## PERANCANGAN SERIAL TTL TO USB HID CONVERTER
Yudhi Gunardi 1 ,Aris Munandar 2 1,2 Jurusan Elektro, Universitas Mercu buana Jl. Meruya Selatan, Kebun Jeruk - Jakarta Barat. Email: yudhi.gunardi@mercubuana.ac.id
Abstrak -  Seiring    berjalannya waktu, perkembangan teknologi komputer sangat  cepat,  sehingga memunculkan  berbagai  software baru  dan  bermacam  operating system.  Sementara  aktivitas  manusia dalam  sehari  –  hari  tidak  pernah lepas dari komputer sebagai penunjang kerja  dengan  operating
system yang berbeda - beda.
Perangkat elektronik untuk komunikasi  data  yang menunjang kerja  manusia mayoritas  tidak  dapat bekerja  secara langsung  pada semua operating  system.      Untuk  itu diperlukan  sebuah  inovasi    agar semua perangkat  elektronik  dapat berjalan    pada  semua    operating system  tanpa    perlu    tambahan software  pendukung  (driver).  Serta data dari  hasil  pembacaan  dapat ditampilkan  pada semua software. Karena mayoritas alat yang menggunakan  komunikasi  data serial maka dibuatlah serial ttl to USB HID konverter  agar  perangkat  elektronik dapat      digunakan      pada      semua
operating  system  dengan  mudah  dan murah dengan target 50 ribu rupiah.
Perancangan  alat  dilakukan dengan  menggunakan mikrokontroller atmega8 sebagai kontroller utama. Sementara pemograman  menggunakan bahasa  c dengan compiler menggunakan arduino ide.
Dari   hasil   pembuatan   alat, dan   setelah   melalui   ujicoba,   alat serial  to  USB  HID  konverter dapat bekerja  dengan  baik  pada operating sistem  windows, linux,  android. macintosh Sedangkan biaya pembuatan  alat  menghabiskan dana dengan Rp. 45.100.
Kata kunci : USB HID, Komunikasi Serial

## PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi komputer sangat  cepat,  sehingga memunculkan  berbagai  software baru  dan  bermacam  operating system.  aktivitas  manusia dalam sehari  –  hari  tidak pernah lepas dari komputer   sebagai   penunjang   kerja
dengan operating system yang berbeda - beda. Sedangkan perangkat elektronik untuk komunikasi data yang menunjang kerja manusia mayoritas  tidak  dapat  bekerja secara langsung pada  semua operating system.  Sistem komunikasi data tersebut  mayoritas adalah komunikasi  data serial.  Selain  tidak dapat   secara   langsung   digunakan pada semua  operating  sistem  sistem serial  juga  hanya  dapat  dibaca  pada software  pembaca serial.  Untuk menanggulangi    masalah  tersebut maka  saya  akan  merancang sebuah alat  yang dapat  secara  langsung digunakan  pada semua operating system  dan  pada  berbagai  jenis software  alat  yang  akan  dirancang adalah serial ttl to usb hid converter dengan harga murah.

## LANDASAN TEORI

## Mikrokontroler AVR Atmega8
AVR  merupakan salah  satu jenis mikrokontroler yang di
dalamnya  terdapat  berbagai  macam fungsi. Perbedaannya dengan
mikrokontroller yang sering digunakan  seperti MCS51  adalah pada  AVR   tidak    perlu menggunakan oscillator eksternal
karena didalamnya  sudah  terdapat internal oscillator. Selain itu kelebihan  dari    AVR    adalah memiliki Power-On  Reset ,  yaitu tidak  perlu  ada  tombol  reset  dari luar karena  cukup  hanya  dengan mematikan supply ,  maka secara otomatis AVR  akan melakukan reset . Untuk beberapa jenis
AVR  terdapat  beberapa fungsi  khusus  seperti  ADC, USART, EEPROM sekitar 128 byte sampai dengan 512 byte.  AVR ATmega8  adalah mikrokontroler CMOS  8- bit berarsitektur AVR RISC  yang memiliki  8K byte  in- System Programmable Flash .
Mikrokontroler dengan  konsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan maksimum 16MIPS  pada frekuensi
16MHz.  Jika dibandingkan dengan  ATmega8L perbedaannya hanya  terletak  pada besarnya  tegangan  yang diperlukan untuk   bekerja.   Untuk   ATmega8 tipe  L, mikrokontroler  ini  dapat bekerja  dengan tegangan  antara 2,7 -  5,5  V  sedangkan  untuk  ATmega8 hanya  dapat  bekerja  pada tegangan antara 4,5 – 5,5 V.
Gambar 2.1 Konfigurasi Pin
Atmega8
Komunikasi Serial Mikrokontroler AVR Atmega 8  memiliki Port USART  pada pin  2 dan pin 3, untuk melakukan
komunikasi data antara mikrokontroler  dengan mikrokontroler ataupun
mikrokontroler dengan  komputer. USART dapat  difungsikan sebagai transmisi  data sinkron,  dan  asinkron. Sinkron berarti clock yang digunakan antara transmiter dan receiver satu sumber clock .  Sedangkan  asinkron
berarti transmitter dan receiver mempunyai  sumber  clock sendiri- sendiri.  USART  terdiri  dalm  tiga blok    yaitu clock    generator , transmiter , dan receiver .
Clock Generator
Clock generator berhubungan dengan kecepatan transfer data (baud
rate), register yang bertugas menentukan baud    rate adalah register pasangan.
Tabel 2.1 Baud Rate
Dimana : Fosc adalah frekuensi ossilator yang digunakan BAUD adalah transfer bit per detik.

