## ANALISA PEREKAMAN DATA SUARA DARI SISTEM BLACKBOX PADA KERETA API
Emy Setyaningsih 1 , M. Andang Novianta 2 ,
1) Program Studi Sistem Komputer – Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta 2) Program Studi Teknik Elektro – Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta E-mail: 1) emypurnomo@akprind.ac.id , 2) m_andang@akprind.ac.id

## Abstrak
Makalah  ini  akan  membahas  tentang  penerapan  black  box  pada  kereta  api  yang diadopsi pertama kali pada pesawat, dengan parameter perekam suara hingga waktu simpan kurang dari 1 hari 8 jam pada media penyimpanan SD Card. Tujuan dari pengujian pada makalah  ini  adalah  membandingkan  sumber  suara  terhadap  jarak  penerima,  sebagai parameter perubahan tingkat suara “dB”. Sistem perekaman suara yang akan ditempatkan pada  kereta  api  ini  menggunakan  modul  rangkaian  terintregasi  WTR010.  Voice  record WTR010  merupakan  modul  rangkaian  terintegrasi  untuk  merekam  suara  sendiri  atau  pun suara dari file music / video pada komputer dengan sangat mudah. Modul ini bisa merekam suara sendiri dan langsung di simpan ke dalam format audio. Format audio yang disediakan oleh modul voice record adalah format AD4 dan wav.
Hasil pengujian modul black box yang diletakkan pada kereta api, dengan mencoba mengucapkan  kata    “SAYA”,    suara  dapat  terekam  pada  modul  perekam  suara  yang selanjutnya diolah menggunakan ”software sound editor” yang disimpan pada SD Card ber- ekstensi  “wav”.  Perbandingan  sumber  suara  terhadap  jarak  penerima  dari  pengujian didapatkan sebuah persamaan regresi linier  y = -( 31x – 11)  dan R² = 0.972.  Pengujian ini menghasilkan penekanan suara dB dan frekuensi sample Hz yang berbeda.
Kata kunci : black box kereta api, perekaman suara, WTR010

