1.
Memahami spesifikasi standar
·
Spesifikasi adalah Pernyataan terperinci
dari karakteristik yang dikehendaki suatu perlengkapan, peralatan, sistem,
produk atau proses.
·
Manfaat mengatahui Spesifikasi (spec):
a)
Bagi Perusahaan: untuk mencapai spec.
standard yang lebih baik lagi.
b) Bagi
Konsumen: untuk membandingkan kelebihan / kekurangan dengan produk yang lain
(memilih yang terbaik dan ekonomis).
2.
Memahami spesifikasi komponen
Spesifikasi suatu komponen seharusnya juga diketahui oleh pembuat
suatu peralatan, sehingga dalam perancangannya dapat mempergunakan komponen
yang paling efektif dan murah untuk suatu aplikasi tertentu. Sebelum kita
melihat spesifikasi yang sebenarnya, kita harus terlebih dahulu memperhatikan
berbagai komponen yang dipergunakan dalam industri elektronika.
Komponen ini dapat dikelompok kan sebagai
berikut:
·
bagian mekanik, seperti casis logam dan
siku-siku, kawat, papan rangkaian tercetak (selanjutnya disebut PCB), konektor,
plug dan soket;
·
komponen pasif, seperti resistor tetap dan
variabel, kapasitor tetap dan variabel, induktor;
·
komponen aktif, seperti dioda, transistor, thyristor, FETdan IC.
Perancang harus mempergunakan spesifikasi
untuk memilih komponen yang paling cocok. Untuk aplikasi tertentu spesifikasi
komponen bergantung pula pada:
- Harga disesuaikan produk.
- Ketersediaan suku cadang.
- Standarisasi dalam organisasi.
Format untuk Spesifikasi Komponen dapat
dibagi sebagai berikut:
1. Piranti,
tipe dan keluarga
2. Gambaran
singkat tentang piranti dan aplikasi yang diharapkan, untuk menunjang dalam
pilihan ini.
3. Penggambaran
outline yang menunjukan dimensi mekanis dan
sambungan.
4. Penjelasan
terperinci singkat tentang karakteristik kelistrikan yang terpenting dan batas maksimum
nilai mutlak dari tegangan, arus dan daya.
5. Data
kelistrikan lengkap termasuk angka-angka, grafik yang diperlukan dan kurva karakteristik.
6.
Perincian tentang metoda pemeriksaan pabrikasi.
7.
Angka-angka tentang reliabilitas atau batas kegagalan.
Perlu dicatat bahwa maksud lembar
spesifikasi di bawah ini adalah untuk menunjukkan dengan jelas tentang
pemakaiannya, batas maksimum mutlak, dan batas data kelistrikan penting
lainnya, sehingga komponen ini dapat digunakan dengan benar. Contoh di atas
hanya untuk memberikan ilustrasi format yang biasanya dijumpai.
Untuk menilai spesifikasi komponen
selengkapnya, cara yang terbaik adalah mencari sumber dari buku data pabrik
yang bersangkutan. Dalam buku data ini selalu terdapat informasi yang penting
dan berguna.
Terlepas dari masalah harga, kita harus
memperhatikan semua aspek yang berikut ini:
1. Dimensi
fisik : yaitu panjang, diameter, bentuk kawat penyambung dan bentuknya sendiri.
2. Rentangan
resistansi : nilai maksimum dan minimumnya.
3. Toleransi
seleksi : nilai seleksi maksimum dan minimum dari resistor, misalnya ± 2 %, ± 5
%, ± 10 % atau ± 20 % .
4. Rating
daya : daya maksimum dalam watt yang dapat didisipasikan biasanya dinyatakan
pada temporatur 70° C (komersial), 125° (militer).
5. Koefisien
temperatur : perubahan resistansi menurut temperatur dinyatakan dalam
bagian-bagian per sejuta (ppm) per °C. Oleh karena "koefisien"
menunjukan bahwa terjadi fungsi linier, maka istilah karakteristik sekarang
lebih disukai.
6. Koefisien
tegangan : perubahan resistansi menurut tegangan yang terpasang dinyatakan
dalam ppm per volt.
