Sensor Pada Alat Berat

Sensor

Sensor mengukur parameter secara fisik seperti kecepatan, temperature, tekanan dan posisi. Sebuah sensor elektronik merubah parameternya secara fisik menjadi sinyal elektronik, sinyal ini proporsional terhadap kondisi parameternya.

Pada sistem elektronik caterpillar, sensor digunakan untuk memantau sistem-sistem yang ada dimesinnya dengan perubahan yang tetap. Sinyal elektronik ini mewakili perubahan yang diukur, sinyal ini dimodulasikan dalam tiga cara yaitu:

1. Modulasi frekuensi mewakili parameter dari tingkat frekuensi.

2. Modulasi PWM mewakili parameter duty cycle.

3. Modulasi analog mewakili parameter dari tingkat tegangannya.

Didalam bagian ini akan dijelaskan tipe-tipe dari sensor input: frekuensi, analog, digital dan kombinasi analog ke digital.

A. Sensor frekwensi

Sistem pengontrol elektonik menggunakan bermacam-macam komponen untuk mengukur kecepatan. Yang paling banyak adalah dipakai dua tipe yaitu tipe sensor magnetic dan hall effect.

* Sensor tipe magnetic

Dalam sistem yang tidak terlalu terpengaruh terhadap kecepatan rendah (dibawah 500 rpm) bisa menggunakan tipe ini. Sensor ini memberikan informasi kecepatan diatas 600 rpm secara akurat tetapi tidak dibawah  600 rpm, sehingga main display menggunakannya untuk mengetahui kecepatan gear intemediate dari output transmisi dan lain-lain keperluan.

Sensor ini termasuk sensor pasif karena tidak membutuhkan tegangan input untuk memproses sinyalnya. Dan juga sensor tersebut merubah gerakan mekanikal menjadi tegangan AC, karena didalamnya terdapat coil, core dan magnet sehingga hampir menyerupai generator kecil.

Cara kerjanya yaitu saat gear memotong medan magnet permanent didalam sensor terbangkitlah tegangan AC dalam coil dan diikuti oleh frekwensinya. Frekwensi tersebut proporsional terhadap kecepatan dan ECM menggunakan frekwensi tersebut untuk membandingkan dengan data yang tersimpan dalam ECM.

Untuk mengetahui kondisi baik dan tidaknya sensor tersebut kita bisa mengukurnya secara statis dan dinamis, yaitu pada saat dilepas dari harnessnya dan engine dalam keadaan mati kita bisa mengukur nilai tahanan coilnya antara 100 sampai 500 Ohm sesuai besar kecilnya sensor.

Dan pada saat tersambung dengan harnessnya dengan engine dalam keadaan  hidup dengan menggunakan probe tester kita bisa mengukur tegangan AC nya dan frekwensinya yang timbul antara terminal 1 dan 2.

* Sensor tipe hall effect
Pada sistem dimana kecepatan rendah sangat terpengaruh oleh informasi ECM maka digunakanlah tipe hall effect. ECM transmission dan engine menggunakannya untuk menfeteksi kecepatan tiap posisi dan timing. Kedua sensor sama-sama mempunyai hall cell di kedua ujung kepalanya.

Cara kerjanya yaitu sewaktu gear memotong medan magnet yang terdapat dihall cell terbangkitlah sinyal yang kecil, lalu sinyal tersebut dikirim ke amplifier yang terdapat disensor itu juga dan menjadi sinyal PWM yang cukup kuat dan seterusnya dikirim ke kontrol untuk diproses selanjutnya. Karena sinyalnya berpulsa maka terdapat duty cycle dan disebut sinyal digital.

Sesuai dengan namanya maka output sensor ini yang berupa frekwensi yang sebagai acuan dalam referensi oleh kontrolnya untuk kecepatan sedangkan duty cycle dipakai untuk menentukan timing.

Sensor ini sangat akurat dalam mendeteksi kecepatan karena outputnya tidak tergantung oleh kecepatan, dan mendeteksi kecepatan mulai dari 0 rpm dalam temperature yang bervariasi. Hall effect sensor ini dapat memberikan output yang baik jika dalam pemasangannya tanpa ada celah digearnya.

