Pengunci Pintu Otomatis Menggunakan Deteksi Wajah

Projek ini merupakan prototipe penguncian pintu otomatis menggunakan deteksi wajah sebagai kunci untuk membuka pintu.

Harap dibaca peringatan di bawah sebelum mengambil aplikasi ini sebagai sampel penelitian.

Video demo bisa dilihat di sini.

Stacks

• Python 3.10.x
• Arduino NodeMCU ESP8266 LoLin

Dependency (Arduino)

• ESP8266 Board Library
• Arduino Servo Library

Dependency (Python)

• OpenCV2 Contributor Edition
• Adam Geitgey's DLIB Face Recognition
• pyserial
• NumPy
• Python Decouple

How It Works?

Arduino

Arduino hanya menerima data dari aplikasi deteksi muka berupa data uint32 dari Serial Communication yang mana akan diteruskan ke Servo yang bekerja sebagai engsel otomatis dari pintu.

Adapun buzzer di sini digunakan sebagai pemanis/penanda dari setiap aksi yang dilakukan entah ada penyusup, menerima ping dari aplikasi, ataupun membuka pintu.

Push Button di sini digunakan untuk membuka pintu secara manual. Diibaratkan sebagai "pegangan pintu manual" di sisi lain dari ruangan.

Face Recognition App

OpenCV dan face_recognition mempunyai banyak andil dalam proses ini. OpenCV digunakan sebagai alat bantu face_recognition untuk merender frame yang terjadi dari webcam yang mana setiap ada aksi akan dikirimkan ke PySerial.

face_recognition di sini digunakan untuk membaca dan membuat encoded dataset yang berbentuk NumPy Array. Library ini juga digunakan sebagai alat bantu untuk menentukan posisi kordinat muka pada webcam yang dikirim oleh OpenCV.

PySerial digunakan untuk mengirim data ke NodeMCU dengan frekuensi 9600 baud. Data yang dikirim hanya berkisar sekitar 8 bit saja untuk meningkatkan performa pengiriman data ke mikrokontroler.

Dikarenakan library requests dari Python melakukan blocking ke aplikasi yang berdampak aplikasi akan hang dikarenakan menunggu hasil upload gambar ke Telegram Endpoint, kegiatan requests dipisah menjadi satu Thread yang akan hangus apabila proses requests tersebut selesai sehingga tidak mengganggu proses deteksi muka. Pemisahan Thread juga berguna apabila terjadi massive upload dari aplikasi ini karena tidak mengganggu thread utama yang mana bertugas untuk mendeteksi muka.

Pin Location (Arduino)

Pin	GPI	Target
D0	GPIO 16	Buzzer
D1	GPIO 5	Push Button (Input Pullup)
D2	GPIO 4	Servo
G	GND (Right)	Grounding Buzzer & Push Button
VIN	5V	Powering Servo
G	GND (Left)	Grounding Servo

How to Use

1. Seperti biasa, rakit arduino berdasarkan lokasi pin yang sudah disediakan.
2. Install seluruh dependensi untuk Arduino dan Python.
3. Build dan Upload ./Engine menggunakan Arduino IDE dengan konfigurasi beriut:
   • Board: NodeMCU v1.0 (ESP-12E Module) / LOLIN(WEMOS) D1 R1
   • USB COM: Sesuaikan dengan port komputer masing-masing
   • Target: Engine.ino
4. (Opsional/Worst Case) Semisal ada hal yang aneh terjadi setelah upload file ke Arduino, tekan Reset 1x. Ditandai dengan Servo bergetar dan Buzzer menyala sebentar.
5. Copy .env.example menjadi .env dan buat folder bernama dataset. Atau kalian bisa menggunakan command di bawah ini (khusus Linux):

cd ./FaceReg
cp .env.example .env
mkdir dataset

6. Masukkan muka anda dengan struktur folder di bawah ini:

├── dataset
│   ├── NamaOrang1
│   │   ├── 1.jpg
│   │   ├── 2.jpg
│   │   └── 3.jpg
│   └── NamaOrang2
│       ├── 1.jpg
│       ├── 2.jpg
│       └── 3.jpg

Jumlah foto yang dimasukkan tergantung foto yang anda gunakan, semakin banyak semakin bagus. Rekomendasi foto yang dimasukkan adalah minimal 3 foto dengan ekspersi berbeda-beda. Ekstensi file yang direkomendasikan adalah .jpg dan .png

7. Konfigurasi file .env yang dicopy tadi sesuai dengan kebutuhan.
8. Pastikan konteks direktori anda berada di folder ./FaceReg dan jalankan aplikasi pendeteksi muka dengan command di bawah ini:

py main.py

Arduino VSCode Fix

Kadang kala, error yang terjadi saat menggunakan Arduino IDE di VSCode itu adalah mereka tidak bisa membaca file .ino apabila filenya dipisah. Untuk memperbaikinya, cari file .vscode/c_cpp_properties.json kemudian tambahkan semua yang ada di bawah ini:

// Cari objek di bawah ini
"forcedInclude": [
    .....,
    // Copy dan Paste semua line di bawah ini
    "${workspaceFolder}\\Engine\\animate.ino"
]

Disclaimer

Aplikasi ini dapat dijadikan sebagai bahan skripsi atau penelitian dengan penambahan hal baru sebab telah terdaftar sebagai judul Aplikasi Profesional dan Tugas Akhir Konsentrasi di Universtias Dipa Makassar. Penambahan hal baru yang berkaitan dengan proyek ini dapat dilakukan dengan menambahkan sitasi yang telah tersedia pada file di dalam repositori ini.

(C) 2022 - Ikramullah. Protected with Open Source License. All rights reserved.