7. Tegangan
kerja maksimum : tegangan maksimum yang dapat dipasangkan pada ujung-ujung
resistor.
8. Tegangan
breakdown : tegangan maksimum yang dapat dipasang diantara badan resistor dan
menyentuh konduktor luar, yaitu tegangan breakdown dari pelapis yang
mengisolasi resistor itu.
9. Resistansi
penyekat (insulation resistance): resistansi dari pelapis yang mengisolasi.
10. Stabilitas
umur pembebanan : perubahan resistansi setelah waktu operasi yang disebutkan,
dengan beban penuh pada 70° C. Waktu operasi biasanya diambil 1000 jam.
11. Shelf
stability : perubahan resistansi selama disimpan biasanya dinyatakan untuk 1
tahun.
12. Range
temperatur kerja : nilai-nilai ini minimum dan maksimum yang diizinkan untuk
temperatur ambient.
13. Temperatur
permukaan maksimum : nilai temperatur maksimum dan minimum yang diizinkan untuk
badan resistor, kadang-kadang disebut "HOT SPOT TEMPERATURE".
14. Noise
: noise (desah) kelistrikan vang disebabkan oleh tegangan yang terpasang yang
menekan resistor dinyatakan μ v/y
15. Klasifikasi
kelembaban : perubahan resistansi dalam mengikuti suatu temperatur standar yang
tinggi dan test siklus waktu kelembaban. Perubahan itu harus berada dalam limit
tertentu.
16. Efek
penyolderan : perubahan resistansi yang diakibatkan oleh test penyolderan
standar.
Setelah melihat berbagai parameter yang
harus diperhatikan, maka sangatlah berguna untuk membandingknn berbagai tipe
resistor yang secara fisik kira-kira ukurannya sama. Ini ditunjukkan pada tabel
2-1. Angka-angka yang diberikan disitu adalah contoh-contoh dalam kebanyakan
hal,
terlepas dari beberapa nilai maksimum.
Langkah-langkah yang diperlukan dalam memilih komponen yang benar adalah sebagai berikut
:
a. Tentukan secara definitif aplikasinya: keperluannya untuk apa
b. Buatlah daftar untuk persyaratan:seperti dimensi, nilai, toleransi dsb.
c. Ceklah lembar data singkat untuk mendapatkan tipe yang cocok.
d. Perhatikan batas-batas lainnya yang mungkin: ada tidaknya, harga dll.
e. Ceklah spesifikasi komponen yang lengkap
f. Evaluasi
a. Tentukan secara definitif aplikasinya: keperluannya untuk apa
b. Buatlah daftar untuk persyaratan:seperti dimensi, nilai, toleransi dsb.
c. Ceklah lembar data singkat untuk mendapatkan tipe yang cocok.
d. Perhatikan batas-batas lainnya yang mungkin: ada tidaknya, harga dll.
e. Ceklah spesifikasi komponen yang lengkap
f. Evaluasi
3.
Memahami spesifikasi unjuk kerja peralatan
Format standard dari spesifikasi suatu perlengkapan
elektronika adalah :
a. Diskripsi
dan nomor tipe Sebuah catatan singkat yang menyatakan dengan jelas apa yang
harus dikerjakan oleh instrumen itu dan maksud aplikasinya.
b. Data
kelistrikan
1)
Karakteristik prinsip, misalnya Output, taraf
tegangan, Frekuensi, Impedansi, Rentangan, Akurasi, Distorsi, Karakteristik
temperatur.
2)
Kebutuhan daya Sumber tegangan: 120 V atau
240 volt ac, fasa tunggal, frekuensi 5 Hz sampai 60 Hz dengan daya 250 Watt.
c. Data
lingkungan
§
Rentangan temperatur kerja,
§
Kelembaban,
§
Klasifikasi,
§
Test getaran,
§
Angka untuk MTBF.
d. Data mekanik
§
Dimensi,
§
Bobot. Beberapa perlengkapan elektro nika yang dipakai secara umum dapat diklasifikasikan
sbb (lihat gambar disamping):
1) Instrumen ukur elektronika
2) Instrumen pembangkit sinyal
3) Sumber-sumber daya
4) Perlengkapan komunikasi
5) Instrumen pengolah data
6) Elektronika konsumen
7) Sistem kontrol
Tabel 1.
