MODUL ELECTRICAL PCB DESIGN 2011

Laboratorium Konversi Energi Listrik dan Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas DiponegoroJl. Prof. Soedharto, SH Tembalang, Semarang, 50275 Telp.Fax : (024) 7460057 Website : www.elektro.undip.ac.id , Email : labpower@elektro.ft.undip.ac.id

DESAIN PCB DENGAN EAGLE 5.4.0

Untuk membuka program eagle, pertama-tama harus punya komputer dulu, diinstal windows XP dah bagus lah, seven juga gak papa, trus instal eaglenya, kalo yang kita punya ini eagle versi 5.4.0, yang sudah komplit dengan krek2an dan juga serial numbernya, jadi asli lo. Kemudian buka program eaglenya, seperti terlihat pada gambar di bawah ini, jangan yang atas kanannya lo yang dibuka!!

Tampilan eagle pertama kali adalah sebuah control panel sebagai berikut, nanti di buka sendiri-sendiri ya, soale panjang banget kalo dijelasin satu-satu.

Untuk membuat project baru, arahkan kursor pada folder eagle, klik kanan dan pilih new project.

Setelah itu buat schematicnya dulu, yaitu klik kanan di new project tadi, klik kanan dan pilih new schematic,

.

Tampilan schematic seperti berikut, untuk membuat PCB pertama kali pertama-tama kita masukkan dulu komponen-komponen elektronika yang akan dipakai, dengan memilih panel add.

Lihat gambar rangkaian, komponen apa saja yang diperlukan. Pilih salah satu komponen, karena kita mau pake IC 4017 (kaki 16) dan IC 4047 (kaki 14), cari di IC. Untuk IC 4017:

Untuk IC 4047:

Atau bisa juga jika di library tidak ada, maka cari ic-package , cari yang dual in line package, sesuaikan dengan jumlah kaki, dan klik OK.

Setelah itu tambah semua komponen yang diperlukan lainya, sesuaikan ukurannya dengan komponen aslinya, dengan melihat pada ukuran grid dan lainya.

con-ptr500 (konektor masukan power supply), pilih kakinya, sesuaikan!

kapasitor

potensiometer

Untuk LED, bisa pakai dioda

Setelah itu tempatkan komponen serapi mungkin

Hubungkan masing-masing komponen dengan panel wire dan tiap-titik perhubungan beri junction seperti pada gambar

Setelah skema jadi, pindah skema menuju papan board, klik pada panelnya

Maka tampilanya pada board pertama kali

Seting dulu ukuran kawat, jarak antar komponen, jarak antar jalur pada panel DRC,

Set clearance dan sizes, kalo kebiasaan dan saran dari kakak senior biasanya diset pada 40/50 mil semua, liat di bawah:

Dan width nya 40/50 mil, yang lain dibiarin aja

Kemudian ukur papan PCB, sesuaikan dengan di eagle Misal kita memiliki PCB ukuran 10x10 cm, maka beri gambaran wire untuk menyesuaikan agar mudah, dan ukur, jika di kenyataan 1 cm, maka di eagle adalah 0.4, liat di gambar, ukuran PCB adalah garis persegi putih

Klik kanan pada wire, properties

Letakkan semua komponen di dalam persegi putih, rapikan

Setelah rapi, eksekusi program, dengan mengklik tombol auto

Pilih top dengan N/A dan bottom dengan *, OK!

Maka jadinya seperti ini

Secara otomatis jalur tampil. Untuk berkreasi, bisa dipindah-pindahkan tiap komponen, dan juga ukuran kawat, sesuai selera dan kebutuhan. Bisa juga diberi nama tiap2 komponen dengan member text, dan juga nilai tiap komponen. Untuk mengulang jalur pilih tombol ripup

Kemudian klik tombol gambar lampu lalu lintas bangjo di atas, dan klik yes!

Saatnya membuat cetakan, sebelum itu hilangkan komponen sehingga yang tersisa adalah jalur dan lubang saja, klik display dan hilangkan tplace sampai ke bawah, OK

Maka jadinya

Setelah board jadi, pindahkan gambar untuk siap di print, ubah ke pdf dulu, dengan cara pilih file, print, pdf.

Setelah itu siap di print dan mari saatnya membuat papan PCB.

