Dokumen tersebut memberikan penjelasan mengenai berbagai jenis tolok bahan bakar yang digunakan pada kendaraan. Terdapat tiga jenis utama tolok bahan bakar, yaitu tolok termostatik dengan kendali manual, tolok termostatik dengan kendali luaran, dan tolok pembeza. Ketiga jenis tolok tersebut menggunakan prinsip pemanasan logam dwilogam untuk menggerakkan jarum penunjuk berdasarkan tingkat bahan bak

1. FAKULTI KEJURUTERAAN MEKANIKAL
UTM SPACE JOHOR BAHRU
INSTRUMENTASI
SME 3242
ABD KHALID BIN LIPOT
SX111762MMS01

2. 1. PENGENALAN
Rajah 1: Panel Instrumen
Panel Instrumen biasanya diletakkan supaya instrumen boleh dibaca dengan mudah oleh
pemandu.Ia memaklumkan kepada pemandu anggaran kelajuan, suhu enjin, tekanan minyak, kadar
cas atau pelepasan bateri, jumlah bahan api dalam tangki minyak, jarak yang dilalui, dan
masa.Kawalan tertentu kerap dipasang pada papan instrumen, seperti pendikit permulaan,
pemanas, dan pengelap cermin.
2. KEADAAN TOLOK BATERI
Salah satu alat yang selalu diletakkan pada panel Instrumen adalah tolok keadaan bateri.Ia
adalah satu petunjuk yang sangat penting kerana, jika ditafsirkan dengan betul, ia boleh digunakan
untuk menyelesaikan masalah atau menghalang kerosakan. Berikut adalah tiga konfigurasi asas tolok
keadaan bateri.
a. Ammeter
Rajah 2: Ammeter
Ammeter digunakan untuk menunjukkan jumlah arus yang mengalir ke dan dari bateri.Ia
tidak memberi petunjuk daripada jumlah keluaran penjana kerana unit-unit lain dalam sistem
elektrik, selain bateri, dibekalkan oleh penjana. Jika ia menunjukkan discas 10-Ampere, ia
menunjukkan bahawa bateri 100 Ampere/jam akan didiscaskan dalam masa 10 jam, iaitu, 10
ampere mengalir selama 10 jam. Arus yang mengalir dari bateri penyimpanan untuk motor
bermula tidak dihantar melalui ammeter, kerana kuantiti besar yang digunakan (200-600

3. ampere) tidak boleh diukur pada instrumen dengan kapasiti terhad itu.Kebiasaannya, semua
arus mengalir ke dan dari bateri, kecuali semasamenghidupkan enjin, dimanaarus dihantar
melalui gegelung untuk menghasilkan kesan magnet yang memesong jarum ammeter dalam
perkadaran kepada jumlah arus. Gegelung ini dipadankan kepada keluaran maksimum semasa
penjana dan ini berbeza dengan aplikasi yang berbeza. Beberapa model kenderaan beroda telah
digantikan ammeter dengan penunjuk penjana bateri yang tidak memberi bacaan tertentukur,
tetapi menunjukkan julat oleh warna atau band.
b. Voltmeter
Rajah 3: Voltmeter
Voltmeter semakin popular sebagai panel Instrumen petunjuk keadaan bateri.Ini adalah
kerana sistem voltan elektrik adalah satu petunjuk yang lebih tepat mengenai keadaan sistem
elektrik berbanding arus dan adalah mudah untuk ditafsir oleh pengendali.Semasa operasi
kenderaan, voltan yang ditunjukkan pada voltmeter dianggap biasa dalam lingkungan (13.2-
14.5 volt) untuk sistem elektrik12-volt.Selagi voltan sistem kekal dalam julat ini, pengendali
boleh menganggap bahawa tidak ada masalah wujud. Ini berbeza dengan ammeter, yang
tidakmemberikan pengendali petunjuk masalah seperti pengatur voltan yang tidak ditentukur
dengan betul, yang boleh membenarkan bateri dialirkan oleh pengawal sistemvoltan ke tahap
yang di bawah paras normal.
c. Lampu penunjuk.
Lampu penunjuk telah mendapat populariti yang semakin meningkat sebagai tolok keadaan
sistem elektrik selama bertahun-tahun. Walaupun ia tidak menyediakan analisisterperinci
keadaan sistem elektrik sebagai tolok, namun ia biasanya dianggap lebih berguna kepada
kebanyakan pengendali kenderaan . Ini kerana ia dapat dilihat apabila berlaku kerosakan,
manakala tolok biasanya diabaikan kerana kebanyakan pengendali kenderaan tidak tahu
bagaimana untuk mentafsirkan bacaan itu. Lampu penunjuk boleh digunakan dalam dua cara
yang berbeza untuk menunjukkan kepincangan sistem elektrik.

