DIY manual pick and place

Hi everyone, this is my first ever English-language blog post. I just want to share my experience of building a low-cost pick and place tool for SMD components. This idea came up in my mind after I had difficulty to put tiny SMD components on their pads. I am now dealing with a bunch of 0402 SMD components for my project. I am not a robot! My hand is shaking. Since the components are mounted very close to each other, placing tiny parts on high-density PCB is often troublesome even though using fine tip tweezers. The tip of tweezers may hit the adjacent component and makes it off from the pad. Instead of picking a part from its side, it is easier to pick component up from the top side by using a vacuum pump.  This technique can minimize the possibility of smashing adjacent part, but it does not solve the shaking hand. So, I need a special tool to eliminate this issue.

Here is how it looks like. Those white-colored parts are 3D printed items.

Figure 1

Membuat pick and place manual

Tulisan ini akan membahas proses pembuatan alat sederhana pick and place buatan sendiri yang relatif lebih ekonomis dibanding alat komersial. Sebelumnya maaf kalau kualitas foto dan videonya jelek, saya ambil gambar sesuai dengan kemampuan yang saya punya. Sesuai dengan namanya, pick and place, jika dialihbahasakan artinya ambil dan letakkan. Alat ini digunakan untuk mengambil dan meletakkan komponen elektronik ke atas papan sirkuit (PCB). Saya termotivasi untuk membuat alat ini karena harus mengerjakan sesuatu yang menggunakan komponen SMD hingga ukuran 0402. SMD adalah singkatan dari Surface Mount Device yaitu komponen elektronik yang dipasang pada permukaan PCB tanpa harus menembus papan tersebut. Jika kita membongkar perangkat elektronik, HP misalnya, kita akan menemukan PCB dengan banyak komponen yang kecil pada permukannya. Itulah komponen SMD. Sedangkan ukuran 0402 artinya panjang 0.04 inch dan lebar 0.02 inch. Jika dikonversi menjadi mm kita dapatkan panjang 1 mm dan lebar 0.5 mm. Memasang komponen ini dapat dilakukan dengan pinset yang ujungnya kecil tapi tangan manusia bergetar sehingga pemasangan komponen pada area yang sempit akan relatif sulit. Ketika mengambil komponen, pinset akan menjepit dari sisi samping. Jika jarak antar komponen sangat dekat, getaran tangan membuat pinset sangat mungkin untuk menumbuk komponen terdekat sehingga akan keluar dari tempatnya pada saat pemasangan di atas papan sirkuit. Lebih baik mengambil komponen dari sisi atas menggunakan pipa vakum. Tapi teknik ini tidak mengeliminasi getaran tangan sehingga diperlukan landasan agar getaran tangan dapat diminimalkan atau bahkan dihilangkan. Gambar alatnya akan tampak seperti di bawah ini. Untuk sekarang ini, alat ini belum saya tambah alas sehingga masih mungkin untuk bergeser. Saya buat demikian karena menyesuaikan keadaan di lab. Nantinya akan saya tambahkan alas magnet sehingga dapat menempel pada meja besi yang bermotif kotak-kotak seperti pada Gambar 1.

Gambar 1

Persamaan dasar op amp

Mungkin ada yang bertanya dari mana datangnya persamaan dasar op amp yang sudah banyak dikenal. Ketika kuliah persamaannya datang secara tiba-tiba tanpa tahu asalnya dari mana. Padahal kalau kita memahami asalnya, kita dapat membuat formulasi pada berbagai konfigurasi op amp. Disini saya akan mencoba menulis bagaimana persamaan dasar op amp yang kita kenal itu berasal. Contoh yang saya gunakan disini adalah persamaan untuk konfigurasi non-inverting dan inverting.

Operational Amplifier disebut juga Op Amp merupakan penguat tegangan dengan penguatan (gain) yang sangat tinggi. Model sirkuit ekuivalen op amp ditunjukkan pada Gambar 1 dengan  adalah resistansi masukan dan  adalah resistansi keluaran.

