KOMPONEN KENDALI: CARA KERJA SAKLAR/SWITCH, RELAY, KONTAKTOR, DAN TIMER
2.1 Switch / Saklar
2.2.1 Pengertian Switch / Saklar
Saklar adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk memutuskan dan menghubungkan aliran listrik. Jadi saklar pada dasarnya adalah suatu alat yang dapat atau berfungsi menghubungkan atau pemutus aliran listrik (arus listrik) baik itu pada jaringan arus listrik kuat maupun pada jaringan arus listrik lemah.
Yang membedakan saklar arus listrik kuat dan saklar arus listrik lemah adalah bentuknya kecil jika dipakai untuk alat peralatan elektronika arus lemah, demikian pula sebaliknya, semakin besar saklar yang digunakan jika aliran listrik semakin kuat. Relay merupakan alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup (atau membuka) kontak saklar atau saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya atau energi listrik.
Gambar 1.1 Macam macam Sakelar
Secara sederhana, saklar terdiri dari dua bilah logam yang menempel pada suatu rangkaian, dan bisa terhubung atau terpisah sesuai dengan keadaan sambung (on) atau putus (off) dalam rangkaian itu. Material kontak sambungan umumnya dipilih agar supaya tahan terhadap korosi. Kalau logam yang dipakai terbuat dari bahan oksida biasa, maka saklar akan sering tidak bekerja. Untuk mengurangi efek korosi ini, paling tidak logam kontaknya harus disepuh dengan logam anti korosi dan anti karat. Pada dasarnya saklar tombol bisa diaplikasikan untuk sensormekanik, karena alat ini bisa dipakai pada mikrokontroller untuk pengaturan rangkaian pengontrolan.
Yang membedakan saklar arus listrik kuat dan saklar arus listrik lemah adalah bentuknya kecil jika dipakai untuk alat peralatan elektronika arus lemah, demikian pula sebaliknya, semakin besar saklar yang digunakan jika aliran listrik semakin kuat.
2.2.1 Jenis-Jenis Switch / Sakelar
a) Jenis saklar berdasarkan besar tegangannya
Ø Saklar tegangan rendah
Ø Saklar tegangan menengah
Ø Saklar tegangan tinggi
b) Jenis saklar berdasarkan tempat dan pemasangannya :
Ø Saklar in low yaitu saklar yang ditanam didalam tembok.
Ø Saklar out bow yaitu saklar yang dipasang pada permukaan tembok.
Ø Saklar on off, merupakan saklar yang bekerja menghubungkan arus listrik jika tombolnya ditekan pada posisi on. Untuk memutuskan hubungan arus listrik tombol saklar harus ditekan pada posisi off. Saklar jenis ini biasanya digunakan untuk jenis lampu.
Gambar 1.2.Simbol saklar push off
Gambar 1.3.Contoh fisik saklar push off
Ø Saklar push on, merupakan saklar yang menghubungkan arus listrik jika tombolnya ditekan pada posisi on dan akan secara otomatis memutus arus listrik, jika tombolnya dilepas dan kembali ke posisi off dengan sendirinya. Biasanya saklar jenis ini digunakan untuk saklar bel rumah tangga.
Gambar 1.4.Simbol saklar push on
Gambar 1.5.Contoh fisik saklar push on
d) Macam saklar berdasarkan jenis perunitnya :
Ø Saklar tunggal, merupakan saklar yang hanya mempunyai satu buah kanal input yang terhubung dengan sumber listrik, serta kanal output yang terhubung dengan beban listrik/ alat listrik yang digunakan.
Ø Saklar majemuk, merupakan saklar yang memiliki satu buah kanal input yang terhubung dengan sumber listrik, namun memiliki banyak kanal output yang terhubung dengan beberapa beban/alat listrik yang digunakan. Jumlah kanal output tergantung dari jummlah tombol pada saklar tersebut.
