Semoga Bermanfaat
Dalam system control otomotif “Sensor” memegang peranan yang penting, yang mana tugasnya memberikan informasi ke Kontrol Unit sebagai masukan yang selanjutnya diproses menjadi suatu kondisi yang harus dilakukan oleh Aktor (Aktuator). Apapun yang diinformasikan oleh sensor sangat menentukan bagi proses control baik secara open loop maupun closed loop.
Sensor mengkonversikan suatu kuantitas masukan berupa phisik atau bahan kimia (pada umumnya non-elektrik) ke dalam suatu kuantitas keluaran elektrik
Gangguan-gangguan yang dialami oleh sensor perlu diperhitungkan supaya tidak mempengaruhi sinyal keluaran dari sensor. Oleh sebab itu perlu adanya pengolahan sinyal (pengkondisian sinyal) sebelum sinyal tersebut digunakan oleh kontrol unit
Sensor Temperatur
Sensor temperature mengunakan bahan Thermistor, merupakan bahan Solid-state variable resistor terbuat dari semiconductor. NTC (Negative Temperature Coefficient) adalah Thermistor yang nilai tahananya berkurang bila temperatur naik (Nilai tahanan berbanding terbalik terhadap Temperatur).
Bahan : Thermistor NTC.
Fungsi : Mendeteksi suhu air pendingin (engine) untuk :
1. Mengatur campuran bahan bakar
2. System start dingin
3. Mengatur saat (derajat) pengapian
4. Mengatur putaran idel dingin
- Posisi pada kendaraan : Pada mesin (air pendingin), setiap kendaraan beda.
- Temperatur kerja : – 40°C s/d +130°C
Cara kerja :
ECT dihubungkan seri dengan tahanan dan diberi tegangan 5 V. Bila tahanan pada ECT berubah (karena temperatur) maka tegangan yang ke ECU juga berubah.
Tegangan kerja 4,5 s/d 0,2 Volt. Dari dingin ke panas.
Kesimpulan :
- Temperatur dingin = tahanan besar = tegangan besar
- Klasifikasi sensor = Sensor Conventional
- Bahan : Thermistor NTC.
- Fungsi : Mendeteksi suhu udara masuk (intake).
- Posisi pada kendaraan : Pada saluran udara masuk (intake manifold).(D-EFI)
- Pada Sensor Udara Masuk (Air Flow Sensor) (L-EFI)
- Temperatur kerja : – 40°C s/d +120°C
Circuit IAT
Cara kerja :
IAT dihubungkan seri dengan tahanan dan diberi tegangan 5 V. Bila tahanan pada IAT berubah (karena temperatur), tegangan sinyal akan mengalami perubahan. Perubahan tegangan identik dengan perubahan temperatur.
- Bahan : Tahanan Geser (Karbon Arang).
- Fungsi : Mengetahui posisi (derajat) pembukaan katup gas guna:
1. Air Fuel Ratio Corection
2. Decelerasi (Fuel cut off)
3. Beban maksimum (Full load)
- Posisi pada kendaraan : Pada ujung lain dari Katup Gas.
- Range kerja : Dalam % pembukaan katup gas.
(0 % = 0,5 Volt ______ 100 % 4,7 Volt)
Type 4 pin potensio
TPS terpasang pada throttle body. Sensor ini mendeteksi besarnya bukaan throttle dalam bentuk nilai tahanan. Sama seperti air flow meter, TPS juga menggunakan potensiometer. Cara kerjanya sama, ketika throttle berputar, potensiometer juga berputar dan nilai tahanan juga berubah. Karena nilai tahananya berubah, tegangan yang dikirim ke ECU juga ikut berubah. Nilai tegangan tersebut diterima ECU sebagai signal
Cara Kerja Throttle Position Sensor
Sebagian besar sensor posisi throttle didesain dengan 3 kabel. Namun, tergantung pada pabrik masing - masing mobil, mungkin memiliki 4 kabel dan bahkan dalam kasus yang jarang terjadi terdapat 5 kabel.
Lebih spesifiknya semua sensor Throttle menggunakan potensiometer yang mengukur posisi pembukaan katup kupu-kupu. Potensiometer adalah sejenis resistor yang dapat berubah - ubah tahananya. Dari desainnya, sensor posisi throttle membutuhkan setidaknya 3 kabel: satu untuk tegangan referensi, satu untuk tegangan balik dan satu untuk tahanan.
