PERANCANGAN DAN PEMBUATAN THERMAL CHAMBER UNTUK PENGUJIAN REVIEW KOMPONEN HARDWARE PC

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN THERMAL CHAMBER UNTUK PENGUJIAN REVIEW KOMPONEN HARDWARE PC Hendra Wijaya Danny Kusuma Wiedjaja Atmadja, S.Kom, M.Kom Universitas Bina Nusantara Jln Kebon Jeruk Raya 27, Kemanggisan, Palmerah, Jakarta Barat, DKI Jakarta Telp : 021-5345830 e-mail : hendrawi@jagatreview.com ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk membuat sebuah sistem Thermal chamber yang akan digunakan untuk mempermudah pengujian hardware komponen PC dengan suhu ruang pengujian yang dapat diatur dan untuk mengetahui seberapa banyak perubahan-perubahan performa dari komponen hardware PC akibat dari pengaruh suhu panas ruangan. Dimana pada penelitian ini berhasil membangun sebuah sistem Thermal chamber yang dapat mengatur suhu ruangan dari 30 derajat Celcius hingga 60 derajat Celcius yang memiliki error sebesar 1-2 derajat Celcius dari suhu yang ingin dicapai yang tentunya cukup membantu untuk melakukan pengujian hardware PC dengan pengaturan suhu sehingga didapat juga data bahwa effisiensi power supply unit (PSU ) turun sebesar 0,56% dalam keadaan load, penurunan performa HSF sebesar 41,15% dan penurunan performa VGA Card 1,95% ketika diuji di dalam Thermal chamber dengan suhu rata-rata diatas suhu ruangan biasa, 30 derajat Celcius hingga 60 derajat Celcius. Kata kunci: Thermal chamber, komponen hardware PC PENDAHULUAN Dewasa ini perkembangan dunia teknologi berkembang dengan sangat pesat, baik dunia PC hardware, notebook dan gadget. Perusahaan / vendor-vendor besar maupun kalangan industri kecil dan para peneliti / ilmuwan berlomba-lomba untuk menciptakan produk hi-tech dengan inovasi-inovasi baru yang bermanfaat untuk kehidupan manusia. Tentunya dengan berkembang pesatnya dunia teknologi, dunia bisnis persaingan antar produsenprodusen besar maupun kecil menjadi semakit ketat dan sengit. Dari tahun ke tahun semakin banyak produk-produk terbaru yang diluncurkan dari berbagai merk dan vendor. Hal ini menjadi faktor utama meningkatnya permintaan review komponen-komponen hardware PC dan notebook serta permintaan rekomendasi spesifikasi final suatu produk komponen PC yang diuji di JagatReview Media. 1

2 Meningkatnya permintaan review produk, juga munculnya permintaan,pengujian hardware untuk mendapatkan data hasil pengujian komponen hardware PC seperti power supply unit (PSU), heatsink fan (HSF) dan VGA Card yang membutuhkan kontrol terhadap suhu ruangan pengujian. Pengujian yang membutuhkan kontrol suhu ruang dilakukan dengan menjaga suhu ruangan lab tidak praktis dan dapat mengganggu proses pengujian komponen hardware PC lainnya, ditambahkan lagi dengan adanya kebutuhan pengujian dengan suhu ruang 40-50 derajat Celcius yang tentunya tidak mungkin diimplementasikan pada ruangan lab, maka dari permasalahan-permasalahan yang ada, maka dibuatlah sistem Thermal chamber ini untuk mempermudah pengujian komponen hardware PC dengan pengaturan suhu yang lebih mudah dan praktis tanpa menganggu pengujian hardware lainnya. Rumusan masalah dalam pengerjaan skripsi ini adalah : Pembuatan sistem Thermal chamber untuk mengatur suhu ambient terisolir untuk menyelesaikan permasalahan suhu pengujian hardware yang terjadi di lab uji JagatReview. Desain pembangunan kotak fisik Thermal chamber. Pembuatan sistem kontrol pengatur suhu ambient di dalam Thermal chamber yang dapat mengatur suhu 30 derajat Celcius hingga 60 derajat Celcius. Melakukan pengukuran suhu terhadap Thermal chamber untuk mengetahui performa Thermal chamber dalam menjaga suhu ruang dan mengukur waktu yang dibutuhkan Thermal chamber untuk stabil. Sistem Thermal chamber ini dimplementasi dari sistem ini dibatasi dengan kriteria kriteria sebagai berikut : Thermal chamber dapat menjaga suhu ruang dari suhu ambient luar ~ 60 derajat Celcius. Pemanasan ruangan menggunakan 2 unit lampu heater. Dapat melakukan pengaturan suhu ruangan secara otomatis. Dapat melakukan logging dari data-data sensor dan mikrokontroler menggunakan USART. Ruangan Thermal chamber memiliki ukuran 400x400x400mm Pengujian Komponen hardware PC ini bisa berupa : Prosesor, RAM, VGA Card, PSU, Motherboard, Harddisk, SSD, Cooling devices (HSF),etc Tujuan dari penilitian: Membuat Thermal chamber untuk membantu proses pengujian komponen-komponen hardware PC. Manfaat dari penelitian: Mengetahui karakteristik / behavior serta ketahanan komponen hardware PC yang diuji terhadap perubahan suhu(psu,cooling, VGA Card,etc). Mendapatkan data karakteristik hardware yang diuji pada suhu spesifik sehingga dapat memberikan rekomendasi spesifikasi yang lebih baik / tepat. Mempermudah proses pengujian hardware terhadap panas tanpa mengganggu proses pengujian hardware lainnya.

