Pembuatan repeater simplex sederhana & dan perekam digital (5)

Pada akhir bulan Oktober, repeater dan recorder yang dibuat oleh Shanti sudah berfungsi dengan baik. Yang harus dilakukan adalah menambahkan beberapa fungsi minor, seperti lampu led yang menunjukkan SDcard sudah hampir penuh, modifikasi supaya dapat merekam suara TX dan RX.

Proses penyelesaian repeater dan recorder ini memakan waktu yang sangat lama karena seluruhnya merupakan proses trial-error. Shanti tidak mempunyai pengetahuan yang cukup, sehingga harus dicoba untuk melihat hasilnya, dan bila error, dicoba dengan cara lain lagi.

Secara singkat berikut perjalanan proses pembuatan repeater dan recorder:

• Pada awanya Shanti mencoba membuat repeater dengan menggunakan arduino nano dan modul ISP1820. Kemampuan modul ISP1820 untuk merekam selama 20 detik dianggap cukup, dan harga modul juga sangat murah. Setelah 1 bulan melakukan trial error, ternyata modul ISP1820 sangat rentan untuk rusak. Sehingga Shanti memutuskan untuk mengganti dengan kombinasi ESP32, SDCard, PCM1808.
• Setelah 1 bulan melakukan proses trial-error dengan ESP32, kombinasi baru ini dapat berfungsi. Dimulai dengan keberhasilan membuat recorder. Repeater lebih rumit karena selain mampu merekam, juga harus mampu melakukan transmit hasil rekaman melalui radio. Shanti masih mencoba menggunakan kemampuan Digital to Analog Converter (DAC) dari ESP32. Ternyata DAC ESP32 ini hanya mampu merubah file audio 8 bit. Dan ternyata karakter file audio 8 bit adalah memiliki suara latar bising/dengung. Gangguan ini tidak bias dihilangkan dengan cara apapun yang dicoba oleh Shanti.
• Bulan berikutnya, Shanti menyerah dan memutuskan tidak menggunakan fitur DAC dari esp32. Shanti menemukan modul MAX98357 yang mampu merubah suara digital menjadi analog MONO, dan berharga murah. Kemampuan Mono sudah cukup untuk digunakan pada radio komunikasi. Setelah proses trial-error, ternyata walaupun spec dari MAX98357 mampu menggunakan listrik 3,3v, ternyata tidak bekerja dengan baik. Setelah dicoba dengan listrik 5volt, MAX98357 akhirnya bekerja dengan baik.
• Masalah berikutnya adalah grounding dari semua peralatan. Ketika HT menggunakan baterainya sendiri, semua peralatan berfungsi dengan baik. Tetapi ketika semua peralatan mengambil listrik dari aki 12 volt yang sama, semua peralatan menjadi tidak berfungsi. Dari hasil pencarian informasi, ditemukan komponen B0505S, yang dapat mengisolasi sumber listrik bagi ESP32 dkk. Ini menyelesaikan masalah grounding. 
• Tetapi ketika digunakan, ternyata distorsi frekuensi radio menjadi sangat parah. Ternyata komponen B0505S menyebabkan distorsi ini. Untuk menyelesaikan masalah, Shanti mencoba berbagai hal, dari penggunaaan ferrite, inductor, dll. Akhirnya ditemukan penyelesaiannya, yaitu dengan menggunakan kapasitor elektrolit. Tetapi pada akhirnya, jauh lebih mudah menggunakan ferrite beads yang dipasang pada kabel ke/dari HT.
• Pada akhir bulan Oktober, Shanti sudah merasa yakin repeater dan recorder sudah berfungsi seperti yang diharapkan. Testing dengan menggunakan 1 sumber listrik (aki 12 volt) juga sudah dilakukan dan recorder maupun repeater berfungsi dengan baik.