4. i. Amaran Voltan Rendah
Rajah 4: Amaran Voltan Rendah
Lampu penunjuk boleh disetkan untuk memberi amaran kepada pengendali apabila voltan
sistem elektrik telah jatuh di bawah julat operasi biasa.Lampu dikendalikan oleh geganti
ditentukur yang membuka litar apabila voltan sistem elektrik adalah dalam julat normal (13.2-
14.5 volt untuk sistem 12-volt). Apabilavoltan jatuh di bawah julat normal, medan magnet
menjadi tidak mencukupi untuk mengatasi daya spring geganti, yang menarik suis penyentuh ke
keadaan tertutup. Ini menutup litar lampu penunjuk.
ii. Lampu Petunjuk Tidak Cas
Rajah 5: Lampu Petunjuk Tidak Cas

5. Lampu penunjuk juga boleh disetkan untuk menunjukkan alternator tidak menghasilkan
arus.Litar ini biasanya terdapat pada pengatur voltan.Pengatur voltanyang digunakan pada
kenderaan yang dilengkapi dengan lampu penunjuk tidak cas, mengandungi unsur kedua
dipanggil medan geganti. Medan geganti ini mempunyai dua titik sentuh. Satu titik sentuh
disambungkan kepada voltan bateri melalui suis pencucuhan. Titik yang satu lagi disambungkan
dengan cara yang sama, kecuali pada susunan kemasukan siri-selari penunjuk cahaya tiada cas
dan perintang. Nilai perintang pula dipadankan dengan rintangan lampu penunjuk supaya
susunan selari tersebutakan menghasilkan penurunan voltan sifar. Apabila medan geganti ini
terbuka, arus medan alternator dibekalkan melalui gabungan perintang-lampu penunjuk.
Gegelung magnet medan geganti dicaskan secara terus daripada pemegun alternator melalui
terminal pemegun. Apabila suis pencucuhan dalam keadaan tertutup, sebelum enjin dihidupkan,
arus mengalir melalui perintang dan lampu penunjuk ke alternator, menyebabkan lampu
penunjuk menyala. Selepas enjin dihidupkan, alternator mula untuk menghasilkan
arus,mengecasmedan gegelung geganti dari pemegun. Gegelung geganti menarik titik
penyentuh geganti pada keadaan tertutup dan memindahkan medan alternator terus ke bateri.
Ini mengakibatkan berlaku potensi sifar pada lampu penunjuk, menyebabkan iaterpadam.
3. TOLOK BAHAN API
Tolok bahan api beroperasi secara elektrik dan terdiri daripada dua unit iaitu: tolok, yang
dipasang pada panel instrumen; dan unit penghantar, dipasang pada tangki bahan api. Suis
pencucuhan dimasukkan dalam litar tolok bahan api supaya tolok bahan api elektrik beroperasi
hanya apabila suis pencucuhan dihidupkan. Operasi tolok elektrik bergantung kepada tindakan
gegelung ataupun tindakan termostatik.
a. Tolok Minyak Termostatik: Kawalan secara manual
Konfigurasi tolok ini terdiri daripada tolok panel instrumen dan unit penghantaran
elektromekanikal yang terletak di dalam tangki bahan bakar.Tolok panel instrumen
mengandungi jalur dwilogam pemanas elektrik yang bersambung dengan jarum penunjuk. Jalur
dwilogam yang terdiri daripada dua logam berbeza, apabila dipanaskan, berkembang pada kadar
yang berbeza, menyebabkan ia memesong atau bengkok. Dalam kes tolok bahan apipada panel
instrumen, pesongan jalur dwilogam akan mengakibatkan pergerakan jarum penunjuk, yang
memberikan bacaan pada tolok.Unit penghantar terdiri daripada lengan berengsel dengan
pelampung di hujungnya.Pergerakan lengan mengawal poin bumi yangmenghubungkan satu
lagi poin yang dilekatkan jalur dwilogam pemanas elektrik. Gegelung pemanasan di tangki dan
tolok bersambung antara satu sama lain secarasesiri. Operasi adalah seperti berikut.

