PEMATRIAN KOMPONEN SMD DENGAN MENGGUNAKAN CONVEYOR

UNTUK INDUSTRI KECIL

Oleh

Krisna Purnomo Saputro

NIM: 612011702

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Oktober 2015

i

INTISARI

Perkembangan industri manufaktur SMT sedang berkembang di Indonesia,

namun masih didominasi oleh industri berskala besar. Untuk membantu perkembangan

industri berskala kecil maka dibutuhkan sebuah alat yang dapat meningkatkan kualitas

dan kuantitas produksi dengan harga yang murah.

Melihat permasalahan tersebut pada skripsi ini dirancang dan direalisasikan

“Pematrian Komponen SMD dengan Menggunakan Conveyor untuk Industri Kecil”.

Alat ini dapat meningkatkan kualitas dan kuantitas dalam produksi industri manufaktur

berskala kecil, dikarenakan cara pematriannya berbeda dengan cara konvensional yaitu

menggunakan blower. Adapun alat ini dilengkapi dengan conveyor yang bisa

melakukan pematrian secara otomatis. Harga komponen pembentuk alat ini juga lebih

terjangkau sehingga membuat harga keseluruhan alat ini relatif murah.

Dari hasil yang dicobakan alat ini mampu membuat satu rangkaian komponen

SMD dalam waktu 240 detik lebih cepat daripada menggunakan blower. Walaupun dari

beberapa percobaan masih banyak yang belum sempurna, bukan dikarenakan alat yang

gagal tapi lebih pada penempelan pasta timah yang harus menggunakan plat sablon.

ii

ABSTRAC

The development of SMT manufacturing industry is growing in Indonesia, but it

is still dominated by large-scale industry. To assist the development of small-scale

industry a tool that can improve the quality and quantity of production at low prices is

very necessary

Seeing on these problems, this thesis "Soldering SMD Components with Using

Conveyor for Small Industry" is designed and realized . It can improve the quality and

quantity of production of small-scale manufacturing industry because the way of

soldering is different than the conventional way which use blower . The tool is equipped

with a conveyor that can perform automatic soldering. This tool is formed of

components with affordable price which makes it relatively inexpensive.

From the experimental results, the tool was capable of soldering a circuit

composed of SMD components within 240 seconds faster than using a blower.

Although the result of several experiments were still not perfect due to the absence of

the screen printing plate which has resulted in uneven-smearing solder paste on the pad.

iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan ke Hadirat Tuhan Yesus Kristus, atas segala

berkat dan karunia yang senantiasa penulis terima dalam menyelesaikan perancangan

serta penulisan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan tugas akhir di Fakultas

Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.

Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih kepada berbagai

pihak yang baik secara langsung maupun tidak, yang telah membantu penulis dalam

menyelesaikan skripsi ini :

1. Bapak Ir. Lukas B.Setyawan, M.Sc dan Bapak Gunawan Dewantoro,

M.Sc.Eng sebagai pembimbing I dan pembimbing II. Terimakasih atas waktu,

bimbingan serta solusi yang bapak berdua berikan sehingga banyak membantu

penulis menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Ratih Puspita Sari, SE terima kasih atas cinta dan pengertian serta support

yang diberikan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Semoga

ini adalah awal yang baik untuk memulai bagian baru dalam cerita kita.

3. Daniel Kristianto, Andhika Tan, Kusuma Yudha, Daniel Kawab, Ivan

Dwinanda, dan Kristian Angga. Terima kasih bro’s atas waktu dan kesusahan

yang penulis bagi selama mengerjakan tugas akhir ini, maaf penulis baru bisa

membagi kesusahan, semoga kelak penulis bisa mencicil hutang budi yang

kalian berikan.

4. Teman-teman seperjuangan XT-Lab : Wikan, Adek Face, Januar Nur Arduino,

Yongshua, Bintang mayak, Anne, Grace, Vinlux, Agung, El Daniel, Andien,

Gigih, Yuli, Samuel 09, Frans, Ivan’11, Choliq serta para penghuni baru yang

lain. Terimakasih untuk kegembiraan, cicipan kopi dan update gosipnya.

