Alat tester coil

i

LAPORAN TUGAS AKHIR

PEMBUATAN ALAT TESTER COIL

Disusun oleh:

CAESAR RIFFAN UTAMA

NIM: 12/336769/SV/01776

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

SEKOLAH VOKASI

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2015

ii

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

SEKOLAH VOKASI

UNIVERSITAS GADJAH MADA

TUGAS AKHIR

Disusun untuk melengkapi persyaratan kelulusan

Departemen Teknik Mesin

Sekolah Vokasi Universitas Gadjah Mada

Judul : PEMBUATAN ALAT TESTER COIL

Nomor Persoalan : 35/02/MO/SOE/04/15

Mata Kuliah : MESIN OTOMOTIF I

Nama Mahasiswa : CAESAR RIFFAN UTAMA

NIM : 12/336769/SV/01776

Jurusan : TEKNIK MESIN

Yogyakarta, 23 Juli 2015

Dosen Pembimbing Tugas Akhir

Ir.Soeadgihardo Siswantoro, M.T

NIP.195904261990031002

iii

iv

SURAT PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Laporan Tugas Akhir ini tidak

terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar Ahli Madya atau

gelar lainnya di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga

tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis oleh orang lain, kecuali

secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

v

LEMBAR PERSEMBAHAN

Bismillahirrohmanirrohim

Dengan Rahmat Allah SWT yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang

Saya persembahkan karya ini untuk:

1. Ayahanda terimakasih atas limpahan kasih sayang dan memberikan motivasi

yang berarti.

2. Bunda terimakasih atas limpahan doa dan kasih sayang yang tak terhingga

dan selalu memberikan yang terbaik.

3. Keluarga dan saudara yang memberi dukungan dan waktu untuk

kebersamaan.

Terimakasih atas gelak tawa dan solidaritas yang luar biasa sehingga membuat

hari-hari semasa kuliah lebih berarti. Semoga tak ada lagi duka nestapa di dada

tapi suka dan bahagia tawa dan canda.

Semoga Allah SWT membalas jasa budi kalian dikemudian hari dan memberikan

kemudahan dalam segala hal, amin.

vi

LEMBAR MOTTO

Jangan terlalu bangga akan gelar dan nilai yang telah dicapai karena ada yang

lebih penting dari itu, yaitu apa yang akan kamu lakukan setelah lulus nanti.

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang senantiasa melimpahkan rahmat-Nya

sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini dengan baik dan

cermat.

Laporan Tugas Akhir ini merupakan salah satu bagian syarat yang harus

dipenuhi oleh mahasiswa untuk kelulusan di Departemen Teknik Mesin Sekolah

Vokasi Universitas Gadjah Mada.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini tidak

lepas dari bantuan dan motivasi dari berbagai pihak, khususnya kepada:

1. Ir. Hotma Prawoto S, MT., IP.MD., selaku Direktur Sekolah Vokasi

Universitas Gadjah Mada.

2. Lilik Dwi Setyana, S.T.,M.T selaku Ketua Departemen Teknik Mesin

Sekolah Vokasi Universitas Gadjah Mada.

3. Ir.Soeadgihardo Siswantoro, M.T selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir

yang telah memberikan arahan dan bimbingannya sehingga penulis dapat segera

menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.

4. Segenap dosen dan staf Departemen Teknik Mesin Sekolah Vokasi

Universitas Gadjah Mada.

Penulis juga menyadari bahwa dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini

masih terdapat kesalahan dan jauh dari sempurna. Dengan kerendahan hati,

penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dalam penyempurnaan

penulisan selanjutnya.

Akhir kata penulis berharap laporan ini dapat berguna dan bermanfaat bagi

kemajuan ilmu pengetahuan di kemudian hari.

viii

ABSTRACT

An ignition system is a system for igniting a fuel-air mixture. Ignition systems

are well known in the field of internal combustion engines such as those used

in petrol (gasoline) engines used to power the majority of motor vehicles. The

system is powered by a lead-acid battery, which is charged by the car's electrical

system using a dynamo or alternator. The engine operates contact breaker points,

which interrupt the current to an induction coil (known as the ignition coil).

