1 BASIC ELECTRIC OBJECTIVE i I. TEORI DASAR KELISTRIKAN 1 I.1 Teory Electron 1 I.2 Faktor – Faktror Kelistrikan 4 I.2.1. Tegangan (Voltage) 4 I.2.2. Arus (Current) 5 I.2.3. Tahanan (Resistance) 6 I.3 Konduktor 7 I.4 Sirkuit 8 I.5 Kemagnetan 13 I.5.1 Medan Magnet 13 I.6 Elektro Magnet 15 I.7 Alat-Alat Pengukuran Listrik 17 I.7.1. Volt meter 17 I.7.2. Ammeter 17 I.7.3 Ohm meter 18 I.8 Komponen-Komponen Elektronik Dan Listrik 19 II. SISTEM OPERASI 22 II.1 Starting System 22 II.2 CHARGING SYSTEM 26 II.2.1 DC Charging System 26 II.2.2 AC Charging System 28 II.3 Battery 30 II.3.1 Konstruksi Battery 30
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
BASIC ELECTRIC
OBJECTIVE i
I. TEORI DASAR KELISTRIKAN 1
I.1 Teory Electron 1
I.2 Faktor – Faktror Kelistrikan 4
I.2.1. Tegangan (Voltage) 4
I.2.2. Arus (Current) 5
I.2.3. Tahanan (Resistance) 6
I.3 Konduktor 7
I.4 Sirkuit 8
I.5 Kemagnetan 13
I.5.1 Medan Magnet 13
I.6 Elektro Magnet 15
I.7 Alat-Alat Pengukuran Listrik 17
I.7.1. Volt meter 17
I.7.2. Ammeter 17
I.7.3 Ohm meter 18
I.8 Komponen-Komponen Elektronik Dan Listrik 19
II. SISTEM OPERASI 22
II.1 Starting System 22
II.2 CHARGING SYSTEM 26
II.2.1 DC Charging System 26
II.2.2 AC Charging System 28
II.3 Battery 30
II.3.1 Konstruksi Battery 30
2
II.3.2 BATTERY RATING 32
II.3.3 Perawatan Battery 33
II.4 Skematik Elektrik 36
II.4.1 Wire Maintenance 36
II.5 Komponen-Komponen Yang Dikontrol Secara Elektronik 37
II.5.1 Komponen Input 39
II.5.1.1 Switch 39
II.5.1.2 Sender 40
II.5.1.3 Sensor 42
II.5.2 Komponen Kontrol 51
II.5.3 Komponen Output 54
II.5.4 Sistem Monitoring Yang Dipakai Caterpillar 55
II.5.4.1 Electronic Monitoring System 55
II.5.4.2 Computerized Monitoring System 57
II.5.4.3 Caterpillar Monitoring System 59
Lembar Kerja 61
3
BASIC ELECTRIC
SASARAN
TOPIK
SASARAN
1. Teori Dasar Kelistrikan • Menerangkan teori atom
• Menjelaskan maksud dari istilah-istilah
dalam teori dasar kelistrikan
2. Sirkuit Elektrik • Menerangkan tentang hukum Ohm
dan penerapannya
• Menjelaskan cirri-ciri rangkaian
seri, Parallel dan campuran
3. Kemagnetan • Menjelaskan teori kemagnetan
• Menerangkan tentang terbentuknya
Elektro Magnet
4. Komponen Elektrik • Membedakan komponen aktif dan psif
• Mengukur/mengetst komponen-
komponen tersebut
• Menentukan bagus tidaknya
komponen-komponen tersebut
5. Sistem pengisian • Mengidentifikasi sistem pengisian
• Menerangkan cara kerja system
pengisian
• Mengukur/mengeset komponen-
komponen sistem starting
6. Sistem Starting • Mengidentifikasi sistem starting
4
• Menerangkan cara kerja system
starting
• Mengukur/mengetest komponen-
komponen system starting
7. Skematik Elektrik • Membaca wiring diagram
• Menjelaskan simbol-simbol elektrik
• Menelusuri jalannya arus dalam
skematik
• Merekondisi kabel dengan benar
8. Komponen-komponen yang
dikontrol secara elektronik
• Menerangkan cara kerja komponen-
komponen input, kontrol dan output
9. Battery • Mengetes performance battery
• Menetukan bagus tidaknya bettery
5
BASIC ELECTRIC
I. TEORI DASAR KELISTRIKAN
Kelistrikan mempunyai fungsi dan peranan yang penting dalam dunia
alat–alat berat.
Listrik menyediakan energi untuk:
• Memutar engine pada saat starting
• Mengoperasikan lampu-lampu
• Mengoperasikan gauge–gauge dan aksesoris
• Menjaga tingkat pengisian battery
Untuk mengetahui lebih jauh sistem kelistrikan tersebut, bisa dimulai
dengan mempelajari teory electron. Teory ini mencakup hampir semua
penjelasan–penjelasan mengenai kelistrikan.
I.1 Teory Electron
Seperti diketahui setiap elemen terbuat dari jutaan atom. Atom-
atom tersebut terdiri dari partikel–partikel electron yang mengelilingi
orbitnya dan partikel proton pada intinya.
Ada dua gaya yang bekerja pada setiap atom, pada saat kondisi
normal dua gaya ini berada dalam keadaan keseimbangan. Proton dan
electron mempunyai gaya terhadap satu dan yang lainnya, lebih dan di
atas gaya gravitasi dan atau sentrifugal.
6
Gb. 1.1 Struktur Atom
Gaya tersebut ditentukan oleh muatan yang terdapat pada electron
dan proton dimana electron bermuatan negatip sementara proton bermuatan
positip. Jika terdapat perbedaan muatan maka akan timbul gaya saling tarik
menarik antar atom, sementara jika atom mempunyai muatan yang sama
akan saling tolak menolak. Arah dari pergerakan elektrik yang berdasarkan
muatannya disebut polaritas. Contoh atom yang sederhana yaitu Hydrogen
yang mempunyai satu electron di orbitnya dan satu proton di intinya.
Sementara Uranium adalah contoh element yang sangat komplek yaitu
mempunyai 92 elektron di orbitnya dan 92 proton di intinya.
Tembaga adalah element yang banyak digunakan dalam sistem
kelistrikan, karena tembaga adalah konduktor atau penghantar listrik yang
bagus, hal ini bisa terjadi karena struktur dari atom tembaga mempunyai 29
elektron di orbitnya dan mempunyai hanya satu electron pada lingkaran orbit
terjauhnya.
Alasan itulah yang membuat tembaga menjadi konduktor yang baik,
karena hanya mempuyai satu electron di lingkaran orbit paling luarnya dan
juga paling jauh dari intinya, sehingga atom tersebut tidak mampu menahan
7
elekron lebih kuat lagi dan dengan mudah melepas electron tersebut ke atom
yang lainnya.
Gb.1.2 Struktur Atom Tembaga
Kesimpulan:
Atom yang pada orbit terjauhnya mempunyai electron kurang dari 4 disebut
KONDUKTOR, sedangkan yang mempunyai electron sama dengan 4 disebut
SEMIKONDUKTOR, sedangkan yang mempunyai electron lebih dari 4 disebut
ISOLATOR.
Dari penjelasan di atas bisa ditarik suatu definisi yaitu:
LISTRIK ADALAH MENGALIRNYA ELEKTRON – ELEKTRON DARI ATOM KE
ATOM DALAM SEBUAH KONDUKTOR DARI NEGATIVE KE POSITIVE.