Berikutnya yang akan dilakukan adalah menambahkan fitur-fitur minor untuk mempermudah penggunaannya dilapangan. Demikian juga kotak untuk rangkaian repeater dan recorder harus dibuat seperti sangkar faraday supaya distorsi frekuensi radio dari luar tidak mengganggu rangkaian dan sebaliknya. Selain itu, Shanti juga menyiapkan gambar schematic dan PCB, sehingga setelah semua proses selesai, dapat dicetak PCB yang sudah sempurna. Hal-hal ini seharusnya tidak terlalu menyita waktu Shanti.

Kotak faraday masih
dalam proses pembuatan

Skema yang dibuat melalui
software LibrePCB

Hasil PCB untuk dicetak bila
sudah selesai semuanya

Pembuatan repeater simplex sederhana & dan perekam digital (4)

Shanti sudah berhasil membuat alat perekam percakapan radio dengan menggunakan gabungan ESP32 – PCM1808 – DS1302 – minisdcard. Esp32 berguna sebagai mikro kontroler yang mengatur semua proses, PCM1808 merupakan ADC (Analog to Digital Converter) yang menerima suara analog dari HT dan merubahnya menjadi digital, DS1302 sebagai penunjuk waktu, dan miniSDcard untuk merekam suara.

Pada awalnya proses tidak berlangsung mulus, karena walaupun coding program sudah benar, tetapi HT mendapatkan gangguan sinyal dan merusak seluruh proses perekaman. Setelah berkutat cukup lama, ternyata dengan membatasi perangkat menggunakan nampan besi, gangguan tersebut hilang. Artinya perangkat tersebut mengeluarkan frekuensi radio yang mengganggu fungsi HT. Nampan besi tersebut menghalangi frekuensi untuk mencapai HT.

Sementara itu, untuk repeater, Shanti menggunakan gabungan Arduino nano – ISD1820. Walaupun sudah berfungsi, tetapi ketika dicoba berulang-ulang untuk memastikan, ternyata modul ISD1820 rusak. Shanti sudah merusakkan sekitar 5 modul ISD1820 ini. Akhirnya diputuskan untuk mengganti peralatan dengan menggunakan ESP32 – PCM1820 – mini SDcard sebagai repeater. Shanti tidak yakin bila tetap menggunakan modul ISD1820, modul ini kelihatannya rawan rusak, dan ditakutkan tiba-tiba rusak ketika sedang dipakai dalam situasi bencana.

Keuntungan lain dengan menggunakan peralatan baru ini, sistim repeater ini mampu, misalnya setiap jam bila tidak ada komunikasi masuk, mengeluarkan pesan suara yang sudah disimpan. Pesan suara ini biasanya berupa pengumuman singkat tentang keberadaan repeater dan cara menggunakannya. Sehingga ketika dalam situasi bencana, pengguna radio dari organisasi lain dapat juga mengetahui keberadaan dan cara penggunaan repeater, dan menjangkau jarak komunikasi radio lebih jauh. Selain itu, lama percakapan yang bias direkam menjadi sangat fleksibel, dapat diatur sendiri, dibandingkan dengan menggunakan modul ISD1820 yang maksimum hanya dapat merekam selama 20 detik.

Pada bulan September, Shanti mencoba menggunakan ESP32 DevkitC yang memiliki pin GPIO0 terpisah, tetapi ternyata modul ini mengeluarkan distorsi frekuensi radio yang sangat besar sehingga mengganggu fungsi HT walaupun sudah dibatasi dengan nampan besi. Akhirnya Shanti kembali menggunakan ESP32 Wroom, modul ini tidak mengeluarkan distorsi yang parah, tetapi tidak ada pin gpio0, Shanti harus langsung menyolder pada salah satu pin untuk tombol boot. Dalam perjalanannya, pin ini akhirnya lepas, sehingga Shanti harus menyolder langsung pada salah satu pin pada Chip esp32.

Pada awal bulan oktober, Shanti berhasil merangkai repeater dengan menggunakan ESP32 Wroom, PCM1808, sdcard, dan max 98357. Setelah mencoba dengan berbagai cara, ternyata fitur DAC (digital to analog converter) bawaan dari ESP32 hanya dapat mengubah suara dengan 8 bit. Suara dengan kualitas ini terdengar cukup bagus tetapi terdengar juga desis yang mengganggu. Dan ternyata ini adalah ciri dari rekaman suara 8bit.

