SENSOR DAN TRANSDUCER SENSOR-SENSOR PADA KENDARAAN EFI Nama Nim Dosen Pengajar Hari dan Tanggal
: Nur Yakhin : 0941220018 : Mira Esculenta Martawati, ST., MT. : Senin, 19 Maret 2012
1. Engine Control Module (ECM)
ECM berfungsi untuk mengontrol mengontrol besarnya penginjeksian penginjeksian bensin dan mengontrol mengontrol – sensor selain yang sudah seluruh aktifitas electronic pada mesin terdapat pula sensor – sensor dijelaskan di atas yang berfungsi sebagai system koreksi air fuel ratio dan juga sebagai ignition control system. Sensor – sensor yang dimaksud akan dijelaskan bersama dengan electronic control system yang juga akan membahas lebih detail kerja daripada ECM.
Gambar 1. Rangkain sensor-sensor EFI dengan ECM 2. Sensor Temperature 2.1 Engine Coolant Temperature Sensor (ECT)
a. Prinsipkerja ECT Sensor terbuat dari thermistor jenis NTC, yaitu sebuah variable resistor yang dipengaruhi oleh temperatur. Kerja ECT Sensor sama dengan IAT Sensor, hanya fungsi pendeteksiannya yang berbeda. ECT Sensor berfungsi mendeteksi temperatur air pendingin mesin sebagai input ECM untuk mengoreksi besarnya penginjeksian bensin pada injector. ECT Sensor juga berfungsi sebagai kontrol temperatur air pendingin mesin kepada pengemudi melalui temperature gauge pada instrument panel.
Gambar 2. Karakteristik nilai resistansi ECT
b. Circuit Diagram Engine Coolant Temperature Sensor
Gambar 3. Circuit diagram engine coolant temperature sensor
c. Posisi Engine Coolant Temperature Sensor Pada Kendaraan
Gambar 4. Posisi ECT pada kendaraan
2.2 Intake Air Temperature Sensor
a. Prinsip Kerja IAT ( Intake Air Temperature Sensor ) berfungsi untuk mendeteksi suhu udara yang masuk. Sensor ini dihubungkan seri dengan tahanan dan diberi tegangan 5 V. Bila tegangan pada sensor berubah (karena temperature), maka tegangan yang ke ECU juga berubah. Tegangan kerja adalah 4,5 s/d 0,2 Volt, dari dingin ke panas. b. Circuit Diagram
Gambar 5. Circuit diagram Intake air temperature sensor
c. Posisi Sensor IAT pada Kendaraan
Gambar 6. Posisi IAT pada kendaraan
3. Throttle Position Sensor ( TPS )
3.1 Prinsip Kerja Throttle Position Sensor (TPS) dihubungkan dengan throttle valve shaft pada throttle body untuk mendeteksi pembukaan throttle valve. Pembukaan throttle valve tersebut dideteksi dengan dengan potensiometer yaitu tegangan tegangan sebesar 5 volt (input) dialirkan dari ECM ke TPS, dan brush bergerak melalui resistance sesuai dengan pembukaan throttle valve, sehingga tegangan yang keluar (output) berubah-ubah besarnya. Dengan memonitor output voltage sensor, ECM mendeteksi pembukaan throttle valve. Pada teknologi terdahulu, TPS masih menggunakan 4 kabel yaitu : input 5 volt dari ECM, output dari sensor ke ECM (0~5 volt), ground dan tegangan 12 volt dari main relay untuk ON/OFF signal (posisi throttle valve valve tertutup penuh). Teknologi sekarang sekarang TPS hanya dilengkapi dilengkapi 3 kabel yaitu : input i nput (5 volt), output (0~5 volt) dan ground. 3.2 Circuit Diagram
Gambar 7. Circuit diagram TPS
3.3 Posisi Sensor pada Kendaraan
Gambar 8. Posisi sensor TPS pada kendaraan
4. Sensor Putaran 4.1 Vehicle Speed Sensor
a. Prinsip Kerja Sensor ini dipasangkan pada transmisi dan digerakkan oleh driver gear poros output. Jenis VSS yang digunakan adalah type MRE (Magnetic Resistance Element). Signal yang dihasilkan oleh VSS berupa gelombang bolak – bolak – balik, oleh komparator (yang terdapat di speed sensor pada panel instrument) gelombang bolak – balik tersebut dirubah menjadi sinyal digital yang kemudian dikirim ke ECM. b. Circuit Diagram
Gambar 9. Circuit diagram vehicle speed sensor c. Posisi Sensor pada Kendaraan