PENYABLONAN

Untuk menyablon PCB ada dua cara yang sering dipakai, yaitu memindahkan ke kertas CTS atau kertas mika yang biasanya untuk proyektor. Langsung saja ke tukang fotokopi, biasanya kita ke ABADI depan polines, pertama print dulu pdf nya dengan kertas biasa, trus minta ma masnya fotokopi pake mika transparan ato kertas CTS, minta bubuknya yang banyak. Berikut ini tips n triknya,,, 1. Printer Laser Jet (harus Tinta Toner) jika tidak ada bisa pakai mesin Foto Copy. 2. Kertas bekas Kalender dinding yang masih baik (tidak kusut/lecek) 3. Papan PCB 4. Kertas Ampelas (abrasive paper) No.P500 atau P600 5. Setrika listrik 6. Ferric Cloride 7. Bor PCB 8. Kikir (halus) 9. Pisau (Cutter) 10. Penggaris (stainless steel) 11. Spidol kecil permanent (for OHP) produk SNOWMAN Jangan lupa kertas bekas Kalender yang bakal dipakai untuk ngeprint tentunya disisi yang masih kosong, usahakan kertas kalender dipilih yang masih bersih termasuk tangan kita juga harus bersih lho tunda dulu kalau mau nyemil goreng pisang (berminyak).

Kertas bekas kalender

gu l nder, bisa dic coba dulu ke kertas biasa e a. Jika rag ngeprint langsung ke kertas kalen Jika pri inter Toner tidak ada, ma hasil prin diatas ker biasa yan tadi lalu d aka nt rtas ng di Foto Cop tapi hasil Foto Copyn (Target) harus diatas kertas Kale py, l nya s ender.

Mencet langsung dengan Pri tak g inter Toner a akan lebih ba hasilnya aik Setelah ter-print ke kertas kalen nder dan mem mastikan tid ada trace yang putus, dak e , guntingla gambar PCB tersebut kira-kira 2-3mm diluar garis gamba ah t ar.

n B t, Potong PCB dengan pisau Cutter seukuran gambar PCB yang baru saja di-print lalu kikir bag tepi PCB agar tidak menonjol..sampai permu gian B ukaanya rata dan tidak a tajam. Ampela seluruh pe as ermukaan PC sambil d CB dibasahi deng air, lakuk proses gan kan pengamp pelasan deng cara mem gan mutar searah jarum jam sampai bersi lalu s ih, keringkan n.

kan k as Lakuk pemolesan dengan kertas ampela denga gerakan se an earah jarum jam, sambil disiram air sampa permukaan PCB bersih m ai n h. Usaha akan bekas g goresan ampe tidak elas begitu nampak ya menanda u ang akan pemol lesan berjala an denga baik. an

an gn mpai kira-kira ara di jam 12ah -2. Panaska Setrika, jg putar sam penuh, k Posisika gambar P an PCB diatas p papan PCB, t trace PCB (t tinta Toner) menghadap ke papan PCB (tem mbaga).

Posisi gambar menghada ke PCB, d usahakan permukaan meja setrik rata P a ap dan n n ka

Kertas kalender di s itutup dgn k kertas polos

k der engan kertas biasa, agar T yg ada di kalender Text Diatas kertas kalend lapisi de tidak men nempel ke p permukaan Setrika. Tekan S Setrika agak kuat diatas kerta kalend yang sud dilapisi d kertas bi k der dah dgn iasa tadi samp kira-kira 30 detik sam gambar menempel ke papan PC dan laku pai mpai r CB ukan penggoso okan secara m merata ke pe ermukaan yg lain. g Waktu y yang diperlu ukan selama proses setrik +/- 3 men jangan sa ka nit, ampai lebih dari 4 menit k karena jika te erlalu lama biasanya gam b mbar akan m melebar/puda ar.

Setelah kertas kalen nder menemp ke PCB lalu dingink papan PC dengan c di-angin mpel kan CB cara nanginkan jangan sek n, kali-kali lang gsung dirend ke air at diblow de dam tau engan udara dingin / AC a C, gambar ( (toner) bisa terkelupas se t ewaktu masu pada pros selanjutn uk ses nya. Jika sud benar-be dah enar dingin, rendam papan PCB ke d dalam air sel lama +/- 15 s 30 menit s/d t, tergantun dari tebal/ ng /tipisnya ker kalender hingga ker kalender nampak ba rtas r, rtas r asah pada permukaa bagian da an alam, biasan jika meng nya ggunakan ke ertas kalende yang tipis kertas er akan terk kelupas deng sendiriny gan ya. (terapu ung)

Sete PCB dingi masukan ke elah in, edalam air

Kupas kertas kalend pelan-pe dengan t k der elan tangan samp gambar/tr pai race nampak lalu k, sedikit-demi sedikit bersihkan sis b sa-sisa kerta yang masih nempel de as engan bantua Sikat Gig an gi bekas, ter rutama kerta yang nem pada bag lubang/ as mpel gian /pads kompo onen dan dian ntara traces sampai b bersih.