Contoh Spesifikasi sebuah Catu Daya dan Multimeter Digital
(A) Stabilished D.C.
Power Supply Brench Type |
(B) Digital Multimeter 3½ digits
|
Parameter of Function Typical value
|
Parameter of function Typical value
|
Output Voltage 0 to 50 V
Output current 1 A max Load regulation 0.02 % zero to full load Line regulation 0.01 % for 10 % Mains change Ripple and Noise 5 mV pk-pk Output impedance 10 Mȍ at 1 KHz Temperature ± 0.01 % per 0C coefficient Current limit 110 % of full load |
Ranges:
d.c. and a.c. 200 mV to 1 KV voltages d.c. and a.c. 200 μA to 1 A Current Resistance 200 ȍ to 20 Mȍ Accuracy (90 days) d.c. ± 0.3 % of reading ± 1 digit a.c. ± 0.5 % of reading ± 1 digit Resistance ± 0.2 % of reading ± 1 digit Response time d.c. 0.5 sec a.c. 3 sec Temperature coeff. ± 300 ppm/0C Input impedance 10 Mȍ in parallel with 100 pF |
c)
Menerapkan persiapan spesifikasi uji
Dalam sebuah industri elektronika tentunya tak luput dari
pengetesan peralatan yang diproduksi, dan ini dilakukan oleh ahli tes pada
bagian perbaikan. Untuk itu tentunya diperlukan sebuah informasi cara pengetesan
suatu peralatan dengan menggunakan spesifikasi tes.
Definisi Spesifikasi Tes: adalah informasi yang diperlukan oleh
bagian test, perbaikan, atau ahliahli instalasi agar mereka dapat mencek apakah
instrumen atau sistim memenuhi standar penampilan yang dipersyaratkan.
Spesifikasi test tentunya merupakan dokumen yang perlu pemahaman, ini mencakup semua
aspek dari karakteristik instrumen, hal-hal yang harus dicek, disetel,
diukur, dan direkam (dicatat).
Lembaran standar untuk menuliskan
spesifikasi tes yang logis tentang test dan penyetelan sebagai berikut :
a) Judul, nomor tipe instrumen, nomor seri,
spesifikasi, tanggal pengeluaran
b) Daftar perlengkapan test yang diperlukan
untuk melaksanakan test
c) Pemeriksaan kesinambungan, isolasi, dan resistansi
(dengan daya dipadamkan)
d) Penyetelan taraf sinyal dan tegangan,
pengukuran, dan pencatatan-pencatatan mengenai masing-masing perakitan sub. Beberapa
dari test-test ini mungkin dapat dilakukan sebelum test akhir. (catu daya hidup).
e) Test penampilan sistem dan instrumen
f) Burn - in test (kadang-kadang disebut SOAK
TEST).
Untuk menjamin agar unit produksi memenuhi
semua aspek penampilan produksi yang telah disetujui, merupakan tugas para ahli
test itu. Untuk itu diperlukan suatu ketrampilan dalam pengukuran dan mencari
gangguan dengan cepat. Bila beberapa bagian dari instrumen yang tidak bekerja
sesuai dengan spesifikasi, maka ahli test itu harus menemukan sebab dari
kesalahan secepat mungkin dan kemudian menyerahkan instrumen itu, atau bagian
rakitan itu kepada bagian produksi untuk diperbaiki. Disamping pengukuran dan
mencari gangguan, ahli itu harus mencatat data yang diperlukan dengan teliti dari
instrumen yang ditest.
d)
Menerapkan faktor yang mempengaruhi keandalan
Keandalan suatu alat atau instrumen elektronik tidak lepas dari
faktor yang mempengaruhinya selama siklus hidup peralatan. Siklus hidup tersebut, dapat dibagi
menjadi empat tahap, yakni :
§ Perancangan dan Pengembangan
§ Produksi
§ Penyimpanan dan Transportasi
§ Operasi
Tahap Perancangan dan Pengembangan
Pada tahap ini harus sudah disiapkan keandalan
yang ingin dicapai, sehingga pada langkah berikutnya para ahli rancang akan
diarahkan untuk mencapai target.
