Upload
hoangkiet
View
228
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
34
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISA
Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian alat serta analisis dari hasil pengujian.
Tujuan dilakukan pengujian adalah mengetahui sejauh mana hasil perancangan alat yang
telah dibahas pada Bab III serta mengetahui tingkat keberhasilan setiap spesifikasi yang telah
diajukan.
4.1 Percobaan Kalibrasi Termokopel
Pengujian ini menggunakan termokopel dan pemanas keramik sebagai objek
untuk dilihat perubahan suhunya, adapun kegunaan pengujian ini adalah untuk
mengetahui sejauh mana ketepatan pengukuran termokopel. Percobaan ini juga
dilakukan karena termokopel merupakan sensor yang tidak linear karena merupakan
sensor bahan. Hasil kalibrasi akan mempengaruhi perancangan perangkat lunak.
Percobaan dilakukan dengan menyiapkan termokopel yang dirangkai dengan
rangkaian AD595 seperti ditunjukkan pada Gambar 4.1
Gambar 4.1 Rangkaian percobaan kalibrasi
Tegangan keluaran rangkaian pada Gambar 4.1 akan dibandingkan dengan
tegangan keluaran pada datasheet AD595. Thermogun dipersiapkan untuk melakukan
pengukuran, thermogun yang digunakan adalah FLUKE 68 IR THERMOMETER.
Thermogun digunakan sebagai acuan, adapun yang dimaksud acuan adalah persamaan
suhu dan tegangan keluaran pada datasheet. Percobaan ini dilakukan untuk
35
membandingkan tegangan keluaran dari AD595 yang dipakai dengan tegangan
keluaran pada datasheet AD595 di suhu yang sama yang ditunjukkan oleh thermogun
Hasil dari percobaan ini akan ditampilkan dalam bentuk grafik yang tunjukkan
pada Gambar 4.4. Konfigurasi dari percobaan ini ditunjukkan pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2 Konfigurasi Percobaan Kalibrasi
Dari konfigurasi pada Gambar 4.2 ditunjukkan bahwa thermogun ditembakkan
pada ujung termokopel sehingga daerah yang diterukur termokopel sama dengan
daerah yang dirukur pada thermogun. Dokumentasi percobaan ini berupa rekaman
visual agar pencatatan data lebih teliti dan presisi. Hasil potongan rekaman visual
ditunjukkan pada gambar 4.3
Gambar 4.3 Potongan rekaman visual kalibrasi
36
Dari pengujian didapatkan hasil yang ditunjukkan pada tabel 4.1
Tabel 4.1 tabel kalibrasi
Suhu yang
ditampilkan di
thermogun (°C)
Tegangan
keluaran
AD595 (mV)
Datasheet
AD595 (mV)
Selisih
tegangan
keluaran(mV)
40 280 401 119
50 300 503 203
60 340 605 265
80 510 810 300
100 800 1015 215
120 1080 1219 39
140 1330 1420 90
160 1608 1620 12
180 1800 1817 17
200 2000 2015 15
220 2268 2213 45
240 2458 2413 45
260 2695 2614 71
270 2775 2817 42
Dari tabel 4.1 didapatkan ralat tegangan dengan rumus
Ralat = ∑
∑푥 = jumlah selisih tegangan
n = jumlah pengambilan sampling
maka didapatkan hasil =
= 105,571
37
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
tega
ngan
(mV)
suhu (˚C)
Hasil Kalibrasi Termocouple
teg keluaran(mV)
datasheet (mV)
Gambar 4.4 Grafik kalibrasi sensor termokopel
38
Dari hasil kalibrasi pada Gambar 4.4 maka didapat hasil analisa bahwa
tegangan keluaran rangkaian termokopel dan AD595 yang digunakan mulai sesuai
dengan datasheet AD595 pada suhu 180 °C. Hasil kalibrasi dapat dijadikan pedoman
untuk pembuatan perangkat lunak sistem pengontrol suhu.
4.2 Pengujian Pencairan Timah Pasta
Percobaan ini menggunakan Pemanas Keramik, Solid State Relay dimana SSR
diberi tegangan 5 Volt dari modul mikrokontroler dan didukung oleh data sensor
termokopel yang dihubungkan dengan mikrokontroler untuk menampilkan suhunya
digunakan LCD 16×2.
