Cara Mengetahui Sistem Pengisian (CHARGING SYSTEM) Sepeda Motor – Sistem kelistrikan pada sebuah kendaraan seperti sepeda motor atau mobil, pastinya memiliki sistem pengapian, sistem penerang, sistem stater dan peralatan instrumen kelistrikan lainnya yang membutuhkan sumber listrik supaya sistem-sistem tersebut dapat berfungsi dengan maksimal. Sistem ini merupakan sebuah sistem yang memiliki fungsi untuk menyediakan atau menghasilkan arus listrik yang nantinya akan dimanfaatkan oleh komponen-komponen kelistrikan pada kendaraan dan sekaligus mampu mengisi ulang arus pada baterai. Sedangkan sumber listrik dalam baterai tersebut akan habis jika terus-menerus dipakai untuk menghidupkan, (mensuplai) sistem kelistrikan pada sepeda motor tersebut. Dan untuk mengatasi hal tersebut, maka pada sebuah kendaraan sepeda motor pastinya dilengkapi dengan sistem pengisian (charging system).

sistem-pengisian-charging-system-sepeda-motor

Dengan demikian supaya baterai siap selalu untuk pakai dalam arti muatan-nya selalu penuh, maka harus ada suatu sistem yang dapat mengisi ulang muatan. Secara umum-nya bahwa sistem pengisian berfungsi untuk menghasilkan sebuah energi listrik supaya bisa mengisi kembali. Dan mempertahankan kondisi energi listrik pada baterai supaya tetap stabil. Dan di samping itu, menyuplai energi listrik secara langsung ke sistem-sistem kelisttrikan, khususnya bagi sepeda motor yang menggunakan flywheel magneto (tidak dilengkapi dengan baterai). Maka selama mesin nyala, sistem pengisian yang akan menyuplai arus listrik bagi semua komponen kelistrikan yang ada, akan tetapi jika pemakaian arus tidak terlalu banyak dan ada kelebihan arus, maka arus akan mengisi muatan di baterai. Berdasarkan fungsi diatas, maka sistem pengisian yang baik setidaknya harus memenuhi persyaratan berikut ini :

Komponen Sistem Pengisian

  1. Kunci

Kunci berfungsi sebagai pemutus dan penghubung arus dari baterai keregulator.

  1. Sikat Brush

Sikat berfungsi untuk mengalir arus listrik dari regulator ke rotor coil.

  1. Pulley

Pulley berfungsi sebagai sumber arus dan media penyimpanan Generator atau alternator berfungsi untuk menghasilkan energi. Berfungsi untuk tempat V belt penggerak alternator yang memindahkan gerak putar mesin untuk memutar alternator.

  1. Regulator

Regulator berfungsi untuk mengatur arus dan tegangan yang dihasilkan oleh alternator. Harus yang dihasilkan oleh alternator sampai putaran 2000 rpm sebesar 10 A atau kurang, namun saat beban lampu dihidupkan maka harus yang dihasilkan pada putaran 2000 rpm sebesar 30 A atau lebih sesuai kapasitas dari alternator dan beban listriknya. Tegangan yang dihasilkna alternator dijaga tetap stabil pada 13,8-14,8 Volt.

  1. Baterai

Baterai merupakan salah satu sumber dan media penyimpanan arus pengisian fungsi lainnya sebagai pemasok arus listrik untuk kebutuhan lampu waktu kendaraan berhenti/jam elektronik parkir di malam hari dan sebagianya ketika mesin mati. Ketika mesin nyala, maka aki akan berhenti bekerja. Karena hanya menerima pengisian yang di kirim oleh alternator.

  1. Kipas (Fan)

Kipas (Fan) berfungsi untuk mendinginkan komponen alternator yaitu dioda maupun kumpuran pada alternator.