Adapun pekerjaan pada tahap ini meliputi:
§ Merancang rangkaian menentukan tata letak
komponen, dan menguji prototype secara menyeluruh.
§ Merancang rangkaian dan memilih komponen
yang tepat, sehingga tidak akan ada penitik-beratan hanya pada salah satu
komponen saja. Untuk memiliki komponen yang tepat, dilakukan pemeriksaan setiap
komponen atas peluang kegagalannya dalam rangkaian yang dirancang. Langkah ini
disebut Analisis Kesalahan dan Titik-Berat.
§ Menentukan tata letak komponen, perakitan
dan panel-panelnya. Pemasangan komponen hendaknya dilakukan dengan hati-hati
agar tidak mengalami tekanan mekanis dan panas yang berlebihan.
§ Pengaruh lingkungan dimana alat tersebut
akan dioperasikan, harus diperhitungkan dan harus dibuat proteksi untuk
melawannya. Langkah proteksi ini mencakup penutupan yang rapat, penekanan dengan
udara dingin, pemasangan anti getar atau pemasangan senyawa isolasi.
§ Pengujian prototipe secara menyeluruh
dilakukan untuk melihat, apakah rancangan tersebut sudah memenuhi spesifikasi
keandalan dan rujuk kerja yang telah ditentukan.
Produksi :
§ Komponen harus terjamin baik dan disimpan
sesingkat mungkin. Untuk jumlah yang kecil dapat dilakukan pemeriksaan
seluruhnya. Tetapi untuk jumlah yang besar, pemeriksaan dapat dilakukan dengan
mengambil contoh produk (sample)
dan dengan metode analisis statistik.
§ Kerjasama dan ketrampilan karyawan. Setiap
karyawan, pembuat alat, ahli produksi dan metode, operator perakitan, ahli test
dan pemeriksaan membentuk mata rantai produksi dan dapat membantu menghasilkan
produk berkualitas.
§ Kerangka pelatihan yang baik akan menjamin
karyawan mampu menggunakan
teknik produksi dengan benar dan lebih
efektif.
§ Peralatan produksi sesuai standart yang
disyaratkan, dan dipelihara dengan baik.
§ Kondisi lingkungan kerja atau perakitan
yang nyaman, seperti ventilasi udara yang baik, penerangan yang baik,
temperatur ruang yang nyaman untuk pekerja dan alat, serta bebas debu untuk
menjamin kondisi yang nyaman.
§ Peralatan test otomatis dapat digunakan
untuk memeriksa alat hubung singkat atau terbuka pada jalur rangkaian. Soak
test perlu dilakukan bila instrument dioperasikan pada temperatur yang
diubah–ubah, dan siklus temperatur akan membantu mengenali komponen–komponen yang
lemah.
Penyimpanan dan Transportasi
§ Metode penyimpanan akan
mempengaruhi keandalan operasi instrumen tersebut.
§ Metode pengepakan harus
diperhitungkan dalam spesifikasi
keandalan. Pengepakan harus dapat melindungi instrumen dari korosi dan bahaya
kerusakan mekanis, temperatur penyimpanan dan tingkat kelembaban harus selalu
dikontrol.
§ Transportasi pada saat dijual,
instrument harus diangkut dan
hal ini akan mengalami getaran, kejutan mekanis,
perubahan temperatur, kelembapan dan tekanan. Harus dikhususkan.
Operasi :
§ Kondisi lingkungan yang
cocok.
§ Cara pengoperasian yang
benar. Petunjuk operasi yang ditulis dengan baik harus dapat menjamin bahwa
tidak akan ada kesalahan pemakaian.
e)
Menerapkan nilai keandalan
§ Keandalan adalah kemampuan suatu item
untuk melaksanakan suatu fungsi yang dipersyaratkan dibawah suatu kondisi yang
ditentukan dalam periode waktu tertentu.