8
I.2 Faktor – Faktror Kelistrikan
Ada tiga faktor dasar kelistrikan yaitu:
1. Tegangan (Voltage)
2. Arus (Current)
3. Tahanan (Resistance)
I.2.1. Tegangan (Voltage)
Gb. 1.3. Aliran Elektron
Disebabkan adanya gaya dari medan electrostasticnya, muatan electric
mampu menggerakkan muatan lainnya dengan cara menarik atau menolak
yang disebut dengan tenaga potensial.
Ketika suatu muatan berbeda dari yang lainnya maka akan timbul
perbedaan potensial antara muatan tersebut. Nilai dari perbedaan muatan
potensial tersebut di dalam medan electrostastic dikenal dengan nama
9
electromotif force (EMF). Satuan dari perbedaan itu adalah volt, untuk
menghormati penemunya Alessandro Volta seorang ilmuwan Italy. Karena
volt ini digunakan sebagai satuan perbedaan potensial maka sering disebut
dengan “Voltage“.
I.2.2. Arus (Current)
Dalam pengembangannya untuk menyelidiki hukum dari gaya antara
atom yang bermuatan seorang ilmuwan yang bernama Charles Coulomb
mengadopsi sebuah satuan pengukuran yang disebut dengan “Coulomb“.
Satuan tersebut ditulis dalam notasi ilmiah yang diekspresikan sebagai satu
Coulomb = 6,28 X 10 18 proton atau electron. Secara sederhana kita kenal
jika di dalam konduktor tembaga mengalir satu Ampere, berarti ada 6,28
juta–juta electron yang mengalir dalam satu detik.
Intensitas dari arus tersebut dinyatakan dalam Ampere (A).
Ada dua cara untuk menggambarkan arus listrik yang mengalir melalui
konduktor. Pertama dengan menggunakan teori atom untuk menerangkan
komposisi dari cara ilmuwan menentukan arus sebagai pergerakan dari
muatan positip di dalam konduktor dari polaritas positip ke polaritas negatip
kesimpulan ini tetap digunakan oleh beberapa standarisasi engineer atau teks
book, beberapa contoh dipakai untuk mengukur aliran cairan, gas, dan semi
konduktor, cara ini disebut dengan “teori konvensional”.
Dalam menemukan teori atom tersebut untuk menerangkan komposisi
dari cara dan penentuan arus yang mengalir yang berdasarkan atas aliran
electron (muatan negatip) menuju ke proton atau muatan positip
(berlawanan arahnya dari teori konvensional) teori ini disebut dengan “teori
electron”.
10
I.2.3. Tahanan (Resistance)
George Simon Ohm menemukan bahwa pada tegangan yang tetap
jumlah arus yang mengalir melalui material tergantung dari tipe material dan
ukurannya. Dengan kata lain semua material terdapat perlawanan terhadap
aliran dari electron yang disebut dengan “resistance”. Jika perlawanan itu
kecil, material tersebut dinamakan konduktor, jika perlawanannya besar
disebut insulator.
Satuan untuk mengukur resistan tersebut diekspresikan dalam Ohm
dan dilambangkan dengan huruf Yunani “Omega”.
Dapat juga dikatakan bahwa satu Ohm adalah gaya yang menahan tegangan
arus satu Volt yang menghasilkan satu Ampere.
Tahanan pada konduktor dipengaruhi oleh 4 faktor yaitu:
1. Bahan atau structure atom ditentukan oleh berapa banyak electron
bebas yang terkandung di dalamnya. Makin banyak jumlah electron
bebasnya makin kecil nilai tahanannya.
2. Panjang konduktornya yaitu makin panjang konduktor tersebut makin
besar tahanannya.
3. Penampang atau ukuran AWG-nya makin besar penampangnya makin
kecil nilai tahanannya.
4. Temperature, pada beberapa material konduktor makin tinggi nilai
temperaturenya makin tinggi juga nilai tahanannya.
11
Gb. 1.4 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Tahanan
I.3 Konduktor
Kabel di dalam sirkuit elektrik terdiri dari konduktor dan insulator. Pada
umumnya konduktor terbuat dari tembaga dan insolator terbuat dari plastik
atau karet. Konduktor ini terbagi dalam beberapa ukuran, dimana makin kecil
diameter kabel makin besar nilai AWG (American Wire Gauge)-nya seperti
ditunjukkan tabel di bawah ini.
Tabel 1.1 AWG Tabel
12
I.4 Sirkuit
Di dalam sistem kelistrikan ada tiga macam bagian penting yaitu:
- Tegangan
- Tahanan
- Konduktor
Voltmeter adalah alat ukur untuk mengetahui tegangan potensial yang
ada. Disambungkan secara parallel. Ohmmeter adalah alat ukur untuk
mengetahui tahanan dan disambung secara parallel. Amperemeter adalah
alat untuk mengukur arus yang mengalir dan dihubungkan secara seri.
Secara teori kita dapat menghitung hal tersebut di atas dengan
menggunakan rumusan hukum Ohm yaitu:
Rumusan tersebut dengan mudah digunakan dengan memakai gambar
berikut. Jadi untuk mencari nilai dari salah satu faktor maka harus diketahui
dahulu nilai dari kedua faktor yang lainnya.
Gb. 1.5 Rumusan Hukum Ohm
E (Volts) = I (Ampere) X R (Tahanan)
13
Sehingga rumusnya:
Latihan Jawaban
1. Sebuah sirkuit mempunyai
tegangan sebesar 12 V dan
tahanannya 3 Ohm berapa nilai
arus yang mengalir
Sesuai dengan rumus, maka
I = E / R
I = 12 / 4
Jadi arusnya = 3 Ampere
2. Berapa tegangan yang
dibutuhkan untuk mengalirkan
arus sebanyak 5 A melalui R =
8.7 Ohm.
E = I x R,
maka E = 5 x 8.7
Jadi tegangannya = 43.5 Volt
3. Berapa nilai tahanan jika ada
arus sebanyak 40 A mengalir
dalam sirkuit yang bertegangan
12 Volt.
R = E / I,
maka R = 12 / 40
Jadi nilai tahanannya = 0,3 Ohm
E = I X R, I = E / R atau R = E / I
14
Dalam teori dasar kelistrikan, dikenal 3 kondisi sirkuit yaitu:
• Closed Circuit (sirkuit terhubung)
Sirkuit ini mempunyai ciri–ciri sebagai berikut:
Sirkuitnya tersambung dari sumber dan kembali ke sumbernya lagi.
Ada tahanan (load) yang mengontrol jumlah arus yang mengalir.
• Open Circuit (sirkuit terbuka)
Sirkuit ini tidak terhubung sempurna atau ada bagian yang terbuka, baik
oleh switch atau oleh putusnya kabel.
• Short Circuit (hubungan singkat)
Sirkuit ini terjadi jika arus mengambil jalan pintas untuk kembali ke
sumbernya karena ada hubungan langsung konduktornya yang tidak
melalui beban sehingga nilai arusnya menjadi tinggi sekali karena
rendahnya nilai tahanan yang menghambat arus tersebut, maka
konduktornya terbakar.
Jenis–jenis rangkaian dalam sistem kelistrikan ada 3 yaitu:
• Rangkaian Seri:
Gb. 1.6 Rangkaian Seri
15
Beberapa load dihubungkan menjadi satu rangkaian, sehingga arus
hanya ada dalam satu rangkaian tersebut.