Gambar 4.5 Konfigurasi percobaan pasta timah
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui suhu pelelehan dari pasta
timah tujuan lainnya adalah untuk mengetahui kerja modul mikrokontroler dalam
mengendalikan SSR yang akan dijadikan sebagai pensaklaran untuk Pemanas
Keramik
Langkah percobaan ini dengan cara PCB diletakkan dibawah pemanas dengan
kondisi yang sama-sama diam setelah itu. Termokopel yang sudah dirangkai dengan
AD595 ditempatkan didekat PCB yang telah diberi pasta timah dan diletakkan
komponen SMD. Lalu rangkaian dari pemanas yang sudah terhubung dengan
tegangan 220 AC 50 Hz dan mikrokontroler di dalam kondisi ON . modul mikro
tersebut memberikan perintah untuk mengaktifkan SSR, setelah SSR aktif maka SSR
menyalakan Pemanas keramik. Saat pemanas keramik sudah mulai menyala maka
suhu di PCB akan terlihat pada monitor LCD 16×2 dan dipantau kenaikan suhunya
sambil diperhatikan pasta timah yang ada pada PCB. Saat sudah tercapai tujuannya
yaitu melelehkan panas maka mikrokontroler mematikan SSR sehingga pemanas juga
akan ikut mati. Selama percobaan ini juga dilakukan perekaman dengan rekaman
visual untuk mendapatkan hasil grafik yang lebih teliti
39
Hasil percobaan ini di tampilkan dalam sebuah grafik seperti yang ditunjukkan
pada Gambar 4.5
Gambar 4.6 Grafik temperatur
Dari grafik hasil percobaan pada Gambar 4.6 dapat dilihat bahwa pencairan timah
pasta terjadi pada suhu 241 °C dalam waktu 315 detik seperti yang tunjukkan pada
tanda silang yang yang tertampil pada grafik, maka pada percobaan ini dapat dilihat
bahwa pencairan pasta atau saat soldering sesuai dengan standar grafik pematrian
yang sudah ditentukan yaitu sekitar 220°-260 °C pada bagian soldering.
4.3 Pengujian Keseluruhan
Pengujian ini dilaksanakan dengan menggunakan semua sistem yang ada pada
alat yang dibuat
Langkah percobaan ini dilakukan dengan menggunakan conveyor yang telah
diatur kecepatannya dengan menggunakan tiga jenis kecepatan seperti pada
ditunjukkan Tabel 4.2
Tabel 4.2 Kecepatan conveyor
No Kecepatan PWM Keterangan
1 Lambat 70/255 Digunakan pada saat soldering
2 Sedang 130/255 Digunakan pada saat proses heating
3 Cepat 255/255 Digunakan untuk proses preheating
0
50
100
150
200
250
300
0 50 100 150 200 250 300 350
SUH
U (°
C)
WAKTU (detik)
Suhu terhadap Waktu
40
untuk tahapan proses pematrian yaitu preheating, heating dan soldering
kecepatannya dibuat sesuai dengan yang ditunjukkan oleh tabel 4.2.
Pengujian ini dilakukan pada PCB yang telah diberikan timah pasta dicampur
dengan flux pasta dan diletakkan komponen di atasnya. Rangkaian yang dipakai
adalah rangkaian flip-flop yang dirangkai dengan menggunakan IC 555, rangkaian
nya ditunjukkan pada Gambar 4.8
Gambar 4.8 Rangkaian flip-flop
Rangkaian ini berisi komponen SMD yang membentuk rangkaian flip-flop,
adapun isinya adalah sebagai berikut :
IC 555
R1 dan R2 = 220 Ω
R3= 10kΩ
R4=2kΩ
C1=10µF
Maka dapat djijabarkan sebagai berikut
Duty cycle = × 100% .....................................................................(4.3.1)
= × 100%
= 16,28%
Dengan T = 0,693(푅 + 2푅 )×C............................................................. (4.3.2)
= 0,693(10 + 2.2)×10µF
= 9,702 .10 S
41
Dengan f = .............................................................................(4.3.3)
= , .
