji coba program akan dijelaskan tentang cara pengoperasian

alat serta langkah-langkah yang harus dilakukan untuk menjalankan prototype.

4.5.1 Pengujian Jarak Konektifitas Bluetooth

Gambar 4.4 Jarak Konektifitas Buletooth

Konektifitas Bluetooth merupakan kunci utama untuk menjalankan

keseluruhan sistem alat. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui sejauh

mana perangkat Bluetooth pada Alat dan Handphone dapat terkoneksi. Berdasarkan

pengukuran yang telah dilakukan jarak maksimum yang dapat ditangkap oleh

Bluetooth adalah sebesar 12m. Berikut merupakan tabel hasil pengukuran jarak

Bluetooth.


40

Jarak (meter) Konektifitas

3 m Terhubung

6 m Terhubung

9 m Terhubung

12 m Terhubung

15 m Tidak terhubung

Tabel 4.1Tabel Pengukuran Jarak Konektifitas Bluetooth

4.5.2 Pengujian Mikrokontroler Terhadap Motor Servo

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui bahwa mikrokontroler sudah bisa

bekerja dengan baik untuk memberikan suplay terhadap motor servo.

Gambar 4.5 Pintu Gerbang Tertutup


41

Gambar 4.6 Pintu Gerbang Terbuka

4.5.3Pengujian Penggerak Motor Servo

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui respon motor servo terhadap data

slider yang dikirimkan melalui android. Pengujian dialukan dengan melakukan

pengiriman informasi dengan cara menggeser slider pada aplikasi dan mengemati

respon pergerakan motor servo berdasarkan sudut derajat putar yuang dihasilkan.

Adapun jenis motor servo yang digunakan adalah tipe standar dengan kemampuan

rotasi dari 0 derajat hingga 180 derajat.

Posisi Motor Servo

Kunci

Motor Servo

Pintu

Terbuka 90o 90

o

Tertutup 0o 0

o

Table 4.2 Sudut Motor Servo

4.5.4 Pengujian Speech Recognition

Hasil pengujian yang dilakukan melalui pengujian perangkat keras

menunjukkan bahwa semua alat dan komponen berfungsi dengan baik dan bisa

menjalankan fungsi system secara keseluruhan. Pengujian melalui eksprimen

dilakukan terhadap:jarak jangkau bluetooth dan akurasi penggunaan kata sandi

berbasis suara. Hasil yang diperoleh sebagai berikut:


42

1) Pengujian terhadap jangkauan Bluetooth menunjukkan bahwa jarak koneksi

bluetoot huntuk mengirim data pada mikrokontroler berkisaran antara1 sampai

dengan 15 meter berdasarkan observasi yang dilakukan dalam rentang 15

meter.Setelah jarak lebih besar dari 15 meter, maka koneksi Bluetooth terputus.

2) Pengujian terhadap kata sandi yang diucapkan sebagai input suara untuk

mengetahui akurasi pengenalannya terhadap kata sandi yang diucapkan sebagai

inputan suara untuk mengetahui akurasi pengenalannya .Kata sandi yang

digunakan ada dua kategori,yaitu: a)tutup pintu,untuk memerintahkan kepada

system menutup dan menguncipintu;b)buka pintu,untuk memerintahkan kepada

system untuk melepas kunci dan membuka pintu.

Hasil yang diperoleh menunjukkan bagaimana pengaruh intonasi suara

terhadap akurasi dan pengucapan katasan diserta Bahasa yang digunakan melalui

smartphone.Intonasi suara dalam eksperimen ini terdiri atas delapan

jenis,yaitu:lembut;sedan;nada panjang;keras;cepat;kecil;suara samar;dan jelas tapi

ribut.bahasa yang digunakan adalah Bahasa Indonesia.Hasil tersebut diperoleh

seperti ditunjukkan tabel 4.3.


