LATAR BELAKANG

Pada era yang berkembang ini, keperluan manusia sangatlah bermacam-macam. Kebanyakan dari keperluan itu membutuhkan hal yang instan agar pengerjaannya tidak terlalu memakan waktu, terutama dalam penggunaan kendaraan seperti mobil.

Mobil adalah kendaraan praktis yang memudahkan manusia untuk berpindah dari satu tempat ke tempat yang lain dalam jangka waktu yang lebih cepat dan nyaman dibandingkan dengan berjalan kaki atau memakai angkutan umum. Mobil sangat membantu mobilitas manusia sehingga pemakaian mobil di seluruh dunia sangat banyak dan terus berkembang.

Mobil mengalami banyak perkembangan dari sisi penggunaannya. Semakin mobil berkembang, semakin praktis, canggih, dan mudah pemakaiannya. Peneliti melakukan banyak penelitian untuk memudahkan pemakaian mobil. Hal yang ditemukan oleh peneliti tersebut adalah sensor. Sensor dikembangkan sampai sekarang dan telah menuai banyak manfaat bagi manusia. Banyak sensor yang membantu manusia untuk melakukan hal fisik yang harusnya dilakukan manusia dalam mengendarai mobil, ada juga sensor yang membantu dalam mengiritkan bahan bakar.

Sensor adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.

Sensor ini selalu terhubung dengan ECU. ECU ini ibarat CPU pada komputer kita, dimana ia akan memproses permintaan dari sensor-sensor yang disebar pada bagian-bagian mesin tertentu. ECU akan mengolah data yang dikirim sensor-sensor yang sesuai dengan keadaan mesin, dimana pada saat mesin berputar idel, putaran tinggi, mesin saat masih dingin, mesin saat panas.ECU akan bertugas mengatur berapa banyak bahan bakar atau udara yang diperlukan mesin, kapan saatnya bagi pengapian untuk bekerja yang telah disesuaikan dengan keadaan mesin sesuai laporan dari sensor-sensor. Ada pula sensor yang membantu dalam pengukuran jarak maupun sensor yang bekerja otomatis apabila syaratnya untuk bergerak otomatis terpenuhi. Hal ini lah yang membantu manusia dalam pemakaian kendaraan mobil.

Beberapa jenis sensor yang banyak digunakan dalam rangkaian elektronik antara lain sensor cahaya, sensor suhu, dan sensor tekanan. Berikut adalah contoh sensor yang diterapkan dalam kendaraan.

1. Sensor Ultrasonic dan Electromagnetic Parking pada Mobil.

Parking sensor sebenarnya adalah sebuah alat pendeteksi jarak (proximity sensor) yang dapat mendeteksi jarak sebuah objek tanpa adanya kontak fisik dari alat tersebut, Teknologi ini dikelas mobil premium sering dinamakan PDC (Park Distance Control).

Di pasaran ada dua jenis sensor parking yang beredarA. Ultrasonic Parking Sensor

Sensor ini dipasang pada bagian bemper terutama pada umumnya bemper bagian belakang, terdiri dari 4 sampai dengan 6 sensor. Cara kerja sensor ini adalah dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik, dan sensor akan mendeteksi keberadaan benda yang memantulkan gelombang ultrasonik sensor yang berada di jarak pantul sensor ultrasonik.

Prinsip kerja dari sensor ultrasonik adalah sebagai berikut :1. Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonic berfrekuensi diatas 20kHz. Sinyal tersebut

di bangkitkan oleh rangkaian pemancar ultrasonik.2. Sinyal yang dipancarkan tersebut kemudian akan merambat sebagai sinyal / gelombang

bunyi dengan kecepatan bunyi yang berkisar 340 m/s. Sinyal tersebut kemudian akan dipantulkan dan akan diterima kembali oleh bagian penerima Ultrasonik.

3. Setelah sinyal tersebut sampai di penerima ultrasonik, kemudian sinyal tersebut akan diproses untuk menghitung jaraknya.

Jarak dihitung berdasarkan rumus:

S=340.t/2

dimana S adalah jarak antara sensor ultrasonik dengan bidang pantul, dan t adalah selisih waktu antara pemancaran gelombang ultrasonik sampai diterima kembali oleh bagian penerima ultrasonik.

Gambar 1. Prinsip kerja sensor ultrasonik.

B. Elektromagnetic Parking Sensor

Sensor elektromagnetik adalah salah satu teknologi terbaru dari parking sensor, yaitu sensor dengan menggunakan gelombang elektromagnetik. Pada teknologi ini sensor akan memancarkan gelombang elektromagnetik yang bersifat seperti selimut, selimut gelombang elektromagnetik ini akan meliputi bagian mobil yang dipasangkan sensor (contoh : bagian belakang), selimut elektromagnetik ini akan mendeteksi benda-benda yang akan bersentuhan dengan body mobil.