Selain macam-macam saklar diatas juga terdapat macam saklar yang lainnya,Jenis-jenis saklar pada dasarnya dibedakan menjadi :
a) Saklar Manual
Saklar manual cara mengoperasikannya ialah dengan memindahkan tuas saklar secara mekanis oleh operator. Biasanya saklar manual dipakai pada rangkaian elektronik dengan kapasitas daya yang kecil dan tegangan yang kecil agar tidak menimbulkan kemungkinan bahaya yang besar. Ukuran, bentuk dan cara pemasangannya sangat bervariasi. Saklar manual biasanya dipasang pada rangkaian kontrol. Saklar manual menurut penggunaannya untuk:
Ø Instalasi penerangan.
Ø Instalasi tenaga.
Macam-macam saklar manual yang digunakan untuk instalasi penerangan menurut hubungannya antara lain:
1. Saklar tunggal 6. Saklar kutub dua
2. Saklar seri 7. Saklar kutub tiga
3. Saklar silang 8. Saklar tarik
4. Saklar tukar 9. Saklar tombol tekan
5. Saklar kelompok
Gambar 1.6.Saklar tunggal, saklar seri dan saklar tukar
Gambar 1.7. Saklar silang, saklar kutub dua, saklar kutub tiga
Gambar 1.8.Saklar tarik dan saklar tombol tekan
b) Saklar Mekanik
Saklar mekanik akan on atau off secara otomatis oleh sebuah proses perubahan parameter, misalnya posisi, tekanan, atau temperatur. Saklar akan On atau Off jika set titik proses yang ditentukan telah tercapai. Saklar mekanik digunakan untuk automatisasi dan juga proteksi rangkaian. Terdapat beberapa tipe saklar mekanik, antara lain: Limit Switch, Flow Switch, Level Switch, Pressure Switch dan Temperature Switch.
Ø Limit Switch (LS)
Limit switch termasuk saklar yang banyak digunakan di industri. Pada dasarnya limit switch bekerja berdasarkan sirip saklar yang memutar tuas karena mendapat tekanan plunger atau tripping sirip wobbler. Konfigurasi yang ada dipasaran adalah: (a).Sirip roller yang bisa diatur, (b) plunger, (c) Sirip roller standar, (d) sirip wobbler, (e) sirip rod yang bisa diatur. Pada saat tuas tertekan oleh gerakan mekanis, maka kontak akan berubah posisinya. Contoh aplikasi saklar ini adalah pada PMS (Disconecting Switch) untuk menghentikan putaran motor lengan PMS.
Ø Flow Switch (FL)
Saklar ini digunakan untuk mendeteksi perubahan aliran cairan atau gas di dalam pipa, tersedia untuk berbagai viskositas. Pada saat cairan dalam pipa tidak ada aliran, maka kontak tuas/piston tidak bergerak karena tekanan disebelah kanan dan kiri tuas sama. Namun pada saat ada aliran, maka tuas/piston akan bergerak dan kontak akan berubah sehingga dapat menyambung atau memutusklan rangkaian.
Ø Level Switch atau Float Switch (FS)
Saklar level atau float switch, merupakan saklar diskret yang digunakan untuk mengontrol level permukaan cairan di dalam tangki. Posisi level cairan dalam tangki digunakan untuk men-trigger perubahan kontak saklar. Posisi level switch ada yang horizontal dan ada yang vertikal.
Pada posisi horizontal, apabila permukaan cairan turun, pelampung juga akan turun, sehingga kontak akan berubah dari posisinya. Jika permukaan cairan naik lagi, maka pelampung akan naik dan kontak akan berubah lagi.
Pada posisi vertikal, di dalam pelampung terdapat magnet tetap, yang bergerak naik turun mengikuti tinggi permukaan cairan. Di dalam pipa bagian tengah pelampung terdapat saklar yang membuka dan menutupnya dikerjakan oleh piston yang bergerak mengikuti magnet tetap di dalam pelampung.
FS tersedia dua konfigurasi, yaitu open tank dan closed tank. Open tank digunakan untuk tanki terbuka sehingga terbuka juga terhadap tekanan atmosfir. Sedangkan closed tank digunakan untuk tanki tertutup dan bertekanan.
Ø Saklar Tekanan atau Pressure Switch
Pressure switch merupakan saklar yang kerjanya tergantung dari tekanan pada perangkat saklar. Tekanan tersebut berasal dari air, udara atau cairan lainnya, misalnya oli. Terdapat dua macam Pressure Switch: absolut (trigger (pemicu) terjadi pada tekanan tertentu) dan konfigurasi diferensial (trigger terjadi karena perbedaan tekanan).