43

Intonasi Suara

Suara

Tutup

Pintu

Suara

Buka Pintu

Waktu Proses

Mode

Online

Mode

Offline

Lembut Berhasil Berhasil 5 detik 3 detik

Sedang Berhasil Berhasil 5 detik 3 detik

Berlagu Gagal Gagal 7 detik 4 detik

Keras Berhasil Berhasil 6 detik 3 detik

Cepat Gagal Gagal 5 detik 2 detik

Kecil Berhasil Berhasil 6 detik 3 detik

Samar-samar Gagal Gagal 7 detik 4 detik

Jelas Berhasil Berhasil 4 detik 3 detik

Rata – rata

Akurasi

Berhasil :

62.5%

Berhasil :

62.5% 5.6 detik 3.1 detik

Gagal :

37.5 %

Gagal : 37.5

%

Tabel4.3 Tabel Akurasi

Tabel 4.3menunjukkan bahwa pengenalan suara terhadap kata tutup pintu dan

buka pintu memiliki tingkat akurasi keberhasilan sebesar 62.5% dan tingkat kegagalan

sebesar 37.5%. Serta dapat dilihat juga hasil rata – rata waktu proses mode online

sekitar 5.6 detik dan mode offline sekitar 3.1 detik. Untuk waktu proses pada mode

online dapat berubah-ubah sesuai dengan kondisi jaringan internet yang digunakan

pada saat itu. Fluktuasi input suara baik kategori„tutup pintu‟maupun kategori„buka

pintu‟terhadap nilai akurasi pengenalan suara dideskripsikan secara grafikpada gambar

4.7


44

Gambar 4.7 Grafik Akurasi

4.6 Evaluasi

Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan maka didapatkan hasil yang bisa

evaluasi dari program pintu geser otomatis ini, yaitu :

1. Pengujian jarak konektifitas Bluetooth

Berdasarkan data hasil pengujian pada jarak jangkau android terhadap Bluetooth

pada rangkaian dapat diketahui bahwa jarak pengujian teerjauh yang berhasil

didapatkan adalah sejauh 12 meter. Dengan kondisi seperti ini, maka jarak ideal

yang diharapkan pada perancangan sudah dicapai sesuai dengan harapan.

2. Pengujian mikrokontroler terhadap motor servo

Pada pengukuran mikrokntroler terhadap motor servo dilakukan dengan mengukur

voltase mikrokontreler yang terhubung dengan motor servo didapatkan hasil

pengukuran yang stabil dengan nilai 4,9V. Tegangan ini didapatkan karena telah

melewati rangkaian regulator, sehingga nilai pada regulator ini memiliki selisih

sebesar 0,1V yang yang seharusnya 5V. Kondisi ini dapat diakibatkan oleh hasil

komponen atau toleransi alat ukur yang digunakan pada proses pengukuran.

3. Pengujian penggerak motor servo

Pengujian pada motor servo dilakukan untuk jenis motor servo tipe standar dengan

kemampuan rotasi dari 0 derajat hingga 180 derajat. Pada table pengujian tersebut,

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Akurasi

AkurasiB

erhas

il

Gag

al


45

didapatkan respon pengendalian motor servo berdasarkan derajat yang dihasilkan

terhadap data yang dikirimkan melalui android.

Hasil penelitian diperoleh dari data pengujian dari blok diagram sistem secara

menyeluruh.

1. Pengujian koneksi Bluetooth

Pengujian koneksi Bluetooth dilakukan untuk mengetahui jarak transmisi

antara Bluetooth yang terdapat pada smartphone Android dengan Bluetooth

HC-05 yang sudah terintegrasi dengan board Arduino Uno. Pengujian koneksi

Bluetooth diperlihatkan pada Tabel 4.4

Jarak Antara Sistem Bluetooth Keterangan

1 meter Lancar menerima perintah

1,5 meter Lancar menerima perintah


2, 5 meter Lancar menerima perintah
















46


10.5 meter Lancar menerima perintah


11,5 meter Koneksi Terputus

Tabel 4.4 Pengujian Koneksi Bluetooth

2. Pengukuran Spesifikasi Sistem

Pengukuran spesifikasi sistem dilakukan untuk mengetahui kinerja dari

prototype pintu gerbang otomatis yang telah dibuat. Pengukuran spesifikasi

sistem diperlihatkan pada Tabel 4.5

Parameter Keterangan

Tegangan Kerja 5 volt

Arus Maksimal 350 mA

Arus Stand By 50 mA

Tabel 4.5Pengukuran Spesifikasi Sistem

4.7 Penggunaan Sistem

Dalam proses ini merupakan tahap final percobaan perangkat lunak yang

dilakukan untuk mengetahui apakah perangkat keras yang telah dibuat sudah sinkron

dengan program yang dirancang. Adapun parameter yang hendak diuji :


47

#include <SoftwareSerial.h> // library serial

#include <Servo.h> // library motor servo

SoftwareSerial bluetooth(2, 3); // register pin serial bluetooth



void setup()