= 11,023 Hz
Untuk rangkaian yang dipakai disablonkan pada PCB berbahan Fiber dan
sudah dilapisi dengan lapisan plastik tahan panas yang menjadi standar untuk modul
jadi yang dijual dipasaran, adapun kegunaan lapisan tersebut agar supaya pasta timah
pada saat mencair hanya melewati permukaan yang terdapat komponen saja tidak
pada tempat yang lain, dengan begitu kerapihan pematrian juga lebih besar
kemungkinannya.
Awal mula semua sistem dinyalakan termasuk pemanas, dengan suhu yang
ditampilkan pada mikrokontroler. Pemanas akan terus menyala seperti ditunjukkan
oleh Gambar 4.9 hingga pemanas mencapai suhu 350°. Setelah suhu sudah mencapai
350 °C yang tertampil pada LCD ditunjukkan sesuai pada Gambar 4.10 (a) dan (b).
Gambar 4.9 Tampilan suhu sebelum 300 °C
Gambar 4.10(a) dan (b) Setelah suhu mencapai 300 °C
42
Apabila sudah tertampil menu suhu seperti pada Gambar 4.1 maka operator
dapat memasukkan ukuran sesuai PCB yang akan dipatri, setelah ukuranya sesuai
maka maka operator dapat menekan tombol OK untuk memulai melakukan proses
pematrian. Saat proses pematrian berjalan suhu dijaga antara 380 °C sampai 400 °C
apabila suhu yang diperoleh dari sensor termokopel ditampilkan lebih dari 400 °C
maka SSR akan mati sehingga menyebabkan pemanas juga akan mati. Pada waktu
suhu yang ditampilkan sudah mencapai batas 380 °C maka pemanas kembali akan
dinyalakan dengan aktifnya SSR. Sementara itu conveyor diatur PWM nya untuk
melakukan langkah-langkah pematrian. Setelah tiga tahap pematrian dilakukan yaitu
pada preheating, heating dan soldering maka conveyor akan kembali ke posisi awal
saat memulai proses pematrian. Di posisi awal tersebut PCB akan menerima
pendinginan kembali pada suhu ruangan. Maka proses pematrian telah selesai Waktu
keseluruhan dalam melakukan pematrian + 240 detik, hasil dari pengujian
keseluruhan ini adalah rangkaian flip flop seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.11
Gambar 4.11Hasil percobaan keseluruhan
Pengujian keseluruhan yang terakhir dilakukan 5 kali . Gambar 4.11 adalah hasil dari
rangkaian yang berhasil dipatri saat percobaan. Untuk keterangan lebih lengkap
tentang hasil percobaan ditunjukkan pada tabel 4.3
43
Tabel 4.3 Hasil pengujian keseluruhan sistem
percobaan hasil keterangan
1 Tidak berhasil Ketidak berhasilannya diakibatkan oleh
kompinen yang tidak menempel dengan benar
dikarenakan komposisi pasta yang tidak pas.
2 Tidak berhasil Ketidak berhasilannya diakibatkan oleh
kompinen yang tidak menempel dengan benar
dikarenakan komposisi pasta yang tidak pas.
3 Tidak berhasil Ketidak berhasilannya diakibatkan oleh
kompinen yang tidak menempel dengan benar
dikarenakan komposisi pasta yang tidak pas.
4 Berhasil Dapat menyala dengan baik
5 Tidak berhasil Ketidak berhasilannya diakibatkan oleh
kompinen yang tidak menempel dengan benar
dikarenakan komposisi pasta yang tidak pas.
4.4 Masalah yang Dihadapi
Masalah yang dihadapi dalam pengujian keseluruhan sistem dari alat ini adalah pada
saat penempelan timah pasta dan komponen pada PCB. Karena komposisi pasta yang
menempel selalu berubah ubah sesuai dengan operator yang menempelkan hal ini
menyebabkan sering terjadi kegagalan dalam mematri. Seharusnya dalam pematrian
digunakan plat sablon logam khusus dalam menempelkan timah pasta supaya
komposisi dari pasta merata dan hasil pematrian dapat menempel dengan sempurna.