§ Keandalan dan kualitas suatu
peralatan akan mempengaruhi usia kerja alat tersebut. Suatu peralatan
elektronika yang dibuat dengan mempertahankan faktor kualitas akan beroperasi
dengan baik dalam jangka waktu yang lebih lama daripada suatu alat sistem yang
dikerjakan dengan kurang memperhatikan faktor kualitas.
§ Untuk dapat meramalkan
seberapa jauh keandalan suatu alat, maka definisi tentang keandalan itu sendiri
harus diketahui.
§ Kegagalan adalah akhir kemampuan suatu item untuk melaksanakan
fungsi yang dipersyaratkan.
§ Bila suatu item menunjukkan penurunan keandalannya, maka ini menunjukkan adanya gejala
kegagalan.
§ Ada tiga tahap kegagalan selama usia pakai
suatu peralatan.
1) Tahap pertama disebut dengan kegagalan
dini (infant mortality), yakni kegagalan peralatan sesaat setelah alat tersebut
dibuat dan dikirimkan ke pelanggan. Kegagalan selama tahap ini disebabkan oleh
kerusakan komponen yang telah dipasang pada peralatan tersebut. Biasanya
kondisi operasi alat tidak berlangsung lama. Peralatan biasanya masih berada dalam garansi
perusahaan dan perbaikan menjadi tanggung jawab perusahaan. Penyebab lain dari
kegagalan yang terlalu dini adalah kesalahan perancangan yang terlalu
menitikberatkan pada satu bagian dari peralatan tersebut. Hal ini hanya mungkin
terjadi pada produk yang baru dirancang dan ketidakmampuan perusahaan
menyelesaikan semua kelemahan produk tersebut.
2) Tahap kedua adalah kegagalan normal usia
kerja peralatan. Laju kegagalan pada waktu tersebut adalah paling rendah.
3) Tahap ketiga adalah periode suatu peralatan
mengalami laju kegagalan paling tinggi, yang disebabkan oleh usia kerja alat
sudah berakhir. Selama waktu ini, semua tampak salah.
§ Hubungan antara keandalan (R) dan laju kegagalan
sistem () dituliskan dengan persamaan :
R = e-lt
Dengan:
t = waktu operasi (jam)
l = kecepatan kegagalan
sistem adalah jumlah dari semua
kegagalan komponen (per jam);
e = basis logaritma,
R = keandalan dalam waktu t.
Maksud dari rumus itu ialah, bahwa peluang dari tidak
adanya kegagalan
sistem dalam waktu t merupakan fungsi eksponensial dari waktu tersebut. Dengan kata lain, makin lama sistem dioperasikan, keandalannya akan menjadi berkurang dan peluang kegagalannya akan naik.
sistem dalam waktu t merupakan fungsi eksponensial dari waktu tersebut. Dengan kata lain, makin lama sistem dioperasikan, keandalannya akan menjadi berkurang dan peluang kegagalannya akan naik.
Waktu kegagalan dapat dikelompokkan
menjadi dua, yaitu :
1. Kegagalan tiba-tiba, yakni kegagalan yang
tidak dapat diduga melalui pengujian sebelumnya.
Contohnya: TV yang sedang
dioperasikan dan tiba- tiba rusak tanpa sebab yang jelas.
2. Kegagalan bertahap, yakni kegagalan yang dapat
diduga melalui pengujian sebelumnya. Contohnya: TV pada bagian volumenya mulai
derau saat dibesarkan atau dikecilkan potensio volumenya.
Tingkat Kegagalan
Ada 2 macam tingkat kegagalan
yaitu:
1. Kegagalan Sebagian atau
Parsial adalah kegagalan akibat adanya deviasi karakteristik atau parameter di
luar batas spesifikasi, tapi tidak sampai mengurangi fungsi alat ecara menyeluruh.
Contohnya : generator fungsi
yang masih dapat menghasilkan sinyal, tapi frekuensinya tidak sesuai dengan
posisi batas ukurnya, TV yang hilang warna hijaunya dll.
2. Kegagalan Menyeluruh atau
Total disebabkan oleh adanya deviasi karakteristik atau parameter diluar batas
spesifikasi sehingga secara menyeluruh mengurangi fungsi peralatan.
