1) PT Panorama Graha Teknologi, Jakarta, INDONESIA Alumni Konsentrasi Teknik Elektronika pada Program Studi Teknik Elektro, Universitas Ibn Khaldun Bogor
2) Program Studi Teknik Elektro, Universitas Ibn Khaldun Bogor, JB, INDONESIA email: 1) ika_setyo82@gmail.com, 2) arief.goeritno@uika-bogor.ac.id
Abstrak –    Telah  dipabrikasi  dua  modul  elektronika  sebagai gateway untuk sebuah sistem communication interface adapter ( CIA )  berbasis  mikrokontroler  Arduino  UNO  R3  dan MEGA2560  R3  terkendali  sinyal dual  tone  multi  frequency . Sistem CIA bersifat  unik,  karena  sebagai  penghubung sistem komunikasi dengan protokol berbeda.
Keterwujudan sistem CIA dilakukan melalui tahapan integrasi terhadap  perangkat  keras  dan  subsistem  pendukung, pemrograman, dan uji verifikasi berupa simulasi. Mikrokontroler  Arduino  UNO  R3  digunakan  pada  modul gateway ke-1,  sedangkan  Arduino  MEGA2560  R3  digunakan pada  modul gateway ke-2.  Pemrograman  terhadap  sistem mikrokontroler dilakukan melalui 5 (lima) tahapan algoritma, yaitu konfigurasi pin, deklarasi variable dan konstanta, ambil dan kirim data, dan keluaran. Struktur sintaks pemrograman didasarkan kepada Arduino Integrated Developtment Enviroenment ( IDE ) .  Uji  verifikasi  dilakukan  dalam  bentuk simulasi.  Diperoleh  hasil  simulasi  terhadap  6  (enam)  kondisi, yaitu a) simulasi terhadap rangkaian deteksi dering, b) simulasi terhadap  rangkaian Voice  Operated  Transmit  (VOX) ,  c) simulasi rangkaian off hook modul pesawat telepon, d) simulasi imulasi  terhadap  rangkaian tone  decoder ,  e)  simulasi dial  up nomor  telepon  melalui  tombol DTMF dan  rangkaian IC switching ,  dan  f)  simulasi  terhadap  rangkaian  perekam  dan penyimpan  suara,  berupa  (i)  perekaman  suara  dan  (ii) pemutaran kembali suara. Keberhasilan uji verifikasi dengan 6  kondisi  telah  sebagai  petunjuk,  bahwa  sistem  CIA  berbasis mikrokontroler Arduino berfungsi sebagaimana yang diharapkan.
Kata  Kunci:  communication  interface  adapter,  mikrokontroler Arduino, sinyal dual tone multi frequency

## I. P ENDAHULUAN
Keberadaan  perangkat  sistem  telekomunikasi  pada  era sekarang,  meliputi  perangkat  untuk  4  (empat)  sistem  [1], yaitu:  (i)  telepon  tetap  ( fixed  phone ),  (ii)  telepon  bergerak ( mobile  phone ),  (iii)  komunikasi  radio  (SKR, Radio Communication  System , RCS )  atau  dikenal  dengan  istilah sistem  telekomunikasi  dengan  frekuensi  radio,  dan  (iv) telepon  satelit.  Sistem  telepon  tetap  atau  lebih  dikenal dengan Public  Switched  Telephone  Network ( PSTN )  [2-4] sebagai  jaringan  berbasis  rangkaian  elektronika  dengan layanan  konvensional  teleponi  atau Plain  Old  Telephone Service ( POTS ) [3,4] yang secara umum diatur oleh standar- standar teknis yang dibuat the International Telecommunication Union ( ITU ) [5] pada Sektor Standardisasi Telekomunikasi atau ITU-T dengan
penggunaan  pengalamatan  E.163/E.164  yang  dikenal dengan  nomor  telepon  [5].  Sistem  telepon  bergerak, merupakan sistem telekomunikasi  berbasis  jaringan Global System  for  Mobile  Communications ( GSM ).  Pengenalan pertama kali GSM secara komersial dimulai pada Desember 1991  oleh  operator  pemenang  dari  Negara  Finlandia  [6]. Sistem komunikasi radio, merupakan hubungan komunikasi dengan  penggunaan  media  udara  dan  frekuensi  gelombang radio ( radio frequency ) sebagai sinyal pembawa  informasi, baik  informasi  bersifat  data  atau  audio  [7,8].  Sistem telekomunikasi  dengan  telepon  satelit  ( satellite  telephone , satellite  phone ,  atau satphone ),  merupakan  tipe mobile phone yang  terhubung  ke  satelit  pada  orbitnya,  bukan berdasarkan komunikasi terestrial (permukaan bumi) [9,10].
Perbedaan  sistem  telekomunikasi  telah  menjadi  pilihan dalam  pemanfaatannya.  Perangkat  elekronika  sebagai jembatan untuk penggabungan antara sistem teleponi ( fixed phone dan/atau mobile phone ) dan sistem komunikasi radio telah menjadi suatu keniscayaan. Penggabungan komunikasi kedua perangkat komunikasi tersebut, dikendalikan  oleh  pengguna  melalui  penekanan  terhadap tombol  pada keypad [11]  yang  dikenal  dengan Dual  Tone Multi  Frequency ( DTMF )  [12,13]  yang  terdapat  pada masing-masing  perangkat  telepon  atau  perangkat  radio. Sistem Communication  Interface  Adapter ( CIA )  [14,15] berbasis  mikrokontroler  terkendali  sinyal DTMF bersifat unik  sebagai  penghubung  sistem  komunikasi  dengan protokol  berbeda.  Keberadaan  sistem CIA sebagai penghubung  antara  perangkat  komunikasi  berbasis  sistem komunikasi  radio  [7,8]  dan  berbasis  teleponi  ( fixed  phone atau mobile  phone )  [3,4]  yang  didasarkan  kepada komunikasi di permukaan bumi ( terrestrial ) [9,10].
