ALAT PELARUT PCB BERBASIS ATMEGA 328P

 

ALAT PELARUT PCB BERBASIS ATMEGA 328P

Alfi Nurul Huda¹, Darir Qowiyyus Shofa²,Naufal Luthfi Aziz³, Rafi Raditya Wicaksana⁴

Jurusan Teknik Elektro, Prodi Teknologi Rekayasa Elektronika (D4), Politeknik Negeri Semarang

Jl. Prof. Soedarto, Tembalang, Kec, Tembalang, Kota Semarang, Jawa Tengah, 50275

 ¹hudanurulalfi@gmail.com

²darir.qowiyyus.shofa.27@gmail.com

³naufalluthfiaziz17@gmail.com

⁴rafiradityaw@gmail.com

Intisari- Jurnal ini membahas mengenai perancangan prototype sebuah sistem untuk melarutkan cairan ferricloride sebagai pelarut Printed Circuit Board (PCB) secara otomatis. Alat ini memanfaatkan mikrokontroller ATMega 328p sebagai otak pengendali utama. Alat ini bekerja dengan memanfaatkan tombol kendali untuk mengatur proses pelarutan PCB secara sederhana. Ketika sistem diaktifkan, buzzer akan berbunyi selama 4 detik sebagai tanda sistem telah aktif. Ketika tombol OK ditekan, LED menyala dan motor mulai berputar untuk mengaduk larutan pelarut PCB melalui driver MX1616. Sebaliknya, tombol STOP akan mematikan motor, menonaktifkan LED, dan mengaktifkan buzzer kembali selama 4 detik sebagai notifikasi proses telah selesai. Mikrokontroler ATmega328P memberikan fleksibilitas dalam pemrograman dan integrasi perangkat keras, memungkinkan sistem bekerja secara otomatis dan terukur.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa alat pelarut PCB otomatis ini mampu mempercepat proses pelarutan, menghasilkan kualitas PCB yang lebih konsisten. Alat ini memiliki potensi untuk dikembangkan lebih lanjut dengan fitur tambahan, seperti kontrol kecepatan motor, pengaturan waktu, ataupun integrasi dengan tampilan monitoring untuk notifikasi. Dengan keunggulan tersebut, alat ini diharapkan dapat menjadi solusi efektif bagi individu maupun industri kecil dalam pembuatan PCB.

Kata Kunci: PCB, Pelarutan PCB, ATmega328P, Mikrokontroler, Sistem Otomatis.

 

I. PENDAHULUAN

A.    LATAR BELAKANG

    Dalam elektronik, proses pembuatan Printed Circuit Board (PCB) merupakan tahap penting untuk menghasilkan sirkuit yang dapat digunakan pada berbagai proyek. Salah satu langkah utama dalam proses ini adalah melarutkan pcb, yaitu proses penghilangan lapisan tembaga yang tidak diperlukan dari PCB.Untuk melakukan proses ini, salah satu cairan yang biasa digunakan adalah ferricloride. Namun, proses etching PCB menggunakan ferricloride secara manual sering kali tidak efisien,berisiko menyebabkan iritasi akibat tumpahan larutan ferricloride yang mengenai tangan, dan berpotensi menghasilkan kualitas yang tidak konsisten..Dalam mengatasi masalah tersebut, diperlukan alat yang mampu membantu proses etching PCB menjadi otomatis sehingga meningkatkan efisiensi serta akurasi hasil etching.

 

B.     RUMUSAN MASALAH

    Berdasarkan uraian diatas, terdapat beberapa perumusan masalah yang harus diperhatikan yaitu:

1.   Bagaimana merancang sebuah alat pelarut PCB otomatis yang dapat bekerja secara efisien,  dibandingkan dengan metode manual ?

2. Bagaimana sistem kontrol berbasis mikrokontroler ATmega328P dapat diimplementasikan untuk mengendalikan proses pelarutan PCB, seperti mengaduk larutan dan memberikan indikator status sistem ?

