BAB 4 : ALAT PENGENDALI   INDUSTRI  4.1   ALAT PRIMER DAN PENGENDALI PILOT (PENUNJUK)

Alat pengendali adalah komponen yang mengatur daya yang diberikan pada beban listrik.

Semua komponen yang dipergunakan dalam sirkit pengendali (motor) dapat diklasifikasikan menjadi pengendali utama (motor) dan pengendali pengarah (motor). Alat pengendali-primer seperti kontraktor motor, starter atau pengontrol (controller) menghubungkan beban dengan lin. Alat pengendali-penunjuk, seperti relai atau kontraktor yang mengaktifkan rangkaian daya, mengatur operasi atau kerja alat lain. Yang termasuk alat penunjuk adalah tombol tekan, saklar aliran, saklar tekanan dan thermostat (Gambar 4-1). Alat tugas-pununjuk tidak harus digunakan untuk saklar beban “horse power”, kecuali kalau dirancang secara khusus untuk mengerjakannya. Kontak yang dipilih, baik untuk alat pengendali-primer maupun alat pengendali-penunjuk harus mampu menangani tegangan dan arus yang dilewatkan saklar. Pada gambar 4-1, penutupan kontak saklar-aliran menyambugkan rangkaian untuk memberi tenaga kumparan kontraktor magnet yang kemudian menyebabkan kontak daya dari kontraktor menutup dan menyambungkan rangkaian-utama daya ke motor.

 

4.2   SAKLAR YANG DIOPERASIKAN SECARA MANUAL

Saklar yang dioperasikan secara manual adalah saklar yang dikontrol dengan tangan. Saklar togel (gambar 4-2) adalah contoh saklar yang dioperasikan secara manual. Jenis penghubung atau susunan kontak ditetapkan sesuai dengan singkatan. Batas kerja listrik dinyatakan dengan tegangan dan arus interupsi maksimum; harga tersebut tidak boleh dilampaui. Saklar yang dirancang untuk bekerja dengan 5A tidak akan bertahan lama pada rangkaian yang harus memutuskan 10A. Ukuran kerja untuk ac dan dc juga tidak sama untuk suatu saklar. Ukuran kerja untuk arus dc, saklar harus mempunyai magnitude lebih rendah dibandingkan dengan ukuran kerja ac.

Saklar geser (Gambar 4-3) menggunakan aksi pengguna sederhana untuk menghasilkan hubungan yang sama dengan saklar togel kecuali untuk jenis aksi yang kerja yang berbeda kutub-kutub yang dihubungkan mencapai hasil yang sama. Saklar geser sering digunakan sebagai saklar mode untuk memilih mode tertentu dari operasi seperti HIGH dan LOW. Saklar rocker merupakan saklar geser yang dimodifikasi. Dengan menekan satu sisi dari mekanis lengan rocker, menyebabkan geseran menjadi dipaksa pada arah berbeda.

Saklar DIP (Dual In-line Package) adalah saklar kecil yang dirancang untuk dirakit pada tempat hubungan dengan PCB atau printed circuit board (Gambar 4-4). Terminal atau paku pada bagian bawah saklar DIP sama ukuran dan spasinya Chip Integrated Circuits (IC). Susunan saklar jarang diubah dan perubahan biasa terjadi selama pemasangan, pengujian dan pencarian kesalahan.

Saklar rotary sering digunakan untuk operasi penghubung yang kompleks, misalnya penghubung yang dijumpai pada osiloskop dan multimeter. Jenis saklar ini sering disebut saklar wafer sebab poros utama melewati pusat dari satu atau lebih wafer keramik, fiberglass atau phenolic pada tempat terminal dan kontak dipasangkan. Bagian pusat dari masing-masing wafer dapat diputar melalui kontak bersama menuju satu pusat dari beberapa kontak diam (stationary) yang dipasangkan disekitar wafer (Gambar 4-5).

Saklar rotari juga mempunyai beberapa susunan bagian saklar pada satu poros. Ini memungkinkan kontak-kontak berubah secara serentak berurutan.

Saklar thumbweel digunakan pada alat numeric dan alat-alat yang dikontrol computer untuk memberi input operasi dari operator ke komputer. Deck outputnya yang secara special dibuat decimal dikodekan biner (binary coded decimal = BCD), kode decimal atau kode heksa-desimal perlu berkomunikasi dengan komputer  digital. Gambar 4-6 menunjukkan saklar thumb weel empat gang yang disusun, memberikan input bilangan decimal 5670.

Saklar pemilih adalah saklar yang dioperasikan secara manual yang banyak dijumpai. Posisi saklar dibuat dengan memutar kenop operator ke kanan atau ke kiri (Gambar 4-7). Saklar pemilih dapat mempunyai posisi selselectora atau lebih, dengan posisi kontak bertahan atau kembali dengan pegas untuk memberikan operasi kontak sebentar. Saklar tombol tekan adalah bentuk yang paling umum dari pengendali manual yang dijumpai di industri. Tombol tekan NO (Normally Open) menyambung rangkaian atau menghubungkan rangkaian ketika tombol ditekan dan kembali pada posisi terbuka ketika tombol dilepas.

Tombol tekan NC (Normally Closed) membuka rangkaian apabila tombol ditekan dan kembali pada posisi menutup ketika tombol dilepaskan. Tombol tekan yang membuat lepas digunakan untuk pengendali interlocking. Pada bagian ini, bagian atas adalah NC sedangkan bagian bawah adalah NO. ketika tombol ditekan, kontak bagian bawah tertutup setelah kontak bagian atas terbuka. Apabila mempunyai lebih dari satu tombol, tekan enklasur bersama, maka enklasur itu disebut stasiun tombol tekan. Tombol tekan terdiri dari satu atau lebih blok kontak, alat operator dan pelat keterangan (Gambar 4-8).

https://ti3602elin.files.wordpress.com/2014/05/gambar-4-8.jpg

Saklar drum terdiri dari seperangkat kontak bergerak yang terpasang dan diisolasi dengan poros berputar.

