B. Perbaikan Gangguan pada Sepeda Motor Listrik

Daftar Isi

B. Perbaikan Gangguan pada Sepeda Motor Listrik

Perbaikan gangguan pada sepeda motor listrik penting untuk menjaga performa dan keamanan kendaraan. Meskipun sepeda motor listrik ramah lingkungan dan efisien, gangguan tetap bisa menghambat aktivitas pengendara. Komponen seperti baterai, pengendali, motor, dan sistem pengisian daya memerlukan pemahaman khusus dalam penanganannya. Diagnosis yang tepat terhadap gangguan, baik dari aspek kelistrikan, mekanik, maupun perangkat lunak, menjadi kunci dalam menemukan solusi yang efektif. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dan dipahami pada saat memperbaiki gangguan pada sepeda motor listrik dijelaskan sebagai berikut.

1. Perbaikan kerusakan pada motor BLDC

Motor BLDC atau disebut motor Brushless DC merupakan salah satu jenis motor sinkron. Medan magnet pada motor BLDC dihasilkan melalui rotor dan stator pada frekuensi yang sama. Motor BLDC ini tidak akan mengalami masalah slip seperti motor induksi pada umumnya. Berikut beberapa cara yang dapat dilakukan apabila sensor Hall rusak dan cara mengganti kabel fase motor BLDC.

a. Pemeriksaan kabel fase motor BLDC

Cara mudah untuk mengecek kabel fase motor BLDC dalam kondisi normal atau tidak yaitu memfokuskan pada gejala kerusakan fase yang sering terjadi seperti kabel fase putus dan kabel fase short konslet. Cara mudah untuk mendiagnosisnya dapat dirinci sebagai berikut.

1. Posisikan motor BLDC pada kondisi digantung tanpa beban.
2. Pastikan kabel fase pada kondisi lepas atau tidak terhubung apa pun.
3. Putar manual menggunakan tangan. Apabila loss lancar, maka lanjutkan ke poin selanjutnya. Namun, apabila tertahan atau patah-patah, maka kabel fase mengalami short di dalam kabel motor.
4. Tempelkan short pada dua kabel fasenya. Kemudian, putar secara manual menggunakan tangan. Apabila motor terasa tertahan patah-patah, maka kabel fase pada jalur tersebut bagus. Lakukan kembali pola dua kabel fase yang lainnya.
5. Apabila seluruh uji berhasil dengan indikasi motor tertahan saat diputar manual menggunakan tangan, maka kabel fase masih bagus. Namun, jika terdapat satu kabel yang saat ditempelkan ke short tetapi motor tetap mudah diputar secara manual, kemungkinan kabel tersebut putus .di dalam kabel motor.

b. Mengganti sensor Hall yang rusak

Sensor Hall merupakan perangkat elektronik yang digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk sepeda motor listrik. Sensor Hall merupakan jenis sensor yang mendeteksi keberadaan medan magnet dan umumnya digunakan mengukur kecepatan serta posisi komponen yang berputar di motor listrik. Sensor Hall bekerja dengan cara mendeteksi perubahan medan magnet yang disebabkan oleh pergerakan rotor motor. Informasi ini kemudian dikumpulkan oleh sensor Hall yang selanjutnya dikirim ke pengontrol motor listrik untuk menyesuaikan kecepatan dan kekuatan motor. Jenis sensor ini sudah digunakan secara luas oleh industri sepeda motor listrik karena keandalan, akurasi, serta efektivitas biayanya. Selain itu, sensor Hall juga membantu meningkatkan efisiensi dan kinerja motor listrik sehingga menjadikan motor listrik banyak dipilih oleh penggunanya.

1) Fungsi sensor Hall 

Sensor Hall pada sepeda motor listrik berfungsi sebagai berikut. 

a) Sensor Hall digunakan mendeteksi posisi dan kecepatan rotor motor 

Hasil pendeteksian posisi dan kecepatan rotor dari sensor Hall, kemudian dikirim ke pengontrol motor yang menggunakannya untuk menyesuaikan output daya motor sesuai kebutuhan. Hal ini bertujuan untuk memastikan sepeda motor listrik berjalan dengan lancar dan efisien, sehingga pemilik kendaraan merasakan manfaat dari sepeda motor listrik secara maksimal. 

b) Sensor Hall dapat menghemat biaya 

Sensor Hall merupakan teknologi yang telah membantu meningkatkan kinerja perangkat elektronik, termasuk sepeda motor listrik. Informasi yang diberikan oleh sensor Hall sangat akurat dan dapat diandalkan yang meliputi posisi serta kecepatan sepeda motor. Selain itu, sensor Hall tergolong mudah untuk diproduksi dan dapat beroperasi pada berbagai suhu maupun lingkungan. Hal ini membuat sensor Hall sangat ideal untuk digunakan pada berbagai jenis perangkat elektronik, termasuk sepeda motor listrik. 

