Apa kamu pernah praktik di SD atau SMP dulu untuk membuat magnet dari paku yang dililit kabel beraliran listrik? Kalau iya, berarti kamu telah membuat solenoida sederhana. Solenoid adalah perangkat yang punya peranan penting pada sistem mekatronika, terdiri dari lilitan kawat dan besi inti. Komponen ini akan menghasilkan gaya elektromagnetik ketika dialiri listrik.
Penggunaan solenoid dapat kamu temukan di mana-mana, seperti pada bel listrik, saklar, kunci pintu dan metal detector. Sebenarnya apa itu solenoid dan bagaimana cara kerjanya?
Mari simak penjelasan kami terkait selonoid berikut ini.
Pengertian dan Cara Kerja Solenoid
Solenoida atau sering juga disebut Solenoid adalah perangkat yang memakai prinsip elektromagnetik untuk mengubah energi listrik menjadi energi gerak, yaitu berupa gerakan mendorong (push) atau menarik (pull). Sederhananya, selonoida adalah perangkat transduser yang mengubah bentuk energi.
Seperti halnya paku yang dililit kabel, solenoid terdiri dari kumparan listrik (electrical coil) yang dililitkan di sekitar tabung silinder. Bedanya, pada prinsip cara kerja selonoida, terdapat aktuator ferro-magnetic atau disebut Plunger yang akan bergerak “Masuk” dan “Keluar” ketika perangkat di aliri listrik.
Solenoid sering digunakan untuk menggerakan fungsi mekanik dari suatu alat elektronik, seperti untuk menggerakan besi lentur di dalam bel listrik, atau membuka dan menutup pintu dan lain sebagainya.
Fungsi Solenoid
Sudah dibahas sebelumnya bahwa selonoida adalah komponen yang bekerja dengan mengubah energi listrik menjadi energi gerak dengan memanfaatkan fenomena elektromagnetik. Maka dari cara kerjanya ini kita bisa tahu bahwa selonoid berfungsi atau sering diaplikasikan pada perangkat elektronika yang memerlukan otomasi fungsi mekanik.
Mekanik dari suatu alat bisa berlansung secara otomatis dengan mengalirkan listrik ke rangkaian. Kamu bisa lebih memahami fungsi selonoida dengan mengamati pengaplikasiaannya di beberapa alat seperti contohnya bel listrik.
Keberadaan selonoida di sana bisa menarik tuas pemukul ketika listrik di alirkan padanya, sehingga membuat beli berbunyi dan melepaskan tarikannya ketika listrik di putus. Di sini selonoida menjadi komponen yang sangat penting, karena berfungsi menggerakan pemukul yang membunyikan bel.
Nah alat-alat lain yang membutuhkan fungsi mekanik otomatis seperti bel listrik di atas, bisa memanfaatkan fungsi solenoida. Kami akan menjelaskan beberapa di antaranya di bagian contoh aplikasi solenoida di bawah nanti.
Baca juga: Apa itu solenoid valve beserta fungsinya?
Jenis-jenis Solenoida (Solenoid)
Secara umum, solenoida terbagi jadi dua jenis sesuai bentuknya, yaitu Solenoid Linier dan Solenoid Rotasi. Berikut penjelasan tentang keduanya:
1. Solenoida Linier (Linear Solenoid)
Solenoid Linier adalah jenis solenoida yang plunger atau aktuatornya bergerak maju (mendorong) atau mundur (menarik) secara linier alias lurus. Solenoid Linier ini juga terbagi dua jenis berdasarkan arah gerakan aktuatornya tersebut.
Kedua jenis itu adalah Solenoid Linier tipe Tarik (Pull Type) yang bekerja dengan menarik beban kearah dirinya saat diberi arus listrik dan Solenoida Linear tipe Dorong (Push Type) yang mendorong bebannya menjauh ketika diberi arus listrik.
Konstruksi dan struktur dasar kedua jenis Solenoid linier ini sama, perbedaannya hanya pada desain Plunger yang disesuaikan untuk kebutuhan menarik atau mendorong dan juga arah pegasnya.
Ketika koil dialiri oleh arus listrik, dia akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet tersebut akan menggerakan Plunger yang berada di dalam koil sehingga merapatkan atau menekan pegas yang terdapat di salah satu ujung Plunger. Seberapa kuat fluks magnetik yang dihasilkan dari Koil akan mempengaruhi seberapa besar gaya dan seberapa cepat Plunger bergerak.
Bila arus listrik mati, koil otomatis tidak punya medan elektromagnet. Plunger tadi pun tidak digerakkan lagi oleh elektromagnetik dan akan kembali ke posisi asal oleh pegas.
Solenoid Linier ini akan sering kamu temui pengaplikasiaannya pada alat-alat yang membutuhkan gerakan “Tutup” dan “Buka” atau “Keluar” dan “Masuk” seperti pada pintu irigasi, kontrol katup pneumatik atau hidrolik, kunci pintu berbasis elektronik, robotika dan lainnya .