## 1. PENDAHULUAN
Permasalahan perkeretaapian Indonesia saat ini memang diakui sangat rumit, sulit, dinamis  dengan  tantangan  yang  terus  berkembang.  Sejak  dulu  hingga  kini  kereta  api selalu  berhadapan  dengan  tantangan  kompetisi  yang  tinggi  dari  moda  lain.  Jika  dulu berhadapan  dengan  perkembangan  otomotif,  maka  kini  tantangan  datang  dari perangkutan  udara  dengan  tarif  yang  sangat  kompetitif.  Namun  yang  saat  ini mengganggu  perkeretaapian  Indonesia  adalah  tingginya  tingkat  kecelakaan.  Penyebab tingginya  kecelakaan  kereta  api  merupakan  akumulasi  dari  banyak  faktor,  diantaranya masalah regulasi, manajemen, kondisi prasarana dan sarana, SDM, dan lain-lain.
Saat  ini  sistem  pemantauan  lalu  lintas  kereta  api  yang  dilakukan  oleh  PT.  KAI masih bersifat sederhana dan semi otomatis. Oleh karena itu dibutuhkan alat yang dapat merekam lalu lintas kereta api serta memonitoring letak atau posisi kereta api tertentu secara realtime ,  sehingga  membantu  meminimalkan  terjadinya  kecelakaan  kereta  api yang  disebabkan  secara  teknis  maupun  kesalahan  manusia.  Selain  itu  juga  dibutuhkan alat perekam suara yang dapat memberikan informasi kondisi/keadaan terakhir sebelum terjadinya kecelakaan. Sehingga informasi mengenai penyebab kecelakaan secara pasti
dapat  diketahui  dengan  adanya  alat  pemantau  posisi  kereta  api  yang  dilengkapi  alat perekam suara.
Bunyi atau suara adalah pemampatan mekanis atau gelombang longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat dan gas. Kebanyakan suara adalah gabungan berbagai sinyal getar terdiri dari gelombang harmonis,  tetapi  suara  murni  secara  teoritis  dapat  dijelaskan  dengan  kecepatan  getar osilasi atau frekuensi yang diukur dalam satuan getaran Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan  bunyi  dengan  pengukuran  dalam  satuan  tekanan  suara  desibel  (dB) (Gold,B.,andN.Morgan, 1999).
WTR010 adalah modul elektronik yang terintregasi untuk penyimpanan suara pada media SD Card. Modul ini bisa merekam suara sendiri dan langsung di simpan kedalam format audio. Format audio yang disediakan oleh modul voice record adalah format AD4 dan wav. Untuk merekam suara yang terdapat pada kereta api, maka dipasang sebuah black box termasuk  salah  satunya  modul voice  record .  Modul voice  record (WTR010) diletakkan  pada  keretaapi,  tepatnya  pada  ruang  masinis  untuk  mengetahui  percakapan diruangan tersebut.
Tujuan pengujian penelitian ini adalah untuk mendapatkan persamaan regresi linier perbandingan nilai tekanan suara (dB), antara penerima (modul WTR010) terhadap jarak sumber ( source voice ) di dalam kereta api, dengan metode analsis pada “ softwaresound editor ”.
2. KAJIAN TEORI
Beberapa  penelitian  terdahulu  yang  terkait  dengan  pengolahan  suara  atau  bunyi diantaranya:
a) Pengenalan pola kata dengan metode anfis ( adaptive neuro-fuzzy inference systems ), menganalisa  dan  mengetahui  unjuk-kerja  ANFIS  sebagai  perangkat  lunak  yang menggunakan toolbox Matlab  untuk  proses  pengenalan  pola  kata  melalui  spektrum kata, sehingga dapat mengenali ucapan kata dari orang perorang, yang disimulasikan dalam  bentuk absensi (Maulidya S.I, 2007).
b) Text  to  voice  with  angry  condition ,  penelitian  ini  membahas text  to  voice pada komputer, dengan penambahan emosi marah pada keluaran suara bahasa lisan dalam setiap  suku  kata,  namun  kurangnya  penelitian  pada  bahasa  untuk  transkripsi  teks dalam  bahasa  Indonesia  dengan  mempertimbangkan  fonologi  bahasa  Indonesia, memotivasi  untuk  membuat  teks  bahasa  Indonesia  untuk  konteks  yang  sering digunakan,  oleh  karena  untuk  melakukan  penelitian  bahasa  Indonesia,  teks  yang sering digunakan dalam transkrip percakapan sehari-hari seperti e-mail atau chatting melalui  internet  atau  layanan  pesan  teks  telepon,  dan  khususnya  pada  robot  bicara (Alamsyah R, 2011).
c) (Utomo  B.A.,  dkk,  2011)  meneliti  tentang  analisis  karakteristik  suara  manusia berdasarkan  frekuensi  fundamental  dan  tingkat  usia  pada  pelajar  SLTP  dan  SLTA, penelitian  ini  membahas  tentang  pengambilan  data  rekaman  suara  digital  dengan mengambil obyek pelajar SLTP dan SLTA berusia 13 hingga 18 tahun. Tiap tingkat usia  diambil  sebanyak  8  responden  laki-laki  dan  8  responden  perempuan,  tiap responden memberikan sebanyak 10 sampel dengan kata terucap “kamu”. Frekuensi fundamental  didapatkan  dengan  menggunakan  metode cepstrum dan  autokorelasi yang  telah  terintegrasi  di  dalam software COLEA.  Tiap  tingkat  usia  dilakukan pendugaan  interval  rata-rata  f0  sebagai  parameter  populasinya  serta  dilakukan  uji hipotesis beda dua rata-rata untuk diketahui kesamaan antar parameter rata-rata f0 tiap tingkat usia. Hubungan antara f0 dan usia didapatkan menggunakan analisis regresi.
2.1 Kajian Voice Record WTR010
Voice record merupakan modul rangkaian terintegrasi untuk merekam suara sendiri atau pun suara dari file musik / video pada komputer dengan sangat mudah sekali. Modul perekaman  suara  WTR010  yang  nampak  pada  Gambar  1  adalah  modul  yang  bisa merekam  suara  sendiri  dan  langsung  di  simpan  kedalam  format  audio.  Format  audio yang disediakan oleh modul voice record adalah format mp3 dan wav.
a) File  format4  bit  MA-APCM  WAV  dengan  akiran  “WAV”  serta  file  AD4,  dengan akhiran “AD4”.
b) Nama file harus 4 digit dan nama file suara dimulai dari 0000.
c) Penyimpanan file disimpan pada root direktori kurang dari 511 file.
d) Antarmuka I2C menggunakan level tegangan 3.3 – 5 Volt.