Ciri-ciri:
Nilai tahanan totalnya sama dengan jumlah tahanannya.
Nilai voltage drop-nya dari masing masing tahanan jika dijumlahkan
akan sama dengan tegangan sumbernya.
Nilai arus yang mengalir pada tiap–tiap tahanannya sama.
• Rangkaian Parallel:
Ada lebih dari satu cabang rangkaian sehingga arus bisa mengalir ke
tiap–tiap cabang rangkaian. Tahanan terpasang secara berjajar.
Ciri–ciri:
Tegangan yang ada pada tiap-tiap tahanan adalah sama.
Nilai arus yang mengalir pada masing–masing tahanan, jika
dijumlahkan akan sama dengan arus totalnya.
Nilai tahanan totalnya lebih kecil dari nilai tahanan terkecil pada
sirkuitnya.
R total = R1 + R2 + R3
1 1 1 1 = + + Rtotal R1 R2 R3
16
Gb. 1.7 Rangkaian Parallel
• Rangkaian Seri dan Parallel
Gabungan antara rangkaian seri dan parallel, sehingga mempunyai ciri–
ciri sama dengan kedua rangkaian di atas, hanya bedanya untuk
menyelesaikan penghitungan diselesaikan satu persatu rangkaiannya.
Gb. 1.8 Rangkaian Seri dan Paralel
R2 x R3 R total = R1 + R2 + R3
17
I.5 Kemagnetan
Kelistrikan mempunyai hubungan yang sangat erat dengan
kemagnetan. Efek kemagnetan diselidiki pertama kali dengan ditemukannya
struktur dari besi yang mampu menarik sepotong besi lain (lodestone).
Penyelidikan lebih jauh tentang lodestone adalah ketika sepotong besi ditaruh
di atas permukaan air maka besi tersebut akan menunjukkan arah Utara dan
Selatan, sehingga sampai sekarang dikenal bahwa magnet mempunyai kutub
Utara dan Selatan. Batang magnet ini sangat berguna dalam kehidupan
sehari–hari yaitu dalam pemakaian jarum kompas yang telah digunakan lebih
dari 1000 tahun silam dalam kehidupan manusia.
I.5.1 Medan Magnet
Jika menyelidiki sebatang magnet, maka akan ditemukan adanya gaya
yang mengelilingi magnet tersebut. Hal ini bisa ditunjukkan dengan menaruh
bubuk besi di atas kaca dimana di bawah kaca tersebut diletakkan sebatang
magnet, sehingga bubuk besi tersebut akan mengelilingi batang magnet
membentuk lingkaran gaya, seperti yang terlihat pada gambar berikut. Pola
dari serpihan bubuk besi tadi adalah medan atau garis gaya magnet yang
membentuk kutub Utara dan Selatan. Kekuatan medan magnet tergantung
pada jarak medan magnet terhadap batang magnet, makin dekat jaraknya
maka makin kuat kemagnetannya. Makin jauh jaraknya maka makin
berkurang pula kemagnetannya, hal ini disebabkan karena udara merupakan
hambatan terhadap medan magnet.
Medan magnet tersebut membentuk gaya dari kutub Utara ke Selatan
pada bagian luar batang magnet. Pada bagian dalam batang magnet, gaya
mengalir dari kutub Selatan menuju Utara, sehingga membentuk satu
lingkaran.
18
Gb. 1.9 Medan Magnet
Jika diadakan percobaan pada dua batang magnet yang didekatkan,
akan terlihat bahwa kutub yang sama akan tolak menolak, sedangkan kutub
yang berbeda akan tarik menarik.
Prinsip dasar teori kemangnetan:
Kutub yang senama akan tolak menolak dan kutub yang berbeda
akan tarik menarik.
Seperti halnya dalam ilmu kelistrikan, ada material yang baik sebagai
penghantar dan ada yang kurang baik atau lemah. Begitu juga dalam ilmu
kemagnetan ada material yang baik untuk dibuat magnet, contohnya ALNICO
(Almunium, Nikel dan Cobalt), besi dan baja, sementara ada material yang
kurang baik untuk dibuat sebagai magnet yaitu kayu, gelas, kertas, tembaga
dan seng.
Sebatang besi dapat dibuat menjadi magnet dengan beragam cara.
Salah satunya dengan menggosokkan sebatang besi lain yang sudah menjadi
magnet agar atom–atomnya menjadi searah membentuk kutub Utara dan
19
Selatan. Cara lainnya dengan meletakkan sepotong besi di daerah yang
mempunyai medan magnet cukup kuat, sehingga garis gayanya membuat
atom pada batangan besi tersebut manjadi searah atau beraturan. Metode–
metode tersebut disebut INDUKSI MAGNET.
Kesimpulan:
• Setiap magnet mempunyai kutub Utara dan Selatan dan medan gaya
yang mengelilingi magnet tersebut.
• Kutub yang sama tolak menolak, kutub yang tidak sama tarik menarik.
• Material magnet akan bereaksi jika terletak pada medan magnet.
• Sepotong besi biasa dapat dibuat menjadi magnet melalui cara induksi.
I.6 Elektro Magnet
Pada percobaan dengan menggunakan kompas yang didekatkan pada
sebuah konduktor yang dialiri listrik maka jarum kompas akan bergerak
menuju ke arah konduktor dari Utara ke Selatan. Dari percobaan tersebut
dapat diambil kesimpulan bahwa jika sebuah konduktor dialiri arus listrik
maka di sekeliling konduktor tersebut akan membentuk medan magnet.
Medan magnet tersebut dapat dilihat melalui percobaan sepotong besi yang
dililit kabel dan dipasang menembus sebuah papan tipis dan di sekelilingnya
ditaburi bubuk besi. Jika kabel tersebut dialiri arus listrik, maka bubuk besi
tersebut akan membentuk garis gaya magnet.
Ciri-ciri electromagnet adalah:
• Medan magnet akan mengelilingi sepanjang konduktornya.
• Medan magnet mempunyai arah yang sesuai dengan arah arus, yang
dapat berubah sesuai dengan perubahan arah arus tersebut.
20
• Seperti halnya magnet permanen, elektro magnet juga mempunyai
kutub Utara dan Selatan.
• Kekuatan medan magnet bergantung pada besar kecilnya arus yang
mengalir dan juga jumlah gulungannya.
Jika suatu gulungan dialiri arus dan di tengah gulungan tersebut diberi
sepotong besi (core) maka potongan besi tersebut menjadi magnet. Ini yang
disebut induksi electromagnet.
Gb. 1.10 Induksi Electromagnet
Jika sepotong besi digerakkan memotong medan magnet, maka
apabila kedua ujung besi tersebut diukur dengan menggunakan Voltmeter,
Voltmeter akan menunjukkan tegangan yang kecil. Tetapi jika digerakkan
parallel atau searah dengan medan magnet, maka tidak ada tegangan yang
diinduksikan. Percobaan di atas menjadi teori dasar pembangkit listrik.
Induksi tegangan tersebut tidak mempunyai polaritas yang permanen atau
polaritasnya akan berubah jika arah pergerakkan konduktor berubah.
Faktor–faktor yang mempengaruhi tegangan induksi:
• Kekuatan medan magnet
• Kecepatan konduktornya memotong medan magnet
• Jumlah lilitan atau gulungan konduktor
21
I.7 Alat-Alat Pengukuran Listrik
Untuk mengetahui dan mendiagnosa masalah–masalah di dalam
sistem kelistrikan, dibutuhkan alat–alat yang sesuai dengan tipe
pengukurannya. Alat–alat tersebut adalah Voltmeter, Ammeter dan Ohm
meter.
