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.

Pick and place

Gambar 1

Alat ini dapat bergerak ke arah x dan y. Bagian warna putih yang ada di gambar atas adalah meja penyangga tangan untuk menggerakan ke arah x dan y serta menggerakkan tabung vakum di dalam pegas spiral. Untuk rel arah x dan y saya menggunakan material seperti di bawah ini. Daftar semua komponen pembentuk alat ini akan saya cantumkan pada akhir tulisan ini beserta sumber yang memberi saya inspirasi.

Linear rail

Gambar 2

Komponen yang ada pada Gambar 2 adalah 8 buah bracket SK8, 2 buah linear bearing SCS8UU, 2 buah linear bearing LM8UU, dan 5 buah batang stainless diameter 8 mm panjang 200mm. Salah satu batang stainless tidak digunakan karena hanya membutuhkan 4 buah batang. Material ini dirakit menjadi seperti Gambar 3

Linear shaft

Gambar 3

Saya sebut 2 rel kiri adalah sumbu x dan 2 rel kanan adalah sumbu y. Selanjutnya semua rel ini disusun seperti di bawah ini

Axis

Gambar 4

Acrylic base

Gambar 5

Pada Gambar 5 terlihat ada tambahan 3 tumpukan akrilik tebal 3 mm sebagai penyangga landasan bracket SK8 (akrilik tebal 5 mm paling atas) bagian atas supaya tidak menabrak  bracket SK8 bawah. Meja penyangga tangan dipasang pada rel atas seperti gambar berikut

Gambar 6Bearing

Gambar 7

Meja penyangga tangan dan semua benda yang berwarna putih dicetak dengan mesin 3D printer. Pembuat file tersebut ada ditautan ini >> Pick and place<<. Sebenarnya saya melakukan sedikit modifikasi dengan menambah ketinggian meja penyangga tangan.

Rel tempat meja penyangga bergerak adalah sumbu y. Rel ini di pasang di atas rel sumbu x dan dikencangkan dengan baut L M4 x 20 (diameter 4 mm panjang 20 mm) sedangkan bracket SK8 sumbu y dipasang pada akrilik dengan baut M5 x 15 seperti Gambar 8

Gambar 8

Meja penyangga tangan juga digunakan sebagai landasan lubang tempat pipa vakum

Gambar 9

Pegas yang digunakan berdiameter 20 mm dengan panjang 50 mm. Pipa vakum seperti yang tampak pada Gambar 9 tersedia lokal. Pipa tersebut satu paket dengan pompa vakumnya

Gambar 10

Perlu diperhatikan bahwa ada lubang kecil pada samping pipa vakum. Pada penggunaan normal, lubang ini digunakan untuk mengalihkan aliran udara ketika proses mengambil dan meletakkan komponen. Ketika mengambil komponen, lubang ini ditutup dengan jari sehingga udara mengalir  lewat ujung jarum dan menarik komponen. Ketika melepaskan komponen, lubang ini harus dibuka sehingga udara mengalir melewatinya dan komponen akan terlepas.

Vacuum tube

Gambar 11

Lubang ini harus ditutup karena tidak dibutuhkan pada alat yang sedang dibuat. Proses mengambil dan melepas komponen dikendalikan dengan saklar foot switch 220V. Untuk  mengambil komponen, foot switch harus diinjak sehingga pompa vakum aktif dan menarik komponen. Ketika foot switch dilepaskan, maka pompa vakum mati dan komponen lepas dari ujung jarum.

Foot switch

Gambar 12Foot switch

Gambar 13

Dalam operasinya, ukuran jarum harus disesuaikan dengan ukuran komponen yang akan dipasang. Jika komponen cukup besar, saya sarankan untuk menggunakan jarum yang lebih besar. Saya beli jarum dari toko online, barang dari Cina, hanya 74.000 tanpa ongkos kirim. Mungkin sekarang harganya sudah berubah.

Needles

Gambar 14

Cari saja dengan kata kunci solder paste dispenser needle. Sebenarnya saya beli jarum sebanyak ini untuk menuangkan solder paste pada PCB, ternyata berguna juga untuk aplikasi lain. Papan sirkuit diletakkan dibawah untuk dipasangkan komponennya. Gambar 15 menunjukkan percobaan pemasangn beberapa komponen.

Gambar 15

Saya sudah coba alat ini, ketika pompa vakum aktif dan menggunakan jarum yang besar, alat ini mampu mengangkat chip DIP8. Pada kebanyakan orang di luar sana, mereka memasang kamera mikroskop USB untuk melihat komponen dan papan sirkuit lewat layar monitor. Sebenarnya saya juga punya kamera itu tapi tidak ingin memasangnya pada alat ini karena masih bisa melihat secara langsung ke papan sirkuit.

Gambar 16

Apa yang saya tulis ini memang sudah saya lakukan di dunia nyata, bukan sesuatu yang bohong. Tertarik membuat? Total biaya sekitar Rp 889.200. Lumayan kan, kurang dari 1 juta tapi bisa buat alat sederhana yang mempermudah kerja. Berikut ini saya sertakan video demo di lab, daftar komponen, dan daftar situs yang menginspirasi.

Material:

  1. 8 buah bracket SK8
  2. 2 buah linear bearing SCS8UU
  3. 2 buah linear bearing LM8UU
  4. 4 buah batang linear shaft diameter 8 mm
  5. Akrilik hitam 3 mm
  6. Akrilik hitam 5 mm
  7. 8 buah baut L M4 X 20
  8. 8 buah baut+mur hexagonal M5 X 15
  9. 2 buah baut+mur hexagonal M4 X 12
  10. Pegas tekan diameter 20 mm panjang 50 mm
  11. 8 buah baut M3 X 15 mm
  12. Satu set vacuum pump
  13. Footswitch

Inspirasi datang dari:

  1. https://blog.phdev.fr/?lang=en
  2. http://vpapanik.blogspot.com/2012/11/low-budget-manual-pick-place.html
  3. http://www.youtube.com/watch?v=bkYNBFXlJYQ
  4. http://www.youtube.com/watch?v=LftkSK-TZ8U
  5. http://www.youtube.com/watch?v=6GmJE8O1l5o
  6. http://www.youtube.com/watch?v=1W_AXtPoV8w
  7. http://www.youtube.com/watch?v=IkCfianIZ3U

Silahkan berkreasi untuk menunjang dan mempermudah kerja anda. Sekian dan terima kasih

 

3 thoughts on “Membuat pick and place manual

  1. assalamualaikum. mas aku Bachtiar fisika angkatan 2014 Unair. Mas aku mau nanya, ini aku lagi skripsian mas, cuma ada beberapa kendala. aku dapet kontaknya mas dari bu riris. ada kontak yang bisa saya hubungi ta mas mohon bantuannya mas

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s