Desain Mesin Penjawab Dan Penyimpan Pesan Telepon Otomatis Suherman Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK Di negara maju, mesin penjawab telepon (telephone answering machine) sudah merupakan kebutuhan bagi pemilik telepon. Namun di dalam negeri, perangkat ini masih tergolong barang mewah dan kurang familiar. Meskipun peranan komunikasi banyak bergeser dari telepon rumah ke telepon seluler, namun tetap saja telepon rumah menjadi komunikasi utama bagi pengguna tetap seperti rumah dan perkantoran. Fasilitas telepon memo sebagai mesin penjawab yang berbasis terpusat di sentral, masih relatif mahal dan kurang disukai pelanggan, sehingga mesin penjawab telepon masih memiliki kecendrungan dibutuhkan. Mesin penjawab telepon di pasaran menggunakan pita magnetik maupun memori terintegrasi sebagai perekam. Memiliki kapasitas penyimpanan pesan yang cukup besar. Namun demikian, mesin-mesin tersebut merupakan produk impor dan kurang diketahui detail rangkaiannya. Tulisan ini bertujuan untuk membahas desain mesin penjawab dan penyimpan pesan dengan menggunakan komponen memori terintegrasi. Dengan tulisan ini diharapkan dapat memicu usaha desain yang lebih baik mengarah ke swasembada elektronika.
DESAIN MESIN PENJAWAB DAN PENYIMPAN PESAN TELEPON OTOMATIS 1.
Pendahuluan Saat diaktifkan, mesin penjawab dan penyimpan pesan telepon memiliki fungsi antara lain, mengangkat telepon secara otomatis, memberikan salam pembuka dan mempersilahkan meninggalkan pesan, menyimpan pesan dan memindahkan alamat memori untuk pesan selanjutnya. Ada tidaknya pesan yang terekam dapat dilihat pada indikator LED. Saat pengguna ingin mendengarkan pesan, mesin memutar kembali memori dan memperkuatnya ke speaker. Pesan dapat dibaca secara berurutan maupun satu persatu sesuai keinginan. Jika memori belum penuh, pesan selanjutnya akan disimpan ke memori yang tersisa, namun jika memori penuh sistem tidak dapat menyimpan lagi dan telepon tidak akan dijawab. Saat memori penuh, LED indikator memori penuh akan menyala dan pesan harus dihapus. Penghapusan pesan dilakukan secara manual, baik sekaligus maupun satu per satu.
1 e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
2.
Blok Rangkaian Mesin Untuk melaksanakan fungsi-fungsi di atas, mesin memiliki bagian-bagian antara lain ring detector, kopling audio, detektor pesan, ring counter, timer, memori, indikator, penguat audio, dan rangkaian pembaca. Posisi mesin serta hubungan bagian-bagian di dalam ditunjukkan oleh gambar 1. Adapun fungsi kerja masing-masing bagian adalah sebagai berikut. - Ring detector untuk mendeteksi dering - Kopling audio untuk komunikasi suara dan dtmf antara rangkaian dan line telepon - Detektor pesan untuk mendeteksi tanda bintang - Ring counter untuk deteksi jumlah dering dan penentuan memori yang digunakan - Timer membentuk pulsa dengan durasi tertentu - Memori untuk menyimpan suara - Indikator untuk menandakan sampai memori ke berapa yang terisi - Penguat audio untuk memperkuat suara agar terdengar tanpa harus mendekat - Rangkaian pembaca untuk membaca pesan di memori PSTN Mesin Penjawab Telepon
Ke Pesawat Telepon
Ke PSTN Reset
Vcc Vcc
Detektor Pesan
Ring counter 2
Memori Pesan 1
Memori Pesan 2
Memori Pesan 3
Memori Pesan ke-n
Buffer Kopling Audio
Pesan 2
Rele 1 Rele 2 Ring Detector
Pesan 1
Ring Counter
Timer
Memori Penyambut
Pesan 3
Penguat Audio
Rangkaian Pembaca
Baca Pesan 1
Rekam Penyambut
Mic
Speaker
Baca Pesan ke-n
Pesan n
Baca Semua
Pesan Penuh
Vcc
Gambar 1 Diagram Blok Rangkaian
2 e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
