Jelaskan aliran arus listrik pada sistem pengisian konvensional saat kunci kontak on dan mesin mati

Sistem pengisian - Charging system atau sistem pengisian adalah suatu sistem yang digunakan untuk mengisi baterai dan komponen kelistrikan saat mesin dihidupkan. Tegangan yang dihasilkan oleh generator (alternator) yang dipasang di mesin mobil dihubungkan dengan puli poros engkol. Komponen alternator ini mengubah gaya mekanik menjadi energi listrik, keluarannya tergantung dari kebutuhan masing-masing komponen kelistrikan yang ingin dibutuhkan.

Sehingga peran utama atau fungsi sistem pengisian kendaraan adalah memiliki fungsi pengisian energi listrik pada baterai untuk mempersiapkannya digunakan. Selain itu, sistem pengisian juga digunakan untuk menyuplai arus ke beberapa komponen atau sistem di dalam kendaraan, seperti audio dan komponen atau sistem lainnya. 

 Adapun kerusakan yang terjadi pada sistem pengisian yaitu : 

a. Over charging  (kelebihan pengisian) 

b. Discharging (kekurangan pengsian) 

Salah satu cara termudah untuk menemukan kerusakan pada sistem pengisian adalah  memahami cara kerja sistem pengisian daya. Jika kita sudah paham cara kerjanya, maka ketika kita mengecek tegangan pada masing-masing komponen maka mudah untuk mengikuti  arah aliran arus (Current Flow).

JENIS SISTEM PENGISIAN

Terdapat dua jenis sistem pengisian yang sering kita temui dikendaraan, yaitu sistem pengisian konvensional dan sistem pengisian IC regulator. Perbedaan keduanya sebenarnya hanya penggunaan regulator yang berbeda. Pada sistem pengisian konvensional yang menggunakan regulator konvensional menggunakan contact point. Sedangkan regulator yang digunakan pada sistem pengisian tipe IC regulator ini menggunakan transistor untuk mengontrol tegangan yang dihasilkan oleh alternator. 

Untuk artikel kali ini kita akan membahas sistem pengisian konvensional. Mengapa harus mempelajari cara kerja sistem ini? Tujuannya  adalah saat ada masalah pada sistem pengisian tidak perlu panik dan tahu cara untuk mengatasinya.

KOMPONEN SISTEM PENGISIAN

Sistem pengisian memiliki beberapa komponen, namun terdapat dua komponen yang penting yaitu alternator dan regulator. Berikut ini penjelasan mengenai kedua komponen penting tersebut:

1. Alternator

Alternator berfungsi untuk merubah energi mekanis yang didapatkan dari mesin menjadi tenaga listrik. Alternator akan berputar karena putaran dari puli poros engkol yang disalurkan lewat v-belt. Energi tadi akan memutarkan rotor dan menghasilkan arus bolak balik. Dan nantinya akan disearahkan oleh dioda. Komponen utama dari alternator adalah : 

• Rotor, menghasilkan elektro magnet 
• Stator, menghasilkan arus bolak balik (AC) 
• beberapa dioda yang menyearahkan arus 
• Brush yang menyuplai arus listrik ke rotor untuk menghasilkan medan magnet 
• Bearing yang memungkinkan rotor dapat berputar lembut 
• Fan untuk mendinginkan komponen alternator 
• Puli yang berfungsi untuk menerima putaran dari tali kipas (v-belt).

2. Regulator

Alternator tidak selalu menghasilkan tegangan yang konstant. Karena hasil listrik tergantung dari kecepatan putaran mesin. Semakin cepat putaran mesin, maka hasilnya akan semakin besar. Agar pengisian tidak terlalu berlebihan, maka diperlukan regulator untuk mengaturnya. Caranya dengan mengatur besar arus listrik yang masuk kedalam rotor coil sehingga tegangan yang dihasilkan oleh alternator akan tetap konstan sesuai dengan ketentuan. Selain itu, regulator juga berfungsi untuk mematikan lampu pengisian jika alternator menghasilkan arus listrik. 

Terdapat dua tipe regulator yaitu tipe platina atau konvensional dan tipe IC regulator. Keuntungan menggunakan regulator tipe IC: 

• Memiliki ukuran yang kecil tetapi outputnya besar 
• Tidak memerlukan penyetelan 
• Memiliki kontrol yang baik
• mempunyai sifat kompensasi terhadap temperatur.

Selain kedua komponen diatas, Berikut merupakan beberapa komponen pendukung dalam merangkai sistem pengisian beserta fungsinya: 

1. Baterai, merupakan sumber listrik utama dengan arus DC (Direct Current) atau arus searah. Baterai ini memiliki tegangan spesifikasi sebesar 12 volt. Bila arus yang ada dibaterai mulai habis, maka akan berdampak pada sistem pada kendaraan yang memerlukan supali akan melemah. Maka diperlukannya sistem pengisian agar output dari alternator dapat ditampung di baterai
2. Kabel, merupakan penghubung dan penyalur tegangan dari satu komponen ke komponen lain pada rangkaian.
3. Fuse (sekering), merupakan pengaman rangkaian kelistrikan apabila terjadi konsleting dan terjadi arus berlebih yang dapat merusak rangkaian. 
4. Kunci kontak, berfungsi utama dari kunci kontak pada rangkaian pengisian adalah sebagai saklar utama yang akan menghubungkan arus listrik sistem pengisian. 

