Yang dimaksud sistem starting adalah suatu sistem yang mengubah energi listrik menjadi energi gerak / mekanik. Listrik pada alat berat biasanya tersimpan di dalam battery, dan energi gerak yang dihasilkan bertujuan untuk menyalakan mesin.

Ada 3 macam starting motor yaitu:
- Starting motor Electric (menggunakan tegangan listrik)
- Starting motor Pneumatic (berisi udara)
- Starting motor Hydraulic (berisi air)

Pada pembahasan kali ini saya hanya membahas Starting motor Electric pada alat berat.

Komponen dari sistem starting Electric diantaranya:
- Battery, merupakan pensuplai tegangan ke rangkaian elektronik.
- Switch starter, berfungsi sebagai pengaktif system.
- Solenoid, berperan sebagai penghubung battery dengan starting motor. Solenoid akan menghubungkan pinion ke flywheel agar engine dapat berputar.
- Starting motor, berperan sebagai pemutar flywheel.

Skema kerja starting system:

Gambar Diagram Starting System

Ketika kontak yang juga merupakan sebagai saklar pada posisi ON, yang terjadi adalah, arus dari battery yang bertegangan lumayan besar akan mengalir menuju terminal B di starting motor. Lalu arus kecil mengalir di terminal + pada komponen starting relay. Kemudian ketika seorang operator mengarahkan kontaknya ke posisi start, maka yang terjadi, arus kecil akan mengalir dari terminal C pada kontak menuju terminal + dan starting relay. Arus akan mensupply tegangan pada relay-nya, sehingga arus yang mengalir di terminal + pada starting relay mengalir ke terminal S pada solenoid. Efeknya, solenoid-nya terisi arus dan plunger-nya tertarik menuju ke belakang dan menghubungkan switch dari terminal B menuju terminal M, dengan mendorong over running clutch pinion-nya menuju ke depan, sehingga engaged (terhubung) dengan flywheel (roda gila).

Dikarenakan switchnya pada posisi ON (terhubung), sehingga arus besar dari battery yang ada di terminal B pada starting motor mengalir menuju kumparan field dan armature, kemudian menyebabkan motor itu berputar.

Skema starting motor:

Gambar Elektro Magnet pada Starting Motor

Pada starting motor terdapat dua pasang elektro magnet. Elektro magnet tersebut memiliki dua kutub Selatan dan dua kutub Utara. Kutub ini biasa disebut field winding. Terdapat juga komponen bernama armature. Armature terpasang dengan posisi melingkar. Armature merupakan suatu rangkaian yang tertutup (loop). Jika suatu konduktor teraliri arus, maka yang terjadi adalah disekitar konduktor akan menghasilkan medan magnet (magnetic field). Semakin kuat arus yang mengalir pada konduktor, maka semakin kuat juga medan magnet yang akan dihasilkannya. Ketika ada arus berkekuatan besar dari battery mengalir menuju terminal M yang berasal dari starting motor, arus tersebut akan terbagi menjadi dua yaitu yang menuju ke field winding yang berfungsi memperkuat medan magnetnya dan yang menuju armature melalui commutator dan brush.

Sekarang terdapat konduktor yang dialiri arus dimana sekelilingnya terdapat medan magnet (magnetic field), dan berada diantara 2 kutub magnet yang kuat yang posisinya berada di sekitar field winding. Sehingga garis gaya magnet dari Utara ke Selatan dari field winding, dan garis gaya konduktor tersebut melingkar searah dengan jarum jam. Arus positif yang searah akan saling memperkuat. Sedangkan jika berlawanan maka akan saling meniadakan. Garis gaya yang saling memperkuat tersebut akan mendorong konduktor ke arah yang medan magnetnya saling melemahkan (meniadakan).

Konstruksi armature terdiri atas banyak konduktor, sehingga berputarnya armature itu akan berkesinambungan, dan mempunyai kekuatan untuk memutar engine (mesin).

Kesimpulan starting system:
Starting motor memiliki:
1. Shaft, yang berfungsi sebagai penerus gerakan berputar dari armature.
2. Kutub – kutub magnet beserta gulungan field winding.
3. Commutator, armature, dan brush.

Pada alat berat, charging system memiliki dua tugas utama yaitu:
• Mengisi ulang (recharge) tegangan pada battery
• Mensuplay tegangan untuk perangkat elektronik

Ada 2 jenis sistem charging, yaitu charging DC (arus searah) dan charging AC (arus bolak-balik). Charging DC dihasilkan oleh generator AC yang dirubah menjadi DC menggunakan brush dan commutator. Sedangkan charging AC, menggunakan alternator yang menghasilkan output berupa arus AC kemudian rectifier diode mengubah arus AC menjadi DC.