## USART transmiter
Usart transmiter berhubungan dengan  data  pada  Pin  TX.  Perangkat yang  sering  digunakan    seperti register UDR sebagai tempat penampungan data yang akan ditransmisikan. Flag TXC  sebagai akibat  dari  data  yang ditransmisikan telah sukses  ( complete ), dan flag UDRE  sebagai  indikator jika UDR kosong dan siap untuk diisi data yang akan ditransmisikan lagi.

## USART receiver
Usart receiver berhubungan dengan penerimaan data dari Pin RX. Perangkat  yang sering  digunakan seperti  register UDR  sebagai  tempat penampung data  yang telah diterima,
dan flag RXC   sebagi   indikator bahwa data telah  sukses  ( complete ) diterima.

## USB HID
USB  HID  adalah  sebuah  kelas perangkat  USB yang menggambarkan  perangkat antarmuka seperti  keyboard,  mouse,
kontroler game dan perangkat penampil  alfanumerik.  Kelas USB HID didefinisikan  dalam  sejumlah dokumen  yang disediakan  oleh  USB Implementers Forum’s Device Working Group .
Kelas  USB  HID  mendefinisikan perangkat  yang digunakan  hampir  di setiap  komputer modern.  Banyak fungsi-fungsi standar  yang ada dalam kelas USB HID. Fungsi ini memungkinkan  produsen perangkat keras untuk merancang produk pada spesifikasi kelas  USB  HID  dan berharap  untuk  dapat  bekerja dengan perangkat lunak yang juga memenuhi spesifikasi ini. Dalam  perancangan USB hid  ini  saya  menggunakan library program open sourc V-USB.
V-USB adalah implementasi perangkat  lunak dari  perangkat  USB kecepatan  rendah  untuk   Atmel AVR® mikrokontroler, sehingga memungkinkan   untuk   membangun
perangkat  keras  USB dengan  hampir semua AVR®  mikrokontroler  dan tidak memerlukan  chip tambahan. V- USB   mendapat   lisensi    bebas   di bawah  GNU  General  Public  License atau  alternatif  di  bawah lisensi komersial.

## Realisasi dan Perancangan

## Hardware
Serial to USB  HID  Konverter adalah    sistem  kontrol  yang  terdiri dari    input,    proses,  dan    output. Sebagai   input   dalam   sistem   ini berupa data serial TTL  yang diterima dari  peralatan  lain.  Data  yang  masuk diproses menggunakan mikrokontroller Atmega8.  Atmega 8 memproses  data masukan  berupa serial  dibuah  menjadi  data USB  HID keyboard.  Data  dikeluarkan  melalui soket  USB sebagai  output  USB  HID keyboard. berikut ini adalah gambar diagram blok untuk serial to usb hid converter.
Gambar 3.1 : Diagram Blok I/O Serial to USB HID Konverter Pada gambar 3.1 diagram blok sistem konverter serial  ke usb  hid  keyboard menggunaka   sistem   serial   USART
Vol.6 No.2 Mei 2015
TTL  dengan  default  baudrate  9600 sebagai  input.  Data  yang masuk kemudian diproses oleh ic mikrokontroller ATmega8 untuk dirubah  ke  data  USB  HID  keyboard.
Data setelah  diproses  kemudian dikeluarkan melalui port USB. Untuk skematik sistem konverter ini sebagai berikut:
Gambar 3.2 Skematik Serial to usb hid converter Pembuatan  hardware  serial  ttl to  usb hid  converter dilakukan dengan
beberapa tahapan, mulai dari perancangan layout sampai pemasangan  komponen elektroniknya. Untuk tahapannya sebagai berikut:
a.  Pembuatan      layout      pcb menggunakan  software  protel dxp.
Gambar 3.3 Layout PCB b.   Pembuatan pcb menggunakan teknik setrika.
Gambar 3.4: hasil pembuatan papan pcb dengan teknik setrika.
c.   Pemasangan   komponen   secara manual.
Gambar 3.5: pcb yang sudah dipasang komponen