{

Serial.begin(9600); // konfigurasi port serial monitor

bluetooth.begin(9600); // konfigurasi port serial bluetooth


Servo2.write(120);

delay(500);


Servo1.write(145);

delay(500);

Servo1.detach();

Servo2.write(50);

delay(500);

Servo2.detach();

}

void loop()

{

if (bluetooth.available())// check terima data serial dari bluetooth

{ char inChar= bluetooth.read(); // baca input data serial

Serial.println(inChar); // tampilkan data ke serial monitor

if(inChar == '1') // cek perintah input serial untuk buka pintu

{

// Buka Pintu


Servo2.write(120);

delay(500);

Servo2.detach();


Servo1.write(35);

delay(500);

Servo1.detach();


48

pada program yang dibangun berupa proses pengiriman perintah gerak

terhadap alat. Setelah dilakukan pengujian terhadap alat yang dibuat maka diperoleh

hasil sebagai berikut:

1. Pengujian Sinkronisasi

Dalam pengujian software atau suatu perangkat lunak untuk pengisian pada

smartphone menggunakan arduino karena arduino adalah solusi terpaket yang

terdiri dari board hardware dengan mikrokontroler AVR serta software yang

dikembangkan menggunakan bahasa java dan bahasa C sebagai rujukan dalam

pemprograman.

Berikut ini adalah syntax program:

Gambar 4.8 Syntax Program

}else if(inChar == '0')// cek perintah input serial untuk tutup pintu

{

// Tutup Pintu


Servo2.write(120);

delay(500);


Servo1.write(145);

delay(500);

Servo1.detach();

Servo2.write(50);

delay(500);

Servo2.detach();

}

}

}


49

Gambar 4.9 Proses Compile Program

4.8 Implementasi Perancangan Antarmuka

Adapun impentasi perancangan antarmuka berdasarkan rancangan yang telah

dilakukan pada Bab 3 adalah sebagai berikut.

1. Tampilan login

Login adalah tampilanyang pertama kali muncul pada saat aplikasi pertama kali

dijalankan yang berisikan username dan password. Tampilan login dapat dilihat

pada gambar 4.10.


50

Gambar 4.10 Tampilan login

2. Tampilan Notifikasi Login

Notifikasi login akan muncul, apabila kolom username atau password salah.

Tampilan notifikasi dapat dilihat pada gambar 4.11.


51

Gambar 4.11 Tampilan notifikasi login

3. Tampilan Menu Aplikasi

Tampilan ini adalah tampilan menu aplikasi yang muncul apabila berhasil login.

Tampilan menu aplikasidapat dilihat pada gambar 4.12.


52

Gambar 4.12 Tampilan Menu Aplikasi

4. Menu Pengaturan Username - Password

Menu ini digunakan untuk melakukan pengaturan ulang username dan password

login pada aplikasi.Terdapat 2 kolom, yaitu username dan password, minimal

pengisian data masing-masing kolom harus lebih dari 4 karakter.Setelah

melakukan pengaturan kemudian tekan tombol “Save” untuk menyimpan

pengaturan.Tampilan menu pengaturandapat dilihat pada gambar 4.13.


53

Gambar 4.13 Pengaturan User name - Password

5. Menu Pemilihan Bluetooth

Menu ini digunakan untuk menghubungkan bluetooth yang terdapat pada

perangkat. Sebelum dihubungkan terlebih dahulu aktifkan bluetooth pada hp dan

lakukan pairing bluetooth pada perangkat.Kemudian tekan tombol “Connect”

untuk menghubungkan bluetooth pada perangkat. Setelah itu pilih nama bluetooth

yang terdaftar pada perangkat. Untuk memutuskan koneksi pada perangkat, tekan

tombol “Disconnect”.

Tampilan pemilihan bluetoohdapat dilihat pada gambar 4.14 dan 4.15.

Gambar 4.14 Pemilihan Bluetooth


54

Gambar 4.15 Bluetooth status

6. Menu Speech Recognition

Menuini digunakan untuk mendeteksi speech recognition dengan cara menakan

tombol speech (berbentuk mikrofon). Speech Recognition yang digunakan

menggunakan fasilitas dari google speech yang membutuhkan koneksi internet.

Kemudian hasil teks speech recognition akan ditampilkan dibagian bawah tombol

.Tampilan menuspeech recognition dapat dilihat pada gambar 4.16.

