Konsep Data Logging pada Mikrokontroler

 Oleh : Ahmad Sholeh, S.Pd.,M.Kom.

Perkembangan teknologi elektronika dan sistem digital telah mendorong lahirnya berbagai sistem otomatis yang mampu memantau dan mengendalikan proses secara mandiri. Mikrokontroler sebagai inti dari sistem tertanam memiliki peran penting dalam pengolahan data dan pengendalian perangkat keras. Salah satu fungsi utama yang banyak digunakan adalah data logging atau pencatatan data.

Data logging memungkinkan suatu sistem merekam parameter tertentu, seperti suhu, kelembapan, tekanan, arus, atau tegangan, dalam rentang waktu tertentu. Data yang terekam dapat dianalisis untuk mengetahui karakteristik sistem, mendeteksi kesalahan, serta mendukung pengambilan keputusan berbasis data. Oleh karena itu, pemahaman konsep data logging pada mikrokontroler menjadi kompetensi penting, khususnya dalam bidang teknik elektronika dan otomasi industri. Data logging adalah proses pengambilan, pencatatan, dan penyimpanan data dari suatu sistem atau lingkungan secara teratur dalam periode waktu tertentu. Data yang dicatat biasanya berasal dari sensor yang mendeteksi besaran fisik tertentu. Dalam sistem berbasis mikrokontroler, data logging dilakukan secara otomatis melalui program yang tertanam pada mikrokontroler.

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer mini dalam satu chip yang terdiri dari unit pemroses (CPU), memori, serta perangkat input dan output. Mikrokontroler dirancang untuk mengendalikan suatu sistem tertentu secara spesifik. Contoh mikrokontroler yang umum digunakan antara lain AVR, ARM, dan ESP32. Secara umum, sistem data logging pada mikrokontroler terdiri dari beberapa bagian utama, yaitu sensor, mikrokontroler, media penyimpanan, dan antarmuka pengguna. Sensor berfungsi sebagai input data, mikrokontroler sebagai pengolah data, media penyimpanan sebagai tempat penyimpanan hasil logging, dan antarmuka pengguna sebagai sarana pemantauan.

Sensor sebagai Sumber Data

Sensor berfungsi mengubah besaran fisik menjadi sinyal listrik yang dapat diproses oleh mikrokontroler. Sensor dapat menghasilkan sinyal analog maupun digital. Untuk sensor analog, mikrokontroler memerlukan ADC (Analog to Digital Converter) agar data dapat diproses secara digital. ADC berfungsi mengonversi sinyal analog menjadi data digital. Resolusi ADC sangat mempengaruhi ketelitian data logging. Semakin tinggi resolusi ADC, semakin detail perubahan sinyal yang dapat dicatat oleh sistem. Setelah data dibaca dari sensor, mikrokontroler dapat melakukan pemrosesan awal seperti kalibrasi, perhitungan satuan, atau penyaringan noise. Proses ini bertujuan agar data yang disimpan memiliki tingkat akurasi yang lebih baik.

Penentuan interval waktu pencatatan data merupakan aspek penting dalam data logging. Sistem dapat dirancang untuk mencatat data secara periodik, berdasarkan kejadian tertentu, atau secara kontinu. Untuk pencatatan berbasis waktu, sering digunakan modul Real Time Clock (RTC). Media penyimpanan berfungsi menyimpan data hasil logging. Media yang umum digunakan antara lain EEPROM internal, memori flash, dan kartu SD. Kartu SD sering dipilih karena kapasitas besar dan kemudahan pengolahan data.

Format Data Logging

Data hasil logging umumnya disimpan dalam format teks, seperti CSV (Comma Separated Values). Format ini memudahkan pengguna dalam melakukan analisis data menggunakan perangkat lunak spreadsheet atau aplikasi pengolah data lainnya. Selain penyimpanan lokal, data logging dapat dikombinasikan dengan sistem komunikasi data. Mikrokontroler dapat mengirim data melalui UART, USB, atau jaringan nirkabel ke komputer atau server.

Data Logging pada Sistem IoT

Dalam sistem IoT, data logging tidak hanya berfungsi sebagai pencatatan lokal, tetapi juga sebagai sumber data untuk analisis jarak jauh. Data yang dikirim ke cloud dapat digunakan untuk pemantauan dan pengambilan keputusan secara real-time. Keandalan data logging ditentukan oleh kestabilan sistem dan mekanisme penyimpanan data. Selain itu, aspek keamanan data perlu diperhatikan agar data tidak rusak atau disalahgunakan.

Data logging banyak diterapkan pada bidang industri untuk pemantauan mesin, bidang lingkungan untuk pengamatan kondisi alam, serta bidang pendidikan sebagai sarana pembelajaran sistem elektronika. Data logging pada mikrokontroler merupakan proses penting dalam sistem elektronika modern yang memungkinkan pencatatan dan analisis data secara sistematis. Dengan memanfaatkan sensor, mikrokontroler, dan media penyimpanan, sistem data logging dapat digunakan untuk berbagai keperluan, mulai dari pemantauan sederhana hingga sistem IoT yang kompleks.

DAFTAR PUSTAKA

• Barrett, S. F., & Pack, D. J. (2013). Microcontroller Programming and Interfacing. Morgan & Claypool.
• Mazidi, M. A., Mazidi, J. G., & McKinlay, R. D. (2016). The AVR Microcontroller and Embedded Systems. Pearson.
• Datasheet Mikrokontroler AVR/ARM/ESP32.

Membangun Generasi Beradab dan Santun di Era Kecerdasan Artifisial

 Oleh : Ahmad Sholeh, S.Pd.,M.Kom.

Era kecerdasan artifisial (AI) telah mengubah cara manusia belajar, bekerja, dan berinteraksi. Teknologi yang dahulu hanya menjadi alat bantu kini berkembang menjadi mitra berpikir yang sangat canggih. Di tengah kemajuan ini, tantangan terbesar bukan hanya penguasaan teknologi, tetapi bagaimana membangun generasi yang tetap beradab dan santun. Generasi muda hari ini tumbuh dalam ekosistem digital yang serba cepat, instan, dan terbuka. Informasi mengalir tanpa batas, namun tidak semuanya membawa nilai kebaikan. Tanpa pendampingan karakter, kemajuan teknologi justru berpotensi melahirkan sikap individualis, kurang empati, dan abai terhadap etika.