  1. Dioda (Rectifier)

Sedangkan untuk dioda berfungsi untuk menyearahkan arus AC yang dihasilkan oleh stator coil menjadi arus DC, disamping itu juga berfungsi untuk menahan agar arus dari baterai tidak mengalir ke stator coil. Sifat dioda adalah meneruskan arus listrik satu arah. Pada alternator jumlah diode terdiri dari 6 atau 9 buah diode yang digabungkan. Menurut pemasangannya diode ini dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu dioda positip dan dioda negatip. Membedakan diode positip dan negatip saat terpasang pada dudukannya dengan cara dioda negatip plat pemegang bodi diode dibautkan langsung ke bodi alternator tanpa isolator, sedangkan pada diode positip plat pemegang bodi diode dipasang kerumah alternator dengan menggunakan isolator. Membedakan diode lebih akurat menggunakan ohm meter.

  1. Rotor

Dan untuk fungsi rotor, berfungsi untuk menghasilkan medan magnet, kuat medan magnet yang dihasilkan tergantung besar arus listrik yang mengalir ke rotor coil. Listrik ke rotor coil disalurkan melalui sikat yang selalu menempel pada slip ring. Terdapat dua sikat yaitu sikat positip berhubungan dengan terminal F, sikat negatip berhubungan dengan massa atau terminal E. Semakin tinggi putaran mesin, putaran rotor alternator semakin tinggi pula, agar listrik yang dihasilkan tetap stabil kuat magnet yang dihasilkan semakin berkurang sebanding dengan putaran mesin.

  1. Stator

Fungsi stator sebagai kumparan yang menghasilkan listrik saat terpotong medan magnet dari rotor. Stator terdiri dari stator core (inti stator) dan stator coil. Disain stator coil ada 2 macam yaitu model “delta” dan model “Y”. Pada model “Y”, ketiga ujung kumparan tersebut disambung menjadi satu. Titik sambungan ini disebut titik “N” (neutral point). Pada model delta ketiga ujung lilitan dijadikan satu sehingga membentuk segi tiga (delta). Model ini tidak memiliki terminal neutral (N). Stator coil menghasilkan arus listrik AC tiga phase. Tiap ujung stator dihubungkan ke diode positip dan diode negatip.

Dengan demikian baterai akan selalu penuh muatan listriknya, arus yang dihasilkan oleh sistem pengis (seperti sistem lampu-lampu) yang langsung disuplai dari sistem pengisian tanpa lewat baterai terlebih dian adalah arus bolak balik. Bagi sebagian sepeda motor yang dilengkapi baterai juga masih ada sistem-sistemahulu. Pada hal semua sistem dan komponen kelistrikan kendaraan memakai arus searah seperti generator atau alternator, rectifier (dioda), dan voltage regulator.

  1. Sebagai sumber arus dan media penyimpanan, Generator atau alternator berfungsi untuk menghasilkan energi listrik. Listrik yang dihasilkan merupakan arus bolak-balik (AC), untuk merubah bagian dengan alternator.
  2. Kunci Kontak, sebagai pemutus dan penghubung regulator.
  3. Sedangkan untuk voltage regulator berfungsi untuk mengatur tegangan yang disuplai ke lampu dan mengontrol arus pengisian ke baterai sesuai dengan kondisi baterai.
  4.  Kemudian rectifer untuk menyearahkan arus bolak-balik (AC) yang dihasilkan oleh alternator menjadi arus searah (DC)

Pada alternator terdapat dua sikat yaitu:

  • Sistem pengisian harus mampu mengatur tegangan listrik yang dihasilkan supaya jumlah tegangan yang diperlukan untuk sistem kelistrikan sepeda motor tidak berlebih (overcharging).
  • Sistem pengisian harus bisa mengisi (menyuplai) listrik dengan baik pada berbagai tingkat/ kondisi putaran mesin.
  1. Sikat positip yang berhubungan dengan terminal F alternator
  2. Sikat negatip berhubungan dengan bodi alternator dan terminal E.