Berpedoman kepada latar belakang tersebut, maka dibuat modul CIA berjumlah  2  (dua)  buah  sebagai  perangkat gateway untuk  antarmuka  ( interface ).  Sebuah gateway terhubung ke perangkat komunikasi berbasis frekuensi radio dan  sebuah gateway lainnya  terhubung  ke  perangkat komunikasi  berbasis  teleponi  ( fixed  phone atau mobile phone ). Diagram blok modul gateway berbasis mikrokontroler  terkendali  sinyal DTMF unuk CIA ,  seperti ditunjukkan pada Gambar 1.

## Communication Interface Adapter Berbasis Mikrokontroler Arduino Terkendali Sinyal Dual Tone Multi Frequency
Ika Setyawibawa 1) dan Arief Goeritno 2)
Modul A1 1 2 4 3 Mikrokontroler Arduino Sistem Relai Modul Saklar Sensor Dual Tone Multi Frequency ( DTMF ) Sensor Voice Operated Transmit ( VOX ) Radio Gateway Mikrokontroler Arduino 1 2 Sistem Relai Sensor Dual Tone Multi Frequency ( DTMF ) Modul Deteksi Dering 3 4 Pesawat Telepon PSTN / GSM Gateway Modul A2
Gambar 1 . Diagram blok modul gateway berbasis mikrokontroler terkendali sinyal DTMF untuk CIA
Berdasarkan  Gambar  1  ditunjukkan,  bahwa  sistem berbasis  mikrokontroler  [16]  dapat  dikendalikan  secara otomatis oleh pengguna  melalui  nada-nada DTMF [12,13]. Keberadaan CIA terhubung ke sebuah mikrokontroler yang berfungsi sebagai pengolah dan penentu sinyal masukan/keluaran  ( I/O )  [14,15]  dari  rangkaian  sensor, rangkaian  pendukung,  dan  rangkaian  penggerak  relai [17,18]. Pengguna ( end user ) dapat tersambung atau terputus melalui  penekanan  kode  angka  pada keypad yang  terdapat pada  perangkat  komunikasi  yang  digunakan.  Berpedoman kepada rumusan masalah, maka ditetapkan tujuan penelitian yang  meliputi  a)  memperoleh  sistem CIA terintegrasi berbasis mikrokontroler Arduino UNO R3 dan MEGA2560 R3  [19]  berbantuan  keseluruhan  perangkat  keras  dan subsistem pendukung, b) memperoleh struktur pemrograman terhadap sistem mikrokontroler Arduino UNO R3  dan  MEGA2560  R3  berbasis  Arduino Integrated Development  Environment [20],  dan  c)  memperoleh  uji verifikasi  terhadap  sistem CIA terintegrasi  berbasis mikrokontroler  melalui  pemberian  simulasi  pada  jalur masukan dan pengamatan terhadap jalur keluaran.

## II. M ETODOLOGI P ENELITIAN
Untuk dukungan kepada pelaksanaan metode penelitian, diperlukan  bahan  penelitian  berupa:  (i)  modul DTMF [12,13], modul Voice Operated Transmit ( VOX ) [21], modul perekam  ISD2560  [22],  rangkaian tone  decoder [23],  dan modul telepon PSTN [3,4], (ii) perangkat radio transceiver [8,13,24],  (iii)  perangkat GSM to  analog  phone  converter [25],  (iv) board mikrokontroler  Arduino  UNO  R3  dan MEGA2560 R3 [19,20], (v) sejumlah resistor, sejumlah IC 4066, kapasitor, transistor, relai elektromekanik, dan dioda, (vi) IC regulator 7805, (vii) catu daya ( power supply 5 dan 12 V dc ), (viii) downloader mikrokontroler, dan (ix) program aplikasi Easily  Application  Graphical  Layout  Editor ( EAGLE ) [26].  Alat-alat  yang  digunakan  meliputi:  (i)  satu set tools elektronika,  (ii) avometer ,  (iii)  bor  listrik,  (iv) minidril , (v) radio digital test set , dan (vi) transmission line tester .
Diagram alir metode penelitian, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2 . Diagram alir metode penelitian
Berdasarkan  Gambar  2  dijelaskan  dengan  acuan  tujuan penelitian.  Pengintegrasian  sistem  berbasis  mikrokontroler Arduino  UNO  R3  dan  MEGA2560  R3  terhadap  perangkat keras  dan  subsistem  pendukung,  dilakukan  melalui pembuatan  rangkaian  perangkat  keras,  pengintegrasian modul-modul  perangkat  keras  dan  perangkat  pendukung pada  sistem  mikrokontroler  Arduino  UNO  R3  dan MEGA2560  R3,  dan  pengawatan  peranti  elektronika  pada jalur masukan dan keluaran yang terhubung ke sistem radio dan  teleponi.  Struktur  pemrograman  terhadap  sistem mikrokontroler  Arduino  UNO  R3  dan  MEGA2560  R3, dilakukan  melalui  penentuan  algoritma  dalam  bentuk diagram  alir  dan  penulisan  sintaks  yang  berbasis  Arduino IDE .  Pelaksanaan  uji  verifikasi  berupa  simulasi  terhadap sistem CIA ,  meliputi  pemberian  kondisi  terhadap  jalur masukan  dan  diamati  kondisi  keluaran.  Pemberian  kondisi terhadap jalur masukan dilakukan kepada rangkaian detektor dering,  rangkaian Voice  Operated  Transmit ( VOX ), rangkaian off-hook terhadap perangkat telepon, modul busy tone , dial-up nomor  telepon  melalui  rangkaian switching , dan modul perekam dan penyimpan suara.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
Diagram  blok  hubungan  antar  modul gateway pada sistem CIA terintegrasi  berbasis  mikrokontroler  terkendali sinyal DTMF , seperti ditunjukkan pada Gambar 3.