## Gambar 1. Modul perekaman suara WTR010
3. METODE PENELITIAN
Pada  Gambar  2,  diperlihatkan  bentuk  perekam  data  secara  utuh  dengan  tempat pelindung dan sistem elektronik di dalamnya. Sistem elektronik terjaga di dalam akrilik yang tidak mempengaruhi kinerja penerima sinyal GPS dan modem GSM. Desain box akrilik juga didesain agar mudah dalam pengoperasian dan penggantian simcard GSM. Baterai  Li-ion  800maH  sebagai backup tegangan  yang  kedua  ketika  ACCU  (tegangan utama) tidak dipasang. Pengisian ulang baterai secara otomatis ( autocharging ). Backup baterai  ini  juga  sebagai alarm  warning (peringatan)  ketika  ACCU  (tegangan  utama) dilepas. Desain  rangkaian  PCB layout dan  tempat  kotak  ( box )  yang  dibuat  agar  mudah dalam perbaikan maupun pengoperasian. Peletakan dengan menggunakan konsep bentuk tumpukan  ( stacking )  pada  modul  rangkaiansehinggalebih  sederhana  dan  mudah  untuk perakitan  sistem  perekam  suara,  unit  kendali,  modul  GSM  dan  modul  GPS.  Dengan metode stacking akan membuat dimensi bisa lebih ramping.
Gambar 2. Tata letak rangkaian elektronik dan box
Pengujian perekaman suara dilakukan dengan mengumpulkan 3 contoh suara yang disimpan  pada  modul  perekam  suara  WTR010  dengan  kapasitas  SD  Card  512Mb, tepatnya di ruang masinis dengan durasi 24 jam. Pengujian ini dilakukan ketika kereta
api sedang dalam perjalanan dengan mengujikan ucapakan kata yang sama, tetapi dengan jarak  yang  berbeda.    Hasil  pengujian  yang  dilakukan  didapatkan  tekanan  suara  yang semakin  kecil,  hal  ini  membuktikan  bahwa  nilai  jarak  (meter)  pada  sumber  suara berbanding terbalik dengan nilai tekanan suara.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  penyimpanan  rekaman  suara  pada  media  SD  Card  dapat  dibuka menggunakan software  sound  editor, didalam  software  ini  sudah  terdapat  analisis frekuensi dan kualitas tekanan suara (dB). Jika durasi simpan SD Card yang berukuran 32 Mbyte adalah 2 jam, maka estimasi durasi simpan SD Card yang berukuran 512 Mb dapat menyimpan hingga 1 hari 8 jam.
Size Jam 32Mb 2jam 512Mb
T
T= 512𝑥2 32 = 32 jam = 1 hari 8 jam.
Hubungan antara variabel pada suatu data yang terdiri atas dua atau lebih variabel dapat  dipelajari  dengan  analisis  regresi.  Hubungan  yang  didapat  dinyatakan  dalam bentuk  matematik  yang  menyatakan  hubungan  fungsional  antara  variabel-variabelnya. Ada dua jenis variabel dalam analisis regresi, yaitu variabel bebas atau variabel prediktor dan  variabel  tak  bebas  atau  variabel  respon.  Regresi  dengan  X  merupakan  variabel bebasnya  dan  Y  sebagai  variabel  tak  bebasnya  dinamakan  regresi  Y  atas  X,  ditulis sebagai  Y  =  a  +  bX.  Persamaan  regresi  atas  hasil  pengamatan  yang  didapat  dapat dilakukan  dengan  metode  tangan  bebas  dan  metode  kuadrat  terkecil.  Metode  tangan bebas  merupakan  metode  kira-kira  menggunakan  diagram  pencar  berdasarkan  hasil pengamatan,  sumbu  tegak  untuk  variabel  tak  bebas  sedangkan  sumbu  datar  adalah variabel  bebas.  Bentuk  regresi  dapat  ditentukan  dengan  memperhatikan  letak  titik-titik dalam  diagram.  Jika  letak  titik-titik  tersebut  berada  di  sekitar  garis  lurus  maka  cukup beralasan  untuk  menduga  sebagai  regresi  linier.  Jika  letak  titik-titik  disekitar  garis lengkung  maka  dikatakan  sebagai  regresi  onlinier.  Metode  kuadrat  terkecil  berpangkal pada kenyataan bahwa jumlah pangkat dua (kuadrat) dari jarak antara titik-titik dengan garis  regresi  yang  dicari  harus  sekecil  mungkin.  Dalam  pengujian  penelitian  ini digunakan analisis regresi menggunakan metode kuadrat terkecil. Perekaman  suara  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  proses  percakapan  di  dalam kereta yang disimpan pada SD Card 512Mb, tepatnya di ruang masinis dengan durasi 24 jam. Tabel 1 adalah hasil dari pengujian penyimpan tingkat tekanan suara terhadap jarak sumber suara di dalam kereta. Dengan menggunakan frequency analysis yang terdapat softwaresound editor didapat nilai dB (tingkat tekenan suara) yang disimpan pada media SD Card.
Tabel 1.  Kualitas hasil perekaman suara
oN rmJmus ka ra J s suara (meter) Penekanan
Suara(dB) Sampling Frekuensi 1 0.5 6 - 3619 2 s 1 s 17 - 512 3 1.5 37 - 136

