Pengapian Elektronik

Dalam beberapa tahun belakangan ini orang telah berhasil menciptakan rangkaian - rangkaian pengapian elektronik, mulai dari pengapian transistor sederhana, yang hanya menyingkirkan beban arus dari titik pemutus kontak, sampai kepada sistem pengapian pengosongan muatan kapasitif yang canggih, yang disertai pembatasan kecepatan mesin, pewaktuan tanpa kontak, dan pengendalian tegangan konstan kapasitor pengosongan. Dengan sistem ini dinyatakan bahwa keandalan sistem berhasil ditingkatkan. Namun pada kenyataannya yaitu sebelum sistem pengapian elektronik dipasang pada mobil, kebanyakan mobil memiliki setelan pewaktuan yang kurang layak, karena aksi itu pemeriksaan sistem pengapian belaka tidak akan banyak menoling meningkatkan keandalan mboil.

Rangkaian yang dipaparkan di sini secara kasar melukiskan prinsip sistem pengapian pengosongan muatan kapasitif (CDI = Capasitive Discharge Ignition). Unit ini menawarkan banyak keuntungan, di antaranya ia tidakperlu diperluas untuk menggantikan titik - titik pemutus kontak dengan metode pewaktuan pengapian tanpa kontak. Keuntungan utamanya adalah plug dan titik pemutus kontak akan bertahan lebih lama, selain itu penyalaan mesin konsisten terhadap tegangan baterai yang kecil. Yang patut dicatat juga adalah pengiritan jumlah pemakaian bensin pada kecepatan mesin yang tinggi, karena efek getaran kontak telah diturunkan, sehingga pewaktuan dapat dipertahankan secara konsisten. Erosi busi akan berkurang, karena arus bunga api terdiri atas dua paruhan siklus yang berlawanan namun hampir sama besarnya, sementara itu arus pemutus kontak telah diturunkan sampai 250 mA saja, sehingga dapat dipastikan bahwa cadangan oksigen dan pelumas tersedia cukup layak pada kontak.

Cara kerja rangkaian

Rangkaian pengapian elektronik untuk kendaraan sistm bumi negatif diperlihatkan dalam gambar di bawah ini. TR1, TR2, R1. R2, dan lilitan primerT1membentuk suatu multivibrator astabil yang frekuensinya tergantung pada tetapan waktu L/R yaitu induktansi diri pada masing - masing paruhan lilitan primer T1 dan resistansi total R1 dan R2. Kurang lebih gelombang persegi dengan polaritas berlawanan akan muncul pada kolektor TR1 dan TR2 . akibatnya dua buah paruhan lilitan primer trafo masuk ke dalam push - pull. Keluaran penaik tegangan lilitan sekunder trafo akan diserahkan oleh jembatan dioda D4 - D7, sehingga tegangan 350 V kiran - kira akan muncul melintasi anoda ke katoda CSR1 bila unit pengapian tidak dibebani (mesin tidak dihidupkan). Jadi C3 mengisi melalui koil pengapian dengan R3 sebagai pembatas arus pengisian. Dengan anggapan C2 tidak bermuatan ketika pemutus kontak membuka, oleh R6 pulsa arus dialirkan menuju C2 melalui lintasan maju impedansi rendah D8 dan persambungan gerbang - katoda CSR1. Dengan pulsa ini, CSR! akan on dengan cepat, sehingga C3 dapat mengosongkan muatannya ke dalam lilitan primer koil pengapian. Kenaikan arus yang amat cepat dalam lilitan primer ini akan menginduksi pulsa tegangan yang amat besar dalam lilitan sekunder, yang selanjutnya akan diumpankan menuju busi melalui distributor. Karean muatan C3 terkuras, arus pulsa akan berkurang menuju nol, CSR1 off, sejumlah energi pulsa tersimpan sebagai energi medan magnet dalam koil pengapian. Dan karena medan menghilang, GGL mundur yang diinduksian dalam lilitan primer akan mengisi lagi C3 memlui dioda- dioda dalam jempatan penyearah secara parsial. dan selanjutnya siap untuk menerima pulsa berikutnya. Dalam periode yang singkat selama CSR1 on, R3 akan membatasi arus dari transformator inverter dan memastikan bahwa kondisi hubung singkat tidak akan mempengaruhi kerja inverter. Setelah pulsa berlalui, C2 masih tetap mengisi sampai pemutus kontak menutup kembali, di mana komponen ini akan mengosongkan muatannya secara lamabat melaui R5, dengan D8 mendapat tegangan panjarnya secara lambat melalui R5, denga D8 mendapat tegangan panjar mundur. Aksi ini secara sporadis membatasi pemicuan yang disebabkan oleh getaran pemutus kontak yang sering terjadi pada kecepatan mesin yang tinggi. Dengan cara yang sama dia juga membatasi kecepatan mesin pada suatu nilai ketika pengosongan muatan secara memadai berlangsung melalui R5, sementara pemutus kontak masih tertutup agar nantinya dapat memberikan pulsa pemicu yang diperlukan ketika pemutus membuka kontak lagi. Dalam sistem yang konvensional, baterai 12 V dihubungkan melintasi lilitan primer koil melalui pemutus kontak, lazimnya juga melalui resistor balast 1 ohm atau kurang. Jadi bila titik pemutus kontak ini tetutup , arus yang besar akan mengalir melalui koil, meskipn kenaikan arus ini diperlambat akibat adanya induktansi lilitan primer koil, meskipun kenaikan arus ini diperlambat akibat adanya induktansi lilitakn primer koil dan GGL penggerak yang kecil. Ketika titik ini membuka, arus dipaksa berhenti dengan cepat, akibatnya pada gulungan primer koil pengapian akan terjangkit GGL mundur yang besar yang selanjutnya akn ditingkatkan oleh gulungan sekunder koil dan diumpankan pada busi melalui distributor. Setelah unit pengapian elektronik terpasang, arus dalam titik pemutus kontak akan berkurang sampai kira - kira 250mA dan tak induktif, jauh lebih kecil bila dibandingkan arus 10A atau lebih dan induktif dalam sistem yang konvensional. Bagi anda yang telah berpengalaman , versi unit untuk kendaraan sistem bumi positif dapat anda kerjakan dengan menggunakan transistor untuk membalikkan sisi negati yang diperoleh bila pemutus kontak membuka, sehingga pulsa menuju positif dapat dicatukan untuk memicu CSR1.