The ignition coil consists of two transformer windings-the primary and

secondary. These windings share a common magnetic core. An alternating

current in the primary induces an alternating magnetic field in the core and hence

an alternating current in the secondary. The ignition coil's secondary has more

turns than the primary. This is a step-up transformer, which produces a high

voltage from the secondary winding. The primary winding is connected to the

battery (usually through a current-limiting ballast resistor). Inside the ignition

coil one end of each winding is connected together. This common point is taken to

the capacitor/contact breaker junction. The other end of the secondary is

connected to the rotor. The distributor cap sequences the high voltage to the

respective spark plug.

ix

INTISARI

Sebuah sistem pengapian adalah sistem untuk menyalakan campuran bahan

bakar-udara. Sistem pengapian yang terkenal di bidang mesin pembakaran

internal seperti yang digunakan dalam mesin bensin yang digunakan untuk bagian

besar daya kendaraan bermotor. Sistem tersebut menggunakan baterai timbal-

asam, pengisian listrik mobil menggunakan sistem dinamo atau alternator. Mesin

beroperasi pada titik kontak pemutus, yang mengubah arus ke kumparan induksi

(dikenal sebagai koil pengapian).

Koil pengapian terdiri dari dua kumparan trafo primer dan sekunder.

Kumparan ini terbagi oleh inti magnetik. Arus bolak-balik pada induksi primer

menginduksi medan magnet dalam inti kumparan mengakibatkan arus bolak-balik

di kumparan sekunder. Pengapian pada kumparan sekunder lebih baik dari primer.

Trafo step-up menghasilkan tegangan tinggi dari kumparan sekunder. Kumparan

primer terhubung ke baterai (biasanya melalui tahanan ballast sebagai pembatas

arus). Pada pengapian koil ujung kumparan terhubung bersama. Pemutus kontak

dilakukan kapasitor/kontak pemutus persimpangan. Ujung sekunder terhubung ke

rotor. Cap distributor berurutan membagi tegangan tinggi ke masing-masing koil.

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL....................................................................................... i

HALAMAN NOMOR PERSOALAN........................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN......................................................................... iii

HALAMAN PERSEMBAHAN...................................................................... iv

HALAMAN MOTTO...................................................................................... v

KATA PENGANTAR..................................................................................... vi

ABSTRACT....................................................................................................... vii

INTISARI......................................................................................................... viii

DAFTAR ISI.................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR....................................................................................... xi

BAB I PENDAHULUAN............................................................................... 1

1.1 Latar Belakang Permasalahan.............................................................. 1

1.2 Tujuan Dan Manfaat Penelitian........................................................... 1

1.3 Identifikasi Masalah............................................................................. 1

1.4 Batasan Masalah.................................................................................. 1

1.5 Sistematika Penulisan.......................................................................... 2

BAB II LANDASAN TEORI....................................................................... 3

2.1 Sistem Pengapian................................................................................ 3

2.2 Induksi Elektromagnet........................................................................ 3

2.3 Struktur Koil....................................................................................... 6

2.4 Proses Kerja Sistem Pengapian Platina............................................... 7

2.5 Driver Coil.......................................................................................... 8

2.5.1 Pulse Width Modulation (PWM)............................................. 8

2.5.2 IC NE555................................................................................ 10

2.5.3 Prinsip Kerja IC NE555........................................................... 11

2.6 Power Supply....................................................................................... 13

xi

2.7 Busi...................................................................................................... 14

BAB III RANCANG BANGUN ALAT..................................................... 16

3.1 Blok Diagram Perancangan Alat Tester Coil..................................... 16

3.2 Desain Alat.......................................................................................... 16

3.3 Rancang Alat...................................................................................... 17

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN............................... 19

4.1 Pengujian Alat...................................................................................... 19

4.2 Pembahasan.......................................................................................... 21

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN......................................................... 23

5.1 Kesimpulan.......................................................................................... 23

5.2 Saran.................................................................................................... 23

DAFTAR PUSTAKA....................................................................................... 24

xii

DAFTAR GAMBAR

1. Gambar 2.1 GGL Induksi............................................................... 5

2. Gambar 2.2 Struktur Koil............................................................... 6

3. Gambar 2.3 Rangkaian Sistem Pengapian Platina.......................... 7

4. Gambar 2.4 Perbandingan Pulsa High (T.on) dan Low (T.off)...... 9

5. Gambar 2.5 Perubahan Duty Cycle Pulsa Terhadap Tegangan Output...... 9

6. Gambar 2.6 Siklus PWM................................................................ 10

7. Gambar 2.7 Rangkaian IC NE555.................................................. 11

8. Gambar 2.8 Konsep IC NE555....................................................... 11

9. Gambar 2.9 Rangkaian Power Supply............................................ 14

10. Gambar 3.1 Blok Diagram Perancangan Alat Tester Coil........... 16

11. Gambar 3.2 Desain Alat Tester Coil............................................. 17

12. Gambar 3.3 Skema Rangkaian Driver Coil................................... 18

13. Gambar 3.4 Rangkaian Driver Coil.............................................. 18

14. Gambar 4.1 Pengujian Koil ke-1................................................... 20

15. Gambar 4.2 Pengujian Koil ke-2.................................................. 20

16. Gambar 4.4 Pengujian Koil ke-3.................................................. 20

17. Gambar 4.4 Spektrum Warna....................................................... 21

xiii

DAFTAR TABEL

1. Tabel 4.1 Pengujian Spark Koil........................................................... 21

2. Tabel 4.2 Pengujian Nilai Resistansi.................................................... 21

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Permasalahan

Tidak tersedianya alat tester coil di Laboratorium Otomotif Departemen

Teknik Mesin Sekolah Vokasi Universitas Gadjah Mada di jl. Grafika No.2

Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Penulis berencana

membuat alat tester coil sebagai projek Tugas Akhir. Alat tersebut untuk

mengidentifikasi kualitas koil.