Rangkaian Voice Operated Transmit (VOX) Board A1 Rangkaian DTMF
Rangkaian Relai-1 ( Rx Audio ) Rangkaian Relai-2 ( Tx Audio ) Rangkaian Relai-3
Rangkaian Perekam dan Penyimpan Suara Board Mikrokontroler Arduino UNO R3 Rangkaian Lampu Indikator Modul Gateway A1 ke Accessories pin Radio Gateway X 1 X 2 Y 1 Y 2 modul gateway A1 Board Mikrokontroler Arduino MEGA2560 R3 Rangkaian Perekam dan Penyimpan Suara Rangkaian Lampu Indikator Modul Pesawat Telepon Rangkaian Relai-4 Rangkaian Tone Decoder Board A2 Rangkaian Relai-1 (s peaker )
Rangkaian Relai-3 ( on/off Hook ) Rangkaian DTMF Rangkaian Relai-2 ( microphone ) Rangkaian IC s witch 4066 Modul Gateway A2 ke Saluran PSTN atau GSM Device X 1 X 2 Y 1 Y 2 modul gateway A2
Gambar 3 Diagram blok hubungan antar modul gateway pada sistem CIA terintegrasi berbasis mikrokontroler terkendali sinyal

## DTMF
A  Sistem CIA Terintegrasi  Berbasis  Mikrokontroler Arduino UNO R3 dan MEGA2560 R3
Sistem CIA terintegrasi berbasis mikrokontroler terkendali sinyal DTMF merupakan sistem yang terdiri atas beberapa  rangkaian  dan  komponen  elektronika  yang diintegrasikan  menjadi  satu  kesatuan,  agar  sistem  tersebut dapat  beroperasi  secara  optimal.  Sistem CIA terintegrasi berbasis  mikrokontroler  terkendali  sinyal DTMF ,  seperti ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4 Sistem CIA terintegrasi berbasis mikrokontroler terkendali sinyal DTMF
Berdasarkan  Gambar  4  ditunjukkan,  bahwa  sistem CIA terintegrasi berbasis mikrokontroler Arduino UNO R3 dan MEGA2560 R3, meliputi (i) modul gateway A1 yang merupakan  antarmuka  untuk  sistem  komunikasi  berbasis frekuensi  radio,  (ii)  modul gateway A2  yang  merupakan antarmuka  untuk  sistem  komunikasi  berbasis  teleponi,  dan (iii) sistem catu daya.
Board mikrokontroler  Arduino  UNO  R3  difungsikan untuk  pengolahan  data  masukan  dan  keluaran  ( I/O) pada modul gateway A1.  Koneksi pin-pin jalur  masukan  dan keluaran  pada  Arduino  UNO  R3  di  modul gateway A1, seperti ditunjukkan pada Gambar 5.
A5 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 TX RX ke Relai-3 ke Relai-1 ke Relai-2 ke IC DTMF 8870 kaki 15 ke LED indikator COR ke LED indikator PTT ke LED indikator Connect ke ISD2560 pin CE ke ISD2560 pin A0-A3 ke ISD2560 pin A4-A5 ke ISD2560 pin A6-A7 ke pin COR Radio ke pin P TT Radio ke Rx Arduino MEGA2560 R3 ke Tx Arduino MEGA2560 R3 Mikrokontroler Arduino UNO R3 A0 A1 A2 A3 A4 VOX Q4 Q3 Q2 Q1 Keterangan: VOX = Voice Operated Transmit IC = Integrated Circuit DTMF = Dual Tone Multi Frequency
COR = Carrier Operated Relay PTT = Push to Talk
Gambar 5 Koneksi pin-pin jalur masukan dan keluaran pada Arduino UNO R3 di modul gateway A1
Board mikrokontroler Arduino UNO R3 terhubung dengan board mikrokontroler  Arduino  MEGA2560  R3  di  modul gateway A2 melalui pin data TX/RX yang digunakan sebagai jalur komunikasi data secara terus- menerus.
Board mikrokontroler Arduino MEGA2560 R3 difungsikan  untuk  pengolahan  data  masukan  dan  keluaran pada modul gateway A2. Koneksi pin-pin jalur masukan dan keluaran  pada  Arduino  MEGA2560  R3  di  modul gateway A2, seperti ditunjukkan pada Gambar 6.
A0 A5 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D44 D45 D46 D47 D48 D49 D50 D51 D52 D53 TX RX
ke Relai-3 ke Relai-4 ke Relai-1
ke Relai-2
ke ISD 2560 pin A0-A3 ke ISD 2560 pin A4-A5
ke ISD 2560 pin A6-A7 ke ISD 2560 pin CE
Tersambung ke indikator Indikator Sinyal Suara Indikator Ringer ke IC DTMF 8870E pin 15
Tombol Angka 1 Tombol Angka 2 Tombol Angka 3 Tombol Angka 4 Tombol Angka 5 Tombol Angka 6 Tombol Angka 7 Tombol Angka 8 Tombol Angka 9
Tombol Angka 0 ke Rx Modul Arduino UNO R3 ke Tx Modul Arduino UNO R3 Mikrokontroler Arduino MEGA2560 R3 A1 A2 A3 A4 Q4 Q3 Q2 Q1 D42 D43 Tone Decoder Speaker
Gambar 6 Koneksi pin-pin jalur masukan dan keluaran pada Arduino MEGA2560 R3 di modul gateway A2
Berdasarkan  Gambar  6  ditunjukkan,  bahwa  selain keterhubungan  dengan  beberapa  rangkaian  yang  berada  di modul gateway A2, board mikrokontroler  Arduino MEGA2560  R3  juga  terhubung  ke board mikrokontroler Arduino  UNO  R3  di  modul gateway A1 melalui pin data TX/RX yang digunakan sebagai jalur komunikasi data secara terus menerus

## B  Pemrograman terhadap Sistem Mikrokontroler Arduino UNO R3 dan MEGA2560 R3
Pemrograman terhadap mikrokontroler Arduino UNO R3 dan  Arduino  MEGA2560  R3  digunakan  aplikasi  Arduino IDE yang merupakan aplikasi bawaan dari Arduino dengan penggunaan bahasa pemrograman C. Tahapan pemrograman yang  harus  dilalui,  meliputi  penentuan  algoritma  dan penulisan sintaks.
