Sistem Pengapian (Ignition System)

Sistem Pengapian (Ignition System)

Motor pembakaran dalam ( internal combustion engine ) menghasilan tenaga dengan jalan membakar cmpuran udara dan bahan bakar di dalam silinder . Pada motor bensin, Loncatan bunga ap pda busi diperlukan untuk menyalakan campuran udara bahan bakar yang telah dikompresikan oleh tork di dalam silinder. Sedangkan pada motor diesel udara dikompresikan dengan tekanan yang tinggi menjadi sangat panas,dan bila bahan bakar disemprotkan ke dala silinder,kan terbakar secara serentak. Karena pada motor bensin proses pembakaran di mulai oleh loncatan api tegangan tinggi yang dihasilkan oleh busi, beberapa metode diperlukan untuk menghasilkan arus tegangan tinggi yang diperlukan.

Sistem pengapian pada auto mobil berfungsi unuk menaikkan tegangan bateraimenjadi 10 KV atau lebih dengan mempergunakan ignition col dan kemudian membagi-bagikan teganagn inggi tersebut ke masing-masing busi melalui distributor dan kabel tegangan tinggi. Pada motor bensin, campuran udara dan bahan bakar yang dikompresikan didalam silinder harus dibakar untuk menghasilkan tenaga sistem pengapian berfungsi untuk membakar campuran udara dan bensin didalam ruang bakar pada akhir langkah kompresi. Sistem pengapian yang digunakan adalah pengapian listrik, dimana untuk mengahsilkan percikan api digunakan tenaga listrik sebagai pemercik api.

Komponen sistim pengapian

Baterai :

Sebagai sumber tenaga listrik

Ignition Switch :

Untuk memutuskan dan menghubungkan aliran listrik dari baterai ke koil.

Fuse :

Sebagai pengaman arus listrik

Ignition Coil / Koil Pengapian

Ignition Coil :

Ignition Coil berfungsi untuk merubah arus listrik 12V yang diterima dari baterai menjadi tegangan tinggi ( 10 KV atau lebih ) untuk mengahasilkan oncatan bunag api yang kuat pada celah busi.Pada ignition coil , kumparan primer dan sekunder di gulung pada inti besi. Kumparan – kumparan ini akan menaikkan tegangan yang diterima dari baterai menjadi tegangan yang sanagt tinggi dengan cara induksi elektomagnet.

•                      Kumparan Primer .

     - Menciptakan medan magnet

     - Penampang kawatnya besar

     - Jumlah gulungan sedikit ( +/- 400 gulungan )

•                      Kumparan Sekunder.

    - Merubah induksi menjadi tegangan tinggi

    - Penampang kawat kecil

    - Jumlah gulungan banyak ( +/- 30.000 gulungan )

Ignition coil with resistor

Fungsi resistor :

            Untuk mengurangi penurunan tegangan pada Secundary Coil pada saat putaran mesin tinggi dan untuk menstabilkan arus yang masuk ke kumparan primer.

Ada 2 type resistor :

1. External resistor
2. Internal resistor

Resistor

Fungsi resistor :

Koil tanpa rersistor, nilai tahanan gulungan primer besar, sehingga membutuhkan waktu lama agar arus yang masuk ke gulungan primer mencukupi untuk pembentukan medan magnet.

Koil yang dilengkapi dengan resistor, nilai tahanan pada gulungan primer menjadi lebih kecil akibatnya arus yang masuk ke gulungan primer dapat segera mencukupi untuk pembentukan medan magnet.

Kontak pemutus ( platina / breaker point )

Fungsi :

Untuk memutuskan dan menghubungkan arus yang mengalir ke kumparan pimer, agar terjadi tegangan induksi pada kumparan sekunder.

Kontak pemutus ( platina / breaker point )

Sudut pengapian :

·               Sudut putar cam distributor saat kontak pemutus mulai membuka 1 sampai kontak pemutus mulai membuka pada tonjolan cam berikutnya 2

·                    Sudut putar cam distributor dan saat platina mulai membuka ( B ) sampai mulai membuka pada tonjolan berikutnya ( C )

Sudut dweel ( dweel angle )

            Sudut dwell :

Sudut cam distributor pada saat platina mulai menutup ( A ) sampai platina mulai membuka ( B )

Pengaruh sudut dwell :

Sudut dwell besar

•          Celah platina kecil

•          Arus yang mengalir ke primer koil terlalu lama

•          Kemagnetan jenuh

•          Platina panas

Sudut dwell kecil

•         Celah platina lebar

•         Arus yang mengalir ke primer koil terlalu singkat

•         Kemagnetan tidak tercapai maksimum

•         Tegangan induksi kumparan sekunder kurang

Condensor

Fungsi condenser :

Mencegah terjadinya loncatan bunga api listrik pada platina, dengan cara menyerap arus induksi

Governor advancer

Fungsi :

Untuk memajukan saat pengapian berdasarkan putaran mesin

Distributor
Cam (nok)

Membuka breaker point ( platina ) pada sudut crankshaft ( poros engkol) yang tepat untuk masing-masing silinder

Breaker point

Memutuskan arus listrik yang mengalir melalui kumparan primer dari ignition coil untuk menghasilkan arus listrik tegangan tinggi pada kumparan sekunder dengan jalan ( cara ) induksi magnet listrik ( electromagnetic sistem ).