Saklar juga mempunyai seperangkat kontak diam yang menyambung dan memutus kontak dengan kontak yang bergerak pada waktu motor diputar. Saklar drum (Gambar 4-9) digunakan untuk starting dan membalik arah putaran motor-sangkar, motor satu-fase yang dirancang untuk pelayanan pembalikan, dan motor de shunt dan motor dc compound.

https://ti3602elin.files.wordpress.com/2014/05/gambar-4-9.jpg

 

4.3   SAKLAR YANG DIOPERASIKAN SECARA MEKANIS

Saklar yang dioperasikan secara mekanis adalah saklar yang dikontrol oleh factor-faktor yang secara otomatis misalnya tekanan, posisi dan suhu. Saklar limit (Gambar 4-10) adalah alat pengendali industry yang sangat umum. Saklar limit hanya dirancang untuk beroperasi apabila batas yang sudah ditentukan sebelumnya tercapai, dan saklar-saklar tersebut biasanya diaktifkan kontak dengan objek misalnya cam. Alat tersebut mengganti operator manusia. Saklar-saklar tersebut sering digunakan pada rangkaian pengendali dari mesin yang memproses untuk pengaturan starting, stopping atau pembalikan motor.

Saklar mikro adalah saklar “snap-acting” yang ditempatkan pada rumah kecil (Gambar 4-11). Pada saklar snap-acting hubungan actual dari rangkaian terjadi pada kecepatan tertentu.

Ukuran yang kecil dan tuas pengoperasian yang bermacam-macam membuat saklar mikro sangat bermanfaat sebagai saklar limit. Saklar itu dapat bekerja dengan tekanan yang kecil pada pengoperasian tuas yang memungkinkan sensitifitas yang besar.

Saklar suhu atau thermostat (Gambar 4-12) digunakan untuk merasakan perubahan suhu. Meskipun ada beberapa jenis, semua dijalankan dengan perubahan suhu lingkungan tertentu. Saklar suhu membuka atau menutup ketika suhu yang ditentukan tercapai. Pemakaian industri untuk alat ini termasuk mempertahankan rentang suhu yang dikehendaki dari udara, gas, cairan atau benda padat.

 

Saklar suhu sama dengan saklar tekanan, tetapi berbeda pada yang tertutup digunakan system balon yang diisi secara kimiawi. Tekanan pada system berubah sebanding dengan suhu bola. Medium yang merespon suhu pada system ini adalah cairan yang mudah menguap yang tekanan uapnya meningkat jika suhu dalam bola meningkat. Sebaliknya jika suhu dalam bola menurun, tekanan uap menurun. Perubahan tekanan diteruskan ke balon melalui pipa kapiler yang mengoperasikan saklar presisi pada pengaturan yang sudah ditentukan sebelumnya.

Saklar tekanan (Gambar 4-13) digunakan untuk mengontrol tekanan cairan dan gas. Meskipun ada banyak jenisnya, pada dasarnya saklar tekanan dirancang untuk menjalankan (membuka atau menutup) kontak-kontaknya apabila tekanan tertentu tercapai. Saklar tekanan adalah saklar yang dioperasikan dengan udara (secara pneumatic). Umumnya balon atau diafragma menekan saklar mikro dan menyebabkan saklar membuka atau menutup.

https://ti3602elin.files.wordpress.com/2014/05/gambar-4-13.jpg

Saklar level (Gambar 4-14) digunakan untuk merasakan tinggi cairan. Kenaikan atau penurunan pengapung yang secara mekanis dipasang pada saklar level akan mengait atau menggerakkan saklar level. Saklar level digunakan untuk mengontrol pompa yang menggerakkan motor yang kosong atau mengisi tangki. Saklar level juga digunakan untuk membuka atau menutup kran solenoid pipa untuk mengontrol cairan.

 

 4.4   TRANSDUSER DAN SENSOR

Transduser adalah alat yang mengubah energy dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Transuder dibagi dua, yaitu transuder input dan transduser output.

Transduser input listrik mengubah energi non listrik, misalnya suara atau sinar menjadi tenaga listrik. Transduser output listrik bekerja pada urutan yang sebaliknya. Transduser tersebut mengubah energi listrik pada bentuk energi non listrik.Sensor adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik.

SENSOR PROXIMITY Sensor Proximity adalah alat pendeteksi yang bekerja berdasarkan jarak obyek terhadap sensor.  Karakteristik dari sensor ini adalah menditeksi obyek benda dengan jarak yang cukup dekat, berkisar antara 1 mm sampai beberapa centi meter saja sesuai type sensor yang digunakan. Sensor proximity dibedakan menjadi dua :

Proximity Induktif Proximity Kapasitif

Proximity Induktif Berfungsi untuk mendeteksi obyek besi atau metal. Meskipun terhalang oleh benda non-metal, sensor akan tetap dapat mendeteksi selama dalam jarak (nilai) normal sensing atau jangkauannya. Proximity Kapasitif Sensor pembatas yang mendeteksi benda isolator atau selain logam Missal: kertas atau plastic.

SENSOR SINAR

Sensor sinar dibagi menjadi tiga :

Fotovoltaic

Merupakan Alat sensor sinar yang mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik, dengan adanya penyinaran cahaya akan menyebabkan pergerakan elektron dan menghasilkan tegangan Berfungsi untuk mengubah sinar matahari menjadi arus listrik DC. Tegangan yang dihasilkan sebanding dengan intensitas cahaya yang mengenai permukaan solar cell. Semakin kuat sinar matahari tegangan dan arus listrik Dc yang dihasilkan semakin besar.