Contohnya generator fungsi
yang tidak dapat menghasilkan seluruh bentuk gelombang, TV yang tak mau hidup
dll.
Penyebab kegagalan
Kegagalan salah pemakaian adalah
kesalahan yang disebabkan oleh
pemakaian di luar batas kemampuan komponen atau alat
tersebut.
Contohnya:
multimeter yang digunakan untuk mengukur tegangan AC tetapi
dipasang pada posisi tegangan DC.
Kelemahan yang ada dalam item (komponen, peralatan ataupun sistem) walaupun
dioperasikan dalam batas kemampuannya dapat juga menjadi penyebab
kegagalan. Contohnya multimeter yang sedang
digunakan untuk mengukur tegangan, tiba- tiba rusak
walaupun pemakaiannya sudah benar.
Kombinasi Kegagalan
§ Kegagalan fatal (catastrophic) = kegagalan
tiba-tiba + menyeluruh.
Contohnya : TV yang sedang dioperasikan dan tiba- tiba rusak sendiri.
Contohnya : TV yang sedang dioperasikan dan tiba- tiba rusak sendiri.
§ Kegagalan degadrasi = kegagalan bertahap + tidak
menyeluruh
(sebagian), contohnya: TV yang volumenya mulai derau saat dibesarkan atau dikecilkan potensio volumenya.
(sebagian), contohnya: TV yang volumenya mulai derau saat dibesarkan atau dikecilkan potensio volumenya.
f)
Menerapkan tingkat kegagalan, MTTF, MTBF
§
Tingkat kegagalan atau Kecepatan kegagalan
/ FR (FAILURE RATE) adalah banyaknya kegagalan per banyaknya jam komponen.
§
Pada peralatan elektronik, tekanan-tekanan
yang menyebabkan kegagalan adalah:
1) Kondisi operasi rancangan
§
Penggunaan tegangan dan arus.
§
Disipasi daya.
§
Tekanan mekanis yang disebabkan oleh
metode yang telah ditetapkan.
2)
Kondisi lingkungan
§ Temperatur tinggi atau rendah.
§ Siklus temperatur, kelembaban
yang tinggi.
§ Getaran dan kejutan mekanis.
§ Tekanan rendah atau tinggi.
§ Lingkungan yang menimbulkan
karatan, radiasi ebu, serangan serangga atau jamur.
§ Kecepatan kegagalan
(FailureRate / FR) dari komponen dapat ditemukan dengan mengoperasikan sejumlah
besar komponen dalam suatu periode yang lama dan mencatat kegagalan yang
terjadi.
§ Periode awal kecepatan
kegagalan yang tinggi dikenal dengan istilah Burn-in atau Early Failure, yang
diikuti dengan suatu periode dimana kecepatan kegagalan menuju nilai yang
hampir konstan. Periode ini dikenal sebagai Ramdom Failure Period atau Useful
Life.
§ Disini kegagalan akan menjadi
acak, karena suatu yang kebetulan saja. Dengan menggunakan laju kegagalan
sepanjang periode Useful Life, dapat dibuat suatu ramalan keandalan
dengamenggunakan teori kemungkinan. Bila pengujian dilanjutkan di atas periode
useful life, maka derajat kecepatan kegagalannya akan naik, gagal satu persatu
karena proses usia, ini disebut periode wear out.
§ Variasi kecepatan kegagalan
menurut waktu ditunjukkan secara grafis pada Gambar 2.24. Karena bentuknya
seringkali disebut "bathtub curve"
Tabel
2. Kecepatan Kegagalan pada Komponen
Komponen
|
Tipe
|
Kecepatan kegagalan
(x 10-6/h) |
Kapasitor
|
Paper
Polyester Ceramic Electrolytic (1. foil) Tantalum (solid) |
1
0.1 0.1 1.5 0.5 |
Resistor
|
Carbon composition
Carbon film Metal film Oxide film Wire-wound Variable |
0.05
0.2 0.03 0.02 0.1 3 |
Hubungan
|
Solder
Crimped Wrapped Plug and sockets |
0.01
0.02 0.001 0.05 |
Semikonduktor (Si)
|
Diodes (signal)
Diodes (regulator) Rectifiers Transistor < 1 Watt > 1 Watt Digital IC (plastic DIL) Linear IC(plastic DIL) |
0.05
0.1 0.5 0.08 0.8 0.2 0.3 |
Komponen
lilitan |
Audio inductors
R.F. coils Power transformers (each winding) |
0.5
0.8 0.4 |
Saklar
|
(per contact)
|
0.1
|
Lampu &
indikator |
Filament
LED |
5
0.1 |
Valves
|
(Thermionic)
|
5
|
§
MTTF (Mean Time To Fail) adalah lamanya
pemakaian komponen sampai dicapai kegagalan.