Capasitor / Condensor

Menyerap loncatan bunga api yang terjadi antara breaker point pada saat membuka dengan tujuan untuk menaikkan tegangan coil sekunder.

Centrifugal Governor Advancer

Untuk memajukan saat pengapian sesuai dengan putaran mesin.

Vacuum Advancer

Memajukan saat pengapian sesuai dengan beban mesin.

Rotor

Membagikan arus listrik tegangan tinggi yang diahasilkan oleh ignition coil ke tiap – tiap busi.

Distributor Cap

Membagikan arus listrik tegangan tinggi dari rotor ke kabel tegangan tingi untuk masing-masing silinder.

Busi  / sprak plug

Arus listrik tegangan tinggi dari distributor menimbulkan bunga apidengan temperature timggi diantara elektroda tenagh dan masa dari busi untuk menyalakan campuran udara bahan bakar yang telah di kompresikan. Meskipun konstruksi dari busi sederhana,tetapi busi tersebut beroperasi pada kondisi yamg sangat berat. Temperatur elektroda busi dapat mencapai kira-kira 200 derajat celcius selama langkah pembakaran,  Tetapi kemudian akan turun drastis pada langakah hisa karena didinginkan olaeh campuran bahan bakar dan udara . Perubahan sanagt cepat dari panas ke dingin tersebut terjadi berulang-ulangkal pada saat dua putaran poros engkol.

Nilai panas Busi :

Suatu index ( harga ) yang menunjukkan jumlah panas yang dapat dipindahkan oleh busi

Busi panas :

Busi yang relatif sulit untuk membuang  panas yang diterima

Busi dingin :

Busi yang dengan cepat sekali membuang panas                  

Kondisisi busi

Kondisi Normal :

•                     Isolator berwarna kuning atau coklat muda

•                     Puncak isolator bersih, ( berwarna coklat muda atau abu – abu )

Kondisi Terbakar :

•                     Electrode terbakar. Pada permukaan kaki isolator ada partikel – partikel kecil    mengkilap yang menempel

•                      Isolator berwarna putih atau kuning

Penyebab :

•                     Campuran terlalu kurus

•                      Knocking

•                      Saat pengapian terlalu awal

•                      Type busi terlalu panas

Berkerak karena oli :

Kaki isolator elektroda sangat kotor,  warna coklat oli mesin

Penyebab :

•                     Ring piston aus

•               Bush penghantar katup / katup aus

•                     Ada penghisapan oli melalui sistim ventilasi karter ( blow by gass )

Berkerak karbon :

Kaki isolator elektroda rumah busi berkerak jelaga

Penyebab :

•                      Campuran terlalu kaya ( karburator banjir )

•                      Type busi terlalu dingin

Sistem starter

Pada motor starter umumnya dipergunakan elektromagnetik, yang terjadi pada field coil yang dirangkai secara seri dengan armature.

Karakteristik motor starter

•        Makin besar arus yang dipergunakan motor,  makin besar torsi yang dibangkitkan

•            Makin cepat berputarnya motor, makin besar gaya elektromotive yang dibangkitkan armature, tetapi semakin kecil arus yang mengalir.

Motor starter konvensional

Terdiri dari :

•           Yoke             : untuk menopang pole core.

•           Pole core       : untuk menopang field dan memperkuat medan magnet.

•           Field coil       : untuk membangkitkan medan magnet.

 Armature

Fungsi dari armature adalah untuk merubah energi listrik menjadi energi mekanik ( gerak putar ).

Brush holder dan brush negatif

Fungsi :

•                     Sebagai pemegang brush.

•                     Brush negatif untuk meneruskan arus dari armature koil ke massa.

Starter clutch ( overrunning clutch )

Fungsi :

•                     Meneruskan putaran armature ke ring gear flywheel.

•                     Mencegah terjadinya perpindahan putaran dari mesin ke armature

Cara kerja starter clutch ( overrunning clutch )

Pada saat start :

Jika outer race berputar lebih cepat dari inner race, maka roller akan terdorong oleh pegas ke sisi yang sempit, akibatnya inner race ikut berputar.

Setelah mesin hidup :

Jika inner race berputar lebih cepat dari outer race ( karena terbawa oleh putaran fly wheel ), roller akan terbawa ke sisi yang lebih lebar ( melawan pegas ), akibatnya inner race tidak berhubungan dengan outer race.

Magnetic switch

Fungsi :

•         Mendorong pinion gear agar dapat berhubungan dengan fly wheel dan memungkinkan arus yang besar dari baterai mengalir ke motor stater.

BAGIAN – BAGIAN UTAMA MOTOR BAKAR (BAGIAN YANG DIAM ( STATIS)

BAGIAN – BAGIAN UTAMA MOTOR BAKAR (BAGIAN YANG DIAM 

( STATIS)

1. Tutup Kepala Silinder ( Cylinder Head Cover )

Fungsi :

Ø    Untuk melindungi mekanisme katup yang selalu bergerak

Ø    Untuk melindungi minyak pelumas agar tidak menyiprat keluar sewaktu melumasi mekanisme katup

Bahan : paduan besi dan alumunium

2. Kepala Silinder ( Cylinder Head )

§     Kontruksinya

Kepala silinder (cylinder head) ditempatkan  di bagian atas silinder. Pada bagian bawah silinder terdapat ruang bakar dan katup-katup. Kepala silinder harus tahan terhadap temperatur dan tekanan yang tinggi selama engine bekerja. Oleh sebab itu umumnya kepala silinder dibuat dari besi tuang.