Akhirnya Shanti menemukan modul murah Max98357 yang merupakan converter digital to analog dengan kemampuan mono, bukan stereo. Untuk digunakan dengan HT, kemampuan mono sudah cukup karena HT tidak menggunakan suara stereo. Sehingga suara analog dari HT akan diubah menjadi digital oleh modul pcm1808 dan direkam oleh esp32 kedalam sdcard. Rekaman digital ini oleh esp32 akan dikirimkan kembali ke HT untuk dipancarkan, melalui modul Max 98357.

Shanti mengalami kesulitan ketika menggunakan rangkaian repeater terdahulu yang menggunakan isd1820. Rangkaian ini sudah berfungsi, tetapi menjadi kacau ketika menggunakan 1 buah aki untuk sumber listrik seluruh rangkaian. Ternyata masalah utamanya adalah karena grounding semua peralatan menjadi satu. 

Kali ini, Shanti menggunakan transformer audio 1:1 untuk memisahkan grounding HT dan rangkaian lainnya. Dengan transformer ini, kedua grounding tidak langsung bergabung karena melalui transformer. 

Listrik untuk rangkaian repeater juga akan dipisahkan dengan listrik HT dengan menggunakan B0505S, sebuah transformer kecil untuk memisahkan listrik dari aki dengan listrik untuk rangkaian komponen. Dengan menggunakan transformer ini, kutup positif dan negative antara aki dan komponen-komponen tidak saling menyentuh. Sehingga seakan-akan listrik untuk HT dan komponen terpisah, diharapkan tidak mengganggu grounding kedua sistim tersebut.

Ketika laporan ini ditulis, Shanti belum melakukan tes dengan menggunakan 1 buah aki untuk sumber listrik gabungan seluruh rangkaian. Selain itu, Shanti juga belajar membuat skema elektronik yang nantinya dibutuhkan bila semua sudah selesai dan ingin dibuatkan pcb tersendiri. Shanti mencoba berbagai macam freeware (Kicad, digikey scheme it, fritzing, easyeda), tetapi masih belum dapat menggunakannya dengan baik.

Walaupun sudah berfungsi, tetapi rangkaian repeater ini masih harus dirapihkan lagi. 

 

Rangkaian repeater sederhana, tampak atas

Tampak bawah, masih kacau

Pembuatan repeater simplex sederhana (3) & dan perekam digital

Penyelesaian repeater sederhana buatan sendiri masih belum selesai. Pada bulan ini Shanti merangkai 15 buah baterai lithium 18650 menjadi sumber listrik 12volt. Rangkaian baterai ini akan dimasukkan kedalam kotak repeater untuk member listrik kepada keseluruhan paket repeater.

Selain itu, Shanti juga sudah memulai melakukan uji coba untuk merangkai perekam percakapan melalui radio. Alat perekam ini nanti akan menjadi semacam catatan untuk semua informasi yang diterima dan dikirimkan melalui radio. Sehingga, bila dibutuhkan, sebuah informasi dapat ditelusuri sumbernya. 

Pilihan pertama adalah dengan membeli alat yang sudah jadi, ada 1 produsen yang menyediakan perangkat yang tinggal pakai. Alatnya bernama boondock echo dan mempunyai kemampuan yang hebat, bahkan dapat memberikan transkrip dari percakapan melalui radio. Tetapi harganya sangat mahal, berharga US$ 349 (sekitar Rp. 6.153.149,2), belum termasuk ongkos kirimnya. 

Pilihan kedua adalah dengan membeli alat perekam portable yang memiliki kemampuan untuk menyimpan file dengan memberi tanggal dan waktu. Walaupun begitu, harga alat perekam yang seperti ini juga termasuk agak mahal, dikisaran 1 juta rupian.

Pilihan ketiga adalah dengan menggunakan kombinasi arduino atau ESP32 yang dilengkapi dengan beberapa perangkat lainnya. Opsi ini sangat murah, tetapi Shanti harus belajar lagi dari awal supaya dapat mengatur kombinasi peralatan ini.