Ø Saklar Temperatur atau Temperature Switch
Secara fisik saklar ini terdiri dari dua komponen, yaitu bagian yang bergerak/bergeser (digerakkan oleh tekanan) dan bagian kontak. Bagian yang bergerak dapat berupa diafragma atau piston. Kontak elektrik biasanya terhubung pada bagian yang bergerak, sehingga jika terjadi pergeseran akan menyebabkan perubahan kondisi (On ke Off atau sebaliknya). Saklar temperatur biasanya disebut thermostat, bekerja berdasarkan perubahan temperatur. Perubahan kontak elektrik di-trigger (dipicu) oleh pemuaian cairan yang ada pada chamber yang tertutup (sealed chamber) chamber ini terdiri dari tabung kapiler dan silinder yang terbuat dari stainless steel.
Cairan di dalam chamber mempunyai koefisiensi temperatur yang tinggi, sehingga jika silinder memanas, cairan akan memuai, dan menimbulkan tekanan pada seluruh lapisan penutup chamber. Tekanan ini menyebabkan kontak berubah status.
2.2 Relay
2.2.1 Pengertian Relay
Dalam dunia elektronika, relay dikenal sebagai komponen yang dapat mengimplementasikan logika switching. Sebelum tahun 70an, relay merupakan “otak” dari rangkaian pengendali. Baru setelah itu muncul PLC yang mulai menggantikan posisi relay. Relay yang paling sederhana ialah relay elektromekanis yang memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik. Secara sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut :
Ø Alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup (atau membuka) kontak saklar.
Ø Saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya atau energi listrik.
Di bawah ini contoh relayyang beredar di pasaran
Gambar 2.1 Relay yang tersedia di pasaran
Secara umum, relaydigunakan untuk memenuhi fungsi – fungsi berikut :
Ø Remote control : dapat menyalakan atau mematikan alat dari jarak jauh
Ø Penguatan daya : menguatkan arus atau tegangan
· Contoh : starting relay pada mesin mobil
Ø Pengatur logika kontrol suatu sistem
2.2.2 Prinsip Kerja Relay
Relayterdiri dari coil dan contact. Perhatikan gambar 1.2, coil adalah gulungan kawat yang mendapat arus listrik, sedang contact adalah sejenis saklar yang pergerakannyatergantung dari ada tidaknya arus listrik di coil. Contact ada 2 jenis : Normally Open (kondisi awal sebelum diaktifkan open), dan Normally Closed(kondisi awal sebelum diaktifkan close). Secara sederhana berikut ini prinsip kerja dari relay : ketika Coilmendapat energi listrik (energized), akan timbul gaya elektromagnet yang akan menarik armatureyang berpegas, dan contactakan menutup.
Gambar 2.2 skema relay elektromagnetik
Selain berfungsi sebagai komponen elektronik, relay juga mempunyai fungsi sebagai pengendali sistem. Sehingga relaymempunyai 2 macam simbol yang digunakan pada :
Ø Rangkaian listrik (hardware)
Ø Program (software)
Berikut ini simbol yang digunakan :
Gambar 2.3 Rangkaian dan simbol logika relay
Dalam data sheet, penjelasan untuk coil dan contact terpisah. Hal ini menyebabkan masing – masing mempunyai spesifikasi yangberbeda – beda juga. Perhatikan tabel berikut.
Tabel 2.1 Contoh datasheet relayG2RS Omron
Sumber : OMRON, General Purpose Relay G2RS Datasheet
Salah satu kegunaan utama relaydalam dunia industri ialah untuk implementasi logika kontrol dalam suatu sistem. Sebagai “bahasa pemrograman” digunakan konfigurasi yang disebut ladder diagram atau relay ladder logic. Berikut ini beberapa petunjuk tentang relay ladder logic(ladder diagram):
Ø Diagram wiring yang khusus digunakan sebagai bahasa pemrograman untuk rangkaian kontrol relaydan switching.
Ø LD Tidak menunjukkan rangkaian hardware, tapi alur berpikir.
Ø LD Bekerja berdasar aliran logika, bukan aliran tegangan/arus.
