Kendali On Off Berbasis Elektromagnetik-Dikonversi [PDF]

Citation preview

Kendali On/Off Berbasis Elektromagnetik Abstraksi-Pengendali suatu sistem sangatlah diperlukan untuk kelancaran proses produksi suatu industri modern ini. Seperti yang kita ketahui sekarang ini industi-industri dan dunia kerja saat ini sudah menggunakan kendali berbasis semi otomatis. Penggunaan komponen-komponen semi otomatis ini mempermudah pekerjaan manusia guna mematikan atau menghidupkan suatu mesin kerja. Maka dari pada itu pada kesempatan ini akan membahas tentang Kontaktor Magnet, serta mengaplikasikan peralatan kerja secara langsung sesuai dengan fungsinya, yang digunakan untuk menghasilkan benda kerja yang diinginkan.



Keywords—Pengendali Elektromagnetik, Kontaktor Magnet, Lampu Pijar, Saklar Toggle,Saklar Push Button. I. PENDAHULUAN



A. Pengertian Pengendali Elektromagnetik Sistem pengendalian adalah susunan komponen fisik yang dirakit sedemikian rupa sehingga berfungsi untuk mengendalikan sistem itu sendiri atau sistem lain yang berhubungan dengan proses. Cara atau sistem pengendalian terdiri dari 3 jenis yaitu : 1. Kendali Manual Instalasi listrik tenaga pada awalnya menggunakan kendali motor konvensional secara manual. Untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik digunakan saklar manual mekanis, diantaranya adalah saklar togel (Toggle Switch).



Gambar 1. Kendali Manual



2. Kendali Semi Otomatis Pada kendali semi otomatis, kerja operatorsedikit ringan (tidak mengeluarkantenaga besar), cukup dengan jari menekan tombol tekan start saat awal menggerakkan motor dan menekan tombol stop saat menghentikan putaran motor.



Gambar 2. Kendali Semi Otomatis 3. Kendali Otomatis Deskripsi kerja dari sistem kendali otomatis dibuat dengan suatu program dalam bentuk rangkaian konduktor magnit yang dikendalikan oleh sensor-sensor, sehingga motor dapat bekerja maupun berhenti secara otomatis.



Gambar 3. Kendali Otomatis



B. Kontaktor Kontaktor adalah jenis saklar yang bekerja secara magnetik yaitu kontak bekerja apabila kumparan diberi energi dengan memanfaatkan energi listrik menjadi elektromagnetik.Pada The National Manufacture Assosiation (NEMA) mendefinisikan kontaktor magnetis sebagai alat yang digerakan secara magnetis untuk menyambung dan membuka rangkaian daya listrik. Tidak seperti relay, kontaktor dirancang untuk menyambung dan membuka rangkaian daya listrik tanpa merusak. Sebuah kontaktor terdiri dari koil, beberapa kontak Normally Open ( NO ) dan beberapa Normally Close ( NC ). Pada saat satu kontaktor normal, NO akan membuka dan pada saat kontaktor bekerja, NO akan menutup. Sedangkan kontak NC sebaliknya yaitu ketika dalam keadaan normal kontak NC akan menutup dan dalam keadaan bekerja kontak NC akan membuka. Koil adalah lilitan yang apabila diberi tegangan akan terjadi magnetisasi dan menarik kontakkontaknya sehingga terjadi perubahan atau bekerja.



Gambar 4 Struktur Kontaktor Kontaktor termasuk jenis saklar motor yang digerakkan oleh magnet seperti yang telah dijelaskan di atas. Bila pada jepitan a dan b kumparan magnet diberi tegangan, maka magnet akan menarik jangkar sehingga kontak-kontak bergerak yang berhubungan dengan jangkar tersebut ikut tertarik. Tegangan yang harus dipasangkan dapat tegangan bolak balik ( AC ) maupun tegangan searah ( DC ), tergantung dari bagaimana magnet tersebut dirancangkan.



Gambar 5 Kontruksi Kontaktor



C. Kontaktor Timer (Time Delay Relay) Kontaktor timer adalah kontaktor yang digunakan sebagai relai penunda waktu yang fungsinya untuk memindahkan kerja dari rangkaian pengontrol kerangkaian tertentu yang bekerja secara otomatis. Timer switch berfungsi untuk mengontrol waktu ON suatu contactor. Timer switch pada contactor ini dapat diseting sesuai kebutuhan, sehingga periode ON suatu contactor dapat ditentukan secara manual menggunakan timer switch tersebut. Komponen ini juga mempunyai kontak NO dan NC. Dan yang membedakannya hanya pada kondisi pengaktifannya saja. Kontak NO dan NC pada Timer (Time Delay Relay) akan bekerja ketika timer diberi ketetapan waktunya, ketetapan waktu ini dapat kita tentukan pada potensiometer yang terdapat pada timer itu sendiri. Misalnya ketika kita telah menetapkan 10 detik, maka kontak NO dan NC akan bekerja 10 detik setelah kita menghubungkan timer dengan sumber arus listrik.