2) Masalah sensor Hall pada sepeda motor listrik Seperti komponen elektronik pada umumnya, sensor Hall dapat mengalami masalah atau bahkan kegagalan seiring berjalannya waktu. Berikut beberapa masalah sensor Hall yang dapat terjadi pada sepeda motor listrik. 

a) Kerusakan sensor Sensor Hall dapat rusak oleh panas atau getaran yang berlebihan sehingga dapat menyebabkan pembacaan yang tidak akurat atau tidak konsisten. 

b) Masalah pengkabelan Apabila kabel yang menghubungkan sensor Hall ke pengontrol motor rusak atau terputus, maka sensor tentu saja tidak dapat bekerja, sehingga kecepatan dan kontrol motor dapat bermasalah. 

c) Ketidaksejajaran sensor Sensor Hall harus diposisikan secara tepat. Hal ini berkaitan dengan rotor motor. Apabila sensor tidak sejajar, maka kemungkinan tidak dapat mendeteksi medan magnet dengan benar yang dapat menyebabkan pembacaan, kecepatan, dan posisi yang tidak akurat. 

d) Keausan sensor Seiring waktu, sensor Hall tentu akan mengalami kerusakan atau menjadi kurang sensitif sehingga menyebabkan pembacaan yang tidak akurat. Sensor Hall yang aus juga akan mengalami penurunan kinerja. 

e) Gangguan umum sensor Hall Gangguan umum sensor Hall adalah elektromagnetik eksternal yang dapat mengganggu pembacaan sensor Hall dan dapat menyebabkan kontrol motorik tidak akurat. 

3) Penggantian sensor Hall sepeda motor listrik 

Untuk mengganti sensor Hall pada sepeda motor listrik, membutuhkan beberapa keterampilan teknis dan alat khusus. Berikut langkah-langkah umum yang dapat digunakan mengganti sensor Hall sepeda motor listrik. 

a) Lepaskan baterai dan lepaskan motor dari rangka sepeda motor listrik. 

b) Temukan sensor Hall yang rusak pada motor. Umumnya, berupa chip kecil dengan tiga kabel yang saling terhubung. 

c) Gunakan besi solder untuk menyolder kabel dari sensor yang rusak. 

d) Lepaskan sensor yang rusak dari motor dengan mencongkelnya pelan-pelan menggunakan obeng atau alat serupa. 

e) Bersihkan area yaitu sensor baru akan dipasang untuk memastikan kontak dan adhesi yang baik. 

f) Pasang sensor baru ke motor dan pastikan posisi sudah benar.

g) Gunakan besi solder untuk menyolder kabel ke sensor baru, kemudian pastikan koneksi aman dan tepat.

h) Pasang kembali motor ke rangka sepeda motor listrik. Pastikan semua baut dan sambungan dikencangkan dengan benar. 

i) Sambung kembali baterai dan uji sepeda motor listrik untuk memastikan fungsi motor yang tepat.

4) Penyebab sensor Hall rusak Sensor efek Hall dapat rusak karena beberapa alasan, termasuk kerusakan fisik, paparan panas atau kelembapan yang berlebihan, atau beban listrik yang terlalu tinggi. Berikut beberapa alasan umum sensor efek Hall dapat, rusak. 

a) Keausan 

Sensor efek Hall dapat mengalami keausan seiring waktu, terutama jika digunakan di lingkungan dengan tekanan tinggi atau suhu tinggi. Hal ini dapat menyebabkan sensor gagal atau berhenti bekerja dengan benar. 

b) Kerusakan fisik 

Jika sensor terbentur atau terjatuh, maka dapat menyebabkan kerusakan fisik pada sensor. Hal ini dapat menyebabkan sensor berhenti berfungsi dengan baik atau tidak berfungsi sama sekali. 