Sikat selalu menempel dengan slip ring, saat rotor berputar maka akan terjadi gesekan antra slip ring dengan sikat, sehingg sikat menjadi cepat aus. Kontak sikat dengan slip ring harus baik agar listrik dapat mengalir dengan baik, agar kontak sikat dengan slip ring baik maka sikat ditekan oleh pegas. Sikat merupakan bagian yang sering menjadi penyebab gangguan pada alternator, karena cepat aus. Sikat yang sudah pendek dapat menyebabkan aliran listrik ke rotor coil berkurang, akibat tekanan pegas yang melemah. Berkurangnya aliran listrik ke rotor coil menyebabkan kemagnetan rotor berkurang dan listrik yang dihasilkan alternator menurun. Bila sikat sudah pendek harus segera diganti, sebab kalau sampai sikat habis maka slip ring akan bergesek dengan pegas sikat sehingga menjadi aus. Sikat yang sudah habis dapat menyebabkan aliran listrik ke rotor coil terputus, kemagnet rotor hilang, alternator tidak dapat menghasilkan listrik, tidak terjadi proses pengisian. Sikat patah dan pecahnya rumah sikat sering dijumpai akibat kesalahan saat merakit alternator.

Saat rotor dilepas sikat akan keluar akibat tekanan pegas, pada kondisi tersebut bila seseorang merakit rotor, maka bearing rotor akan menekan sikat sehingga sikat patah dan hal ini dapat pula menyebabkan rumah sikat pecah, untuk menghindari hal tersebut maka sikat harus dimasukan ke rumahnya dan ditahan menggunakan kawat yang dimasukan melalui lubang kecil yang sudah tersediah, bila sikat sudah tertahan oleh kawat maka rotor dapat dimasukan dengan aman.

  • Regulator

Regulator berfungsi untuk mengatur arus dan tegangan yang dihasilkan oleh alternator. Harus yang dihasilkan oleh alternator sampai putaran 2000 rpm sebesar 10 A atau kurang, namun saat beban lampu dihidupkan maka harus yang dihasilkan pada putaran 2000 rpm sebesar 30 A atau lebih sesuai kapasitas dari alternator dan beban listriknya. Tegangan yang dihasilkna alternator dijaga tetap stabil pada 13,8-14,8 Volt.

Regulator mekanik 6 terminal mempunyai terminal E, F, N, B, IG dan L. Pada regulator ini terdiri dari dua bagian yaitu voltage regulator yang berfungsi untuk mengatur arus dan tegangan pengisian dan voltage relay yang berfungsi untuk mengatur hidup dan matinya lampu indicator oengisian sebagai indikasi sistem pengisian berfungsi. Pola susunan terminal pada regulator tipe A adalah IG, N, F dan E, L, B, sedangkan pola susunan terminal pada regulator tipe B adalah B, L, E dan F, N, IG.

Meskipun regulator mempunyai pola tertentu, namun kita sering mengalami kesulitan dalam menentukan terminal regulator, sehingga kita kesulitan menentukan apakah regulator tertentu tipe A atau tipe B. Cara menentukan terminal regulator mekanik 6 terminal adalah:

  1. Tentukan mana bagian voltage regulator, mana bagian voltage relay. Voltage regulator mudah dikenali karena cirinya mempunyai resistor.
  2. Identifikasi terminal pada voltage regulator, dimana voltage regulator mempunyai 3 terminal yaitu IG, F dan E. Identifikasi terminal IG, F, dan E pada voltage regulator.
  3. Identifikasi terminal pada voltage relay, dimana voltage regulator mempunyai 3 terminal yaitu B, L, dan N. Identifikasi terminal B, L, dan N pada voltage relay.