RANGKAIAN SISTEM PENGISIAN

Untuk lebih jelasnya tentang wiring sistem pengisian dapat di lihat pada gambar rangkaian di bawah ini.

• IG : Ignition  / kunci kontak 
• N  : Netral / tegangan netral 
• F  : Field / kumparan 
• E  : Eart / massa ( negatif ) 
• L  : Lamp / lampu pengisian 
• B  : Baterai / baterai

Berikut ini merupakan cara kerja dari gambar rangkaian power window, silahkan simak penjelasan dan gambar secara seksama agar lebih mudah memahami rangkaian dan cara kerja rangkaian. 

CARA KERJA SISTEM PENGISIAN KONVENSIONAL

Hal mendasar yang harus kita paham bahwa dalam sistem kerja pengisian konvensional terbagi menjadi 3 phase, yaitu kunci kontak ON mesin hidup, mesin hidup putaran rendah dan mesin hidup putaran tinggi. Berikut ini penjelasan masing-masing cara kerja sistem pengsian konvensional:

1.  Saat Kunci Kontak On Mesin Mati

• Arus listrik mengalir dari baterai → fusible link → ke kunci kontak (ignition switch) → fuse → Charge Warning Lamp (CWL) atau lampu indikator pengisian → L → P0 → P1 → massa. Akibatnya lampu pengisian menyala. 
• Pada saat yang sama, arus dari baterai juga mengalir kefusible link → kunci kontak (ignition switch) → fuse → IG → Pl1 → Pl0 → terminal F regulator → F alternator ke rotor coil (RC) → massa. Akibatnya pada rotor coil (RC) timbul medan magnet. 

2.  Saat Putaran Mesin Rendah

• Apabila mesin hidup dengan kecepatan rendah, maka tegangan dari terminal N alternator mengalir → N regulator  →kumparan voltage relay → massa. Akibatnya pada kumparan voltage relay timbul medan magnet, sehingga terminal P0 tertarik dan menempel dengan P2. Akibatnya lampu pengisian menjadi padam karena tidak mendapat massa. 
• Output dari stator coil disalurkan ke diode dan di searahkan menjadi arus searah (DC) → B alternator → baterai. Terjadi pengisian baterai. 
• Arus dari terminal B juga mengalir → B regulator → P2 → P0 → kumparan voltage regulator → massa. Akibatnya terjadi medan magnet pada kumparan voltage regulator. Karena putaran rendah maka tegangan output alternator cenderung rendah. 

• Akibatnya arus yang besar mengalir dari IG → Pl1 → Pl0 → F regulator → F alternator → rotor coil  → massa, maka arus yang mengalir ke rotor coil besar dan medan magnet pada rotor coil kuat. 

3. Saat Putaran Mesin  Sedang 

• Bila putaran mesin naik menjadi putaran sedang, maka tegangan output alternator di terminal B akan naik juga dan arusnya mengalir → B regulator → P2 → P0 → kumparan voltage regulator → massa. Akibatnya, medan magnet pada kumparan voltage regulator menjadi makin kuat dan menarik Pl0 sehingga lepas dari Pl1 (Pl0 mengambang). Mengakibatkan arus dari B alternator mengalir → IG → resistor (R) → F regulator → F alternator → RC → massa. Kemagnetan pada rotor coil melemah karena arus melewati resistor.  Walaupun kemagnetan pada rotor coil melemah namun putaran naik ke putaran sedang sehingga output alternator tetap cukup untuk mengisi baterai (tegangan antara 13,8 sampai 14,8 volt). 

4. Saat Putaran Mesin Tinggi 

• Bila putaran naik menjadi putaran tinggi, maka tegangan output pada terminal B alternator akan cenderung makin tinggi. Bila tegangan tersebut melebihi 14,8 volt, maka kemagnetan pada kumparan voltage regulator semakin kuat sehingga kontak Pl0 tertarik dan menempel dengan pl2. 
• Akibatnya arus yang berasal dari IG mengalir → resistor → Pl0 → Pl2 → massa (tidak mengalir ke rotor coil). Sehingga menyebabkan medan magnet pada rotor coil drop. Output dari terminal B alternator menjadi turun. 
• Bila tegangan output kurang dari tegangan standar (13,8 – 14,8 V) maka kemagnetan pada voltage regulator melemah lagi, sehingga Pl0 lepas dari Pl2. Arus dari IG → resistor kembali mengalir  RC → massa, sehingga medan magnet pada rotor coil kembali menguat sehingga tegangan output alternator naik lagi. 
• Bila tegangan di B naik lagi dan melebihi 14,8 volt, maka prosesnya berulang ke proses di atas secara berulang -ulang dan Pl0 lepas dan menempel dengan Pl2 secara urut sehingga output alternator menjadi stabil. 

Demikian pembahasan kali ini mengenai rangkaian sistem pengisian konvensional dari pengertian, komponen, dan cara kerja dari rangkaian. Semoga dapat bermanfaat.

Salam Teknika!