Pemilihan Komponen

Bila detil konstruksi yang diberikan di sini diikuti, tak ada hal - hal yang akan menyulitkan Anda. D4 - D7 memiliki batas tegangan 1000V untuk pengamannya, sedangkan D2 , D3 dan D8 dipilih dengan jenis yang sama untuk kesesuaiannya, batas tegangan mundurnya bisa mencapai 100 V. C3 harus dari jenis kualitas tinggi, sebab ia akan menahan arus pengosongan puncak yang tinggi. Kapasitor ini memang dirancang secara khusus untuk unit pengosongn kapasitif yang disarankan di sini. Komponen kritis berikutnya adalah thyristor, untuk ini di sini dipilih jenis 2N4444. Komponen ini mampu menahan arus sentak yang amat tinggi, di samping itu chip internalnya relatif besar mampu mendisipasikan energi puncak yang besar. Transformator T1 yang digunakan dalam inverter adalah transformator jala - jala standar yang memiliki dua buah lilitan sekunder 9V yang masing - masing memiliki batas arus 500mA.

Konstruksi

Pekerjaan ini diawali dengan membangun rakitan tagboard kecil seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Tagboard ini memuat rangkaian pemicu dan jembatan penyearah. Veroboard tidak dianjurkan di sini, karena penyearah akan menangani tegangan sebesar 350 - 400 V. Lubangilah kotak alumunium yang sesuai untuk menampung seluruh komponen, tempatkan kedua transistor TR1 dan TR2 dengan isolasi mika, tambahkan isolasi plastiknya dan berikan perekat silikon. Periksalah apakah transisor - transistr tersebut telah terisolasi secara elektrik dengan kotak. Dioda D2 dan D3 disolderkan melintasi persambungan emiter - basis TR1 dan TR2, amati polaritasnya, sementara resistor R1 dan R2 dihubungakan di antara basis yang satu dengan kolektor yang lain. Kini transformator dapat dipasang dengan, tag solder untuk hubungan tanah ditempatkan di bawah sekrup dudukan, dan terminal lilitan '0' dihubungkan pada terminal lilitan '9' yang lain melalui persambungan D1 dan C1 pada tagboard. Terminal lilitan sekunder dapat dihubungkan pada titik - titik yang bersesuaian dalam tagboard. Tempatkan CSR1 menggunakan isolasi mika, perekat silikon, dan sekrup nylon melalui lubang tengah untuk keamanannya. Kapasitor pengosongan C3 ditaruh dengan aman dengan penjepit. Sebuh blok konektor sekerup plastik pada bagian luar kotak dalam prototip di sini. Gunakan rubber grommet untuk menangani kawat yang mencuat dari kotak, oleskan cairan tersebut setelah anda merakitnya agar diperoleh segel yang rapat. Pada gambar di atas menunjukkan rakitan dan detil antar hubungannya.