Gambar 4.16 Menu Speech Recognation


55

7. Menu Tombol Manual

Menu ini digunakan untuk membuka dan menutup pintu gerbang secara manual,

tombol ini digunakan sebagai sistem cadangan apabila pada Hp tidak terdapat

koneksi internet .Tombol “Open Gate” untuk membuka pintu gerbang, dan

tombol “Close Gate” untuk menutup pintu gerbang. Tampilan menu tombol

manualdapat dilihat pada gambar 4.17.

Gambar 4.17 Menu Tombol Manual

4.9 Kelebihan dan Kekurangan

Pada perancangan Simulasi alat pengendali pintu gerbang dan pintu garasi

menggunakan bluetooth berbasis android ini masih kurang sempurna. Perakitan dan

pembuatan perangkat ini masih memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan,

diantaranya:

1. Kelebihan

Adapun beberapa kelebihan yang dimiliki perangkat Simulasi alat pengendali

pintu gerbang dan pintu garasi menggunakan bluetooth berbasisandroid ini, antara lain

:

a. Dengan adanya rangakaian alat ini, maka dapat mempermudah user/pengguna

untuk membuka dan menutup pintu gerbang/garasi dengan memanfaatkan

fasilitas Smartphone Android.

b. Dari rangkaian alat yang dibuat dengan menggunakan Arduino UNO yang

digunakan untuk membuka dan menutup pintu gerbang dan pintu garasi maka

user dan pengguna tidak memerlukan banyak operator.

2. Kekurangan

Adapun beberapa kekurangan yang dimiliki perangkat pengendali pintu gerbang

dan pintu garasi menggunakan bluetooth berbasis android ini,antara lain :


56

a. Jika pintu gerbang dibuka maka pintu gerbang akan terbuka penuh tidak bisa

dibuka setengah gerbang atau sebagian saja.

b. Jika pemasangan relay kurang baik maka Pintu gerbang dan pintu garasi tidak

dapat dibuka

c. Jarak untuk pengontrolan pintu gerbang dan garasi tidak dapat diakses dengan

jarak jauh maksimal dengan jarak kurang lebih 10 meter.


57

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan analisa yang dilakukan terhadap prototipe

sistem otomatisasi pintu pagar berbasis mikrokontroler Arduino Uno R3 via Bluetooth

Aplikasi Android, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Prototipe telah berhasil dirancang dengan gabungan dari Mikrokontroler sebagai

pengendali pusat, Android sebagai input perintah, Bluetooth sebagai media

komunikasi, Motor Servo sebagai penggerak pagar.

2. Sistem penggerak dan pengunci pintu gerbang mengguanak Motor Servo dengan

maksimal putaran 180 derajat, dan bekerja pada tegangan 5 Volt.

3. Jarak transmisi maksimum dari modul bluetooth HC-05 ke bluetooth smartphone

android yang terukur pada ruang terbuka dapat terkoneksi sejauh 10 meter dengan

rata-rata waktu eksekusi kurang dari 1 detik.

4. Aplikasi pengendali berbasis android dikembangkan menggunakan program App

Inventor 2. Aplikasi bernama “Speech_Recognition” dapat diinstal dan berjalan

dengan baik pada smartphone Android baik dari versi 4.04 Ice Cream Sandwich

hingga versi 6.0 Marshmallow.

5. Rancangan aplikasi android menggunakan sistem keamanan password login

untuk menghindari penyalahgunaan sistem pintu gerbang.


58

5.2 Saran

Dari hasil perancangan alat yang telah terealisasi tentunya masih terdapat

beberapa kekurangan, untuk itu diperlukan pengembangan pada perancangan

selanjutnya. Berikut merupakan beberapa saran yang menjadi acuan untuk dapat

dikembangkan, antara lain:

1. Mengubah segi tampilan (user interface) pada aplikasi Android sehingga terlihat

lebih menarik untuk digunakan oleh pengguna.

2. Mengembangkan versi terbaru pada aplikasi Android agar selalu sesuai dengan

teknologi yang berkembang (software dan firmware).

3. Mengunggah aplikasi Speech_Recognitionke Google Play Store, agar pengguna

dapat dengan mudah mengunduh dan menginstal aplikasi via OTA (On The Air).

4. Memadukan sistem biometrik pengolahan citra, seperti pemindai sidik

jari(fingerprint scanner), pendeteksi wajah (face-log-on), dan pendeteksi

mata(eye scanner).

