Memilih Relai yang Tepat: Panduan untuk Semua Jenis dan Penggunaan

Relai listrik adalah salah satu komponen yang paling mendasar, tetapi juga salah satu komponen yang paling serbaguna dalam bidang elektronika dan teknik kelistrikan yang sangat luas. Doug Brinton Can Stats Pada intinya, mereka adalah alat yang sederhana, namun cerdas, untuk mengendalikan beban listrik berdaya tinggi dengan sinyal listrik berdaya rendah, atau sinyal cahaya, yang merupakan tulang punggung semua sistem otomasi dan kontrol yang dibangun di mana-mana. Relai adalah pahlawan tanpa tanda jasa, yang memungkinkan mesin industri yang menggerakkan dunia kita serta kenyamanan elektronik otomotif sehari-hari. Namun istilah relay mencakup keluarga produk yang luas - berbagai jenis relay, masing-masing dibedakan berdasarkan jenis perangkat switching, jenis terminal, dan parameter lainnya. Pemahaman tentang perbedaan ini tidak hanya dalam lingkungan akademis. Hal ini sangat penting ketika merumuskan sirkuit listrik yang aman, dipraktikkan, dan mapan. Panduan ini adalah panduan untuk memahami prinsip-prinsip pemahaman logika operasi relai, hingga langkah-langkah aplikasi relai di mana Anda dapat memilih relai yang paling sesuai untuk aplikasi Anda dengan cara yang sangat percaya diri.

Apa Itu Relay dan Bagaimana Cara Kerjanya?

Relai secara sederhana dapat didefinisikan sebagai relai elektronik atau lebih tepatnya induksi elektromekanis, yang berfungsi sebagai sakelar yang dioperasikan secara elektrik. Hal ini terutama digunakan untuk mengisolasi secara elektrik sinyal input kontrol ke sirkuit beban. Relai digerakkan oleh sumber daya: biasanya tegangan rendah dan penarikan arus (misalnya 5V yang diumpankan oleh mikrokontroler). Ketika hal ini dilakukan, sakelar pada relai baik secara fisik maupun elektronik akan tertutup, melengkapi rangkaian listrik berdaya tinggi yang independen (misalnya suplai AC 240V ke motor). Fitur yang paling penting dari pemisahan ini adalah mengisolasi elektronik kontrol yang sensitif terhadap tegangan tinggi, ggl balik, dan gangguan listrik dari rangkaian daya.

Yang paling terkenal adalah relai elektromekanis (relai emr). Mode operasinya memberikan contoh murni induksi elektromagnetik. Di dalam EMR, sebuah lingkaran kecil kawat berperilaku sebagai elektromagnet. Terhubung ke kumparan ini, oleh sirkuit kontrol dengan tegangan, adalah gaya magnet. Ini adalah daya tarik magnet yang menarik ke arah angker yang dapat digerakkan yang merupakan tuas kecil. Ketika angker berputar, ini memaksa sepasang kontak fisik bersama-sama menutup sakelar yang dengannya arus listrik dapat melewati beban listrik. Setelah tegangan kontrol lepas dari dinamo, medan magnet runtuh dan pegas atau magnet permanen menggerakkan dinamo kembali ke keadaan biasa dan posisi kontaknya berbalik, sekali lagi memutus sirkuit. Ini adalah mekanisme relai yang fundamental, dasar dan kuat yang menjadi dasar bagi semua jenis relai yang lain.

Terminologi Relai Kunci yang Harus Anda Ketahui

Setelah membahas berbagai jenis relay, penting untuk membiasakan diri dengan jargon umum yang digunakan dalam menggambarkan karakteristik relay dan juga operasinya. Langkah pertama untuk melakukannya dengan benar adalah menguasai kosakata ini, sehingga lebih mudah untuk membaca lembar data, dan memilih komponen yang tepat.

Tiang & Lempar

Hal ini mengacu ke struktur sakelar relai yang terjalin.

• Pole adalah koneksi dari sebuah relai dan merupakan jumlah sirkuit independen yang dikendalikan oleh relai. Ada satu sirkuit yang dikendalikan oleh Kutub Tunggal (relai SPST). Relai Kutub Ganda (DP) memiliki dua sirkuit independen pada relai yang sama. Lemparan disebut sebagai jumlah posisi yang dapat dipasang kutub.
• Relai Single Throw (ST) adalah ON / OFF dasar dengan hanya satu koneksi lain yang dibuat ke kutub. Lemparan Ganda (relai SPDT) dapat mengubah kutub ke dua kontak lain yang berbeda dan dengan demikian mengarahkan aliran arus. Bentuk AR yang umum adalah SPST (Tiang Tunggal, Lemparan Tunggal), SPDT (Tiang Tunggal, Lemparan Ganda) dan DPDT (Tiang Ganda, Lemparan Ganda).