1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah:

1. Merancang dan membuat alat tester coil.

2. Melakukan pengujian terhadap fungsi kerja dari alat tester coil yang dibuat.

Manfaat penelitian ini adalah:

1. Dengan pengamatan dan identifikasi maka akan mempermudah dalam

perawatan dan penggantian koil guna meningkatkan fungsi kerja dalam proses

pembakaran pada ruang bakar.

2. Sebagai pendukung sarana praktikum.

1.3 Identifikasi Masalah

Dari latar belakang permasalahan maka dapat muncul beberapa masalah

yang dapat diidentifikasi, yaitu cara rancang bangun alat tester coil, cara kerja

alat tester coil, dan cara mengidentifikasi kerusakan pada koil.

1.4 Batasan Masalah

Agar penyusunan Tugas Akhir ini dapat terlaksana dengan baik dan cepat

serta mengingat luasnya ruang permasalahan maka penelitian ini dibatasi pada:

1. Rancang bangun alat

2. Pengujian alat

2

1.5 Sistematika Penulisan

Bab I PENDAHULUAN

Bab ini berisikan latar belakang masalah, tujuan dan manfaaat penelitian,

identifikasi masalah, batasan masalah, dan sistematika penulisan.

Bab II LANDASAN TEORI

Bab ini membahas tentang teori-teori yang mendukung dalam penyelesaian

masalah.

Bab III RANCANG BANGUN

Bab ini berisikan tentang proses perancangan dan pengerjaan serta cara kerja

alat yang dibuat.

Bab IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

Rancang bangun yang telah dikerjakan kemudian dianalisa serta diuji

kelayakan sehingga menghasilkan kesimpulan dari alat yang telah dibuat.

Bab V KESIMPULAN

Berisikan kesimpulan tentang hasil rancangan yang telah dibuat serta saran

dalam pengembangan rancangan tersebut.

3

BAB II

LANDASAN TEORI

Sistem pengapian digunakan untuk mendukung proses terjadinya

pembakaran campuran bahan bakar dan udara dalam ruang bakar. Dalam sistem

pengapian dibutuhkan tegangan tinggi untuk menghasilkan api listrik (spark)

yang dibutuhkan dalam proses pembakaran dalam ruang bakar. Sehingga

diperlukan alat yang dapat menaikkan tegangan dari sumber catu daya sebesar 12

Volt menjadi 15.000-20.000 kVolt yang disebut koil.

2.1 Sistem Pengapian

Pengapian diperlukan untuk memulai dan mengatur saat waktu (timing)

proses pembakaran yang akan menghasilkan energi. Energi dilepaskan oleh

loncatan bunga api listrik yang mana akan membakar atau mengubah keadaan

secara kimia dan akan menghasilkan panas/energi.

Energi tersebut harus cukup besar sehingga mampu menyalakan sejumlah

campuran yang akan menghasilkan energi yang kemudian akan membakar

campuran yang ada di sekitarnya. Loncatan api listrik dihasilkan oleh tegangan

tinggi antara dua elektroda busi.

Untuk melaksanakan terjadinya pengapian maka harus tersedia:

1. Sumber listrik yang mampu membangkitkan arus dengan energi yang besar

yang dapat menyalakan campuran.

2. Sistem yang dapat membangkitkan beda tegangan yang besar pada kecepatan

motor bervariasi.

3. Intensitas loncatan api listrik untuk menghasilkan energi sehingga penyalaan

akan dapat terjadi.

4. Sistem yang dapat mendistribusikan tegangan tinggi ke setiap busi pada saat

yang tepat.

2.2 Induksi Elektromagnet

Gejala terjadinya arus listrik akibat perubahan garis-garis gaya (fluks)

magnet. Arus yang dihasilkan disebut arus induksi. Perubahan medan magnet

4

menimbulkan arus listrik. Adanya arus listrik menimbulkan antara ujung

kumparan terdapat beda potensial yang disebut gaya gerak listrik (ggl) induksi.