Kesantunan adalah fondasi peradaban. Dalam konteks era AI, kesantunan tidak hanya tercermin dalam interaksi langsung, tetapi juga dalam komunikasi digital, penggunaan media sosial, dan cara memanfaatkan teknologi cerdas. Bahasa yang sopan, sikap menghargai, dan empati menjadi semakin penting di ruang maya. AI mampu menjawab pertanyaan kompleks, menganalisis data besar, bahkan meniru gaya bahasa manusia. Namun, AI tidak memiliki hati nurani, nilai moral, dan rasa tanggung jawab sosial. Oleh karena itu, manusialah yang harus menanamkan etika dalam setiap pemanfaatan teknologi.

Pendidikan memegang peran sentral dalam membangun generasi beradab di era AI. Sekolah tidak cukup hanya mengajarkan literasi digital dan keterampilan teknis, tetapi juga harus menanamkan nilai karakter seperti kejujuran, tanggung jawab, saling menghormati, dan kesantunan berkomunikasi. Guru dituntut menjadi teladan dalam bersikap dan berinteraksi, baik di dunia nyata maupun digital. Keteladanan guru dalam menggunakan teknologi secara etis akan membentuk pola pikir dan perilaku peserta didik dalam jangka panjang. Kurikulum di era AI perlu mengintegrasikan pendidikan karakter dengan pembelajaran berbasis teknologi. Proyek berbasis masalah, diskusi etika AI, dan refleksi nilai kemanusiaan dapat menjadi sarana efektif menumbuhkan kesadaran moral peserta didik.

Selain sekolah, keluarga memiliki peran yang tidak kalah penting. Orang tua perlu membangun komunikasi yang hangat, memberikan batasan penggunaan teknologi, serta menanamkan adab sejak dini. Lingkungan keluarga yang beradab akan menjadi benteng utama bagi anak dalam menghadapi arus digital. Kesantunan di era AI juga berkaitan erat dengan kemampuan berpikir kritis. Generasi muda harus diajarkan untuk tidak mudah terpancing emosi, hoaks, atau ujaran kebencian yang beredar luas di dunia maya. Sikap bijak dan santun dalam merespons perbedaan adalah ciri manusia beradab. Media sosial menjadi ruang pembelajaran karakter yang nyata. Setiap unggahan, komentar, dan interaksi digital mencerminkan kepribadian penggunanya. Oleh karena itu, literasi etika digital harus menjadi bagian penting dalam pendidikan generasi muda. 

AI seharusnya dimanfaatkan sebagai alat untuk memperkuat nilai kemanusiaan, bukan menggantikannya. Teknologi dapat membantu proses belajar, pelayanan publik, dan pengambilan keputusan, tetapi nilai adab tetap harus berasal dari manusia. Generasi beradab adalah generasi yang mampu menggunakan AI secara bertanggung jawab. Mereka memahami batasan teknologi, menghargai privasi, dan tidak menyalahgunakan kecerdasan buatan untuk kepentingan yang merugikan orang lain. Kesantunan juga tercermin dalam cara generasi muda menyikapi keberagaman. Di era global dan digital, interaksi lintas budaya semakin intens. Sikap saling menghormati dan toleran menjadi kunci menjaga harmoni sosial.

Pendidikan karakter di era AI tidak boleh bersifat normatif semata, tetapi harus kontekstual dan aplikatif. Peserta didik perlu diajak mengalami langsung bagaimana nilai adab dan santun diterapkan dalam kehidupan nyata dan digital. Lembaga pendidikan, pemerintah, dan masyarakat harus bersinergi dalam membangun ekosistem yang mendukung generasi berkarakter. Regulasi, kebijakan pendidikan, dan budaya digital yang sehat perlu dikembangkan secara berkelanjutan. Tantangan ke depan akan semakin kompleks seiring berkembangnya AI. Namun, kecanggihan teknologi tidak akan berarti tanpa manusia yang memiliki integritas dan adab. Peradaban maju selalu ditopang oleh nilai moral yang kuat.

Generasi santun bukan generasi yang lemah, melainkan generasi yang mampu mengendalikan diri, berpikir jernih, dan bertindak bijaksana. Di era AI, kemampuan ini menjadi keunggulan yang tidak dapat digantikan oleh mesin. Dengan adab dan kesantunan, generasi muda dapat memanfaatkan AI untuk menciptakan solusi bagi berbagai persoalan bangsa. Teknologi menjadi sarana pengabdian, bukan sekadar alat pencapaian pribadi. Membangun generasi beradab di era AI adalah investasi jangka panjang bagi peradaban manusia. Proses ini membutuhkan kesabaran, konsistensi, dan keteladanan dari semua pihak. Pada akhirnya, AI hanyalah alat, sedangkan manusia adalah penentu arah peradaban. Dengan menjunjung tinggi adab dan kesantunan, generasi masa depan akan mampu memimpin era teknologi dengan hati nurani dan nilai kemanusiaan yang luhur.

Perkembangan kecerdasan artifisial (Artificial Intelligence/AI) telah membawa perubahan mendasar dalam sistem pendidikan dan kehidupan sosial. Perubahan ini menuntut lulusan pendidikan yang tidak hanya kompeten secara akademik dan teknologi, tetapi juga memiliki karakter beradab dan santun. Pendidikan nasional Indonesia merespons tantangan tersebut melalui perumusan Profil Delapan Dimensi Lulusan sebagai gambaran ideal capaian kompetensi dan karakter peserta didik. Profil ini menjadi acuan dalam menyiapkan lulusan yang mampu beradaptasi secara etis di era teknologi cerdas.

Adab dan kesantunan merupakan nilai lintas dimensi dalam Profil Delapan Dimensi Lulusan. Nilai tersebut menjadi fondasi moral dalam memanfaatkan AI agar tetap berpihak pada kemanusiaan dan keadilan sosial. Dimensi keimanan dan ketakwaan kepada Tuhan Yang Maha Esa berperan sebagai landasan spiritual dalam penggunaan teknologi. Kesadaran religius membimbing lulusan agar menjadikan AI sebagai alat yang mendukung kebaikan dan kemaslahatan bersama.  Akhlak mulia tercermin dalam perilaku santun, jujur, dan bertanggung jawab, baik dalam interaksi langsung maupun digital. Di era AI, akhlak mulia menjadi pengendali etika dalam komunikasi dan pemanfaatan data.  Dimensi kewargaan menjadi warga negara yang bertanggung jawab, cinta tanah air, berempati, dan berkontribusi positif bagi masyarakat.