Formulir Kontak (NO, NC)

Ini mendefinisikan posisi kontak dan kondisi default kontak relai ketika koil tidak diberi energi.

• Biasanya Terbuka (NO): Kontak sakelar terbuka pada posisi normal sehingga rangkaian tidak lengkap. Ketika daya dialirkan ke koil, maka kontak akan menutup dan rangkaian selesai.
• Biasanya Ditutup (NC): Kontak sakelar menutup saat berada pada posisi normal dan rangkaian selesai. Ketika daya dialirkan ke koil, kontak akan terbuka dan sirkuit terputus.
• Single Pole Double Throw (relai spdt) akan berisi satu terminal umum, satu biasanya terbuka (NO) dan satu biasanya tertutup (NC).

Tegangan Koil & Peringkat Kontak

Ini adalah dua spesifikasi listrik yang paling penting.

• Tegangan Koil: Ini adalah jumlah tegangan yang dibutuhkan dalam rangkaian kontrol yang akan dipastikan ketika kumparan dalam relai diberi energi. Nilai ini harus berada pada tegangan yang sama dengan input kontrol Anda (misalnya 5V, 12V, 24V DC sebagai sinyal).
• Peringkat Kontak: Ini menunjukkan peringkat tegangan tertinggi, peringkat arus yang dapat diakomodasi oleh kontak fisik relai dengan aman. Biasanya dinyatakan dalam amp (A) pada tegangan tertentu dan jenis beban listrik yang dilayani (mis. 10A pada 250V AC). Membaca di atas nilai kontak dapat menyebabkan resistensi kontak meningkat, menghasilkan panas, dan gagal.

Jenis Utama Relai Berdasarkan Konstruksi

Meskipun semua relay melayani beberapa tujuan switching, cara di mana mereka telah terstruktur di dalamnya adalah faktor penentu dalam menentukan parameter kinerja mereka, kebutuhan arus rendah, dan penerapannya ke berbagai jaringan listrik. Mempelajari lima jenis yang signifikan akan membantu dalam membuat keputusan yang efektif.

Relai Elektromagnetik (EMR)

Yang paling tradisional dan sangat terkenal adalah Relai Elektromagnetik. Mereka berfungsi berdasarkan hukum gaya magnet seperti yang dijelaskan di atas yang secara fisik menggerakkan kontak fisik. Saat dibuka, mereka memiliki celah udara nyata di antara kontak, menjamin isolasi listrik yang sangat baik. Hal ini membuat mereka tidak sensitif terhadap transien pada saluran transmisi dan pemutus. Mereka mampu mengalihkan listrik AC dan DC, cenderung murah, tetapi memiliki kekurangan yaitu hanya secepat sistem sakelar mekanis, dan memiliki masa pakai yang terbatas karena posisi kontak dapat aus.

Solid-State Relays (SSR)

Solid state relay adalah perangkat sakelar yang lebih modern, tidak ada yang memiliki kontak yang sebenarnya. Alih-alih kumparan tunggal, mereka menggunakan semikonduktor untuk mengganti aliran arus, dengan sinyal input digabungkan melalui optocoupler sebagai bentuk isolasi. SSR mengkonsumsi sedikit daya, tidak menimbulkan kebisingan, cepat dan tangguh. Namun demikian, mereka memiliki resistensi kontak sendiri, mungkin perlu pendinginan karena suhu di sekitarnya dan lebih mahal.

Relai Beban Berlebih Termal

Thermal Overload Relays adalah perangkat relai proteksi yang melindungi motor dengan melindunginya dari arus berlebih. Mereka bekerja pada arus listrik yang memanaskan sepotong strip bimetalik. Ketika beban listrik berlebihan, panas yang dihasilkan menyebabkan strip membengkok, yang mengubah tempat kontak dan pelepasan beban. Penyaluran Karakteristik operasi relai tunda waktu mereka memungkinkan mereka untuk melewatkan arus lonjakan pendek tanpa tersandung yang tidak perlu.

Relai Buluh

Relai buluh adalah bentuk khusus relai yang kontaknya terbuat dari dua buluh feromagnetik yang tertutup kaca. Mereka ditempatkan di dalam kumparan yang pada saat diberi energi juga menarik buluh secara magnetis. Ini sangat tahan cuaca terhadap kondisi lingkungan seperti kotoran dan air. Aplikasi konsumsi daya yang cepat dan rendah di mana arus rendah diperlukan, mereka kecil, cepat, dapat diandalkan tetapi memiliki peringkat arus rendah.

Relai Hibrida

Relai Hibrida dapat digunakan untuk memuat perangkat relai elektronik dan EMR dalam satu unit, di mana SSR dapat digunakan untuk melakukan peralihan jangka pendek kemudian membiarkan EMR mempertahankan arus listrik. Hal ini meminimalkan ggl balik dan lengkung saat peralihan serta aliran arus yang efektif dan konsumsi energi yang rendah.