Akhir-akhir ini banyak engine yang kepala silindernya terbuaat dari paduan aluminium. Kepala silinder yang terbuat dari  paduan Aluminium memiliki kemampuan pendingin lebih besar di Banding dengan yang terbuat dari besi tuang. Pada kepala silinder dilengkapi dengan mantel pendingin yang di aliri air pendingin yang datang dari blok silinder untuk mendingin kan busi dan katup-katup.

§     Fungsi :

Ø    Sebagai tutup silinder

Ø    Bersama – sama silinder dan kepala torak membentuk ruang bakar

Ø    Tempat kedudukan katup

Ø    Tempat kedudukan poros nok 

Ø    Tempat dudukan saluran masuk dan saluran buang

Ø    Tempat pemasangan busi pada motor Otto, dan injektor pada motor Diesel

Bahan : Besi  tuang/ padun besi pada alumunium

Cara pembutan : di–cor atau di-tuang

3. Blok Silinder ( Cylinder Block )

·         Kontruksi

Blok silinder merupakan inti dari pada engine, yang terbuat dari besi tuang. Belakangan ini ada beberapa blok silinder yang dibuat dari paduan alumunium. Seperti kita ketahui, bahwa alumunium ringan dan meradiasikan  panas yang lebih efesiens di bandingkan dengan besi tuang. Blok silinder di lengkapi rangka pada bagian dinding luar untuk memberikan  kekuatan pada mesin dan membantu meradiasikan panas. Blok silinder terdiri dari beberapa lubang  tabung silinder, yang di dalamnya terdapat torak yang bergerak  Turun- naik. Silinder- silinder di tutup bagian atasnya oleh kepala silinder yang dijamin  oleh gasket  kepala silinder yang letaknya  antara blok silinder dan kepala silinder. Crankcase terpasang di bagian bawah blok silinder dan poros enkol dan bak oil termasuk dalam crankcase. Poros blok silinder juga diletakan dalam blok silinder, hanya pada tipe OHV ( over head valve ). Pada  engine yang moderen poros nok berada di dalam kepala silinder.

Silinder- silinder dikelilingi oleh mantel pendingin (water jacket ) untuk membentu pendinginan. Perlengkapan lainnya seperi tester, alternator, pompa bensin, distri butor di pasangkan pada bagian samping blok silinder.

·                     Fungsi :

Ø    Tempat pemikul beban bagian - bagian  motor yang lainnya

Ø    Tempat kedudukan silinder

Ø    Tempat keduukan poros engkol dan poros nok

Ø    Tempat saluran minyak pelumas

Ø    Tempat saluran air pandingin

Ø    Tempat saluran bilas untuk motor 2 langkah

Bahan : Besi Tuang dan Paduan Besi - Alumunium

Cara Pembuatan : dicor / dituang

Blok silinder harus memenuhi persyaratan

Ø     Kaku, pembebanan tekan tidak boleh mengakibatkan perubahan elatisitas pada bentuknya

Ø     Ringan dan kuat

Ø     Konstruksi blok dan silinder harus memperoleh pendinginan yang merata

Ø     Pemuaian panas harus sesuai dengan bagian-bagian yang terpasang pada blok tersebut (misal poros engkol, kepala silinder).

·                     Sifat Bahan Besi Tuang

a.                   Keuntungan :

Ø  Tahan terhadap tekanan

Ø  Tahan terhadap temperatur tinggi

Ø  Dapat meredam getaran

Ø  Lebih murah harganya

b.                  Kerugian

Ø  Untuk ukuran yang sama lebih berat

Ø  Mudah retak bila terjadi perubahan secara drastis

·                     Sifat Bahan Paduan Besi Alumunium

a.                   Keuntungan

Ø  Utuk ukuran yang sama lebih ringan

Ø  Menambah panas radiasi

Ø  Tidak mudah retak

Ø  motor mudah duhidupkan

b.                  Kerugian :

Ø  Mudah memuai

Ø  Jika pengencangan baud tidak merata, akan terjadi kebengkokan

Ø  Mahal harganya

·                     Pada Blok Silinder ( Cylinder Block ) Terdapat :

Ø    Silinder

Silinder adalah bagian yang mmindahkan tenaga panas ke tenaga mekanik dan untuk tujuaan ini torak menunjukan naik memadatkan gas. Untuk memperoleh tenaga mesin sebesar mungkin, di usahakan tidak terdapat kebocoran-kebocoran pada gas-gas yang terbakar diantara torak dan silinder, juga gesekan dan keausan diushakan sekecil mungkin, dengan adanya gerakan-gerakan meluncur

Bila engine digunakan dalam waktu yang cukup lama, dinding silinder akan menjadi sesikit aus, ini dapat diperbaiki dengan  mengebor kembali dinding-dinding silinder. Pekerjaan ini disebut mengebor kembali ( reboring ). Silinder-silinder yang telah dibor memerlukan pemakian torak dengan ukuran yang lebih besar ( oversize ), disebabkan bertambah besarnya diameter silinder.