3.  Bagaimana alat ini dapat memberikan kemudahan dalam pengoperasian dengan menggunakan tombol kendali sederhana (ON dan STOP) serta menghasilkan notifikasi yang jelas ?

C.     TUJUAN

1.     Merancang dan mengembangkan alat pelarut PCB otomatis berbasis mikrokontroler ATmega328P yang dapat menggantikan metode manual dengan lebih efisien dan akurat.

2.     Mengintegrasikan tombol kendali sederhana untuk mengatur proses pelarutan PCB, termasuk pengendalian motor pengaduk .

 

II.                   METODOLOGI

    Tahap awal dimulai dengan mengidentifikasi sistem pelarut PCB otomatis, push button, mikrokontroler ATmega328P, dan algoritma kontrol yang relevan. Tahap ini mencakup penentuan konsep dasar sistem pelarut PCB, termasuk pemilihan komponen yang akan digunakan, cara kerja sistem, dan kriteria kinerja yang diharapkan.

Langkah selanjutnya adalah membuat diagram blok sistem, memilih komponen elektronik yang sesuai (mikrokontroler, driver motor, motor pengaduk, LED, buzzer, sumber daya) serta merancang rangkaian elektronika. Program pada mikrokontroler ATmega328P menggunakan bahasa pemrograman assembly dengan software avr studio 4 untuk mengontrol keseluruhan sistem. Program ini mencakup logika pengambilan keputusan berdasarkan input push button, pengendalian motor pengaduk, dan fitur-fitur lain seperti LED indikator dan buzzer. Setelah itu, dilakukan pembuatan alat, pengunggahan program ke mikrokontroler ATmega328P, serta kalibrasi dan pengujian awal. Tahapan terakhir adalah pengumpulan data untuk dianalisis guna mendapatkan kesimpulan dari hasil pengujian yang telah dilakukan.

 

III.             KAJIAN PUSTAKA

A.    KOMPONEN

      1.      Mikrokontroler ATMega 328p

Gambar 1. Mikrokontroler ATMega 328p

    ATmega328P adalah mikrokontroler 8-bit yang diproduksi oleh Atmel (sekarang bagian dari Microchip Technology) dan merupakan bagian dari keluarga AVR. Huruf P pada "ATmega328P" menunjukkan bahwa chip inimerupakan versi "PicoPower," yang berarti mendukung konsumsi daya yang sangat rendah saat dalam mode hemat daya. Beberapa fitur diantaranya yaitu :

    ·       32x8-bit register serbaguna.

    ·       Pin I/O digital sebanyak 14 pin, 6 pin diantaranya PWM (Pulse Width Modulation)     output.

    ·       SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.

    ·       Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16MHz.

    ·       32KB Flash memory

 

2.      Buzzer

Gambar 2. Buzzer

    Buzzer sebuah komponen elektronika yang dapat menghasilkan getaran suara berupa gelombang bunyi. Buzzer elektronika akan menghasilkan getaran suara ketika diberikan sejumlah tegangan listrik dengan taraf tertentu. Buzzer yang digunakan pada alat ini adalah buzzer aktif.

 

3.      Motor DC

  Gambar 3. Motor DC

Motor DC gearbox kuning adalah jenis motor listrik DC yang telah dimodifikasi dengan  penambahan gearbox. Gearbox ini berfungsi untuk meningkatkan torsi(daya putar) motor. Tegangan kerja dari motor DC gear box kuning ini adalah berkisar antara 3V sampai 6V.

4.      Driver MX1616

    

    Gambar 4. Driver MX1616

Driver MX1616 difungsikan sebagai  Pengontrol Motor DC dengan IC tipe H-Bridge  sehingga memungkinkan mengontrol putaran motor 2 arah. Spesifikasi sebagai berikut :

      Tegangan operasi: 2V-10V

Tegangan input sinyal: 1.8-7V

Arus kerja tunggal: 1.5A

Arus maks: 2.5A

Temperature: -40℃ sampai +80℃

5. LED

                                 

                                            Gambar 5. LED

komponen elektronik yang memancarkan cahaya ketika dialiri arus listrik. LED termasuk dalam keluarga dioda semikonduktor, yang memungkinkan arus listrik mengalir hanya dalam satu arah. Ketika arus melewati LED dalam arah maju (forward bias), energi dilepaskan dalam bentuk cahaya.

