SISTEM PENGAPIAN ELEKTRONIK

 SISTEM PENGAPIAN SEMI TRANSISTOR

CAPASITOR DISCHARGE IGNITION (CDI)

By. @chsan M

Wiring sistem pengapian elektronik, dimana terdapat komponen elektronik yang dirangkaikan antara sumber tegangan. (Excitor Coil) dan kumparan primer koil sebagai Penginduksi elektromagnetik (Ignition Coil). Komponen pemicu induksi elektromagnetik pada wiring yang ditunjukan pada gambar tersebut adalah :

1)   Diode

Diode dilambangkan dengan simbolmerupakan komponen aktif elektronika dan pada umumnya mempunyai dua kutub yang bersifat semikonduktor, kerja dari diode yaitu memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah dan menghambat arus dari arah sebaliknya. Diode dapat juga disamakan sebagai katup di dalam bidang elektronika yang berfungsi sebagai Rectifier (Penyearah) dimana selain sebagai switch atau saklar, diode juga memiliki fungsi utama sebagai penyearah arus listrik. Karena karakteristik yang unik inilah sehingga diode dapat dipakai untuk mengubah arus bolak balik (AC) menjadi arus satu arah (DC).

2)   Capasitor atau kondensator (Condensor)

Kapasitor (Capacitor) atau disebut juga dengan Kondensator (Condensor) adalah Komponen Elektronika Pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara dengan satuan kapasitansinya adalah Farad. Di dunia elektronika terdapat jenis-jenis capasitor dimana masing-masing capasitor mempunyai fungsi dan kegunaannya dalam rangkian kelistrikan. Gambar. dibawah memperlihatkan jenis-jenis dan simbol capasitor yang sering digunakan pada rangkaian elektronik. Jenis capasitor yang digunakan pada sistem pengapian elektronik umumnya menggunakan capasitor jenis Non-Polar dan jenis Bi-Polar (Electrolit Capasitor/Elco). 

Kedua jenis capasitor tersebut mempunyai fungsi yang sama yaitu untuk menyimpan arus sementara dari sumber listrik.

3)   Tyristor atau SCR (Silicon Controlled Rectifier)

Silicon Controlled Rectifier atau sering disingkat dengan SCR adalah Dioda yang memiliki fungsi sebagai pengendali dan pengganti kontak platina pada sistem pada sistem pengapian elektronik. Berbeda dengan Dioda pada umumnya yang hanya mempunyai 2 kaki terminal, SCR adalah dioda yang memiliki 3 kaki Terminal. Kaki Terminal ke-3 pada SCR tersebut dinamai dengan Terminal “Gate” atau “Gerbang” yang berfungsi sebagai pengendali (Control),  sedangkan kaki lainnya sama seperti Dioda pada umumnya yaitu Terminal “Anoda” dan Terminal “Katoda”.  Silicon Controlled Rectifier (SCR) merupakan salah satu dari anggota  kelompok komponen Thyristor.

Pada prinsipnya, cara kerja SCR sama seperti dioda normal, namun SCR memerlukan tegangan positif pada kaki “Gate (Gerbang)” untuk dapat mengaktifkannya.  Pada saat kaki Gate diberikan tegangan positif sebagai pemicu (trigger), SCR akan menghantarkan arus listrik dari Anoda (A) ke Katoda (K). Sekali SCR mencapai keadaan “ON” maka selamanya akan ON meskipun tegangan positif yang berfungsi sebagai pemicu (trigger) tersebut dilepaskan, kita hanya perlu menurunkan tegangan maju Anoda-Katoda ke titik Nol. 

4)  Kumparan Pembangkit Pulsa (Pulsa rotor dan triger),

Bekerja bersama reluctor sehingga menghasilkan sinyal trigger (pemicu) yang dimanfaatkan oleh Thyristor untuk mendischarge seluruh muatan kapasitor. Pick up coil (triger) terdiri dari suatu lilitan kecil yang akan menghasilkan arus listrik AC apabila dilewati oleh perubahan garis gaya magnit yang dilakukan oleh reluctor yang terpasang pada rotor alternator. Prinsip kerja pick up coil dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Keterangan :