3 Mencari perubahan karakteristik setiap komponen hardware yang diuji terhadap perubahan suhu panas udara / ambient. Membuat dan mengatur SOP / Prosedur pengujian setiap jenis hardware (PSU,Cooling, VGA Card,etc)yang akan diuji.

4 METODOLOGI PENELITIAN Metode penelitian digunakan sebagai berikut: Studi Kepustakaan Mengumpulkan informasi baik dari literature yang ada melalui pencarian di internet serta datasheet dari modul dan komponen yang berhubungan pada sistem yang akan dibuat. Metode Perancangan Metode merancang sistem yang sesuai untuk memecahkan permasalahan yang ada. Perancangan sistem termasuk perangkat keras dan perangkat lunak. Metode Eksperimental HASIL DAN BAHASAN Dilakukan percobaan / pengujian pada sistem yang telah dirancang untuk mengetahui seberapa baik fungsionalitas/operasional sistem yang dirancang. Serta untuk menguji komponen-komponen hardware PC dengan menggunakan sistem yang dirancang dan mempelajari perubahan-perubahan nilai data pengujian yang muncul akibat penggunaan sistem Thermal chamber. Dari tabel diatas, terlihat ADC mikrokontroller AVR ATM 16 ini mampu bekerja dengan cukup akurat, dimana ADC ini memiliki persentase error kurang dari 1 %. Error pada DAC pun mulai terjadi pada saat mengkonversi tegangan 1500mV keatas. Sedangkan untuk konversi 1000mV kebawah, error yang terjadi mencapai 0% atau tidak ada error.

5 Hasil kurva diatas menunjukan HSF Noctua NH-C14 dan NH-D14 memiliki performa yang saling berdekatan, dan jauh lebih baik daripada HSF bawaan dari Intel ( Intel Stock Cooling). Pada pengujian suhu sistem idle dari suhu ruangan 30 derajat Celcius hingga 40 derajat Celcius, ketiga HSF ini memperlihat peningkatan suhu prosesor 14-16 derajat Celcius. Pada pengujian suhu sistem diberi beban/load dari suhu ruangan 30 derajat Celcius hingga 40 derajat Celcius, terlihat HSF stock cooling intel sudah tidak mampu manahan suhu prosesor pada pengujian suhu ruangan 40 derajat Celcius, dimana suhu prosesor ini meningkat 22 derajat Celcius dan mencapai 97 derajat Celcius. Sedangkan untuk 2 HSF NH-D14 dan NH-C14 masih mampu menahan suhu prosesor pada suhu berkisar 78~79 derajat Celcius, dengan kenaikan suhu sebesar 24 derajat Celcius, lebih tinggi 2 derajat Celcius dibandingkan kenaikan suhu prosesor pada penggunaan HSF Intel stock cooling.

6 Pada pengujian pemanasan suhu dari 25 derajat Celcius hingga 60 derajat Celcius, Thermal chamber ini mampu mencapai keadaan steady state dalam waktu 175 detik dengan range suhu 57-62 derajat Celcius. Pada kondisi pemanasan hingga 60 derajat Celcius ini, data analog yang dikirim oleh sensor LM35 ini menjadi fluktuatif dan cendrung tidak stabil,karena overshot dan undershot data analog semakin sering terjadi. Pada pengujian konsumsi daya dalam satuan VA (dengan memperhatikan PF / / Power Factor ). Pada setiap perubahan suhu ruangan, hal ini terlihat dari ke-empat PSU yang diuji pada pengujian dari suhu 25 derajat Celcius hingga 60 derajat Celcius juga cenderung mengalami penurunan efisiensi sama seperti pada pengujian daya Watt. Hanya saja disini terlihat, PSU Enermax Revo 1050 85+ yang sebelumnya

