Pengertian Relay: Fungsi, Simbol, Jenis, Cara Kerja dan Tips Memilih

Relay dalam kehidupan sehari-hari sering digunakan sebagai sakelar listrik yang memanfaatkan elektromagnetik untuk mengontrol arus listrik kecil menjadi arus yang lebih besar. Pada dasarnya, relay mirip dengan sakelar listrik biasa yang dapat menyambungkan atau memutuskan sambungan listrik.

Relay dapat menghubungkan dua titik atau memutuskannya, sehingga biasanya digunakan untuk menghidupkan atau mematikan beban elektronik.

Namun, pengertian tersebut adalah pengertian relay secara umum. Terdapat banyak jenis relay dengan fungsi yang berbeda-beda sesuai dengan aplikasinya.

Jadi, apa yang dimaksud dengan relay? Mari kita pelajari materi relay secara detail di bawah ini.

Pengertian Relay

Relay adalah saklar elektromagnetik yang dioperasikan oleh arus listrik yang relatif kecil, namun dapat menghidupkan atau mematikan arus listrik yang jauh lebih besar.

Pada umumnya, relay dioperasikan secara mekanis sebagai sakelar menggunakan elektromagnet. Jenis relay ini dikenal sebagai relay solid state.

Relay memiliki berbagai jenis yang diklasifikasikan berdasarkan berbagai kriteria, seperti tegangan operasi, teknologi operasi, dan lain sebagainya.

Inti dari relay adalah elektromagnet, yaitu gulungan kawat yang menjadi magnet sementara ketika listrik mengalir melaluinya.

Gambar dan Simbol Relay

Untuk memudahkan Anda memahami pengertian relay, gambar di atas menunjukkan bentuk fisik relay dan simbol relay yang sering digunakan dalam rangkaian elektronika.

Bagian Bagian Relay

Pada dasarnya, relay terdiri dari 4 komponen dasar.

1. Elektromagnet (Coil)
2. Armatur
3. Pegas (Spring)
4. Switch Kontak Point (Saklar)

Berikut penjelasan detail tentang bagian-bagian relay.

1. Electromagnet (Coil)

Kumparan relay memegang peran utama dalam fungsi relay. Elektromagnet adalah bahan logam yang sebenarnya tidak memiliki sifat magnetik, tetapi bisa menjadi magnet saat dialiri oleh arus listrik.

Ketika arus melewati konduktor, konduktor tersebut menjadi magnet. Jadi, saat sebuah logam dililitkan dengan kawat tembaga dan diberikan energi listrik oleh catu daya yang cukup, logam tersebut bisa menjadi magnet dan mampu menarik logam-logam di sekitarnya.

2. Armature

Armatur adalah selembar logam sederhana yang seimbang di sekitar poros atau penyangga. Armatur ini membantu dalam membuka atau menutup koneksi dengan kontak yang terhubung dengannya.

3. Spring

Spring pada relay berfungsi untuk memudahkan proses pengembalian posisi switch kontak. Spring dapat mengembalikan posisi kontak yang tadinya tertutup menjadi terbuka, dan sebaliknya.

Komponen relay selanjutnya yang paling mudah dikenali adalah switch kontak point, karena merupakan bagian terluar dari relay.

Sebagai kontak output komponen relay, saklar ini umumnya hanya memiliki dua kondisi, kontak NO (normally open) dan NC (normally close). Kedua kondisi ini bekerja sesuai dengan kondisi masing-masing.

Terminal Relay

Secara umum, relay memiliki 4 terminal:

1. Terminal koil
2. Terminal common (COM)
3. Terminal NO (Normally Open)
4. Terminal NC (Normally Closed)

Berikut penjelasan detail tentang berbagai terminal yang ada pada relay.

1. Terminal Koil

Terminal koil adalah dua terminal input pada relay yang mengontrol mekanisme switching-nya. Sumber listrik terhubung ke terminal ini untuk mengaktifkan dan menonaktifkan relay. Sumber listriknya bisa berupa arus bolak-balik (AC) atau arus searah (DC), tergantung pada jenis relay yang digunakan.

2. Terminal Common atau COM

COM pada relay merujuk pada terminal umum dari relay. COM relay adalah terminal output relay di mana salah satu ujung rangkaian beban terhubung. Terminal ini terhubung secara internal dengan salah satu dari dua terminal lainnya tergantung pada kondisi relay.