Gambar 10. Posisi VSS pada kendaraan (terletak pada backing plate roda)
4.2 Cam Position Sensor (CMP)
a. Prinsip Kerja CMP sensor terdiri dari komponen electronic yang terdapat di dalam sensor case dan tidak dapat distel maupun diperbaiki, sensor ini mendeteksi posisi piston pada langkah kompresi, melalui putaran signal rotor yang diputar langsung oleh camshaft, untuk mengetahui posisi pembukaan dan penutupan intake dan exhaust valve.Signal digital dari CMP ini, oleh ECM digunakan untuk memproses kerja dari sistem EPI bersama-sama dengan signal dari CKP sensor. Pada beberapa type kendaraan, CMP sensor ini digunakan untuk menghitung putaran mesin sebagai input dasar penginjeksian oleh ECM. Apabila CMP sensor digunakan untuk menghitung putaran mesin, maka CMP sensor juga digunakan sebagai sensor utama sistem pengapian yang akan mengirimkan signal putaran mesin ke ECM untuk mengaktifkan igniter. b. Circuit Diagram
Gambar 11. Circuit diagram cam position sensor
c. Posisi Sensor pada Kendaraan
Gambar 12. Posisi sensor cam position sensor (CMP) pada kendaraan 4.3 Crank Position Sensor (CKP)
a.
Prinsip Kerja CKP terdiri dari magnit dan coil yang ditempatkan di bagian bawah timing belt pulley atau dibelakang V-belt pulley, saat mesin berputar CKP menghasilkan pulsa tegangan listrik seperti pada grafik. CKP sensor digunakan sebagai sensor utama untuk mendeteksi putaran mesin, output signal dari CKP sensor dikirim ke ECM untuk menentukan besarnya basic injection volume. Selain digunakan untuk mendeteksi putaran mesin, CKP sensor juga digunakan sebagai sensor utama sistem pengapian. Output signal dari CKP sensor digunakan ECM untuk menentukan ignition timing. timi ng.
b. Circuit Diagram
Gambar 13. Circuit diagram Crank Position Sensor
c. Posisi Sensor pada Kendaraan
Gambar 14. Posisi Crank Position Sensor (CKP) pada kendaraan 5. Sensor Oksigen (Oxygen Sensor )/ Lamda Sensor
a. Prinsip Kerja
Oksigen sensor terdiri dari element yang terbuat dari zirconium dioksid (semacam keramik), yang sisi luar dan dalamnya dilapisi platinum tipis. Sifat element ini adalah pada temperatur rendah tahanan listriknya tinggi, sehingga arus yang mengalir akan kecil. Pada temperatur tinggi ion oksigen melalui element karena perbedaan konsentrsi konsentrsi oksigen di udara luar dan di gas buang. Hal ini menyebabkan perbedaan potensial potensial listrik yang diperkuat oleh platinum. Dengan demikian apabila campuran lebih gemuk dari nilai teoritis perbedaan konsentrasi oksigen antara element sisi udara luar dengan element sisi gas buang akan besar, sehingga sensor menghasilkan tegangan yang relatif kuat (kira-kira 1 V). sebaliknya apabila campuran lebih kurus daripada nilai teoritis maka perbedaan konsentrasi oksigennya kecil sehingga oksigen sensor menghasilkan tegangan yang relatif lemah (mendekati 0 V) Berdasarkan informasi dari oksigen sensor inilah ECM akan mengatur perbandingan perbandingan udara dan bensin supaya tetap mendekati nilai teoritis. Apabila oksigen sensor menginformasikan campuran terlalu gemuk, maka ECM akan secara bertahap mengurangi bensin yang diinjeksikan (mengurangi lebar pulsa penginjeksian) sehingga campuran menjadi lebih kurus dari nilai teoritis. Bila hal ini terjadi maka oksigen sensor akan menginformasikan ke ECM bahwa campuran lebih kurus daripada nilai teoritis, maka ECM akan menambah bensin yang diinjeksikan (menambah lebar pulsa penginjeksian), sehingga campuran menjadi lebih gemuk. Demikian siklus ini terjadi secara berulang-ulang. Dengan cara ini ECM akan menjaga agar perbandingan udara dan bensin selalu mendekati perbandingan perbandingan teoritis.