I.7.1. Volt meter
Voltmeter digunakan untuk mengukur perbedaan potensial di dalam
suatu rangkaian dengan satuan volt. Dipasang secara parallel dengan sumber
yang akan diukurnya. Di dalam Voltmeter tersebut terdapat coil yang sangat
kecil dan sensitif, sehingga arus yang mengalir harus dibatasi. Voltmeter ini
juga menggunakan tahanan yang cukup tinggi dan dipasang secara seri
dengan coil-nya. Skala Voltmeter ini dapat dikalibrasi untuk mendapatkan
pembacaan yang akurat.
I.7.2. Ammeter
Ammeter digunakan untuk mengukur jumlah arus yang mengalir di
dalam rangkaian dengan satuan Ampere. Ada dua tipe ammeter ini yaitu:
• Shunt Ammeter
Dipasang secara seri dengan beban yang akan diukur, jangan
menghubungkan secara parallel karena akan merusak alat tersebut.
Cara penggunaannya dengan memutuskan hubungan sirkuitnya dari
beban yang terpasang dan menghubungkannya dengan shunt ammeter
secara seri, sehingga terbaca arus yang mengalir ke sirkuit melalui shunt
ammeter tersebut.
22
Gb. 1. 11 AVO Meter
• Tong Ammeter / Camp On
Metoda pengukuran dengan cara mengukur kekuatan medan magnetnya
di sekeliling konduktor yang dialiri arus. Keuntungannya dengan memakai
alat ini adalah pengukuran arus dapat dilakukan tanpa memutuskan
rangkaiannya, yaitu dengan cara menjepitkan tong ammeter ini ke
konduktor maka arus yang mengalir akan terbaca seakurat shunt
ammeter.
I.7.3 Ohm meter
Ohmmeter digunakan untuk mengukur nilai tahanan di dalam
rangkaian. Ohmmeter tersebut mempunyai suplai arus sendiri yaitu dari
battery kering, dihubungkan secara parallel dengan beban yang akan
diukur.
23
Jangan menghubungkan Ohmmeter ini dengan beban yang mempunyai
arus/tegangan, dan selalu mematikan switch-nya jika tidak dipakai.
I.8 Komponen-Komponen Elektronik Dan Listrik
Selama ini dikenal cukup banyak komponen–komponen elektronik,
tetapi tidak akan dibahas secara keseluruhan. Secara garis besar komponen–
komponen tersebut dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu:
• Komponen pasif
Komponen–komponen pasif adalah komponen yang tidak mengolah arus
dan tegangan, melainkan hanya menaikkan/menurunkan arus dan
tegangan yang melaluinya. Contoh komponen pasif adalah resistor,
capasitor dan transformer.
• Komponen aktif
Komponen–komponen aktif adalah komponen yang mengolah arus dan
tegangan yang melaluinya. Contoh komponen aktif adalah diode dan
trasnsistor.
Diode
Cara kerja komponen: Jika anoda-nya lebih positip dibandingkan
dengan katodanya maka arus akan mengalir (conduct) dari anoda ke
katoda atau forward biased, tetapi jika kebalikannya atau reverse
biased maka arus tidak bisa mengalir. Diode ini dibuat dari bahan
semikonduktor jenis P dan digabungkan dengan semikonduktor jenis
N, sehingga terbentuklah “depletion layer”. Untuk melewati depletion
layer tersebut diperlukan tegangan perintang, yang besarnya
tergantung dari material diode-nya (jika dibuat dari Silicon tegangan
jatuhnya 600 mV, sementara Germanium 100 mV).
24
Gb. 1.12 Diode
Transistor
Ada dua macam tipe transistor yaitu: Bipolar Transistor dan Field
Effect Transistor. Transistor yang banyak dipakai oleh komponen–
komponen elektronik Caterpillar adalah transistor tipe bipolar, jadi
pembahasan dititik beratkan pada tipe bipolar tersebut.
Transistor terbuat dari tiga buah semikondukor yang dipasang
bersusun. Ada dua cara penyusunan semikonduktornya secara
berseling. Yaitu jika semikonduktornya yang di tengah adalah jenis P,
sedang yang mengapitnya adalah semikonduktor jenis N, maka
transistornya disebut tipe NPN. Tetapi jika semikonduktornya yang di
tengah jenis N, sedang yang mengapitnya semikonduktor jenis P,
maka transistornya disebut tipe PNP.
Cara kerjanya transistor adalah:
• Tipe NPN, jika base-nya diberi arus positip yang kecil, maka
arus negatip yang besar dari collector mengalir menuju emitter.
25
Sedangkan jika arus positipnya berubah menjadi negatip maka
arusnya akan berhenti mengalir.
• Tipe PNP, jika base-nya diberi arus negatip yang kecil, maka
arus positip akan mengalir dari emitter ke collector. Untuk lebih
jelasnya lihat gambar di bawah ini.
Gb. 1.13 Transistor
26
BASIC ELECTRIC
II. SISTEM OPERASI
II.1 Starting System
Sistem starting adalah sistem yang merubah energi listrik yang
tersimpan di dalam battery menjadi energi mekanikal untuk memutar dan
menghidupkan engine.
Ada beberapa jenis starting motor yaitu:
• Electric Starting motor
• Hydraulic Starting motor
• Pneumatic Starting motor
Pada module ini pembahasan akan dititikberatkan pada Electric
Starting motor.
Komponen–komponen standard dari sistem starting adalah:
• Battery, yang mensuplai kebutuhan energi ke sirkuit.
• Switch starter, untuk mengaktifkan system.
• Solenoid, berfungsi untuk menghubungkan battery dengan starting
motor sambil meng-engaged-kan pinion ke flywheel untuk
memutarengine.
• Starting motor, untuk memutar flywheel.
27
Cara kerja starting system:
Gb. 2.1 Diagram Starting System
Ketika kunci kontak diposisikan ON, maka arus dari battery yang cukup
besar stand by di terminal B pada starting motor. Dan arus yang kecil stand
by di terminal + pada starting relay. Lalu pada saat operator meneruskan
gerakan kunci kontaknya ke posisi start, maka arus yang kecil mengalir dari
terminal C pada kunci kontak menuju terminal + dan pada starting relay dan
meng-energized relay-nya, sehingga arus yang tadi stand by di terminal +
pada starting relay mengalir menuju terminal S pada solenoid. Yang
akibatnya solenoid-nya energized dan plunger-nya tertarik ke belakang
menghubungkan switch dari terminal B ke terminal M, sambil mendorong
maju overrunning clutch pinion-nya ke depan sehingga engaged dengan
flywheel.
Karena switchnya terhubung maka arus besar dari battery yang tadi
stand by di terminal B pada starting motor mengalir ke armature dan
kumparan field, lalu membuat motor berputar.
28
Cara kerja starting motor
Gb. 2.2 Elektro Magnet pada Starting Motor
Di dalam starting motor terdapat dua pasang elektro magnet yang
mempunyai dua kutub Utara dan dua kutub Selatan dan biasa disebut juga
field winding. Dan juga terdapat armature yang dipasang melingkar membuat
satu rangkaian tertutup (loop). Seperti diketahui jika suatu konduktor dialiri
arus maka di sekeliling konduktor tersebut terdapat medan magnet. Makin
kuat arus yang mengalir makin kuat pula medan magnetnya.
