JURNAL_PANDU_C.411.10.0018.docx

ANALISA MASS AIR FLOW SENSOR DAN INTAKE AIR TEMPERATURE SENSOR PADA ISUZU D-MAX

PANDU TRI YUDHAC . 411 . 10 . 0018TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS SEMARANG

AbstractIn this era of development of science knowledge and technology is progressing very rapidly . A lot of research and development conducted in various fields of science and technology , especially the development of technology in the automotive field .Technology in cars today evolved following the market needs without leaving the safety and comfort of the user . One of the technologies on existing cars in the system is a fireplace and a Mass Air Flow Sensor and Intake Air Temperature Sensor . The sensor works by electrically mechanism . This technology is made to make the car safer on the fireplace system .In this study will be an analysis of the technology and the Mass Air Flow Sensor and Intake Air Temperature Sensor , which is related to the parameters that affect performance and the Mass Air Flow Sensor and Intake Air Temperature Sensor . Research on the analysis and the Mass Air Flow Sensor and Intake Air Temperature Sensor will use the car ISUZU D - MAX as an object of research .

Keywords: performance analysis, Mass Air Flow Sensor dan Intake Air Temperature Sensor, ISUZU D-MAX.

PENDAHULUANPada era sekarang ini perkembangan ilmu pengetahun dan teknologi mengalami kemajuan yang sangat pesat. Banyak dilakukan pengembangan dan penelitian dalam berbagai bidang ilmu pengetahuan dan teknologi.Perkembangan teknologi transportasi sangat cepat terutama dalam bidang otomotif. Pada saat ini inovasi dalam otomotif semakin memanjakan pemakai, dengan adanya terobosan teknologi yang terbaru harus mampu memenuhi tuntutan pemakai (konsumen). Hal ini membuat pemakai lebih mudah, aman dan nyaman sehingga para konsumen akan merasa puas dari keindahan kendaraan baik dari bagian eksterior maupun bagian interiornya. Selain itu juga disertakan perangkat keamanan dan kenyamanan yang lengkap, yang akan berfungsi optimal, meliputi : rem, suspensi, kemudi, dan lain sebagainya.Salah satu teknologi bidang otomotif yang saat ini dikembangkan adalah sistem perapian pada kendaraan. Yaitu sistem injeksi, Pada sistem perapian injeksi mempunyai keunggulan dibandingkan sistem perapian karburator, jika pada sistem karburator lebih boros dalam menggunakan bahan bakar dan tidak bisa mengatur suhu udara dalam mesin. Sedangkan pada sistem injeksi lebih efisien dalam penggunaan bahan bakar dan saat temperature dan tekanan udara berubah maka dia dapat menyesuaikannya. Pada sistem injeksi tersebut ada komponen yang berguna untuk mengatur suhu pada sistem perapian tersebut yaitu Mass Air Flow (MAF) Sensor dan Intake Air Temperature (IAT) Sensor. Komponen tersebut berguna untuk mengukur aliran udara dan mengukur jumlah udara yang masuk ke ruang bakar mesin.

METODE

Type Sensor MAFHot Wire

Type Sensor IATNTC (Negative Thermal Coefficient Resistor)

Jumlah Terminal5 (3 Sensor MAF dan 2 Sensor IAT)

Ukuran54,4 mm x 34 mm x 15,5 mm

Berat200 Gram

Berdasarkan latar belakang di atas maka akan dilaksanakan penelitian terhadap unjuk kerja dari sensor Mass Air Flow dan sensor Intake Air Temperature, dan pengaruh putaran mesin dan suhu terhadap perubahan hambatan, arus, dan tegangan pada sensor Mass Air Flow dan sensor Intake Air Temperature.

PEMBAHASAN

PENJELASAN MAF SENSOR DAN IAT SENSOR PADA ISUZU D-MAX

Layout / tata letak komponen Sensor MAF dan Sensor IAT di sistem injeksi pada mobil Isuzu D-MAX:

Gambar 1 : Letak Sensor MAF dan Sensor IATMass Air flow sensor terletak tepat di aliran udara masuk, antara filter udara dan bagian thorttle tempat yang dapat mengukur udara yang masuk.