Dimensi penalaran kritis sangat relevan dalam menghadapi algoritma dan informasi berbasis AI. Lulusan dituntut mampu menganalisis, mengevaluasi, dan mengambil keputusan secara rasional tanpa mengabaikan nilai etika dan kesantunan. Dimensi kreatifivitas mendorong lulusan memanfaatkan AI secara inovatif untuk menghasilkan solusi yang bermanfaat. Kreativitas yang beradab memastikan bahwa inovasi teknologi tetap selaras dengan nilai moral dan sosial. 

Dimensi kemandirian menuntut lulusan mampu mengelola pembelajaran dan penggunaan teknologi secara bertanggung jawab. Kemandirian ini mencakup disiplin digital, pengendalian diri, dan kesadaran akan batasan AI. Dimensi Kolaborasi diharapkan mampu bekerja sama dengan orang lain secara efektif untuk mencapai tujuan bersama dan menekankan pentingnya kolaborasi dalam pemanfaatan AI. Lulusan yang beradab menggunakan teknologi untuk memperkuat kerja sama dan solidaritas sosial, bukan untuk kepentingan individual semata. 

Integrasi Profil Delapan Dimensi Lulusan dalam pendidikan menjadi strategi penting untuk membangun karakter peserta didik secara holistik. Setiap dimensi saling melengkapi dalam membentuk lulusan yang beradab dan santun. Sekolah memiliki peran strategis dalam menginternalisasikan delapan dimensi tersebut melalui pembelajaran kontekstual dan berbasis teknologi. Pendekatan ini memungkinkan peserta didik memahami implikasi etis penggunaan AI dalam kehidupan nyata.

Guru berfungsi sebagai teladan dalam penerapan nilai Profil Delapan Dimensi Lulusan. Keteladanan guru dalam menggunakan AI secara etis akan membentuk budaya belajar yang bertanggung jawab dan berkarakter. Lingkungan keluarga dan masyarakat turut berkontribusi dalam memperkuat karakter lulusan. Sinergi antara sekolah, keluarga, dan masyarakat menjadi kunci dalam membangun generasi beradab di era AI. Media digital dan AI perlu diposisikan sebagai sarana pembelajaran karakter, bukan sekadar alat teknis. Pemanfaatan teknologi yang selaras dengan Profil Delapan Dimensi Lulusan akan mendorong terbentuknya etika digital yang kuat.

Tantangan ke depan menuntut lulusan yang mampu menghadapi kompleksitas teknologi dengan integritas dan kesantunan. Profil Delapan Dimensi Lulusan menjadi pedoman dalam mengantisipasi dampak negatif perkembangan AI. Generasi beradab dan santun bukan berarti menolak teknologi, melainkan mampu mengendalikannya secara bijak. Keseimbangan antara kompetensi teknologi dan karakter menjadi ciri lulusan unggul. Dengan internalisasi Profil Delapan Dimensi Lulusan, pendidikan di era AI dapat menghasilkan lulusan yang siap berkontribusi secara sosial, nasional, dan global dengan tetap menjunjung tinggi nilai kemanusiaan.

Dengan demikian, pembangunan generasi beradab dan santun di era kecerdasan artifisial melalui implementasi Profil Delapan Dimensi Lulusan merupakan strategi fundamental dalam menyiapkan masa depan pendidikan dan peradaban bangsa Indonesia.

Urgensinya Kesehatan dan Keselamatan Kerja

Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3) merupakan upaya kita untuk menciptakan lingkungan kerja yang sehat dan aman, sehingga dapat mengurangi probabilitas kecelakaan kerja /penyakit akibat kelalaian yang mengakibatkan demotivasi dan dan defisiensi produktivitas kerja. Menurut UU Pokok Kesehatan RI No. 9 Th. 1960 Bab I Pasal II ,Kesehatan Kerja adalah suatu kondisi Kesehatan yang bertujuan agar masyarakat pekerja memperoleh derajat Kesehatan setinggi-tingginya, baik jasmani ,rohani maupun social, dengan usaha pencegahan dan pengobatan terhadap penyakit atau gangguan Kesehatan yang disebabkan oleh pekerjaan dan lingkungan kerja maupun penyakit umum.

Menurut H. W Heinrich dalam Notoadmodjo (2007), penyebab keselamatan kerja yang sering ditemui adalah perilaku yang tidak aman sebesar 88 % dan kondisi lingkungan yang tidak aman sebesar 10%, atau kedual hal tersebut terjadi secara bersamaan.

 Tugas dan Fungsi Direktorat Jenderal Kekayaan Negara (DJKN) sebagai pengelola aset negara tak luput dari ancaman kecelakaan kerja, baik tugas di lapangan maupun di kantor, prosedur-prosedur pengamanan harus selalu dipatuhi untuk meminimalisir terjadinya kecelakaan kerja, sebagai contoh bidang penilaian KPKNL Cirebon ketika melakukan penilaian aset Pertamina dimana protokol K3 harus dijalankan Ketika berada di Oil Well / Sumur Pompa yang termasuk Objek Vital Nasional. Penggunaan Alat Pelindung Diri menjadi sebuah keharusan saat memasuki Objek Aset Pertamina tersebut.

 Berdasarkan Moekijat (2004), Program keselamatan dan Kesehatan kerja (K3) dilaksanakan karena tiga faktor penting, yaitu :

a. Berdasarkan perikemanusiaan. Pertama -tama para manajer akan mengadakan pencegahan kecelakaan kerja atas dasar perikemanusiaan yang sesungguhnya. Mereka melakukan demikian untuk mengurangi sebanyak-banyaknya rasa sakit dari pekerjaan yang diderita luka serta efek terhadap keluarga.

b. Berdasarkan Undang-Undang. Ada juga alasan mengadakan program keselamatan dan Kesehatan kerja berdasarkan Undang -undang , bagi Sebagian mereka yang melanggarnya akan dijatuhi hukuman denda.

c. Berdasarkan Alasan ekonomi untuk sadar keselamatan kerja karena biaya kecelakaan dampaknya sangat besar bagi perusahaan.