FIGHT!!!! Jam waras sudah habis !!!

5. Teman-teman rindang : Mas Yona, Mas Ranto, Pak Suryo, Astu, Jemblink ,

Christo, Marino, Reno, Galang, Mas Widhi, Edo dan lain-lain. Terimakasih

untuk gojegnya terkhusus untuk Pak Mbir semoga engkau tenang disana,

selamat jalan bos.

iv

6. Segenap Kru XT Radio : Gde, Acong 11, Hanna, Ning, Oka, Listyo, Timo,

segenap keluarga besar 2011 dan adek-adek 14’ terima kasih karena penulis

sudah diperbolehkan siaran terutama untuk Wani Wiradharma yang mau

berpartner dan membagi “kegaringan” ke seantero jagat dunia maya, dan

terimakasih untuk pengajaran yang ente berikan.

7. Pak Bambang untuk obrolan dan sapaan pagi yang memberikan semangat

kepada penulis.

8. Samuel, Anton, Ponang, Andre, Fonso dan Suset serta segenap Keluarga besar

FTJE 2004, terimakasih atas kedatangan dan kirimannya, Kalian biasa diluar!

9. Segenap dosen, Dek Yola, Mbak Rista dan karyawan yang telah membantu

selama penulis menyelesaikan skripsi

Akhir kata semoga skripsi yang masih jauh dari kata sempurna ini dapat berguna

untuk kita semua.

Salatiga, Oktober 2015

Penulis

v

Halaman ini untuk ibuk Maria Theresia Sri Suprapti dan bapak Walimin

vi

DAFTAR ISI

INTISARI .................................................................................................................... i

ABSTRACT ................................................................................................................. ii

KATA PENGANTAR ................................................................................................. iii

DAFTAR ISI ................................................................................................................ vi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ........................................................................................................ x

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang Permasalahan ..................................................................... 1

1.2 Spesifikasi Alat .......................................................................................... 3

1.3 Sistematika Penulisan ................................................................................ 4

BAB II SISTEM PEMATRIAN KOMPONEN SMD .................................................. 5

2.1 Surface Mount Technology (SMT) ............................................................. 5

2.2 Jenis-Jenis Komponen SMD ...................................................................... 5

2.3 Sistem Pematrian Komponen SMD ........................................................... 10

2.4 Komponen Pembentuk Sistem .................................................................... 12

BAB III PERANCANGAN SISTEM .......................................................................... 19

3.1 Perancangan Mekanik ................................................................................ 19

3.2 Rancangan Elektronik ................................................................................. 20

3.2.1 Modul Pengontrol Suhu ............................................................... 20

3.2.1.1 Termokopel ...................................................................... 20

3.2.1.2 Penguat AD595 ............................................................... 21

3.2.2 Rangkaian Pengendali Utama ...................................................... 22

3.2.2.1 Board ATMega32 ............................................................ 22

3.2.2.2 LCD 16×2 ........................................................................ 25

3.2.2.3 Tombol ............................................................................. 25

vii

3.2.3 Rangkaian Motor ......................................................................... 26

3.2.3.1 Motor DC 24V ................................................................. 26

3.2.3.2 Driver Motor L298 ........................................................... 27

3.2.3.3 Photo Interrupter ............................................................. 28

3.2.4 Rangkaian Pemanas ..................................................................... 29

3.2.4.1 Pemanas Keramik ............................................................ 29

3.2.4.2 Solid State Relay (SSR) ................................................... 30

3.2.5 Modul Pendingin .......................................................................... 31

3.3 Rancangan Perangkat Lunak ...................................................................... 31

3.3.1 Diagram Alir Sistem Perangkat Lunak ........................................ 32

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS .................................................................... 34