Gambar 15. Prinsip kerja oxygen sensor
b. Circuit Diagram
AFR sensor ) Gambar 16. Circuit diagram oxygen sensor ( AFR
c. Posisi Sensor pada Kendaraan
Gambar 17. Posisi oxygen sensor pada kendaraan
6.
Sensor Knoking
a. Prinsip Kerja Sensor ini berfungsi untuk mengetahui knoking, system closed loop pengapian dan mendeteksi octane bahan bakar. Prinsip kerja: Bila terjadi knoking (pinking) akan terjadi getaran pada sensor knoking berupa nois. ECU akan memundurkan saat pengapian 2 kali sampai tidak terjadi detonasi lagi. Untuk 4 silinder perlu 1 sensor, 5 atau 6 silinder perlu 2 sensor, 8 lebih bisa 2 atau lebih sensor. b. Circuit Diagram
Gambar 18. Circuit diagram knock sensor
c. Posisi Sensor pada Kendaraan
Gambar 19. Posisi knock sensor pada kendaraan
7. Sensor Udara Masuk ( Mass Air Flow Sensor ) 7.1 Mass Air Flow Tipe Kawat Panas ( Hot Wire)
a. Prinsip Kerja Jenis ini terbuat dari bahan kawat panas (platinum), Thermister, Metallic Film. Prinsip kerjanya: kawat panas dijaga pada temperature tetap dirangkai dengan termistor . Suatu aliran udara akan menyebabkan kawat panas menjadi dingin, rangkaian elektronik akan mempertahankan temperature pada kawat panas tetap. Pada waktu yang bersamaan, rangkaian elektronik mengukur arus yang mengalir ke kawat panas dan mengeluarkan sinyal tegangan tegangan sebanding dengan aliran arus.
Gambar 20. Mass air flow tipe hot wire
b. Circuit Diagram
Gambar 21. Circuit diagram mass air flow tipe hot wire
c. Posisi Sensor pada Kendaraan
Gambar 22. Posisi mass air flow tipe hot wire pada kendaraan
7.2 Mass 7.2 Mass Air Flow Tipe Karman Vortex a. Prinsip Kerja Jenis Karman Vortex terbuat dari bahan Photo Coupler (LED dan Photo Transistor). Cara kerjanya: Udara yang masuk dibuat pusaran oleh pembentuk pusaran udara dan distabilkan oleh plat penstabil pusaran udara, kemudian diukur melalui pemancar dan penerima gelombang frekuensi tinggi. Dengan sebuah pengolah sinyal, gelombang frekuensi tinggi pada bagian penerima diubah bentuknya menjadi impul tegangnan yang diterima oleh computer.
Gambar 23. Prinsip kerja mass air flow tipe karman vortex
7.3 Manifold 7.3 Manifold Absolute Pressure Sensor (MAPS) a. Prinsip Kerja Fungsi MAP sensor adalah untuk mengetahui tekanan udara yang masuk. Sensor ini terletak pada saluran udara masuk setelah katup gas dan digunakan pada mesin injeksi jenis D-EFI. Cara kerja MAP: Piezo Resistive adalah bahan yang nilai tahanannya tergantung dari perubahan bentuk. Piezo resistive dibuat diafragma (Silicon chip) berfungsi sebagai membrane antara ruangan vacuum
(0,2 bar) sebagai referensi dan ruangan yang berhubungan dengan intake manifold. Perbedaan tekanan antara ruang vacuum dengan intake manifold berakibat perubahan lengkungan pada membrane silicon chip. Pengolah sinyal merubah menjadi tegangan sinyal. MAP sensor mengeluarkan tegangan paling tinggi ketika tekanan intake manipold adalah paling tinggi (kunci kontak “ON” mesin “MATI”, atau katup gas diinjak tiba-tiba/Accelerasi). Begitu pula sebaliknya mengeluarkan mengeluarkan tegangan paling rendah jika j ika terjadi decelerasi (perlambatan). b. Circuit Diagram
Gambar 24. Circuit diagram MAPS
c. Posisi Sensor pada Kendaraan
Gambar 25. Posisi MAPS pada kendaraan