## JURNAL INFORMATIKA Vol. 9, No. 1, Jan 2015
Hasil pengujian pada tabel 1 didapatkan persamaan regresi linier sebagai berikut: y = - ( 31x – 11) dan R² = 0.972 dan  Gambar  3  menunjukkan  grafik  pendekatan  linier antara sumber suara dan penerima.

## Gambar 3. Pendekatan linier antara sumber suara dan penerima (WTR010)
Pengujian  terhadap  modul  perekam  dengan  cara  mengucapkan  kata  “SAYA” dengan jarak yang berbeda dari alat pemantau. Hasil pengujian didapatkan hasil penekan suara (dB) dan frekuesi sampel (Hz) yang berbeda. Perekaman suara yang disimpan pada SD Card nantinya akan ber-ekstensi (*.Wav).

## Gambar 4. Perekaman suara pada kereta Api
Hasil dari perekaman suara ini dapat diputar dan dianalisa menggunakan software power  sound  editor, yaitu software yang  tersedia  secara  gratis  yang  menyediakan fasilitas pola pengukuran frekuensi dan tekanan bunyi, serta pengurangan bissing ( noise ), seperti pada Gambar 4.
y = 31x - 11 R² = 0,9727 0 10 20 30 40 0 0,5 1 1,5 2 te kan an b u n yi ( -dB ) jarak (m) dB linier

## 5. SIMPULAN
Dari hasil penelitian dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa:
a) Suara pada WTR010 yang tersimpan pada SD Card memiliki file format “*.wav” atau “AD4”.
b) Perekaman suara dapat tersimpan selama 1 hari 8 jam.
c) Analisis regresi untuk perubahan nilai tekanan suara (dB) terhadap jarak sumber suara ( source voice ), memiliki persamaan: y = - ( 31x – 11) dan R² = 0.972 .
d) Grafik  regresi  menunjukkan  adanya  penurunan  besarnya  dB  seiring  bertambahnya jarak sumber suara yang diterima.
6. UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada Kopertis wilayah V DIY Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan yang telah mendanai kegiatan penelitian ini sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksana Hibah Penelitian Nomor: 1331/K5/KM/2014, Tanggal 6 Mei 2014, melalui dana Penelitian Hibah Bersaing.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Aryo  Baskoro  Utomo,Wahyudi,  Achmad  Hidayatno,  2011,  Analisis  Karakteristik  Suara Manusia Berdasarkan Frekuensi Fundamental Dan Tingkat Usia Pada Pelajar SLTP dan SMA,Fakultas Teknik UNDIP, Semarang.
[2] Gold,B.,andN.Morgan, 1999, SpeechandAudio SignalProcessing:Processing andPerception of Speechand Music,John Wiley & Sons, Inc., New York.
[3] Robi Alamsyah, 2011, Text To Voice With Angry Condition , Fakultas Teknik Universitas Indonesia, Depok.
[4] Siti  Imsyawati  Maulidya,  S.T.,  M.Kom,  2007, Pengenalan  Pola  Kata  Dengan  Metode Anfis  (Adaptive  Neuro-Fuzzy  Inference  Systems) ,  Jurusan  Teknik  Informatika,  IST AKPRIND, Yogyakarta.