1. Reluctor mencapai Pick Up Coil

2. Reluctor di tengah Pick Up Coil

3. Reluctor meninggalkan Pick Up Coil

Komponen elektronika yang sudah disebutkan diatas adalah merupakan komponen pemicu tegangan induksi elektromagnetik pada koil dan mengatur kapan waktunya busi memercikan bunga api. Sumber arus dan tegangannya bisa berbentuk tegangan bolak balik (AC) yang dihasilkan oleh generator/alternator (Exitor coil) ataupun tegangan searah (DC) baterai. Prinsip kerja pengapian elektronik adalah bekerja dengan memanfaatkan pengisian (charge) dan pengosongan (discharge) muatan kapasitor. Proses pengisian dan pengosongan muatan kapasitor dioperasikan oleh saklar elektronik sehingga sistem pengapian elektronik ini populer dengan istilah sistem pengapian CDI (Capasitor Discharge Ignition) yang diproduksi dalam satu kemasan CDI.

Karena menggunakan rangkaian elektronik inilah sistem pengapian elektronik mempunyai keuntungan dibandingkan dengan sistem pengapian konvensional :

(1)  Keuntungan Mekanik :

a) Tidak terdapat gerakan mekanik/gesekan antar komponen pada SCR, sehingga tidak terjadi keausan komponen.

b) Tidak memerlukan perawatan/penyetelan dalam jangka waktu yang pendek seperti pada sistem pengapian konvensional.

c) Kerja sistem pengapian elektronik stabil (karena tidak ada keausan komponen) sehingga bahan bakar relatif ekonomis karena pembakaran lebih sempurna.

d) Tidak sensitif terhadap air karena komponen sistem pengapian dapat dikemas kedap air.

(2)    Keuntungan Elektrik

a) Tegangan pengapian cukup besar dan konstan, sehingga pembakaran lebih sempurna dan kendaraan mudah dihidupkan.

b) Busi menjadi lebih awet karena pembakaran lebih sempurna.

Adapun kekurangan sistem pengapian elektronik adalah :

a)  Apabila terjadi kerusakan terhadap salah satu komponen di dalam unit CDI, berakibat seluruh rangkaian CDI tidak dapat bekerja dan harus diganti satu unit.

b)  Biaya/harga penggantian unit CDI relatif lebih mahal.

skema kerja dari sirkut CDI dimana terdapat komponen rectifier (diode), kapasitor, SCR (Tyiristor) dan satu komponen pemicu induksi elektromagneik (generator pulsa) dipasang diluar rangkaian CDI

Keterangan :

1. Dari Sumber Tegangan (Alternator)

2. Dari Signal Generator (Pick Up Coil)

3. Ke Ignition Coil

4. Massa CDI

Prinsip kerja CDI adalah sebagai berikut :

Rectifier bekerja menyearahkan arus AC yang dihasilkan oleh sumber tegangan (alternator) maupun oleh signal generator (pick up coil). Kapasitor (capacitor) menyimpan energi hasil induksi dari kumparan stator alternator dimana terdapat magnet permanen yang berputar (rotor alternator) di dekat kumparan stator. Thyristor switch merupakan saklar elektronik yang akan mengosongkan kapasitor yang sudah bermuatan tersebut, sinyal trigger didapatkan dari arus yang dihasilkan oleh pick up coil yang mengalir melalui kaki Gate (G). Akibatnya Thyristor aktif dan menghubungkan kedua terminal kapasitor melalui terhubungnya terminal Anoda (A) dan Katoda (K) pada Thyristor. Kapasitor akan melepaskan muatannya secara cepat (discharge) melalui kumparan primer koil pengapian (Ignition Coil) untuk menghasilkan induksi pada kumparan primer maupun induksi tegangan tinggi pada kumparan sekunder koil pengapian.

*) Thyristor switch merupakan saklar elektronik yang bekerja lebih cepat daripada kontak platina (saklar mekanik) dan kapasitor mendischarge sangat cepat. Karena itu, tegangan tinggi yang dihasilkan semakin besar karena kumparan sekunder koil pengapian terinduksi dengan cepat, sehingga pijaran api yang dihasilkan pada busi menjadi lebih kuat.

Dengan demikian sistem pengapian elektronik CDI bisa diartikan sebagai sebuah sistem kelistrikan yang berfungsi untuk memercikan bunga api pada busi pada saat yang tepat untuk membakar campuran udara dan bahan bakar di dalam silinder dengan memanfaatkan pengisian (charge) dan pengosongan (discharge) muatan kapasitor yang prosesnya diatur secara elektronik.