Fotokonduktif

Merupakan Alat sensor sinar yang memberikan perubahan tahanan (resistansi) pada sel-selnya, semakin tinggi intensitas cahaya yang diterima, maka akan semakin kecil pula nilai tahannya.

Fotolistrik

Merupakan Alat sensor sinar yang berprinsip kerja berdasarkan pantulan karena perubahan posisi/jarak suatu sumber sinar (inframerah atau laser) ataupun target pemantulnya, yang terdiri dari pasangan sumber cahaya dan penerima. Contoh            : fingerprint

Teknologi kode batang banyak digunakan di industri, karena penggunaan yang luas dan cepat. Memasukan data jauh lebih cepat dibandingkan metode manual dan sangat akurat. Tersiri dari tiga elemen utama : simbol kode batang, scanner, dan decoder. Simbol kode batang berisi 30 karakter yang disandikan dalam bentuk mesin yang dapat dibaca.

 

SENSOR HALL-EFFECT

Hall effect sensor merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi medan magnet. Hall Effect sensor akan menghasilkan sebuah tegangan yang proporsional dengan kekuatan medan magnet yang diterima oleh sensor tersebut. Sensor ini didesain untuk mendeteksi keberadaan dari objek magnetik, biasanya magnet permanen. Biasanya digunakan untuk mensinyalir posisi dari komponen, dan sensor ini memiliki tingkat ketelitian yang tinggi

SENSOR ULTRASONIK Sensor ultrasonik adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara dan digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu objek tertentu di depannya, frekuensi kerjanya pada daerah diatas gelombang suara dari 40 KHz hingga 400 KHz. Sensor ini dioperasikan dengan mengirimkan gelombang suara pada taget dan mengukur waktu yang dibutuhkan oleh gelombang untuk memantulkan kembali. Waktu yang dibutuhkan oleh gema untuk kembali ke sensor adalah proporsional terhadap jarak dan tinggi dari objek, karena  sura memiliki kecepatan yang tetap.

SENSOR TEKANAN

Sensor Tekanan adalah sensor untuk mengukur tekanan suatu zat. Tekanan (p) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A). Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas. Sensor tekanan dapat diaplikasikan pada:

Motor bensin

�  Pesawat terbang �  Pengukur tekanan ban �  ketinggian, pesawat terbang, roket, satelit, balon udara dll

PEMINDAHAN TRANSDUSER

Pengertian William D.C, (1993), mengatakan transduser adalah sebuah alat yang bila digerakan oleh suatu energi di dalam sebuah sistem transmisi, akan menyalurkan energi tersebut dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi berikutnya” Transmisi energi ini bisa berupa listrik, mekanik, kimia, optic (radiasi) atau thermal (panas). Pemindahan Transduser yang sering digunakan di industri adalah transvormator diferensial variabel linear

( the Linear Variable Differential Transformer = LVDT) LVDT (Linear Variable Differential Transformer) merupakan salah satu contoh sensor posisi, yang bekerja berdasarkan pada ada tidaknya medan magnet yang terjadi. LVDT terdiri atas 2 bagian yaitu :

1. Kumparan (Tansformer)

salah satu komponen penyusun LVDT merupakan kumparan. terdapat 3 kumparan dalam LVDT,yaitu 1 kumparan primer dan 2 kumparan sekunder. kenapa digunakan 2 buah kumparan sekunder adalah agar perbedaan besar induksi yang diterima kedua kumparan sekunder dapat digunakan untuk menentukan seberapa besar perubahan posisi batang inti (magnet).

2. CORE (batang inti magnet)

material core atau batang inti ini biasanya berbentuk silinder atau turbular dengan komponen penyusun berupa nickel-iron alloy permalloy. dalam proses produksinya, setelah bentuk dan ukuran dari batang inti ini di atur proses akan memasuki tahap annealing (atau penguatan dengan proses memanasi). Selama proses annealing ini biasanya dilakukan reduksi aliran gas untuk mencegah terjadinya oksidasi. gas yang biasanya digunakan dalam proses annealing ini biasanya hydrogen ataupun gas yang mengandung hidrogen.

Prinsip Kerja LVDT Secara umum LVDT bekerja karena adanya perbedaanmedan magnet. Medan magnet ini muncul karena adanya gerakan inti magnet yang dimasukkan ke dalam kumparan. Semakin dalam inti magnet dimasukkan ke dalam kumparan maka nilai medan magnet yang di hasilkan akan semakin besar. LVDT bekerja pada frekuensi rendah dan gerakannya linear terhadap masukan. Kelebihan dan Kekurangan LVDT Berikut ini adalah kelebihan serta kekurangan LVDT : Kelebihan

Padat dan kuat, sehingga dapat digunakan pada peralatan yang berat. System operasi tanpa gesekan antara aramature dan transformer sehingga cocok untuk

pengujian material. Sensitif, sehingga dapat mendeteksi sedikit saja perubahan. Mampu menanganai input yang berlebih Dapat digunakan pada lingkungan yang bervariasi. Output mutlak

Kekurangan

LVDT baru bekerja jika ada kontak antara armature dan transformer. Pengukuran dinamis dibatasi tidak lebih dari 1/10 dari LVDT resonansi frekuensi. Di

beberapa kasus, hasilnya lebih dari 2 kHz.