Gambar 1

Secara umum, persamaan dasar dari op amp dinyatakan seperti berikut

dimana a disebut dengan open-loop gain. Persamaan (1) inilah yang menjadi dasar untuk  membentuk formulasi berbagai macam konfigurasi op amp. Dari persamaan (1) didapatkan bahwa  keluaran op amp dipengaruhi oleh perbedaan tegangan pada kedua masukan (diferensial).  Model op amp ideal diberikan seperti Gambar 2. Op amp ideal didefinisikan sebagai penguat tegangan dengan open-loop gain yang bernilai tak hingga:

Prinsip kerja sistem radar FMCW (bagian 4 hasil percobaan)

Halo semua, masih ingat tentang tulisan saya sebelumnya yang membahas teori radar FMCW dan proses pembuatannya? Sekarang saya kan mempublikasikan hasil percobaan yang sudah kami (saya dan tim) lakukan. Percobaan yang dilakukan dan hasil yang didapatkan ini adalah nyata tanpa ada manipulasi sedikitpun. Percobaan kami lakukan pada tanggal 12 Januari 2017 sekitar jam 10.30 WIB di lapangan sebelah gedung LTRGM (Laboratorium Telekomunikasi Radio dan Gelombang Mikro) ITB atau yang biasa saya bilang gedung radar. Oh ya, semua souce code dan skema rangkaian akan selalu saya upload di link ini. Secara ringkasnya, saya bilang ini berhasil. Lumayan bisa deteksi objek sampai 20 meter.

Seperti biasa, banyak foto yang akan saya tampilkan disini. Di bawah ini foto waktu uji coba

Antena yang ditunjukkan oleh tanda panah biru putih di atas adalah pemancar (Tx) dan penerima (Rx). Untuk lebih jelasnya bisa lihat ditulisan saya yang pertama bagian antena. Di depannya saya letakkan PCB sebagai reflektor. PCB? Iya itu PCB yang berukuran besar. Jadi gelombang elektromagnetik yang dipancarkan melalui antena akan dipantulkan oleh PCB tersebut. Jarak reflektor saya variasikan untuk melihat perbedaan hasilnya. Oh ya, waktu uji coba, sebelum dipancarkan melalui antena, gelombang yang berasal dari splitter (lihat tulisan pertama) kami kuatkan lagi dengan amplifier yang lebih besar. Gambarnya seperti dibawah ini

Prinsip kerja sistem radar FMCW (bagian 3 proses pembuatan)

Selamat datang para pembaca. Ini tulisan ke 3 dari entah dari berapa tulisan yang akan saya buat. Bukan berarti tidak terencana tapi ternyata, dalam proses pembuatan, banyak yang ingin saya tulis dan bagikan untuk banyak orang meskipun tulisan seperti ini tidak begitu laris utuk orang-orang di Indonesia. Intinya tetap konsisten menulis apa yang saya suka. Saya hanya ingin menjadi salah satu orang yang menyumbangkan ilmu dan pengalaman (meskipun belum sempurna) untuk orang-orang di Indonesia yang memang berniat cari ilmu seperti semua yang saya tulis di blog ini. Karena berdasarkan pengalaman, cukup jarang orang-orang Indonesia yang menulis seperti apa yang saya tulis. Jadi setidaknya saya menyediakan sedikit informasi untuk orang-orang Indonesia yang kebetulan mencari topik ini.

Sekarang saya akan menulis tentang cara koneksi antar komponen pada proses pembuatan FMCW radar. Untuk skema rangkaian dan letak komponen papan pcb sudah saya sediakan pada link dibawah ini

http://bit.ly/FMCW_radar

Saya akan upload setiap update, foto, dan juga saya sediakan read me.txt untuk instruksi pada proses pembuatan dan pengujian. Saya sangat  menyarankan untuk membaca dokumen read me.txt dulu dan meniru apa yang sudah dikerjakan supaya mudah untuk periksa jika ada kesalahan. Tetapi jika sudah yakin dan mahir dalam dunia seperti ini, saya persilahkan langsung memodifikasi apa yang sudah dibuat. Saya tegaskan lagi bahwa ilmu dan pengalaman yang tertuang di blog ini GRATIS. Meskipun dalam kenyataannya saya dan tim menghabiskan banyak waktu, tenaga, pikiran, dan tentunya uang. Baik, langsung ke inti tulisan.