2. Solenoida Rotasi (Rotary Solenoid)
Solenoida jenis ini tidak sepopuler yang linier. Solenoida rotasi adalah jenis solenoid yang jika dialiri listrik akan menghasilkan gerakan memutar. Dalam hal ini memutari atau berotasi di kumparan yang dililit pada inti besi yang dibuat membulat.
Arah putarannya ada dua jenis, searah jarum jam dan berlawanan jarum jam. Selain itu tersedia varian berdasarkan sudut gerakannya, yaitu sudut gerakan 25⁰, 35⁰, 45⁰, 60⁰ dan 90⁰. Ada juga yang didesain bukan untuk berotasi namun gerakannya bulak balik seperti misalnya dari posisi 0 ke 90⁰ kemudian kembali lagi ke posisi 0.
Solenoid Rotasi ini bisa dipakai seperti fungsi motor DC kecil atau motor stepper yang sudut gerakannya sangat kecil, karena prinsip kerjanya yang kurang lebih sama.
Contoh Aplikasi Solenoida
Seperti yang sudah dijelaskan di atas, fungsi utama dari solenoida adalah mengubah energi listrik menjadi gerak. Banyak sekali alat-alat yang membutuhkan fungsi tersebut. Berikut diantaranya:
1. Bel Listrik
Alat pertama yang menggunakan komponen solenoida adalah bel listrik. Bel Listrik ini dibangun dengan 3 komponen utama, yaitu dua buah magnet elektromagnetik, Interuptor dan lempengan besi lunak.
Secara umum, alat yang biasa kamu temukan di sekolah untuk memberi tahu pergantian jam pelajaran ini dibunyikan menggunakan saklar. Jika kamu belum tahu, di dalamnya ada komponen elektromagnetik berupa solenoida yang dibuat dengan lilitan kumparan saling berlawanan.
Jika saklar ditekan dan mengalirkan arus listrik ke dua solenoid tersebut. Maka keduanya menimbulkan haya elektromagnetik dan akan menarik lempengan besi lentur untuk memukul bel sehingga keluarlah bunyi nyaring.
Sebelum ditarik oleh solenoida besi lentur tersebut menempel pada interuptor, sebuah komponen berbentuk sekrup. Ketika tertarik oleh medan magnet, lempengan besi tersebut akan menjauh dari sekrup dan aliran listrik pun berhenti karena terputus akibat tidak terkoneksinya besi dengan sekrup.
Ketika aliran listrik mati, medan magnet mati dan besi lentur kembali menempel ke sekrup menyebabkan listrik kembali mengalir, medan magnet hidup lalu besi kembali tertarik dan membunyikan bel, aliran listrik terputus, besi pun kembali menempel, begitu seterusnya.
2. Relay
Bisa dibilang Relay ini adalah saklar yang cara kerjanya menggunakan elektromagnetik dari selonoida. Ketika selonoida di dalam relay dialiri listrik, dia akan menarik besi lentur yang menyebabkan rangkaian tertutup atau terhubung.
3. Katrol Listrik
Berikutnya adalah katrol listrik. Kamu akan melihat alat ini di pengolahan besi tua, fungsinya untuk memindahkan logam dengan cara ditarik dengan menggunakan medan magnet yang dihasilkan dari selonoida.
Cara kerjanya sangat sederhana, ketika alat dinyalakan, arus listrik mengalir ke selonoida yang ada di dalam alat tersebut, kemudia terciptalah medan magnet yang bisa dipakai untuk menarik logam-logam yang ada di bawahnya. Ketika alat mati, listrik terputus dan medan magnet tersebut menghilang.
4. Detektor Logam
Penggunaan selenoida selanjutnya adalah pada detektor logam. Alat yang berfungsi untuk mendeteksi keberadaan logam ini memanfaatkan gaya elektromagnetik yang dihasilakna oleh selonoida.
Detektor Logam tidak memanfaatkan elektromagnetik untuk menggerakan apa pun, namun besaran eletromagnetik yang timbul karena didekatkan pada logam dijadikan pulsa untuk membunyikan alarm, sehingga memberitahu pengguna bahwa ada logam di dekatnya.
5. Kunci Pintu Elektronik
Cara kerja solenoida berikutnya adalah untuk mengunci pintu. Solenoida yang ada di dalam kunci listrik dihubungkan melalui saklar.
Saat kamu menekan saklar tersebut maka arus listrik akan terhubung dan mengalir melalui solenoid sehingga terjadi gaya elektromagnetik. Kemudian gaya elektromagnetik ini akan menarik kunci dan membukanya. Sebaliknya, saat solenoid tidak dialiri listrik maka pintu akan terkunci kembali.
Itulah informasi tentang solenoid yang perlu kamu tahu. Penggunaan solenoid ini akan membuat alat yang kamu rancang lebih dinamis karena fungsinya yang dapat dimanfaatkan untuk bagian mekanik alat elektronik. Semoga bermanfaat.