B.1  Penentuan algoritma
Penentuan  algoritma  dengan  tujuan  untuk  kemudahan dalam  pelaksanaan  pemrograman,  agar  terarah  dan terstruktur  dengan  baik.  Algoritma  yang  dibuat  dalam program tertanam ( embedded program ) terhadap sistem CIA berbasis mikrokontroler, dilakukan terhadap mikrokontroler Arduino UNO R3 dan Arduino MEGA2560 R3. Algoritma dibuat    dalam  bentuk  diagram  alir.  Diagram  alir pemrograman sistem CIA terintegrasi berbasis mikrokontroler terkendali sinyal DTMF , seperti ditunjukkan pada Gambar 7.
mulai
konfigurasi pin
deklarasi variabel dan konstanta program utama A A ambil dan kirim data keluaran selesai sudah dilakukan? ya tidak
Gambar 7 Diagram alir pemrograman sistem CIA terintegrasi berbasis mikrokontroler terkendali sinyal DTMF
Berdasarkan Gambar 7 ditunjukkan, bahwa struktur program pada  sistem  minimum  terdiri  atas  beberapa  tahapan,  yaitu: (i) konfigurasi pin , (ii) deklarasi variabel dan konstanta, (iii) program utama, (iv) ambil dan kirim data, dan (v) keluaran.
B.2  Penulisan sintaks
Dalam aplikasi Arduino IDE penulisan sintaks lebih dikenal secara umum dengan istilah sketch . Keseluruhan  penulisan  sintaks  didasarkan  kepada algoritma.
#1) Konfigurasi pin Tahapan  konfigurasi pin merupakan  tahapan  penentuan pin yang digunakan sebagai keluaran atau sebagai masukan. Pin digunakan  sebagai  parameter  dalam  program  di mikrokontroler Arduino UNO R3 dan MEGA2560 R3 yang terhubung  ke  rangkaian VOX, rangkaian DTMF, rangkaian tone  decoder ,  dan pin Carrier  Operated  Relay ( COR ), rangkaian  relai,  rangkaian  perekam  dan  penyimpan  suara,
dan  rangkaian IC  switch .  Penulisan  struktur  sintaks  untuk konfigurasi pin , seperti ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1 Penulisan struktur sintaks untuk konfigurasi pin Modul Gateway A1 Modul Gateway A2 int fox = A0; int relay = A5; int q1 = A4; int q2 = A3; int q3 = A2; int q4 = A1; int rs = 3; int rm = 2; int play = 8; int ch1 = 11; int ch2 = 10;
int ch3 = 9;
int cor = 12; int ptt = 13; int lcor = 5; int lptt = 6; int lind = 7;
int dtmf = 4;
int relay = A5; int q1 = A4; int q2 = A3; int q3 = A2; int q4 = A1;
int dtmf = 11;
int play = 7; int ch1 = 4; int ch2 = 5;
int ch3 = 6;
int rs = 2; int rm = 3; int rdet = 43; int btone = 42; int hold = A0; int ltlp = 10;
int la1 = 8;
int lsuara = 9; int _0 = 44; int _1 = 45; int _2 = 46; int _3 = 47; int _4 = 48; int _5 = 49; int _6 = 50; int _7 = 51; int _8 = 52; int _9 = 53;
#2) Deklarasi variabel dan konstanta
Deklarasi variabel dilakukan untuk pendeklarasian jenis data yang harus dilakukan. Penulisan struktur sintaks untuk deklarasi  variabel  dan  konstanta,  seperti  ditunjukkan  pada Tabel 2.
Tabel 2 Penulisan struktur sintaks untuk deklarasi variabel dan konstanta
Modul Gateway A1 Modul Gateway A2
String modul = "01"; char i; char dat; int nilai = 0; int cont = 0;
String data = ""; String input = ""; unsigned long milis = 0;
String modul = "02"; const long dialtone = 50; const long ringtone = 35; const long busytone = 20;
unsigned long milis = 0; String kondisi; char angka; String input = ""; String data = ""; char i; int cont = 0; int nilai = 0; int dat = 0;
#3) Program utama
Sumber  dari  semua  pengontrolan  program  terletak  di blok  program  utama.  Semua  perintah  pada  program diurutkan  diurutkan  di  program  utama,  mulai  dari  kondisi awal,  pengambilan  data,  dan  reaksi  atau  keluaran  dari program  yang  dibuat.  Penulisan  struktur  sintaks  untuk program utama pada modul gateway A1, yaitu: void loop() { input = ""; if(Serial.available()>0){data = Serial.readString();} if(data == modul){ delay(200); Serial.print("connected"); digitalWrite(lind, HIGH); telpon(); data = ""; } while(digitalRead(cor)==LOW and i != 'a'){ digitalWrite(lcor, HIGH); if(digitalRead(dtmf)==HIGH){nomor(); if(i != 'a'){input += i;}} if(i == 'a'){i = ' '; setnomor();} Serial.print(digitalRead(q2)); Serial.print(digitalRead(q3));
Serial.println(digitalRead(q4));*/ }
Untuk modul gateway A2, yaitu: void loop() { dat = 0; input = ""; if(Serial.available() > 0){data = Serial.readString();} if(data == "tutup"){digitalWrite(la1, LOW); data = ""; return;} if(data == modul){ digitalWrite(hold, HIGH); Serial.print("02 ready"); digitalWrite(la1, HIGH); while(dat != 60){ unsigned long awalmilis = millis(); if(awalmilis - milis >= 100){ milis = awalmilis; dat++; if(digitalRead(btone) == LOW){nilai++;} } } digitalWrite(hold, LOW); dat = 0; if(nilai >= dialtone){Serial.print("o");} else {digitalWrite(la1, LOW); Serial.print(" ");} nilai = 0;

## #4)  Ambil dan kirim data
Ambil dan kirim data merupakan perintah atau ketentuan yang  sesuai  dengan  masukan  pada  sensor  tersebut  dikirim untuk  dan  selanjutnya  digunakan  sebagai  isyarat  ke penggerak  aktuator  berupa  relai.  Penulisan  struktur  sintaks untuk  program  ambil  dan  kirim  data,  seperti  ditunjukkan pada Tabel 3.