Jika terdapat trace y yang terkelu upas/putus, g gunakan Spid permanen untuk mem dol nt mbantu menyamb bungnya.

Pad / trace ya terkelupa digambar ulang dgn spidol P ang as, r

kan kupnya ke da alam nampa plastic y tidak dipa atau beli an yg akai i Masukk Ferric Cloride secuk baru, dan masukkan air panas/ha n angat secukup pnya +/- 100 (1/2 gelas), sampai seluruhnya 0ml lebur den ngan air, jang lupa pen gan nutup hidung (masker) d sarung ta g dan angan plastic c/karet. Masukk papan PC kedalam larutan Ferr Cloride t kan CB m ric tadi, dan aga prosesnya lebih ar cepat, ba antu dengan c menggo cara oyang-goyan nampan, a ng awass tumpa ah Sambil diamati jika papan PCB sudah selur a B ruhnya lebur maksudnya tembaga yang r, y tidak tert tutup oleh ga ambar/toner, maka angka papan PCB dan bersih , at hkan dengan n air yang m mengalir (ai kran). ir Untuk m membersihkan gambar/toner, gosoka ampelas p an pelan-pelan sambil disira am air kran s sampai benar-benar bers sih. Periksa kembali apa a akah terdapa trace yang putus. at g

Bor papan PCB dengan mata Bor ukuran 0,8mm s/d 1mm. Bersihkan papan PCB, lalu mulailah menyolder. Setelah komponen tersolder seluruhnya, lakukan pengetesan, jika semuanya sudah berfungsi dengan baik, segera lakukan penyemprotan papan PCB dengan Lacquer produk PYLOX Clear128 atau produk rj (Acrylic Epoxy Spray Paint) harganya sekitar Rp.14.500,- /kaleng (300cc). Tujuanya agar papan PCB tidak mudah Oxidasi dan tampak mengkilap terus, syukur2 kalau ada PCB Varnis sebelum di Lacquer, hasilnya akan lebih menarik.

Proses pengeringan selama +/- 10meni.. mu p n ulailah mera dan SELESAI sudah akit h. Waktu y yang dibutuh hkan mulai d proses N dari Nge-Print sa ampai selesai Pelarutan (Etching) +/i 30 menit. Jadi, mu sekarang jika ada ka ulai alender dind ding yang ud kadaluars sebaiknya dah sa a jangan di ibuang

PENYOLDERAN

Teknik Merangkai Komponen Dalam merakit komponen elektronika untuk suatu proyek, perlu diperhatikan beberapa hal 1.Periksa dan pelajarilah gambar proyek dengan cermat 2.Sediakanlah komponen yang diperlukan. Usahakanlah sesuai dengan komponen yang tertulis dalam gambar proyek 3.Ujilah tiap-tiap komponen dan pilihlah komponen yang paling baik 4.Rencanakanlah metode konstruksi yang hendak digunakan 5.Persiapkanlah alat-alat pelaksanaannya misalnya solder, timah, tang, dll 6.Pasanglah komponen dan solderlah dengan urutan berikut : resistor kondensator transistor IC Hal ini untuk menjaga supaya komponen yang tidak tahan panas tidak terkena panas solder terlalu lama yang mungkin dapat merusakan komponen tersebut Dalam pemasangan komponen perlu diatur sedemikian rupa sehingga komponen tidak rusak dan yang labih penting lagi ialah kaki-kai komponen tak saling mengganggu

Teknik Penyolderan Untuk menyolder dapat menggunakan solder listrik yang mempunyai daya listrik 20v 30 watt sedangkan untuk timah patrinya sebaiknya pergunakanlah timah kawat yang berlubang di tengahnya. Di dalam lubang tersebut berisikan damar. Damar tersebut selain berguna untuk mencegah timbulnya oksida pada sambungan, juga berguna untuk membentuk lapisan sambungan yang halus dan mengkilat. Cara Menyolder 1.Usahakan ujung solder selalu bersih 2.Bersihkan bagian-bagian yang akan disolder dengan amplas atau pisau. Sebab bila ada kotoran yang melekat pada tempat solderan, maka timah solder tidak mau melekat atau kalau melekat maka sambungan tersebut kemungkinan kurang sempurna 3.Persatukanlah bagian-bagian yang akan disambung sehingga merapat dengan baik. Jangan sampai renggang, sebab akan menjadikan sulitnya penyolderan sehingga sambungan menjadi lebih tebal

