Dasar-Dasar Sensor

Pengertian Dasar Sensor

Kemajuan teknologi pada bidang otomotif semakin berkembang. Otomatisasi dan berbagai teknologi digunakan untuk meningkatkan perfoma dan kemampuan kendaraan. Sensor merupakan salah satu teknologi yang sudah banyak digunakan pada berbagai merk kendaraan. Sensor merupakan salah satu komponen penting pada sistem kontrol yang mempunyai fungsi sebagai masukan yang selanjutnya akan diproses pada prosesing unit yang kemudian akan dijadikan output atau sesuatu yang harus dilakukan oleh aktuator.

Klasifikasi Sensor Pada Kendaraan

Berdasarkan Kurva Sensor

Continuous Linear merupakan kurva dengan garis lurus miring keatas. Kontrol yang luas serta pengolahan sinyal pada jenis ini tidak rumit.
Continuous Non-Linear merupakan kurva naik keatas tapi membentuk huruf S yang banyak digunakan pada kontrol close loop. Sensor jenis ini hanya dapat mengukur variable dalam batasan yang sempit.
Discontinuous Multi Stage merupakan kurva yang membentuk anak tangga keatas. Sensor jenis ini dibutuhkan untuk memonitoring suatu variabel dimana suatu isyarat tepat pada waktunya diperlukan ketika batas nilai sudah dicapai.
Discontinuous Dual Stage merupakan kurva yang berbentuk tangga dan terdapat tanda panah bolak balik. Sensor jenis ini berfungsi untuk memonitoring koreksi ambang untuk penyesuaian langkah berikutnya.

Berdasarkan Output Sensor

Sensor Output Sinyal Analog yang memiliki ciri-ciri arus atau tegangan amplitudo, frekuensi atau periode, durasi pulsa.
Sensor Discrete Output Sinyal yaitu sensor yang menggunakan konsep bilangan binary, analog, dan digital. Sensor ini terdapat beberapa macam seperti dual step (binary), multi step (analog), dan multi step (digital).

Berdasarkan Tingkatan Sensor

Conventional merupakan tingkatan paling rendah yang hanya terdiri dari sensor saja.
1st Integration Level merupakan sensor tingkatan pertama yang dilengkapi pengolah sinyal analog.
2nd Integration Level merupakan sensor tingkatan kedua yang dilengkapi pengolah sinyal sehingga output atau keluaran berbentuk digital.
3rd Integration Level merupakan level tertinggi sensor yang mempunyai kemampuan intelegensi. Keuntungan penggunaan intelegensi sensor yaitu mengurangi beban ECU, fleksibel memungkinkan komunikasi antar bus, irit sensor, mengurangi eror pengiriman sinyal.

Macam-Macam Sensor Pada Kendaraan

Dalam kendaraan terdapat berbagai macam sensor dengan berbagai fungsi. Secara umum sensor pada kendaraan dibagi menjadi tiga fungsi yaitu sensor pemasukan, sensor putaran, dan sensor pengeluaran. Berikut beberapa macam sensor pada kendaraan beserta fungsinya.

Sensor Pemasukan

1. Sensor temperatur

Sensor temperatur merupakan sensor yang digunakan untuk menyensor temperatur yang ada pada mesin. Sensor ini menggunakan thermistor dengan negative temperatur coefficient yaitu nilai tahanan berkurang apabila temperatur naik (nilai tahanan berbanding terbalik dengan temperatur). Berikut beberapa sensor temperatur:

a. Engine Coolant Temperatur Sensor yaitu sensor yang digunakan untuk suhu air pendingin. Fungsi penyensoran air pendingin ini yaitu mengatur campuran bahan bakar, sistem start dingin, mengatur derajat pengapian, dan mengatur putaran idle. Posisi sensor ini pada kendaraan berbeda-beda, namun kebanyakan terletak diantara selang radiator.

