Pada kesempatan kali
ini ane akan memaparkan sesuatu yang unik: membuat lampu rem mobil/sepeda motor
pada roda yang berputar. Sedikit kretivitas pada mobil/motor agan akan
membuatnya mempunyai suatu nilai lebih dari yang mobil-mobil yang lain, karena pasti
pertamax gitu loh...
Baiklah, sebelum
Agan melangkah ke praktek, ada baiknya agan ketahui sebuah pengetahuan umum bahwa
kalau kita mau mengalirkan suatu arus listrik DC pada sesuatu yang berputar, biasanya
kita tidak akan lepas dari penggunaan cincin geser (slip ring) pada rotor (bagian berputar) dan sikat (brush) pada stator (bagian yang diam). Slip
ring dan sikat pada saat roda berputar harus selalu bersentuhan agar arus dapat
melewatinya. Dengan demikian, kedua komponen ini dalam operasinya akan senantiasa
bergesekan yang pada gilirannya tentu akan mengalami keausan.
Kali ini kita
akan mengaplikasikan membuat sendiri slip ring dan brush pada roda sebuah mobil
dengan tujuan menyuplai kebutuhan arus/daya listrik untuk sebuah lampu LED pada
sisi rotor. Khusus untuk pembuatan sikat, mengingat aplikasinya untuk lampu rem
yang tidak setiap saat nyala, ane mengaplikasikan semacam gaya (torsi) elektromekanis
dengan tujuan agar koneksi ke slip ring hanya terjadi pada saat diperlukan saja
(pengereman) sehingga akan menambah umur slip ring dan/atau sikat.
Ingat, mobil bisa
saja menempuh jarak ribuan kilometer sehingga jika kita tidak antisipasi
menghemat gesekan slip ring dan sikat, tentu kedua bagian ini akan cepat aus,
selain tentu saja terdapat waktu siang kapan kita tidak perlu menyalakan lampu
mobil. Namun demikian, tidak menutup kemungkinan jika Agan berselera agar lampu
roda mobil selalu menyala setiap saat, tentu pembuatannya akan jauh lebih mudah
karena tidak memerlukan sisten elektromekanis. Agan cuma perlu mematenkan
posisi sikat pada stator roda mobil.
Terdapat beberapa
komponen elektromekanis yang sesuai selera dapat Agan gunakan untuk membuat sikat
elektromekanis:
1.
Motor listrik DC (kecil)
Motor menghasilkan torsi yang dapat dikonversi untuk
menggerakkansikat. Perlu diingat bahwa pada saat memfungsikan motor sebagai
sikat, Agan sama saja menahan motor DC tersebut untuk berputar (≈ hubung
singkat), yang mana ini jika kondisi ini berlangsung lama, akan menyebabkan
motor menjadi panas. Untuk meminimalisir hal ini, seyogyanya Agan menggunakan resistor
seri dengan motor DC dengan lengan sikat yang ringan agar tidak terlalu membebani
torsi motor.
2.
Relay
Lengan kontaktor solenoid dapat diperpanjang untuk
menggerakkan sikat.
Baiklah, kita
langsung praktek saja:
a)
Bukalah
roda belakang mobil, kalau belum tahu caranya silakan tanya adik ane, Dik
Google.
b)
Carilah
posisi pada roda dimana kita dapat menempatkan slip ring pada rotor dan sikat pada
stator secara berdekatan. Usahakan pada diameter yang paling kecil untuk
meminimalisir gesekan.
c)
Untuk
pembuatan slip ring:
-
Gunakan
lembaran alumunium (tahan karat) dengan lebar ±1cm untuk melingkupi wilayah
rotor dengan rapi/lurus.
-
Pada
bagian bawah seng, lekatkan semacam isolasi kertas sehingga logam/listrik pada
rotor tidak bersentuhan dengan seng.
-
Kondisi
lurusnya slip ring diperlukan agar sikat menyentuh permukaannya dengan stabil
(tidak berkelok-kelok).
-
Setelah
posisi diyakini sudah lurus dan listrik terisolasi dari bodi mobil, patenkan
posisi ini dengan lem G.
d)
Untuk
pembuatan sikat elektromekanis:
-
Gunakan
motor tape kecil (atau motor DC lain) dengan lengan buatan dari kawat yang akan
difungsikan sebagai sikat.
-
Hubungkan
bodi motor DC dengan salah satu terminal listriknya yang mana polaritasnya
disesuaikan pada arah torsi ke slip ring. Ingat, bahwa dalam operasi, bodi
motor DC – sikat - slip ring akan saling terhubung dengan polaritas yang sama
(positif) sehingga bagian ini HARUS terisolir dengan bodi mobil yang
berpolaritas negatif.
-
Posisikan
sedemikian rupa agar sikat hanya menyentuh slip ring pada saat motor aktif.
Untuk tujuan ini Ane mengAganlkan gravitasi bumi, jadi kalau lagi tidak aktif,
sikat akan memposisikan menjauh dari slip ring.
-
Jika
posisi sikat diyakini sudah pas dengan slip ring pada rotor, rekatkan kuat
motor ini pada stator dengan lem kaca atau sejenisnya karena goncangan roda
mobil sangat besar lho!
-
JANGAN
LUPA, antara logam stator pada mobil dan motor DC harus terisolir. Bagaimana
caranya terserah.
e)
Tempelkan
dan patenkan sebuah/beberapa lampu LED tegangan terminal 12V (daya sesuai
selera) pada pelg roda mobil dengan terminal positif menuju slip ring,
sedangkan negatif ke bodi logam pada pelg.