1. Fluks Magnet ( )

Garis gaya magnet semakin rapat akan menghasilkan medan magnet semakin

kuat. Fluks magnet adalah banyaknya garis medan magnet yang menembus suatu

luas daerah tertentu dengan tegak lurus.

(1)

(Wb)

B = kuat medan magnet (Wb/m2)

A = luas permukaan yang ditembus (m2)

2. Hukum Faraday

Arus listrik mengalir dalam satu rangkaian, maka disekitar arus tersebut akan

timbul fluks magnet. Garis gaya listrik (ggl) induksi bergantung pada laju

perubahan fluks magnet yang melalui suatu rangkaian.

(2)

jika perubahan fluks magnet terjadi dalam waktu singkat ( ), maka

persamaan tersebut ditulis:

(3)

(Volt)

N = jumlah lilitan pada kumparan

= perubahan fluks magnet (Wb/m2)

Tanda minus (-) pada persamaan di atas menyatakan arah sesuai dengan hukum

Lenz.

3. Hukum Lenz

Arah arus induksi dalam kumparan sedemikian rupa sehingga medan magnet

yang dihasilkan arus tersebut melawan perubahan fluks penyebabnya.

4. GGL induksi akibat berbagai faktor perubahan fluks

5

Sesuai rumus fluks magnet , perubahan fluks magnet disebabkan

oleh tiga faktor:

1. Perubahan luas bidang kumparan

2. Perubahan besar induksi magnet

3. Perubahan sudut antara B dan arah normal bidang N

(1) GGL induksi akibat perubahan luas bidang kumparan (A)

Gambar 2.1 GGL Induksi

Gambar di atas menunjukkan panjang l digeser ke kanan dengan kecepatan v

yang mengakibatkan terjadi perubahan luas persatuan waktu sebesar:

(4)

Sehingga persamaan (3) dapat dituliskan menjadi:

(5)

Karena tanda minus hanya menunjukkan arah sesuai hukum Lenz, maka untuk

penyederhanaan boleh tidak ditulis. Untuk kumparan yang terdiri hanya satu

lilitan (N = 1), berlaku hubungan: (6)

Persamaan tersebut tidak hanya berlaku untuk B tegak lurus v, jika B dan v

membentuk sudut, maka:

(2) GGL induksi akibat perubahan induksi magnet (B)

GGL induksi yang timbul akibat dari perubahan induksi magnet merupakan

prinsip kerja transformator (trafo). Untuk induksi magnet (B) yang berubah

terhadap waktu (t) pada luas bidang kumparan yang konstan (tetap), maka

persamaan (3) dapat ditulis menjadi:

6

(7)

(3) GGL induksi akibat perubahan sudut antara B dan normal bidang N ( ) GGL

induksi ini merupakan prinsip dasar pembuatan generator. Perubahan sudut

dilakukan dengan cara memutar kumparan yang memiliki luas bidang (A) dan

medan magnet (B) homogen (sejenis) dengan kecepatan sudut. Sehingga fluks

magnet yang dilingkupi kumparan adalah:

(8)

Jika persamaan (8) disubstitusikan ke persamaan (3) akan diperoleh:

(9)

2.3 Struktur Koil

Gambar 2.2 Struktur Koil

Keterangan:

1. Terminal Positif

Berfungsi untuk aliran arus listrik dari baterai/sumber tegangan.

2. Terminal Negatif

Bagian dari koil yang berfungsi sebagai ground.

3. Kumparan Primer

Kumparan pada koil yang memiliki jumlah lilitan lebih sedikit dari kumparan

sekunder.

7

4. Terminal Tegangan Tinggi

Terminal pada koil yang dihubungkan langsung dengan kabel bertegangan

tinggi menuju distributor untuk disalurkan ke tiap busi pada silinder mesin.

5. Kumparan Sekunder

Kumparan yang memiliki jumlah lilitan lebih banyak dari kumparan primer

dan sebagai induksi tegangan tinggi untuk disalurkan ke distributor menuju

busi.

6. Inti Besi

Sebagai penghasil medan magnet.

7. Seal Terminal Tegangan Tinggi

Sebagai sekat (pembatas) antara terminal tegangan tinggi dengan kabel

tegangan tinggi yang menuju ke distributor.

8. Pelindung

Melindungi komponen bagian dalam koil dari kebocoran medan magnet

sekaligus dari benturan luar.

9. Isolator Porselin

Sebagai penahan dan penurun panas komponen dalam koil saat koil bekerja.

2.4 Proses Kerja Sistem Pengapian Platina

Gambar 2.3 Rangkaian Sistem Pengapian Platina

1. Saat kunci kontak on platina menutup

Kunci kontak on, arus dari baterai/sumber tegangan mengalir menuju

terminal positif ke kumparan primer dan inti besi koil. Dari inti besi koil, arus

8

mengalir ke platina dan kondensor menuju masa (ground). Terjadi medan magnet

pada inti besi dan menghasilkan kemagnetan pada kumparan primer koil.