Tujuan Keselamatan Kerja

Berdasarkan UU No. 1 Tahun 1970 tentang keselamatan kerja , bahwa tujuan Kesehatan dan Keselamatan Kerja yang berkaitan dengan mesin, peralatan, landasan tempat kerja dan lingkungan tempat kerja adalah mencegah terjadinya kecelakaan dan sakit akibat kerja, memberikan perlindungan pada sumber-sumber produksi sehingga dapat meningkatkan efiensi dan produktivitas. Hal ini tentu sangat penting mengingat apabila Kesehatan pegawai buruk mengakibatkan turunnya capaian/output serta demotivasi kerja.

Penyebab Kecelakaan Kerja 

Setiap pegawai tentu mempunyai cara cara tersendiri dalam proteksi diri terhadap ancaman kecelakaan kerja/ penyakit dalam menunjang pekerjaannya, misal dengan memakai masker Ketika sedang flu, menunda bepergian Ketika sedang pandemi,  maupun dengan menjaga kebersihan/ kenyamanan ruangan kerja. Menurut Budiono dkk (2003), faktor yang mempengaruhi Kesehatan dan Keselamatan Kerja adalah

a. Beban Kerja. Beban kerja merupakan beban fisik, mental dan sosial, sehingga penempatan pegawai sesuai dengan kemampuannya perlu diperhatikan

b. Kapasitas Kerja. Kapasitas Kerja yang bergantung pada tingkat Pendidikan, keterampilan, kebugaran jasmani, ukuran tubuh ideal, keadaan gizi dsb

c. Lingkungan Kerja. Lingkungan Kerja yang berupa faktor fisik, kimia, biologi,ergonomic ataupun psikososial.               

Sehubungan dengan hal tersebut diatas, kecelakaan Kerja dapat dicegah dengan metode HIRARC, HIRARC terdiri dari hazard identification, risk assessment, dan risk control

a. Identifikasi Bahaya (hazard identification). Menurut Suardi, kategori bahaya adalah bahaya fisik, bahaya mekanik, bahaya elektrik, bahaya kimia, bahaya ergonomi, bahaya kebiasaan, bahaya lingkungan bahaya biologi dan bahaya psikologi.

b. Penilaian Risiko (Risk Assestment). Adalah proses penilaian untuk mengidentifikasi potensi bahaya yang dapat terjadi yang bertujuan untuk control risiko dari proses dan operasi. Penilaian dalam risk assestment yaitu likehood dan severity. Likehood menunjukkan seberapa mungkin kecelakaan terjadi, severity menunjukkan seberapa parah dampat kecelakaan tersebut, Nilai dari likehood dan severity akan digunakan untuk  menentukan risk rating, dimana risk rating adalah nilai tingkat resiko , bisa rendah ,menengah, tinggi atau ekstrem (AS/NZS). Acuan dapat dilihat pada table dibawah.            

Tabel 1. Skala “Likehood” pada standar AS/NZS 4360

Tingkat	Deskripsi	Keterangan
5	Almost Certain	Terdapat ≥ 1 kejadian dalam setiap shift
4	Likely	Terdapat ≥ 1 kejadian dalam setiap hari
3	Possible	Terdapat ≥ 1 kejadian dalam setiap minggu
2	Unlikely	Terdapat ≥ 1 kejadian dalam setiap bulan
1	Rare	Terdapat ≥ 1 kejadian dalam setahun atau lebih

 

Tabel 2. Skala “severity” pada standar AS/NZS 4360

Tingkat	Deskripsi	Keterangan
1	Insignificant	Tidak terjadi cedera, kerugian finansial sedikit
2	Minor	Cedera ringan, kerugian finansial sedikit
3	Moderate	Cedera sedang, perlu penanganan medis
4	Major	Cedera berat ≥ 1 orang, kerugian besar, gangguan proses bisnis
5	Catastrophic	Fatal ≥ 1 orang, kerugian sangat besar dan dampak sangat luas dengan trehentinya seluruh kegiatan

Tabel 3. Skala “risk rating” pada standar AS/NZS 4360

c. Pengendalian Risiko (risk Control). Adalah cara mengatasi potensi bahaya yang terdapat dalam lingkungan kerja. Potensi bahaya tersebut dapat dikendalikan dengan menentukan skal prioritas terlebih dahulu yang kemudian dapat membantu dalam pemilihan pengendalian Hirarki pngendalian risiko menurut OHSAS 18001 terdiri dari lima hirarki yaitu eliminasi, subtitusi, engineering control, administrative control dan alat pelindung diri (APD).              

Menurut Sutrisno dan Ruswandi , 2007, prinsip- prinsip yang harus dijalankan dalam suatu perusahaan/ instansi pemerintah dalam menerapkan Kesehatan dan Keselamatan Kerja adalah sebagai berikut:

a. Adanya APD di tempat kerja

b. Adanya buku pentunjuk penggunaan alat atau isyarat bahaya

c. Adanya peraturan pembagian tugas dan tanggung jawab

d. Adanya tempat kerja yang aman sesuai standar SSLK (syarat-syarat lingkungan kerja)  antara lain tempat kerja steril dari debu, kotoran,asap rokok, uap gas,radiasi, getaran mesin dan peralatan, kebisingan, tempat kerja aman dari arus listrik, lampu penerangan memadai, ventilasi dan sirkulasi udara seimbang.

e. Adanya penunjang Kesehatan jasmani dan rohani ditempat kerja

f. Adanya sarana dan prasarana lengkap ditempat kerja

g. Adanya kesadaran dalam menjaga keselamatan dan Kesehatan kerja

h. Adanya Pendidikan dan pelatihan tentang kesadaran K3.       

 Kesimpulan :

K3 merupakan upaya mendapatkan tempat kerja dan suasana kerja yang nyaman untuk mendukung pencapaian produktivitas yang setinggi-tingginya. KPKNL Cirebon selaku unit vertikal DJKN selalu berusaha menerapkan protokol K3, baik di kantor maupun di lapangan. Untuk menghindari kecelakaan kerja, maka  K3 mutlak dilaksanakan di semua jenis bidang pekerjaan tanpa terkecuali, baik instansi swasta maupun pemerintah. Budaya hidup sehat dan juga melakukan GERMAS (Gerakan Masyarakat Hidup Sehat) dengan memasyarakatkan budaya hidup sehat serta meninggalkan kebiasaan dan perilaku yang kurang sehat. Aksi GERMAS harus diikuti oleh seluruh komponen bangsa dengan kesadaran, kemauan dan kemampuan berperilaku sehat untuk meningkatkan kualitas hidup. Tersedianya fasilitas dan sarana prasarana yang memadai juga meningkatkan probabilitas Kesehatan kerja.  (Rifky setyarso - Pelaksana KPKNL Cirebon)

Mengenal DipTrace sebagai aplikasi Perangkat lunak CAD Elektronika

Ahmad Sholeh, S.Pd.

