BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
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.
53
54
Gambar 4.1 Kalibrasi sensor termokopel
Pengkalibrasian Termokopel 250
y = 0.0573x + 21.088 R² = 0.9981
Suhu (°C)
200 150 100 50 0 0
1000
2000
3000
4000
Tegangan (mV)
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
55
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: y = 0, 0573 x + 21, 088
R 2 = 0, 9981
(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. Yi = β 0 + β1 X i + Ri
(4.2)
dimana:
β1 , β 0 = Parameter-parameter model yang akan ditaksir Ri
= Galat pada observasi ke-n (acak)
Misalkan b1 adalah taksiran bagi β1 dan b0 adalah taksiran bagi β 0 . Maka taksiran bagi model regresi adalah:
Yˆ = b0 + b1 X i Maka kriteria penaksiran kuadrat terkecil adalah:
(4.3)
56
n
∑R
2 i
(4.4)
i =1
dimana:
Ri = Yi − Yˆi = Yi − b0 − b1 X i
(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. Hasil dari pengujian ini adalah kenaikan suhu dari oven pemanas
57
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. Hasil dari pengujian ini adalah kenaikan suhu dari oven pemanas
58
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 oven dapat diredam.
59
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
60
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 2 3 4 5 6 7 8 9 0 A B C D * #
49 49 49 50 48 49 49 50 48 48 50 48 50 48 48 50
Total Rata-rata
783
98 98 98 100 96 98 98 100 96 96 100 96 100 96 96 100
97.875
Dari hasil percobaan tombol keypad, dapat disimpulkan bahwa keypad layak atau dapat dipakai.
61
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
Gambar 4.7 Grafik reflowsoldering mode default
62
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: m=
∆T ∆t
maka: m=
150 − 40 110 = (3 − 1) × 60 120
m = 0,917°C//detik
(4.6)
63
Gambar 4.9 Gradien temperatur pada masing-masing proses dari reflowsoldering
Untuk proses heating gradien temperatur adalah: m=
217 − 183 34 = (5 − 3,5) × 60 90
m = 0,377 °C/detik
Dan untuk proses cooling gradien temperatur adalah: m=
225 − 160 65 = (6 − 5, 25) × 60 45
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,
64
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
Gambar 4.9 Grafik reflowsoldering mode manual