2. Saat kunci kontak on platina membuka

Terbukanya platina akibat putar cam distributor dari mekanisme kerja cam

shaft mesin. Arus dari terminal positif koil ke masa (ground) terputus, medan

magnet pada inti besi menghilang sekaligus kemagnetan pada kumparan primer

koil. Mengakibatkan garis gaya listrik (ggl) induksi pada kumparan sekunder koil

yang mengakibatkan induksi tegangan. Induksi tegangan tersebut menghasilkan

tegangan tinggi menjadi ribuan Volt yang akan digunakan dalam proses

pembakaran campuran bahan bakar dan udara di ruang bakar.

2.5 Driver Coil

Dalam perancangan alat tester coil, dibuat rangkaian alat sebagai pengganti

platina sekaligus cam distributor sebagai penghasil gelombang pulsa (lebar sinyal

listrik) untuk menghidupkan koil yang nantinya digunakan untuk pengujian

bunga api listrik (spark) pada koil. Rangkaian alat tersebut adalah rangkaian

driver coil.

2.5.1 Pulse Width Modulation (PWM)

Pulse Width Modulation (PWM) secara umum adalah sebuah cara

memanipulasi lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam satu periode,

untuk mendapatkan tegangan output yang berbeda.

Konsep Dasar PWM

Sinyal PWM pada umumnya memiliki amplitudo dan frekuensi dasar yang

tetap, namun memiliki lebar pulsa yang bervariasi. Lebar pulsa PWM berbanding

lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi. Artinya, sinyal PWM

memiliki frekuensi gelombang yang tetap namun siklus bervariasi antara 0%

hingga 100%. Perbandingan pulsa high terhadap low ini akan menentukan jumlah

daya yang diberikan ke komponen elektronik.

9

Gambar 2.4 Perbandingan Pulsa High (T.on) dan Low (T.off)

Duty Cycle:

Tegangan Output :

Dari persamaan tersebut, diketahui bahwa perubahan duty cycle (siklus) akan

merubah tegangan output.

Gambar 2.5 Perubahan Duty Cycle Pulsa Terhadap Tegangan Output

Resolusi adalah jumlah variasi perubahan nilai dalam PWM tersebut. Misalkan

suatu PWM memiliki resolusi 8 bit, berarti PWM ini memiliki variasi perubahan

nilai sebanyak 256 variasi mulai dari 0 – 225 perubahan nilai yang mewakili

duty cycle 0% – 100% dari keluaran PWM tersebut.

10

Gambar 2.6 Siklus PWM

Semakin lebar sisi pulsa positif (T.on) maka semakin lama jeda waktu untuk

mengalir tegangan dan semakin lebar sisi pulsa negatif (T.off) maka semakin

singkat jeda waktu untuk mengalirkan tegangan. Amplitudo dan frekuensi

gelombang pulsa tetap namun siklus (duty cycle) bervariasi antara 0% – 100%.

2.5.2 IC NE555

IC 555 merupakan IC timer sekaligus penghasil gelombang pulsa (lebar

sinyal listrik). IC NE555 memiliki karateristik sebagai berikut:

IC merupakan singkatan dari Integrated Circuit. Tempat atau sistem yang

mewadahi beberapa komponen elektronik sebagai proses kerja dari IC itu sendiri.

NE merupakan kode produksi dari produsen pembuat IC tersebut. Kode NE pada

IC menjelaskan bahwa produsen pembuat IC tersebut berasal dari Amerika,

yaitu phillips dan siemens.

555 merupakan rangkaian tahanan pada IC tersebut, yaitu rangkaian seri dan tiap

tahanan memiliki tahanan sebesar 5 kΩ.

IC NE555 terdiri dari 8 pin yang memiliki fungsi tersendiri.

1. Pin 1 sebagai ground/masa.

2. Pin 2 sebagai trigger yang membatasi tegangan masuk sebesar 1/3 Vcc.

3. Pin 3 sebagai output/keluaran dari proses penghasil pulsa (lebar sinyal)

menuju ke koil.

4. Pin 4 sebagai reset yang mengatur ulang kerja IC tapi kenyataannya pin 4

tersebut langsung terhubung ke sumber tegangan Vcc untuk menghindari reset

yang akan membuat kerja IC tidak berfungsi.

11

5. Pin 5 sebagai pengatur tegangan input dari pin 8 Vcc yang menuju ke pin 6

(Threshold).

6. Pin 6 sebagai Threshold yang membatasi sumber tegangan input dari Vcc pin

8 sebesar 2/3 Vcc.