Masing-masing fungsi bagian berinteraksi membentuk sistem. Adapun prinsip kerja rangkaian secara lengkap adalah sebagai berikut. Saat telepon berdering, ring detektor menghasilkan logika 1 yang berfungsi sebagai clock bagi ring counter. Ring counter digunakan untuk menghitung jumlah dering yang diset untuk mengaktifkan penyimpan pesan sampai beberapa kali dering ( 1 – 8 kali). Seting ini dapat dibuat dengan menambahkan DIP switch pada output ring counter. Jika output ring counter berlogika 1, maka timer akan menjadi aktif sampai durasi waktu tertentu. Durasi disesuaikan dengan jumlah waktu penyimpanan pesan yang diperbolehkan. Saat timer aktif, timer juga akan mereset ring counter agar kembali ke posisi semula untuk menghitung jumlah dering pesan selanjutnya. Output timer juga menutup rele kopling audio sehingga telepon otomatis ke posisi off hook, jadi telepon akan otomatis seolah diangkat setelah beberapa kali dering. Memori penyambut juga otomatis aktif menyampaikan pesan seperti “Assalamu’alaikum, maaf saya tidak di rumah, silahkan tinggalkan pesan setelah nada berikut ini”. Nada yang dimaksud adalah nada tombol bintang yang disimpan di memori. Pesan ini sewaktu-waktu dapat diubah melalui mikropon. Nada tombol bintang dideteksi oleh detektor pesan yang menjadi clock bagi ring counter 2. Output ring counter 2 akan mengaktifkan memori. Memori akan aktif secara berurutan sesuai dengan urutan pesan yang masuk. Semakin banyak jumlah memori, maka jumlah output ring counter 2 harus disesuaikan. Memori yang aktif akan menyimpan pesan yang disampaikan penelepon melalui kopling audio. Panjang pesan tergantung spesifikasi IC memori. Sebagai contoh, IC memori ISD seri 1400 dapat berdurasi sekitar 15 detik sampai 2 menit. Jumlah pesan yang tersimpan akan tampil di indikator LED. Jika posisi ring counter 2 pada memori terakhir, akan muncul indikator memori penuh. Saat memori penuh, rangkaian tidak akan bekerja lagi kecuali direset. Reset akan membuat ring counter 2 reset dan memori akan terhapus. Saat pemakai ingin mendengar pesan, baik satu per satu maupun secara berurutan, pemakai hanya menekan tombol baca. Tombol baca akan mengaktifkan memutar isi memori, memperkuat dan memperdengarkan melalui speaker. 3. Penjelasan Rangkaian 3.1 Rangkaian Ring Detector Rangkaian ring detector mendeteksi nada dering yang dikirimkan oleh sentral telepon. Selain membunyikan dering telepon, nada ini menyebabkan rangkain ring detector berlogika rendah. Rangkain ring detector dibentuk oleh 4 dioda jembatan yang berfungsi menyearahkan sinyal dering, kemudian sebuah resistor dan kapsitor yang befungsi sebagai filter penyimpan, dan optocoupler yang berfungsi sebagai detektor tegangan dan antarmuka sumber tegangan yang berbeda. Output optocoupler akan menggerakkan arus melalui sebuah resistor. Jika terdapat dering, maka output optocoupler akan memiliki tegangan mendekati 0 volt, sedangkan jika tidak berdering akan bernilai 5 volt. Rangkaian ring detector ditunjukkan pada gambar 2.
3 e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
Vcc = 5 V 1uF 250V 4 x 1N4001
Ke Saluran Telepon
10 K
4N25
Rc = 1 K
Vout
Gambar 2. Rangkaian Ring Detector Nilai tegangan keluaran optocoupler secara matematis adalah : Vout = Vcc − Ic.Rc (1) Nilai Rc dipilih sedemikian rupa agar nilai tegangan output sesuai dengan input dering. Satu hal yang harus dicatat adalah, nilai Cc harus memiliki rating tegangan di atas tegangan dering. 3.2 Rangkaian Kopling Audio Rangkaian kopling audio menggunakan transformator OT. Rangkaian ini berfungsi sebagai matching impedance (kondisi off hook) untuk saluran telepon, penghambat tegangan DC, penerus sinyal DTMF, serta penerus suara audio. R
Ke Line Telepon
Ke DTMF Receiver
OT600
Gambar 2. Rangkaian Kopling Audio Gambar 2. menunjukkan rangkaian kopling audio. Pemilihan resistansi R disesuaikan dengan impedansi saluran telepon. Umumnya bernilai 200 sampai 600 Ohm. Komunikasi suara dan dtmf antara rangkaian dan line telepon.
3.3 Rangkaian Ring Counter Rangkaian ring counter menggunakan IC tunggal dengan input clock dan output paralel 8 pin. Clock diperoleh dari ring detector dengan syarat memori tidak penuh (penambahan gerbang AND).