Silinder harus memenuhi persyaratan

·                     Sifat luncur yang baik pada permukaan lurusnya dan tahan aus

·                     Kuat terhadap tekanan tinggi

·                     Tidak boleh mengalami perubahan bentuk akibat waktu pemakaian yang lama

·                     Konstruksi silinder harus memperoleh pendinginan yang merata

·                     Mudah dioverhoul atau diganti.

Ø    Pelapis Silinder ( cylinnder Line )

Bila dinding silinder yang terbuat dari cast iron, telah  menjadai aus, dan pengeboran tak mungkin dapat dilakukan, maka silinder masih dapat diperbaiki dengan jalan memasang pelapis silinder. 

Blok silinder terbuat dari paduaan aluminium dengan maksud mengurangi berat dan menambah panas radiasi, blok silinder yang terbuat dari cast iron pada pelapis silinder ini dapat dimasukan kedalam blok silinder. Keuntungan dari penggunaan pelapis  silinder, disebabakan bahan pelapis silinder mempunyai daya tahan yang tinggi terhadap keausan, dan tidak memerlukan penggunaan torak oversize.

Terdapat 2 macam pelapis silinder

1.                  Pelapis silinder model basah ( wet type liner )

Silinder lengkap dapat diganti dengan pelapis selinder dan bagian luar pelapis silinder ini merupakan mantel pendingin, yang mana pelapis silinder ini menerimia pendinganan langsung.

2.                  Pelapis silinder model kering ( dry type liner )

Pelapis silinder ini dimasukan kedalam blok silinder, setelah terlebih dahulu diameter di cocokan dengan diameter luar pelapis silinder, dan pelapis silinder ini tidak berhubungan langsung dengan air pendingin. Tebal pelapis silinder 2 sampai 4.

Ø            Banyaknya Silinder

Engine ini dapat kita golongkan dari banyaknya silinder. Engine dengan silinder tunggal dan engine dengan silinder banyak. Pada umumya engine mobil dilengkapi lebih dari satu silindr, jumlah silinder ini dari 2 sampi 12. pada umumya jumlah silinder pada engine adalah genap, tetapi ada juga engine-engine khusus yang mempunyai silinder berjumlah ganjil.

Pada umumnya di bawah 1000 cc mempunyai 2 atu 4 silinder, dari 1000 cc sampai 1900 cc mempunyai 4 silinder, dari 2000 cc mempunyai 4 atau 6 silinder, dan dietas 2000 cc mempunyai 6 atau 8 silinder.

Ø            Susunan Silinder-Silinder          

Silinder-Silinder Tersusun Dalam Satu Garis Memanjang, Model V, Model Horizontal berlawanan letak toraknya dan model horizontal. Selinder terbagi menjadi beberapa susunan yaitu

 Model Satu Garis ( In- Line Type )

Silinder – silinder disusun lurus dalam satu garis pada suatu balok silinder, biasanya pada mesin - masin 4 silinder atau 6 silinder, yang mana silinder kesatunya dihitung dari bagian depan engine dan silinder berikutnya disebut silinder no.2. Mesi model ini adalah yang paling sederhana kontruksinya.

 Model V ( V Type )

Blok silinder dibuat dalam bentuk V dan pada blok ini silinder - silinder tersusun lurus pada kedua bagua blok silinder. Silinder- silinder yang ada pada kedua belah pihak menghadap kearah poros engkol. 8 silinder terdiri dari 4 silinder  deri tiap sisinya ( bank ) .

Mesin model V mempunyai keuntungan antara laian putaran mesinnya rata ( balance ) dan mempunyai ukuran dan bentuk yang cukup kecil.

 Model Horizontal Berlawanan Arah

Silinder- silinder disusun horizonal dan toraknya berlawana arah satu sama lain. Model ini banyak digunakan pada mesin – masin yang berpendinginan udara. Kebaikanya pada modal mesin ini ialah rendah.

 

4.                  Tempat Penampung Minyak Pelumas ( Oil Pan )

Bagian bawah dari pada blok silinder disebut bak engkol ( Crank-Case ). Bak oli ( oil pan ) dibaut pada bak engkol dengan diberi paking atau gasket. Bak oli dibuat dari baja yang dicetak dengan dan dilengkapi dengan penyekat ( se parator ) untuk menjag agar permuakan oli tetap rata ketika kendaraan pada posisi miring.

Selain itu dirancang sedemikian rupa agar oli mesin tidak akan berpindah  ( berubah posisi permukaanya ) pada saat kendaraan berhenti secara tiba-tiba dan menjamin bekerjanya pompa oli tidak akan kekurangan oli pada setiap saat. Penyumbat oli ( drain plug ) letaknya di bagiaan bawah bak oli dan fungsinya untuk mengeluarkan oli bekas.