7. Pin 7 sebagai discharge yang akan melakukan pengosongan tegangan pada

komparator yang terhubung pada pin 2 (trigger) dan pin 6 (threshold) bila

tegangan input pada dua pin tersebut lebih dari batas yang dimiliki tiap pin.

8. Pin 8 sebagai Vcc yang menjadi input dari sumber tegangan sebesar 12 Volt

DC.

Secara umum rangkaian IC NE555 seperti gambar dibawah.

Gambar 2.7 Rangkaian IC NE555

2.5.3 Prinsip Kerja IC NE555

Set Q

Reset

Q

Gambar 2.8 Konsep IC NE555

Set menunjukkan input pada logika 0 atau 1

Reset menunjukkan input pada logika 0 atau 1

FF

12

Q dan Q menunjukkan kondisi output pulsa pada waktu low (T.off) atau high

(T.on). Sesuai dengan input yang dihasilkan logika 1 = waktu high (T.on) dan

logika 0 = waktu low (Toff).

Set Reset Q

Q Kondisi

1 0 1 0 Set FF

0 1 0 1 Reset FF

0 0 0 0 Tak ada

1 1 - - Pacu

Set

Reset

Q

Set hold = 1

Set

Reset

Q

Reset hold = 0

Set

Reset

Q-Q

Hold = 1 Hold = 0 Hold=1 Hold=0

13

Clock

Set

Reset

Q

Q

Set Reset Set Reset

Sinyal pendetak (IC Clock) bekerja dalam suatu model atau cara yang

disebut Positive Going Transition (PGT) atau Perubahan Tepi Naik Positif.

Artinya ketika denyut sinyal detak (clock) berganti dari 0 ke 1, perubahan

keadaan flip-flop terjadi dan keluaran Q dan Q berubah. Keluaran hanya terjadi

tepat pada tepi naik (awal pulsa naik) dari sinyal detak.

Lambang PGT adalah:

Sinyal pendetak (IC Clock) bekerja dalam suatu model atau cara yang

disebut Negative Going Transition (NGT) atau Perubahan Tepi Naik Negatif.

Artinya ketika denyut sinyal detak (clock) berganti dari 1 ke 0, perubahan

keadaan flip-flop terjadi dan keluaran Q dan Q berubah. Keluaran hanya terjadi

tepat pada tepi akhir (akhir pulsa turun) dari sinyal detak.

Lambang NGT adalah:

2.6 Power Supply

Alat yang digunakan untuk menghasilkan tegangan DC (Direct Current).

14

Gambar 2.9 Rangkaian Power Supply

Sumber listrik 220 Vac masuk ke transformator (trafo) untuk diturunkan

tegangannya. Pada trafo penurun tegangan (step down) perbandingan kumparan

primer dan sekunder sebesar 10:1.

Tegangan 22 Vac yang dihasilkan dari trafo selanjutnya menuju dioda bridge

untuk disearahkan arusnya menjadi arus DC (Direct Current). Hasil penyearahan

dari dioda bridge didapat tegangan 22 Vdc. Dari 22 Vdc masuk ke kapasitor

untuk disimpan muatan arus listriknya. Kemudian dialirkan menuju regulator tipe

7812. Angka 78 menunjukkan kode dari regulator dan 12 menunjukkan kapasitas

tegangan yang diubah sebesar 12 Vdc. Hasil tegangan DC dari regulator 7812

tersebut digunakan sebagai sumber tegangan input koil.

2.7 Busi

Busi merupakan bagian dari komponen pengapian yang berguna sebagai

penghantar api listrik (spark) akibat dari induksi tegangan tinggi pada kumparan

sekunder koil yang menuju ke elektroda positif dan negatif. Busi yang digunakan

adalah merk NGK BP7HS. Berikut penjelasannya:

B: diameter ulir busi (B=14 mm, C=10 mm, D=12 mm)

P: tipe rancangan busi (hanya pabrikan yang tahu kode ini)

15

7: tingkat panas busi (semakin kecil angkanya 6, 5, 4 disebut busi panas.

Semakin besar 8, 9 disebut busi dingin)

H: panjang ulir busi (H=12,7 mm, E=19 mm, L=11,2 mm)

S: tipe elektroda tengah (IX:inti elektroda dari bahan iridium, G:tipe busi racing,

P: inti tengah berbahan platinum, S:inti tengah tembaga)

16

BAB III

RANCANG BANGUN ALAT

Perancangan alat tester coil ini terdiri dari beberapa tahap. Dimulai dari

perencanaan alur kerja rancang alat, penyediaan alat dan bahan, perubahan desain

alat, dan penyesuaian konsep alat dari acuan alat sebelumnya yang pernah dibuat.