Gambar 6 Kontaktor Timer D. Lampu Pijar Lampu adalah



sumber cahaya buatan



yang



dihasilkan



melalui



penyaluran arus



listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya.Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut menghalangi udara untuk berhubungan dengannya sehingga filamen tidak akan langsung rusak akibat teroksidasi. Lampu pijar dipasarkan dalam berbagai macam bentuk dan tersedia untuk tegangan (voltase) kerja yang bervariasi dari mulai 1,25 volt hingga 300 volt. Energi listrik yang diperlukan lampu pijar untuk menghasilkan cahaya yang terang lebih besar dibandingkan dengan sumber cahaya buatan lainnya



Gambar7 Struktur Lampu Pijar E. Saklar Toggle Saklar adalah komponen listrik yang berfungsi sebagai pemutus dan penyambung arus listrik dari sumber arus ke beban listrik pada rangkaian listrik tertutup. Berbagai jenis saklar tersedia sesuai dengan fungsi, jenis dan cara pemasangannya.



Gambar 8 Kontruksi Saklar F. Push Button Push button switch (saklar tombol tekan) adalah perangkat / saklar sederhana yang berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik dengan sistem kerja tekan unlock (tidak mengunci). Sistem kerja unlock disini berarti saklar akan bekerja sebagai device penghubung atau pemutus aliran arus listrik saat tombol ditekan, dan saat tombol tidak ditekan (dilepas), maka saklar akan kembali pada kondisi normal.



Gambar 9 Push Button II.



PEMBAHASAN



Latihan 1 : Diagram rangkaian operasi terbuka



Posisi



Kondisi K1



Keadaan H1



0



OFF



Padam



1



ON



Nyala



S1



Pada percobaan 1 kontaktor melalui kontak NO berfungsi menghidupkan dan mematikan lampu H1 apabila coil pada kontaktor A1 dan A2 diberi sumber tengangan AC 220 V, tetapi saklar tunggal S1 sebagai pengontrol sumber listrik yang mengalir ke Kontaktor. Jadi apabila Saklar tunggal S1 ditekan arus mengalir melalui S1 menuju ke Kontaktor K1 dan menghidupkan lampu H1 dan sebaliknya



Latihan 2 : Diagram rangkaian operasi tertutup



Posisi



Kondisi K1



Keadaan H1



0



OFF



Nyala



1



ON



Padam



S1



Pada percobaan 2 Lampu H1 keadaan awal menyala dan kontaktor melalui kontak NC berfungsi mematikan lampu H1 apabila coil pada kontaktor A1 dan A2 diberi sumber tegangan AC 220 V, tetapi saklar tunggal S1 sebagai pengontrol sumber listrik yang mengalir ke Kontaktor. Jadi apabila Saklar tunggal S1 ditekan arus mengalir melalui S1 menuju ke Kontaktor K1 dan mematikan lampu H1 dan apabila saklar tunggal S1 di lepas maka lampu akan menyala. Latihan 3 :Diagram rangkaian operasi kontaktor mengunci sendiri ( pakai saklar toggle)



Posisi



Kondisi K1



Keadaan H1



0



ON



Nyala



1



ON



Nyala



S1



Pada percobaan 3, kontaktor melalui kontak NO berfungsi menghidupkan dan mematikan lampu H1 apabila coil pada kontaktor A1 dan A2 diberi sumber tengangan AC 220 V, tetapi saklar toggle S1 sebagai pengontrol sumber listrik yang mengalir ke Kontaktor. Jadi apabila Saklar push button S1 ditekan arus mengalir melalui S1 menuju ke Kontaktor K1 dan NO yang di hubung pararel dengan S1 sebagai pengunci kontaktor itu sendiri jadi apa bila S1 dilepas maka Kontaktor masih tetap bekerja karena arus mengalir melalui kontak NO bantu kontaktor. Jadi lampu akan tetap menyala apabila S1 ditekan ataupun dilepas.