Untuk mendiagnosa sensor tersebut harus melakukan beberapa tahapan yaitu:
- Ukur tegangan inputnya antara pin A dan pin B (speed timing sensor = 12,7 volt sedangkan transmission output sensor = 8 volt).

- Ukur outputnya antara pin C dan pin B harus terdapat duty cycle antara 5 % sampai 95 % dan terdapat fekwensi antara 4,5 kHz sampai 5,5 kHz.

B. Sensor digital

Sensor digital menggunakan metode modulasi lebar pulsa sinyalnya untuk memberikan sinyal elektronik yang berubah ubah kepada kontrolnya. Perbandingan sinyal on dan off pulsa tadi menyebabkan perubahan tegangan dan arus yang akan diterjemahkan oleh kontrol sesuai dengan kebutuhannya.

Tipe sensor ini banyak dipakai untuk memantau posisi, aliran, tekanan dan temperature. Secara fisik sensor ini lebih besar dari sensor analog karena didalamnya terdapat komponen-komponen elektronik antara lain oscillator yang menyediakan input frekwensi yang berkisar antara 5 kHz. 

Comparator yang membandingkan dua sinyal yang berbeda untuk menghasilkan sinyal dan transistor NPN yang mengatur output dari sensor atas dasar output comparator dalam menyediakan sinyal digital dan sebuah thermistor yang memantau parameter dengan merubah tahanannya.

* Troubleshooting sinyal digital
Untuk mengetahui bagus tidaknya suatu sensor harus dilakukan pengetesan, yang sebelumnya harus disediakan kebutuhan tool-toolnya yaitu:
9U7330 fluke digital multimeter, 7x1710 probe group dan sensor harus terhubung diharnessnya.

Langkah-langkah pengetesannya sebagai berikut:
Sisipkan probe kekonektor pada sensor sesuaikan dengan label huruf-hurufnya:
-Pin A ke pin C ada tegangan suplainya = 8 atau 24 Volt
-Pin C ke pin B terdapat tegangan DC 0,7 samapai 7,9 volt
-Pin C ke pin B terdapat frekwensi 4,5 sampai 5,5 kHz
-Pin C ke pin B terdapat duty cycle antara 5% sampai 95%.

Jika pada saat pengukuran diluar standar yang diatas bisa dipastikan sensornya ada kerusakan. Gambar fisik sensor tersebut adalah seperti berikut ini.

C. Sensor analog

Sensor tipe ini sangat berbeda dengan yang digital bukan hanya bentuk fisiknya tetapi juga cara kerja dan fungsinya serta mengeluarkan sinyal analog. Defenisi dari sinyal analog adalah sinyal yang perubahannya secara perlahan dan terus menerus juga proporsional (linear) yang dipantaunya, seperti gambar dibawah ini.

Output dari sensor analog hanya berupa tegangan DC, biasanya antara 0 sampai 5 Volt. Konstruksi bagian dalamnya hanya terdapat thermistor dan amplifier yang memproses sinyal outputnya 0,2 sampai 4,8 Volt DC secara proporsional dengan temperature normalnya.

Troubleshooting sensor analog juga sama dengan yang digital yaitu memerlukan 9U7330 DMM dan 7x1710 probe group. Dan juga kunci kontak dalam keadaan on, karena sensornya termasuk tipe aktif. Pengetesan cukup mudah kita hanya mengukur inputnya yaitu pin A ke pin B = 5 volt DC, serta sinyalnya dari pin C ke pin B = 1,99 sampai 4,46 Volt Dc.

Dari kedua tipe sensor tadi unit caterpillar juga memberikan indikasi pada kabel sinyal sensornya yaitu jika kabelnya putus kontrol akan mengeluarkan tegangan yang disebut dengan build up voltage. Untuk sensor digital biasanya sekitar 8 Volt dan sensor analog untuk build up voltage = 6,3 Volt.

D. Sensor analog ke digital

Sensor tipe ini menggunakan bagian analognya untuk mengukur parameternya dan mengirimkan sinyal tersebut kesebuah converter dan didalam converter sinyal tersebut dirubah menjadi digital (PWM) menuju kontrol elektronik.

Troubleshooting sensor tipe ini sama dengan sensor digital, dibawah ini terdapat gambar sensor analog kedigital untuk sensor tekanan brake.