Setiap kali Anda menyalakan kunci kontak, ECU mengirim tegangan referensi 5V ke semua sensor analognya. Dalam kasus TPS, tegangan referensi diterima oleh salah satu terminalnya, melewati bahan resistif potensiometer, dan kemudian keluar melalui TP Signal kembali ke ECU.
Ketika mesin dalam kondisi Idle, tegangan output sensor di nilainya bawah 0,7 Volt. Sedangkan ketika kondisi mesin beban penuh, tegangan output bisa mencapai 4,5 Volt.
Cara Kerja :
Tegangan 5 volt dari ECU sebagai sumber, bila katup gas dibuka akan membuat perbandingan tegangan yang berasal dari perbandingan tahanan, sehingga mengeluarkan sinyal tegangan 0,5 s/d 4,7 Volt.
Kesimpulan :
- Sinyal berupa tegangan.
- Tegangan sinyal berbanding lurus dengan bukaan katup gas
Klasifikasi sensor = conventional
1. Sensor Flap (impact pressure) Air Flow Sensor LMM.
- Bahan : Tahanan Geser (Karbon Arang).
- Fungsi : Mengetahui Banyaknya (flow) udara masuk.
- Posisi pada kendaraan : Pada saluran udara masuk (setelah filter udara).
Cara Kerja :
Pedal ditekan untuk membuka katup gas. Udara diisap oleh motor jumlah udara yang mengalir diukur oleh pengukur jumlah udara.
Pengukur aliran udara memberikan informasi utama secara elektris ke unit pengontrol elektronika.
Volume bensin yang diinjeksikan diatur oleh unit pengontrol elektronika.
Cara Kerja :
Pedal ditekan untuk membuka katup gas. Udara diisap oleh motor jumlah udara yang mengalir diukur oleh pengukur jumlah udara.
Pengukur aliran udara memberikan informasi utama secara elektris ke unit pengontrol elektronika.
Volume bensin yang diinjeksikan diatur oleh unit pengontrol elektronika.
2. Sensor Massa Udara (Kawat dan Film Panas).
- Bahan : Kawat Panas (Platinum), Thermister, Metallic Film.
- Fungsi : Mengetahui massa udara yang masuk untuk :
1. Campuran bahan bakar
2. Saat pengapian
Lokasi pada kendaraan : Pada saluran udara masuk (antara katup gas dan filter udara)
Prinsip Kerja :
Kawat panas dijaga pada temperatur tetap dirangkai dengan termistor seperti gambar. Suatu aliran udara akan menyebabkan kawat panas menjadi dingin, rangkaian elektronik akan mempertahankan temperatur pada kawat panas tetap. Pada waktu yang bersamaan rangkaian elektronik mengukur arus yang mengalir ke kawat panas dan mengeluarkan sinyal tegangan sebanding dengan aliran arus. Grafik tegangan dapat dilihat pada gambar diatas.
Untuk menjaga performa dan kesetabilan sensor, maka sensor akan melakukan pembersihan diri dari deposit akibat pembakaran dengan cara memanaskan sensor (temperatur ± 1000 °C) beberapa saat setiap posisi ”OFF”.
3. Karman Vortex.
- Bahan : Photo Coupler (LED dan Photo Transistor).
- Fungsi : Mengetahui Volume Udara masuk:
1. Campuran bahan bakar
2. Saat pengapian
Lokasi pada kendaraan : Pada saluran udara masuk (antara katup gas dan filter udara)
Konstruksi dan nama bagian
1. Pembentuk pusaran udara 4. Penerima gelombang
2. Plat penstabil pusaran udara 5. Pengolah Sinyal
3. Bagian pemancar gelombang 6. Saluran By Pass
Bagian 1 & 2 berfungsi untuk membuat pusaran udara yang akan diukur melalui pemancar & penerima gelombang frekuensi tinggi. Dengan sebuah pengolah sinyal, gelombang frekuensi tinggi pada bagian penerima diubah bentuknya menjadi impul tegangan yang diterima oleh komputer.
- Bahan : Piezo Resistive.
- Fungsi : Mengetahui Tekanan Udara masuk Untuk :
1. Campuran bahan bakar
2. Saat pengapian
- Lokasi pada kendaraan : Pada saluran udara masuk (setelah katup gas).