3. Terminal NO

Terminal NO atau Normally Open juga merupakan terminal beban dari relay yang tetap terbuka ketika relay dalam kondisi tidak aktif. Terminal NO menjadi tertutup dengan terminal COM ketika relay dalam kondisi aktif.

4. Terminal NC

Terminal NC atau Normally Closed adalah terminal beban lain dari relay. Terminal ini biasanya terhubung dengan terminal COM dari relay ketika tidak ada input kontrol. Saat relay diaktifkan, terminal NC terputus dari terminal COM dan tetap dalam kondisi terbuka sampai relay dinonaktifkan.

Pole dan Throw pada Relay

Dalam dunia elektronika, istilah pole dan throw sering digunakan dalam konteks saklar dan relay. Istilah ini mengacu pada jumlah kontak dan kondisi yang dapat dikontrol oleh saklar atau relay tersebut.

Pada relay, pole mengacu pada jumlah kontak yang dimiliki relay, sementara throw mengacu pada jumlah kondisi yang dapat dikontrol oleh kontak relay tersebut. Sebagai contoh, pada relay single throw, relay tersebut hanya dapat mengontrol satu rangkaian, yaitu ON atau OFF.

Sedangkan pada relay double throw, relay tersebut dapat mengontrol dua rangkaian, dengan mengalihkan koneksi dari satu rangkaian ke rangkaian lainnya, membuka satu rangkaian dan menutup yang lainnya selama proses switching (ON dan OFF).

Cara Kerja Relay

Relay terdiri dari empat komponen dasar: elektromagnet atau kumparan, armatur, titik kontak saklar, dan pegas.

Titik kontak relay terdiri dari dua bagian, yaitu Normally Close (NC), yang dalam keadaan tidak aktif akan selalu tertutup, dan Normally Open (NO), yang dalam keadaan tidak aktif akan terbuka.

Prinsip kerja relay dapat dijelaskan dengan gambaran sebuah inti besi (Iron Core) dalam kumparan kawat (coil) yang akan menghasilkan medan magnet ketika dialiri arus listrik. Medan magnet ini kemudian menarik armatur untuk beralih dari NC ke NO. Hal ini membuat saklar mengalirkan listrik ke NO.

Armatur yang semula berada di NC akan terbuka atau tidak terhubung ketika arus listrik dialirkan. Ketika arus listrik berhenti, armatur akan kembali ke posisi NC.

Relay menggunakan prinsip induksi elektromagnetik. Ketika arus dialirkan melalui kumparan, ini menghasilkan medan magnet yang dapat menarik armatur, mengubah kondisi kontak dari NC ke NO. Relay berfungsi sebagai saklar untuk mengatur aliran listrik dengan arus yang jauh lebih kecil daripada yang diperlukan untuk menggerakkan beban langsung.

Jenis Relay

Ada berbagai jenis relay yang diklasifikasikan ke dalam kategori yang berbeda sesuai dengan sifat dan karakteristiknya. Setiap jenis relay ini digunakan untuk aplikasi tertentu, sehingga penting untuk memilih relay yang sesuai sebelum digunakan dalam suatu rangkaian.

1. Jenis Relay Berdasarkan Pole dan Throw

Klasifikasi relay berdasarkan pole dan throw dapat dibagi menjadi beberapa jenis, antara lain:

• Single pole single throw (SPST)
• Single pole double throw (SPDT)
• Double pole single throw (DPST)
• Double pole double throw (DPDT)

Berikut adalah penjelasan lebih detail mengenai jenis-jenis relay berdasarkan pole dan throw-nya.

• Single Pole Single Throw (SPST)

Relay SPST atau Relay Single Pole Single Throw adalah jenis relay yang hanya memiliki satu input dan satu output. Relay SPST hanya membuka atau menutup satu jalur kontak saat diaktifkan.

Relay SPST memiliki empat terminal, di mana dua terminal digunakan sebagai saklar dan dua lainnya untuk kumparan. Dengan demikian, relay SPST hanya dapat mengontrol satu rangkaian listrik atau elektronik.

