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.