DipTrace yaitu suatu software yang digunakan untuk membuat skematik ataupun layout rangkaian elektronik, suatu perangkat lunak EDA / CAD untuk membuat diagram skematik dan papan sirkuit. Pengembang menyediakan antarmuka dan tutorial multi bahasa dan bahasa yang tersedia dalam bahasa Inggris dan 21 bahasa lainnya. DipTrace memiliki 4 bagian : Schematic Capture Editor, PCB Layout Editor dengan built-in form-based autorouter dan Preview & Export 3D, Component Editor, dan Pattern Editor.

 Disini saya akan mencoba untuk membahas Interaksi Manusia Komputer dari Prinsip Usability  pada software DipTrace. Usability berasal dari kata usable yang berarti dapat digunakan dengan baik. Usability sendiri lebih tepat dikategorikan sebagai paradigma dari sebuah aplikasi (baik dari sisi software maupun hardware) yang menggambarkan tingkat kenyamanan pemakaian dari sisi pengguna,  dimana Sistem akan bekerja dengan baik apabila dipergunakan secara maksimal oleh pengguna sehingga semua kemampuan sistem dapat termanfaatkan secara maksimal.
Definisi dari Usability sendiri menurut ISO (International Standard Organization) adalah efektifitas, efisiensi, dan kepuasan dengan yang satu set tertentu pengguna dapat mencapai satu set tugas tertentu di lingkungan tertentu. Menurut Dix (1993), untuk mencapai sebuah tingkat Usability yang baik bagi para pengguna dibutuhkan 3 prinsip, yaitu :

1.      Learnbility       : kemudahan yang memungkinkan user baru bernteraksi secara  efektif dan                 dapat mencapai performa yang maksimal.
2.      Flexibility        : menyediakan banyak cara bagi user dan system untuk bertukar informasi.
3.      Robustness      : tingkat dukungan yang diberikan agar user dapat menentukan keberhasilan atau          tujuan yang diinginkannya.

Pada saat membuka DipTrace Launcher yang memungkinkan pengguna memilih module yang di inginkan. Terdapat 4 module, yaitu : Schematic Capture, PCB Layout, Component Editor, dan Patern Editor. Setiap module memiliki fungsi tersendiri yang dapat memudahkan pengguna dalam pengoperasian nya.
DipTrace selalu memperbarui dan memperbaiki dari versi sebelumnya. Selain itu DipTrace terus memperluas perpustakaan komponen dan membawa inovasi langsung kepada pengguna.  Kumpulan library standar sudah mencakup lebih dari 130.000 komponen dan 15.200 pola. Terdapat component editor dan patern editor memungkinkan pegguna merancang komponen baru dengan template khusus, penamaan pin yang banyak, penataan ulang pad,  yang secara signifikan meningkatkan kecepatan kerja. Terdapat verifikasi library patern dan component memastikan desain bebas dari kesalahan sejak awal.

Schematic Capture


Schematic Capture adalah alat desain rangkaian canggih dengan dukungan skema hirarkis multi-sheet dan multi level. Modul DipTrace ini memberikan sejumlah fitur untuk koneksi pin visual dan logika. Manajemen lintas modul memastikan bahwa sirkuit utama dapat dengan mudah dikonversi ke PCB, back anotasi, atau impor / ekspor dari / ke format EDA, CAD, dan netlist lainnya. Semua tindakan dan fitur bersifat visual dan intuitif bagi perancang. Pin komponen dapat dihubungkan secara visual oleh kabel dan bus atau secara logika tanpa kabel, menggunakan port bersih, port bus, atau dengan nama.

PCB Layout

   PCB Layout digunakan untuk mendesain PCB yang menampilkan jalur secara manual dan pintar dengan dukungan pasangan diferensial, autorouter (otomatis buat jalur), verifikasi lanjutan, dan kemampuan impor / ekspor yang luas. DipTrace menampilkan proses desain dengan DRC real-time, yang melaporkan kesalahan dengan cepat sebelum benar-benar membuatnya. Hasil PCB dapat dipratinjau dalam 3D dan diekspor untuk pemodelan CAD mekanis.

  DipTrace dapat melakukan pengkonversian langsung ke papan. Komponen dapat ditempatkan secara manual dengan drag & drop sederhana dan fitur "Placement by list" khusus atau secara otomatis sesuai dengan pengaturan khusus dan dengan panjang jejak yang optimal. Untuk hasil yang bagus gunakan kombinasi semua metode penempatan yang tersedia.

Sudut tetap dan garis bebas, lengkungan dan lengkungan, dan hotkeys yang dapat disesuaikan memungkinkan papan sirkuit cepat dirutekan. Berbagai mode rute, geometri segmen, lapisan, dan parameter lainnya dapat diubah saat dalam perjalanan. Pindahkan jejak tanpa kehilangan geometri. Pasangan diferensial dengan parameter fase dan panjang yang canggih mudah dipandu dengan mode routing jalur ganda atau tunggal. Fase tuning tool memungkinkan perbaikan fasa yang presisi dan cepat. Sistem penumpukan tembaga berbasis bentuk pintar dengan prioritas tuang dan pengaturan otomatis memperluas peluang rekayasa lebih banyak lagi.

Patern Editor

  Pada Patern Editor memungkinkan pengguna untuk mengelola pustaka pola dan menggambar pola dengan berbagai jenis bentuk, bantalan, lubang, dan dimensi. Lingkaran, Garis (tajuk, DIP), Kotak (QFP), Matriks (BGA), Rectangle (RQFP), dan templat Zig-Zag memberikan kecepatan produksi yang signifikan. Penciptaan pola pada dasarnya adalah memilih template, memasukkan beberapa parameter vital, menggambar silkscreen, dan meluncurkan renumering pad otomatis.