Gambar 2 : Sensor MAF dan Sensor IAT3 3.1 SpesifikasiTabel 1. Spesifikasi Sensor MAF dan Sensor IAT pada Isuzu D-Max

3 3.2 Mass Air Flow SensorPada Isuzu D_MAX Sistem injeksi yang digunakan adalah tipe mesin 4JJ1-TC. Pada tipe mesin 4JJ1-TC sensor MAF meter pada mesin tipe 4JJ1-TC Isuzu D_MAX menjadi satu dengan IAT sensor.Sensor MAF berfungsi untuk mengukur massa aliran udara yang masuk ke dalam intake manifold. Komponen ini terbuat dari hot wire platinum. Hot wire platinum dialiri arus oleh ECM, Udara yang mengalir melewati hotwire platinum merupakan masukan dari sensor ini. Output sensor ini kemudian dikirim ke ECM untuk dikalkulasi dengan sensor-sensor lain guna memerintahkan actuator.MAF Sensor memiliki 5 terminal yaitu; +B, E2G, VG, THA, E2. MAF Sensor menggunakan 3 terminal yaitu; +B, E2G, VG, sedangkan terminal THA dan E2 digunakan oleh sensor IAT. Terminal +B sebagai sumber tegangan. Terminal E2G sebagai massa MAF meter. Terminal VG sebagai tegangan MAF meter. Terminal THA merupakan tegangan sensor IAT. Terminal E2 merupakan massa sensor IAT.

Gambar 3: Sensor MAF dan Sensor IAT socket3. 3.2 Menghitung Tegangan Keluaran Setiap RPM pada Sensor MAF yang Masuk ke ECM (Vo)3.3 3.3.1 Menghitung Tegangan Masukan Setiap RPM (Vt)Pada MAF sensor besar tegangan masukan dapat berubah, dan perubahan tersebut di pengaruhi putaran mesin atau RPM.

Keterangan : = Kecepatan motor (Rad/Sec)Vt = Tegangan masukan tiap RPM (Volt)Ia = Arus masukan motor (A) (pada beban nol arus juga nol)Ra = Hambatan jangkar motor (Ohm)K = Fluks magneticMenghitung Tegangan Keluaran (Vo)

Gambar 4 : Rangkaian dalam Sensor MAFSetelah mengetahui besar tegangan masukan setiap RPM, tegangan keluaran setiap RPM dapat diketahui atau di hitung dengan menggunakan gambar rangkaian diatas.

Keterangan :VOut= Tegangan Keluaran (Volt)Vt= Tegangan masukan tiap RPM (Volt)RThermistor = Hambatan pada Thermistor (Ohm)RHot Wire = Hambatan pada Hot Wire (Ohm)RA & RB = Hambatan tiap RPM (Ohm)

3 3.3 Intake Air Temperature SensorIAT sensor merupakan bagian dari MAF sensor. IAT Sensor berfungsi untuk mendeteksi suhu udara yang masuk ke dalam intake manifold. IAT sensor terbuat dari resistor jenis negative thermal coefficient (NTC). IAT sensor diberi tegangan 5V dari ECM kemudian IAT sensor akan mengumpan balik ke ECM lagi. Umpan balik ini yang akan dikalkulasi ECM sebagai output dari sensor. Dengan resistansi sensor yang tinggi ECM mendeteksi tegangan yang tinggi pada IAT sensor signal circuit. Dengan resistansi yang rendah ECM mendeteksi tegangan yang rendah pada IAT sensor signal circuit. Sensor MAF dan sensor IAT terletak di saluran intake sebelum Throttle body.Menghitung Tegangan Keluaran yang Masuk ke ECM pada Sensor IAT (Vo)3 3.3 3.3.1 Menghitung Tegangan Keluaran pada IAT Sensor

Gambar 3.7. Rangakaian Hubungan Sensor IAT dengan ECMDengan melihat gambar rangkaian diatas tegangan keluaran pada IAT sensor dapat dihitung mrnggunakan rumus.