SENSOR SUHU Sensor Suhu adalah komponen yang biasanya digunakan untuk merubah panas menjadi listrik untuk mempermudah dalam menganalisa besarannya. Ada 4 jenis utama sensor

suhu yang biasa digunakan :

1. Termokopel

Termokopel merupakan sensor suhu yang terdiri atas sepasang penghantar yang berbeda disambung las atau dileburkan bersama pada satu sisi membentuk penghantar ”hot” atau sambungan pengukuran yang ada ujung ujung bebasnya untuk menghubungkan dengan penghantar ”cold” atau sambungan referensi.

2. RTD (Resistance Temperture Detector)

Alat ini fungsinya adalah untuk mengubah suhu menjadi hambatan listrik yang sebanding dengan perubahan suhu. Semakin tinggi suhu, maka hambatan listriknya semakin besar. RTD adalah sensor suhu yang terbuat dari kumparan kawat platinum pada papan pembentuk isolator.

3. Thermistor

Thermistor, atau bisa disebut juga dengan Thermal Resistor atau Thermal Sensitive Resistor. Alat ini berfungsi untuk mengubah suhu menjadi hambatan listrik yang berbanding terbalik dengan berubahnya suhu. Semakin tinggi suhu maka semakin kecil hambatan listriknya.

Thermistor biasanya terbuat dari bahan oksida logam campuran, kromium, kobalt, tembaga, besi, atau nikel.

4. Sensor IC ( Sensor Suhu Rangkaian Terpadu)

fungsinya untuk mengubah suhu menjadi tegangan tertentu yang sesuai dengan perubahan suhu. Alat ini biasanya digunakan pada sistem monitor rumah kaca atau sensor suhu ruang pada laboratorium kimia.

 

SENSOR KECEPATAN (SENSOR RPM)

Tachometer umumnya menunjuk pada magnet permanen kecil dari generator dc. Ketika generator diputar, generator menghasilkan tegangan dc berbanding lurus dengan kecepatan. Tachometer yang dirangkai dengan motor, umumnya digunakan pada aplikasi pengendali kecepatan motor untuk memberikan tegangan umpan-balik pada pengontrol yang sebanding dengan kecepatan motor.

SENSOR PENYANDI (ENCODER SENSORE)

Sensor penyandi digunakan untuk mengubah gerakan linear atau putaran menjadi sinyal digital. Penyandi putaran memonitor gerakan putar dari alat. Ada dua jenis :

Penyandi tambahan, yang mentransmisikan jumlah tertentu dari pulsa untuk masing-masing putaran alat.

Penyandi absolut, yang memperlengkapi kode binary tertentu untuk masing-masing posisi sudut alat.

PENGUKURAN ALIRAN

Prinsip kerja dari alat ukur aliran tekanan differensial disebut efek Bernauli : Apabila cairan mengalir, tekanan P1 akan menjadi lebih besar disbanding dengan P2 dan perbedaan tekanan berbanding lurus dengan tekanan. Balon memuai sebanding dengan alilran. Apabila P1 lebih besar disbanding P2 inti pada LVDT akan bergerak kekanan. Apabla aliran terhenti tidak akan ada efek bernauli dan inti akan menjadi ditengah.

PENGKONDISIAN SINYAL

Kondisioner sinyal mengubah sinyal dengan cara yang dikehendaki untuk lebih mempermudah mengukur sinyal atau membuatnya lebih stabil. Amplifikasi (penguatan) diperlukan apabila output sensor terlalu rendah untuk langsung bermanfaat pada pengukuran atau pada sistem pengendali. Atenuasi (pelemahan) digunakan untuk mengurangi tegangan sebelum pengukuran. Pada contoh tertentu sinyal dapat diubah dari analog menjadi digital atau sebaliknya dengan menggunakan konventer A/D (analog ke digital) atau konventer D/A (digital ke analog).

AKUATOR

adalah sebuah peralatan mekanis untuk menggerakkan atau mengontrol sebuah mekanisme atau sistem. Aktuator diaktifkan dengan menggunakan lengan mekanis yang biasanya digerakkan oleh motor listrik, yang dikendalikan oleh media pengontrol otomatis yang terprogram di antaranya mikrokontroler. Aktuator adalah elemen yang mengkonversikan besaran listrik analog menjadi besaran lainnya misalnya kecepatan putaran dan merupakan perangkat elektromagnetik yang menghasilkan daya gerakan sehingga dapat menghasilkan gerakan pada robot. Untuk meningkatkan tenaga mekanik aktuator ini dapat dipasang sistem gearbox. Aktuator dapat melakukan hal tertentu setelah mendapat perintah dari kontroller. Misalnya pada suatu robot pencari cahaya, jika terdapat cahaya, maka sensor akan memberikan informasi pada kontroller yang kemudian akan memerintah pada aktuator untuk bergerak mendekati arah sumber cahaya.

Aktuator dalam perspektif kontrol dapat dikatakan sebagai:

Aktuator : Pintu kendali ke sistem Aktuator : Pengubah sinyal listrik menjadi besaran mekanik Batasan aktuator riil: Sinyal kemudi terkesil, saturasi.

Fungsi aktuator adalah sebagai berikut.

Penghasil gerakan Gerakan rotasi dan translasi Mayoritas aktuator > motor based Aktuator dalam simulasi cenderung dibuat linier Aktuator riil cenderung non-linier

Jenis tenaga penggerak pada aktuator

Aktuator tenaga elektris, biasanya digunakan solenoid, motor arus searah (Mesin DC). Sifat mudah diatur dengan torsi kecil sampai sedang

Aktuator tenaga hidrolik, torsi yang besar konstruksinya sukar. Aktuator tenaga pneumatik, sukar dikendalikan. Aktuator lainnya: piezoelectric, magnetic, ultra sound.