Cara Kerja MAP
Piezo Resistive adalah bahan yang nilai tahanannya tergantung dari perubahan bentuk. Piezo resistive dibuat diafragma (Silicon chip) berfungsi sebagai membran antara ruangan vacuum (0,2 bar) sebagai referensi dan ruangan yang berhubung dengan intake manifold.
Perbedaan tekanan antara ruang vacum dengan intake manifold berakibat perubahan lengkungan pada membran 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 tegangan paling rendah jika terjadi decelerasi (perlambatan)
Sensor Knoking
- Bahan : Piezoceramic.
- Fungsi : 1. Mengetahui terjadi knoking.
2. Sistem closed-loop pengapian.
3. Mendeteksi Octane bahan-bakar.
Posisi pada kendaraan : Pada Blok silinder
Prinsip Kerja :
Bila terjadi knoking (pinking), akan terjadi getaran pada sensor knoking berupa nois seperti terlihat pada gambar. ECU akan memundur-kan saat pengapian 2 kali sampai tidak terjadi detonasi lagi.
Untuk 4 silinder perlu 1 sensor, 5 atau 6 perlu 2 sensor, 8 lebih bisa 2 atau lebih sensor
Knock Sensor berfungsi untuk mendeteksi terjadinya ketukan atau knocking pada mesin. Knocking terjadi karena pembakaran yang tidak sempurna pada mesin. Sensor ini bertugas mendeteksi knocking (getaran yang dihasilkan oleh piston yg diakibatkan timing pengapian terlalu maju), saat terjadi knocking maka timing pengapian akan dimundurkan.
Sebaliknya saat tidak terjadi knocking maka timing pengapian akan dimajukan sampai nyaris terjadi knocking, karena pada posisi itulah akan didapatkan timing pengapian yang pas sehingga mesin dapat menghasilkan performa yang maksimal
Knock sensor terbuat dari piezo electric element yang menghasilkan tegangan ketika piezo electric element-nya berubah bentuk, hal ini terjadi pada saat block silinder vibrasi yang disebabkan karena terjadinya knocking. Sensor ini terletak di block cyilinder bagian kiri
Sensor WTS (Water Temperature Sensor) merupakan salah satu dari sensor-sensor yang ada pada mesin EFI. Sensor WTS memiliki fungsi untuk mensensor atau mendeteksi suhu dari air pendingin. Sensor WTS ini juga ada yang menyebutnya dengan istilah sensor ECT (Engine Coolant Temperature).
Letak dari sensor WTS ini yaitu di tempatkan di blok mesin atau pada rumah thermostat bagian bawah. Sensor ini menggunakan komponen elektronika yaitu thermistor tipe NTC (Negative Temperature Coefisien), yaitu bekerjanya sensor ini adalah ketika suhu air pendingin naik maka tahanan atau resistansi pada sensor ini akan menurun dan sebaliknya bila suhu air pendingin ini turun maka tahanan atau resistansi pada sensor ini akan naik.
Sensor WTS dihubungkan ke ECU (Engine Control Unit), ECU akan memberikan signal tegangan sumber sebesar 5 volt ke sensor melalui terminal THW. Tegangan output dari sensor WTS ini akan berubah-ubah besarnya sesuai dengan nilai tahanan atau resistansi yang ada pada sensor WTS ini, kemudian output signal sensor WTS ini (pada terminal E2) akan dikirim kembali ke ECU dan akan menjadi signal inputan ECU yang nantinya akan digunakan sebagai data masukkan untuk mengontrol aktuator-aktuator pada mesin EFI.
Fungsi pertama dari crankshaft position sensor (CKP) adalah untuk mendeteksi putaran mesin (RPM). Pada umumnya crankshaft position sensor terdiri dari gear bergerigi atau yang dikenal dengan rotor yang dipasang di belakang sprocket crankshaft. Ketika rotor berputar maka akan menginduksi pickup coil pada CKP sensor yang menyebabkan timbulnya tegangan yang kemudian dikirimkan ke ECU untuk mengetahui kecepatan putaran mesin.
Fungsi kedua dari crankshaft position sensor (CKP) adalah untuk membaca sudut dan posisi crankshaft. Berdasarkan firing order, informasi dari CKP sensor mengenai sudut dan posisi crankshaft akan digunakan oleh ECU untuk mengetahui apakah piston berada di titik mati atas atau piston berada pada titik mati bawah.
