Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Rancang Bangun Infrared Reflowsoldering Berbasis Mikrokontroler T1 612004075 BAB IV

53

Bab ini akan membahas mengenai pengujian dan analisa dari setiap modul yang mendukung alat yang dirancang secara keseluruhan. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui apakah alat dirancang dapat memberikan hasil sesuai dengan harapan, dalam hal ini sesuai dengan spesifikasi yang telah ditulis, sedangkan analisa digunakan untuk membandingkan hasil perancangan dengan hasil pengujian. Pengujian dilakukan pada setiap modul yang telah terealisasi dan pada alat secara keseluruhan.

4.1 Pengujian Modul Sensor Termokopel

Pengujian modul sensor termokopel dilakukan dengan cara memanaskan dua buah sensor termokopel pada oven yang dirancang, namun berbeda pengukuran (Gambar 4.1). Termokopel pertama dipanaskan untuk mengukur temperatur dari oven, sedangkan termokopel kedua dipanaskan untuk mengukur nilai tegangan keluaran dari modul sensor termokopel, dimana proses-proses pengukuran tersebut kedua-duanya dilakukan secara bersamaan, dengan posisi termokopel pertama dan kedua saling berdekatan. Nilai tegangan keluaran termokopel sudah mengalami penguatan sebesar 417,66 kali dengan menggunakan rangkaian penguat instrumentasi.

Selama proses pemanasan termokopel berlangsung, dilakukan pentabelan nilai tengangan keluaran modul sensor suhu termokopel dan suhu oven untuk setiap kenaikan suhu 1°C pada MS Excel.

Gambar 4.1 Kalibrasi sensor termokopel

Gambar 4.2 Grafik linierisasi kalibrasi modul sensor suhu termokopel Maksud dan tujuan dari pentabelan nilai tegangan keluaran dari modul sensor termokopel dan temperatur oven adalah untuk mengetahui apakah perubahan tegangan keluaran modul sensor termokopel linier terhadap perubahan

y = 0.0573x + 21.088 R² = 0.9981

0 50 100 150 200 250

0 1000 2000 3000 4000

S

u

h

u

(

°C

)

Tegangan (mV)

suhu oven reflowsoldering. Linierisasi grafik perubahan tegangan keluaran dari modul sensor terhadap perubahan suhu oven (Gambar 4.2) didapatkan dengan melakukan pendekatan matematis terhadap kurva linier dengan persamaan sebagai berikut:

2

0, 0573 21, 088 0, 9981

y x

R

= +

= (4.1)

dimana:

y = Temperatur oven (°C)

x = Tegangan keluaran modul sensor termokopel (mV)

R = kriteria penaksiran kuadrat terkecil terhadap model regresi Koefisien regresi berfungsi untuk menentukan parameter-parameter yang

terlibat dalam suatu model matematis yang linier untuk melakukan prediksi

terhadap nilai suatu variabel. Model regresi sederhana dapat dilihat pada

Persamaan 4.2.

0 1

i i i

Y =

β

+

β

X +R (4.2)

dimana:

1, 0

β β

= Parameter-parameter model yang akan ditaksir

i

R = Galat pada observasi ke-n (acak)

Misalkan b₁adalah taksiran bagi

β

₁ dan b₀ adalah taksiran bagi

β

₀. Maka taksiran bagi model regresi adalah:

0 1 ˆ

i

Y =b +b X (4.3)

2 1 n i i R = (4.4) dimana: 0 1 ˆ

i i i i i

R =Y −Y =Y −b −b X (4.5)

Dari hasil pengujian didapat bahwa grafik perubahan tegangan keluaran

dari modul sensor termokopel terhadap perubahan suhu oven dapat dikatakan

linier, sehingga temperatur dari oven dapat dicari apabila nilai tegangan keluaran

dari modul sensor diketahui (Persamaan 4.1).

4.2 Pengujian Modul Pemanas

Pengujian dari modul pemanas yang dirancang dilakukan untuk melihat

performa maksimal dari oven. Performa maksimal yang dimaksud adalah

seberapa cepat kenaikan suhu dari oven. Pengujian performa dari oven dilakukan

dalam beberapa tahap, yaitu:

1. Pengujian performa oven sebelum dilakukan perubahan volume

dan penggantian elemen pemanas dengan suhu ruang oven adalah

26°C dan kondisi pada malam hari dengan suhu lingkungan ±28°C.

Hasil dari pengujian ini adalah kenaikan suhu dari oven pemanas

sampai pada target suhu maksimum yaitu 225°C membutuhkan

waktu ±18 menit.

2. Pengujian performa oven sebelum dilakukan perubahan volume

dan penggantian elemen pemanas dengan suhu ruang oven adalah

28°C dan kondisi pada siang hari dengan suhu lingkungan ±32°C.

sampai pada target suhu maksimum yaitu 225°C membutuhkan

waktu ±15 menit.