Shanti mencoba merangkai ESP32 yang dilengkapi dengan modul SDcard, dan real time clock. Suara akan diterima oleh ESP32 pada pin Analog-Digital-Converter, lalu disimpan pada SDcard dalam format WAV, dengan menggunakan catatan waktu dari realtime clock. Kombinasi ini sudah berfungsi, tetapi suara yang didapatkan tidak jernih (mengandung nada tinggi/pitch) dan bervolume kecil. Hal ini kemungkinan besar disebabkan karena keterbatasan kemampuan ADC dari ESP32 untuk menyalurkan sinyal suara analog.

Selanjutnya, Shanti akan mencoba menggunakan ESP32 yang dihubungkan dengan modul VS1053B dan modul real time clock. Kombinasi ini, bila berhasil, kelihatannya adalah yang terbaik karena kemampuan ESP32 lebih banyak daripada arduino. Kombinasi yang juga dipertimbangkan adalah dengan mengganti modul vs1053b dengan modul PCM1808 dan ditambah modul mini SDcard. Berdasarkan informasi online, kombinasi ini lebih mudah ditangani.

Shanti juga mencoba merangkai Arduino yang dilengkapi dengan modul suara VS1053B. Hingga saat ini, rangkaian ini sudah bisa menyimpan file, tetapi tidak berisi suara. Kemungkinan Shanti tidak memakai modul vs1053b karena berdasarkan info yang tersedia secara online, modul ini bermasalah. Shanti akan mencoba mengganti modul VS1053 dengan PCM1808.

Pilihan lainnya adalah dengan menggunakan raspberry pi zero yang dilengkapi dengan modul suara USB. Pilihan ini adalah pilihan terakhir karena harganya cukup mahal, hanya terpaksa bila Shanti gagal menggunakan arduino/ESP32.

 

Esp32 dengan modul SDcard dan RTC

ESP32 dengan modul VS1053

Rangkaian baterai 18650. 12volt

Tampilan Boondock Echo

 

Pembuatan repeater simplex sederhana (2)

Persiapan masing berlangsung, tetapi bulan Juli ini terhenti karena mempersiapkan kunjungan ke Lombok Timur, serta melakukan kunjungan selama 1 minggu.

Peralatan yang bulan lalu masih menggunakan kabel-kabel dan terlihat kacau, sekarang sudah diubah dengan menggunakan PCB dot matrix dan sudah terlihat rapih. Repeater sederhana sudah selesai, tetapi Shanti masih menemukan bahwa fungsi repeater kadang-kadang tidak berjalan baik. Shanti masih menelusuri penyebabnya. Ada kemungkinan colokan ht uv-5r bermasalah ketika sering dilakukan cabut-pasang konektor mic dan speakernya.

Peralatan penyerta sebagian sudah disiapkan:

• Keseluruhan system akan menggunakan listrik dari baterai lithium 18650 yang dirangkai menjadi 12v. Rangkaian baterai ini sudah selesai dan tinggal dihubungkan ke system.
• Shanti menggunakan modul LM2596 untuk mengubah listrik dari 12v. Modul ini mampu mengubah listrik 12v menjadi 3,3v, 5v, dan 7,4v. Arduino membutuhkan listrik 5v, modul lm1820 membutuhkan listrik 3,3v, dan HT baofeng uv-5r membutuhkan listrik 7,4v.
• Keseluruhan repeater akan dimasukkan kedalam boks X5 yang berukuran 18,5 x 11,5 x 6,5cm. Baterai 18650 dan ht uv-5r berada diluar boks ini.
• Seluruh peralatan akan dimasukkan kedalam boks lain yang lebih besar, sehingga terlindung dari panas dan hujan.

 Kegiatan untuk melanjutkan merangkai peralatan perekam komunikasi radio akan dimulai bulan Agustus, setelah kegiatan lainnya selesai.