 

Fungsi Penampung Minyak Pelumas ( Oil Pan )

    

Pada motor 4 langkah :

Ø    Tempat penampungan minyak pelumas

Ø    Sebagi pelindung lomponen bagian bawah motor yang bergerek

Pada motor 2 langkah :

Ø    Tempat sirkulasi campuran bahan bakar udara pada motor Otto

Ø    Tempat sirkulasi udara pada motor diesel, harus kedap bocor

Ø    Sebagai pelindung komponen bagian bawah motor yang bergerak

BAGIAN – BAGIAN UTAMA MOTOR BAKAR (BAGIAN YANG BERGERAK ( DINAMIS))

BAGIAN – BAGIAN UTAMA MOTOR BAKAR (BAGIAN YANG BERGERAK ( DINAMIS))

Bagian komponen utama motor bakar yang dinamis adalah bagian komponen yang melakukan gerakan mekanik yang berupa gerakan translasi mapun rotasi dimana gerakan ini timbul dari hasil reaksi pembakaran dalam silinder kerja. Bagian komponen utama motor yang dinamis ini berlaku dalam semua pesawat kerja.. Adapun bagian komponen utama motor bakar yang dinamis ini antara lain : 

1.      Torak

Torak bergerak naik turun didalam silinder untuk langkah hisap, kompressi, pembakaran, dan pembuangan. Fungsi utama torak untuk menerima tekanan pembakaran dan meneruskan tekanan untuk memutarkan poros engkol melalui batang torak ( connetcting rod ). Torak terus menerus menerima temperature dan tekanan yang tinggi sehingga hartus dapat tahan saat engine beroperasi pada kecepatan tinggi untuk periode yang lama. Pada umumnya torak terbuat dari paduan alumunium, selain lebih ringan radiasi panasnya juga lebih efisien dibandingkan material lainya.

Pada saat torak menjadi panas akan terjadi sedikit pemuaian dan mengakibatkan diameternya akan bertmbah. Hal ini menyabakan adanya gaya gesek besar yang dapat merusak dinding silinder sehingga kinerja engine menjadi berkurang dan menyebabkan over heating. Untuk mencegah hal ini pada engine harus ada semacam celah yaitu jarak yang tersedia untuk temperatur ruang yaitu kurang lebih 25º antara torak dan silinder. Jarak ini disebut piston clearance.celah ini bervariasi dan ini tergantung dari model enginenya, dan pda umumnya antara 0,02-0,12 mm.

Pada torak terdapat pegas torak ( ring piston ) yang dipasang dalam alur ring ( ring groove ) pada torak. Diameter luar ring torak sedikit lebih besar dibanding  dengan torak itu sendiri. Ketika terpasang pada torak, karena pegas torak sifatnya elastis menyebabkan mengembang, sehingga menutup dengan rapat pada dinding silinder silinder. Pegas torak terbuat dari bahan yang dapat bertahan lama. Umumnya terbuat dari baja tuang spesial, yang tidak merusak dinding silinder. Jumlah pegas torak bermacam-macam tergantung jenis engine dan pada umunya 3 sampai 4 pegas torak untuk setiap toraknya. Pegas torak mempunyai tiga peranan yaitu :

1.      Mencegah kebocoran campuran udara dan bahan bakar dan gas pembakaran yang melalui celah antara torak dan dinding silinder.

2.      Mencegah oli yang melumasi torak dan silinder masuk keruang bakar.

3.      Memindahkan panas dari torak ke dinding silinder untuk membantu medinginkan torak.

Pegas torak terdiri dari dua jenis yaitu :

1.      Pegas kompresi 

2.      Pegas pengontrol oli

2.      Batang Torak ( Connecting Rod ) 

Batang torak ( connecting rood ) menghubungkan torak ke poros engkol dan selanjutya meneruskan tenaga yang dihasilkan oleh torak ke pores engkol. Bagian ujung batang torak yang berhubungan dengan pena torak sidebut small rod. Sedang yang lainnya yang berhubungan dengan poros engkol disebut big end. Crank pin berputar pada kecepatan tinggi didalam big end, dan mengakibatkan temperature mejadi tinggi. Untuk menghindari hal tersebut yang diakibatkan panas, metal dipasangkan didalam big end. Metal harus dilumasi dengan oli dan sebagian dari oli dipercikan dari lubang oli kebagian dlam torak untuk mendinginkan torak.

3.      Pena Torak ( Piston Pin )

Pena torak menghubungkan torak dengan bagian ujung yang kecil ( small end ) pada batang torak. Dan meneruskan tekanan pembakaran yang berlaku pada batang torak. Pena torak berlubang didalamnya untuk mengurangi berat yang berlebihan dan kedua ujung ditahan oleh bussing pena torak ( piston pin boss ). Pada kedua ujung pena ditahan oleh dua buah pegas pengunci 9 snap ring ). Pada engine dua langkah pena torak dilapisi bantalan yang berupa bearing.

4.      Poros Engkol ( Crank Shaft )

Tenaga yang digunakan untuk menggerkan roda kendaraan dihasilkan oleh gerakan batang torak dan dirubah menjadi gerak putar pada poros engkol. Poros engkol menerima beban yang besar dari torak dan batang torak serta berputar pda kecepatan tinggi. Dengan alasa tersebut poros engkol umumnya dibuat dari baja carbon dengan tingkatan serta mempunyai daya tahan yag tinggi.