c) Beban listrik terlalu tinggi 

Sensor efek Hall dapat rusak akibat lonjakan listrik atau kelebihan beban. Kerusakan ini terjadi apabila sensor terkena tegangan yang melebihi dari yang dirancang atau terdapat lonjakan daya serta korsleting dalam sistem kelistrikan. 

d) Paparan panas atau kelembapan yang berlebihan 

Sensor efek Hall dapat rusak oleh paparan suhu ekstrem, kelembapan, atau air. Hal ini dapat menyebabkan sensor tidak berfungsi atau bahkan gagal total. 

5) Cara mendiagnosis dan menguji masalah sensor Hall pada sepeda motor listrik 

a) Persiapkan alat dan bahan

Berikut merupakan peralatan yang digunakan untuk pengujian sensor Hall. 

1) Multimeter. 

(2) Motor controller.

(3) Hub motor dengan sensor Hall. 

(4) Obeng pipih kedi atau pemotong kotak. 

(5) Power source (dengan baterai normal).

b) Colokkan kabel sensor Hall pengontrol ke kabel sensor Hall motor, kemudian hidupkan pengontrol dengan paket baterai. Jika pengontrol memiliki sakelar ON/OFF, maka pastikan itu ON.

c) Pastikan multimeter tersebut memiliki probe hitam di slot COM dan probe merah di slot VQHZ.

d) Alihkan multimeter ke mode voltase DC dan putar tombol ke pengaturan "20 V”.

e) Selanjutnya, cari kerusakan menggunakan multimeter (jika memiliki pengontrol motor atau eZee motor) antara kabel Hall merah (V4) dan hitam (ground). Kemungkinan perlu mendorong probe dengan sedikit usaha lebih untuk sampai pada kontak. Selanjutnya, akan melihat 4 V ke 5 V. Melalui rangkaian tes ini, ke mana pun arah probe tersebut mengarah tidak akan terdapat masalah. Satu-satunya cara untuk membedakannya adalah melihat tegangan negatif. Jika terjadi masalah pada saat memasukkan probe ke bagian belakang housing, maka dapat mencoba memasang pin atau paku kecil terlebih dahulu, kemudian gunakan probe.

f) Probe selanjutya yaitu antara kabel hitam (ground) dan kuning, kabel hitam dan biru, serta kabel hitam dan hijau.

g) Saat memutar roda perlahan ke belakang, akan melihat voltase terus-menerus beralih antara 0 V dan 5 V. Saat berhenti memutar roda, voltase setiap sensor akan berada di 0 V atau 5 V. Jika salah satu voltase sensor Hall tidak beralih, maka tandanya terjadi kesalahan dengan kabel untuk sensor Hall tersebut atau masalah pada sensor Hall itu sendiri. Apabila memutar roda terlalu cepat, maka akan melihat 2,5 V yang stabil dengan rata-rata antara 0-5 V. 

h) Konektor pengontrol sensor Hall motor eZee memiliki lem dan heatshrink di sekitarnya yang membuatnya rumit untuk mengetahui kabel Hall sensor secara individu. Salah satu solusinya adalah memasukkan pin atau paku kecil ke dalam lem sampai membuat kontak dengan pin konektor. Kemudian, gunakan probe multimeter. Solusi yang lain adalah menggunakan obeng pipih kecil atau pemotong kotak dan membuat potongan kecil di sekitar isolasi kabel sehingga dapat menyelidikinya menggunakan multimeter. Pemotongan ini sebaiknya digunakan mengurangi risiko korsleting dua kabel secara bersamaan. Setelah proses tes selesai, disarankan untuk menutupi bagian yang bermasalah dengan selotip. 