Tipe aktuator elektrik adalah sebagai berikut:

1. Solenoid.

2. Motor stepper.3. Motor DC.4. Brushless DC-motors.5. Motor Induksi.6. Motor Sinkron.

Keunggulan aktuator elektrik adalah sebagai berikut:

1. Mudah dalam pengontrolan2. Mulai dari mW sampai MW.3. Berkecepatan tinggi, 1000 – 10.000 rpm.4. Banyak macamnya.5. Akurasi tinggi6. Torsi ideal untuk pergerakan.7. Efisiensi tinggi

DAFTAR PUSTAKA

Dhimas. “Peralatan Pengendali di Industri”. 2004.

http://dhimaskasep.files.wordpress.com/2008/02/osp04-peralatan-pengendali-di-industri.pdf

http://ebookbrowsee.net/gdoc.php?id=143956355&url=8ca89c01884a3c4d76335b9d8583c707

http://billharison.tumblr.com/post/67656080718/lvdt-linear-variable-differential-transformer http://sistemkontrol.blogspot.com/ http://komponenelektronika.biz/sensor-suhu.html http://ilmulistrik.com/sensor-termistor.html

http://nyobainnge.blogspot.com/2012/11/sensor-encoder-sensor-penyandi.html

 

May 2, 2014 Leave a comment

BAB 7 RELAIRELAI

Pengertian/Definisi Relay

Relay dapat didefinisikan sebagai : suatu alat/komponen elektro mekanik yang digunakan untuk mengoperasikan seperangkat kontak saklar, dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Dengan memanfaatkan lilitan atau coil (koil) berintikan besi yang dialiri arus listrik, tentunya akan menghasilkan medan magnet pada ujung inti besi apa bila koil dialiri arus listrik.

Medan magnet/energi magnet tersebutlah yang digunakan untuk mengerjakan saklar nantinya.Relay terdiri dari 3 bagian utama, yaitu:

1. Common bagian yang tersambung dengan NC(dlm keadaan normal).

2. Koil (kumparan) Merupakan komponen utama relay yang digunakan untuk menciptakan medan magnet.

3. kontak terdiri dari NC dan NO Normally Closed (NC)

=> Normally Closed (NC) merupakan bagian sakelar relay yang dalam keadaan normal (relay tidak diberi tegangan) terhubung dengan common.

=> Normally Open (NO) Normally Open (NO) merupakan bagian sakelar relay yang dalam keadaan normal (relay tidak diberi tegangan) tidak terhubung dengan common. Tetapi Normally Open akan terhubung dengan common apabila relay diberi tegangan.

 

 FUNGSI RELAY

Fungi atau kegunaan relai (relay) dalam dunia elektronika sebenarnya juga sama seperti dalam teknik listrik. Hanya saja kebanyakan relay yang digunakan dalam teknik elektronik adalah relay dengan voltase kecil seperti 6volt, 12volt, 24volt berbeda dengan teknik listrik yang memakai relai 220volt, 110volt. Namun ada juga dalam teknik elektronik yg memakai relai dg voltase tinggi. Walau ada perbedaan pemakaian voltase pada relay, sebenarnya relay memiliki fungsi/kegunaan yg sama yakni : sebagai alat pengganti saklar yang bekerja untuk mengontrol/membagi arus listrik ataupun sinyal lain ke sirkuit (circuit) rangkaian lainnya.

 

SIMBOL RELAY  

 

 BENTUK RELAY

CARA KERJA RELAY

Relay dapat bekerja karena adanya medan magnet yang digunakan untuk menggerakkan saklar. Saat kumparan diberikan tegangan sebesar tegangan kerja relay maka akan timbul medan magnet pada kumparan karena adanya arus yang mengalir pada lilitan kawat. Kumparan yang bersifat sebagai elektromagnet ini kemudian akan menarik saklar dari kontak NC ke kontak NO. Jika tegangan pada kumparan dimatikan maka medan magnet pada kumparan akan hilang sehingga pegas akan menarik saklar ke kontak NC.

JENIS-JENIS RELAY

SPST – Single Pole Single Throw.SPDT – Single Pole Double Throw. Terdiri dari 5 buah pin, yaitu:(2) koil, (1)common, (1)NC, (1)NO.DPST – Double Pole Single Throw. Setara dengan 2 buah saklar atau relay SPST.DPDT – Double Pole Double Throw. Setara dengan 2 buah saklar atau relay SPDT.QPDT – Quadruple Pole Double Throw. Sering disebut sebagai Quad Pole Double Throw, atau 4PDT. Setara dengan 4 buah saklar atau relaySPDT atau dua buah relay DPDT. Terdiri dari 14 pin(termasuk 2 buah untuk koil).

 

Relay adalah komponen listrik yang bekerja berdasarkan prinsip induksi medan elektromagnetis. Jika sebuah penghantar dialiri oleh arus listrik, maka di sekitar penghantar  tersebut timbul medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik tersebut selanjutnya diinduksikan ke logam ferromagnetis.

Logam ferromagnetis adalah logam yang mudah terinduksi medan elektromagnetis. Ketika ada induksi magnet dari lilitan yang membelit logam, logam tersebut menjadi “magnet buatan” yang

sifatnya sementara. Cara ini kerap digunakan untuk membuat magnet non permanen. Sifat kemagnetan pada logam ferromagnetis akan tetap ada selama pada kumparan yang melilitinya teraliri arus listrik. Sebaliknya, sifat kemagnetannya akan hilang jika suplai arus listrik ke lilitan diputuskan.

Berikut ini penjelasan dari gambar di atas:

Amarture, merupakan tuas logam yang bisa naik turun. Tuas akan turun jika tertarik oleh magnet ferromagnetik (elektromagnetik) dan akan kembali naik jika sifat kemagnetan ferromagnetik sudah hilang.