Prinsip kerja sistem radar FMCW (bagian 2 proses pembuatan)

Halo kembali lagi dengan saya. Sekarang saya ingin lanjutkan tulisan sebelumnya tentang FMCW radar (klik untuk menuju tulisan sebelumnya). Kalau sebelumnya saya cerita tentang prinsip kerja, perhitungan, dan simulasinya, sekarang saya akan berbagi tentang proses pembuatan sistemnya. Disini akan banyak foto karena bagian dari dokumentasi kerjaan saya dan tim yang mengerjakan. Ditulisan sebelumnya, saya sudah memberikan diagram blok sistem yang akan dibuat. Sekarang saya akan berikan foto kerjaan satu per satu. Mari disimak ya

Ramp generator

Seperti yang sudah saya jelaskan sebelumnya, bagian ini terdiri atas arduino UNO dan modul DAC untuk menghasilkan gelombang ramp (sawtooth) untuk memodulasi VCO (Voltage Controlled Oscillator). Penampakannya seperti dibawah ini.

Prinsip kerja sistem radar FMCW (bagian 1 teori)

Akhirnya setelah sekian lama nggak posting tulisan gara-gara tesis dan segala kegiatan setelahnya, sekarang ada kesempatan posting lagi. Sebenarnya, ada lebih dari 1 topik yang ingin saya tulis. Semua topik saya dapat waktu kerjakan tesis. Tapi nyicil dulu lah ya biar ada bahan untuk posting. Tulisan saya kali ini saya bagi 2 kemungkinan 3 bagi jadi beberapa tulisan  karena terlalu panjang kalau hanya 1 bagian. Kali ini saya ingin posting tentang RADAR. Pasti sudah familiar dengan benda satu ini kan? RADAR merupakan singkatan dari Radio Detecting and Ranging. Jadi singkatnya gini aja, radar ini merupakan suatu perangkat yang digunakan untuk deteksi benda menggunakan gelombang elektromagnetik. Jagi gini, beberapa kali jaga booth pameran,  menampilkan radar kecil yang dibuat ini. Terus  ada yang tanya “Mas ini apa?”. Saya jawab “ini radar yang bisa dipake untuk deteksi objek”. Terus tanya lagi “ Oh ultrasonik ya?”. Nah kalau ini sudah pasti beda. Ultrasonik termasuk gelombang mekanik yang memerlukan medium dalam perambatannya, sedangkan radar ini menggunakan gelombang elektromagnetik dan dapat merambat dalam ruang hampa sekalipun. Kalau masih belum ngeh juga radar itu seperti apa, anda sudah pernah lihat benda seperti parabola yang berputar di bandara kan? Nah itu antena radar. Sebenarnya tidak hanya di bandara, radar juga ada di kapal dan pesawat. Sekarang malah ada yang dipasang di mobil. Jadi prinsip secara umum begini:

1. Antena radar memancarkan gelombang elektromagnetik ke ruang (space).
2. Sebagian energi yang dipancarkan tersebut akan mengenai suatu objek yang disebut dengan target.
3. Energi yang mengenai objek tersebut akan dipantulkan ke segala arah.
4. Sebagian energi yang dipantulkan oleh objek tersebut akan diterima oleh antena penerima radar.
5. Energi yang diterima oleh antena akan diamplifikasi dan diproses oleh blok pengolah sinyal dan hasilnya, jarak, kecepatan, atau keduanya, akan ditampilkan di layar.

Tracking objek menggunakan kamera dengan MATLAB

Halo ada yang pernah mainan ngebalik tipe-x yang terbalik? Bingung ya? Hehehehe. Itu loh permainan ngebalik tipe-x yang awalnya berdiri pake tutupnya, terus kita pukul hingga dia berdiri diposisi normalnya. Tau kan? Ya udah kalo masih nggak tau ini saya kasih tau 😀

Jadi ceritanya saya lagi nganggur gitu kan, terus daripada nggak ada kerjaan ya udah main-main aja. Ya itung-itung ada bahan buat ditulis disini lah ya hehehe. Jadi mari kita lihat Gambar 1 di bawah ini

Gambar 1

Itu yang sebelah kanan tangan saya, sebelah kiri tangan temen saya. Aneh ya? Keliatan satu tubuh (jangan dibaca setubuh ya) hehehehe. Saya pasang marker warna merah ditangan saya biar tau kalo warna itu yang harus diikuti. Untuk memberi kotak merah dan label koordinat seperti yang digambar, saya menggunakan MATLAB.