6. STEP DOWN LM2596

                                            Gambar 6. Step Down LM2596

Modul Stepdown LM2596 merupakan Modul DC Buck Converter yang pada rangkaian nya menggunakan IC LM2596S yang berfungsi untuk mengubah tingkatan tegangan DC menjadi lebih rendah dibanding tegangan masukannya. Tegangan masukan dapat dialiri tegangan berapa pun antara 3 Volt hingga 40 Volt DC. Lalu outputnya akan diubah menjadi tegangan yang lebih rendah di antara 1,5 Volt hingga 35 Volt DC

 7. Resistor

Gambar 7. Resistor

 Resistor adalah komponen elektronik yang digunakan untuk mengurangi intensitas arus listrik yang mengalir melalui suatu sirkuit. Resistor biasanya diwakili oleh simbol R dan memiliki satuan ohm (Ω). Pada alat ini, resistor dikonfigurasikan sebagai pull up resistor pada tactile switch untuk mencegah terjadinya floating pada rangkaian saat tactile switch digunakan. Tidak hanya itu resitor juga digunakan pada buzzer dan LED untuk membatasi arus yang masuk pada komponen tersebut.

B.     DIAGRAM BLOK

Gambar 7. Diagram Blok

C.     DIAGRAM ALIR SISTEM

                                                     Gambar 8. Diagram Alir Sistem

D.    RANGKAIAN SKEMATIK SISTEM

Gambar 9. Rangkaian Skematik Sistem

 

E.     PROGRAM

.INCLUDE "M328PDEF.INC"             ; Mengimpor definisi register untuk mikrokontroler ATmega328P ; Definisi Pin .equ BUZZER = 6                     ; Menetapkan pin 6 pada Port D sebagai pin Buzzer .equ LED = 7                        ; Menetapkan pin 7 pada Port D sebagai pin LED .equ MOTOR_ARAH1 = 3                ; Menetapkan pin 3 pada Port D sebagai pin kendali motor .equ TOMBOL_ON = 2                  ; Menetapkan pin 2 pada Port B sebagai tombol Start   .equ TOMBOL_OFF = 1                       ; Menetapkan pin 1 pada Port B sebagai tombol Stop ; Variabel SRAM .DSEG status_motor: .BYTE 1               ; Membuat variabel untuk menyimpan status motor (1 = aktif, 0 = tidak aktif) ; Variabel Global .CSEG .DEF tempat_sementara = R16         ; Mendefinisikan register R16 sebagai register sementara .DEF pencacah = R17                 ; Mendefinisikan register R17 sebagai penghitung untuk delay RESET:     ; Menyiapkan pointer stack (tempat penyimpanan sementara) ke alamat terakhir memori RAM.       LDI tempat_sementara, HIGH(RAMEND)    ; Ambil byte tertinggi alamat SRAM     OUT SPH, tempat_sementara             ; Simpan ke Stack Pointer High     LDI tempat_sementara, LOW(RAMEND)     ; Ambil byte terendah alamat SRAM     OUT SPL, tempat_sementara             ; Simpan ke Stack Pointer Low     ; Setup port, mengkonfigurasi pin-pin tertentu pada Port D sebagai output dan menginisialisasi mereka dalam keadaan mati.     LDI tempat_sementara, (1 << BUZZER) | (1 << LED) | (1 << MOTOR_ARAH1)     OUT DDRD, tempat_sementara                  ; Mengatur pin BUZZER, LED, MOTOR sebagai output     LDI tempat_sementara, 0x00                  ; Mengatur semua pin Port D ke kondisi LOW (mati/0)     OUT PORTD, tempat_sementara                 ; Clear PORTD (Mereset nilai awal)       LDI tempat_sementara, (1 << TOMBOL_ON) | (1 << TOMBOL_OFF)     OUT PORTB, tempat_sementara                 ; Mengaktifkan pull-up resistor untuk tombol OK dan Turun, yang memungkinkan pembacaan status tombol.     ; Buzzer on saat sistem pertama kali diaktifkan     SBI PORTD, BUZZER     LDI pencacah, 246      delay_buzzer:     RCALL tunda     DEC pencacah     BRNE delay_buzzer     CBI PORTD, BUZZER                           ; Matikan buzzer LOOP_UTAMA:       ; Tombol Ok -> Aktifkan motor + LED     SBIS PINB, TOMBOL_ON     RCALL AKTIFKAN     ; Tombol Turun -> Matikan motor + LED + Buzzer     SBIS PINB, TOMBOL_OFF     RCALL MATIKAN     RJMP LOOP_UTAMA AKTIFKAN:     SBI PORTD, LED                  ; Nyalakan LED     SBI PORTD, MOTOR_ARAH1          ; Motor     LDI tempat_sementara, 1       STS status_motor, tempat_sementara     RET MATIKAN:     CBI PORTD, LED                  ; Matikan LED     CBI PORTD, MOTOR_ARAH1          ; Matikan motor     LDI tempat_sementara, 0     STS status_motor, tempat_sementara     ; Nyala Buzzer setelah tombol Turun ditekan     SBI PORTD, BUZZER     LDI pencacah, 246               ; Set counter untuk delay 3 detik delay_buzzer_matikan:      RCALL tunda     DEC pencacah     BRNE delay_buzzer_matikan     CBI PORTD, BUZZER               ; Matikan buzzer     RET ; Subroutine untuk delay tunda:     LDI tempat_sementara, 250 ; Persiapan loop luar diinisialisasi dengan tempat_sementara bernilai 250 loop_luar:     LDI R18, 100                    ; Persiapan loop luar diinisialisasi dengan R18 bernilai 100 loop_dalam:     NOP                             ; Instruksi No Operation tidak melakukan apa-apa hanya untuk membuat delay 1 siklus      NOP                             ; Tambahkan instruksi untuk delay 1 siklus     DEC R18                         ; Kurangi counter loop dalam     BRNE loop_dalam                 ; Ulangi loop dalam sampai R18 mencapai nol     DEC tempat_sementara            ; Kurangi counter loop luar     BRNE loop_luar                  ; Ulangi loop luar sampai R16 mencapai nol     RET                          ; Kembali ke pemanggil fungsi