Berbagai Jenis Relai: Sebuah Perbandingan

Memilih di antara kedua jenis ini membutuhkan pemahaman yang baik tentang trade-off. Tabel di bawah ini menunjukkan perbandingan langsung dari jenis-jenis relai yang paling populer menurut indikator kinerja yang paling penting.

Dan mengulangi ringkasannya, Anda akan ingin menggunakan SSR sebagai preferensi bahkan untuk biaya, ketika aplikasi Anda membutuhkan kehilangan daya yang rendah, kecepatan pengalihan, dan masa pakai yang lama. EMR hemat biaya untuk daya tinggi tujuan umum. Sakelar buluh bagus untuk peralatan sensitif yang membutuhkan ruang besar.

Bagaimana Memilih Relai yang Tepat: Panduan 4 Langkah

Dengan memiliki latar belakang yang baik di balik jenis relai dan paramaternya, Anda sekarang dapat mengandalkan prosedur sistematis untuk memilih komponen yang ideal.

Langkah 1: Tentukan Beban Anda (AC/DC, Tegangan, Arus)

Jelaskan beban listrik yang ingin Anda alihkan. Cari tahu apakah beban tersebut DC atau AC, peringkat tegangan dan peringkat arusnya. Relai harus selalu memiliki rating yang nyaman melebihi rating beban, dengan margin yang aman, terutama bila beban berupa saluran transmisi induktif atau pemutus sirkuit.

Langkah 2: Tentukan Sinyal Kontrol Anda

Periksa masukan Anda pada kontrol. Bagaimana ketersediaan tegangan sumber daya untuk memberi energi pada relai? Pastikan arus listrik yang tersedia untuk memberi energi pada koil relai atau semikonduktor memadai di sirkuit kontrol Anda.

Langkah3: Pertimbangkan untuk Mengganti Frekuensi dan Masa Pakai

Berapa frekuensi pengalihan relai? Desain solid state atau relai penguncian dapat lebih cocok untuk operasi yang berkelanjutan atau sering. Jika peralihan tidak perlu sering dilakukan, relai emr dapat digunakan.

Langkah 4: Menilai Kendala Lingkungan dan Fisik

Pikirkan dari segi suhu sekitar, kebisingan, getaran, kebutuhan relai waktu tunda, dan ruang papan. Pilih jenis yang memenuhi kebutuhan ini pada lingkungan dan alasan mekanis tanpa banyak hambatan kontak atau menghasilkan banyak jenis panas.

Aplikasi Praktis dan Diagram Pengkabelan

Mari kita mempraktikkannya dengan sebuah proyek hobi: Mengontrol Lampu dengan Arduino dan Modul Relay.

Sirkuit Kontrol:

• Modul VCC → Arduino 5V
• Modul GND → GND Arduino
• Modul IN → Pin Digital Arduino (mis., Pin 7)

Sirkuit Daya:

• Potong kabel AC yang masih hidup.
• Salah satu ujungnya → relai terminal COM.
• Ujung lainnya → terminal relai NO.

Ketika Arduino mengirimkan HIGH sinyal input, Ini memberi energi pada relai, menutup kontak fisik dan menyelesaikan sirkuit beban, menyalakan lampu. Ketika sinyal menjadi RENDAH, relai kembali ke posisi posisi normal, membuka sirkuit.

Mencari Sumber Relai Berkualitas untuk Aplikasi Anda

Setelah Anda menentukan kebutuhan Anda, maka saatnya mencari suku cadang asli yang berkualitas tinggi. Perhatikan atribut lain selain harga yang mencakup reputasi produsen, suku cadang asli, dan lembar data yang terperinci. Untuk penggunaan industri yang membutuhkan kualitas reguler dan pilihan yang luas, vendor, seperti OMCH di omch.com, tak ternilai harganya. EMR tujuan umum serta relai canggih, solid state, relai, relai penguncian, dan relai proteksi memerlukan pemasok khusus yang dapat diandalkan untuk memastikan kinerjanya.

Pikiran Terakhir

Singkatnya, relai, sebagai berbagai bentuknya, menonjol sebagai contoh estetika teknik yang hebat. Dengan membiasakan diri dengan prinsip-prinsipnya, mempelajari terminologinya dan menyadari manfaat unik dari masing-masing jenis, Anda menjadikannya alat yang hebat dalam desain. Memiliki pendekatan sistematis dalam pemilihan suku cadang menjamin bahwa Anda tidak hanya mendapatkan suku cadang yang berfungsi, tetapi juga desain produk Anda yang berkinerja terbaik, aman, dan tahan lama. Tidak masalah jika Anda berada dalam bisnis pembuatan sirkuit listrik yang rumit di industri industri atau Anda adalah seorang penghobi yang melakukan beberapa eksperimen, relai yang benar masih menjadi fondasi proyek yang sukses.