## Tabel 3 Penulisan sintaks untuk program ambil dan kirim data
Modul Gateway A1 Modul Gateway A2 void nomor(){ i = ' '; delay(200); int d1 = digitalRead(q1); int d2 = digitalRead(q2); int d3 = digitalRead(q3); int d4 = digitalRead(q4);
void nomor(){ i = ' '; delay(200); int d1 = digitalRead(q1); int d2 = digitalRead(q2); int d3 = digitalRead(q3); int d4 = digitalRead(q4);
#5)  Keluaran
Keluaran  merupakan  reaksi  yang  diakibatkan  oleh masukan data yang diberikan sensor dan dihubungkan ke pin pada port masukan  mikrokontroler.  Kondisi  keluaran program digunakan untuk penghubungan ke rangkaian relai, rangkaian perekam dan panyimpan suara, dan rangkaian IC switch .  Penulisan  struktur  sintaks  untuk  keluaran,  seperti ditunjukkan pada Tabel 4.
Tabel 4 Penulisan struktur sintaks untuk keluaran
Modul Gateway A1 Modul Gateway A2 void suara1(){ digitalWrite(ch1, LOW); digitalWrite(ch2, HIGH); digitalWrite(ch3, HIGH); digitalWrite(ptt, LOW); digitalWrite(lptt, HIGH); delay(200); digitalWrite(relay, HIGH); digitalWrite(play, LOW); digitalWrite(ptt, LOW); delay(6000); suaraclear(); }
void suara1(){ digitalWrite(ch1, LOW); digitalWrite(ch2, HIGH); digitalWrite(ch3, HIGH); delay(200); digitalWrite(relay, HIGH); digitalWrite(play, LOW); delay(4300); suaraclear(); }

## C Uji Verifikasi
Kepastian  rangkaian  terpasang  di minimum  system berbasis mikrokontroler terkendali oleh sinyal DTMF untuk CIA telah  beroperasi  dengan  baik,  dilakukan  uji  verifikasi terhadap  beberapa  rangkaian  dan  modul  dalam  bentuk simulasi.  Uji  verifikasi  pada  setiap  rangkaian  dilakukan dengan cara pemberian masukan dan dilakukan pengamatan pada  jalur  keluaran  dengan  peralatan  yang  sesuai.  Uji verifikasi  juga  berfungsi  untuk  pengamatan  terhadap keberadaan  jabat-tangan  ( handshaking )  antar  modul  atau rangkaian.  Terdapat  6  (enam)  simulasi,  yaitu  a)  simulasi terhadap  rangkaian  deteksi  dering,  b)  simulasi  terhadap rangkaian Voice  Operated  Transmit  (VOX ),  c)  simulasi rangkaian off/on  hook modul  pesawat  telepon,  d)  simulasi imulasi terhadap rangkaian tone decoder , e) simulasi dial up nomor  telepon  melalui  tombol DTMF dan  rangkaian IC switching , dan f) simulasi terhadap rangkaian perekam  dan penyimpan  suara,  berupa  (i)  perekaman  suara  dan  (ii) pemutaran kembali suara.
C.1  Simulasi terhadap rangkaian deteksi dering
Sebelum  dilakukan  simulasi  pengkondisian  terhadap rangkaian  pendeteksi  dering,  langkah  awal  yang  harus dilakukan berupa pengukuran nilai tegangan di jalur speaker dering  pada  modul  pesawat  telepon  saat  terdapat  ada pangilan  telepon  dan  pada  saat  tidak  terdapat  panggilan telepon.  Hasil  pengukuran  tegangan  ini  yang  digunakan sebagai  dasar  penentuan  kondisi  awal pin D43  pada mikrokontroler Arduino MEGA2560 R3. Simulasi rangkaian  dering  dilakukan  dengan  pengubahan  logika masukan  di pin D43  mikrokontroler  Arduino  MEGA2560 R3 sebagai logika high atau low sesuai dengan setpoint yang telah  ditentukan.  Hasil  pengukuran  tegangan  pada  saat terdapat  dan  tidak  terdapat  panggilan  masuk,  seperti ditunjukkan pada Tabel 5.
Tabel 5 Hasil pengukuran tegangan pada saat terdapat dan tidak terdapat panggilan masuk Kondisi Tegangan (V dc ) Tidak terdapat dering 0,931 Terdapat dering 13,37 C.2  Simulasi terhadap rangkaian Voice Operated Transmit
Rangkain Voice  Operated  Transmit ( VOX )  berfungsi untuk  pendeteksian  sinyal  suara  saat  komunikasi  sedang berlangsung. Keluaran pada pin dari rangkaian terhubung ke mikrokontroler  di pin A0.  Untuk  keperluan  pendeteksian sinyal  suara,  perlu  dilakukan  pengaturan  pada  resistor variabel yang  terdapat  pada  rangkaian,  sehingga  diperoleh data digital 0 dan 1. Simulasi pada rangkaian VOX dilakukan dengan  pemberian  masukan  berupa  sinyal  suara  dengan penggunaan radio  digital test  set Aeroflex tipe 3920 untuk pengaktifan  fitur Audio  Frequency  Generator ( AF Generator ).  Alat  ukur  disetel  pada  nilai  frekuensi  sinyal suara yang dapat didengar manusia, yaitu dalam rentang 20– 20  kilohertz  dengan  level  tegangan  tidak  lebih  dari  200 milivolt. Port keluaran audio dihubungkan ke pin masukan rangkaian VOX .  Pengetesan  dilakukan  dengan  alat  ukur dengan penyetelan nilai frekuensi 1 kilohertz. dengan level 2,314 milivolt.
Tampilan penyetelan pada Audio Frequency Generator , seperti ditunjukkan pada Gambar 8.

## Gambar 8 Tampilan penyetelan pada Audio Frequency
Generator
Tampilan  saat  pengkondisian  rangkaian Voice  Operated Tramsmit dengan penerimaan masukan sinyal suara dari alat ukur, seperti ditunjukkan pada Gambar 9.