Spring, pegas (atau per) berfungsi sebagai penarik tuas. Ketika sifat kemagnetan ferromagnetik hilang, maka spring berfungsi untuk menarik tuas ke atas.

Shading Coil, ini untuk pengaman arus AC dari listrik PLN yang tersambung dari C (Contact).

NC Contact, NC singkatan dari Normally Close. Kontak yang secara default terhubung dengan kontak sumber (kontak inti, C) ketika posisi OFF.

NO Contact, NO singkatan dari Normally Open. Kontak yang akan terhubung dengan kontak sumber (kontak inti, C) kotika posisi ON.

Electromagnet, kabel lilitan yang membelit logam ferromagnetik. Berfungsi sebagai magnet buatan yang sifatya sementara. Menjadi logam magnet ketika lilitan dialiri arus listrik, dan menjadi logam biasa ketika arus listrik diputus.

Aplikasi Rangkaian Pemicu Relay, ini adalah rangkaian / alat yang akan memicu relay untuk menjadi ON ketika sesuai situasi / kondisi tertentu. Rangkaian pemicu ini biasanya memiliki sensor atau rangkaian timer (memanfaatkan ‘time delay’). Rangkaian yang menggunakan sensor misalnya sensor suhu, sensor air, sensor cahaya, sensor arus, dll. Sedangkan rangkain timer misalnya timer pada mesin cuci, timer tv, dll.

Sebenarnya aplikasi relay banyak sekali. Dari mobil-mobilan, kulkas, lampu sein motor dan mobil, pompa air otomatis, hingga peralatan pada pesat terbang. Dari relay yang jenisnya kecil hingga yang mempunyai daya besar. Dari relai DC 5 volt, 12 volt hingga yang bervoltase tinggi. Keuntungan kita dalam menggunakan relay:

Kita bisa membuat rangkaian otomatis penyambung/pemutus (switch) tegangan  AC dan DC

Relay bisa digunakan pada switch tegangan tinggi

Relay juga menjadi solusi pada switch dengan arus yang besar

Bisa melakukan swith pada banyak kontak dalam waktu yang bersamaan

Relai diperlukan dalam industry dan control proses sebagai pengontorol atau elemen control yang penting adanya. Yang pada umumnya relai digunakan sebagai alat penghubung pada rangkaian.

1.Relai Pengendalian elektromekanis.

Relai pengendalian elektromekanis adalah saklar mekanis. Relai ini menghubungkan rangkaian beban ON dan OFF dengan pemberian energy elektromagnetis yang membuka dan menutup kontak pada rangkaian. Untuk jenis relai EMR ini berisi kontak diam dan kontak bergerak dimana kontak bergerak di pasang pada plunger. Dimana kontak  disini bisa sebgai normaly (NO) open dan normaly close (NC). Apabila kumparan di beri tenga maka terjadi medan elektromagnesteis. Aksi dari medan pada intinya menyebabkan plunger bergerak pada kumparan menutup kontak NO dan membuka NC. Dimana jarak gerak plunger biasanya pendek yaitu kisaran 1/4inc atau kurang. Dimana ketika kontak normal open akan membuka ketika tidak ada arus mengalir pada kumparan, tetapi tertutup secepatnya setelah kumparan menghantarkan arus mengalir pada kumparan, tetapi tertutup secepatnya setelah kumparan menghantarkan arus atau diberi tenaga. Dan kontak normaly close akan tertutup apabila kumparan tidak diberi daya dan membuka ketika kumparan diberi daya.

Relai elektro mekanis(EMR)

Banyak EMR yang mempunyai beberapa peragkat kontak yang dioprasikan dengan kumparan tunggal. Misalnya relai yang digunakan untuk mengontrol berupa operasi penghubung dengan

arus tunggal terpisah. Tipe relai control yang digunakan untuk mengontrol dua lampu tanda. Dengan saklar membuka, kumparan ICR dihilangkan tenaganya.

Pada umumnya relai control digunakan sebagai alat pembantu untuk mengontrol penghubung rangkaian dan beban. Misalnya, motor kecil, solenoid, dan lampu pilot. EMR dapat digunakan untuk mengontrol rangkaian beban tegangan tinggi dengan rangkaian control tegangan rendah. Sebab rangkaian listrik terisolasi satu sama lain. Dari segi keaman juga rangkaian ini mempunyai perlindungan ekstra untuk si opratornya.

Aplikasi pokok relai yang lain adalah untuk mengontrol rangkaian beban arus tinggi dengan rangkaian control arus rendah. Ini memungkinkan karena arus yang dapat ditangani oleh kontak dapat jauh lebih besar dibandingkan dengan yang diperlukan untuk mengoprasikan kumparan.

Level tegangan pada kumparan relai yang diberi enrgi, menyebabkan penghubung kontak yang disebut dengan tegngan pick up (tegangan Tarik). Setelah relai diberi energy, level tegangan pada kumparan relai di mana kontak kembali pada kondisi tidak dioprasikan disebut dengan tegangan “drop-out”(tegangan lepas).

Ada juga perbedaan arus pada kumparan relai pada waktu kumparan pertama kali diberi enrgy dengan ketika kontak dioprasikan secara penuh. Ketika kumparan diberi enrgi maka plunger keluar dari posisinya. Karena celah yang terbuka pada rangkaian (lintasan magnet), arus pertama kali adalah besar. Pada saat plunger bergerak ke kumparan, menutup celah, level arus turun pada harga yang lebih rendah. Harga lebih rendah itu disebut dengan arus segel (sealed) arus kejut hampir 6 sampai 8 kali arus segel.