• Single Pole Double Throw (SPDT)

Relay SPDT atau Relay Single Pole Double Throw adalah jenis relay yang memiliki satu input dan dua output. Relay SPDT memiliki 5 terminal, di mana 3 terminal digunakan sebagai saklar dan 2 terminal digunakan sebagai kumparan.

Relai SPDT tidak hanya menyediakan fungsi switching, tetapi juga dapat merutekan sinyal. Relay SPDT dapat mengontrol dua rangkaian listrik atau elektronik dan beroperasi dalam dua posisi kontak.

• Double Pole Single Throw (DPST)

Relay DPST atau Relay Double Pole Single Throw adalah jenis relay yang memiliki dua input dan dua output. Setiap input memiliki satu output yang sesuai.

Relay DPST memiliki 6 terminal, di mana 4 terminal digunakan sebagai saklar yang membentuk 2 pasang terminal, dan 2 terminal digunakan untuk kumparan.

Relay DPST dapat mengontrol dua rangkaian listrik atau elektronik yang berbeda tanpa ada koneksi di antara keduanya.

Sebagai contoh, input 1 hanya dapat terhubung atau terputus ke output 1, dan input 2 hanya dapat terhubung atau terputus ke output 2. Input 1 tidak akan pernah terhubung ke output 2, dan input 2 tidak akan pernah terhubung ke output 1.

• Double Pole Double Throw (DPDT)

Relay DPDT atau Double Pole Double Throw Relay adalah jenis relay yang memiliki dua input dan empat output. Setiap input memiliki dua output yang sesuai. Termasuk terminal kumparan, relay ini memiliki total delapan terminal.

Kedua input dari relay ini terisolasi satu sama lain, dan kedua output juga terisolasi satu sama lain. Input 1 terhubung dengan output 1.1 dan output 1.2 (di antara keduanya terdapat satu Normally Close (NC) dan satu Normally Open (NO)). Demikian pula, input 2 terhubung dengan output 2.1 dan 2.2 (di antara keduanya terdapat satu NC dan satu NO).

2. Jenis Relay Berdasarkan Prinsip Operasi

Klasifikasi relay berdasarkan prinsip operasinya dapat dibagi menjadi berbagai jenis, antara lain:

• Relay Elektromagnetik
• Relay Latching
• Relay Elektronik
• Relay Non-Latching
• Relay Reed
• Relay Tegangan Tinggi
• Relay Sinyal Kecil
• Relay Waktu Tunda
• Relay Multi-Dimensional
• Relay Termal
• Relay Diferensial
• Relay Jarak
• Relay Otomotif
• Relay Frekuensi
• Relay Terpolarisasi
• Relay Rotary
• Relay Urutan
• Relay Moving Coil
• Relay Buchholz
• Relay Keamanan
• Relay Pengawasan
• Relay Gangguan Tanah

Penjelasan mengenai jenis-jenis relay di atas akan dibahas dalam artikel terpisah untuk menjaga agar materi tentang relay tidak terlalu panjang dan lebih fokus pada setiap jenis relay yang dibahas secara terpisah.

Fungsi Relay

Fungsi relay adalah untuk mengontrol arus listrik kecil menjadi arus yang lebih besar dengan menggunakan prinsip elektromagnetik. Relay memiliki banyak fungsi yang sering ditemui dalam kehidupan sehari-hari, baik dalam industri, pabrik, rumah tangga, maupun otomotif.

Berikut adalah berbagai macam fungsi relay pada kehidupan sehari-hari:

• Konversi arus listrik: Relay digunakan sebagai sakelar listrik yang mengubah arus listrik kecil menjadi arus yang lebih besar. Proses ini terjadi ketika input listrik mengaktifkan elektromagnet untuk menghubungkan atau memutuskan rangkaian listrik.
• Mengirimkan sinyal: Pada mesin las, relay digunakan untuk mengirimkan sinyal ke mesin untuk memulai atau menghentikan proses pengelasan berdasarkan beberapa faktor. Relay memungkinkan mesin memiliki waktu pengelasan yang dapat disesuaikan, yang penting untuk pengelasan titik yang tepat.
• Pengontrol arus listrik kendaraan: Relay digunakan dalam sistem kelistrikan mobil dan kendaraan bermotor lainnya. Relay berfungsi sebagai pengontrol arus besar menggunakan arus kecil. Misalnya, relay pada mobil berfungsi untuk mengalirkan arus listrik yang besar saat menyalakan kontak starter.
• Pengontrol panel listrik: Relay digunakan sebagai pengontrol untuk mengaktifkan atau menonaktifkan beban listrik tertentu pada panel listrik. Contohnya, relay digunakan untuk menghidupkan dan mematikan motor listrik atau pemanas.
• Perantara Kontakor dan PLC: PLC (Programmable Logic Controller) dapat mengontrol relay untuk mengubah tegangan dan memberi energi pada saat starter motor listrik. Karena batasan kapasitas pada PLC yang membuatnya tidak dapat mengontrol kontaktor secara langsung, maka relay digunakan sebagai perantara.
• Mencegah kerusakan klakson: Relay digunakan pada klakson dalam mengalirkan arus listrik. Penggunaan relay pada klakson berfungsi untuk mengurangi kerusakan switch pada kendaraan karena relay mampu menangani arus listrik yang lebih besar, seperti pada klakson horn yang membutuhkan tenaga besar dan menghasilkan suara nyaring.

Tips Memilih Relay

Setelah memahami pengertian dan cara kerja relay, berikut adalah beberapa tips untuk memilih relay yang tepat:

• Memahami kondisi yang diperlukan: Langkah pertama adalah memahami kondisi yang diperlukan untuk aplikasi tertentu. Hal ini meliputi tegangan power supply dari rangkaian kontrol, arus maksimum yang dibutuhkan, tegangan dan arus dalam rangkaian yang dikendalikan, serta jumlah dan jenis kontak yang diperlukan untuk rangkaian yang akan dikontrol. Saat memilih relay, tegangan power supply dari rangkaian kontrol menjadi dasar pemilihan. Pastikan rangkaian kontrol mampu memberikan arus kerja yang cukup untuk relay agar dapat berfungsi secara stabil.
• Mengetahui spesifikasi relay: Setelah memahami kondisi penggunaan, cari informasi tentang model dan nomor spesifikasi relay yang sesuai. Jika sudah memiliki relay, periksa apakah relay tersebut memenuhi spesifikasi yang diperlukan berdasarkan data yang dimiliki. Selain itu, perhatikan juga apakah ukuran relay tersebut sesuai dengan kebutuhan.
• Perhatikan ukuran relay: Jika relay akan digunakan dalam peralatan listrik secara umum, perhatikan volume kabinet dan tata letak pemasangan pada PCB. Untuk peralatan listrik kecil seperti mainan atau perangkat remote control, relay berukuran kecil dapat menjadi pilihan yang cocok. Sesuaikan ukuran relay dengan kebutuhan aplikasi untuk memastikan pemasangan dan penggunaannya sesuai dengan yang diinginkan.

Tegangan Relay

Tegangan relay dapat bervariasi dari yang sangat rendah hingga sangat tinggi, tergantung pada jenis dan aplikasinya.

Berikut adalah beberapa contoh tegangan yang umum digunakan untuk relay:

• Relay tegangan rendah: Umumnya beroperasi pada tegangan antara 5V hingga 24V DC atau AC. Contohnya adalah relay 5V, 12V, atau 24V yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi elektronik dan kendali otomatis.
• Relay tegangan menengah: Beroperasi pada tegangan antara beberapa puluh hingga beberapa ratus volt. Contohnya adalah relay 48V, 110V, atau 220V yang digunakan dalam kendali industri dan sistem tenaga listrik sedang.
• Relay tegangan tinggi: Beroperasi pada tegangan yang lebih tinggi, dari beberapa ribu volt hingga puluhan ribu volt. Contohnya adalah relay yang digunakan dalam sistem tenaga listrik tinggi, seperti stasiun listrik dan transmisi daya.

Dari penjelasan di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa relay adalah perangkat elektromagnetik yang berfungsi sebagai saklar listrik untuk mengontrol arus listrik kecil menjadi arus yang lebih besar.

Demikianlah informasi mengenai pengertian relay, fungsinya, serta cara kerja relay dalam rangkaian elektronika yang dapat kami sajikan. Semoga informasi ini dapat memberikan wawasan bagi Anda semua.