Sewaktu arus yang besar dari battery mengalir ke terminal M dari
starting motor, arus tersebut terbagi dua yaitu ada yang ke field winding
untuk memperkuat medan magnetnya dan ada pula yang ke armature
melalui brush dan commutator.
29
Gb. 2.3 Konstruksi Starting Motor
Sekarang ada konduktor yang dialiri arus dan terdapat medan magnet
di sekelilingnya, terletak di antara dua kutub magnet yang kuat di sekitar field
winding. Maka garis gaya magnet dari Utara ke Selatan dari field winding,
dan garis gaya konduktor yang melingkar searah jarum jam. Arus yang
masuknya positip akan saling memperkuat jika searah dan saling meniadakan
jika berlawanan. Sehingga garis gaya yang saling memperkuat akan
mendorong konduktor ke arah yang medan magnetnya saling meniadakan
(lemah).
Karena konstruksi dari armature tersusun dari banyak konduktor maka
berputarnya armature tersebut akan berkesinambungan dan mampu untuk
memutar engine.
Kesimpulan:
Starting motor mempunyai:
1. Kutub – kutub dan gulungan field windingnya
2. Armature, brush, dan commutator
3. Shaft yang meneruskan gerakan perputaran dari armature.
30
II.2 CHARGING SYSTEM
Charging system mempunyai dua tugas utama yaitu:
• Mengisi ulang battery
• Menyediakan suplay arus untuk aksesoris elektrik
Ada dua tipe sistem charging ini yaitu DC charging, menggunakan
generator yang menghasilkan arus AC dan dirubah menjadi DC oleh
commutator dan brush. Dan satunya lagi yaitu AC charging, menggunakan
alternator yang membangkitkan arus AC dan dirubah menjadi DC oleh
rectifier diode.
II.2.1 DC Charging System
Sistem ini menggunakan: armature, kutub–kutub, field winding, brush
dan commutator. Jadi komponen–komponennya sama dengan starting motor
hanya prinsip kerjanya yang berbeda.
Gb. 2.4 Prinsip Dasar Generator DC
31
Seperti telah dipelajari pada electromagnet, jika sebuah konduktor
memotong medan magnet maka akan terjadi induksi arus. Generator ini juga
menggunakan prinsip tersebut untuk memproduksi arus.
Perubahan arah dari konduktor menyebabkan perubahan polaritas dari
arus output konduktor tersebut, sehingga pada saat engine memutar
generator tersebut, arus yang dikeluarkan oleh konduktor berbentuk AC
(alternating current). Sedangkan alat berat membutuhkan arus DC, maka
arus AC tersebut harus dirubah menjadi DC. Perubahan ini dilakukan oleh
commutator, yaitu pada saat konduktor memotong medan magnet di sekitar
kutub Selatan maka arus yang dikeluarkan oleh konduktor tersebut menuju
ke arah brush dan berpolaritas positip. Sementara ujung konduktor lainnya
yang memotong medan magnet di sekitar kutub Utara arah arusnya menjauhi
brush sehingga berpolaritas negatip. Apabila konduktor tersebut berputar
sejauh 180 derajat, maka yang tadinya memotong medan magnet di sekitar
kutub Selatan mulai memotong medan magnet di sekitar kutub Utara. Begitu
juga sebaliknya, maka arah arusnyapun berbeda. Tetapi karena posisi brush-
nya tetap maka masing–masing brush hanya menerima satu arah polaritas
saja. Oleh karena itu outputnya menjadi DC.
Tiga hal yang mempengaruhi output generator adalah:
• Kekuatan dari medan magnet
• Jumlah lilitan konduktor
• Kecepatan berputarnya lilitan tersebut
32
II.2.2 AC Charging System
Gb. 2.5 Prinsip Dasar Generator AC
Sistem ini mempunyai komponen alternator dan regulator. Alternator
ini sama dengan generator yaitu sama–sama memproduksi arus AC, tetapi
berbeda cara kerjanya yaitu, generator kutub medan magnetnya diam dan
armaturenya berputar. Sedangkan alternator kebalikannya yaitu kutub medan
magnetnya berputar dan armaturenya diam. Dan juga pada alternator arus
disearahkan oleh komponen dioda. Fungsi dari regulator adalah membatasi
pengisian yang berlebihan ke battery dan membatasi tegangan output dari
alternator.
Gb. 2.6 Altenator
33
Alternator lebih baik dari generator karena alternator dapat
menghasilkan arus yang tinggi pada putaran engine rendah. Dan juga
bentuknya lebih sederhana/kecil dibandingkan dengan generator. Konstruksi
dari alternator sederhana, yaitu gulungan electromagnet yang arusnya diatur
oleh regulator ber-transistor, dan gulungan ini (field winding) diputar oleh
engine. Sementara gulungan armaturenya berpola bintang (jarak loop satu
dengan lainnya 120 derajat) dan menghasilkan arus AC tiga phasa. Dan
setelah itu arus tersebut disearahkan oleh dioda.
Gb. 2.7 Rangkaian Alternator
Cara kerja regulator yaitu apabila kapasitas arus di battery kurang (di
bawah 24 volt) maka transistor NPN di dalam regulator conduct, yang mana
mengijinkan arus mengalir dari field coil menuju ground sehingga medan
magnetnya menjadi kuat. Hal itu berakibat output dari alternator tinggi dan
battery mendapat suplay arus yang banyak sampai kapasitasnya mendekati
maksimum. Pada saat itu transistornya merasakan kenaikan tegangan
34
tersebut sehingga dioda Zenernya “ON” oleh breakdown voltage. Oleh karena
itu transistor NPN nya menjadi “OFF” dan arus dari field coil menuju ground
terputus sehingga alternator tidak menghasilkan arus pada saat itu. Dan
kapasitas battery terjaga pada posisi maksimum.
Gb. 2.8 Charging System
II.3 Battery
II.3.1 Konstruksi Battery
Battery adalah elektrokimiawi yang memproduksi listrik secara kimia,
dengan merubah energi kimiawi menjadi energi listrik.
Battery terbuat dari banyak sell yang terpisah satu dengan lainnya.
Masing–masing sell terbuat dari plat negatip dan positip yang dipisahkan oleh
separator dan terisi oleh elektrolit yang mempunyai kandungan 36 persen
Sulphuric Acid dan 64 persen air distilasi/air suling.
35
Gb. 2.8 Konstruksi Battery
Plat-plat positip dan negatip dihubungkan secara seri oleh moulded
strap di bagian atasnya. Masing-masing battery mempunyai sell-sell berbeda
tergantung dari kapasitas tegangannya. Misalnya battery 6 Volt mempunyai 3
sell, battery 12 Volt mempunyai 6 sell dan mempunyai potensial tegangan 2,3
Volt.
Gb. 2.9 Elektrolit Dalam Battery
Elektrolit (H2S04) dalam battery bereaksi secara kimia dengan dengan
plat positip (Pb02) dan plat negatip (Pb) sehingga plat terminalnya
mempunyai potensial tegangan tergantung dari jumlah sell-sellnya.
36
Berat jenis elektrolit dalam keadaan battery penuh adalah 1,225 pada
suhu tropis (27 derajat Celcius) elektrolit tersebut adalah campuran dari 36
persen Acid dan 64 persen air distilasi.
