Relay[by:mfnst]

Relay merupakan sakelar (switch) yang dioperasikan secara listrik. Definisi ini tidak membatasi cakupan antara solid state (semikonduktor) relay dan elektromagnetik relay atau gabungan keduanya.

Gambar. Relay

Definisi relay menurut The National Association of Relay Manufacturers (NARM) adalah sebuah alat kontrol listrik untuk membuka dan menutup kontak-kontak listrik yang mempengaruhi operasi dari suatu alat lain yang dikontrolnya dalam rangkaian yang sama atau rangkaian lain.

Gambar. Diagram Blok 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 mengubah fluks magnet yang dihasilkan coil, menjadi gaya mekanik yang mengoperasikan kontak listrik di dalam relay.

Konstruksi dan prinsip kerja relay

Gambar. Konstruksi Relay

Prinsip kerja relay sama seperti sakelar, namun perbedaannya adalah sakelar dioperasikan manual sedangkan relay dioperasikan otomatis dengan dikontrol dengan sinyal-sinyal listrik.

■  (Untuk gambar diatas posisi awal kontak pada Normally closed contact)■  Ketika coil relay dialiri listrik (fase ter-energized) maka akan timbul flux magnetic yang

akan menarik armature dan merubah posisi kontak (untuk gambar diatas kontak akan terhubung ke normally open contact),

■ Ketika arus listrik yang melalui coil relay dihentikan (fase de-energized), maka flux magnetic akan hilang sehingga armature dan kontak akan kembali ke posisi semula (untuk gambar diatas kontak akan terhubung kembali ke posisi awal yaitu ke normally closed contact).

Relay mempunyai 3 jenis kontak antara lain:■ Normally Open Contact (NO) – NO pada posisi awal rangkaian akan terputus (open

circuit). Ketika relay ter-energized maka akan membuat rangkaian menjadi aktif (close circuit). Oleh karena itu NO contact biasa disebut “make contact”

■  Normally Closed Contact (NC) – Ketika Relay NC aktif (ter-energized) maka rangkaian akan terputus (open circuit), dan sebaliknya ketika relay tidak aktif (de-energized) maka rangkaian akan tersambung kembali (close circuit).  Oleh karena itu NC contact biasa disebut “break contact”

■ Change-over (CO) / Double-throw (DT) Contacts – Tipe ini biasanya digunkan untuk mengontrol 2 tipe rangkaian. CO contact digunakan untuk mengontrol NO dan NC contact pada satu terminal. Berdasarkan tipenya ini CO contact biasa disebut “break before make contact” dan “make before break contact”

  Jenis relay berdasarkan jumlah kutub (saklar)

■ Single Pole Single Throw (SPST) >> “Satu Kutub (Saklar) Satu Kondisi”relay ini memiliki 4 terminal yaitu 2 terminal untuk input kumaparan elektromagnet dan 2 terminal saklar. Relay ini hanya memiliki posisi NO (Normally Open) saja.

■ Single Pole Double Throw (SPDT) >> “Satu Kutub Dua Kondisi”relay ini memiliki 5 terminal yaitu terdiri dari 2 terminal untuk input kumparan elektromagnetik dan 3 terminal saklar. relay jenis ini memiliki 2 kondisi NO dan NC.

■ Double Pole Single Throw (DPST) >> “Dua Kutub Satu Kondisi”

relay jenis ini memiliki 6 terminal yaitu terdiri dari 2 terminal untuk input kumparan elektromagnetik dan 4 terminal saklar untuk 2 saklar yang masing-masing saklar hanya memilki kondisi NO saja.

■ Double Pole Double Throw (DPDT) >> “Dua Kutub Dua Kondisi”relay jenis ini memiliki 8 terminal yang terdiri dari 2 terminal untuk kumparan elektromagnetik dan 6 terminal untuk 2 saklar dengan 2 kondisi NC dan NO untuk masing-masing saklarnya.

■ Dll

Gambar Jenis relay berdasarkan jumlah kutub

Alplikasi Relay■ Relay digunakan untuk merealisasikan fungsi logika yaitu logika ON dan OFF■ Relay digunakan untuk mengontrol rangkaian tegangan tinggi menggunakan rangkaian

tegangan rendah■ Relay digunakan juga sebagai rangkaian proteksi.

Cara Menggunakan relay ■ Pemilihan Relay

Dalam pemilihan relay beberapa hal berikut bisa dijadikan acuan :1.    Ukuran dan jumlah pin2.   Tegangan Kerja Coil3.   Coil resistance

Rangkaian harus bisa memberikan arus yang sesuai agar coil relay bekerja. Untuk mengetahui arus yang diperlukan digunakan rumus berikut.Arus coil relay = Tegangan kerja coil / Coil resistanceUntuk beberapa IC atau mikro (Pengendali logic relay) mempunyai arus keluaran yang kecil dari arus yang dibutuhkan maka harus ditambahkan transistor untuk menguatkan arus.