Gambar 9 Tampilan saat pengkondisian rangkaian Voice Operated Tramsmit dengan penerimaan masukan sinyal suara dari alat ukur
C.3  Simulasi terhadap rangkaian off/on hook
Rangkaian off/on  hook modul  pesawat  telepon  berupa rangakaian  relai  yang  dipasang  pada  modul gateway A2 terhubung ke modul pesawat telepon. Modul penggerak relai digunakan sebagai pengganti switch off hook modul pesawat telepon  dengan  tujuan,  agar  kondisi off/on hook modul pesawat  telepon  dapat  dikendalikan  oleh  mikrokontroler. Tampilan  relai off/on hook untuk  modul  pesawat  telepon, seperti ditunjukkan pada Gambar 10.
Gambar 10 Tampilan relai off/on hook untuk modul pesawat telepon
Simulasi  dilakukan  pada  saat  sistem  dengan  kondisi terima  atau  tidak  terima  panggilan.  Saat  tidak  terima panggilan kondisi kaki relai dalam kondisi Normally Open ( NO )  dan  saat  terima  panggilan  kondisi  kaki  relai  dalam kondisi Normally Close ( NC ). Kondisi kaki relai rangkaian off/on hook , seperti ditunjukkan pada Tabel 6.
Tabel 6 Kondisi kaki relai rangkaian off/on hook Kondisi Status Kaki Saklar Keterangan Saat tidak dilakukan panggilan Normally Close on-hook Saat diakukan pangilan Normally Open off-hook Saat terima panggilan Normaly Open off-hook C.4  Simulasi terhadap rangkaian tone decoder
Keberadaan  rangkaian tone  decoder pada  sistem CIA , digunakan sebagai sensor berbasis frekuensi tone pada jalur telepon pada saat modul pesawat telepon terjadi on hook atau off  hook . Perlakuan terhadap rangkaian  berupa  pengukuran frekuensi tone pada jalur telepon pada (a) saat kondisi modul telepon PSTN off-hook , (b) saat penerimaan sinyal sibuk, dan (c) saat modul telepon terjadi panggilan. Nilai frekuensi pada modul  pesawat  telepon PSTN dapat  diketahui  dengan penggunaan alat ukur Radio Digital Test Set merek Aeroflex tipe  3920.  Hasil  pengukuran  frekuensi tone pada  modul pesawat telepon, seperti ditunjukkan pada Tabel 7.
Tabel 7 Hasil pengukuran frekuensi tone pada modul pesawat telepon Kondisi Periode Waktu (detik) Frekuensi (hertz) Off-hook kontinyu 450 sibuk 0,5 detik on ; 0,5 detik off 450 dilakukan panggilan 1 detik on ; 4 detik off 450
C.5  Simulasi terhadap rangkaian tombol DTMF dan IC switching
Simulasi  pengkondisian  terhadap  rangkaian DTMF , dgunakan  bantuan  aplikasi DTMF  Encoder sebagai generator sinyal frekuensi DTMF dan alat ukur Radio Digital Test Set merek A eroflex tipe 3920 untuk penunjukan bentuk gelombang  frekuensi  sinyal DTMF sesuai  dengan  tombol angka    yang  ditekan.  Tampilan  aplikasi DTMF  Encoder untuk  simulasi  pengkondisian  rangkaian DTMF ,  seperti ditunjukkan pada Gambar 11.
Gambar 11 Tampilan aplikasi DTMF Encoder untuk simulasi pengkondisian rangkaian DTMF
Tampilan nilai frekuensi sinyal DTMF pada saat penekanan angka 1, seperti ditunjukkan pada Gambar 12.
Gambar 12 Tampilan nilai frekuensi sinyal DTMF pada saat penekanan angka 1
C.6  Simulasi  terhadap  rangkaian  perekam  dan  penyimpan suara
Simulasi  terhadap  rangkaian  perekam  dan  penyimpan suara berupa a) perekaman suara dan b) pemutaran kembali suara.
a). Perekaman suara
Perlakuan saat perekaman suara berupa penentuan alamat dari suara yang direkam. Jumlah suara yang dapat direkam pada  rangkaian  perekam  dan  penyimpan  suara,  seperti ditunjukkan pada Tabel 8.
Tabel 8 Jumlah suara yang dapat direkam pada rangkaian perekam dan penyimpan suara
di modul gateway A1 di modul gateway A2 Alamat Suara Alamat Suara 0000 0000 Slot tidak tersedia 0000 0000 slot tidak tersedia 0000 1111 02, tersambung, masukan nomor telepon akhiri dengan tanda pagar 0000 1111 masukkan nomor slot 1111 0011 diputus 1111 0011 01 tersambung 1111 1100 diputus
Berdasarkan  Tabel  8  ditunjukkan,  bahwa  pengalamatan suara  yang direkam  berupa 8 bit data biner melalui pin A0 sampai A7 dengan langkah-langkah (i) setelah diubah posisi saklar  S3  ( play/record ),  agar  posisi pin P/R terhubung dengan ground ;  (ii)  pengubahan  posisi  saklar  S1,  agar pin PD tidak terhubung dengan ground ; (iii) penekanan S2 untuk mulai  perekaman  dengan  berbicara  di  mikrofon;  dan  (iv) untuk pengakhiran perekaman, diubah posisi saklar S1, agar pin PD terhubung dengan ground dan S2 dilepas.
b). Pemutaran kembali suara
Kondisi  sistem  saat  pemunculan  kembali  suara,  seperti ditunjukkan pada Tabel 9.