Latihan 4 :Diagram rangkaian operasi kontaktor mengunci sendiri ( pakai push button)



Posisi



Kondisi K1



Keadaan H1



0



ON



Nyala



1



ON



Nyala



S1



Pada percobaan 4 kontaktor melalui kontak NO berfungsi menghidupkan dan mematikan lampu H1 apabila coil pada kontaktor A1 dan A2 diberi sumber tengangan AC 220 V, tetapi saklar push button S1 sebagai pengontrol sumber listrik yang mengalir ke Kontaktor. Jadi apabila Saklar push button S1 ditekan arus mengalir melalui S1 menuju ke Kontaktor K1 dan NO yang di hubung pararel dengan S1 sebagai pengunci kontaktor itu sendiri jadi apa bila S1 dilepas maka Kontaktor masih tetap bekerja karena arus mengalir melalui kontak NO bantu kontaktor. Jadi lampu akan tetap menyala apabila S1 ditekan ataupun dilepas.



Latihan5 :Diagram rangkaian operasi kontaktor mengunci sendiri (prioritas off)



Posisi



Posisi S2



S1



Kondisi K1



Keadaan H1



1



0



ON



Nyala



0



0



ON



Nyala



0



1



OFF



Padam



Pada percobaan 5, kontaktor melalui kontak NO berfungsi menghidupkan dan mematikan lampu H1 apabila coil pada kontaktor A1 dan A2 diberi sumber tengangan AC 220 V, tetapi saklar push button S1 sebagai pengontrol sumber listrik yang mengalir ke kontaktor. Jadi apabila saklar push button S1 ditekan arus mengalir melalui S1 menuju ke kontaktor K1 dan NO yang di hubung pararel dengan S1 sebagai pengunci kontaktor itu sendiri jadi apa bila S1 dilepas maka kontaktor masih tetap bekerja karena arus mengalir melalui kontak NO bantu kontaktor. Untuk mematikan lampu H1 dengan cara menekan saklar push button stop S2 yang di rangkai seri dengan S1 akan memutus arus yang mengalir ke kontaktor dan lampu H1 akan padam.



Latihan 6 :Diagram rangkaian fungsi kontaktor mengunci sendiri (prioritas on) Posisi S1



Posisi S2



Kondisi K1



Keadaan H1



1



0



ON



Nyala



0



0



ON



Nyala



0



1



OFF



Padam



1



1



ON



Nyala



Pada percobaan 6, kontaktor melalui kontak NO berfungsi menghidupkan dan mematikan lampu E1 apabila coil pada kontaktor A1 dan A2 diberi sumber tengangan AC 220 V, tetapi saklar push button S1 sebagai pengontrol sumber listrik yang mengalir ke Kontaktor. Jadi apabila saklar push button S1 ditekan arus mengalir melalui S1 menuju ke Kontaktor K1 dan NO yang di hubung pararel dengan S1 sebagai pengunci kontaktor itu sendiri jadi apabila S1 dilepas maka Kontaktor masih tetap bekerja karena arus mengalir melalui kontak NO bantu kontaktor. Untuk mematikan lampu H1 dengan cara menekan saklar Push button stop S2 di pararel dengan S1 dan di seri dengan NO pengunci yang akan memutus arus yang mengalir ke kontaktor dan lampu H1 akan padam. Apabila S1 dan S2 ditekan secara bersamaan maka lampu H1 akan menyala sesaat dan apabila kedua saklar di lepas secara bersamaan maka lampu H1 akan padam.



Latihan 7 :Diagram rangkaian operasi kontaktor dari beberapa tempat terpisah dengan logika ORON Control



Posisi



Posisi



Posisi



Kondisi



Keadaan



S1



S2



S3



K1



H1



1



0



0



ON



Nyala



0



0



1



OFF



Padam



0



1



0



ON



Nyala



0



0



1



OFF



Padam



Pada percobaan 7,saklarpushbutton S1, S2, dan S3 sebagai pengontrol sumber listrik yang mengalir ke kontaktor. kontaktor melalui kontak NO berfungsi menghidupkan dan mematikan lampu H1 apabila coil pada kontaktor A1 dan A2 diberi sumber tengangan AC 220 V. Jadi, apabila Saklar tunggal S1 ditekan arus mengalir melalui S1 menuju ke S3 (NC) lalu ke Kontaktor K1 dan menghidupkan lampu H1. Selanjutnya, apabila S3 ditekan, akan memutus arus sehingga lampu Kontaktor K1 dan lampu H1 akan mati. Lalu, apabila S2 ditekan, Kontaktor K1 dan lampu H1 akan menyala kembali, dan akan mati saat S3 ditekan.