Pendekatan Teoretis Kalkulasi Specific Absorption Rate (SAR) Pada Tubuh Manusia Akibat Paparan Gelombang Elektromagnetik

Tuslisan ini hanya sebuah perhitungan kasar atau bahkan sangat kasar, tapi tidak ngawurisasi karena ada dasar yang digunakan. Lalu untuk apa tulisan ini dibuat? Saya hanya ingin menunjukkan bahwa sesuatu yang selama ini dekat dengan kita sangat mempengaruhi kehidupan sosial dan juga kesehatan kita. Tulisan ini fokus pada pengaruhnya terhadap kesehatan. Baiklah, kita menuju ke topik utama.

Penggunaan telepon seluler (ponsel) sebagai media komunikasi dalam berbagai aspek kehidupan manusia dapat menyebabkan peningkatan kemungkinan masalah kesehatan. Sumber utama masalah kesehatan yang berhubungan dengan ponsel adalah medan elektromagnetik yang diradiasikan menara pemancar (BTS) dan dari ponsel itu sendiri [3]. Ketika
terhubung dengan jaringan, ponsel menggunakan sinyal dalam frekuensi radio untuk berkomunikasi dengan BTS terdekat.
Level paparan radiasi gelombang elektromagnetik dari menara BTS dapat diabaikan mengingat jarak antara pengguna ponsel dengan BTS cukup jauh. Tetapi berbeda dengan level radiasi dari ponsel kepada penggunanya. Karena jaraknya yang sangat dekat, efek radiasi gelombang elektromagnetik dari ponsel tidak dapat diabaikan. Terlebih lagi ponsel sangat sering digunakan untuk melakukan panggilan, mengirim pesan singkat, atau mencari informasi melalui internet.

Berdasarkan data dari International Telecommunication Union (ITU), jumlah ponsel di Indonesia pada tahun 2013 mencapai angka 125.36 ponsel tiap 100 penduduk atau sekitar 125% dari jumlah penduduk. Sedangkan pada tahun Januari 2014 jumlah ponsel mengalami sedikit penuruan yakni mencapai 112% dari jumlah penduduk yang artinya bahwa satu orang dapat memiliki lebih dari satu ponsel. Dengan meningkatnya jumlah kepemilikan ponsel tiap penduduk, maka radiasi yang dialami pemilik posel juga akan meningkat.

Parameter paling penting yang digunakan dalam penilaian level radiasi gelombang elektomagnetik yang dipancarkan ponsel adalah Specific Absorption Rate (SAR). Nilai ini menunjukkan laju radiasi elektromagnetik yang diserap per satuan waktu per kilogram. Nilai SAR berbeda untuk tiap bagian tubuh tertentu seperti kepala dan tubuh bagian lain.
Pada tulisan ini, akan disajikan pendekatan teoretis untuk menganalisis besarnya penetrasi medan elektromagnetik pada tubuh manusia khususnya pada bagian kepala dan efek termal yang ditimbulkan. Frekuensi yang digunakan dalam perhitungan pada makalah ini adalah frekuensi GSM yang digunakan oleh ponsel yaitu 900 MHz dan 1800 MHz.

Radiasi elektromagnetik dapat menyebabkan kerusakan jaringan tubuh kerana efek panas yang ditimbulkan. Mengingat tubuh manusia terdiri dari sekitar 65-70% air, elektrolit dan ion, radiasi gelombang elektromagnetik dapat dengan mudah mempengaruhi keadaan fisik manusia. Air merupakan molekul polar yang memiliki muatan positif dan negatif yang terpisah
sehingga terbentuk dipol. Tubuh manusia, yang tersusun atas jutaan sel, juga memiliki medan elektromagnetik. Medan elektromagnetik eksternal seperti radiasi dari ponsel dapat berinteraksi dengan tubuh dan mempengaruhi medan elektromagnetik
internal. 

Kumparan Helmholtz

Sudah lama nih saya nggak ngeblog karena sibuk hehehe. Baru bisa nulis karena tulisan juga barusan selesai jadi bisa share pengalaman lagi. Ini tulisan dihasilkan karena saya membuat suatu alat yang namanya kumparan Helmholtz. Dilatarbelakangi oleh alatnya Pak Prof yang belum berhasil akhirnya diskusi bareng dan disepakati untuk membuat ini. Mudah-mudahan aja berhasil dan sekalian jadi tesis :D. OK langsung ke topik utama

Kumparan Helmholtz adalah satu pasang kumparan yang dipisahkan oleh jarak tertentu untuk menghasilkan medan magnet seragam pada daerah yang terbatas.

                                                        Gambar 1. Desain kumparan Helmholtz