Cara kerja sensor parkir umumnya adalah akan berfungsi ketika posisi knob atau gigi diposisi R (Rear), dan sensor akan berada diposisi off dengan sendirinya ketika knob tidak pada posisi R. Sebagai informasi terutama bagi  anda yang mempunyai mobil yang memang dari standart pabrikannya tidak ada sensor parkir, kini banyak tersedia produk-produk after market dari sensor parkir yang bisa anda pilih, tentunya dengan pemilihan dan pemasangan produk sensor parkir yang tepat, akan meminimalisir resiko kecelakan akibat memarkirkan mobil. 

Ada pun kelebihan dari penggunaan electromagnetic parking sensor, yaitu:1. Menunjukkan jarak rintangan di belakang mobil dengan frekuensi bunyi yang berbeda.2. Sensor antena dipasang di dalam bumper, tidak perlu melubangi bumper.3. Instalasi mudah, tanpa efek buruk untuk penampilan mobil.4. Deteksi ke segala arah tanpa sudut mati.

Gambar 2. Tampilan prinsip kerja electromagnetic parking sensor

2. Sensor MEMS Accelerometer pada Air bag

Air Bag adalah perangkat keamanan yang terdiri dari sebuah tas kain besar yang berisi udara dan memberikan perlindungan bagi kepala dan tubuh bagian atas pengemudi selama tabrakan. Saat ada tabrakan dari depan (head-on collision), biasanya pengemudi dan penumpang yang berada dalam kendaraan akan terlempar ke depan. Ketika airbag diaktifkan, airbag langsung mengembang dan menciptakan penghalang yang melawan atau meredam gerakan maju dari pengemudi atau penumpang depan.

Kantong udara tersebut dirancang untuk mencegah pengemudi atau penumpang depan menabrak kaca depan atau dashboard kendaraan, sehingga mengurangi cedera mereka. Kantong udara (airbag) dirancang untuk bekerja bersama dengan sabuk pengaman. Namun, kantung udara sendiri dapat memberikan perlindungan bagi kendaraan yang tidak mengenakan sabuk pengaman.

Proses Penggelembungan (inflating) dan Pengempesan Airbag (deflating)

Mobil yang dilengkapi airbag, berarti memiliki sensor “MEMS accelerometer” yang merupakan IC (integrated circuit) kecil. Cara kerja MEMS accelerometer ini adalah dengan mendeteksi rapid-deceleration (perlambatan yang terlalu cepat), yang kemudian memerintahkan sistem untuk menggelembungkan airbag.

Gambar 3. Prinsip kerja sensor airbag.

Saat airbag akan menggelembung karena terjadi tabrakan dari depan, sebuah sinyal dikirim ke unit inflator dalam airbag control unit. Sebuah igniter, menyulut sebuah reaksi kimia yang sangat cepat dan menghasilkan gas nitrogen (N2) untuk mengisi airbag dan membuatnya menggelembung menerobos cover dari modul airbag.

Beberapa teknologi airbag menggunakan nitrogen terkompresi atau gas argon dengan sebuah pyrotechnic operated valve (“hybrid gas generator”). Ada juga yang memakai sodium azide (NaN3) yang sangat beracun (sangat biasa pada desain inflator lawas), tapi sudah tidak digunakan lagi sejak 90-an dalam pengembangan yang menjurus ke efisiensi, lebih murah dan kurang beracun. Reaksi kimia menghasilkan ledakan nitrogen yang disengaja untuk mengembangkan airbag. Setelah airbag terkembang, deflasi dimulai segera saat gas keluar melalui lubang dalam kain (pori-pori kain) dan mendingin. Pengembangan sering disertai dengan pelepasan partikel seperti debu dan gas dari dalam interior kendaraan (disebut efluen).

Gambar 4. Proses inflating pada Airbag.

3. Sensor Kecepatan dan Torque pada Sistem Elektronik Power Steering (EPS)

Elektronik Power Steering merupakan sistem yang membantu pengoperasian stering waktu dibelokkan dengan menggunakan motor listrik. Seperti halnya pada power steering hidrolik yang berfungsi untuk meringankan tenaga untuk memutar steering wheel, Elektronik Power Steering tidak lagi menggunakan hidrolik sebagai power, tetapi menggunakan motor DC yang dikontrol secara elektrik.

Dengan demikian dibandingkan dengan Hydraulic Power Steering, Elektronik Power Steering memiliki beberapa kelebihan antara lain :

1. Kehilangan tenaga mesin sangat kecil2. Konsumsi bahan bakar lebih irit3. Lebih ringan dan kompak4. EPS bekerja berdasarkan kecepatan kendaraan5. Mudah dalam pemeriksaan6. Lebih aman

Komponen-komponen EPC ada yang menggunakan prinsip kerja sensor pada saat bekerja, yaitu sensor kecepatan dan juga sensor torque. Pada gambar di bawah, sensor kecepatan ditunjukkan dengan nomer 2 dan sensor torque ditunjukkan dengan nomer 3.

