Cara Kerja Wiper Mobil

Profesor robert kearns adalah tokoh dibalik inovasi wiper mobil yang dipakai sekarang. Tahukah kalian, wiper ini dikembangkan terinspirasi oleh mata manusia. Jadi seperti apa kejeniusan dari profesor robert ini ? mari kita bahas.

 

Wiper sendiri sebenarnya sudah ditemukan sejak awal seribu sembilan ratusan. Sebuah motor listrik, akan dihubungkan dengan roda gigi cacing. Mekanisme ini, digunakan untuk membelokan poros putaran, dan menambah torsi. Lalu dihubungkan dengan tautan empat link. Ini akan membuat lengan wiper bergerak bolak-balik.

 

Sehingga, lengan wiper ini bisa membasuh air yang menempel pada kaca mobil. Tapi ternyata, desain seperti ini menimbulkan masalah lain.

 

Inilah yang disadari oleh profesor robert. Suatu hari ia sedang mengemudi dalam kondisi hujan ringan. Sehingga ia menyalakan wiper. Gerakan wiper yang terus menerus, ternyata mengganggu pandangan pengemudi.

 

Lalu ia teringat dengan mata manusia, yang berkedip. tapi kedipan tersebut tidak mengganggu pandangan kita. Ternyata, alasan dibalik kediapan mata tidak menggaggu pandangan, adalah karena kedipan mata berlangsung secara terputus alias tidak konstan.

 

Mata akan berkedip sesekali saja. Sehingga ini tidak mengganggu pandangan kita. Hal ini diterapkan pada wiper mobil, sehingga terciptalah intermitent wiper.

 

Intermitent wiper sendiri, adalah mekanisme wiper yang bisa menyeka kaca mobil sesekali saja saat hujan ringan. Tidak Cuma itu, durasi gerakan wiper, juga bisa diatur berdasarkan kondisi hujan. Jadi, saat hujan lebat, wiper tetap bisa bergerak secara terus menerus.

 

Desain ini, merupakan terobosan besar dalam industri otomotif. Sampai-sampai, desain ini di duplikasi oleh perusahaan otomotif besar saat itu, seperti ford dan krisler. Sehingga profesor robert harus berjibaku untuk melindungi penemuannya tersebut.

 

Sekarang pertanyaannya, bagaimana mekanisme untuk membuat lengan wiper bergerak sesekali saja ?

 

Inilah kejeniusan lain dari profesor robert. Di tahun 1960-an, dia merangkai sebuah sirkuit elektronik sederhana, untuk membuat wiper ini mampu menyeka sesekali saja. Inilah awal dari perkembangan wiper intermiten yang dipakai di era sekarang.

 

Untuk memahami rangkaian ini dengan lebih mudah, simak animasi berikut.

 

Jadi komponen utama dalam rangkaian ini, adalah transistor. Transistor, dipakai sebagai saklar elektronik untuk memutuskan dan menyambungkan arus ke motor wiper, sehingga motor wiper bisa bekerja secara intermiten.

 

Transistor yang dipakai disini, adalah transistor PNP. Ketika kaki basis terhubung ke ground, maka emitor dan kolektor akan terhubung. Dan ini akan menghubungkan arus dari baterai ke motor wiper. Sehingga wiper bergerak.

 

Untuk membuatnya berhenti, maka kita beri saklar dua arah pada jalur basis. Saklar ini punya satu input, dan dua output. Input berasal dari kaki basis transistor. Sementara outputnya, satu ke ground, dan satunya ke terminal positif baterai.

 

Saat posisi saklar off, input saklar terhubung ke output satu yaitu ke ground. Tapi saat saklar ditekan, input akan terhubung ke output dua, yaitu terminal positif. Lalu bagaimana cara untuk mengoperasikan saklar ini ?

 

Pada poros motor wiper, ada sebuah cam yang dapat menekan saklar ini. Jadi, dalam posisi saklar off transistor terhubung. Sehingga motor wiper berputar. Saat cam menekan saklar, itu akan menghubungkan kaki basis, dengan terminal positif. Ini, akan menonaktifkan transistor. Sehingga motor wiper mati.