Fungsi ketiga crankshaft position sensor (CKP) adalah untuk menentukan waktu injeksi dan timing pengapian. Dengan kedua fungsi sebelumnya, informasi yang diberikan oleh crankshaft position sensor ke ECU digunakan untuk berbagai fungsi lain seperti menentukan waktu injeksi serta menentukan kapan busi dinyalakan
Cara kerja cranshaft position sensor (CKP) memanfaatkan sensor putaran. Namun dalam penggunaan jenis sensor, ada dua jenis yaitu sensor induktif dan sensor effect hall. Sensor induktif memanfaatkan induksi yang dihasilkan oleh pickup coil. Biasanya CKP sensor yang menggunakan induksi terdiri dari dua kabel. Sementara itu, CKP sensor yang menggunakan effect hall memanfaatkan effect hal untuk mendeteksi putaran dan posisi crankshaft. Untuk lebih jelasnya mengenai cara kerja crankshaft position sensor berikut akan dibahas satu persatu.
Sensor ini terletak pada exhaust manifold / manifold buang, berfungsi untuk mengukur kadar oksigen pada gas buang, dari kadar oksigen pada gas buang inilah nantinya dapat diketahui sempurnya tidaknya pembakaran yang terjadi di dalam silinder, contoh : jika kadar oksigen pada gas buang lebih besar dari 3% maka dapat diketahui bahwa campuran bahan bakar yang masuk ke dalam silinder terlalu kurus ( terlalu irit) sehingga oksigen tidak habis dibakar dengan bahan bakar, dan jika oksigen kurang dari 0,3% maka campuran bahan baar terlalu gemuk / boros
untuk memeriksa atau mendeteksi emisi gas buang kendaraan dengan cara mengukur kandungan oksigen di dalam gas buang.
menentukan apakah mobil bekerja dengan campuran bahan bakar terlalu kurus atau terlalu gemuk.
Dengan adanya O2 sensor maka konsumsi bahan bakar bisa jadi lebih irit serta ramah lingkungan.
Oksigen sensor akan membandingkan jumlah kandungan O2 dari sisa pembakaran dengan O2 udara luar (Artinya kandungan oksigen dalam gas buang ( 0,3 – 3 % ) dibandingkan dengan kandungan oksigen pada udara atmosfir ( 20,8 % )).
Kemudian hasil perbandingan O2 ini di konversikan oleh ZrO2 (Zirconia electrolyte) komponen pada O2 Sensor menjadi arus listrik.
Jika kandungan oksigen dalam gas buang sekitar 3 % ( campuran kurus ), O2 sensor menghasilkan tegangan 0,1 volt.
Jika kandungan oksigen dalam gas buang sekitar 0,3 % ( campuran kaya ), O2 sensor menghasilkan tegangan 0,9 volt.
Tegangan listrik inilah yang nantinya disebut sinyal output yang akan di kirimkan ke ECU sebagai informasi hasil pembakaran yang terjadi pada ruang bakar yg dideteksi melalui gas buang.
Oksigen sensor bekerja seperti switch yang secara konstan akan memberikan sinyal setiap ada perubahan campuran bahan bakar.
ECU akan menjaga campuran bahan bakar mendekati campuran ideal dengan melakukan kebalikan dari apa yang dilaporkan oleh oksigen sensor.
Jika oksigen sensor memberikan sinyal bahwa campuran bahan bakar terlalu gemuk, maka ECU akan memperpendek waktu kerja injektor untuk mengurangi jumlah bahan bakar yang disemprotkan, agar campuran menjadi lebih kurus.
Saat oksigen sensor mendeteksi bahwa campuran bahan bakar terlalu kurus ECU akan memperpanjang waktu kerja injektor untuk menambah jumlah bahan bakar yang disemprotkan, pengaturan terus menerus seperti ini akan menjaga mesin bekerja dengan campuran bahan bakar mendekati campuran ideal.
CMP sensor terdiri atas komponen elektronik 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 ECU digunakan untuk memproses kerja dari sistem EFI bersama-sama dengan signal dari sensor CKP.
Camshaft Position Sensor (CMP Sensor) berfungsi untuk memberikan data masukan ke ECU tentang posisi langkah mesin, untuk menentukan langkah isap dimana saat langkah ini terjadi pembukaan injektor / penginjeksian. CMP Sensor terdiri atas komponen elektronik 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. Pada mesin mobil tipe D - EFI letak CMP sensor berada di dekat camshaft lebih tepatnya di bagian belakang silinder head bagian atas