II.3.2 BATTERY RATING
Untuk mengetahui kondisi suatu battery maka kitaharus menentukan
rating dari battery tersebut antara lain:
• Ampere Hours
Adalah satuan dari kapasitas penyimpanan battery, yaitu nilai maksimal
kemampuan battery jika dibebani secara terus menerus akan habis
dengan perkalian Ampere terpakai dengan waktu penggunaanya. Seperti
contoh jika ada kapasitas battery 100 AH maka battery tersebut akan
habis dalam waktu 5 jam jika dibebani sebanyak 20 Ampere.
• Cold Cranking Ampere
Kemampuan battery untuk dibebani selama 30-detik pada suhu – 17,8
derajat Celcius sampai tegangan tiap sell nya minimum 1,2 volt. Rating
CCA sangat penting untuk negara-negara yang beriklim dingin dimana
dalam keadaan temperature yang dingin engine sangat berat untuk
distart.
• Reserve Capacity
Jumlah satuan waktu dalam menit yang dibutuhkan oleh battery untuk
dibebani sebanyak 25-Ampere secara terus menerus dari keadaan full
charge sampai tegangannya turun menjadi 10,5 Volt. Sebagai contoh dari
battery rating tersebut kita bisa melihat table yang diberikan Caterpillar
sesuai dengan Battery Council International.
37
Part
Number Volts
Cold Cranking
Ampere
Reserve
Capacity A. H.
9G 4250
9G 4232
9G 4231
9G 4234
9G 4233
6
12
12
12
12
685
950
1250
425
625
215
300
425
105
160
115
150
210
60
80
Table. 2.1 Battery Rating
II.3.3 Perawatan Battery
• Perlakuan terhadap battery baru
Isi dengan cairan elektrolit hingga specific gravitynya 1,225
Charge battery sesuai dengan ratingnya
Check ketinggian dan komposisi yang tepat dari elektrolit
• Faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas rating battery
Jumlah plat-platnya pada tiap-tiap sellnya
Ukuran platnya
Tahanan di bagian dalam battery
Kekuatan dan kemurnian elektrolit
• Prosedur perawatan
Bersihkan battery setiap 50 jam dengan air dan baking soda
Jaga ketinggian elektrolit
Bersihkan lubang ventilasinya
Bersihkan dan kencangkan terminalnya
38
Untuk mendapatkan keyakinan bahwa battery dalam kondisi baik dan
siap pakai, harus dilakukan serangkaian test antara lain:
• Visual Inspection
Yaitu memeriksa kode label, ketinggian permukaan elektrolit dan
kebocorannya serta kondisi fisiknya dari perubahan bentuk dan
warnanya.
• Mengukur Open Circuit Voltage
Dengan menggunakan digital multimeter, bisa diukur nilai OCV untuk
masing-masing rating battery yaitu untuk battery 12 V harus lebih
tinggi dari 12 V, dan untuk battery 6 V harus lebih tinggi dari 6 V.
jika pembacaanya di bawah nilai tersebut maka battery tersebut
harus di charge.
• Charge Test
Dilakukan untuk menentukan:
Rating charging dan waktunya
Menentukan nilai yang diizinkan untuk charging rate selama 15
menit
Memonitor nilai charging untuk 15 menit pertama.
Selama proses pengisian, nilai tegangan maksimum yang
diizinkan untuk battery 12 v adalah 16 volt. Sedangkan untuk
battery 6 V adalah 8 Volt, kecuali untuk 15 menit pertama.
Setelah 15 menit, periksa minimum charging rate yang
diperbolehkan (50 % dari charging rate).
• Load Test
Test ini dilakukan untuk menetukan battery tersebut laik atau tidak
untuk dilakukan proses charging pada battery tersebut. Langkah
pekerjaannya sbb:
Beri beban 50 % dari rating CCA
39
Setelah 15 detik dalam keadaan tetap terbebani ukur tegangan
dengan menggunakan digital multimeter.
Jika pembacaannya minimum 9,5 Volt untuk battery 12 Volt dan
4,7 Volt untuk battery 6 Volt menandakan battery tersebut
dalam keadaan baik sehingga battery bisa dilakukan proses
charging, tetapi jika kurang menandakan battery tersebut
rusak.
Gb. 2.10. Load Test
• Membuang Surface Charge
Tujuan dari test ini agar proses pengisiannya berjalan sempurna.
Langkah-langkahnya sebagai berikut:
Jika terpasang di machine, crank engine selama kira-kira 5
detik. Jika tidak gunakan battery load tester untuk membebani
kira-kira 50 % dari CCA nya selama 5 detik.
Biarkan selama 5 menit.
Lepas semua kabel terminal dari batterynya dan ukur OCV nya,
harus sesuai spesifikasi.
40
II.4 Skematik Elektrik
Seorang serviceman yang handal dalam melakukan troubleshooting
yang benar di dalam sistem kelistrikan harus menguasai beberapa aspek
yaitu:
• Mampu dalam membaca wiring/skematik elektrik
• Mampu menggunakan diagnostik tool dengan baik
• Mampu mendiagnosa sistem operasi dari komponen-komponen
elektrik
• Menggunakan literatur yang tepat
Oleh karena alasan itulah maka membaca wiring merupakan hal penting
dalam troubleshooting pada sistem kelistrikan. Sebelum memasuki topik
tersebut sebaiknya dimengerti lebih dahulu mengenai perawatan kabel.
II.4.1 Wire Maintenance
Seperti diketahui Caterpillar banyak menggunakan sistem yang
dikontrol secara elektronik, oleh sebab itu tidak boleh sembarangan dalam
mengerjakan kabel-kabelnya, karena sistem pengontrolan secara elektronik
menggunakan arus/tegangan yang sudah diatur oleh kontrolnya. Dengan
kata lain jika menggunakan sembarang kabel maka akan berpengaruh
terhadap sistemnya sehingga pengontrolannya menjadi tidak sempurna.
Di dalam skematik elektrik terdapat berbagai informasi penting, antara
lain:
• Letak komponen.
• Nomor AWG pada kabel.
• Tipe dari konektornya yaitu: sure seal, deutch connector/VE dan MS.
• Nilai tahanan dari solenoid yang dipakai.
• Nilai actuate dan deactuate dari switch-switch yang terpakai.
• Daftar kode-kode problem (MID, CID dan FMI nya) jika ada.
41
Dan banyak informasi lain yang bertujuan untuk memudahkan kita
dalam menelusuri arus dan tegangan. Pada skematik juga akan dijumpai
simbol-simbol elektrik yang dipakai dan kode warna kabel.
Contoh simbol-simbol elektrik, antara lain:
Gb. 2.11 Simbol–Simbol Elektrik
II.5 Komponen-Komponen Yang Dikontrol Secara
Elektronik
Dewasa ini banyak machine Caterpillar yang menggunakan komponen-
komponen elektronik yang dikontrol secara elektronik. Alasan penggunaan
teknologi tersebut adalah sistem tersebut memiliki banyak keunggulan
dibanding dengan sistem yang dikontrol secara mekanikal.
42
Keunggulan-keunggulan tersebut antara lain:
• Menghilangkan hubungan lingkage secara mekanikal, sehingga lebih
praktis.
• Memudahkan serviceman melakukan troubleshooting.
• Data-datanya bisa disimpan secara komputerisasi sehingga dapat
dengan mudah digunakan lagi pada waktu yang berlainan untuk
pendeteksian masalah yang ada.
• Proses untuk merubah ke standard yang lebih tinggi (upgrade) dapat
dengan mudah yaitu dengan pemrograman secara komputerisasi.