5.      Mekanisme Katup

Pada motor 4 langkah mempunyai satu atau dua atau tiga katup masuk dan katup buang pada setiap ruang bakar. Campuran udara dan bahan bakar masuk ke silinder melalui katup masuk, dan gas bekas keluar melalui katup buang mekanisme yang membuka dan menutup katup ini disebut mekanisme katup. Mekanisme katup digerakan oleh poros bubungan atau disebut sebagai cam shaft. Cam shaft berfungsi sebagai durasi pada timing pembakaran. Berikut beberapa ini type mekainsme katup yang dibuat :

·         Tipe Over Head valve ( OHV ). Mekanisme katup ini sederhana dan high reliability. Penempatan camshaftnya  pada blok silinder, dibantu dengan valve lifter dan push rod antara rocker arm.

·         Tipe Over Head Cam ( OHC ). Pada type ini camshaft ditempatkan diatas kepala silinder, dan cam langsung menggerakan rocker arm tanpa melaui lifter dan push rod. Camshaft digerakan oleh poros engkol melalui rantai atau tali penggerak. Tipe ini lebih rumit dibandingkan dengan OHV, tetapi tidak menggunakan lifter dan push rod sehingga berat bagian yang bergerak mnejadi berkurang. Kemampuan pada kecepatan tinggi cukup baik, karena katup-katup membuka dan menutup lebih tetap pada kecepatan tinggi.

·         Tipe Double Over Head Cam ( DOHC ). Dua camshaft ditempatkan pada kepala silinder untuk menggerakan masing-masing katup masuk dan katup buang. Pada sistim ini ada yang menggunakan rocker arm dan ada juga yang tidak. Namun kebanyakan tidak menggunakan rocker arm. Berat gerakannya jadi berkurang, membuka dan menutupnya katup-katup mejadi lebih presisi pada saat putaran tinggi. Kontruksi tipe ini sangat rumit, tetapi kemampuan gerakannya sangat tinggi dibandingkan dengan SOHC.      

6.      Roda Penerus ( Fly Weel )

Roda penerus dibuat dari baja tuang denan mutu yang tinggi yan diikat oleh baut pada bagian belakang poros engkol pada kendaraan yang menggunakan transmisi manual. Poros engkol menerima tenaga putar ( rotational force ) dari torak selama langkah usaha. Tapi tenaga itu hilang pada langkah-langkah lainnya seperti, inertia loss, dan kehilangan akibat gesekan.

Roda penerus menyimpan tenaga putar ( inertia ) selama proses langkah lainya kecuali langkah usaha oleh sebab itu poros engkol berputar secara terus-menerus. Hal ini menyebabkan engine berputar dengan lembut diakibatkan getaran tenaga yang dihasilkan. 

Sistem GPS

 GPS

Pengertian GPS adalah sistem navigasi yang menggunakan satelit yang didesain agar dapat menyediakan posisi secara instan, kecepatan dan informasi waktu di hampir semua tempat di muka bumi, setiap saat dan dalam kondisi cuaca apapun.
Sedangkan alat untuk menerima sinyal satelit yang dapat digunakan oleh pengguna secara umum dinamakan GPS Tracker atau GPS Tracking, dengan menggunakan alat ini maka dimungkinkan user dapat melacak posisi kendaraan, armada ataupun mobil dalam keadaan Real-Time.

Cara Kerja GPS

Bagian yang paling penting dalam sistem navigasi GPS adalah beberapa satelit yang berada di orbit bumi atau yang sering kita sebut di ruang angkasa. Satelit GPS saat ini berjumlah 24 unit yang semuanya dapat memancarkan sinyal ke bumi yang lalu dapat ditangkap oleh alat penerima sinyal tersebut atau GPS Tracker. Selain satelit terdapat 2 sistem lain yang saling berhubungan, sehingga jadilah 3 bagian penting dalam sistem GPS. Ketiga bagian tersebut terdiri dari: GPS Control Segment (Bagian Kontrol), GPS Space Segment (bagian angkasa), dan GPS User Segment (bagian pengguna).
GPS Control Segment
Control segment GPS terdiri dari lima stasiun yang berada di pangkalan Falcon Air Force, Colorado Springs, Ascension Island, Hawaii, Diego Garcia dan Kwajalein. Kelima stasiun ini adalah mata dan telinga bagi GPS. Sinyal-sinyal dari satelit diterima oleh bagian kontrol, kemudian dikoreksi, dan dikirimkan kembali ke satelit. Data koreksi lokasi yang tepat dari satelit ini disebut data ephemeris, yang kemudian nantinya dikirimkan ke alat navigasi yang kita miliki.
GPS Space Segment
Space Segment adalah terdiri dari sebuah jaringan satelit yang tediri dari beberapa satelit yang berada pada orbit lingkaran yang terdekat dengan tinggi nominal sekitar 20.183 km di atas permukaan bumi. Sinyal yang dipancarkan oleh seluruh satelit tersebut dapat menembus awan, plastik dan kaca, namun tidak bisa menembus benda padat seperti tembok dan rapatnya pepohonan. Terdapat 2 jenis gelombang yang hingga saat ini digunakan sebagai alat navigasi berbasis satelit. Masing-masingnya adalah gelombang L1 dan L2, dimana L1 berjalan pada frequensi 1575.42 MHz yang bisa digunakan oleh masyarakat umum, dan L2 berjalan pada frequensi 1227.6 Mhz dimana jenis ini hanya untuk kebutuhan militer saja.
GPS User Segment
User segment terdiri dari antenna dan prosesor receiver yang menyediakan positioning, kecepatan dan ketepatan waktu ke pengguna. Bagian ini menerima data dari satelit-satelit melalui sinyal radio yang dikirimkan setelah mengalami koreksi oleh stasiun pengendali (GPS Control Segment).