6. Rajah 6: Tolok Minyak Termostatik: Kawalan secara manual
i. Apabila tangki minyak kosong, pelampung berada di bahagian bawah. Dalam
kedudukan ini, lengan cam tidak memberi tekanan pada poin bumi. Apabila suis
pencucuhan dihidupkan, arus mengalir dari kedudukan ground, melalui gegelung
pemanasan dalam unit penghantar ke gegelung pemanasan dalam tolok panel
instrumen, dan bateri. Pemanasan jalur dwilogam dalam unit penghantar
menyebabkan ia memesong, menyebabkan poin sentuhan terbuka. Ini
membolehkan jalur dwilogam menyejuk dan kembali ke kedudukan asal, sekali lagi
poin setuhan tertutup. Kitaran terbuka dan tertutup poin sentuhanakanberterusan,
membekalkan denyutan arus ke elemen pemanas dalam tolok bahan api. Panjang
denyutan dari unit penghantar apabila tangki kosong hanya akan memanaskan jalur

7. dwilogam tolok cukup untuk membuat pesongan yang akan menggerakkan
penunjuk kepada kedudukan kosong di muka tolok.
ii. Apabila tangki minyak mengandungi bahan api, pelampung akan menaikkan lengan,
menyebabkan cam menolak poin bumi hampir kepada jalur dwilogam. Ini akan
menyebabkan peningkatan haba yang diperlukan untuk membuka poin sentuhan
dalam unit penghantar. Hasilnya denyutan arus akan lagi tinggi ke tolok panel
instrumen, menberikan bacaan tolok yang lebih tinggi. Bacaan tolok akan meningkat
berkadaran dengan tahap pelampung dalam tangki minyak.
iii. Unit tangki akanmemberikan perubahan dalam sistem elektrik voltan secara
automatik. Voltan tinggi akan meningkatkan pemanasan, menyebabkan poin
berputar lebih cepat dan jika voltan yang lebih rendah, pemanasan akan
berkurangan, menyebabkan poin berputar perlahan.
iv. Oleh kerana jarum penunjuk tolok digerakkan oleh pemanasan dan penyejukan jalur
dwilogam, bacaan tolok tidak akan bertindak balas secara tiba-tiba terhadap
perubahan paras bahan api disebabkan oleh pergerakan bahan api. Ini akan
menghalang operasi tidak menentu daripada berlaku.
b. Tolok Minyak Termostatik: Kawalan Luaran
Rajah 7: Tolok Minyak Termostatik: Kawalan Luaran

8. Tolok minyak termostatik kawalan luaranberoperasi sama seperti tolokminyak
termostatik kawalan manual.Perbezaan dalam sistem ini adalah penggunaan perintang
boleh ubah tangki minyakdan penghad voltan.Unit penghantar mengawal tolok melalui
penggunaan reostat.Reostat adalah perintang balutan dawai yang nilainya berbeza
bergantung kepada panjang dawai.Panjangreostat dikawal dalam unit penghantar oleh
berus gelongsor yang digerakkan oleh lengan pelampung.Bekalan kuasa untuk tolok dalam
keadaan tetap dengan penggunaan penghad voltan. Penghad voltan terdiri daripada satu set
poin sentuhan yang arkanya dikawal oleh lengan dwilogam pemanas elektrik.
i. Apabila tangki minyak kosong, pelampung berada di bahagian bawah. Lengan
pelampungakan meletakkan poin sentuhan berus rheostat dalam keadaan
maksimum. Rintangan tinggi yang terhasil akan menurunkan voltan supaya jarum
penunjuk tolokmenjadikedudukan kosong.
ii. Apabila tahap minyak meningkat dalam tangki, lengan pelampungakan naik dan
menggerakkan poin sentuhan berus pada reostat. Apabila lengan pelampung
bergerak ke atas, rintangan akan berkurangan sekaligus meningkatkan voltan tolok.
Bacaan tolok akan meningkatdan memberikan bacaan tahapminyak dalam tangki
yang tepat.
iii. Penghad voltan akanmemastikan bekalan arus sebanyak 5 voltdibekalkan, untuk
memberikan bacaan yang tepat pada tolok tanpa mengira variasi voltan sistem
elektrik.
c. Tolok Minyak Termostatik: Jenis Pembeza
Rajah 8: Tolok Minyak Termostatik: Jenis Pembeza
Tolok minyak termostatik jenis pembeza menggunakan operasi yang sama seperti
tolok termostatik kawalan manual.Tolok minyak termostatik jenis pembeza bagaimanapun,
menggunakan dua jalur dwilogam pemanas elektrik yang berkongsi samadengan jarum
penunjuk tolok. Kedudukan jarum penunjuk diperolehi dengan membahagikan voltan yang
ada di antara dua jalur (pembezaan) itu.Tangki yang digunakan adalah jenis reostat yang
menggunakan prinsip operasi yang sama seperti tangkiTolok Minyak Termostatik Kawalan
Luaran.Tangki dalam sistem ini bagaimanapun, mengandungi perintang balutan wayar yang