4 e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
Gambar 4. Rangkaian Ring Counter Untuk menentukan jumlah dering agar rangkaian aktif, output dipilih menggunakan DIP switch. Salah satu kelemahan ring counter ini adalah hitungan dering mengambang jika yang terjadi adalah panggilan hilang (misscall). Rangkaian tambahan harus dipikirkan untuk mengatasi hal ini. 3.4 Rangkaian Timer Rangkaian ini membatasi waktu pengisian pesan dan harus disesuaikan dengan kapasitas IC memori. Rangkaian dengan mudah direalisasikan menggunakan timer IC seri 555. Adapun rating waktunya ditentukan oleh persamaan :
Gambar 5. Rangkaian Timer
t =1.1( R1 + R2 ).C
(2)
Saat timer aktif karena dipicu oleh ring counter, outputnya akan berlogika 1 (5 volt). Tegangan ini akan menggerakkan rele menghubungkan kopling audio ke saluran telepon dan mereset rangkaian ring counter. Gambar 5 menunjukkan realisasi timer menggunakan IC 555. 3.5 Rangkaian Detektor Pesan Rangkaian ini pada dasarnya adalah rangkaian tone detector, fungsinya adalah mendeteksi tone tanda bintang. Tone tanda bintang terdiri dari frekuensi 941Hz dan 1209 Hz. Untuk mendeteksi tone ini dapat digunakan IC DTMF receiver 8870 atau sepasang
5 e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
encoder IC seri MX105. Untuk mensederhanakan dan meminimalisasi dana, dapat digunakan tone detector tunggal IC seri 567 dengan pilihan salah satu frekuensi di atas. Efek penggunaan IC tunggal ini adalah kemungkinan penekanan tombol selain tombol bintang, juga dapat mengaktifkan detektor pesan. Pemilihan frekuensi tone pada rangkaian gambar 6 adalah : (3) dimana : K = 2.1 ± 5% dan C1A = (R1F + R1V)
Gambar 6. Rangkaian Detektor Pesan 3.6 Rangkaian Ring Counter 2 Rangkaian ini pada dasarnya sama dengan rangkaian ring counter pada bagian 3.3. Output rangkaian langsung berhubungan dengan memori yang dipilih. 3.7 Rangkaian Memori Rangkaian memori penyambut dan memori pesan adalah sama, kecuali memori penyambut dilengkapi dengan mikropon untuk mengisikan kata penyambut. Gambar 7 menunjukkan rangkaian memori yang dibentuk oleh IC ISD1400. IC ini memiliki kapasitas penyimpanan maksimal 20 detik.
6 e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
Gambar 7. Rangkaian Memori Pesan Pesan audio masuk melalui saluran mikropon. Perekaman dilakukan melalui aktivasi pin REC, sedangkan pemutaran kembali suara dilakukan pada pin PLAYL. Rangkaian memori pesan maupun memori penyambut pada prinsipnya adalah sama. 3.8 Rangkaian Penguat Audio Penguat audio memperkuat pesan yang sedang didengar kembali oleh pemilik mesin. Penguat audio dapat menggunakan transistor, operasional amplifier ataupun IC audio. Gambar 7 menunjukkan rangkaian penguat audio menggunakan IC LM386
Gambar 8. Rangkaian Penguat Audio Pemilihan penguat audio didasarkan pada minimalisasi level tegangan Vcc yang dibutuhkan, serta penguatan suara agar saat memutar kembali rekaman dapat terdengar.
7 e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
3.9 Rangkaian Pembaca Pesan Rangkaian pembaca pesan didesain menggunakan rangkaian digital sekuensial yang memiliki input pembacaan pesan secara berturut, satu per satu, ataupun selektif. Keluaran dari rangkaian pembaca digunakan untuk mengendalikan pin RE pada rangkaian memori. Jika rangkaian memori dipilih, maka suara pada memori tersebut akan disalurkan ke audio amplifier. 4. Pengukuran, Pengujian dan Pabrikasi Pengukuran dan pengujian dilakukan untuk setiap blok sebelum dilakukan perakitan secara keseluruhan. Pengukuran dilakukan untuk mengetahui level sinyal yang dibutuhkan. Pengujian dilakukan saat dihubungkan dengan blok lain. Efek pembebanan ke blok lain dapat menyebabkan jatuhnya level tegangan, berubahnya respons frekuensi serta terjadinya deaktifasi. Setelah dilakukan pengukuran dan pengujian, rangkaian dirakit secara keseluruhan. Kemudian dilakukan lagi pengujian secara keseluruhan. Hal yang perlu dicatat dalam penggunaan komponen digital adalah interfacing IC dengan teknologi yang berbeda, seperti TTL dan CMOS. Hasil prototype ini dapat dikembangkan menjadi ke arah produksi masal (pabrikasi). Minimalisasi komponen dapat dilakukan melalui redesain komponen diskrit yang terlibat menjadi komponen ASIC (Application Spesific Integrated Circuits). 5. Penutup Rangkaian di atas adalah solusi pengganti pesawat penjawab telepon otomatis yang menggunakan kaset. Rangkaian akan lebih optimal jika menggunakan rangkaian memori yang tidak terpisah, namun hal ini memerlukan ketelitian tesendiri dalam rancangan interfacing baca tulisnya. Komponen yang digunakan dalam rancangan ini adalah opsional dan dapat digantikan komponen yang lain.
DAFTAR PUSTAKA
1. Suherman,ST., “Teknik Jaringan Telekomunikasi”, Politeknik Caltex Riau, Pekanbaru, 2004. 2. Suherman,ST., “Modifikasi Sistem Pemrograman Pabx Mini”, Jurnal Ensikom, Vol.2 No.2, Medan, Desember 2004. 3.
Sigit Haryadi, Ir., “Diktat Kuliah Dasar Teknik Penyambungan Telepon”, Pendidikan Ahli Teknik Telekomunikasi, 1986.
8 e-USU Repository ©2005 Universitas Sumatera Utara