5. Merealisasikan prototype dengan ukutan model pintu pagar sebenarnya.


59

DAFTAR PUSTAKA

Ali, A., M., A., Spiegel, J., V., Mueller, P., Haentjens, G., dan Berman, J., 1999. An

Acoustic-Phonetic Feature-Based System For Automatic Phoneme

Recognition In Continuous Speech. IEEE, Hal.III-118 – III-121

Anusuya, M., A., dan Katti, S., K., 2009. Speech Recognition by Machine: A Review,

(IJCSIS) International Journal of Computer Science and

Information Security, Vol. 6, No. 3, India

Bala, A., Kumar, A., dan Birla, N., 2010. Voice Command Recognition Based On

MFCC And DTW. International Jurnal of Engineering Science and

Technology, Vol.2(12), Hal.7335-7342

Barrett, Steven. Arduino Microcontroller: Processing for Everyone. ThirdEdition. San

Rafael: Morgan-Claypool Publishers. 2013.

Hendra Maryanto. Pembuatan Prototipe Pintu Otomatis Satu Arah Berbasis

Mikrokontroler Atmega 8535 Menggunakan Double IR. Surakarta:

UniversitasSebelas Maret. 2010.

Huda, M., N., Ghulam, M., Horikawa, J., dan Nitta, T., 2007. Distinctive Phonetic

Feature (DPF) Based Phone Segmentation Using 2-Stage Multilayer Neural

Networks. RSIP International Workshop, Shanghai, China.

Martin, T.,Svendsen, T., dan Sridharan, S., 2002. Cross Lingual Pronunciation

Modelling Experiments For Indonesian Speech Recognition, Proceeding 9th

Australian International Conference on Speech Science & Technology

Melbourne, Australia

McRoberts, Michael. Beginner Arduino. Second Edition. Ajax: Apress Publisher.

2013.


60

Mulyana, Edi S. Pengenalan Protokol Jaringan Wireless Komputer.

Yogyakarta:Andi. 2005.

Prayaga, Lakshmi. Hawthome, Jeffrey. and Whiteside, Alex. Android AppInventor for

the Absolute Beginner. Cengage Learning PTR. United States ofAmerica.

2014.

Rabiner, L, dan Juang, B., H., 1993. Fundamentals of Speech Recognition.

Prentice Hall, New Jersay, USA

sitanggang, D., Sumardi, dan Hidayatno, A., 2002. Pengenalan Vokal Bahasa

Indonesia Dengan Jaringan Syaraf Tiruan Melalui Transformasi Fourier,

Simposium Nasional I RAPI, Hal 2-34.

Rizky Saputra, Tengku Ahmad Riza, Sugondo Hadiyoso. Perancangan

SistemOtomatisasi Pintu Pagar Berbasis Mikrokontroler Pada Prototype

DenganBluetooth Equipment Menggunakan Android Application. Bandung:

UniversitasTelkom. 2012

Thiang, dan Wijoyo, S., 2011. Speech Recognition Using Linear Predictive Coding

and Artificial Neural Network for Controlling Movement of Mobile Robot,

IPCSIT, Vol.6, IACSIT Press, Singapore

Triadi, Dendy. Bedah Tuntas Fitur Android. Yogyakarta: Jogja Great! Publisher.2013.

Wilfrid Sahputra Girsang , Fakhruddin Rizal Batubara, ST. MTI. Perancangan Dan

Implementasi Pengendali Pintu Pagar Otomatis Berbasis Arduino.

Medan:Universitas Sumatera Utara (USU). 2010.

Wolber, David. Abelson, Hal. Spertus Ellen, Looney Liz. 2015. App Inventor

2.O‟Reilly Media, Inc. United States of America. 2007.


61

Yogie El Anwar, Noer Soedjarwanto, Ageng Sadnowo Repelianto.

PrototypePenggerak Pintu Pagar Otomatis Berbasis Arduino Uno ATMEGA

328P dengan Sensor Sidik Jari. Bandar Lampung: Universitas Lampung.

2012.

Zuhal, Zhanggischan. Prinsip Dasar Elektroteknik. Jakarta: PT. GramediaPustaka

Utama. 2004.


ARDUINO SKRIPSI MUHAMMAD RIZKI MAULANA 37

Documents

Transcript of ARDUINO SKRIPSI MUHAMMAD RIZKI MAULANA 37