Menggunakan PCB dot matrix

Penampakan repeater dihubungkan
ke Aki melalui LM2596

Pembuatan repeater simplex sederhana

Setelah pertemuan relawan bencana ke 3 yang dilakukan pada bulan Mei 2026, Shanti mempersiapkan peralatan-peralatan untuk pertemuan berikutnya. Selama bulan Juni 2026, Shanti sepenuhnya melakukan tes-tes dengan arduino dan modul isd1820, untuk dibentuk menjadi repeater sederhana. Walaupun terlihat sederhana, ternyata tidak semudah yang dibayangkan. Selama proses, Shanti mendapatkan berbagai masalah, antara lain: 

• Spesifikasi modul isd1820 disebutkan dapat digunakan dengan arus listrik 3 – 5 volt. Sehingga Shanti berasumsi modul ini dapat berbagi sumber listrik dengan arduino yang juga membutuhkan 5 volt. Ternyata selama proses, dua buah modul ISD1820 rusak, sehingga Shanti menjadi was-was dan akhirnya memisahkan sumber listrik untuk Arduino (5 volt) dan modul isd1820 (3,3 volt). Arus listrik yang keluar dari speaker HT baofeng uv-5r ternyata terlalu besar bagi modul isd1820. Sehingga akhirnya harus dibuatkan pembagi voltase dengan menggunakan 2 buah resistor. 
• Oleh karena penggunaan sumber listrik yang berbeda bagi arduino dan isd1820, pin digital arduino tidak bias langsung disematkan pada modul isd1820. Shanti akhirnya menggunakan optocoupler 4N35 untuk memisahkan listrik arduino dan isd1820. 
• Selama mencoba menulis kode program arduino, Shanti juga mengalami banyak kendala karena kurangnya pengetahuan tentang hal ini. Pada intinya, arduino harus mengetahui ketika ada pesan suara yang masuk, lalu menyalakan pin ‘Record’ pada isd1820. Menunggu hingga pesan suara selesai, lalu mematikan pin ‘Record’, dan menyalakan pin ‘PTT’ pada baofeng dan pin ‘Play’ pada modul isd1820. Setelah suara selesai dipancar ulang, arduino kembali menunggu hingga ada pesan suara baru. 
• Selama melakukan tes berulang kali, 3 buah modul isd1820 menjadi rusak, sehingga Shanti harus membeli beberapa modul baru untuk meneruskan uji coba. Setelah ditelusuri, kemungkinan besar penyebabnya adalah pin mikrofon baofeng yang ternyata mengeluarkan listrik sebesar 3 volt. Padahal seharusnya pin ini tidak mengeluarkan listrik. Shanti mencoba menggunakan 3 buah kapasitor yang dirangkai seri untuk menahan arus listrik ini, tetapi masih belum sempurna karena masih ada arus listrik kecil yang masuk menuju modul isd1820. Hal ini menyebabkan fungsi modul isd1820 tidak stabil, kadang berfungsi, kadang tidak. Ketika laporan ini ditulis, Shanti masih memesan diode untuk mencoba menahan arus listrik dari pin mikrofon HT baofeng. 

Akhirnya, repeater sederhana selesai dan dapat berfungsi sesuai yang diinginkan pada awal Juli 2026. Sehingga total waktu yang dibutuhkan oleh Shanti untuk mempersiapkan repeater ini adalah sekitar satu bulan penuh. Shanti merasa puas karena dengan pengetahuan yang terbatas, dapat menyelesaikan repeater ini. Saat ini repeater masih dalam kondisi kabel-kabel yang berantakan, dan masih akan dirapihkan kedalam sebuah kotak. Sehingga masih membutuhkan waktu lagi untuk menyelesaikannya. 

 

Modul suara ISD1820

Penggabungan modul ISD1820 dan arduino nano

Simplex repeater berfungsi

 

Persiapan pertemuan relawan kalbar ke 3

Setelah Shanti menyelesaikan prototip pertama antenna Yagi-Uda, SWR yang didapatkan adalah 1,25. Semua elemen menggunakan kawat tembaga berukuran 3mm, dengan boom menggunakan pipa PVC berukuran ½ inchi, sepanjang kira-kira 120cm. 