Keterangan :Vo = Tegangan Keluaran (Volt)Vin = Tegangan Masukan dari ECM (Volt)RIAT = Resistansi pada IAT (Ohm)RECM = Resistansi pada ECM (Ohm)Tegangan keluaran pada IAT Sensor berubah tergantung pada nilai tahanan pada IAT Sensor, dan nilai tahanan pada IAT Sensor berubah berdasarkan suhu. Semakin panas suhu pada IAT Sensor semakin kecil tahan pada IAT Sensor dan tegangan keluaran juga kecil.Menghitung Arus pada Intake Air Temperature Sensor (I)Menghitung Arus yang masuk dari ECM ke Sensor (IM)

Keterangan :IM: Arus yang masuk dari ECM ke Sensor (A)Vin: Tegangan masukan dari ECM (Volt)RECM: Hambatan pada ECM (Ohm)Menghitung Arus yang Keluar dari Sensor ke ECM (IK)

Keterangan :IK: Arus dari Sensor ke ECM (A)Vout: Tegangan keluaran pada Sensor (Volt)RIAT: Hambatan pada Sensor (Ohm)

ANALISA MAF SENSOR DAN IAT SENSORDiagram Alir Mass Air Flow Sensor dan Intake Air Temperature Sensor

Gambar 4.1. Diagram alir MAF Sensor dan IAT SensorPrinsip KerjaSaat mesin di hidupkan udara yang masuk akan melewati heater. Heater menyerupai setrika yang di set dengan panas tertentu, kemudian panas yang di hasilkan heater akan di tiup angin, besarnya angin yang masuk menentukan perpindahan panas dari heater ke thermistor. Thermistor akan menghasilkan sinyal berdasarkan banyaknya panas yang di terima dari heater melalui aliran udara, semakin panas thermistor, maka semakain tinggi output Voltage yang di kirim ke ECM.Perhitungan Mass Air Flow SensorPerhitungan Tegangan KeluaranData dibawah ini berdasarkan pengukuran pada mobil Isuzu D-Max.RPMVOUT

7001,5

10001,9

15002,4

20002,6

25002,9

30003,7

Tabel Hasil Pengukuran Tegangan Keluaran Setiap RPM yang Masuk ke ECM

Gambar 4.2. Grafik Tegangan Keluaran Setiap RPM yang Masuk ke ECMDiketahui :VECM= 5 VoltRa = 2700 OhmI a = 0 A (Pengukuran pada beban nol arus nol)Ditanyakan : Tegangan Masukan Tiap RPM ( Vt ) ?Jawab : Tegangan Masukan pada 700 RPM

rad/sec

Tabel hasil perhitungan tegangan masukan tiap RPMRPMVt

7004,98

10004,92

15004,86

20004,81

25004,97

30004,71

Berdasarkan perhitungan tegangan masukan pada sensor MAF tegangan masukan berubah pada setiap RPM. Semakin besar RPM maka semakin kecil tegangan masukannya.Menghitung Tegangan Keluaran Tiap RPM

Gambar 4.3. Rangkaian dalam Sensor MAFDiketahui :Tabel Nilai Tegangan Masukan ( Vt )RPMVt

7004,98

10004,92

15004,86

20004,81

25004,97

30004,71

Tabel Nilai Hambatan pada Rangkaian (Berdasarkan Spesifikasi)RHot Wire1700 Ohm

RThermistor45 Ohm

RA & RBBerubah setiap RPM

RPMRA (Ohm)RB (Ohm)

70036603660

100024302430

150015501550

200011501150

2500910910

3000190190

Tabel Hasil Pengukuran Hambatan RA dan RB

Ditanyakan :Tegangan Keluaran Tiap RPM pada MAF Sensor ( Vout ) ?Jawab : Tegangan Keluaran pada 700 RPM, Vo : 1,5 Volt

1,51 VoltSelisih baku tegangan keluaran pada 700 RPM

ltTabel hasil perbandingan Hasil Pengukuran dan Hasil Perhitungan Tegangan Keluaran tiap RPMBerdasarkan hasil perhitungan pada Sensor MAF ada selisih dengan hasil pengukuran. Selisih terbesar ada pada 3000 RPM dengan selisih mencapai 0,37 volt dan tingkat error yang mencapai 10%. Sedangkan selisih terkecil ada pada 1500 RPM dengan selisih 0 volt dan tingkat error 0%.