3.1 Blok Diagram Perancangan Alat Tester Coil

Dalam perancangan alat perlu adanya diagram alur kerja atau urutan kerja

dari alat yang akan dibuat. Alur kerja ini dibuat dalam bentuk blok diagram. Hal

tersebut bertujuan untuk mempermudah pembaca dalam memahami alur kerja

dari alat tersebut. Blok diagram perancangan alat tester coil sebagai berikut.

Switch on/off Power Supply

Test Spark Driver Coil

Gambar 3.1 Blok Diagram Perancangan Alat Tester Coil

3.2 Desain Alat

Alat tester coil tersebut mengalami perubahan bentuk dari alat yang telah

ada. Perubahan bentuk ini bertujuan untuk efisiensi tempat sekaligus ringan

dalam pembawaannya tapi konsep kerjanya tetap sama. Alat tersebut

menggunakan power supply sebagai pengganti baterai. Karena daya power supply

yang berasal dari sumber tegangan listrik lebih stabil. Berikut desain alat tester

coilnya.

17

Gambar 3.2 Desain Alat Tester Coil

3.3 Rancang Alat

Prosedur perancangannya sebagai berikut:

1. Membuat konsep rancangan alat terlebih dahulu.

2. Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan, meliputi:

a. Power Supply

b. Komponen-komponen elektronik

c. Koil

d. Plat besi

e. Sekrup

f. Obeng (+)

g. Tenol

h. Solder

i. Alat bor listrik

j. Multimeter, dll.

3. Melakukan pengerjaannya sebagai berikut:

a. Merancang rangkaian driver coil sesuai dengan acuan rangkaian dari

www.geocities.com.

18

Gambar 3.3 Skema Rangkaian Driver Coil

Gambar 3.4 Rangkaian Driver Coil

b. Membuat lubang pada bodi power supply sesuai dengan penempatan letak

driver coil dan untuk komponen elektronik lain menggunakan alat bor listrik.

c. Membuat plat tempat busi dan baut pengukur panjang api listrik. Melubangi

plat dan bodi power supply untuk lubang sekrup.

d. Memasang semua komponen yang dirancang pada bodi power supply.

19

BAB IV

HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

Pengujian alat tester coil terbagi menjadi dua pengujian, yaitu pengujian api

listrik (spark) dan pengujian nilai resistansi (tahanan) sekunder koil. Pengujian

api listrik koil bertujuan untuk mengetahui warna api listrik yang dihasilkan tiap

koil. Pengujian nilai resistansi (tahanan) sekunder koil bertujuan untuk

mengetahui kualitas dari koil tersebut. Semakin besar tahanan sekunder koil maka

semakin tinggi induksi tegangan yang dihasilkan.

4.1 Pengujian Alat

Setelah semua komponen elektronik terpasang pada bodi power supply.

Melakukan pengujian koilnya sebagai berikut:

1. Memasang kabel (+) dan kabel (-) dari driver coil ke terminal (+) koil dan

terminal (-) koil.

2. Menancapkan kabel power supply pada stop kontak listrik.

3. Menyalakan power supply dengan menekan switch on/off.

4. Lampu LED akan nyala warna hijau dan kipas akan berputar bila terjadi

aliran arus listrik pada rangkaian power supply.

5. Mengaktifkan toggle switch on/off pada driver coil.

6. Lampu LED akan nyala warna biru sebagai penanda bahwa pada rangkaian

driver coil teraliri arus listrik.

7. Mengamati api listrik (spark) yang keluar dari busi. Putar potensiometer

untuk mengatur tegangan dan frekuensi yang keluar ke koil.

8. Mengatur jarak baut untuk mendapatkan jarak sentuh terjauh yang bisa

disentuh oleh api listrik (spark). Dan mencatat tiap hasil pengukuran dengan koil

yang beda.

20

Gambar 4.1 Pengujian Koil ke-1

Gambar 4.2 Pengujian Koil ke-2

Gambar 4.3 Pengujian Koil ke-3

21

Dari pengujian didapat hasil sebagai berikut:

Tabel 4.1 Pengujian Spark Koil

Tabel 4.2 Pengujian Nilai Resistansi

Jenis Koil Nilai resistansi (Ω) Kualitas koil

Koil 1 9 kΩ Baik

Koil 2 - Buruk

Koil 3 8,5 kΩ Baik

4.2 Pembahasan

Dari hasil pengujian koil pada tabel 4.1 dan 4.2 dapat diketahui bahwa koil

1 dan 3 memiliki kualitas yang baik sedangkan pada koil 2 berkualitas buruk. Ini

dibuktikan dari warna api listrik (spark) pada koil 1 dan 3 berwarna biru dan

keunguan sedangkan kualitas buruk pada koil 2 yang tidak ada api listriknya.