Relay Ladder Logicterbagi menjadi 3 komponen :
1. 
Input pemberi informasi
Input pemberi informasi
2. 
Logic pengambil keputusan
Logic pengambil keputusan
3. 
Output usaha yang dilakukan
Output usaha yang dilakukan
Diagram sederhana dari sistem kontrol berbasis relayyang menggambarkan penjelasan di atas dapat dilihat pada gambar 2.8. Dari gambar nampak bahwa sistem kendali dengan relay ini mempunyai input device(misalnya: berbagai macam sensor, switch) dan output device (misalnya : motor, pompa, lampu). Dalam rangkaian logikanya, masing-masing input, output, dan semua komponen yang dipakai mengikuti standard khusus yang unik dan telah ditetapkan secara internasional.
Gambar 2.4 system kontrol berbasis relay
2.2.3 Jenis-Jenis Relay
Jenis relay berdasarkan cara kerjanya:
1. Normaly On
Kondisi awal kontaktor tertutup (On) dan akan terbuka (Off) jika relay diaktifkan dengan cara member arus yang sesuai pada kumparan (coil) relay. Istilah lain kondisi ini adalah Normaly Close (NC).
2. Normaly Off
Kondisi awal kontraktor terbuka (Off) dan akan tertutup jika relay diaktifkan dengan cara member arus yang sesuai pada kumparan (coil) relay. Istilah lain kondisi ini adalah Normaly Open (NO).
3. Change-Over (CO) atau Double-Throw (DT)
Relay jenis ini memiliki dua pasang terminal dengan dua kondisi yaitu Normaly Open (NO) dan Normaly Close (NC).
4. SPST (Single Pole Single Throw)
Gambar 2.5 SPST (Single Pole Single Throw)
Relay ini memiliki empat terminal. Dua terminal kumparan (coil) dan dua terminal saklar (A dan B) yang dapat terhubung dan terputus.
5. SPDT (Single Pole Double Throw)
Gambar 2.6SPDT (Single Pole Double Throw)
Relay ini memiliki lima terminal. Dua terminal kumparan (coil) dan tiga terminal saklar (A,B dan C) yang dapat terhubung dan terputus dengan satu terminal pusat. Jika suatu saat terminal A terputus dengan terminal pusat © maka terminal lain (B) terhubung dengan terminal C, demikian juga sebaliknya.
6. DPST (Double Pole Single Throw)
Gambar 2.6 DPST (Double Pole Single Throw)
Relay ini mempunyai enam terminal. Dua terminal kumparan (coil), dan empat terminal merupakan dua pasang saklar yang dapat terhubung dan terputus (A1 dan B1 –A2 dan B2)
7. DPDT (Double Pole Double Throw)
Gambar 2.7 DPDT (Double Pole Double Throw)
Relay ini merupakan delapan terminal. Dua terminal kumparan (coil), enam terminal merupakan dua set saklar yang dapat terputus dan terhubung (A1,B1,C1 dan A2,B2,C2)
ƒ
2.3 Kontaktor
2.3.1 Pengertian Kontaktor
Gambar 3.1 kontaktor
Kontaktor (Magnetic Contactor) yaitu peralatan listrik yang bekerja bedasarkan prinsip induksi elektromaknetik. Kontaktor magnet atau sakelar magnet adalah sakelar yang bekerja berdasarkan kemagnetan, artinya sakelar ini bekerja bila ada gaya kemagnetan. Magnet berfungsi sebagai penarik dan pelepas kontak-kontak. Sebuah kontaktor kumparan magnet (coil) dapat dirancang untuk arus searah ( arus DC) atau arus bolak-balik (Arus AC). Kontaktor arus AC pada inti magnetnya dipasang cincin untuk menjaga arus kemagnetan agar kontinu sehingga kontaktor dapat bekerja normal. Sedangkan Kontaktor arus DC tidak dipasang cincin hubung singkat.
1. Kontaktor Arus searah (DC)
Kontaktor DC terdiri dari sebuah kumparan yang intinya terbuat dari besi. Jadi bila arus listrik mengalir melalui kumparan, maka inti besi akan menjadi magnet. Gaya magnet inilah yang digunakan untuk menarik angker yang sekaligus menutup/membuka kontak. Bila arus listrik terputus ke kumparan, maka gaya magnet akan hilang dan pegas akan menarik/menolak angker sehingga kontak kembali membuka atau menutup.