9. disambungkan di antara dua terminal luar. Setiap satu daripadaterminal luaran ini
disambungkan kepada satu jalur dwilogam tolok panel instrumen.lenganpelampung akan
menggerakkan berus yang menimbulkan peningkatan rintangan pada satu terminal, dan
merendahkan rintangan pada terminal yang lain. Ini menyebabkan pembahagian voltan dan
perbezaan haba yang terhasil memberikan bacaan tolok.Dua jalur dwilogam tambahan
disediakan bagi penghasilansuhu.Di samping itu, satu bilah poin sentuhan beroperasi untuk
menghadkan voltan kepada 5 volt.
i. Apabila tangki separuh penuh, lengan pelampung meletakkan poin sentuhan berus
pada pertengahan reostat. Ini akanmenghasilkan nilai rintangan yang sama kepada
setiap litar unit penghantar dan pemanasan sekata jalur dwilogam untuk bacaan
jarum setengah pada tolok.
ii. Paras minyakdi atas atau di bawah setengahakan menyebabkan tangki untuk
membahagikan voltan jalur tolok dwilogam dalam kadarnya untuk mewujudkan
bacaan tolok sebenar. Contohnya tangki minyak satu perempat penuh. Pada tahap
ini, tangki akan membahagikan voltan supaya 75 peratus arus akan mengalir melalui
jalur yang sebelah kanan dan 25 peratus akan mengalir melalui jalur sebelah kiri. Ini
akan menghasilkan bacaan jarum tolok satu perempat.
d. Tolok Minyak Magnetik
Rajah 9: Tolok Minyak Magnetik
Panel instrumen asas tolok terdiri daripada penunjuk yang dipasang pada angker.
Bergantung kepada reka bentuk tolok, angker mungkin mengandungi sama ada satu atau
dua tiang. Jarum tolok didorong oleh medan magnet yang dicipta oleh dua gegelung magnet
yang berasingan yang terkandung dalam tolok. Salah ini gegelung disambungkan terus
kepada bateri, menghasilkan medan magnet yang berterusan. Gegelung lain menghasilkan
satu medan yang berubah-ubah di mana kekuatannya ditentukan oleh rheostat.Jenis tangki
ini beroperasi adalah sama seperti tangki Tolok minyak termostatik kawalan luaran.
Gegelungnya biasanya diletakkan 90 darjah antara satu sama lain.

10. i. Apabila tangki kosong, ia akan mewujudkan rintangan yang sangat tinggi. Ini
menyebabkan gegelung magnet bolehubah hampir tiada medanmagnet. Oleh itu
tiang angker pada jarum penunjuk tolok akan tertarik kepada gegelung magnet
kekal. Jarum penunjuk akanmenunjukkan kedudukan kosong pada keadaan ini.
ii. Apabila tangki penuh,tiada sebarang rintangan yang dihasilkan. Oleh itu, tiang
angker pada penunjuk tolok akan berada pada pertengahan gegelung. Apabila
angker dalam kedudukan ini, penunjuk akan menunjukkan bacaan penuh.
iii. Perubahan voltan dalam sistem elektrik akan melibatkan kedua-dua gegelung
magnet bertindak berdasarkan perbezaan di antara mereka. Oleh sebab itu, tolok
magnet adalah kawalan manual dan tidak memerlukan peranti menghadkan voltan.
iv. Tolok magnet adalah sangat sensitif kepada kejutan jalan dan perubahan dalam
voltan secara tiba-tiba seperti yang disebabkan oleh pergerakan minyak dalam
tangki.Oleh sebab itu, angker tolok panel instrumen akan dipasang dengan peranti
redaman atau roda tenaga.