A. Type Generator (Alternator)

Sedangkan tegangan yang dihasilkan oleh generator sangat bervariasi tergantung dari kecepatan putaran dan banyaknya beban. Selain itu sistem pengisian sepeda motor dibedakan menjadi dua macam seperti generator arus bolak-balik (AC) dan generator arus searah (DC). Yang termasuk ke dalam generator AC antara lain: generator dengan flywheel magnet dan alternator AC 3 Phase.

Regulator Type Kontak Poin Terdiri Dari:

  • Voltage relay yang berfungsi untuk mematikan lampu CHG dan menghubungkan arus ke voltage regulator.
  • Voltage regulator yang berfungsi untuk menjaga tegangan output alternator tetap konstan.

Gambar Rangkaian Sistem Pengisian Dengan Tipe Generator DC (Dynamo Stater)

gambar-rangkaian-sistem-pengisian-dengan-tipe-generator-dc-dynamo-stater

Gambar contoh konstruksi flywheel generator

  1. Lighting coil (spool lampu) 8. Ignition coil (coil pengapian)
  2. Seperangkat contact breaker (platina) 6. Condersen (kapasitor
  3. Komponen-komponen flywheel generator 2. Flywheel rotor
  4. Komponen-komponen stator 4. Stator plate (piringan stator)

Gambar Rangakaian Sistem Pengisian dengan Generator AC Yang Di Lengkapi Rectifier Dan Voltage Rugulator

gambar-rangakaian-sistem-pengisian-dengan-generator-ac-yang-di-lengkapi-rectifier-dan-voltage-rugulator

Berdasarkan gambar diatas, regulator akan bekerja mengatur arus dan tegangan pengisian yang masuk ke dalam baterai dan mengatur tegangan yang masuk ke lampu supaya mendekati tegangan yang konstan supaya lampu tidak cenderung berkedip. Pengatur tegangan dan arus tersebut berdasarkan peran utama ZD (zener dioda) dan SCR (thyristor). Jika tegangan dalam sistem telah mencapai tegangan tembus (breakdown voltage) maka tegangan yang berlebih akan dialirkan ke massa. ZD yang dipasang umumnya mempunyai tegangan tembus sebesar 14v. Untuk lebih memahami cara kerja ZD dan SCR tersebut, perhatikan gambar dibawah ini:

Gambar Rangkaian Sistem Pengisian Yanga Di Lengkapi Voltage Regulator dan Rectifier

gambar-rangkaian-sistem-pengisian-yanga-di-lengkapi-voltage-regulator-dan-rectifier

Cara Kerja Sistem Pengisian Generator AC. Arus AC yang dihasilkan alternator disearahkan oleh rectifier dioda. Kemudian arus DC mengalir untuk mengisi baterai. Arus juga mengalir menuju voltage regulator jika saklar untuk penerangan (biasanya malam hari) dihubungkan. Pada kondisi siang hari, arus listrik yang dihasilkan lebih sedikit karena tidak semua kumpuran (coil) pada alternator digunakan. Pada saat tegangan dalam baterai masih belum mencapai tegangan maksimum yang ditentukan, ZD masih belum aktif (off) sehingga SCR juga belum bekerja. Setelah tegangan yang dihasilkan sistem pengisian naik seiring dengan naiknya putaran mesin, dan telah mencapai tegangan tembus ZD, maka ZD akan bekerja dari arah kebalikan (katoda ke anoda) menuju gate pada SCR. Selanjutnya SCR akan bekerja mengaliri arus ke massa. Saat ini proses pengisian  ke baterai terhenti. Ketika tegangan baterai kembali menurun akibat konsumsi arus listrik oleh sistem kelistrikan (misalnya untuk penerangan) dan telah berada di bawah tegangan tembus ZD., maka ZD kembali sehingga tidak ada aliran arus yang dibuang ke massa. Pengisian arus listrik ke baterai kembali seperti biasa. Begitu seterusnya proses tadi akan terus berulang sehingga pengisian baterai akan sesuai dengan yang dibutuhkan. Inilah yang dinamakan proses pengatur tegangan pada sistem pengisian yang dilakukan oleh voltage regulator.