Rumusnya: MTTF = 
MTTF
ini untuk item-item yang tidak dapat direparasi, seperti komponen.
Sebagai contoh:
Sebuah resistor karbon film, dari tabel FR didapat = 0,2 x 10 –6 /
jam, maka akan didapat umur komponen
tersebut :
MTTF = 1 / FR
= 1 / 0,2 x 10-6
= 5 x 106 jam
= 208333,3 hari.
Hal ini menunjukkan usia yang sangat panjang untuk sebuah komponen
yang berdiri sendiri (belum menyatu dalam sebuah rangkaian).
§ MTBF
MTBF (Mean Time Between Failures) adalah lamanya pemakaian suatu sistem sampai
dicapai kegagalan.
dicapai kegagalan.
Rumusnya:
FR(rangkaian) = FR(A) + FR(B) + FR(C)
FR(rangkaian) = FR(A) + FR(B) + FR(C)
FR(rangkaian) = l
Maka:
MTBF(rangkaian) = 1/ l
Sebagai contoh:
Suatu rangkaian mempunyai
komponen : 4 resistor karbon film, 2 kapasitor
elektrolit, 2 LED dan 2 transistor < 1 Watt, maka:
FR(rangkaian) = ( 0,8
+ 3 + 0,2 + 0,16) x 10-6/ jam = 4,16 x 10-6/jam
Jadi:
M T B F = 1 / 4,16 x 10-6 / jam
= 240384,615 jam
= 10016 hari.
Jadi kalau sudah dalam rangkaian maka tingkat kegagalan /
kerusakan akan jauh lebih kecil
dibandingkan kegagalan sebuah komponen saja.
Pertimbangan Biaya Keandalan
§ Gambar 4.a memperlihatkan pada biaya terendah (breakdown cost) sepanjang pembuatan,
jika keandalan diperbaiki, biaya produksi dan perancangan naik,
sementara biaya perbaikan dan penggantian gratis selama garansi turun.
Perlu dicatat, bahwa grafik tersebut mempunyai titik biaya terendah. Dengan
kata lain, suatu pabrik yang memproduksi produk dengan keandalan rendah mungkin
akan mudah tersisih dalam bisnis, karena biaya yang harus dikeluarkan untuk
menghasilkan produk secara total akan sangat tinggi.
§ Gambar 4.b merupakan jumlah dari
biaya pembelian dan biaya perawatan. Biaya tersebut
akan menurun dengan semakin baiknya keandalan. Grafik biaya pemilikan total
juga mempunyai titik minimum, walaupun titik tersebut berada di sebelah kanan titik biaya
minimum manufaktur. Jadi, pelanggan akan lebih memilih keandalan yang
lebih baik dengan membayar harga untuk
keandalan tersebut daripada mengharapkan suatu pabrik
untuk menyediakan instrumen yang andal.
g)
Menerapkan hubungan antara kualitas dan keandalan
Hubungan antara keandalan (R) dan laju
kegagalan sistem (l) dituliskan dengan persamaan :
R = e-lt
Dengan:
t = waktu operasi (jam)
l = kecepatan kegagalan sistem adalah
jumlah dari semua kegagalan komponen (per jam);
e = basis logaritma,
R = keandalan dalam waktu t.
Maksud dari rumus itu ialah, bahwa peluang
dari tidak adanya kegagalan sistem dalam waktu t merupakan fungsi eksponensial
dari waktu tersebut. Dengan kata lain, makin lama sistem dioperasikan,
keandalannya akan menjadi berkurang dan peluang kegagalannya akan naik.