Pemasangan unit

Pilihlah permukaan datar yang cocok dekat koil, dalam bilik mesin jauh dari sumber panas, untuk menempatkan unit ini. Siapkan empat buat lubang dudukan di setiap sudut kotak untuk menempatkan unit. Oleskan perekat secukupnya di sekitar lubang dudukan, gunakan pelat tahan goncangan untuk menyakinkan adanya kontak elektrik yang baik di antar kotak dan metal. Singkirkan kedua kawa tegangangan rendah dari koil dan periksalah apakah resistansi ballast telah dipasang entah dalam bentuk resistor atau dalam bentuk kawat resistansi dalam kawat aslinya di antara koil dan saklar pengapian. Hubungkan kawat ini pada terminal catu pengapian elektronik tanpa melepaskan kawat resistansi terlebih dulu. Hubungkan kawat yang lain, yang sebelumnya dihubungkan oleh koil pada pemutus kontak, pada terminal CB (pemutus arus). Hubungkan kawat dari terminal koil bertanda + pada terminal coil + dan kawat koil terakhir dari hubungan - koil pada terminal ground (tanah) uni ini. Antar hubungan ini akan dibuat dengan kawat yang mampu menangani arus sekurang - kurangnya 4A (disarankan menggunakan kawat serat 23/0,2 atau yang lebih tebal), dan pakailah konektor lucar blade 0,25 inci untuk menyesuaikan dengan terminal yang ada.

Hubungkan voltmeter pada kisar 500 V atau lebih di antara anoda CSR1 dan tanah. Hidupkan pengapiannya, periksalah apakah tegangan ini bernilai 300 - 400 V, bila inverter bekerja dengan baik, trafo akan mendengung. Hidupkan mesin secara normal, amatilah tegangan yang melintasi CSR1, nilainya tak boleh lebih rendah dari 150 - 200 V ketika keceptan mesin dinaikkan hingga kurang lebih 6000 putaran / menit. Bila ini tidak memperbaiki situasi yang ada, cobalah terlebih dahulu dengan memintas resistansi ballast jika ada. Bial masih belum berhasil, maka kemungkinan transistor inverter yang digunakan berasal dari kualitas yang jelek atau salah satu dioda D4 -D7 dalam jembatan penyearaha ada yang rusak atau memang transformator inverternya memiliki batas arua yang rendah. Tampaknya untuk komponen thyristor CSR1 dan kapasitor pengisian C3 (kedua komponen ini sering rusak) yang dipilihkan di sini jarang rewel kecuali anda sial. Kedua komponen ini memang amat diperlukan dan dalam pemakaiannya mereka mendapat tekanan yang tinggi sehingga sering rusak. Bila digunakan komponen substandar, unit pengapian boleh jadi akan gagal bekerja pada saat yang tidak menguntungkan, misalnya ketika mobil dijalankan dalam kecepatan yang tinggi. Sistem pengapian ini dapat diubah dari elektrik ke konvensional dengan cepat hanya dengan memasangkan kembali kedua kawat koil pengapian sebelumnya, agar unit ini tidka dapat beroperasi sama sekali. Setelah unit terpasang, lakukan pengujian pewaktuan pada titik - titik pemutus kontak dan spark plug yang baru untuk memastikan apakah mobil telah disetel dengan baik untuk jangka waktu yang lebih lama dibandingkan sistem yang konvensional. Beberapa sistem elektronik menyatakan keuntungan - keuntungan tambahan bila celah busi diperlebar, namun dalam praktekya dianjurkan untuk melebarkannya di ats 1,5 kali panjang aslinya, sebab tekanan tambahan akan dikenakan pada isolasi lilitan koil pengapian.