 

IV.             HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    GAMBAR ALAT

                                                                Gambar 9. Alat pelarut PCB 

B.     CARA KERJA

·        ketika sistem diaktifkan, buzzer akan berbunyi 4 detik.

·   Setelah itu untuk mengaktifkan motor penggerak, tekan Ok Pin dan motor akan berputar serta LED akan aktif.

·   Untuk menonaktifkan motor penggerak, tekan down pin dan motor akan berhenti berputar serta buzzer akan berbunyi kembali selama 4 detik.

C.     HASIL

Gambar 10. Alat pelarut PCB diaktifkan ditandai dengan nyala LED

Gambar 11. Alat Pelarut PCB nonaktif 

V.                KESIMPULAN

            Setelah melakukan pembuatan alat pelarut PCB,dapat disimpulkan bahwa alat ini mampu mempercepat proses etching,mengurangi resiko iritasi akibat paparan bahan kimia seperti ferricloride,serta menwarkan solusi yang lebih praktis dan terjangkau dibandingkan motode manual,sehingga memudahkan penggunaan dalam menghasilkan PCB.

VI.             REFERENSI

Pengembangan Media Pembelajaran Elektronika Dan Pemrograman Menggunakan Alat Pelarut PCB (Printed Circuit Board) Pada Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) Di Kabupaten Karawang, journal.fortei7.org/index.php/sinarFe7/article/view/404/360.

diakses 10 Desember. 2024.

 

VII.          LINK PPT

https://www.canva.com/design/DAGYm3Jkd6M/zQGH9rfpkMURA7TT7g79Vg/edit

VIII.        LINK YOUTUBE

            https://www.youtube.com/watch?v=Gf8Ds2Rii60