Tabel 9 Kondisi sistem saat pemunculan kembali suara
Kondisi Suara Lokasi
Dari radio HT melakukan penekanan tombol 02# sebelum komunikasi
terhubung
“02 tersambung, masukkan nomor telepon akhiri dengan tanda pagar” Modul gateway A1
Sebelum modul gateway A1 dan modul gateway A2 terhubung kemudian dari radio HT menekan selain tombol 02
sebelum tanda # “slot tidak tersedia” Modul gateway A1
Saat modul gateway A1 dan modul gateway A2 terhubung kemudian dari radio HT atau penelpon menekan tombol *,  dan rangkaian tone dekoder tidak menerima nada sambung (dial tone) “diputus” Modul gateway A1 dan Modul
gateway A2 Sebelum modul gateway A1 dan modul gateway A2 terhubung kemudian penelpon menekan selain tombol 01
sebelum tanda # “slot tidak tersedia” Modul gateway A1
Sebelum modul gateway A1 dan modul gateway A2 terhubung kemudian rangkaian relai off hook aktif, dan modul pesawat telepon menerima panggilan “Masukkan nomor slot” Modul gateway
A2
Setelah modul pesawat telepon off hook , penelpon menekan 01# dari perangkat telepon yang digunakan “01 tersambung”
Modul gateway A2 Setelah modul pesawat telepon off hook , modul gateway A1 dan modul gateway A2 belum terhubung kemudian penelpon menekan selain tombol 01 sebelum tanda #
“slot tidak tersedia”
Modul gateway A2
Berdasarkan  Tabel  9  ditunjukkan,  bahwa  pelaksanaan
pemutaran  kembali  suara  yang  telah  disimpan,  dilakukan dengan  cara  tidak  jauh  berbeda  dengan  cara  untuk pelaksanaan perekaman. Proses pemanggilan suara tersimpan  pada  rangkaian  perekam  dan  penyimpan  suara dilakukan  oleh  mikrokontroler  dengan  pengaktifan port digital jalur keluaran pada pin D8, D9, D10, dan D11 pada mikrokontroler Arduino UNO R3 di modul gateway A1 dan port digital jalur keluaran pada pin D4, D5, D6, dan D7 pada mikrokontroler Arduino MEGA2560 R3 di modul gateway A2.
Untuk  pemutaran  kembali  suara  yang  telah  direkam, dilakukan  dengan  langkah-langkah  (i)  Penentuan  alamat suara  yang  direkam  melalui pin A0  sampai  A7  berupa kombinasi data 8 bit biner; (ii) Pengubahan posisi saklar S3, agar  posisi pin  P/R tidak  terhubung  dengan ground ;  (iii) Pengubahan  posisi  saklar  S1,  agar pin  PD tidak  terhubung dengan ground ;  dan  (iv)  Penekanan  tombol  S2,  agar  suara terekam pada alamat yang sudah ditentukan dapat terdengar di loudspeaker .

## IV. K ESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  dan  bahasan,  maka  dapat  ditarik kesimpulan  sesuai  tujuan  penelitian.  Integrasi  sistem minimum  berbasis  mikrokontroler  Arduino  sebagai CIA terkendali  sinyal DTMF berupa  dua  buah  modul gateway . Kedua  modul  tersebut,  yaitu gateway A1  dan gateway A2 digabung  menjadi  satu  kesatuan  sistem  yang  di  dalamnya terdiri atas beberapa rangkaian elektronika. Modul gateway A1 merupakan antarmuka yang terhubung dengan perangkat komunikasi  berbasis  sistem  komunikasi  radio,  sedangkan modul gateway A2  merupakan  antarmuka gateway yang terhubung dengan perangkat komunikasi berbasis teleponi.
Pemrograman  terhadap  sistem CIA berbasis  Arduino IDE ,  meliputi  penentuan  algoritma  dan  penulisan  sintaks. Pemrograman  merupakan  bentuk  pengendalian  terhadap sistem minimum pada perangkat komunikasi berbasis sistem komunikasi  radio  dan  teleponi  ( PSTN atau GSM ). Pengendalian berkait dengan penyambungan dan pemutusan koneksi perangkat komunikasi berbasis frekuensi radio dan teleponi.
Simulasi  meliputi  a)  pemberian  kondisi  terhadap  jalur masukan  rangkaian  detektor  dering  dan  diamati  kondisi keluaran  dari  rangkaian  tersebut,  b)  pemberian  kondisi terhadap rangkaian Voice Operated Transmit ( VOX ) dengan pemberian  kondisi  berupa  audio  pada  jalur  masukan  dan jalur  keluaran  dihubungkan  ke  radio  Motorola  GM338,  c) pemberian  kondisi  terhadap  terhadap  rangkaian off-hook terhadap perangkat telepon  yang terhubung dengan saluran telepon, d) pemberian kondisi terhadap  masukan pada  jalur masukan  modul busy  tone dengan  nada busy  tone dengan frekuensi  425  hertz  dalam  periode  0,5  detik,  e)  pemberian kondisi  terhadap dial-up nomor  telepon  melalui  rangkaian switching untuk dial-up nomor  telepon,  dan  f)  perekaman dan  pemutaran  kembali  suara  dengan  modul  perekam  dan penyimpan  suara,  berupa  (i)  perekaman  suara  dan  (ii) pemutaran kembali suara.

## D AFTAR P USTAKA
[1]  J.T.J.  Penttinen. “Introduction,”  in The  Telecommunications Handbook:  Engineering  Guidelines  for  Fixed,  Mobile  and Satellite Systems . Chichester, WS: John Wiley & Sons, Ltd., 2015, pp. 1-19.
[2]  R.  Horak,  “Public  Switched  Telephone  Network,”  in Telecommunications  and  Data  Communications  Handbook . Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc., 2007, pp. 200-246.
[3] B. Kushnick. (2013, January, 7). What Are the Public Switched Telephone  Networks,  'PSTN'  and  Why  You  Should  Care?. [Online].  Available:  http://www.huffingtonpost.com/bruce- kushnick/public-switched-telephone- networks_b_2377773.html
[4]  Direktorat  Jenderal  Pos  dan  Telekomunikasi,  Departemen Perhubungan,  (2005,  Februari,  4).  “Keputusan  Direktur Jenderal  Pos  dan  Telekomunikasi  Nomor  13/Dirjen/2015, tentang  Persyaratan  Teknis  Perangkat  Videophone  PSTN, Direktur  Jenderal  Pos  dan  Telekomunikasi”.  [Online].