 

Relai elektromekanis dibuat dalam berbagai jenis untuk berbagai aplikasi. Kumparan relai dan kontak mempunyai ukuran kerja yang terpisah kumparan relai biasanya dirancang bekerja pada pengoprasian dengan arus DC atau AC, tegangan atau arus, tahanan dan daya pengoprasian normal. Kumparan relai yang sangat peka yang dirancang untuk bekerja pada rentang milli ampere rendah, sering dioprasikan dari transistor atau rangkaian terpadu.

Relai berbeda dalam jumlah dan susunan kontak. Meskipun ada beberapa kontak yang single break yang biasanya digunakan pada rangkaian industry, sebagai relai yang digunakan pada control peralatan mesin yang mana mempunyai kontak double break. Dimana semua kontak memantul pada saat penutupan, dan pada relai pengoprasian cepat, hal ini dapat menjadi sumber masalah. Penggunaan kontak double break akan mengurangi masalah ini.

Spesifikasi kontak relai yang paling penting adalah ukuran kerja. Ini menunjukan besarnya arus maksimum yang dapat ditangani kontak. Tiga ukuran kerja arus umumnya adalaj:

>.in rush atau kapasitas menghubungkan kontak.

>.kapasitas normal atau kapasitas mengairkan terus menerus.

>.kapasitas membuka atau kapasitas memutuskan.

Kontak juga dirancang untuk kemampuan kerja level maksimum tegangan ac atau dc yang dapat beroprasi. Meskipun begitu relai control dari berbagai pabrik berbeda dalam penampilan dan konstruksi, relai tersebut dapat ditukar pada system pengawatan control jika spesifikasinya cocok dengan permintaan system.

Solid State Relay(SSR)

Rangkaian internal

SSR Ditetapkan sebagaimana kontrol ON-OFF di mana arus beban dilakukan oleh satu atau lebih semikonduktor – misalnya, sebuah transistor daya, sebuah SCR, atau TRIAC. SCR dan TRIAC sering disebut “thyristors  sebuah istilah yang diperoleh dengan menggabungkan thyratron dan transistor, karena dipicu thyristor semikonduktor switch“.

Relai solid state dapat digunakan untuk mengontrol beban ac atau dc. Jika relai dirancang untuk mengontrol bebas ac digunakan triac untuk menghubungkan beban dengan lin. Relai solid state dimaksudka untuk utuk digunakan sebagai pengontrol dc, mempunyai transistor daya tegang input hidup, LED detector foto yang dihubungkan pada basis transistor menghidupkan transitor dan menghubugkan beban dengan lin.

Tegangan control untuk SSR dapat arus searah atau bolak balik, dan biasanya berkisar Antara 3 sampai 32 V untuk versi dc dan 80 dan 280 V untuk versi ac. Ampere rangkaian beban

maksimum mencapai 50 Aadalah mungkin pada tegangan lin 120,240, dan 480 Vac. Pada sebagian besar aplikasi SSR digunakan sebagai perantara Antara rangkaian control tegangan rendah dengan tegangan lin ac yang lebih tinggi. Banyak SSR yang digunakan untuk mengontrol beban ac mempunyai keistimewaan yang disebut dengan penghubungan nol. Penghubung tegangan nol dibutuhkan untuk memperkecil arus kejut dan interferensi frekuensi radio(RFI)

2.Timing-relay

Timing-relay adalah relai konvensional yang di lengkapi dengan mekanisme atau rankaian perangkat keras tambahan untuk menunda pembukaan atau penutupan kontak bebas. Timing relai sama dengan relai kontrol yang lain perbedaan kumparan untuk mengontrol operasi dari beberapa kontak. Perbedaan antara relai kontrol dan relai pemilih-waktu adalah bahwa kontak timing relai menunda perubahan posisinya apabila kumparan diberi tenaga atau dihalangkan tenaganya.

Timing relai udara (pneuramatik) menguunakan sambungan mekanis dan sistem baloon/penghembus-udara untuk mencapai siklus pemilihan waktunya. Desain balon penghembus memungkinkan udara masuk pada jarum kram pada laju yang sudah di tentukan sebelum nya, agar mempunyai tambahan waktu-tunda yang berbeda dan untuk menghubungkan kontak output. Timing relai pneumatik populer di seluruh industri karena relai tersebut kuat dan dapat di andalkan. Relai tersebut dapat diatur rentang periode waktu yang luas, relatig tidak berpengaruh dengan sugu atau variasi tegangan, dan mempunyai keceratan yang bagus.

Beberapa rangkaian membutuhkan kontak pemilih waktu dan kontak seketika yang dioperasikan dengan kumparan relai yang diberi energi. Kontak seketika itu bekerja apabila kumparan diberi energi atau dihilangkan energinya, bebas dari mekanisme pemilihan waktu, kontak pemilih waktu dapar disusun untuk menunda sesudah pemberian atau penghilangan energi kumparan. Gambar  7-13 menunjukan kontruksi timer tunda-on pneumatik dengan kintak waktu dan  dua kontak”seketika itu juga”. Apabila kumparan diberi energi, kontak-waktu dicegah membuka atau menutup. Apanila kumparan dihilangkan energinya, kontak timer kembali seketika keadaan nirmalnya. Kontak unstaneus mengubah posisinya seketika apabila kumparan diberi energi dan kembali ke possi normal segera apabila kumparan dihilangkan energinya.