Fungsi dan Kegunaan GPS

Untuk apa tujuan Amerika Serikat membuat sistem GPS yang notabene telah memakan biaya sangat besar untuk biasa pembuatan, pengoperasian dan perawatan. Tentunya bukan tanpa manfaat, ada banyak manfaat yang bisa didapatkan dari sistem navigasi GPS bagi masyarakat seluruh dunia dan khususnya bagi pemerint Amerika Serikat itu sendiri. Beberapa fungsi dan kegunaan GPS tersebut bisa dibagi kepada 5 poin, yaitu:
GPS untuk Militer
GPS dapat dimanfaatkan untuk mendukung sistem pertahanan militer. Lebih jauh dari itu bisa memantau pergerakan musuh saat terjadi peperangan, juga bisa menjadi penuntun arah jatuhnya bom sehingga bisa lebih tertarget.
GPS untuk Navigasi
Dalam kebutuhan berkendara sistem GPS pun sangat membantu, dengan adanya GPS Tracker terpasang pada kendaraan maka akan membuat perjalanan semakin nyaman karena arah dan tujuan jalan bisa diketahui setelah GPS mengirim posisi kendaraan kita yang diterjemahkan ke dalam bentuk peta digital.
GPS untuk Sistem Informasi Geografis
GPS sering juga digunakan untuk keperluan sistem informasi geografis, seperti untuk pembuatan peta, mengukur jarak perbatasan, atau bisa dijadikan sebagai referensi pengukuran suatu wilayah.
GPS untuk Sistem Pelacakan Kendaraan
Fungsi ini hampir sama dengan navigasi, jika dalam navigasi menggunakan perangkat penerima sinyal GPS berikut penampil titik koordinatnya dalam satu perangkat, sedangkan untuk kebutuhan sistem pelacakan adalah alat penampil dan penerima sinyal berbeda lokasi. Contohnya kita bisa mengetahui lokasi kendaraan yang hilang dengan melihat titik kordinat yang dihasilkan dari alat yang terpasang dalam kendaraan tersebut, untuk melihatnya bisa melalui media smartphone atau alat khusus lainnya.
GPS untuk Pemantau Gempa
Saat ini teknologi GPS yang terus ditingkatkan menghasilkan tingkat ketelitian dan keakuratan yang sangat tinggi sehingga GPS dapat dimanfaatkan untuk memantau pergerakan tanah di bumi. Dengan hal itu maka para pakar Geologi dapat memperkirakan kemungkinan terjadinya gempa di suatu wilayah.

Mikrokontroler

Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah komputer mikro dalam satu chip tunggal. Mikrokontroler memadukan CPU, ROM, RWM, I/O paralel, I/O seri, counter-timer, dan rangkaian clock dalam satu chip seperti terlihat pada Gambar 2. Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus. Cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data. Sebagai contoh, bayangkan diri Anda saat mulai belajar membaca dan menulis. Ketika Anda sudah bisa melakukan hal itu maka Anda bisa membaca tulisan apapun baik buku, cerpen, artikel, dan sebagainya, dan Andapun bisa menulis hal-hal sebaliknya. Begitu pula jika Anda sudah mahir membaca dan menulis data maka Anda dapat membuat program untuk membuat suatu sistem pengaturan otomatis menggunakan mikrokontroler sesuai keinginan Anda.

Gambar: Blok Diagram Mikrokontroler

Sama halnya dengan mikroprosesor, mikrokontroler adalah piranti yang dirancang untuk kebutuhan umum. Fungsi utama dari mikrokontroler adalah mengontrol kerja mesin atau sistem menggunakan program yang disimpan pada sebuah ROM.

Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiah dapat disebut sebagai “pengendali kecil” dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini.

Mikrokonktroler digunakan dalam produk dan alat yang dikendalikan secara automatis, seperti sistem kontrol mesin, remote control, mesin kantor, peralatan rumah tangga, alat berat, dan mainan. Dengan mengurangi ukuran, biaya, dan konsumsi tenaga dibandingkan desain menggunakan mikroprosesor memori dan alat input output yang terpisah, kehadiran mikrokontroler membuat kontrol elektrik untuk berbagai proses menjadi lebih ekonomis. Dengan penggunaan mikrokontroler ini maka:

1. sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas,
2. rancang bangun sistem elektronik dapat dilakukan lebih cepat karena sebagian besar sistem merupakan perangkat lunak yang mudah dimodifikasi,
3. gangguan yang terjadi lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak.