Penanda warna tersebut berdasar pada tingkat panas dari api yang beracuan pada

spektrum warna.

Gambar 4.4 Spektrum Warna

Jenis koil Tes spark (api listrik) Warna Spark (api listrik)

Koil 1 Nyala Biru

Koil 2 Mati -

Koil 3 Nyala Keunguan

22

Dari gambar 4.4 menunjukkan bahwa semakin ke kiri warna maka akan

semakin pendek gelombangnya (satuan nanometer/nm) tapi memiliki frekuensi

(satuan TeraHertz/THz) dan energi foton/cahaya (satuan elektron Volts) yang

jauh lebih besar. Inilah yang menyebabkan api warna biru atau ungu (violet)

memiliki tingkat panas yang lebih tinggi dari api warna merah.

Nilai resistansi (tahanan) sekunder koil berkisar antara 8,5 kΩ sampai 9 kΩ

(standar 8-10 kΩ) bila jauh dibawah atau sama sekali tidak ada nilai tahanannya

maka koil tersebut berkualitas buruk seperti pada koil 2 yang tidak ada nilai

tahanan pada kedua kumparan koilnya. Nilai tahanan pada kumparan sekunder

berpengaruh pada tinggi-rendahnya induksi tegangan yang dihasilkan koil.

Semakin besar nilai tahanan sekunder koil maka semakin tinggi induksi tegangan

yang dihasilkan dan bila tahanan sekunder koil kecil maka induksi tegangannya

juga akan rendah.

23

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil pengujian dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa:

1. Alat tester coil yang dirancang dapat bekerja dengan baik.

2. Warna api listrik (spark) yang dihasilkan dari koil menunjukkan kualitas koil

tersebut. Kualitas koil yang baik ditandai dengan warna api listrik (spark)

berwarna biru atau keunguan (violet) sedangkan koil yang berkualitas buruk

ditandai dengan warna merah pada api listriknya.

5.2 Saran

Selama proses pengerjaan alat tester coil sampai selesai, masih terdapat banyak

kekurangan baik teknis maupun non teknis, seperti:

1. Tidak adanya alat pengukur tegangan puncak koil.

2. Penerapan ilmu yang berhubungan antara arus, kumparan koil serta proses

terjadinya induksi tegangan terhadap nilai tegangan puncak koil tersebut.

3. Tampilan alat yang kurang rapi.

Maka perlu adanya saran dan arahan serta penerapan dan pemahaman ilmu yang

berkaitan untuk perbaikan dari alat tester coil tersebut.

24

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. “Koil”. www.google.com, diakses tanggal 31 Maret 2015.

Anonim. “Driver Coil”. www.google.com, diakses tanggal 8 Juni 2015.

Anonim. ” IC 555”. 2012. Pembangkit Pulsa IC 555. http://elektronika-

dasar.web.id/komponen/pembangkit-pulsa-ic-555/html, diakses tanggal 14 Juni

2015.

Anonim. “Spektrum Warna”. www.google.com, diakses tanggal 14 Juni 2015.

Anonim. ”Cara Kerja PWM”. 2013. Pengenalan PWM (Pulse

Width Modulation),https://budihasian.wordpress.com/2013/10/18/pengenalan-

pwm-pulse-width-modulation/, diakses tanggal 23 Juni 2015.

Anonim. “Gelombang Pulsa”. www.google.com, diakses tanggal 23 Juni 2015.

Anonim. “Rumus IC 555”. IC Timer 555. http://www.aisi555.com/2011/07/ic-

timer-555-adalah-sirkuit-terpadu.html, diakses tanggal 23 Juni 2015.

Anonim. “Ignition System”. https://en.wikipedia.org/wiki/Ignition_system,

diakses tanggal 18 Juli 2015.

Badan Standar Nasional Pendidikan. 2006. Kurikulum 2006 KTSP: Mata

Pelajaran Fisika untuk Sekolah Menengah Atas dan Madrasah Aliyah. Jakarta:

Departemen Pendidikan Nasional.

Kanginan, Marthen. 1996. Fisika SMA. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Widjanarka W.N., Ir. 1996. “Catatan Teori dan Hasil Percobaan Teknik Digital

(tulisan tangan). PAT Ajendam IV Semarang.

Widyaiswara, Asmuniv, 2014, Perencanaan Rangkaian Modulasi Lebar Pulsa

(Pulse Width Modulation-PWM) Menggunakan Komponen Diskrit LM-

324,http://www.vedcmalang.com/pppptkboemlg/index.php/menuutama/listrik-

electro/1066-jos2, diakses tanggal 23 Juni 2015.