 

Lalu bagaimana cara menghidupkannya lagi ?

 

Ini yang rumit pada rangkaian wiper. Jadi rangkaian wiper intermiten tidak hanya seperti ini. Kita perlu menambahkan kapasitor pada jalur basis, dan mencabangkan jalur basis ini langsung ke ground dengan penghalang sebuah resistor.

 

Jadi, karena ada penambahan komponen pada rangkaian wiper ini, maka aliran listriknya juga berubah. Dalam posisi off, arus dari basis tercabang ke dua arah. Satu, langsung ke ground melalui resistor. Ini akan membuat transistor akitif, karena kaki basisnya terhubung ke ground. Sehingga motor wiper menyala.

 

Dan output kedua, arus dari basis juga mengalir ke saklar menuju ke output satu ground, melewati kapasitor ini. Karena kapasitor dilewati arus, maka akan terjadi pengisian daya pada kapasitor.

 

Ketika cam menekan saklar, kaki basis masih terhubung ke ground karena jalurnya tidak lewat saklar. Melainkan langsung ke ground melalui resistor ini. Tapi, jalur kapasitor ini akan ganti terhubung ke output dua, terminal positif.

 

Lalu apa yang terjadi ? ini akan memicu pengosongan daya pada kapasitor. Pengosongan daya adalah kapasitor mengeluarkan arus yang sebelumnya terisi. Arah pengosongan arus kapasitor, adalah dari terminal positif kapasitor, ke ground.

 

Ini akan mensuplai arus listrik ke kaki basis. Sehingga tegangan di kaki basis lebih tinggi daripada tegangan di kaki kolektor. Ini, akan membuat arus dari jalur basis, berbalik ke arah transistor. Dengan kata lain, ini akan memutus basis ke ground. Sehingga transistor terputus. Dan motor wiper berhenti beroperasi.

 

Pengosongan kapasitor ini, akan berlangsung hingga daya didalam kapasitor habis. Ketika kapasitor ini sudah kosong, maka tegangan di kaki basis kembali lebih rendah dari kolektor. Sehingga, ini akan kembali menghubungkan basis dengan ground melalui jalur resistor. Sehingga transistor kembali terhubung, dan motor wiper bisa aktif lagi. Karena motor wiper muter, maka saklar jadi off. Sehingga terjadi pengisian lagi pada kapasitor.

 

Dan siklus ini berlangsung selama wiper dinyalakan. Jadi intinya,  jeda pada wiper dipengaruhi oleh lamanya pengosongan arus pada kapasitor. Dan lamanya pengosongan arus ini, juga dipengaruhi oleh nilai resistor ini. Jadi jika resistor punya hambatan besar, maka pengosongan arus jadi lebih lama, yang berakibat pada jeda wiper yang lebih lama juga.

 

Ini, dimanfaatkan untuk memperoleh jeda wiper yang bervariasi. Dengan menggunakan variabel resistor, kita bisa memilih hambatan besar untuk jeda yang lebih lama, dan hambatan kecil untuk jeda yang lebih cepat.

 

Lalu bagaimana saat hujan lebat ? wiper kan harus bergerak terus ?

 

Ternyata ini cukup simpel. Saat hujan lebat, lebih banyak air di kaca mobil. Ini akan mengurangi gaya gesek saat wiper menyeka kaca. Ketika wiper bergerak kebawah, ada gaya sentrifugal pada lengan wiper, yang mendorong kebawah. Gaya sentrifugal ini, akan memicu motor wiper untuk bergerak saat kem menekan saklar.

 

Jadi dengan kata lain, setelah kem menekan saklar, kem masih bisa muter sehingga langsung melepas saklar. Inilah yang membuat wiper bisa gerak terus menerus saat hujan.

 

Untuk skema wiper yang dipakai sekarang, sudah lebij canggih lagi. Karena sudah menggunakan aisi kontroler untuk mengatur jeda wiper. Jadi, tidak ada lagi kem seperti ini. Aisi akan mengatur durasi arus ke motor wiper.

 

Itulah awal mula inovasi wiper mobil, yang ternyata terinsiprasi dari mata manusia. Semoga menambah wawasan kita semua.