Gambar 5. Komponen Elektronik Power Steering.

A. Sensor Kecepatan/VSS

Berfunsi mendeteksi kecepatan kendaraan, biasanya dipasang pada transmisi. VSS akan membangkitkan sinyal secara proposional tergantung kecepatan kendaraan yang selanjutnya akan dikirim ke speedometer dan control modul.

Cara kerja sensor VSS ini adalah dengan mengubah gerakan mekanis yang memiliki gelombang longitudinal menjadi data digital yang dapat dibaca pengemudi melalui speedometer.

Gambar 6. Sensor VSS

B. Sensor torque

Sensor ini berfungsi mendeteksi besarnya gaya yang dibutuhkan serta arah gerakan steering wheel yang dikonversikan menjadi sinyal tegangan listrik untuk dikirim ke control modul.

Cara kerja Sensor Torque : Saat posisi stir lurus

Pada posisi stir tidak diputar/lurus maka tidak terjadi puntiran pada torque bar sehingga tidak terjadi penyimpangan putaran antara input shaft dengan output shaft. Slider dan steel ball dalam keadaan diam ditengah dan tidak menyebabkan lever potensiometer bergerak (tidak ada perubahan nilai resistan potensiometer).

Gambar 7. Posisi torque lurus.

Saat stir diputar kekanan/kekiri Pada posisi stir diputar, hal itu akan menyebabkan puntiran pada torque bar sehingga

terjadi penyimpangan antara input shaft dan output shaft, maka slider akan bergerak keatas atau ke bawah. Arah gerakan ini menyebabkan lever potensiometer bergerak dan akan merubah nilai resistansi yang akan dikirimkan ke kontrol modul.

Gambar 8. Posisi torque belok.

4. Sensor Hujan pada Automatic Wipper Control

Wipper sebagai perangkat pembersih kaca yang model penggeraknya ada beberapa macam pada mulanya dikendalikan secara manual oleh pengemudi. Ada banyak jenis wiper yang telah diciptakan sampai sekarang, yaitu sebeagai berikut:

Gambar 9. Jenis-jenis bentuk wiper.

Hal diatas itulah yang seringkali membuat konsentrasi pengemudi terpecah. Oleh karena itu, pada era sekarang sudah muncul sistem kontrol wiper otomatis penuh, artinya pengemudi tidak lagi perlu untuk mengendalikan wipper. Secara otomatis wipper akan bekerja dengan sendirinya, dan kecepatan wipper akan semakin cepat jika terdapat banyak air pada permukaan kaca depan.

Cara kerja otomatis ini tidak bisa dilepaskan dari kerja sensor. Dan sesungguhnya, automatic wiper control ini memiliki beberapa komponen untuk menjalankannya, antara lain:

Sensor HujanSensor hujan dipasang pada permukaan kaca depan bagian dalam, sensorini berfungsi untuk mendeteksi apakah ada hujan turun atau tidak, akan tetapi yang dideteksi bukanlah turunnya hujan melainkan ada atau tidaknya air pada permukaan kaca depan. Prinsip kerja dari sensor hujan ini adalah mengukur intensitas cahaya infra merah yang memantul dari kaca depan untuk mengetahui berapa banyak air yang berada di permukaan kaca depan.

Gambar 10. Sensor hujan.

Kontrol unit/kontrol modulPenggunaan sensor ini tidak bisa dilepaskan dari pemakaian Kontrol Unit. Kontrol unit

atau kontrol modul berfungsi untuk mengolah sinyal dari sensor hujan yang selanjutnya sinyal tersebut dipakai sebagai dasar untuk mengendalikan motor wipper dengan kecepatan sesuai dengan kondisi air di permukaan kaca depan.

Gambar 11. Kontrol modul.

Motor wipperMotor wipper adalah motor DC magnet permanen yang berfungsi merubah energi listrik

menjadi energy kinetis untuk menggerakkan lengan wipper. Besar arus yang mengalir ke motor wipper diatur oleh kontrol unit/kontrol modul sehingga kecepatan motor wipper dapat berubah secara otomatis sesuai besarnya arus dari kontrol unit/modul.

Gambar 12. Motor wiper.

Karet wipperWipper sebagai penghapus kaca terbuat dari karet yang terpasang pada mekanisme

lengan wipper yang sudah dikonstruksi sedemikian rupa sehingga seluruh permukaan karet penghapus kaca dapat rata dengan permukaan kaca.

Gambar 13. Wipper

Gambar 14. Letak sensor hujan dan control modul.

Daftar pustaka wiper dkkhttp://sisanom.files.wordpress.com/2012/07/bab-24_epswiper.pdf

http://www.spiderbeat.com/2013/03/fungsi-sensor-sensor-pada-sistem-bahan.html#sthash.y5gxcVsE.dpuf