2. Kontaktor Arus bolak-balik (AC)
Kontruksi kontaktor AC pada dasarnya sama dengan DC, namun sifat arus AC bentuk gelombang sinusoida, maka pada satu periode terdapat dua kali besar tegangan sama dengan nol.
Persamaan dan perbedaan kontaktor dengan relay
A. Perbedaan Kontaktor dan Relay
Kontaktor
|
Relay
|
Bentuknya Besar
|
Bentuknya Kecil
|
Untuk Motor 3 Fasa
|
Untuk Control (PLC)
|
B. Persamaan Kontaktor dan Relay
Kontaktor
|
Relay
|
Memiliki Normally Open dan Normaly Close
|
Memiliki Normally Open dan Normaly Close
|
Memiliki koil (coil)
|
Memiliki koil (coil)
|
Kelebihan dan Kekurangan kontaktor dengan relay
A. Relay
Kelebihan
|
Kekurangan
|
Suara perpindahan arus lebih halus
|
Arus yang dialirkan minim
|
Dapat dilihat komponen dalam, (dapat dilihat kalau relay ini barang palsu atau bikinan)
|
Sering rusak
|
Terdapat 2 kutub phase dan netral
|
Mudah pecah, karena body dari plastik
|
B. Kontaktor
Kelebihan
|
Kekurangan
|
Arus yang mengalir lebih besar di bandingkan relay
|
Suara perpindahan arus kasar
|
Bias digunakan di voltage 220 dan 380 volt
|
Mudah panas
|
Body tahan pecah ( besi)
|
2.4 Timer
2.4.1 Pengertian Timer
Time Delay Relay adalah serangkaian saklar penunda waktu (output) yang bekerja ketika koil mendapatkan input daya sesuai kapasitas kemampuannya. Dalam lingkungan industry, timer sering digunakan pada bagian electrical control atau rangkaian pengendali yang membutuhkan penunda waktu secara otomatis.
Timer dapat dibedakan dari cara kerjanya yaitu timer yang bekerja menggunakan induksi motor dan menggunakan rangkaian elektronik. Timer yang bekerja dengan prinsip induksi magnet akan bekerja bila magnet/koil mendapat tegangan AC sehingga menarik secara mekanis kontak-kontak pada TDR sehingga mengalami perubahan kondisi dalam jangka waktu tertentu.
Sedangkan relay yang menggunakan prinsip elektronik, terdiri dari rangkaian Resistor dan Kapasitor yang dihubungkan seri atau paralel. Bila tegangan sinyal telah mengisi penuh kapasitor, maka relay akan terhubung. Lamanya waktu tunda diatur berdasarkan lamanya pengisian kapasitor.
Bagian input timer biasanya dinyatakan sebagai kumparan (Coil) dan bagian outputnya sebagai kontak NO atau NC. Kumparan pada timer akan bekerja selama mendapat sumber arus. Apabila telah mencapai batas waktu yang diinginkan maka secara otomatis timer akan mengunci dan membuat kontak NO menjadi NC dan NC menjadi NO.
Pada umumnya timer memiliki 8 buah kaki / terminal yang 2 diantaranya merupakan kaki coil TDR. Biasanya terdapat nomor pada setiap terminal sebagai penanda rangkaian untuk memudahkan penyambungan. Nomor-nomor penanda tersebut yaitu :
2 – 7 : koil
|
1 – 4 : Kontak NC
|
1 – 3 : Kontak NO
|
8 – 5 : Kontak NO
|
8 – 6 : Kontak NC
|
Tabel 4.1 Kode nomor pada TDR
Untuk lebih jelasnya tentang kode-kode terminal pada TDR dapat dilihat pada gambar 4.1 berikut ini :
Gambar 4.1. Kode kontak-kontak dan kode terminal pada TDR
2.4.2 Komponen Time Delay Relay
Pada dasarnya timer terdiri dari :
1) Kontak-kontak NO / NC
Kontak-kontak pada timer terdiri dari Normaly Open dan Normaly Close. Kerja dari kontak-kontak tersebut akan bergantung pada koil yang diberikan daya hingga koil akan merubah keadaan kontak-kontak yang ada pada timer sehingga dapat difungsikan / dihubungkan kerangkaian lain.