Component  Editor

Memungkinkan pengguna untuk mengelola perpustakaan komponen dan membuat komponen satu atau beberapa bagian dengan memilih template dan dimensinya, menentukan parameter pin visual dan listrik, menyiapkan model Spice, dan melampirkan pola dengan model 3D untuk menyelesaikan pembuatan komponen. Impor BSDL, penamaan pin massal, dan alat manajer pin memberikan antarmuka yang ramah dan memberikan kemampuan maksimal untuk mengelola pin dan bus. Mengimpor pustaka dari berbagai format EDA memberi kemampuan untuk menggunakan komponen bersama atau "perangkat lunak sebelumnya" yang ada, bukan membuat mereka dari nol.

Model 3D

   Penting untuk pratinjau dan ekspor papan 3D yang benar. Lebih dari 6500 model 3D avialable untuk download gratis, sementara model baru dapat dibuat di berbagai editor 3D eksternal dan diimpor dalam format file LANGKAH, IGES, WRL, atau 3DS. DipTrace menawarkan sistem lampiran model 3D yang mudah digunakan dengan pengaturan menyeluruh, preview 3D real-time, dan berbagai template warna.

DipTrace menyediakan lingkungan desain yang bebas dari kesalahan. DRC memverifikasi jarak antara objek desain, batasan ukuran, dan batasan fase / panjang pasangan diferensial. Aturan didefinisikan oleh jenis objek, lapisan, kelas bersih, dan pengaturan kelas ke kelas. DRC real-time memeriksa setiap tindakan dan menunjukkan kesalahan sebelum benar-benar membuatnya. Konektivitas Bersih menjamin bahwa semua jaring telah diarahkan dengan benar dan melaporkan jaring yang rusak dan digabungkan. Membandingkan skematis memungkinkan desainer untuk menemukan perbedaan antara PCB dan skema sumber.

PERBEDAAN ANTARA DESAIN PCB LUBANG TEMBUS DAN PEMASANGAN PERMUKAAN

Salah satu keputusan pertama yang terlibat dalam tata letak papan sirkuit cetak (PCB) adalah memilih jenis dan gaya komponen yang akan digunakan. Keputusan ini terutama ditentukan oleh kebutuhan kelistrikan PCB, tetapi setelah kebutuhan tersebut terpenuhi, seringkali dimungkinkan untuk memilih dari berbagai konfigurasi dan ukuran komponen umum yang tersedia, seperti resistor, kapasitor, dan dioda. Jenis komponen yang dipilih akan memengaruhi ukuran dan tampilan rakitan papan sirkuit cetak (PCBA) yang telah selesai.

Dahulu, komponen dengan kabel panjang akan dimasukkan, biasanya dengan tangan, ke dalam lubang tembus yang telah dilapisi pada PCB. Kabel-kabel tersebut kemudian akan disolder untuk membentuk sambungan permanen dengan lubang-lubang tersebut. Proses ini dikenal sebagai perakitan lubang tembus.

Namun, semakin banyak desainer yang lebih memilih metode perakitan yang lebih modern (meskipun sudah sepenuhnya matang) yang memanfaatkan komponen yang ujung-ujungnya hanya terpasang pada permukaan PCB, tanpa perlu lubang penghubung. Metode ini, yang awalnya dikenal sebagai "pemasangan planar", kini lebih dikenal luas sebagai teknologi pemasangan permukaan (SMT).

Berikut ini adalah perbandingan ringkas antara metode lubang tembus dan SMT untuk digunakan sebagai panduan referensi pengambilan keputusan bagi perancang PCB.

Teknologi Lubang Tembus

Meskipun komponen lubang tembus merupakan teknologi yang lebih tua dari keduanya, tetap ada alasan yang valid untuk menggunakannya. Misalnya, setiap penghobi dengan solder dapat merakit PCB lubang tembus atau sebagian kecil PCB dengan mudah karena lubang yang menerima kabel komponen diberi jarak lebih jauh daripada bantalan permukaan pada PCB tipe SMT. Jarak tipikal dari pusat lubang ke pusat lubang umumnya 0,100” atau lebih besar, bahkan untuk prosesor DIP. Jarak yang lebar ini membuat PCB lubang tembus mudah disolder dengan tangan. Hampir tidak ada potensi untuk secara tidak sengaja menciptakan jembatan antara pin pada satu komponen atau antara pin pada komponen yang berdekatan. Hal ini mengurangi pemecahan masalah dan pengerjaan ulang setelah papan sepenuhnya dirakit dan dinyalakan.

PCB lubang tembus dengan DIP 14-Pin. Jarak antar kabel untuk DIP adalah 0,100” x 0,300”, dengan 14 lubang dan bantalan terkait.

Papan berlubang juga dapat berguna dalam pengaturan yang lebih profesional, terutama pada tahap prototipe suatu proyek. Tata letak prototipe dapat menggunakan komponen berlubang untuk sementara waktu sehingga papan dapat dirakit dengan cepat untuk evaluasi bukti konsep dasar. Setelah papan terbukti berfungsi dengan benar, perancang dapat mengganti jenis SMT yang lebih kecil dengan nilai yang sama dan merevisi tata letak PCB dalam ukuran yang lebih kecil untuk pengujian akhir dan produksi akhir. Melakukan hal-hal dengan cara ini dapat menghemat biaya awal untuk suatu proyek, terutama yang terkait dengan subkontrak lot kecil ke perakit eksternal. Perlu diingat bahwa lot kecil seringkali memiliki harga premium dari penyedia layanan eksternal, yang secara alami lebih suka menyiapkan produksi volume besar yang menjaga mesin mereka tetap berjalan.

Penghematan Biaya Teknologi Lubang Tembus

Salah satu penghematan biaya untuk PCB lubang tembus adalah tidak perlunya membuat stensil solder baru setiap kali PCB mengalami perubahan revisi. Hal ini dapat menghemat ratusan dolar untuk desain yang harus melalui dua atau tiga putaran sebelum dianggap fungsional. Anda juga tidak perlu menyiapkan peralatan pick-and-place, atau membeli gulungan komponen SMT, hingga konfigurasi PCB akhir berfungsi dan siap diproduksi.

Pengujian sirkuit setelah perakitan komponen seringkali dapat dilakukan secara manual dan di tempat untuk sejumlah kecil papan, sehingga menghilangkan biaya perlengkapan atau biaya pengaturan terkait. Keuntungan terakhir adalah penggunaan solder timah-timah (metalisasi permukaan yang paling murah) saat bekerja dengan papan berlubang. Ketidakrataan HASL, yang dapat menyulitkan penempatan komponen permukaan bernada halus, tidak menjadi masalah pada desain berlubang.