Namun, mikrokontroler tidak sepenuhnya dapat mereduksi komponen IC TTL dan CMOS yang seringkali masih diperlukan untuk aplikasi kecepatan tinggi atau sekedar menambah jumlah saluran masukan dan keluaran (I/O). Dengan kata lain, mikrokontroler adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer karena mikrokontroler telah mengandung beberapa periferal yang langsung bisa dimanfaatkan, misalnya port paralel, port serial, komparator, konversi digital ke analog (DAC), konversi analog ke digital dan sebagainya hanya menggunakan sistem minimum yang sederhana.

Agar sebuah mikrokontroler dapat berfungsi, maka mikrokontroler tersebut memerlukan komponen eksternal yang kemudian disebut dengan sistem minimum. Untuk membuat sistem minimum paling tidak dibutuhkan sistem clock dan reset, walaupun pada beberapa mikrokontroler sudah menyediakan sistem clock internal, sehingga tanpa rangkaian eksternal pun mikrokontroler dapat beroperasi.

Untuk merancang sebuah sistem berbasis mikrokontroler, kita memerlukan perangkat keras dan perangkat lunak, yaitu sistem minimum mikrokontroler, software pemrograman dan kompiler, serta downloader. Yang dimaksud dengan sistem minimum adalah sebuah rangkaian mikrokontroler yang sudah dapat digunakan untuk menjalankan sebuah aplikasi. Sebuah IC mikrokontroler tidak akan berarti bila hanya berdiri sendiri. Pada dasarnya, sebuah sistem minimum mikrokontroler AVR memiliki prinsip dasar yang sama dan terdiri dari 4 bagian, yaitu:

1. prosesor, yaitu mikrokontroler itu sendiri,
2. rangkaian reset agar mikrokontroler dapat menjalankan program mulai dari awal,
3. rangkaian clock, yang digunakan untuk memberi detak pada CPU,
4. rangkaian catu daya, yang digunakan untuk memberi sumberdaya.

Pada mikrokontroler jenis-jenis tertentu (misalnya AVR), poin 2 dan 3 sudah tersedia di dalam mikrokontroler tersebut dengan frekuensi yang telah diatur oleh produsen (umumnya 1MHz,2MHz,4MHz,dan 8MHz), sehingga pengguna tidak memerlukan rangkaian tambahan. Namun bila pengguna ingin merancang sistem dengan spesifikasi tertentu (misalnya komunikasi dengan PC atau handphone), maka pengguna harus menggunakan rangkaian clock yang sesuai dengan karakteristik PC atau HP tersebut, biasanya menggunakan kristal 11,0592 MHz, untuk menghasilkan komunikasi yang sesuai dengan baud rate piranti yang dituju.

Keluarga AVR

Secara umum, mikrokontroler terbagi menjadi tiga keluarga besar yang ada di pasaran, yaitu: Keluarga MCS51, Keluarga AVR, dan Keluarga PIC. Setiap keluarga mempunyai ciri khas dan karakteriktik masing-masing. Dalam pelatihan kali ini akan dibahas Keluarga AVR.

Mikrokontroler Alv and Vegard’s Risc processor, atau sering disingkat AVR, merupakan mikrokontroler RISC 8 bit. Penggunaan teknologi RISC ini menyebabkan sebagian besar kode instruksi dikemas dalam satu siklus clock. AVR adalah jenis mikrokontroler yang paling sering digunakan dalam bidang elektronika dan instrumentasi.

AVR umumnya dapat dikelompokkan dalam empat kelas. Pada dasarnya perbedaan masing-masing kelas adalah pada memori, periferal, dan fungsinya. Keempat kelas tersebut adalah keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan AT86RFxx.

Gambar: ATTiny 2313

Gambar: AT90S 1200

Gambar: AT86RF 231

Gambar: ATMEGA 8535

ATMEGA 8535/16/32

Merupakan mikrokontroler seri ATMEGA berbasis arsitektur AVR 8 bit. Secara fisik ketiga jenis mikrokontroler tersebut sama dan bisa digunakan pada sistem minimum yang sama pula. Perbedaan ketiga mikrokontroler tersebut adalah spesifikasi memori yang dibunakan. Berikut tabel perbandingan ketiga mikrokontroler tersebut.

Tabel: Perbandingan ATMEGA 8535, 16, dan 32

Gambar: Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMEGA 16, 32, dan 8535

ATTINY 2313

ATtiny2313 merupakan seri mikrokontroler dengan arsitektur AVR 8 bit. Walaupun memiliki arsitektur yang sama, ATTINY berbeda dari ATMEGA dari segi fitur dan memori. Bandingkan ATMEGA 8535 yang memiliki memori flash 8 KB dengan ATTINY 2313 yang hanya memiliki memoriflash sebesar 2 KB. Secara fitur, ATMEGA menyertakan fitur ADC dalam satu kemasan IC sedangkan ATTINY 2313 tidak memiliki fitur tersebut. Selain itu kecepatan maksimal ATTINY 2313 hanya sampai 8 MHz saja, berbeda dengan seri ATMEGA 16 yang sanggup hingga 16 MHz. Konfigurasi pin dari mikrokontrolerATTINY 2313 dapat dilihat pada Gambar dibawah ini.

Gambar: Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATtiny2313