Gambar 7-14

Relai pemilih waktu solid-state (gambar7-14) menggunakan rangkaian elektronik untuk mencapai siklus pemilihan waktunya. Beberapa timer menggunakan konstanta waktu

resistor/kapasitor (RC) untuk mendapatkan basis waktu, dan yang lain menggunakan clock quartz. Jaringan osilator RC membangkan pulsa yang sangat stabil dan akurat  yang digunakan untuk menyediakan tambahan tunda waktu dan menghubungkan output kontak, panjang waktu tunda dapat diatur degan pengaturan kenop kontrol atau potensiometer yang diletakan di depan timer. Indikasi pemilihan waktu disediakan oleh LED yang menyorotkan sinar selama pemilihan waktu, dan mati ketika timer dihilangkan energinya.

 

Gambar 7-15

Relai tunda-waktu dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok besar: tunda-ON dan tunda-off. Relai tunda-ON (Gambar 7-15) yang sering ditunjukan sebagai DOE yang merupakan singkatan dari “delai on energize” sama dengan pemberian energi tunda ON. Apabila daya dihubungkan pada kumparan dari timer tunda-ON, kontak tunda berubah posisi untuk beberapa periode waktu. Untuk contoh ini, dianggap dihilangkan energinya, kontak akan dengan seketika berubah kembali ke posisi normalnya, simbol kontak yang di peingatkan adalah simbol standar NEMA. Relai tunda-waktu dapat mempunyai NO dan NC.

Gambar 7-16

Relai tunda-OFF (Gambar 7-16) sering ditunjuk sebagai DODE, yang merupakan singkatan dari”delai ON deenergize” sama dengan tunda ON dihilangakan energinya.

Operasi dari pemilih waktu (timer) tunda-OFF adalah kebalikan dari operasi tunda ON. Apabila tegangan diberikan pada kumparan timer, tunda-OFF kontak akan berubah posisi. Meskipun demikian, apabila kumparan dihilangkan energinya, ada penundaan waktu sebelum kontak berubah pada posisi normalnya.

Singakatan TO dan TC digunakan dengan simbol kontak standar pada beerapa skema kontrol untuk menunjukan waktu kontak dioperasikan (Gambar 7-17). Singkatan TO kepanjangan dari “waktu pembukaan” dan TC kepanjangan dari “waktu penutupan”.

Gambar 7-18

Relai tunda waktu solid-rate dapat juga dirancang untuk interval-ON dan operasi recycle. Fungsi berbagai pemilihan waktu digambarkan pada gambar 7-18

3.Relai Kancing

Relai kancing elektro mekanis dirancang untuk menahan relai agar tetap tertutup setelah daya dihilangkan dari kumparan.

 

 

Periode penundaan mulai ketika tegangan input diberikan. Relai bertahan dihilangkan energinya, ketika relai diberi energy dan mengoperasikan kotak output. Reset dipakai dengan menghilankan tegangan input (tunda ON)

(a)    Tunda ON bekerja

 

Relai bekerja pada waktu aplikasi tegangan input. Pada akhir interval yang sudah diatur sebelumnya, relai lolos, meskipun tegangan input masih diberikan. Relai tetap lolos sampai dibuang dan diaplikasikan lagi tegangan input.

(b)   Interval ON

 

Relai bekerja ketika pada aplikasi tegangan input. Pemilihan waktu mulai ketika tegangan input dihilangkan. Ketika pemilihan selesai, relai dihilangkan energinya. Reset ketika tegangan input diberikan lagi.

(c)    Relai ON lolos

 

Periode penundaan pertama mulai ketika tegangan input diberikan. Pada akhir periode OFF, relai ditarik masuk dan penundaan yang kedua atau periode ON mulai. Ketika periode penundaan kedua berakhir, relai lolos, urutan recycling berlanjut sampai tegangan input dihilangkan.

(d)   Pemilihan waktu recycle

 

Kancing yang ditahan secara mekanis menggunakan dua kumparan. Kumparan kancing diberi tenaga sebentar untuk membuat fungsi dan memegang relai pada posisi dikancing. Kumparan lepas atau tak dikancing diberi energy sebentar untuk melepas sambungan kunci mekanis dan mengembalikan relai pada posisi tidak dikancing.

Pada relai kancing elektromagnetis, ketika kontak dengan relai posisi tidak dikunci. Pada status itu rangkaian sampai lampu pilot membuka, sehingga lampu padam. Ketika tombol ON diaktifkan sebentar, kumparan kancing diberi tenaga untuk menyetel relai pada posisi dikancing. Kontak menutup, pemutusan rangkaian sampai ke lampu pilot, sehingga lampu hidup. Cara satu-satunya untuk mematikan lampu hanya dengan mengaktifkan tombol OF yang akan memberikan energy kumparan non kancing dan mengembalikan kontak pada keadaan terbuka, tidak dikancing.

Relai Logika

Rangkaian gerbang logika solid-state adalah input majemuk, alat output-tunggal.

Rangkaian control yang memerlukan dua fungsi atau lebih yang dilengkapi sebagai kondisi awal untuk terjadinya event yang lain, menjelaskan rangkaian AND.

 

(a)    Rangkaian pengaman untuk punch press

(b)   Simbol logic computer untuk gerbang AND

(c)    Simbol logic NEMA untuk gerbang AND

 

Rangkaian control dimana satu kondisi atau kondisi terpisah yang lain dapat menyebabkan suatu event terjadi, mendeskripsikan rangkaian OR.

Kriteria utama untuk rangkaian OR

(a)    Rangkaian cahaya OR

(b)   Simbol logik computer untuk gerbang OR

(c)    Simbol logik NEMA untuk gerbang OR

 

Persyaratan dari NOT atau gerbang inverting adalah bahwa gerbang ini menghasilkan output jika input tidak ada. Ada saat dimana suatu event terjadi dan diperlukan beberapa indikasi untuk menetapkan indikasi negative atau sebaliknya.