• Dalam melakukan kalibrasi dan penyetelan bisa secara komputerisasi
Gb. 2.12 Sistem Pengontrolan Secara Elektronik
Adapun sistem pengontrolan secara elektronik ini menggunakan tiga
syarat utama yaitu harus ada input, kontrol dan output yang masing-masing
menjalankan fungsinya sehingga sistemnya bekerja dengan baik. Seorang
serviceman harus mengerti sistem dari masing-masing pengontrol tersebut
Komponen Output
Komponen Control Input
43
karena banyak jenis pengontrol yang dipakai oleh Caterpillar untuk masing-
masing machine.
II.5.1 Komponen Input
Komponen-komponen tersebut antara lain adalah: switch, sender, dan
sensor. Seorang serviceman harus bisa membedakan dan mengetahui cara
kerja dari masing-masing komponen input tersebut untuk memudahkan
troubleshootingnya.
II.5.1.1 Switch
Banyak switch yang dipakai oleh sistem tersebut, tetapi semuanya
mempunyai persamaan pada cara kerjanya yaitu pada dua posisi “ON”
dan “OFF“ atau open dan close sehingga switch ini sering disebut sebagai
“two state devices“.
Tipe-tipe switch tersebut adalah:
A. Uncommited Switch
Switch ini memberikan informasi input kepada kontrolnya untuk
mengaktifkan lampu indicator pada panel dengan cara kerjanya close
ke ground pada kondisi normalnya, dan membuka hubungan ke
ground pada kondisi abnormal.
Biasanya switch ini dipakai untuk memonitor tekanan, suhu, aliran dan
ketinggian dari parameter-parameter yang dibutuhkan oleh sistemnya.
Contoh switch ini adalah: oil pressure switch, water temperature
switch, coolant flow switch dan fuel level switch.
44
Gb. 2.13 Switch
B. Programming Switch
Switch ini dipergunakan untuk merubah program kontrolnya, dengan
merubah hubungan ke ground menjadi open atau sebaliknya pada
konektor-konektor yang disediakan untuk itu. Sehingga kontrol
tersebut bisa mengetahui model konfigurasi unit yang dipasangnya,
hal ini perlu karena untuk membedakan karakteristik unit satu dengan
lainnya. Contoh switch ini adalah: harness code switch, unit switch dll.
C. Service Switch
Switch ini diperlukan untuk melakukan perubahan mode operasi, atau
untuk melihat kode-kode problem yang ada serta menghapusnya jika
sudah di logged-kan oleh ECM nya.
Contohnya adalah: Service connector switch yang dihubungkan ke
service tool untuk mengakses data-datanya dari kontrol tersebut.
II.5.1.2 SENDER
Sistem monitoring Caterpillar menggunakan dua tipe sender sebagai
input untuk informasinya kepada kontrol.
45
Dua tipe sender itu adalah:
A. Sender 0 sampai 240 Ohm
Sender ini mengirim perubahan output dari nilai tahanan yang
diakibatkan dari perubahan nilai parameter yang dipantaunya.
Parameter yang menggunakan sender ini adalah: fuel level sender.
Module main display menghitung nilai tahanan dari outputnya sender
tersebut dan merubahnya menjadi display informasi pada module
gauge clusternya atau alert indicator atau kedua-duanya.
Gb. 2.14 Sender 0 sampai 240 Ohm
B. Sender 70 Ohm sampai 800 Ohm
Sender ini juga mengirim perubahan nilai tahanan ke kontrolnya atas
dasar dari perubahan parameter yang dipantaunya, biasanya untuk
memonitor temperature. Sender ini juga disebut NTC (negative
temperature coefisient) atau perubahan nilai maksimum dan
minimum-nya dari nilai tahanannya berbanding terbalik dengan
pembacaannya. Bentuk fisik dari sender tersebut bisa dilihat di bawah
ini:
46
Gb. 2.15 Sender 70 Ohm sampai 800 Ohm
II.5.1.3 SENSOR
Sensor mengukur parameter secara fisik seperti kecepatan,
temperature, tekanan dan posisi. Sebuah sensor elektronik merubah
parameternya secara fisik menjadi sinyal elektronik, sinyal ini proporsional
terhadap kondisi parameternya.
Pada sistem elektronik Caterpillar, sensor digunakan untuk
memantau sistem-sistem yang ada di machinenya dengan perubahan
yang tetap. Sinyal elektronik ini mewakili perubahan yang diukur, sinyal
ini dimodulasikan dalam tiga cara yaitu:
Modulasi frekwensi mewakili parameter dari tingkat frekwensi
Modulasi PWM mewakili parameter duty cycle
Modulasi analog mewakili parameter dari tingkat tegangannya
Di dalam bagian ini akan dijelaskan tipe-tipe dari sensor input:
frekwensi, analog, digital dan kombinasi analog ke digital
47
A. Sensor frekwensi
Sistem pengontrolan elektronik menggunakan bermacam-macam
komponen untuk mengukur kecepatan. Yang paling banyak adalah
dipakai dua tipe yaitu tipe sensor magnetic dan hall effect.
• Sensor tipe magnetic
Gb. 2.16 Sensor Tipe Magnetic
Dalam sistem yang tidak terlalu terpengaruh terhadap kecepatan
rendah (dibawah 500 rpm) bisa menggunakan tipe ini.
Sensor ini memberikan informasi kecepatan di atas 600 rpm secara
akurat tetapi tidak di bawah 600 rpm, sehingga main display
menggunakannya untuk tachometer engine atau ECM transmisi
menggunakannya untuk mengetahui kecepatan gear intermediate
dari output transmissi dan lain-lain keperluan.
Sensor ini termasuk sensor pasif karena tidak membutuhkan
tegangan input untuk memproses sinyalnya. Dan juga sensor
tersebut merubah gerakan mekanikal menjadi teganagn AC, karena
48
didalamnya terdapat coil, core dan magnet sehingga hampir
menyerupai generator kecil.
Cara kerjanya yaitu saat gear memotong medan magnet permanent
di dalam sensor terbangkitlah tegangan AC dalam coil dan diikuti
oleh frekwensinya. Frekwensi tersebut proporsional terhadap
kecepatan dan ECM menggunakan frekwensi tersebut untuk
membandingkan dengan data yang tersimpan dalam ECM.
Untuk mengetahui kondisi baik dan tidaknya sensor tersebut kita bisa
mengukurnya secara statis dan dinamis, yaitu pada saat dilepas dari
harnessnya dan engine dalam keadaan mati kita bisa mengukur nilai
tahanan coilnya antara 100 sampai 500-Ohm sesuai besar kecilnya
sensor. Dan pada saat tersambung dengan harnesnya dengan
engine dalam keadaan hidup dengan menggunakan probe tester kita
bisa mengukur tegangan AC nya dan frekwensinya yang timbul
antara terminal 1 dan 2.
• Sensor Tipe Hall Effect
Pada sistem dimana kecepatan rendah sangat berpengaruh oleh
informasi ECM maka digunakanlah tipe hall effect. ECM transmission
dan engine menggunakannya untuk mendeteksi kecepatan tiap
posisi dan timing. Kedua sensor sama-sama mempunyai hall cell di
kedua ujung kepalanya.
49
Gb. 2.17 Speed Sensor
Cara kerjanya yaitu sewaktu gear memotong medan magnet yang
terdapat di hall cell terbangkitlah sinyal yang kecil, lalu sinyal
tersebut dikirim ke amplifier yang terdapat di sensor itu juga dan
menjadi sinyal PWM yang cukup kuat dan seterusnya dikirim ke
kontrol untuk diproses selanjutnya. Karena sinyalnya berpulsa maka
terdapat duty cycle dan disebut sinyal digital.