System Charging DC
System Charging DC menggunakan komponen: commutator, brush, kutub–kutub, field winding, dan armature. Komponen-komponennya sama persis dengan starting motor, hanya saja prinsip kerjanya dibalik. Starting motor mengubah daya listrik menjadi daya gerak, sedangkan system charging mengubah gaya gerak menjadi gaya listrik. Berikut ini foto prinsip dasar generator DC.

Seperti artikel sebelumnya, jika suatu konduktor memotong medan magnet yang terjadi adalah induksi arus. Generator juga menggunakan prinsip induksi arus tersebut untuk menghasilkan arus listrik. Perubahan arah pada konduktor tersebut akan menciptakan perubahan polaritas dari
arus output konduktor, sehingga ketika engine (mesin) memutar generator, arus yang dihasilkan oleh konduktor tersebut berupa arus AC (alternating current) atau biasa disebut tegangan bolak balik. Karena yang dibutuhkan alat berat adalah arus DC, maka arus AC yang dihasilkan mau tidak mau harus dirubah menjadi arus DC (arus searah). Untuk mengubah arus AC menjadi DC, dilakukan oleh commmutator. Ketika konduktor memotong medan magnet di sekitar
kutub Selatan, arus yang dihasilkan konduktor akan menuju ke arah brush selanjutnya arus tersebut berpolaritas positip. Pada saat yang sama, ujung konduktor lainnya yang memotong medan magnet yang ada di sekitar kutub Utara. Arah arusnya akan menjauhi brush dan akibatnya arus tersebut berpolaritas negatip. Jika konduktor itu berputar 180 derajat, maka konduktor yang memotong medan magnet (garis gaya magnet) di sekitar kutub Selatan, akan mulai memotong medan magnet yang ada di sekitar kutub Utara. Dan begitu juga sebaliknya, arah arusnya pun berbeda pula. Tapi karena posisi brush-nya tetap (tidak ikut berputar), maka yang terjadi pada masing-masing brush hanya akan menerima 1 arah polaritas saja. Oleh karena itu output yang dihasilkan berupa arus DC (arus searah).

Ada 3 hal yang mempengaruhi besar kecilnya arus yang dihasilkan generator, diantaranya:
• Lemah/kuatnya medan magnet (semakin kuat magnet, akan menghasilkan arus yang semakin besar)
• Jumlah lilitan konduktor (semakin banyak lilitan, akan menghasilkan arus yang semakin besar)
• Kecepatan lilitan berputar (semakin cepat lilitan berputar, akan menghasilkan arus yang semakin besar)

System Charging AC
Prinsip kerja generator AC adalah memanfaatkan komponen alternator dan regulator. Alternator yang dimaksud di sini sama dengan generator. Keduanya sama–sama menghasilkan arus AC, tetap cara kerjanya yang berbeda. Pada alternator, kutub medan magnetnya berputar dan armaturenya tetap. Sedangkan generator kebalikannya, yaitu kutub medan magnetnya tetap dan armaturenya yang berputar. Pada alternator arusnya disearahkan menggunakan dioda. Dan fungsi dari regulator adalah untuk membatasi tegangan yang berlebihan, yang dialirkan ke battery. Dan juga untuk membatasi tegangan output yang dihasilkan alternator. Berikut ini adalah gambar dari alternator.

Jika dibandingkan antara alternator dan generator, mala alternator lebih baik dari generator. Hal ini dikarenakan alternator mampu menghasilkan arus yang tinggi meskipun putaran engine rendah. Dan juga alternator bentuknya lebih kecil jika dibandingkan dengan bentuknya generator yang relatif besar. Jika dilihat dari sisi konstruksi, alternator kontruksinya sederhana, yaitu berupa gulungan electromagnet, dimana arusnya dikendalikan oleh regulator ber-transistor, dan gulungan (field winding) ini diputar oleh mesin (engine). Gulungan armaturenya berpola berbentuk bintang dimana jarak loop satu dengan loop yang lainnya adalah 120 derajat, dan memproduksi arus AC 3 phasa. Arus AC 3 phasa tersebut selanjutnya disearahkan oleh dioda. Berikut ini gambar rangkaian alternator:

Rangkaian Alternator
Regulator bekerja apabila kapasitas arus di battery kurang dari 24 volt). Jadi, transistor NPN yang ada di dalam regulator conduct akan mengalirkan arus dari field coil ke ground, sehingga medan magnetnya (magnetic field) akan menjadi kuat. Akibatnya output dari alternator akan tinggi dan battery akan mendapatkan suplay arus yang banyak hingga kapasitasnya akan mendekati maksimal. Pada kondisi tersebut, transistor akan merasakan kenaikan tegangan, sehingga dioda Zenernya “ON” (aktif) oleh penurunan tegangan (breakdown voltage), sehingga transistor NPN nya menjadi “OFF” (tidak aktif) dan arus dari field coil menuju ke ground akan terputus, akibatnya pada kondisi tersebut alternator tidak menghasilkan arus dan kapasitas batterynya akan terjaga stabil pada posisi maksimal. Berikut ini gambar charging system.