4.1 Percobaan Kalibrasi Termokopel ................................................................ 34

4.2 Pengujian Pencairan Timah Pasta ............................................................... 38

4.3 Pengujian Keseluruhan ............................................................................... 39

4.4 Masalah Yang Dihadapi .............................................................................. 43

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 44

5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 44

5.2 Saran Pengembangan ................................................................................. 45

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 46

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Contoh rectangular passive component .............................................. 6

Gambar 2.2. Tantalum Capasitor ............................................................................ 6

Gambar 2.3. Contoh resistor jenis MELF ................................................................ 8

Gambar 2.4. Contoh fisik SOT ................................................................................ 8

Gambar 2.5. Contoh kemasan 6 terminal................................................................. 9

Gambar 2.6. (a) Pematrian dengan blower ............................................................ 11

Gambar 2.6. (b) Pematrian dengan pemanas keramik ........................................... 11

Gambar 2.7. Grafik pematrian SMD ...................................................................... 12

Gambar 2.8. Blok Diagram .................................................................................... 13

Gambar 2.9. Diagram skematik termokopel .......................................................... 14

Gambar 3.1. Kerangka keseluruhan ....................................................................... 19

Gambar 3.2. Termokopel tipe K ............................................................................ 21

Gambar 3.3. Penguat AD595 ................................................................................. 21

Gambar 3.4. Konfigurasi pin dari AD595 ............................................................. 22

Gambar 3.5. Untai penguat catu daya tunggal AD595 .......................................... 22

Gambar 3.6. (a) Board ATMega32 ........................................................................ 23

Gambar 3.6. (b) Pin pada ATMega32 .................................................................... 23

Gambar 3.7. Untai rangkaian keseluruhan ............................................................. 23

Gambar 3.8. Konfigurasi Pin pada LCD ................................................................ 25

Gambar 3.9. Rangkaian pulldown ......................................................................... 25

Gambar 3.10. Motor DC ........................................................................................ 26

Gambar 3.11. Modul driver motor L298 ............................................................... 27

Gambar 3.12. Pulse Width Modulator ................................................................... 27

Gambar 3.13. Rangkaian L298 .............................................................................. 28

Gambar 3.14. Fisik dari sensor photointerrupter................................................... 28

Gambar 3.15. Rangkaian photointerrupter ............................................................ 29

Gambar 3.16.Ceramic Infrared Heater ................................................................. 29

Gambar 3.17. Gambar fisik dari SSR .................................................................... 30

Gambar 3.18. Untai Solid State Relay ................................................................... 30

Gambar 3.19. Rangkaian saklar pendingin ............................................................ 31

Gambar 3.20. Diagram alir sistem perangkat lunak .............................................. 32

ix

Gambar 4.1. Rangkaian percobaan kalibrasi ......................................................... 34

Gambar 4.2. Konfigurasi Percobaan Kalibrasi ...................................................... 35

Gambar 4.3. Potongan rekaman visual kalibrasi ................................................... 35

Gambar 4.4. Grafik kalibrasi sensor termokopel ................................................... 37

Gambar 4.5. Konfigurasi percobaan pasta timah ................................................... 38

Gambar 4.6. Grafik temperatur .............................................................................. 39

Gambar 4.7.Rangkaian flip-flop ............................................................................. 40

Gambar 4.8. Tampilan suhu sebelum 300 °C. ....................................................... 41

Gambar 4.9.(a) Setelah suhu mencapai 300 °C ..................................................... 41

Gambar 4.9.(b) Setelah suhu mencapai 300 °C ..................................................... 41

Gambar 4.10. Hasil percobaan keseluruhan .......................................................... 42

x

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Perbedaan Skripsi .................................................................................... 2

Tabel 2.1 Tabel jenis dan ukuran Aluminium Capasitor ......................................... 7

Tabel 3.1 Konfigurasi Pin ...................................................................................... 24

Tabel 4.1 Kalibrasi ................................................................................................. 36

Tabel 4.2 Kecepatan Conveyor .............................................................................. 39

Tabel 4.3 Hasil Pengujian keseluruhan sistem ...................................................... 43