Pengertian dan Cara Kerja Sistem Pengisian IC Regulator (Rangkaian Wiring Sistem Pengisian Regulator)

Sistem pengisian - 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. 

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 ic regulatot. 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 IC REGULATOR

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. 

Ada dua model alternator yaitu alternator dengan regulator diluar dan alternator dengan regulator menjadi satu unit atau sering disebut Integrated Circuit (IC) regulator. Untuk regulator dengan IC regulator, maka regulator menjadi satu unit dengan alternator dan dipasang di antara kumparan medan dan massa yang berfungsi untuk mengontrol arus yang mengalir di kumparan medan sehingga tegangan yang dihasilkan alternator menjadi tetap. Karena regulator menjadi satu maka alternator menjadi lebih kecil ukuran nya. Disamping itu karena regulator memakai komponen transistor dan dioda maka tenaga yang dihasilkan alternator menjadi lebih tinggi. Keuntungan lainya adalah tidak diperlukan penyetelan tegangan, tahan terhadap getaran yang lebih tinggi, tahan lama, dan mempunyai sifat kompensasi temperatur untuk kontrol tegangan yang dimiliki guna pengisian baterai dan suplai ke lampu.

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.

Regulator tipe IC ini berfungsi untuk mengatur arus yang masuk ke kumparan rotor. Regulator IC ini pengaturan arus yang masuk ke kumparan rotor dilakukan secara elektronik. Komponen aktif yang bekerja sebagai pengganti kumparan dan kontak poin adalah transistor. Transistor ini bekerja ON dan OFF secara preodik untuk mengatur besar dan kecilnya medan magnet pada kumparan rotor. Secara rinci prinsip pengaturan ini akan di jelaskan pada bagian perinsip kerja regulator IC. Beberapa terminal yang terdapat pada regulator ini adalah terminal E, P, F, S, L, IG, dan B.

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. 

CARA KERJA SISTEM PENGISIAN IC REGULATOR

Prinsip kerja yang akan dijelaskan adalah IC regulator tipe M, dengan alasan tipe ini paling banyak digunakan saat ini. Berikut ini adalah cara kerjanya:

1. Kunci Kontak ON Mesin Mati

Saat kunci kontak posisi ON, mesin belum hidup, maka arus dari baterai mengalir sekering → kunci kontak → terminal IG → masuk ke MIC. 

Arus yang ke MIC kemudian mengalir → kaki basis (B) Tr1 → E Tr1 → massa. Hal ini menyebabkan Tr1 menjadi ON. 

Pada saat yang sama arus juga mengalir →kaki basis (B ) Tr3 → E Tr3 → massa. Hal ini menyebabkan Tr3 menjadi ON. 

Aktifnya Tr1 dan Tr3 menyebabkan aliran arus seperti digambarkan pada rangkaian bawah ini:

Aktifnya Tr1 menyebabkan arus mengalir dari baterai → terminal B → kumparan rotor (rotor coil) → terminal F → C Tr1 → E Tr1 → massa. Aliran arus ke kumparan rotor ini menyebabkan terjadinya medan magnet pada kumparan rotor coil. 

Pada saat yang sama, aktifnya Tr3 menyebabkan arus mengalir dari baterai → kunci kontak → lampu pengisian → terminal L regulator → C Tr3 → E Tr3 → massa. Aliran arus ini menyebabkan lampu pengisian akan menyala. 

2. Saat Mesin Hidup (tegangan alternator kurang dari 14 V)  

Setelah mesin hidup, rotor coil yang sudah terjadi kemagnetan berputar oleh poros engkol melalui tali kipas sehingga pada kumparan stator akan terjadi tegangan AC yang kemudian tegangan disearahkan menjadi DC oleh dioda penyearah.  

Karena kumparan stator sudah menghasilkan tegangan, maka arus pada salah satu ujung kumparan stator mengalir → terminal P yang kemudian di olah oleh MIC dan digunakan untuk mengalirkan arus → basis (B) Tr2. Sehingga Tr2 menjadi ON dan menghentikan aliran arus ke B Tr3 dan menjadi OFF. 

Karena Tr3 OFF ,maka aliran arus dari lampu ke massa melalui Tr3 terhenti sehingga lampu tidak mendapat massa dan aktifnya Tr2 menyebabkan aliran arus dari IG → E Tr2 → C Tr2 → terminal L → lampu pengisian. Karena lampu mendapat dua aliran arus dari L dan dari kunci kontak, maka tidak ada perbedaan tegangan sehingga lampu padam (lampu juga mati karena tidak mendapat massa dari Tr3).

Tegangan yang telah disearahkan oleh dioda mengalir → terminal B → baterai sehingga terjadi pengisian. 