Latihan 8 :Diagram rangkaian operasi kontaktor dari beberapa tempat terpisah dengan logika OROFF Control



Posisi



Posisi



Posisi



Kondisi



Kondisi



S1



S2



S3



K1



H1



1



0



0



ON



ON



0



0



1



OFF



OFF



1



0



0



ON



ON



0



0



1



OFF



OFF



Pada percobaan 8,saklar pushbutton S1, S2, dan S3 sebagai pengontrol sumber listrik yang mengalir ke kontaktor. Kontaktor melalui kontak NO berfungsi menghidupkan dan mematikan lampu E1 apabila coil pada kontaktor A1 dan A2 diberi sumber tengangan AC 220 V. Jadi, apabila Saklar tunggal S1 ditekan arus mengalir melalui S1 lalu ke Kontaktor K1 dan menghidupkan lampu H1. Lalu, apabila S3 ditekan, akan memutus arus sehingga lampu E1 akan mati. Begitu pula dengan Saklar S2.



Latihan 9 :Diagram rangkaian operasi kontaktor dari beberapa tempat terpisah dengan logika AND-ON Control



Posisi



Posisi



Posisi



Kondisi



Kondisi



S1



S2



S3



K1



H1



1



0



0



OFF



OFF



0



1



0



OFF



OFF



0



0



1



OFF



OFF



1



1



0



ON



ON



0



0



1



OFF



OFF



Pada percobaan 9,saklarpushbutton S1, S2, dan S3 sebagai pengontrol sumber listrik yang mengalir ke kontaktor. Kontaktor melalui kontak NO berfungsi menghidupkan dan mematikan lampu H1 apabila coil pada kontaktor A1 dan A2 diberi sumber tengangan AC 220 V. Jadi, apabila saklar S1 ditekan, kontaktor K1 dan saklar S1 akan tetap padam, begitu pula dengan saklar S2 dan S3. Namun, apabila saklar S1 dan S2 ditekan bersamaan, maka kontaktor K1 akan hidup dan lampu H1 akan menyala. Kemudian, saklar S3 akan memutus arus mengalir sehingga lampu H1 akan padam.



Latihan 10 :Diagram rangkaian operasi kontaktor untuk mengendalikan dua beban yang terpisah



Posis



Posi



i S1



si S2



1



Posi Knd Knd



Knd



Kndsi



si



si



si



si



S3



K1



H1



K2



0



0



ON



ON



OFF



OFF



0



1



0



ON



ON



ON



ON



0



0



1



OFF



OFF



OFF



OFF



0



0



0



OFF



OFF



OFF



OFF



H2



Pada percobaan 10,saklar pushbutton S1, S2, dan S3 sebagai pengontrol sumber listrik yang mengalir ke kontaktor. Kontaktor K1 melalui kontak NO berfungsi menghidupkan dan mematikan lampu H1, dan Kontaktor 2melalui kontak NO berfungsi menghidupkan dan mematikan lampu E2, apabila coil pada kontaktor A1 dan A2 diberi sumber tengangan AC 220 V. Jadi, apabila saklar S1 ditekan, arus akan mengalir melalui S3 (NC) kemudian Kontaktor K1 mengunci dan lampu H1 menyala. Kemudian, apabila saklar S2 ditekan, arus akan mengalir ke kontaktor K2 sehingga lampu H2 menyala bersama dengan lampu H1 tadi. Lalu, kedua lampu akanpadam saat saklar S3 ditekan.



Latihan 11 :Diagram rangkaian operasi kontaktor kerja berurutan



Posi



Pos



Posi



Knd



si



isi



si



si



S1



S2



S3



K1



0



1



0



1



0



0 0



Kndsi Kndsi Kndsi H1



K2



H2



OFF



OFF



OFF



OFF



0



ON



ON



OFF



OFF



1



0



ON



ON



ON



ON



0



1



OFF



OFF



OFF



OFF



Pada percobaan 11,saklar pushbutton S1, S2, dan S3 sebagai pengontrol sumber listrik yang mengalir ke kontaktor. Kontaktor K1 melalui kontak NO berfungsi menghidupkan dan mematikan lampu H1, dan Kontaktor K2melalui kontak NO berfungsi menghidupkan dan mematikan lampu H2, apabila coil pada kontaktor A1 dan A2 diberi sumber tengangan AC 220 V. Jadi, apabila S2 ditekan tidak terjadi apa-apa. Kemudian, saat S1 ditekan, arus akan mengalir melalui kontaktor K1 sehingga lampu H1 akan menyala. Lalu, saat saklar S2 ditekan kembali, arus akan masuk ke kontaktor K2 sehingga lampu H2 menyala bersama dengan lampu H1 tadi. Kemudian, apabila saklar S3 ditekan, semua lampu akan padam.