Catatan: Penggunaan lampu
LED lebih direkomendasikan mengingat ia jauh lebih tahan air dan goncangan.
f)
Pastikan
semua bagian logam yang kita buat di-seal
dari pengaruh basahnya air (karat) dengan menutup semua bagian bodi motor yang
terbuka serta melakukan pem-pylox-an/pengecatan.
g)
Untuk
menjaga kemungkinan hubung singkat, sebelum mengalirkan listrik dari lampu rem ke
bagian ini, berilah sekering seadanya (1A), atau serilah dengan sebuah resistor
10 Ohm 5W dengan konsekuensi Agan menyesuaikan/mengecilkan resistor seri pada LED
agar nyalanya maksimal.
Cara beroperasi:
1. Pada saat lampu rem menyala, motor DC juga
akan ”on” dengan torsi tertentu sehingga menekan sikat ke arah ke slip ring.
2. Karena bodi motor DC yang berupa
logam/penghantar mempunyai polaritas positif, maka akan ada aliran arus melalui
sikat dan slip ring ke terminal positif lampu LED.
3. Pada saat motor DC ”off”, sikat akan
kehilangan torsi sehngga akan menjauh secara gravitasi dari slip ring dan LED
padam.
4. Mejenglah di alun-alun untuk
mempertontonkan kreativitas Agan.
Penerapan
Lampu Rem pada Sepeda Engkol
Sebelum
memulai untuk mendesain lampu rem pada sepeda, kita perlu mengamati dengan
teliti dan menentukan anternatif terbaik pada daerah as sepeda dimana terdapat
ruang/celah kita dapat menempatkan sikat dan cincin geser (brush dan slip
ring).
Khusus
sepeda saya, setelah melakukan pengamatan, saya memutuskan untuk menempatkan
slip ring dan brush pada daerah seperti pada gambar berikut:
Realisasi
Pemasangan
Ide
awal membuat, sebenarnya saya hanya akan membuat 1 kelompok LED berputar pada pelg
roda catu daya sebuah batere 9V. Namun pada perkembangannya, lampu roda
belumlah cukup mengingat ia relatif tidak akan terlihat pada posisi persis di
belakang sepeda. Bertolak dari ini, saya kemudian menambah 1 kelompok LED lagi
yang dipasang pada rangka sepeda menghadap ke belakang, sehingga kemudian perlu
sedikit tambahan rangkaian elektronik, khusus untuk mengendalikan nyala LED
pada rangka ini. Diagram lengkap
rangkaiannya sebagai berikut:
Bahan
Pembuatan:
1.
Lem
besi (plastic steel) berupa campuran hitam dan putih.
2.
Klem
baja (biasa dipake untuk selang gas),
3.
Batere
kotak 9V
4.
Resistor
220 ohm (2x), 1K8, LED (8x), Transistor PNP (sembarang tipe), sedikit kabel.
Cara
membuat:
1.
Bongkarlah
roda belakang sepeda dan bersihkan dari bekas oli pada bagian yang akan dilem
menggunakan bensin.
2.
Solderlah
seutas kabel pada klem baja, aturlan
diameter yang sesuai, dan rekatkan dengan lem besi pada daerah sekitar poros
roda,
3.
Klem
baja ini untuk selanjutnya berfungsi sebagai slip ring yang akan berputar
mengikuti putaran roda sepeda, usahakan pemasangannya serapi dan sedetail
mungkin pada poros,
4.
Slip
ring di atas HARUS terpisah secara elektrik dengan daerah logam dimana ia
direkatkan. Untuk memastikan hal ini, kita dapat menggunakan sebuah AVO meter.
5.
Mengingat
lem besi yang kita gunakan akan mengering cukup lama, kita perlu mengadakan
pengecekan ulang terhadap kepastian terputusnya slip ring dengan logam roda
sepeda setelah 1-2 jam.
6.
Setelah
kering dan roda kembali dipasang, tempatkan posisi brush (berupa seutas kawat
kaku) yang sesuai sedemikian rupa sehingga pada saat kita melakukan pengereman,
sistem mekanis rem belakang yang bergerak akan menghubungkan brush tadi ke slip
ring yang terhubung pada roda.
7.
Buatlah
rangkaian seri 4 buah LED sebanyak 2 buah
8.
Buatlah
rangkaian sebagai berikut dan pasanglah pengkabelan yang sesuai.
Keterangan:
1)
D1-D4
adalah lampu rangka, D5-D8 adalah lampu roda dengan salah satu terminal dihubungkan
pada ruji sepeda (ground)
2)
Ground
dihubungkan ke body sepeda melalui mur logam terdekat
3)
Cara
Kerja:
Pada
saat melakukan pengereman, dengan desain yang sudah ditentukan, akan terjadi
koneksi antara brush pada rangka sepeda dengan slip ring pada roda yang
berputar. Hal ini mengakibatkan aliran arus melalui resistor 220 (atas) menuju
LED pada roda dan menyebabkan jatuh tegangan pada terminal resistor tersebut
yang pada gilirannya dimanfaatkan untuk mengaktifkan transistor PNP untuk
menyalakan LED pada rangka sehingga kedua kelompok LED baik pada roda maupun
rangka akan menyala bersamaan.