4.   Arus dan tegangan kerja contactPada badan relay biasanya tertulis spesifikasi ini.Contoh: "5A at 24V or 125V AC". artinya kontak relay bisa mengendalikan rangkaian dengan tegangan mencapai 24V dengan arus maksimal 5A DC  atau tegangan mencapai 125V denagn arus maksimal 5A AC.

5.   Susunan Switch contact (SPDT, DPDT dll)

■ Penggunaan Dioda Proteksi dan Transistor penguat arus untuk relay.

Gambar. Dioda Proteksi dan Transistor penguat arus untuk relay

Arus keluaran IC ataupun mikrokontroler terkadang tidak mencukupi kebutuhan relay agar coil bekerja, oleh karena itu digunakan transistor untuk menguatkan arus keluaran IC ataupun mikrokontroler.

Transistor atau IC pengendali relay harus diproteksi dari arus balik yang dihasilkan relay saat coil relay di matikan. Proteksi dilakukan dengan memasang sebuah diode antara coil relay agar arus balik tidak mencapai transistor atau IC.

Selain Menggunakan Transistor biasanya lebih mudah menggunakan IC Darlington Transistor Array yang memuat lebih dari satu transistor

Gambar Driver Relay ULN2003

■ Perbandingan relay dan trnsistorSeperti relay transistor juga bisa digunakan sebagai sebuah saklar. Dlam

penggunaannya ada beberapa keuntungan dan kelemahan masing-masing komponen ini antara lain:

Keuntungan relay dibanding transistor:

● Relay bisa mengontrol rangkaian AC dan DC, Transistor hanya bisa mengontrol rangkaian DC.

● Relay bisa mengontrol rangkaian bertegangan lebih tinggi dari pada transistor.● Relay terkadang lebih baik saat mengontrol rangkaian berarus besar (>5A)● Relay bisa mengontrol beberapa kontak dalam waktu yang bersamaan.

Kelemahan relay dibanding transistor:● Relay mempunyai ukuran yang relative sangat besar disbanding transistor jika harus

digunakan untuk mengontrol arus yang kecil.● Relay tidak bisa mengubah kontak dengan sangat cepat, transistor dapat mengubah

kontak beberapa kali dalam 1 detik.● Relay membutuhkan arus yang lebih tinggi dari pada bebrapa IC dapat sediakan,

sehingga membutuhkan transistor untuk mnguatkan arus keluaran IC.

Jenis-jenis relay.1. Latching Relay, Latching relay biasa juga disebut impulse relay,  keep relay atau stay

relay, karena ketika relay ini dimatikan atau diputus arus nya, maka relay akan tetap berada pada mode sebelum arus dimatikan. 

2. Reed Relay, Relay ini memproteksi kontak dari pengaruh udara luar dengan ruang vakum atau inert gas. Relay jenis ini mempunyai spesifikasi arus dan tegangan kerja yang rendah namun mempunyai kecepatan yang tinggi dalam switching (perubahan posisi kontak).

3. Polarized Relay, Relay ini mempunyai keunggulan pada segi sensitifitas, sensitifitas relay ini meningkat karena konstruksi armature relay yang diletakkan diantara kutub magnet permanen relay.

4. Buchholz Relay, Relay ini digunakan dalam perangkat pengaman. Relay ini digunakan untuk mengetahui banyak gas pada oil-filled transformers. Relay ini dirancang untuk memberikan peringatan jika terjadi produksi gas pada oil transformers.

5. Overload protection Relay, Relay ini digunakan untuk memproteksi motor dari kelebihan beban.

6. Mercury Wetted Relay, Relay ini hampir sam dengan relay yang dije;askan sebelumnya, perbedaannya adalah relay ini tidak dipicu oleh gas namun dipicu ketika kontak basah oleh air raksa.

7. Machine Tool Relay, Relay ini merupakan salah satu relay yang terkenal di dunia industri. Digunakan untuk mengintrol semua macam mesin, mempunyai beberapa kontak dan coil nya mudah diganti jika rusak. Relay ini mudah dikonversi dari NO contact ke NC contact. Untuk saat ini fungsi relay ini sudah digantikan oleh PLC.

8. Contactor Relay, Relay ini merupakan relay dengan beban terberat yang pernah digunakan, relay ini terutama digunakan dalam switching motor listrik. Relay ini memiliki rentang arus kerja yang lebar mulai dari beberpa ampere hingga ratusan ampere. Contact relay ini biasanya dibuat dengan bahan yang mengandung perak yang sedikit, untuk menghindari efek berbahaya dari pencetusan bunga api dan juga relay ini mengeluarkan suara yang keras saat beroperasi.

9. Solid State relay, Solid State Relay (SSR) adalah suatu alat tanpa ada bagian yang bergerak yang mempunyai fungsi seperti relay atau switch., sehingga relay jenis ini tidak mempunyai pergerakan mekanik seperti relay yang lain.

10. Solid State Contactor Relay, Relay ini menggabungkan kedua fitur dari solid state relay kontaktor dan relay. Sehingga mempunyai keunggulan dari keduanya. Relay ini biasanya dikontrol dengan bantuan PLC, mikro-prosesor atau mikrokontroler.