Piggyback yang Gampang dan Murah ... (Bagian 1)

Yuk bikin piggyback yang gampang dan murah meriah ... 

bisa dibuat untuk meningkatkan performa mesin, bisa lebih meng-kurus/gemukkan bahan bakar... sehingga bisa sesuai dengan yang kita inginkan ...

http://otomotif.kompas.com/read/xml/2008/07/09/06285810/piggyback.membantu.irit.bbm

ilustrasi :
ECU (Electronic Control Unit) yang merupakan otak bekerjanya engine, membaca besaran2 non listrik (fisika & kimia) yang ada (aliran udara masuk, temperature udara masuk, temperature engine, Throttle Position, gas buang, dll) yang sebelumnya diolah oleh sensor menjadi sinyal listrik (tegangan listrik, arus listrik, hambatan listrik)



Baik karburator (kontrol sistem mekanis) atau EFI (kontrol sistem elektrik) sama-sama menginginkan agar tercapai angka "perbandindingan udara & bahan bakar"/Air Fuel Ratio (AFR) yang ideal. Tentunya yang dibandingkan adalah "massa" udara dan "massa" bahan bakar.

Pada sistem karburator, semakin besar aliran udara yang masuk, maka secara mekanis akan membuat aliran bahan bakar yang disemprotkan semakin banyak pula. Perbedaan yang ada dengan sistem EFI adalah pada sistem EFI besaran2 fisika/kimia yang mempengaruhi besarnya udara, yaitu MAP-Manifold Absolut Pressure, MAF - Mass Air Flow, Karman Vortex merupakan sensor utama pada sistem EFI), diolah oleh sensor untuk dijadikan besaran listrik menjadi besaran tegangan dengan satuan Volt.

Perbedakan antara sensor-sensor ini adalah untuk sensor MAP dan MAF keluarannya dalam sinyal tegangan analog (Volt), sedangkan karman vortex dalam sinyal tegangan digital (frekuensi - hertz).

Kembali ke topik semula ...
MAP-Manifold Absolut Pressure, MAF - Mass Air Flow, Karman Vortex merupakan sensor utama yang menjadi informasi seberapa besar bahan bakar harus diinjeksikan/disemprotkan. Sehingga, agar semprotan bahan bakar bisa lebih banyak (gemuk) atau sedikit (kurus), maka kita harus manipulasi keluaran sensor2 tadi sebelum diteruskan ke ECU. .Lihat blok diagram dibawah ...

Mengolah sinyal tegangan analog lebih mudah dibandingkan sinyal digital (frekuensi). Mengolah sinyal analog bisa dibuat dengan rangkaian analog (Op-Amp, misal LM324), sedangkan mengolah sinyal dengan frekuensi, harus kita gunakan rangkaian digital pula, permasalahannya adalah kita harus menguasai mikrokontroler yang tentunya perlu pemrogramannya pula.

Kita awali dulu dengan membuat piggiback secara analog, rangkaian ini sudah saya coba dan hasilnya bisa sesuai dengan yang saya harapkan. Bahan bakar engine bisa dibuat lebih gemuk atau lebih kurus, suka2 kita.

Contoh sinyal MAP toyota :

Lebih detail lagi buat mesin Toyota 5EFE. Tetapi tidak menutup kemungkinan digunakan untuk engine-engine yang lainnya yang menggunakan sensor udara berupa sinyal tegangan (bervariasi antarar 0 s/d 5 Volt).

Kebutuhan bahan bakar (dalam mili detik) secara kasar pada setiap kondisi :

1. 
   Perlambatan (deselerasi), tegangan MAP 1 Volt s/d 1.2 Volt, durasi bahan bakar : cut off / 0 mili detik (ms=milisecond).
2. Idle / RPM stabil baik pada RPM rendah – tinggi, tegangan MAP : 1.6 Volt s/d 1.9 Volt, durasi bahan bakar : 2.2 mili detik (ms=milisecond).
3.  Akselerasi maksimal, tegangan MAP : 3.4 Volt, durasi bahan bakar : 7 mili detik (ms=milisecond)

MAP merupakan sensor yang paling mempengaruhi besar kecilnya durasi bahan bakar yang disemprotkan.
Dengan memanipulasi sensor ini maka kita akan bisa membuat bahan bakar lebih gemuk atau lebih kurus.
Kita coba buat yang sederhanan dulu. Dengan meng-kalikan MAP input dengan konstanta tertentu, maka akan kita dapatkan persamaan MAP_out = m x MAP_in.