Apabila tegangan yang dihasilkan alternator kurang dari 14 V, maka terminal S tidak mendeteksi adanya kelebihan tegangan sehingga MIC akan tetap memberikan arus ke B Tr1 dan Tr1 tetap ON.  Akibatnya arus dari dioda mengalir ke kumparan rotor → terminal F → C Tr 1 → E Tr1→ massa. Hal ini menyebabkan medan magnet pada kumparan rotor coil tetap kuat. 

Jadi pada saat tegangan alternator kurang dari 14 V, medan magnet pada rotor coil dipertahankan pada keadaan kuat sehingga tegangan tidak drop.

3. Saat Mesin Hidup (tegangan alternator lebih dari 14 V)  

Berdasarkan gambar di atas, 

• jika tegangan putaran  mesin yang dihasilkan lebih dari14 V, maka tegangan itu akan terdeteksi oleh komponen aktif di dalam MIC berupa dioda zener pada terminal S. Aliran arus pada terminal S oleh MIC akan diolah dan difungsikan untuk menghentikan arus yang mengalir ke B Tr1 dan Tr1 menjadi OFF. 

Pada gambar di bawah ini, Apabila Tr1 OFF maka aliran arus dari dioda yang menuju kumparan rotor coil dan massa melalui Tr1 akan terhenti, sehingga medan magnet pada kumparan rotor coil hilang. Aliran arus dari terminal P tetap mengalir selama mesin hidup untuk mempertahankan Tr3 OFF dan Tr2 ON sehingga lampu pengisian tetap padam.

Jika medan magnet pada kumparan rotor hilang karena Tr1 OFF, makategangan yang dihasilkan oleh alternator akan turun.  

• Jika tegangan alternator kurang dari 14 V, maka terminal S tidak mendeteksi adanya kelebihan tegangan (perhatikan gambar di bawah) dan MIC akan merespon dengan mengalirkan kembali arus  B Tr1( Tr1 menjadi ON).

Jika Tr1 menjadi ON (perhatikan gambar di bawah), maka arus dari dioda akan mengalir kembali ke kumparan rotor rotor coil → terminal F → C Tr1 → E Tr1 → ke massa. Hal ini menyebabkan kemagnetan pada kumparan rotor coil kembali menguat dan kemudian menyebabkan output alternator kembali naik.

Apabila kenaikan tegangan ini melebihi 14 V, maka proses ini akan kembali berulang ke proses awal sehingga tegangan akan kembali turun, dan jika tegangan kurang dari 14 V maka proses akan kembali ke proses selanjutnya.  Proses ini akan terjadi secara terus menerus sehingga.

4. Saat Terminal S Putus 

Perhatikan gambar bawah, jika terminal S putus, maka MIC mendeteksi tidak ada masukan tegangan melalui terminal F  dan jika pada terminal P tegangannya diatas 16 V (tegangan pengisian berlebihan) maka MIC akan mengaktifkan Tr3 dan mematikan Tr2 sehingga lampu pengisian menyala kembali.

Berdasarkan masukan dari terminal P juga MIC akan menghentikan aliran arus ke B Tr1 sehingga Tr1 menjadi tidak aktif (OFF). Akibatnya arus yang mengalir kekumparan rotor menjadi terhenti dan medan magnet pada kumparan rotor hilang. Hal ini menyebabkan tegangan di terminal P turun dan jika penurunan tegangan ini sampai di bawah 16 V maka MIC akan kembali mengalirkan arus ke B Tr1 sehinggaTr1 menjadi ON dan arus ke kumparan rotor kembali mengalir. 

Pada saat itu MIC juga akan ON dan OFF kan Tr1 untuk mempertahankan tegangan output pada tegangan 13,3 -16,3 V bertujuan mempertahan tegangan yang terlalu tinggi untuk melindungi alternator maupun IC regulator dari kerusakan sehingga pengemudi dapat mengetahui dari indikator lampu pengisian yang menyala.

5. Saat Terminal B Putus

Jika terminal B putus atau kabel yang menghubungkan B alternator dan baterai putus, maka pengisian pada beterai akan terhenti dan tegangan baterai semakin menurun. Kondisi ini dideteksi oleh MIC dari terminal S mendeteksi adanya tegangan yang besarnya kurang dari 13 V karena tidak ada masukan dari terminal B alternator. 

Sementara itu pada terminal P tarjadi tegangan di atas 16 V. Perbedaan tegangan antara terminal S dan terminal P yang besar akan terbaca oleh MIC dan MIC akan mengatur kerja Tr1 untuk mempertahankan tegangan sekitar 16 V. Pada saat yang sama MIC akan menghentikan arus B Tr2 dan memberikan arus ke B Tr3 sehingga Tr2 menjadi OFF, sementara Tr3 menjadi ON. Akibatnya lampu pengisian menyala. 

Tegangan dipertahankan dengan mengatur kerja Tr1 ON dan OFF..

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

Salam Teknika!

Share this post