Latihan 12 :Diagram rangkaian dua beban kerja berurutan secara otomatis berbasis waktu pada saat start.



Posisi Posisi Kondisi Kondisi Kondisi Kondisi S1



S2



K1



H1



K2



H2



0



0



OFF



OFF



OFF



OFF



1



0



ON



ON



OFF



OFF



ON



ON



ON



ON



OFF



OFF



OFF



OFF



Setelah 5 detik 0



1



Pada percobaan 12, saklar push button S1 sebagai pengontrol sumber listrik yang mengalir ke kontaktor K1 dan kontaktor timer. Kontaktor melalui kontak NO berfungsi menghidupkan dan mematikan lampu H1 apabila coil pada kontaktor A1 dan A2 diberi sumber tengangan AC 220 V. Jadi, apabila saklar S1 ditekan, maka arus akan mengalir melalui S1 menuju ke kontaktor K1 lalu menuju ke kontaktor timer yang telah disetting untuk waktunya 5 detik. Sehingga lampu H1 akan menyala,5 detik kemudian lampu H2 akan menyala. Kemudian apabila S3 ditekan maka kedua lampu akan padam. Latihan 13 :Diagram rangkaian dua beban kerja berurutan secara otomatis berbasis waktu pada saat stop.



Posisi Posisi Kondisi Kondisi Kondisi Kondisi S1



S2



K1



H1



K2



H2



0



0



OFF



OFF



OFF



OFF



1



0



ON



ON



ON



ON



OFF



OFF



ON



ON



OFF



OFF



OFF



OFF



Setelah 5 detik 0



1



Pada percobaan 13, saklar pushbutton S1 sebagai pengontrol sumber listrik yang mengalir ke kontaktor K1 dan kontaktor timer. Kontaktor melalui kontak NO berfungsi menghidupkan dan mematikan lampu H1 apabila coil pada kontaktor A1 dan A2 diberi sumber tengangan AC 220 V. Jadi, apabila saklar S1 ditekan lampu H1 akan menyala. Dan ketika S2 ditekan lampu H2 akan menyala. Kemudian saat S3 ditekan lampu H1 kan padam. Kemudian tunggu selama 5 detik maka lampu H2 akan padam juga. III. PENUTUP (KESIMPULAN)



1. Pengendalian elektromagnetik adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengatur sistem kerja alat elektromagnetik. Pengendalian elektromagnetik juga dapat digunakan untuk mengatur sistem kerja suatu motor listrik. 2. Kontaktor merupakan sebuah komponen utama yang berfungsi sebagai penghubung/kontak dengan kapasitas yang besar dengan menggunakan daya minimal. 3. Kontaktor tidak dapat bekerja sendiri dalam pengoprasian sesuai aturannya harus ada komponen lain yaitu saklar atau yang lainnya.Kontaktor dapat bekerja apa bila coil coil pada kontaktor disambungkan dengan sumber tegangan yang sesuai dengan teagangan kerjanya. 4. Operasi kontaktor dari berbagai tempat terpisah fungsi rangkaiannya berbasis pada elemen-elemen logika, diantaranya adalah operasi OR dan AND. 5. Kontaktor timer adalah kontaktor yang digunakan sebagai relai penunda waktu yang fungsinya untuk memindahkan kerja dari rangkaian pengontrol kerangkaian tertentu yang bekerja secara otomatis.



REFERENSI [1] Lukas Joko D.A. 2008. Rancangan Listrik Kendali Industri. [2] Ogata, Katshuiko, Modern Control Engineering, 1994, Prentice Hall, Inc. [3] Kisel, E. Thomas, Modern Industrial/Electrical Motor Controls, 1990, PRINTICE HALL, Englewood Cliffs, New Jersey 07632 [4] Juhari, Kontrol Elektromekanik , Moduk Diklat PPPPTK BMTI, 2012. [5] Theraja B L and AK Theraja, A Text Book of Electrical Technology , New Delhi India 2002. [6]https://id.scribd.com/document/348985243/Job-Sheet-kendali-elektromagnetik [7] https://rekayasalistrik.wordpress.com/2013/03/03/cara-kerja-kontaktor/