Semisal saat akselerasi tegangan MAP yang dari 3.4 V dirubah menjadi 4 V. Maka akan kita dapatkan persamaannya menjadi

MAP_out = (4/3.4) x MAP_in
MAP_out = 1.18 x MAP_in
Atau bisa dilihat disetiap kondisi perubahannya adalah sebagai berikut : 

Permasalahannya rangkaian dengan persamaan Y = mX (X = MAP_in, dan Y = MAP_out, sedangkan m adalah kemiringan garis) adalah semua kondisi input dikalikan sebesar m. Kalau contoh yang kita buat adalah m = 1.18. Pada kondisi idle dan RPM stabil terjadi juga perubahan. Kalau kita lihat, idle pada no 8 dari 1.75 V menjadi 2.07 V. tentunya pada saat idle, durasi bahan bakar juga akan naik dari kondisi sebelumnya (lebih tinggi dari 2.2 ms). Untuk mengatasi ini, akan kita bahas juga di sesi berikutnya…. Sabar ya… he..he..

Permasalahannya sekarang adalah merubah persamaan Y = 1.18 x X menjadi rangkaian elektroniknya. Yuk…kiat bikin bareng2. Untuk dasar teori tentang Op-Amp bisa dibaca di googling ya… banyak kok pembahasan rangkaian tentang Op-Amp. Searching aja pake kata kunci : “Non-Inverting” “Op-Amp”, dijamin pasti ketemu.

Dibawah adalah rangkaian non-inverting (tak membalik) Op-Ampnya :

(Rangkaian Piggyback sederhana dengan Op-Amp non inverting)

Persamaan rangkaian di atas adalah :
MAP_OUT = (1+R2/R1) x MAP_IN
Dimana (1+R2/R1) = 1.18, maka R2/R1 = 1.18 – 1 = 0.18.
R2 = 0.18 x R1. dengan R1 = 10 k, maka
R2 = 0.18 x 10k = 1.8 k Ohm.
Dapat disimpulkan bahwa jika menginginkan persamaan Y = 1.18 x X, dimana X = MAP_IN, dan Y = MAP_OUT, maka R2 harus di set ke 1.8 kOhm.

Catatan :
- Untuk R2 sebaiknya memakai multitone (resistor variabel dengan banyak putaran), supaya didapatkan hasil yang teliti.
- Ada tambahan R3 dan diode zener 5.1 V dipakai untuk membatasi nilai tegangan output, jika > 5.1 V di cut menjadi 5.1 Volt. (sebagai pengaman)

IC LM324 didalamnya ada 4 buah Op-Amp yang bisa dipakai. Untuk rangkaian di atas, kita hanya memerlukan 1 buah Op-Amp saja. Semisal kita pakai Op-Amp 1, maka hanya kaki no 1,2,3 (2 input, 1 output), dan kaki no 4 (sumber 12 V), no 11 (GND) yang kita rangkaikan.

VIDEO TESTING ...

Kalkulasi perkiraan biaya untuk membuat piggyback sendiri :
1. PCB : Rp 1.500,00
2. IC LM324 : Rp 2.000 ,00
3. R,C,Dz,D : Rp 1.500,00
4. kabel,timah : Rp 2.000,00
5. dll : Rp 3.000,00

Total sekitar Rp 10.000,00 an.... Yuk...coba bikin sendiri buat ningkatin performa mesin kita sesuai dengan yang kita mau, tentunya dengan biaya murah ....

Sekarang mari kita coba membuat rangkaian yang hanya memperbanyak bahan bakar HANYA pada saat akselerasi saja, sedangkan pada pada saat idle & rpm stabil, durasi bahan bakar tetap seperti semula. Maka kita mempunyai persamaan garisnya seperti di bawah ...

(Kelanjutannya ditunggu tulisan berikutnya ya ... jangan lupa komentarnya)

Bersambung ke bagian 2