PCB lubang tembus dalam aplikasi hobi, dalam hal ini pedal efek gitar. Perhatikan IC-nya, yang semuanya 8-pin atau 14-pin pada pusat berukuran 0,100” x 0,300”.

Keuntungan lain selain menghindari penambahan biaya terkait SMT adalah memungkinkan untuk mengevaluasi masalah mekanis (seperti lengkungan dan puntiran yang berlebihan) selama validasi, dan mengompensasinya selama desain ulang, tanpa menyebabkan kesulitan perakitan yang tak teratasi, seperti yang mungkin terjadi pada SMT. Hal ini karena lengkungan dan puntiran tidak sepenting pada PCB yang dirakit dengan tangan seperti pada PCB yang dirakit menggunakan peralatan pick-and-place. Perakit manusia dapat dengan mudah mengubah sudut pergelangan tangan mereka untuk meningkatkan kesesuaian komponen yang sulit, tetapi mesin otomatis membutuhkan PCB dengan tingkat kerataan yang tinggi agar dapat berfungsi dengan baik. Prototipe lubang tembus Anda dapat mengungkap kekurangan mekanis terkait desain sebelum menjadi perdebatan sengit tiga arah yang mahal dan memakan waktu antara pembuat PCB, perakit kontrak Anda, dan Anda sendiri.

Singkatnya, ketika jenis komponen yang dibutuhkan tersedia dalam bentuk tembus, penggunaan teknologi tembus selama siklus pengembangan dapat menjaga proyek Anda tetap sesuai rencana dan menyederhanakan proses perakitan prototipe dan proyek skala kecil tanpa perlu membayar jasa pihak ketiga. Jadwal waktu dapat lebih terprediksi dan terkendali dengan lebih sedikit masalah sampingan yang dapat menunda waktu pemasaran produk Anda. Oleh karena itu, mungkin ada baiknya mempertimbangkan setidaknya penggunaan sementara komponen tembus selama tahap pengembangan dan validasi awal, baik Anda sebagai pengguna akhir adalah seorang penghobi, perusahaan rintisan di industri, maupun pemasok elektronik yang mapan.

Teknologi Pemasangan Permukaan

Terlepas dari alasan di atas untuk menggunakan komponen melalui lubang pada PCB Anda, komponen yang dipasang di permukaan menawarkan banyak keuntungan yang tidak dapat ditandingi oleh jenis lubang.

Salah satu keuntungan yang paling langsung terlihat adalah tercapainya tingkat kepadatan komponen dan daya pemrosesan yang jauh lebih tinggi sambil memasukkan semuanya ke dalam PCBA yang jauh lebih kecil dan ringan. Seiring dengan semakin kecilnya ukuran perangkat yang dikendalikan oleh PCB, pemanfaatan luas permukaan yang tersedia secara efisien menjadi semakin penting. Teknologi SMT menjadi suatu keharusan.

Misalnya, diperlukan beberapa prosesor dual inline 14-pin atau 16-pin, masing-masing berukuran sekitar 0,80” X 0,35”, untuk mendekati daya komputasi yang tersedia dalam satu prosesor BGA surface-mounted atau QFP 64-pin yang mungkin muat dalam area seluas satu inci persegi atau kurang. Selain ukuran komponen yang lebih besar untuk tipe lubang tembus, interkoneksi pada PCB akan membutuhkan ruang tambahan untuk penempatan via.

Miniaturisasi sedang berkembang: Prosesor QFP permukaan 64-pin berukuran hanya 0,472” x 0,472”.

Sebaliknya, saat menggunakan komponen SMT, lubang tembus berlapis yang diperlukan untuk setiap kabel komponen lubang tembus dihilangkan dan digantikan oleh bantalan permukaan yang relatif kecil. Dengan demikian, dimungkinkan untuk mengebor via kecil ke dalam bantalan pemasangan permukaan itu sendiri, tepat di bawah kabel komponen SMT, yang memungkinkan interkoneksi sumbu-Z yang kemudian dapat menyebar dari dinding via ke satu atau lebih lapisan sinyal internal. Semua interkoneksi ini kini dapat terjadi di dalam atau tepat di samping footprint perangkat itu sendiri, sehingga menghemat ruang yang tersedia secara signifikan. Ruang di sekitar komponen SMT kemudian dapat digunakan untuk penempatan komponen tambahan. Kepadatan yang lebih tinggi yang dimungkinkan dengan SMT merupakan hasil sampingan dari ukuran footprint komponen itu sendiri yang lebih kecil dan ruang yang direklamasi dengan dihilangkannya pengeboran lubang pemasangan komponen. Keuntungan terkait lainnya adalah papan SMT umumnya menggunakan kedua sisi PCB untuk pemasangan komponen.

BGA SMT 64-pin, pitch 0,031”. Perhatikan bahwa bantalan bola memiliki lesung pipit kecil, yang menunjukkan bahwa bantalan tersebut digunakan untuk menempatkan vias-in-pad agar memungkinkan perutean pelepasan lapisan internal.

Dengan keunggulan tersebut, terdapat beberapa pertimbangan yang perlu diperhatikan saat merancang PCB SMT. Material, permukaan akhir, dan karakteristik mekanis menjadi semakin penting. Masalah pada salah satu elemen ini dapat menyebabkan masalah besar saat merakit PCB pada peralatan otomatis.

Pertimbangan Desain Pemasangan Permukaan

Material dan lapisan permukaan memainkan peran penting dan sampai batas tertentu saling berinteraksi. Solder bertimbal yang digunakan dalam HASL merupakan pilihan yang buruk untuk pekerjaan SMT (terutama pada komponen dengan jarak pin kurang dari 0,050”) karena cenderung menggenang di salah satu ujung bantalan, yang kemudian mendingin dalam keadaan non-planar. Ujung komponen harus rata untuk menghindari masalah pemosisian, jadi meskipun kepatuhan RoHS tidak menjadi masalah, sebaiknya pilih lapisan yang lebih planar seperti ENIG, Immersion Silver, atau Immersion Tin saat menangani SMD dengan jarak yang lebih halus.