3. Pengujian performa oven setelah dilakukan perubahan volume

menggunakan keramik, glasswool, alumunium foil sebagai

peredam panas dan sebelum dilakukan penggantian elemen

pemanas dengan suhu ruang oven adalah 25°C dan kondisi pada

malam hari dengan suhu lingkungan ±26°C. Hasil dari pengujian

ini adalah kenaikan suhu dari oven pemanas sampai pada target

suhu maksimum yaitu 225°C membutuhkan waktu ±14 menit.

4. Pengujian performa oven setelah dilakukan perubahan volume

menggunakan keramik, glasswool, alumunium foil sebagai

peredam panas dan sebelum dilakukan penggantian elemen

pemanas dengan suhu ruang oven adalah 28°C dan kondisi pada

siang hari dengan suhu lingkungan ±30°C. Hasil dari pengujian ini

adalah kenaikan suhu dari oven pemanas sampai pada target suhu

maksimum yaitu 225°C membutuhkan waktu ±9 menit.

5. Pengujian performa oven setelah dilakukan perubahan volume

menggunakan keramik, glasswool, alumunium foil sebagai

peredam panas dan setelah dilakukan penggantian elemen pemanas

menjadi ceramic infrared heeater dengan suhu ruang oven adalah

25°C dan kondisi pada siang hari dengan suhu lingkungan ±27°C.

sampai pada target suhu maksimum yaitu 225°C membutuhkan

waktu ±5 menit seperti yang terlihat pada gambar 4.3.

Gambar 4.3 Pengujian performa dari infrared reflow oven.

Dari keseluruhan percobaan yang dilakukan, ada beberapa hal yang

mempengaruhi performa oven yang dirancang, yaitu:

1. Volume dari oven, dimana semakin kecil volume dari oven

semakin cepat kenaikan suhu dari oven.

2. Elemen pemanas, dimana elemen pemanas bawaan dari oven

memiliki respon pemanasan yang lambat bila dibandingkan dengan

respon pemanasan dengan menggunakan ceramic infrared heater.

3. Efisiensi pemanasan, dimana proses pemanasan akan berlangsung

cepat apabila panas yang terdapat pada ruangan oven tidak

menyebar keluar oven demikian sebaliknya suhu dari oven tidak

dipengaruhi oleh suhu dari luar oven dengan kata lain panas pada

4.3 Pengujian Modul Penampil

Pengujian modul penampil dilakukan untuk mengetahui apakah dapat

diaplikasikan pada alat yang dirancang atau tidak serta melihat keseluruhan pixel

dari modul penampil dapat ditampilkan atau tidak (tidak terdapat death pixel).

Gambar 4.4 Pengecekan keseluruhan pixel dari LCD grafik

Gambar 4.5 LCD grafik dapat diaplikasikan pada alat yang dirancang

Gambar 4.5 menunjukkan grafik perubahan suhu dari oven terhadap

dalam satuan Celcius dimana tiap pixel bernilai 5°C dan sumbu x menunjukkan

waktu pemanasan dalam satuan menit dan tiap pixel bernilai 5 detik.

4.4 Pengujian Keypad

Pengujian keypad dilakukan sebanyak 50 kali untuk mengetahui

keberhasilan penekanan pada setiap tombol, serta ditampilkan pada LCD grafik.

Dari hasil percobaan didapatkan keberhasilan penekanan adalah sebesar 97,875%.

Tabel 4.1 Hasil pengujian keypad

Tombol Keypad Yang Ditekan Jumlah Keberhasilan Persentase Keberhasilan

1 49 98

2 49 98

3 49 98

4 50 100

5 48 96

6 49 98

7 49 98

8 50 100

9 48 96

0 48 96

A 50 100

B 48 96

C 50 100

D 48 96

* 48 96

# 50 100

Total 783

Rata-rata 97.875

Dari hasil percobaan tombol keypad, dapat disimpulkan bahwa keypad

4.5 Pengujian Infrared Reflowsoldering

Pengujian reflowsoldering dibagi menjadi dua mode, yaitu:

1. Pengujian mode default

2. Pengujian mode manual

Gambar 4.6 Pemilihan mode reflowsoldering

Percobaan Infrared reflowsoldering dilakukan pada penyolderan untai

multivibrator menggunakan IC555 SMD, kapasitor SMD dan resistor SMD

(Gambar 4.8).