2. Perbaikan throttle handle gas 

Handle gas yaitu komponen yang memiliki fungsi mengatur kecepatan laju kendaraan agar sesuai keinginan pengendaranya. Komponen tersebut merupakan hal yang sangat penting dalam kendaraan listrik. Berikut langkah-langkah saat memperbaiki throttle handle gas. 

a. Lakukan pengecekan pada throttle handle gas 

Melalui penggunaan throttle tester, akan diketahui terkait rusak atau tidaknya throttle handle tersebut. Handle gas yang rusak tentu tidak dapat menghasilkan tegangan dari 0-5 V. 

b. Buka baut dan sekrup 

Cara membuka baut dan sekrup cukup menggunakan obeng (+) dan kunci L. Kemudian, congkel pelan-pelan ujung throttle handle gas menggunakan obeng (-). Pastikan saat membuka baut dan sekrup sesuai posisi gambar berikut.

c. Lepaskan sensor Hall 49E dan ganti dengan hall sensor yang baru 

Sensor Hall yang digunakan memiliki seri 49E, bukan F41 atau seri tam. Pada pemasangannya, posisi yang tepat adalah sisi dengan nomor seri menghadap ke dalam. Apabila terbalik, maka akan menyebabkan 0-5 V terbalik menjadi 5-0 V atau dari gas yang besar menuju ke gas kecil.

d. Pasang kembali tiga kabel handle gas

e. Pasang kembali pegas dan rangkai kembali throttle handle gas. 

f. Pengujian akhir Throttle normal akan menunjukkan angka yang berubah-ubah saat diputar. 

3. Perbaikan controller sepeda motor listrik 

a. Gejala kerusakan controller sepeda motor listrik 

Jenis kerusakan pada kontroler BLDC memang bervariasi, tetapi dalam kesempatan kali ini hanya kerusakan MOSFET saja yang dibahas. Karena kerusakan MOSFET dapat diperbaiki, kerusakan chipset dan sistem lainnya tergolong sulit untuk diperbaiki, bahkan tidak bisa. Gejala kerusakan FET adalah kontroler tidak mau hidup dan motor BLDC diputar terasa patah-patah, tetapi ketika dilepas dari kontroler motor BLDC terasa loss kembali. Kerusakan MOSFET secara umum disebabkan oleh: 

1) Karakteristik kontroler. 

2) Short/korsleting pada kabel 3 motor fase. 

3) Beban yang berlebihan. 

4) Kurang rapi dalam instalasi. 

Hingga saat ini, penyebab terbanyak adalah karakteristik kontroler yang menyebabkan FET (Field Effect Transistor) rusak. Berdasarkan pengalaman, kontroler yang menggunakan sistem regulator penurun tegangan dengan 3 resistor dari pabrikan Huatong adalah yang paling sering, karena tegangan gate FET sering lewat dari batas spesifikasi. Selain itu, kedua adalah kontroler Treko 500W adalah yang paling sering mengalami kerusakan FET. Sedangkan kontroler 350W, 250W, dan kontroler Kelly jarang sekali.

b. Langkah-langkah perbaikan kontroler
Berikut adalah langkah-langkah dalam perbaikan kontroler BLDC.
1) Pasangkan kabel 3 fase kontroler pada motor BLDC.
2) Putar motor BLDC dengan tangan. Apabila terasa patah-patah, maka betul FET yang rusak.
3) Cabut salah satu kabel, sehingga tersisa 2 kabel yang masih terpasang dan gunakan pola kombinasi dua-dua.
Terdapat tiga kombinasi, yaitu kuning-biru, kuning-hijau, dan hijau-biru. Dari kombinasi tersebut, akan ditemukan satu pola yang loss tanpa patah-patah. Jika ketiga pola adalah patah-patah semua, maka jumlah FET yang rusak cukup banyak. Kemudian, apabila B+ dan B- diberi supply langsung terjadi percikan api besar dan kontinyu, maka semakin banyak indikasi jumlah FET yang rusak. Apabila ditemukan satu pola yang loss, maka tandai kabel fase yang menuju yang selalu menyebabkan patah-patah.
4) Bongkar kontroler
Lepas kedua bagian tutup kontroler dan buka baut-baut yang ada di deretan samping. Jika sudah, maka tarik keluar bagian sirkuitnya.

5) Copot baut pengikat FET dan lepas pendingin FET

6) Lakukan pengukuran pada jalur urutan kabel yang sudah ditandai tadi.
Pengukuran dilakukan dengan ohm meter pada kaki source dan drain FET, pada FET jalur positif dan FET jalur negatifnya. Apabila hambatan di atas 400 ohm, maka jalur tersebut tidak ada FET yang rusak. Namun, apabila ada yang hambatannya di bawah itu, maka terdapat salah satu FET yang rusak. Ukur hambatan pada kaki source dan drain.