## Software
Perancangan  software    serial to  usb  hid  konverter  sangat sederhana,  untuk  cara  kerja sistem secara keseluruhan  seperti  pada flowchat berikut ini.
Gambar   3.6   Flowchart   Software Serial to USB HID
Alur    pemograman    pada    gambar flowchart diatas, antara lain:
a.   Pertama  sistem  menginisialisasi pin  input  dan  output,    pin  input berupa serial  dan  pin  output berupa USB HID keyboard.
b.  Setelah     inisialisasi     selesai
kemudian  sistem  membaca pin serial RX.
c.    Setiap  data serial  yang  masuk,
diproses oleh  program  untuk dirubah  ke  bentuk  data hid keyboard.
d. Data    yang    sudah    selesai
dikonvert  ke bentuk  usb  hid keyboard kemudian dikirim  ke
PORT USB sebagai data
keyboard. Pengujian Pengujian  serial  to usb  hid konverter dilakukan untuk memastikan  rancangan  alat bisa berjalan   dengan   baik   atau   tidak sesuai  dengan  yang diharapkan. Pengujian  ini  dilakukan  pada beberapa sistem  operasi  dan  software berbeda.  input  data serial  diamabil dari modul rfid rdm 6300.
Prosedur Pengujian
Untuk prosedur pengujian terbagi menjadi beberapa  bagian  sebagai berikut:
a.   Konfigurasi Pengujian
Gambar 4.1 : Konfigurasi pengujian serial to usb hid konverter
b.   Daftar Alat dan Bahan
Daftar Alat dan Bahan Pengujian sebagai berikut:
- Serial to USB hid converter
-     Modul RFID RDM6300
-     USBASP downloader
-     Notebook
c.   Prosedur Pengujian
Langkah-langkah pengujian adalah sebagai berikut:
Sistem Operasi Nama Software Pembaca Keterangan Windows 7 Notepad Berhasil Microsoft Word Berhasil Microsoft exel Berhasil Windows Xp Notepad Berhasil Microsoft Word Berhasil Microsoft Berhasil
1.  Mempersiapkan alat dan
bahan yang digunakan.
2.  Sambungkan modul RDM6300 dengan serial to usb hid converter 3.  Download program ke serial to usb hid konverter menggunakan usbasp 4.  Sambungkan serial to usb hid konverter  ke notebook. 5.  Buka software notepad atau Microsoft word.
6.  Dekatkan  tag  rfid  ke  reader
rfid 7.  Mencatat       seluruh       hasil pengujian.
8.  Lakukan  hal  yang  sama  pada sistem operasi dan software yang berbeda.
9.  Cabut   sambungan   usb   jika
pengujian sudah selesai dilaksanakan.
d.   Data hasil pengujian Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian
Serial to USB HID Converter
exel Linux (centos) Gedit Berhasil Android (support OTG) WPS Berhasil Macintosh Google Docs Berhasil

## KESIMPULAN
Berdasarkan perancangan, percobaan  dan  realisasi  yang telah peneliti  lakukan  maka dapat  diambil kesimpulan sebagai berikut:
Kesimpulan  yang  dapat  diambil dari  pembuatan  serial  to  USB  HID konverter:
1)  Mikrokontroller  atmega  8  dapat digunakan untuk komunikasi USB   HID    Keyboard   dengan baik.
2)  Pada  komunikasi  usb  dengan mikrokontroller  gunakan  diode zener 3.6  volt  sebagai  filter tegangan  dari mikrokontroller saat 5V (logik high).
3)   Untuk komunikasi usb yang baik tegangan  diode  zener  pada  data +  ketika  diukur  sebesar  2,7  volt dan data – sebesar 0 volt.
4) Dengan                 menggunakan mikrokontroller avr atmega8 pembuatan serial to  usb hid konverter dapat terlaksana
sebagaimana target  awal  dengan biaya  maksimal  5  USD,  dengan Vol.6 No.2 Mei 2015 121
biaya  yang  dikeluarkan  sebesar Rp. 45.100
Saran
Saran dari peneliti yaitu:
-  Untuk    perancangan    hardware yang lebih ekonomis dapat menggunakan mikrokontroller attiny 45 atau attiny 85.
-  Karena  attiny  45  atau  85  tidak memili  internar  register untuk serial maka  dapat  menggunakan library software  serial  pada arduino ide dengan.
DAFTAR PUSTAKA
1.  Blocher,    Richard.    2003. “Dasar Elektronika”,
Yogyakarta: CV Andi. 2.   Budiharto,  Widodo  dan  Sigit
Firmansyah.                    2005.
“Elektronika Digital dan Mikroprosesor”, Yogyakarta: CV. Andi.
3.   Pitowarno,                    Endra.
2006.”ROBOTIKA:  Desain, Kontrol, dan Kecerdasan Buatan”, Yogyakarta:  C.V
ANDI.
4.   Raharjo,   Budi   dan   I   Made Joni. 2006. “Pemograman C dan  Implementasinya  edisi Kedua”, Bandung:
Informatika.
5.   www.Alldatasheet.com
6.   www.atmel.com
7.   http://www.obdev.at/products
/vusb/index.html
8.   www.arduino.cc