Post on 04-Apr-2019
53
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.
54
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
Su
hu
(°C
)
Tegangan (mV)
Pengkalibrasian Termokopel
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:
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 1i i iY X Rβ β= + + (4.2)
dimana:
1 0,β β = Parameter-parameter model yang akan ditaksir
iR = Galat pada observasi ke-n (acak)
Misalkan 1b adalah taksiran bagi 1β dan 0b adalah taksiran bagi 0β .
Maka taksiran bagi model regresi adalah:
0 1ˆ
iY b b X= + (4.3)
Maka kriteria penaksiran kuadrat terkecil adalah:
56
2
1
n
i
i
R=
∑ (4.4)
dimana:
0 1ˆ
i i i i iR 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.
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 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.
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:
Tm
t
∆=
∆ (4.6)
maka:
150 40 110
(3 1) 60 120m
−= =
− ×
m = 0,917°C//detik
63
Gambar 4.9 Gradien temperatur pada masing-masing proses dari
reflowsoldering
Untuk proses heating gradien temperatur adalah:
217 183 34
(5 3,5) 60 90m
−= =
− ×
m = 0,377 °C/detik
Dan untuk proses cooling gradien temperatur adalah:
225 160 65
(6 5, 25) 60 45m
−= =
− ×
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,