Peluang kegagalan (Q) =1–R =1-e-lt
Karena MTBF atau m = 1/l maka R = e-t/m
Gambar 5 berikut menunjukkan grafik R
terhadap t yang terbagi dalam interval m, menunjukkan bila t = m, yakni waktu
operasi sama dengan MTBF, peluang keberhasilan operasi akan turun mendekati
0.37 atau 37%. Hanya bila waktu operasi relatif lebih pendek daripada MTBF,
maka keandalan menjadi tinggi.
Beberapa cara untuk memperbaiki Keandalan ( R )
adalah dengan :
1.
Derating :
mengoperasikan
komponen dibawah batas maksimumnya.
Contohnya: menggunakan resistor ½ Watt untuk rangkaian yang
sebenarnya hanya butuhresistor ¼ Watt.
Contohnya: menggunakan resistor ½ Watt untuk rangkaian yang
sebenarnya hanya butuhresistor ¼ Watt.
2.
Redundancy:Menyambungkan suatu unit
ke unit
yang lain yang sama fungsinya, sehingga kalau yang satu gagal yang lain akan
mengambil alih fungsinya.
Biasanya unit ini
terpasang secara parallel.
Ada dua cara redundancy:
Ada dua cara redundancy:
Aktif : bila suatu unit stand by hidup mengikuti suatu
kegagalan.
Contohnya: UPS terpasang pada
komputer, lampu darurat AC yang selalu siap menyala apabila tegangan AC mati dll.
Pasif :bila elemen-elemennya bersekutu membagi beban
atau melaksanakan fungsinya secara terpisah.
atau melaksanakan fungsinya secara terpisah.
Contohnya: generator pada gedung
perkantoran yang tersedia tapi tidak dijalankan dan tidak otomatis.
Untuk menghitung Keandalan ( R ) jika dua unit / sistem masing-masing keandalannya
Rx dan Ry terpasang:
● Paralel :
Rxy = Rx + Ry – Rx.Ry atau
Qxy = Qx . Qy, dimana
Qx = 1- Rx.
● Seri :
Rxy = Rx . Ry
Contohnya
:
Jawab:
Keandalan
catu daya untuk 1000 jam adalah
R
p = e-t/m = e-0.05 = 0.95
Keandalan
osilator :
R
o = e-t/m = e-0.01 = 0.99
Keandalan
penguat :
R
a = e-t/m = e-0.02 = 0.98
Karena
unit-unit dipasang secara seri, maka keandalan seluruh sistem:
Rs
= Rp x Ro x Ra
=
0,95 x 0.99 x 0,98
=
0.922
Efek
lingkungan utama yang berhubungan dengan kehandalan suatu item
adalah:
Tabel
3. Efek lingkungan terhadap item.
LINGKUNGAN
|
EFEK UTAMA
|
TINDAKAN DESAIN
|
Temperatur
tinggi |
● Melampaui batas
daya dari kompo nen ● Pemuaian dan menjadi lunak. Peristiwa kimia naik: tak awet |
● Heatsink dan venti
lasi udara yang ditiupkan ● Memilih komponen dengan pemuaian kecil dan karak teristik temp. rendah |
Temperatur
rendah |
● Pergeseran, kere
gasan, kehilangan penguatan dan efisiensi |
● Pemanasan dengan
temperatur yang ter kontrol. Pemilihan bahan yang benar. |
Siklus
temperatur |
● Tekanan berat /
kegagalan |
● Penundaan termal
yang besar |
Kelembaban
|
● Gunakan isolasi yg
tidak menyerap air, gunakan silicon, silicon gel. |
|
Getaran /
kejutan |
● Memperlemah
baut baut kawat penghubung, dll |
● Bingkai anti getar,
ring per, pernis |
Tekanan turun
|
● Turunnya tegang
an jatuh antara kontak - kontak |
● Jarak konduktor
konduktor dinaikkan dan dijaga dari debu dan kotoran |
Tidak ada komentar:
Posting Komentar