Gb. 2.18 Pressure Sensor
50
Sesuai dengan namanya maka output sensor ini yang berupa
frekwensi yang sebagai acuan dalam referensi oleh kontrolnya untuk
kecepatan sedangkan duty cycle dipakai untuk menentukan timing.
Sensor ini sangat akurat dalam mendeteksi kecepatan karena
outputnya tidak tergantung oleh kecepatan, dan dapat mendeteksi
kecepatan mulai dari 0 rpm dalam temperature yang bervariasi.
Hall effect sensor ini dapat memberikan output yang baik jika dalam
pemasangannya tanpa ada celah di gearnya.
Untuk mendiagnosa sensor tersebut harus melakukan beberapa
tahapan yaitu:
Ukur tegangan inputnya antara pin A dan pin B (speed timing
sensor = 12,7 Volt sedangkan transmission output sensor = 8
Volt)
Ukur outputnya antara pin C dan pin B harus terdapat duty cycle
antara 5% sampai 95 %, dan terdapat frekwensi antara 4,5 kHz
sampai 5,5 kHz.
B. Sensor Digital
Sensor digital menggunakan metoda modulasi lebar pulsa sinyalnya
untuk memberikan sinyal elektronik yang berubah-ubah kepada
kontrolnya. Perbandingan sinyal on dan off berubah pada frekwensi
yang tinggi dan dapat mengikutinya terus secara mekanis. Hasil rata-
rata dari on dan off pulsa tadi menyebabkan perubahan tegangan dan
arus yang akan diterjemahkan oleh kontrol sesuai dengan
kebutuhannya.
51
Gb. 2.19 Rangkaian Sensor Digital
Tipe sensor ini banyak dipakai untuk memantau posisi, aliran,
tekanan dan temperature. Secara fisik sensor ini lebih besar dari
sensor analog karena di dalamnya terdapat komponen-komponen
elektronik antara lain Oscillator yang menyediakan input frekwensi
yang berkisar antara 5 Khz, Comparator yang membandingkan dua
sinyal yang berbeda untuk menghasilkan sinyal digital dan transistor
NPN yang mengatur output dari sensor atas dasar output
Comparator dalam menyediakan sinyal digital dan sebuah Thermistor
yang memantau parameter dengan merubah tahanannya.
• Troubleshooting sinyal digital
Untuk mengetahui bagus tidaknya suatu sensor harus dilakukan
pengetesan, yang sebelumnya harus disediakan kebutuhan tool-
toolnya yaitu:
9U7330 Fluke digital multimeter, 7X1710 probe group dan sensor
harus terhubung di harnessnya.
52
Gb. 2.20 Sensor Digital
Langkah-langkah pengetesannya sebagai berikut:
Sisipkan probe ke konektor pada sensor sesuaikan dengan label
huruf-hurufnya.
1. Pin A ke pin C ada tegangan suplainya = 8 atau 24 Volt
2. Pin C ke pin B terdapat tegangan DC 0,7 sampai 7,9 Volt
3. Pin C ke pin B terdapat frekwensi 4,5 sampai 5,5 kHz
4. Pin C ke pin B terdapat duty cycle antara 5 % sampai 95 %
Jika pada saat pengukuran di luar standar yang di atas bisa
dipastikan sensornya ada kerusakan. Gambar fisik sensor tersebut
adalah seperti berikut ini.
53
Gb. 2.21 Sensor Digital
C. Sensor Analog
Sensor tipe ini sangat berbeda dengan yang digital bukan hanya
bentuk fisiknya tetapi juga cara kerja dan fungsinya serta
mengerluarkan sinyal analog. Definisi dari sinyal analog adalah sinyal
yang perubahannya secara perlahan dan terus menerus juga
proposional (Linear) yang dipantaunya, seperti gambar di samping ini.
Gb. 2.22 Sensor Analog
54
Output dari sensor analog hanya berupa tegangan DC, biasanya
antara 0 sampai 5 Volt. Konstruksi bagian dalamnya hanya terdapat
thermistor dan amplifier yang memperoses sunyal outputnya 0,2
sampai 4,8 Volt DC secara proporsional dengan temperature
normalnya.
Gb. 2.23 Skematik Sensor Analog Untuk Temperatur
Troubleshooting sensor analog juga sama dengan yang digital yaitu
memerlukan 9U7330 DMM dan 7X1710 probe group. Dan juga kunci
kontak dalam keadaan on, karena sensornya termasuk tipe aktip.
Pengetesannya cukup mudah kita hanya mengukur inputnya yaitu pin
A ke pin B = 5 Volt DC, serta sinyalnya dari pin C ke pin B = 1,99
sampai 4, 46 Volt DC.
Dari kedua tipe sensor tadi Caterpillar juga memberikan indikasi pada
kabel sinyal sensornya yaitu jika kabelnya putus kontrolnya akan
mengeluarkan tegangan yang disebut dengan build–up voltage. Untuk
sensor digital biasanya sekitar 8 Volt dan sensor analog untuk build–up
voltage = 6,3 Volt.
55
D. Sensor Analog ke Digital
Sensor tipe ini menggunakan bagian analognya untuyk mengukur
parameternya dan mengirimkan sinyal tersebut ke sebuah converter
dan di dalam converter sinyal tersebut dirubah menjadi digital ( PWM )
menuju ke kontrol elektronik.
Troubleshooting sensor tipe ini sama dengan sensor digital. Di bawah
ini terdapat contoh gambar sensor analog ke digital untuk sensor
tekanan brake.
Gb. 2.24 Sensor Analog ke Digital Untuk Brake
II.5.2 Komponen Kontrol
Di dalam komponen kontrol tersebut terdapat komponen–komponen
layaknya sebuah komputer canggih yaitu power supply elektronik, central
processing unit dan memory dari input sensor. Dan melakukan komunikasi
dengan kabel data link dua arah.
Kontrol tersebut memperoses sinyal–sinyal yang diberikan oleh
komponen–komponen inputnya yang sudah kita bahas tadi. Macam–macam
56
kontrol yang dipakai tergantung dari penggunaan serta tipe dari input dan
outputnya.
Contoh – contoh kontrol elektronik adalah:
• ECM Engine atau Advance Diesel Management (ADEM)
Inputnya rata–rata sensor analog yang akan diproses untuk dipakai sebagai
referensi dalam mengaktifkan komponen–komponen outputnya yaitu
solenoid injector, solenoid waste gate, lampu indicator serta display gauge
cluster.
Gb. 2.25 ECM Engine atau Advance Diesel Management (ADEM)
• VIMS (Vital Information Monitoring System)
Biasanya dipasang pada peralatan yang besar seperti off highway truck,
large excavator serta large whell loader. Fungsinya untuk memantau semua
sistem dan memberikan katagori warning level serta bisa diprogram untuk
mengatur sistem lubrikasi secara otomatis. Kontrol ini mempunyai
bermacam–macam tipe dari input sensornya, mengolahnya serta
membaginya ke komponen kontrol yang lain sebagai referensi melalui kabel
57
data link atau menuju main display. Kontrol modul ini juga membutuhkan
battery Lithium sebesar 3 Volt untuk memback- up memory sewaktu
disconnect switchnya diposisikan off.
Gb. 2.26 VIMS (Vital Information Monitoring System)