Gambar 4.4. Grafik perbandingan hasil ukur dan hasil hitung pada Sensor MAFPerhitungan Intake Air Temperature SensorMenghitung Tegangan Keluaran pada IAT SensorTabel Hasil Pengukuran Resistansi dan Tegangan Keluaran Setiap Suhu pada Sensor IAT

Gambar 4.5. Grafik Perubahan Resistansi dan Tegangan Terhadap Suhu pada Sensor IATDiketahui :Vin = 5 VoltRECM = 2700 Ohm(Berdasarkanpengukuran)RIAT = Tabel Pengukuran Resistansi dan Tegangan Keluaran Setiap Suhu pada Sensor IATDitanyakan : Tegangan Keluaran Sensor IAT ke ECMJawab : Tegangan Keluaran pada Suhu 100o, Vo : 0,3 Volt

Selisih baku tegangan keluaran pada suhu 1000

Tabel Perbandingan Hasil Pengukuran dan Hasil Perhitungan Sensor IAT

Berdasarkan hasil perhitungan pada Sensor IAT ada selisih hasil perhitungan dengan hasil pengukuran pada tegangan keluaran. Selisih terbesar mencapai 0,1 volt yang berada pada suhu 100, dan selisih terkecil berada pada suhu 900 dengan angka selisih 0 volt. Sedangkan perhitungan error, tingkat error terbesar berada pada suhu 70o C dengan error yang mencapai 13,33%, dan tingkat error terkecil terdapat pada suhu 90o C dengan tingkat error 0%.

Gambar Grafik perbandingan hasil ukur dan hasil hitung pada Sensor IATMenghitung Arus yang masuk dari ECM ke Sensor ( IM )Diketahui :Vin = 5 VoltRECM= 2700 Ohm (Berdasarkan pengukuran)Ditanyakan :Arus yang masuk ke sensor (IM)Jawab :

Berdasarkan perhitungan arus masukan pada Sensor IAT besar arus yang masuk dari ECM ke dalam Sensor IAT adalah 0,0018 A.Menghitung Arus yang keluar dari Sensor ke ECM (IK)Diketahui :Tabel Hasil Pengukuran Resistansi dan Tegangan Keluaran Setiap Suhu pada Sensor IAT

Ditanyakan : Arus yang keluar dari Sensor ke ECM ( IK )Jawab : Arus yang keluar dari sensor ke ECM pada suhu 100o

Tabel Hasil Perhitungan Besar Arus yang Melewati Sensor IAT

Berdasarkan perhitungan Arus pada Sensor IAT, arus keluaran yang mengalir dari Sensor ke ECM mempunyai nilai yang berbeda setiap suhu, Arus terbesar pada suhu 90o C dengan nilai 0,0016 A, sedangkan arus terkecil pada suhu -20o C dengan nilai 0,0002 A.KESIMPULANSetelah dilakukan pengujian dan analisa pada Tugas Akhir ini, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :1. Mass Air Flow Sensor dan Intake Air Temperature Sensor mempunyai nilai standart berdasarkan pengukuran seperti yang tertera pada tabel pada bab 4.2. Tegangan masukan pada Sensor MAF berbeda pada setiap RPM. Semakin besar RPM maka semakin kecil tegangan masukannya, dapat di lihat pada tabel 4.2.3. Pada kondisi tidak ada beban di dalam mobil maka arus yang melewati sensor MAF adalah nol ( 0 Amp ).4. Tegangan keluaran pada Sensor MAF berbeda pada setiap RPM. Semakin besar RPM maka semakin besar pula tegangan keluarannya, dapat di lihat pada tebel 4.4.5. Pada Sensor IAT besar resistansi dapat berubah setiap suhu. Semakin tinggi suhu pada sensor maka nilai resistansi akan semakin kecil, dapat di lihat pada tabel 4.5.6. Pada Sensor IAT dengan berubahnya resistansi di dalam sensor maka hal tersebut juga mempengaruhi besar tegangan keluaran yang masuk ke dalam ECM, semakin besar resistansi pada sensor tegangan keluaran juga akan semakin besar.7. Berdasarkan perhitungan Arus pada Sensor IAT, arus keluaran yang mengalir dari Sensor ke ECM mempunyai nilai yang berbeda setiap suhu.

DAFTAR PUSTAKA PT. Astra Motor. 2013. Isuzu Motors Limited. Jakarta: PT Honda-Astra Motor Training Center William D.Cooper, (1985), Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran Edisi Ke-2,hal 148-155) Baharuddin, (2004),Sistem Kendali Kecepatan Motor DC Berbasis PWM (Pulse Width Modulation),Skripsi,Stimik Kendari,Sulteng) https://www.facebook.com/notes/pricearea-mesin-pencari-belanja/perbedaan-kelebihan-dan-kekurangan-sistem-injeksi-dan-karburator/528670037184064 http://rus28.files.wordpress.com/2011/11/efi-modul1.pdf http://benymekanik.blogspot.com/2012/06/fungsi-ckp-crank-posision-sensor-dan.html