7) Lihatlah secara fisik semua FET pada jalur yang bermasalah.

Hal ini dilakukan karena tidak semua FET pada jalur tersebut dipastikan rusak; kemungkinan hanya satu atau beberapa saja yang mengalami kerusakan. Jika kontroler yang diperbaiki memiliki daya 250 W atau 350 W, maka kondisinya lebih mudah diketahui karena setiap jalurnya hanya memiliki satu FET. Berbeda halnya dengan kontroler yang menggunakan banyak FET secara paralel, di mana meskipun hanya satu FET yang bermasalah, hasil pengukuran pada semua FET lainnya akan menunjukkan resistansi di bawah 400 ohm. Oleh karena itu, diperlukan analisis lebih lanjut untuk menentukan FET mana yang mengalami kerusakan.

Apabila melihat ada FET yang gosong, retak, menggaris, dan mengeluarkan minyak, maka langsung copot FET tersebut. Namun, jika semua FET dalam wujud yang normal, maka permainan hipotesis mencopot perlu dilakukan. Hal ini tentunya tidak akan terjadi pada kontroler 350 W yang hanya menggunakan 1 FET pada 1 jalurnya.

Berdasarkan pengalaman, kontroler Treko 500 W kerusakan FET disebabkan oleh kelebihan beban, sehingga mudah diketahui (retak ataupun gosong) secara fisik langsung. Sementara itu, pada kontroler Huatong yang menggunakan regulator tegangan resistor, kerusakan FET tidak terlihat secara fisik yang disebabkan oleh tegangan gate melebihi batas spesifikasi. 

8) Lepas FET yang diduga rusak.

Cara melepas FET bisa menggunakan dua buah solder, karena ketiga kaki FET terikat kuat di PCB. Alangkah baiknya, ada dua orang yang melakukan.

9) Pasangkan kembali 3 fase ke motor BLDC

Setelah terpasang, putarlah motor BLDC dengan tangan. Apabila sudah loss, maka FET yang bermasalah sudah terambil. Namun apabila masih patah-patah, maka masih terdapat FET lain yang bermasalah.

10) Ganti FET dengan yang baru.

Untuk memastikan lebih meyakinkan, gantilah FET yang rusak sementara dengan IRF540, yang harganya terjangkau. Setelah penggantian, coba gunakan rangkaian tersebut untuk memutar motor BLDC. Jangan lupa membungkus rangkaian kontroler dengan isolator kertas atau kain terlebih dahulu untuk mencegah hubungan pendek (short circuit) atau kerusakan lainnya.

Jika motor BLDC dapat berjalan normal kembali, maka ini merupakan kabar baik dan selamat. Namun, jika FET pengganti kembali mengalami kerusakan, maka kemungkinan besar penyebabnya adalah tegangan pada gate yang terlalu tinggi. Solusi untuk masalah ini biasanya memerlukan perbaikan lebih lanjut pada IC regulator tegangan. Jika motor BLDC berfungsi normal, maka lepaskan kembali FET IRF540 tersebut, lalu ganti dengan FET yang memiliki spesifikasi sesuai kebutuhan.

11) Pasangkan FET yang sesuai spesifikasi atau yang lebih tinggi.
Pastikan ketika menempatkan FET yang baru tinggi kakinya harus sama dengan FET sebelahnya, karena nanti harus menyesuaikan dengan lubang baut ke pendingin.

12) Pasangkan pendingin FET dan kencangkan bautnya, jangan lupa perhatikan isolatornya

13) Masukan kembali kontroler sirkuit ke box kontroler

14) Kontroler kembali sehat dan berfungsi normal

Latihan

Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan benar!

1. Sebutkan peralatan yang digunakan untuk pengujian sensor Hall!
2. Berapa tegangan yang seharusnya terukur saat melakukan pengujian kabel Hall merah (V4) dan hitam (ground) dengan menggunakan multimeter?
3. Apakah indikator yang menandakan adanya kesalahan pada sensor Hall atau kabel sensor saat memutar roda?
4. Apa gejala utama dari kerusakan MOSFET pada kontroler sepeda motor listrik BLDC?
5. Apa yang terjadi jika sensor efek Hall terkena beban listrik yang terlalu tinggi?