Tersedia di: http://www.postel.go.id/downloads/41/20120120135504- KEPUTUSAN_DIRJEN_POSTEL_NOMOR_13_2005.pdf [5]   ITU. “ITU History”. [Online]. Available: http://www.itu.int/en/about/Pages/default.aspx.
[6] A.A. Huurdeman, “Cellular Radio,” in The Worldwide History of  Telecommunications ,  Hoboken,  NJ:  John  Wiley  &  Sons, Inc., 2003, p. 529.
[7]  R.  Sherman.  (1999). Radio  Communication System .  [Online]. Available: http://www.fas.org/man/dod- 101/sys/ship/weaps/radio.htm.
[8]   I.  Setyawibawa  dan  A.  Goeritno,  “Rancang  Bangun  Sistem Komunikasi  Radio  Berbasis Digital  Trunking Untuk  Sarana Komunikasi pada Pengelolaan Jalan Tol Trans Sumatera,” di Prosiding  Seminar  Nasional  Teknologi  dan  Informatika (SNATIF  ke-4  Tahun  2017),  Fakultas  Teknik,  Universitas Muria Kudus, 2017, hlm. 181-193.
[9]    Worldwide  telecommunications  system  using  satellites,  by R.A.  Wiedeman  and  P.A.  Monte.  (1999,  June,  22).  U.S. 5915217 A [Online]. Available: http://patentimages.storage.googleapis.com/pdfs/US5915217. pdf
[10] W.S. Yoon and Y.D. Kim, “Satellite Communications Systems Applications,”  in Systems,  Controls,  Embedded  Systems, Energy, and Machines , Richard C. Dorf, Editor, Boca Raton, FL: CRC Press, 2006, pp. 15.9.-15.28.
[11]  L.  Schenker.  (1960,  January).  “Pushbutton  Calling  with  a Two-Group  Voice-Frequency  Code,”  in The  Bell  System Technical Journal , (Version of Record Online: 29 Jul 2013). 39 (1), pp. 235–255. [Online]. Available: https://ia902707.us.archive.org/11/items/bstj39-1-235/bstj39- 1-235.pdf
[12] F. Durda. (2006). Dual Tone Multi-Frequency ( Touch-Tone® ) Reference . [Online]. Available:
http://nemesis.lonestar.org/reference/telecom/signaling/dtmf. html
[13]  A.Z.  Dodd, The  Essential  Guide  to  Telecommunications ,  5 th Edition. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2012, p. 183.
[14]  Communications  Interface  Adapter,  by  S.F.  Davidson,  D.G Maglaya, D.A. Sofia, S.J. Collar, J.J. Stone. (1999, Nov., 25).
WO Patent 1999060723 A1, [Online]. Available: https://www.google.com/patents/WO1999060723A1?cl=en
[15] M.A. Seibert, A.J. Culotta, Jr. “Communications interface for wireless communications headset”. U.S. Patent 6745014 B1, June 1, 2004.
[16]  M.A.  Mazidi,  S.  Naimi,  and  S.  Naimi, The  AVR Microcontroller and Embedded Systems: Using Assembly and C . Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2011, pp. 40-43.
[17]  S.F.  Ginting,  A.  Goeritno,  dan  R.  Yatim  ,  “Kinerja  Sistem Pengontrolan  Berbantuan  Sensor  Voice  Recognition  dan Mikrokontroler ATmega16 untuk Pengoperasian Aktuator,” di Prosiding SNTI V-2016 Universitas Trisakti , Jakarta, 18 Mei 2016, hlm. 359-365.
[18] A. Goeritno, dan S.F. Ginting, “Prototipe Sistem Pengontrolan Berbasis Voice Recognition Sensor dan Mikrokontroler untuk Pengoperasian  Aktuator,”  pada  JUTEKS  Jurnal  Teknik Elektro  dan  Sains,  Program  Studi  Teknik  Elektro  Fakultas Teknik Universitas Ibn Khaldun Bogor, vol. 3, no. 2, Oktober 2016. [Online]. 3(2), hlm. 7-15. Tersedia di: http://ejournal.uika- bogor.ac.id/index.php/JUTEKS/article/view/331/eng.
[19] B. Massimo and M. Shiloh. (2015, December). Getting Started with Arduino. (3 rd Edition). [Online]. Available: http://www.esc19.net/cms/lib011/TX01933775/Centricity/Do main/110/make_gettingstartedwitharduino_3rdedition.pdf
[20] J. Purdum. (2012, September 10). Beginning C for Arduino: Learn  C  Programming  for  the  Arduino  and  Compatible Microcontrollers . (1st ed.) [Online]. Available: http://www.lakos.fs.uni- lj.si/images/Predmeti/MK/2014/Beginning%20C%20for%20 Arduino.pdf.
[21]  Motorola.  (2010,  Oct.,  5). How  to  Build  Voice  Activated Switch . [Online]. Available:
http://www.circuit-finder.com/categories/sensor/sound- sensor/443/voice-activated-switch
[22]  Winbond.  (2003,  June). ISD2532/40/48/64:  Single-Chip, Multiple-Messages,  Voice  Record/Playback  Device 32-,  40-, 48-,  and  64-Second  Duration .  San  Jose,  CA:  Winbond
Electronics Corp. [Online]. Available: http://www.ozitronics.com/data/ISD2532.pdf.
[23]  Busy  tone  detecting  method  and  apparatus,  by  Z.  Weining. (2011).  CN  Patent  101272420  B,  [Online].  Available: https://encrypted.google.com/patents/CN101272420B?cl=en &hl=en&output=html_text.
[24] T.M. Cover and J.A. Thomas, Elements of Information Theory , Second Edition. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc., 2006, pp. 524-548.
[25]  S.M.  Redl,  M.K.  Weber,  and  M.W.  Oliphant, GSM  and Personal Communication Handbook , Norwood, MA:  Artech House, Inc., 1998, pp. 172-173.
[26] CadSoft. EAGLE Easily Applicable Graphical Layout Editor Manual Version 5 . Palm Beach, FL: CadSoft Computer Inc., pp. 37-80, 2010.