2) Koil
Koil pada timer bekerja seperti pada kontaktor yaitu ketika daya dihubungkan ke terminal koil maka dapat merubah kondisi kontak-kontak TDR sesuai waktu yang telah ditentukan. Kondisi kontak yang diubah adalah kontak NO menjadi NC dan NC menjadi NO.
3) Pengatur waktu sebagai penunda
Pengatur waktu pada TDR bekerja sebagai penunda koil untuk mengubah kondisi kontak-kontak NO dan NC pada timer. Pengguna dapat mengatur waktu sesuai yang dibutuhkan. Terdapat rentan waktu dalam satuan second, minute dan jam yang dapat diatur sesuai dengan jenis timer yang dipilih.
2.4.3 Prinsip Kerja TDR
Timer bekerja berdasarkan waktu yang telah diatur oleh operator. Ketika koil timer sudah terhubung dengan sumber tegangan maka pewaktu timer akan menghitung mundur, dan ketika waktu actualnya telah tercapai maka koil akan bekerja mengubah kondisi kontak-kontak yang ada pada TDR. Misal; kontak NO berubah menjadi terhubung dan NC berubah menjadi terbuka.
Pada gambar dibawah ini merupakan posisi ketika pernunda waktu bekerja dengan koil timer terhubung dengan sumber tegangan sehingga arus listrik mengalir. Konektor yang teraliri arus listrik berwarna merah. Apabila waktu penunda habis maka, kontak-kontak timer akan berubah kondisi dan arus berubah mengalir.
Gambar 4.2 skema timer
Gambar 4.3 real bentuk timer
Gambar real bentuk timer, gambar rangkaian dan spesifikasi TDR
Dari gambar real dapat dijelaskan mengenai spesifikasi TDR yaitu ;
§ Source : 100 to 240VAC maksudnya tegangan kerja timer adalah 100 – 240 Volt AC
§ 50/60 Hz : frekuensi kerja TDR
§ Contact : 3 A 250 VAC adalah kemampuan kontak-kontak TDR untuk menghantarkan arus maksimal sebesar 3 Ampere 250 Volt.
§ OMRON : Merk dari perusahaan pembuat.
§ Made in China : Produk buatan China.
Arti dan fungsi indikator yang terdapat pada timer.
Ada beberapa item indikator pada bagian timer yang perlu diketahui :
1. Power : Berfungsi sebagai indikator bahwa supply tegangan sudah masuk
2. Out : Berfungsi sebagai indikator bahwa output timer kerja (waktu actual = Set)
3. A : Mode timer ( on delay mode )
4. 0-12 : Scala timer ( bisa dirubah )
5. Sec : Satuan timer dalam second / detik. (bisa dirubah dalam satuan jam/hari)
6. Jarum merah : Berfungsi sebagai indikator set, dirubah dengan cara diputar.
BAB.3 KESIMPULAN
Dari pembahasan ini, kami menyimpulkan bahwa Setiap komponen kendalimemiliki fungsi dan prinsip kerja yang berbeda-beda.Timer merupakan saklar penunda waktu yang bekerja sesuai pengaturan tunda waktu dan dapat dimanfaatkan untuk rangkaian pengendali motor secara otomatis.
Terdapat komponen dalam TDR :
1. Kontak-kontak NO dan NC
2. Koil
3. Pengatur waktu
Relay adalah suatu piranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakkan sejumlah kontraktor (Saklar) yang tersusun.Kontaktor (Magnetic Contactor) yaitu peralatan listrik yang bekerja bedasarkan prinsip induksi elektromaknetik atau sakelar magnet yang bekerja berdasarkan kemagnetan, artinya sakelar ini bekerja bila ada gaya kemagnetan.
DAFTAR PUSTAKA
1. Elektronika, Ayyad. (2012) .Cara kerja Timer / Penghitung waktu. Diambil dari situs :
9. Halliday, 2001 (Inggris)Halliday, David; Resnick, Robert; Walker, Jearl.
0 comments:
Post a Comment
TESTI MONI AND COMENTAR