Walaupun begitu, ternyata prototipe antenna ini terlalu berat untuk digunakan non stop dalam waktu yang cukup lama, misalnya 5 menit. Antenna cukup panjang, sekitar 120cm, sehingga ketika dipegang dengan tangan, akan terasa melelahkan. Sehingga desain antenna harus diubah dengan menggunakan material yang lebih ringan. 

Shanti mencoba menggunakan boom dengan pipa pcv berukuran 5/8 inchi, dan ternyata cukup kuat, lebih ringan, dan tidak melengkung. Pipa aluminium berdiameter 5mm digunakan untuk semua elemen. 

Setelah dipasang elemen reflector dan director, nilai SWR menjadi sekitar 14,0. Sesuai teori, untuk menurunkan impedance, maka dibutuhkan metode hairpin dengan kabel. Setelah proses mencari panjang kabel yang dibutuhkan, akhirnya diperoleh panjang kabel hairpin yang menunjukkan nilai SWR sekitar 9,0. Ini adalah nilai SWR yang paling rendah yang didapatkan. 

Sementara, teorinya mengatakan harus mendapatkan SWR dibawah 2, lalu dilakukan tuning dengan cara memotong panjang semua elemen secara bertahap. Sampai titik ini, Shanti kecewa karena tidak bias mendapatkan nilai SWR yang rendah.

Ternyata, setelah Shanti tetap mencoba melakukan pemotongan panjang elemen-elemen, nilai SWR langsung menurun, hingga akhirnya menyentuh 1,2. Artinya proses pembuatan antenna Yagi sudah selesai dan Shanti sudah mengerti proses pembuatannya.

Pipa aluminium berdiameter 5mm ini cocok untuk antena Yagi-Uda yang portabel karena ringan dan tidak mudah patah. Pada prototipe yang pertama, menggunakan kawat tembaga berukuran 3mm, ternyata bautnya mudah patah. Ini akan mempersulit dilapangan, bila tiba-tiba patah ketika akan digunakan.

Persiapan pertemuan relawan bencana

 Selama bulan Januari 2026, Shanti menyiapkan rencana pertemuan berikutnya untuk relawan bencana.

Yang pertama dilakukan adalah mencoba menyiapkan repeater duplex sederhana. Sistim ini terdiri dari dua buah HT Baofeng UV-5R yang dihubungkan dengan kabel buatan sendiri. Uji coba ini tidak mengalami kendala dan sudah selesai dilakukan, sehingga Shanti yakin sistim ini dapat digunakan dilapangan bila melakukan aktivitas penanggulangan bencana. 

Yang kedua adalah mencoba menyiapkan sistim repeater simplex sederhana. Sistim ini menggunakan satu buah HT Baofeng UV-5R dan modul repeater simplex. Ketika HT menerima pesan, modul repeater akan merekam pesan tersebut. Ketika selesai, pesan akan diputar ulang oleh modul repeater dan dipancakan ulang oleh HT. Repeater simplex dapat berfungsi dengan baik.

Yang ketiga adalah memulai dan mencoba proses pembuatan antenna Yagi-Uda versi portable. Antena ini adalah jenis antenna directional, sehingga dapat membantu ketika jarak titik komunikasi terlalu jauh untuk dijangkau oleh HT dengan antena flower pot. Desain antenna Yagi uda sebetulnya mudah didapatkan/dihitung, tetapi untuk merubahnya menjadi versi portable ternyata tidak semudah yang dibayangkan. Shanti mencoba menggunakan pipa pvc ½ inchi sebagai ‘boom’, dan kawat tembaga ukuran diameter 3mm sebagai elemen-elemennya. Hingga saat ini, percobaan-percobaan masih dilakukan.

Yang keempat, Shanti mencoba untuk membuat antenna dari kain Faraday. Kain ini dipotong membentuk antenna Jpole, lalu dijahit ke tali webbing berukuran lebar 5cm. Bila ini berhasil, antena Jpole ini akan sangat mudah untuk dibawa-bawa. Hingga saat ini percobaan-percobaan masih dilakukan.