Cara kerja ECT yaitu sensor dirangkai secara seri dengan tahanan dan diberi tegangan 5V. Apabila terjadi perubahan tahanan akibat temperatur air pendingin yang naik maka tegangan akan berubah-ubah. Tegangan kerja 4,5-0,2 Volt dari kondisi dingin ke panas.

b. Intake Air Temperatur Sensor yaitu sensor yang berfungsi untuk mendeteksi suhu udara masuk. Sensor ini mempunya prinsip kerja seperti ECT yaitu menggunakan thermistor negative temperatur coefficient. Posisi pada kendaraan yaitu pada saluran udara masuk atau dijadikan satu dengan air flow sensor. Cara kerjanya sama seperti ECT yaitu sensor diberi tegangan 5V. Apabila terjadi perubahan tahanan akibat temperatur maka tegangan juga akan berubah.

2. Throttle Position Sensor
Sensor throttle position sensor atau TPS merupakan sensor yang berfungsi untuk mengetahui posisi derajat pembukaan katup throttle yang digunakan untuk koreksi perbandingan campuran udara dan bahan bakar, deselerasi, beban maksimum. Posisi sensor ini menempel pada katup gas.

Sensor TPS ada dua jenis yaitu 4 pin potensio type dan mono jetronic. Berikut merupakan gambar TPS 4 pin potensio type dan monojetronic.

Prinsip kerja sensor TPS yaitu terdapat tegangan sumber yaitu 5V. Ketika pedal gas mulai dinjak maka terjadi perubahan tahanan yang ini akan dibandingan dengan tegangan sumber untuk menghasilkan tegangan output sekitar 0,5-4,7 Volt.

3. Air Flow Sensor merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi banyaknya udara yang masuk. Sensor ini terletak pada saluran udara masuk.

Prinsip kerjanya yaitu pada saat pedal gas ditekan maka udara akan terhisap masuk ke dalam intake manifold. Banyaknya udara masuk diukur alirannya secara elektris. Ada dua model air flow sensor yaitu tegangan naik apabila plat terangkat dan tegangan turun apabila plat terangkat yang diakibatkan oleh aliran udara.

4. Manifold Absolute Pressure merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi tekanan udara masuk yang digunakan untuk campuran bahan bakar dan saat pengapian. MAP sensor terbuat dari bahan piezo resitive. MAP sensor terletak di saluran udara masuk.

Cara kerja MAP sensor yaitu piezo resitive akan berubah nilai tahanan apabila terjadi perubahan bentuk. Tahanan ini digunakan sebagai membran antara ruangan vacuum dan ruangan yang berhubungan dengan intake manifold. Perubahan lengkungan pada membran ini yang akan membedakan output yang dikeluarkan oleh sensor. Tegangan paling tinggi terjadi saat kunci kontak ON mesin mati atau saat akselerasi, dan tegangan paling rendah saat deselerasi.

Sensor Putaran

1. G sensor atau Camshaft Position Sensor yang berfungsi untuk mendeteksi tanda top silinder 1, tanda saat pengapian, dan tanda saat injeksi. Sensor ini terletak pada distributor atau menempel pada head silinder.

2. NE sensor atau Crankshaft Position Sensor merupakan sensor yang befungsi untuk mendeteksi putaran mesin. Sensor ini terletak menempel pada bagian poros engkol pada mesin.

Sensor Pengeluaran

1. Sensor Knocking merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi terjadinya knocking. Sensor ini terbuat dari bahan piezoceramic. Letak sensor ini menempel pada silinder.

Cara kerja sensor ini yaitu apabila terjadi knocking maka akan terjadi getaran pada silinder. ECU kemudian akan memundurkan saat pengapian agar tidak terjadi detonasi.

2. Sensor Gas Buang atau O2 Sensor merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi kondisi gas buang yang digunakan untuk AF ratio dan apabila terjadi kerusakan pada catalityc converter. Sensor ini terbuat dari bahan platina dan zirconium dioxide. Sensor ini terletak pada saluran gas buang.

1. Lapisan proteksi keramic

2. ZrO2 (Zirconium Dioxide)

3. Electroda

4. Saluran Buang

Prinsip kerja sensor ini yaitu apabila ada perbedaan jumlah oksigen pada gas buang dan udara luar maka akan terjadi beda potensial antara kedua elektroda.