4.Tempelkan ujung solder yang telah panas pada tempat sambungan yang akan disolder, kemudian ambillah timah solder, ujungnya tempelkan pada ujung solder dan tempat sambungan. Timah solder akan meleleh dan menempel. Akatlah timah solder dan pertahankan ujung solder untuk beberapa saat sehingga cairan timah melebar dan kelihatan mengkilat 5.Setelah ujung solder diangkat, jagalah sambungan jangan sampai bergerak hingga timah solder mengeras Sambungan yang baik adalh sambungan yang kelihatan licin dan mengkilap. Bila sambungan masih nampak buram, panaskanlah kembali hingga timah solder mencair dan memperoleh permukaan sambungan yang licin dan mengkilap. Usahakanlah agar menggunakan timah solder sesedikit mungkin

Menguji Solder Listrik 1.Putarlah saklar pada posisi R x 10 2.Tempelkanlah ujung kabel merah dengan kabel hitam dan aturlah hingga jarum menunjuk angka nol Ohm 3.Tempelkanlah kedua ujung kabel pada kedua ujung steker solder Bila jarum menunjuk angka tertentu maka solder baik. Bila jarum tidak bergerak berarti filamen solder putus. Bila jarum menunjuk angka nol maka ada perkawatan solder yang hubung singkat

Mencoba Rangkaian Elektronika Setelah pekerjaan perakitan komponen selesai kita kerjakan, maka selanjutnya adalah mencoba apakah rangkaian elektronik yang kita buat dapat bekerja sesuai dengan yang diharapakan. Untuk menjaga agar tidak terjadi hal-hal yang merugikan kita misalnya rusaknya komponen karena salah meyambung yang tidak kita sengaja, maka sebelum mencoba suatu rangkaian perlu diperhatikan beberapa hal berikut 1.periksalah sekali lagi sambungan kaki komponen didalam perkawatan2nya. Apakah semua sedah tersambung sesuai dengan skema rangkaian yang bersangkutan 2.periksalah besarnya tegangan sumber . apakah tegangan sudah sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian yang bersangkutan 3.kalau hendak menyambung baterai atau accu jangan keliru polaritasnya. Yakinkanlah terminal mana yang harus diberi potensial positif, dan terminal mana yang harus diberi potensial negatif

4.setelah sumber tenaga terpasang perhatikanlah adakah bau asap (terbakar) adakah komponen yang panas. Kalau ada segera lepaskan dari hubungan sumber tenaga. Periksalah kemungkinan terjadinya hubung singkat dalam rangkaian 5.setelah sumber tenaga dipasang ukurlah sumber tegangannya. Bila ada penurunan tegangan yang mencolok dibanding sebelum sumber tenaga dipasang, kemungkinan terjadi hubung singkat dalam rangkaian atau karena sumber tenaga yang tidak mencukupi (misal karena baterainya sudah lama).Periksalah perkawatannya mungkin ada logam yang menempel pada perkawatan atau kemungkinan ada komponen yang bocor / nilai hambatan terlampau kecil

Bila semua komponen dalam keadaan baik dan penyambungan di dalam perkawatan sesuai dengan skema rangkaian yang bersangkutan biasanya rangkaian sudah dapat bekerja seperti yang diharapkan

Bila rangkaian belum dapat bekerja, padahal komponen dan pemasangan dalam perkawatan sudah benar, maka yang kita periksa selanjutnya adalah kemungkinan penyolderan yang belum sempurna penyambungannya. Periksalah tempat penyolderan yang dicurigai dengan menggunakan Ohmmeter pada posisi saklar R x 1. Lakukanlah pekerjaan kalibrasi dengan menempelkan kedua ujung kabel multimeter dan putarlah pengatur nol Ohm sehingga jarum tepat menunjuk angka nol Ohm. Selanjutnya salah satu kabel ditempelkan pada perkawatan dan kabel yang satunya ditempelkan pada kaki komponen yang dicurigai. Bila jarum tak menunjuk angka nol Ohm berarti penyolderan belum mendapatkan penyambungan yang sempurna. Jadi penyolderan yang baik adalah bila penyambungannnya diukur seperti tersebut diatas, jarum akan menunjuk angka nol ohm.