Gambar 4.8 Untai multivibrator yang akan disolder

Pada gambar 4.9 terlihat waktu yang dibutuhkan untuk proses preheating

adalah sebesar dua menit dengan gradien temperatur dapat dihitung sebagai

berikut:

T m

t

∆ =

∆ (4.6)

maka:

150 40 110 (3 1) 60 120

m= − =

− ×

Gambar 4.9 Gradien temperatur pada masing-masing proses dari

reflowsoldering

Untuk proses heating gradien temperatur adalah:

217 183 34 (5 3, 5) 60 90

m= − =

− ×

m = 0,377 °C/detik

Dan untuk proses cooling gradien temperatur adalah:

225 160 65 (6 5, 25) 60 45

m= − =

− ×

m = 1,44°C/detik

Dari Hasil percobaan reflowsoldering dapat dilihat bahwa target suhu dari

setiap proses reflowsoldering dapat dicapai namun gradien kenaikan temperatur

belum dapat mengikuti standar reflowsoldering Actel Corporation (Gambar 4.7).

Namun tujuan utama dari reflowsoldering adalah mendapatkan hasil penyolderan

atau dengan kata lain proses reflowsoldering tidak merusak komponen serta PCB

yang disolder.

Gambar 4.9 Untai multivibrator yang telah di reflow

Gambar 4.10 Penentuan parameter-parameter suhu dan waktu pada mode manual

4.3

Pengujian Modul Penampil

Pengujian modul penampil dilakukan untuk mengetahui apakah dapat

diaplikasikan pada alat yang dirancang atau tidak serta melihat keseluruhan

pixel

dari modul penampil dapat ditampilkan atau tidak (tidak terdapat

death pixel

).

Gambar 4.4 Pengecekan keseluruhan

pixel

dari LCD grafik

Gambar 4.5 LCD grafik dapat diaplikasikan pada alat yang dirancang

Gambar 4.5 menunjukkan grafik perubahan suhu dari oven terhadap

perubahan waktu pada modul penampil. Sumbu y menunjukkan suhu dari oven

dalam satuan

Celcius

dimana tiap

pixel

bernilai 5°C dan sumbu x menunjukkan

waktu pemanasan dalam satuan menit dan tiap pixel bernilai 5 detik.

4.4

Pengujian

Keypad

Pengujian

keypad

dilakukan sebanyak 50 kali untuk mengetahui

keberhasilan penekanan pada setiap tombol, serta ditampilkan pada LCD grafik.

Dari hasil percobaan didapatkan keberhasilan penekanan adalah sebesar 97,875%.

Tabel 4.1 Hasil pengujian

keypad

Tombol

Keypad Yang Ditekan

Jumlah Keberhasilan

Persentase Keberhasilan

1 49 98

2 49 98

3 49 98

4 50 100

5 48 96

6 49 98

7 49 98

8 50 100

9 48 96

0 48 96

A 50 100

B 48 96

C 50 100

D 48 96

* 48 96

# 50 100

Total

783

Rata-rata

97.875

Dari hasil percobaan tombol

keypad

, dapat disimpulkan bahwa

keypad

layak atau dapat dipakai.

4.5

Pengujian

Infrared Reflowsoldering

Pengujian

reflowsoldering

dibagi menjadi dua mode, yaitu:

1.

Pengujian mode

default

2.

Pengujian mode manual

Gambar 4.6 Pemilihan mode

reflowsoldering

Percobaan

Infrared reflowsoldering

dilakukan pada penyolderan untai

multivibrator menggunakan IC555 SMD, kapasitor SMD dan resistor SMD

(Gambar 4.8).

Gambar 4.8 Untai multivibrator yang akan disolder

Pada gambar 4.9 terlihat waktu yang dibutuhkan untuk proses

preheating

adalah sebesar dua menit dengan gradien temperatur dapat dihitung sebagai

berikut:

T

m

t

∆

=

∆

(4.6)

maka:

150 40

110

(3 1) 60

120

m

=

−

=

− ×

Gambar 4.9 Gradien temperatur pada masing-masing proses dari

reflowsoldering

Untuk proses

heating

gradien temperatur adalah:

217 183

34

(5 3, 5) 60

90

m

=

−

=

−

×

m

= 0,377 °C/detik

Dan untuk proses

cooling

gradien temperatur adalah:

225 160

65

(6 5, 25) 60

45

m

=

−

=

−

×

m

= 1,44°C/detik

Dari Hasil percobaan

reflowsoldering

dapat dilihat bahwa target suhu dari

setiap proses

reflowsoldering

dapat dicapai namun gradien kenaikan temperatur

belum dapat mengikuti standar

reflowsoldering

Actel Corporation (Gambar 4.7).

Namun tujuan utama dari

reflowsoldering

adalah mendapatkan hasil penyolderan

yang baik dan rangkaian yang disolder dapat beroperasi sebagai mana mestinya,

atau dengan kata lain proses

reflowsoldering

tidak merusak komponen serta PCB

yang disolder.

Gambar 4.9 Untai multivibrator yang telah di

reflow

Gambar 4.10 Penentuan parameter-parameter suhu dan waktu pada mode manual