7 memiliki konsumsi daya terbesar dalam watt, menjadi PSU yang memiliki konsumsi daya VA yang terendah dalam keadaan Idle, sedangkan untuk konsumsi daya VA dalam keadaan load, Enermax Revo 1050 85+ bersaing cukup ketat dengan PSU Corsair HX1000. Sedangkan untuk pengujian daya VA, Corsair AX 1200 menjadi PSU yang paling banyak mengkonsumsi daya pada saat sistem Idle, akan tetapi pada saat sistem diberi beban PSU Corsair AX-1200 memiliki konsumsi daya VA yang terendah. Pada pengujian VGA Card MSI GTX 460 Hawk memiliki sistem pendinginan yang cukup baik dimana memiliki perbedaan suhu idle dengan suhu load saling berdekatan sebesar 12 derajat Celcius saja. Tetapi kemampuan pendingin HSF MSI GTX 460 Hawk ini turun cukup drastis ketika diberi suhu ruangan 40 derajat Celcius, dimana pada suhu ruangan ini suhu GPU pada VGA Card ini meningkat 19 derajat Celcius. Sedangkan untuk performa clock speed pada VGA Card GTX 460 hawk ini hanya turun berkisar 15 Mhz saja, ketika diuji pada suhu ruangan 40 derajat Celcius. Pada pengujian VGA Card Geforce GTX 590 ini memiliki sistem pendinginan yang tidak begitu baik dimana memiliki perbedaan suhu idle dengan suhu load yang jauh sebesar 34 derajat Celcius. Tetapi kemampuan pendingin HSF GTX 590 ini tidak banyak berubah ketika diberi suhu ruangan 40 derajat Celcius, dimana pada suhu ruangan ini suhu GPU pada VGA Card ini hanya meningkat 8 derajat Celcius. Sedangkan untuk performa clock speed pada VGA Card GTX 590 ini hanya turun berkisar 25 Mhz saja, ketika diuji pada suhu ruangan 40 derajat Celcius. Pada pengujian VGA Card AMD Radeon HD6970 ini memiliki sistem pendinginan yang tidak begitu baik dimana memiliki perbedaan suhu idle dengan suhu load yang jauh sebesar 30 derajat Celcius. Tetapi kemampuan pendingin HSF HD6970 ini turun cukup banyak ketika diberi suhu ruangan 40 derajat Celcius, dimana pada suhu ruangan ini suhu GPU pada VGA Card ini meningkat 14 derajat Celcius. Sedangkan untuk performa clock speed pada VGA Card Radeon HD 5970 ini turun cukup banyak sebesar 55 Mhz, ketika diuji pada suhu ruangan 40 derajat Celcius. Dari perbandingan suhu dan performa clock speed GPU yang terdapat pada data 3 VGA Card diatas, menunjukan VGA Card dari AMD Radeon memilik sensitifitas yang lebih tinggi terhadap panas dibanding dengan 2 VGA Card lainnya, seperti MSI GTX 460 Hawk Dan Nvidia Geforece GTX 590 yang sama-sama mengunakan chip GPU arsitektur NVidia Fermi.