Sangat penting juga untuk tidak menggunakan spesifikasi laminasi dasar yang terlalu rendah. Papan SMT umumnya membutuhkan suhu penyolderan yang lebih tinggi daripada papan berlubang, terutama karena lapisan permukaan bebas timbal yang paling sering digunakan. Material yang memenuhi standar IPC-4101D/126 (Tg 170°C, Td 340°C, dengan pengisi anorganik) akan tahan terhadap suhu penyolderan yang tinggi. Material ini juga akan tahan terhadap beberapa guncangan siklus termal yang akan terjadi saat merakit papan SMT dua sisi, atau papan yang menggunakan teknologi beberapa komponen.

Karya seni Gerber membutuhkan beberapa fitur tambahan agar proses perakitan SMT berjalan lancar. Tambahkan setidaknya satu set bantalan fiducial ke lapisan luar (umumnya berbentuk pola "L" di sepanjang tepi luar PCB) agar peralatan pick-and-place memiliki referensi untuk mengkuadratkan PCB dan untuk menetapkan titik datum dimensi. Pertimbangkan untuk menghilangkan lubang soldermask untuk via guna meminimalkan potensi korsleting solder dan untuk menghilangkan pantulan yang dapat membingungkan unit pick-and-place saat mencoba mengidentifikasi fiducial.

Untuk pengujian sirkuit, sebaiknya tambahkan bantalan titik uji di mana pun Anda membutuhkannya. Tergantung pada peralatan ujinya, bantalan ini bisa berjenis SMT atau mungkin memiliki lubang untuk menerima probe uji. Konsultasikan dengan perakit atau layanan pengujian Anda untuk menentukan jenis yang terbaik.

Mengingat pentingnya akurasi dimensi dan sifat peralatan perakitan otomatis, kerataan "desain-in" sangatlah penting. Lakukan ini dengan menyeimbangkan lapisan tembaga serata mungkin dari lapisan ke lapisan dan dengan menuangkan tembaga ke area kosong yang luas di mana pun memungkinkan. Hal ini akan mencegah tegangan yang tidak merata menarik material ke arah tertentu setelah penggoresan.

Lapisan internal untuk PCB SMT. Area gelap awalnya tidak mengandung tembaga pada beberapa lapisan internal, yang memungkinkan PCB terpuntir di bawah tekanan termal. Saran kami adalah menuangkan tembaga tambahan ke area kosong untuk meratakan tekanan antarlapisan.

Gunakan susunan yang simetris di sekitar pusat susunan sehingga lapisan-lapisan tersebut saling mendukung pada sumbu Z. Misalnya, PCB enam lapis umumnya akan disusun sebagai berikut: Sinyal Atas L1, Prepreg, Bidang L2, Inti FR4, Sinyal Internal L3, Prepreg, Sinyal Internal L4, Inti FR4, Bidang L5, Prepreg, Sinyal Bawah L6. Hal ini akan berfungsi selama area tembaga pada setiap lapisan cukup seimbang (terutama pada pasangan lapisan inti di L2-L3 dan L4-L5) dan akan menempatkan bidang-bidang tersebut di tempat yang tersedia sebagai referensi untuk kontrol impedansi pada lapisan 1+3, 4+6.

Jika Anda membuat prototipe dan ternyata melengkung atau terpuntir, jangan mencoba "memperbaiki" masalahnya dengan menambahkan persyaratan gambar untuk lengkungan dan puntir yang melebihi persyaratan IPC . Spesifikasi lengkungan dan puntir IPC untuk SMT sudah dua kali lebih ketat daripada untuk lubang tembus, dan sebagian besar fabrikator akan menolak jika Anda meminta spesifikasi yang lebih ketat. Sebaliknya, tinjau kembali desain untuk mencari kemungkinan penyebab masalah, dan pastikan Anda memahami kapan masalah terjadi – pada PCB polos yang diterima, selama perakitan, atau keduanya. Kemudian, konsultasikan dengan fabrikator, yang seringkali dapat memberikan rekomendasi yang akan mengatasi masalah pada proses selanjutnya.

Ringkasan: Melalui Lubang atau SMT?

Informasi di atas bertujuan untuk menjelaskan perbedaan utama antara teknologi lubang tembus dan SMT sebagai pertimbangan saat merencanakan proyek desain PCB baru . Meskipun SMT sejauh ini merupakan teknologi yang lebih umum selama beberapa tahun terakhir, lubang tembus masih dapat memenuhi kebutuhan tertentu, asalkan dapat memberikan daya pemrosesan yang diperlukan dalam ukuran yang wajar. Sebaiknya pertimbangkan kedua jenis PCB dan pertimbangkan kelebihan serta kekurangannya sebelum memulai siklus pengembangan Anda.

Tabel 1: Perbandingan Karakteristik

Lubang tembus	Pemasangan Permukaan
Hasil akhir HASL non-planar adalah yang paling umum.	Lapisan planar (ENIG, Immersion Silver, OSP.)
Lubang diperlukan untuk pemasangan kabel komponen.	Komponen dipasang pada bantalan permukaan, tanpa lubang.
Perakitan 2 sisi jarang terjadi.	Perakitan 2 sisi umum.
Jarak antar kabel komponen biasanya 0,100” atau lebih besar.	Jarak antar komponen 0,0157” (0,0197” umum.)
Perakitan manual.	Perakitan otomatis.
Penyolderan manual atau otomatis.	Penyolderan biasanya dilakukan secara otomatis.
Stensil tidak diperlukan.	Stensil diperlukan kecuali untuk lot kecil, PCB sederhana.
Vias di pad tidak memungkinkan.	Vias di bantalan dimungkinkan.
Laminasi suhu standar (130C Tg).	Laminasi suhu tinggi (170C Tg).
Titik uji lubang tembus.	Titik uji melalui lubang atau SMT.
Kepadatan komponen dan sirkuit lebih rendah.	Kepadatan komponen meningkat pesat.
Jejak PCB yang lebih besar.	Jejak PCB minimal.
Pengerjaan ulang relatif sederhana.	Beberapa pengerjaan ulang lebih terlibat.
Lengkungan dan lilitan sedang dapat ditoleransi.	Lengkungan dan puntiran lebih penting untuk perakitan.
Bantalan fiducial tidak diperlukan untuk penempatan komponen.	Bantalan fiducial diperlukan untuk peralatan pengambilan dan penempatan otomatis.