Alternator satu phase (single-phase alternator) merupakan alternator yang menghasilkan arus AC satu gelombang, masing-masing setengah siklus (1800) untuk gelombang positip dan negatipnya (gambar bagian A). Jika disearahkan hanya dengan satu buah dioda, maka hanya akan menghasilkan setengah gelombang penuh (gambar bagian B). Untuk itu pada bagian rangkaian sistem pengisian yang menggunakan alternator, dipasang rectifier (dioda) setidaknya 4 buah untuk menyearahkan arus yang menuju baterai, sehingga bisa menghasilkan gelombang penuh pada sisi positipnya walau hanya menggunakan alternator satu phase (gambar bagian C).

Alternator AC Phase

Perkembangan terakhir dari alternator yang digunakan pada sepeda motor adalah dengan merubah alternator dari satu phase menjadi 3 phase (3 gelombang). Alternator ini umumnya dipakai pada sepeda motor ukuran menengah dan besar yang sebagian besar telah menggunakan sistem starter listrik sebagai perlengkapan standartnya. Output (keluaran) listrik dari alternator membentuk gelombang yang saling menyusul, sehingga outputnya bisa lebih lembut dan stabil. Hal ini akan membuat output listriknya lebih tinggi dibanding alternator satu phase. Salah satu tipe alternator 3 phase yaitu alternator tipe magnet permanen, yang terdiri dari magnet permanen, stator yang membentuk cincin dengan generating coils (kumparan pembangkit) disusun secara radial dibagian ujung luarnya, dan rotor dengan kutub magnetnya dilekatkan didalamnya. Tipe lainnya dari alternator 3 phase adalah yang menggunakan elektromagnet seperti alternator pada mobil.

Gambar Alternator 3 Phase Tipe Magnet Permanent

gambar-alternator-3-phase-tipe-elektromagnet

Gambar Alternator 3 Phase Tipe Elektromagnet

gambar-alternator-3-phase-tipe-magnet-permanent

Komponen-komponen alternator tipe elektromagnet terdiri dari:

a). Stator coil: kumparan yang dibentuk dalam hubungan delta atau bintang yang bertindak sebagai medium terjadinya pembangkitan arus listrik di dalam alternator. Starter coil statis terhadap housing (tidak berputar).

b). Rotor coil: merupakan kumparan elektromagnet untuk membangkitkan gaya magnet yang akan memotong stator coil selama berputar hingga menghasilkan arus listrik. Rotor coil membangkitkan kemagnet pada claw pole selama mendapatkan suplai listrik dari baterai (arus listrik eksitasi).

c). Claw pole: merupakan kutub-kutub inti kumparan rotor (rotor coil) yang dibentuk sedemikian rupa hingga dihasilkan gaya megnet yang lebih kuat dan terkonsentrasi. Tiap sisi dari claw pole menghasilkan kutub yang berbeda.

d). Brush dan slip ring: sebagai jalur masuk dan keluarnya arus listrik eksitasi (pemicu) menuju ke rotor coil. Dengan cara ini, arus listrik dari baterai dapat disalurkan ke dalam rotor coil selama rotor berputar.

Pengaturan tegangan dan penyearahan arus pada sistem pengisian alternator alternator 3 phase prinsipnya sama dengan sistem pengisian alternator satu phase seperti yang telah di jelaskan sebelumnya. Namun dalam alternator 3 phase disamping menggunakan pengaturan tegangan (voltage regulator) secara elektronik menggunakan transistor dan zener diode, juga ada yang menggunakan voltage regulator mekanik (menggunakan contact point/platina)

Mungkin cukup sampai disini pembahasan kita kali ini mengenai Cara Mengetahui Sistem Pengisian (CHARGING SYSTEM) Sepeda Motor, semoga apa yang kami jelaskan bisa bermanfaat. Terima kasih atas kunjungannya.