8 SIMPULAN DAN SARAN kesimpulan dari sistem Thermal chamber yang sudah dibangun dan hasil data pengujian beberapa komponen PC yang sudah diuji dengan menggunakan Thermal chamber ini adalah : Thermal chamber ini yang dibangun mampu mengatur suhu ruangan didalamnya dari suhu 30 derajat Celcius hingga 60 derajat Celcius. Thermal chamber ini optimal dan lebih stabil digunakan untuk pengaturan suhu 30-40 derajat Celcius dengan error sebesar 1-2 derajat Celcius. Thermal chamber ini kurang optimal dan kurang stabil digunakan untuk pengaturan suhu 50-60 derajat Celcius dengan error sebesar 2-3 derajat Celcius. Fungsi ADC yang digunakan pada mikrokntroller AVR ATM16 yang digunakan pada Thermal chamber ini memiliki error maksimum sebesar : 0,99% Seluruh Sampel Power Supply Unit ( PSU ) dari pengujian suhu 25 derajat Celcius hingga 60 derajat Celcius memiliki perubahan tenggangan output 12v dan 5V yang kecil berkisar 0,01~ 0,04 V Penurunan effisiensi PSU rata-rata pada saat sistem idle dari suhu ruangan 25 derajat Celcius hingga 60 derajat Celcius adalah 1,74% Penurunan effisiensi PSU rata-rata pada saat sistem load dari suhu ruangan 25 derajat Celcius hingga 60 derajat Celcius adalah 0,56% Nilai perbandingan dan persentase Power Factor (PF) pada PSU selalu meningkat ketika diberikan beban daya, peningkatan rata-rata nilai PF dari keempat sampel PSU yang diuji ketika diberi beban daya adalah sebesar 5,25%. Perubahan kenaikan suhu prosesor rata-rata pada saat sistem idle ketika suhu ruangan dinaikan menjadi 40 derajat Celcius pada pengujian 3 jenis heatsink fan (HSF) yang diuji adalah 41,15% Perubahan kenaikan suhu prosesor rata-rata pada saat sistem load / diberi beban kerja ketika suhu ruangan dinaikan menjadi 40 derajat Celcius pada pengujian 3 jenis heatsink fan (HSF) yang diuji adalah 20.86% Penurunan rata-rata kecepatan maksimum clock speed prosesor core i7 i930 yang digunakan pada pengujian HSF pada suhu uji 40 derajat Celcius adalah 5,03%

9 Perubahan kenaikan suhu chip GPU VGA Card rata-rata pada saat sistem idle ketika suhu ruangan dinaikan menjadi 40 derajat Celcius pada pengujian 3 jenis VGA Card yang diuji adalah 28.01% Perubahan kenaikan suhu chip GPU VGA Card rata-rata pada saat sistem load / diberi beban kerja ketika suhu ruangan dinaikan menjadi 40 derajat Celcius pada pengujian 3 jenis VGA Card yang diuji adalah 23.82% Penurunan rata-rata performa VGA Card yang diuji pada suhu ruangan 40 derajat Celcius adalah 1.95%

10 SARAN Penggunaan rilai untuk kontrol mati dan hidup lampu heater sebaiknya dihindari karena dapat menyebabkan tegangan overshoot pada sistem ADC pada AVR ATM16 sehingga dapat mengacaukan kontrol sistem. Sebaiknya untuk pengaturan lampu heater menggunakan rangkaian PWM ataupun Dimmer. Khusus untuk pengujian VGA Card, disarankan kedepannya untuk melakukan pengujian perbandingan VGA Card dengan menggunakan sampel-sampel VGA Card yang sekelas dan masih dalam satu keluarga arsitektur. Karena jika berbeda kelas dan arsitektur dapat menyebabkan penelitian kesulitan untuk mengambil kesimpulan, karena setiap arsitektur GPU pada VGA Card memiliki sifat-sifat unik yang sangat berbeda. REFERENSI Allyson. (1996). Baterry Thermal chamber, diakses pada 2 September 2012 dari http://www.google.co.id/patents/us5542489.pdf. Patent number : 5.542.489 Arwindra, Rizqiawan. (2010). Memahami Faktor Daya, diakses pada 2 September 2012 dari http://konversi.wordpress.com/2010/05/05/memahami-faktor-daya/ Anonim. (2011). Pedoman Praktikum Aplikasi Mikroprosesor dan Interfacing. Universitas Anonim. (2010). Calculating Power Factor, diakses pada 2 September 2012 dari http://www.allaboutcircuits.com/vol_2/chpt_11/3.html Anonim. CoreTemp, diakses pada 24 Maret 2012 dari http://www.alcpu.com/coretemp/ Anonim. CPU-Z, diakses pada 24 Maret 2012 dari http://www.cpuid.com/softwares/cpu-z.html Anonim. GPU-Z, diakses pada 24 Maret 2012 dari http://en.wikipedia.org/wiki/gpu-z Anonim. Datasheet LM35, diakses pada 24 Maret 2012 dari https://www.national.com/ds/lm/lm35.pdf Anonim. Datasheet ATMEGA 16, diakses pada 24 Maret 2012 dari http://www.atmel.com/images/doc2466.pdf Barmet, Richard. (2003). Embedded C Programming and the Atmel AVR.1st edition. Delmar learning. ISBN 1401812066

11 Chandra, MDE.(2010). Rangkaian Sensor LM35, diakses pada 24 Maret 2012 dari http://telinks.wordpress.com/tag/modul-sensor-lm35/ Hendawan Soebhakti. (2007). Basic AVR Microcontroller Tutorial. Jurnal Ilmu Pendidikan, diakses pada 24 Maret 2012 dari https://hendawan.files.wordpress.com