C. SOLENOID
Solenoid adalah kumpulan kawat, seringkali melilit pada sebuah inti
metal, yang menimbulkan sebuah medan magnet ketika sebuah arus listrik melewatinya. solenoid sangat penting karena solenoid dapat mengatur medan
magnet yang ditimbulkannya dan bisa digunakan sebegai elektomagnet. Di dalam fisika, istilah solenoid biasanya diartikan khususnya untuk
rancangan magnet yang menghasilkan medan magnet yang seragam pada sebuah volume ruang dimana beberapa percobaan mungkin dilakukan.
Di dalam engineering, istilah solenoid dapat juga diartikan sebagai jenis dari alat transduksi yang dapat mengubah energi menjadi momentum
linear. Istilah ini juga sering disebut katup solenoid, yang merupakan penggabungan alat yang terdiri dari solenoid eletromechanical yang
digerakkan secara pneumatic atau hydraulic, ataupun slonenoid switch, yang merupakan tipe khusus dari relay yang digunakan sebagai elektromagnetical
solenoid untuk mengoperasikan saklar elektrik; misalnya, automobile starter
solenoid , atau linear solenoid yang merupakan solenoid elektromagnet
http:en.wikipedia.orgwikiSolenoid , 2006. Ada beberapa tipe solenoid,
yaitu: a.
Solenoid elektromagnet Solenoid
elektromagnet terdiri dari kumparan elektromagnetik induktif yang melilit memutar pada sebuah baja atau besi disebut dinamo.
Kumparan dibentuk seperti dinamo yang dapat digerakkan keluar masuk dari pusat, mengubah induksi dari kumparan dan menimbulkan
elektromagnet. Gaya yang terjadi pada dinamo sesuai untuk mengubah induksi yang terdapat pada kumparan yang selanjutnya mengubah
posisitempat dinamo, dan arus yang mengalir sepanjang kumparan. Gaya yang terdapat pada dinamo akan selalu menggerakkan dinamo yang akan
menggerakkan induksi kumparan. Solenoid elektromagnet dapat dilihat pada Gambar 4.
24
Gambar 4. Solenoid elektromagnet www.allelectronics.com
, 2006. b. Solenoid pneumatik
Katup solenoid pneumatic adalah sebuah saklar untuk jalan udara ke alat pneumatik yang lainnya, biasanya merupakan suatu pendorong. Sebuah
solenoid terdiri dari kumparan yang sesuai dan mudah dipindahkan, merupakan saluran gas menuju ke pintu yang sesuai, yaitu sepasang
solenoid linear kecil. Katup hanya mengizinkan arus kecil melewati
solenoid untuk mengubah tekanan gas yang tinggi, yaitu sekitar 100 psi 7
bar, 0.7 MPa, 0.7 MNm². Katup solenoid sering digunakan untuk mengontrol elemen dalam
fluida. Fungsi dari katup solenoid adalah untuk mematikan, mengeluarkan, memberikan, menyalurkan atau mencampur gas dan fluida. Katup solenoid
banyak ditemukan pada banyak aplikasi, misalnya perubahan yang cepat dan aman, pengujian tingkat tinggi, kesesuaian dari penggunaan suatu
produk, dan rancangan padat. Solenoid
pneumatik berhubungan dengan transistor, mengizinkan sinyal yang relatif kecil untuk mengontrol sebuah alat yang besar. Solenoid
pneumatik juga merupakan interface antara kontrol elektronik dengan sistem pneumatik. Pada sistem pneumatik, tenaga disalurkan dan dikontrol
melalui gas bertekanan rendah dengan katup solenoid dan katup servo. Berdasarkan ISO 6358 tahun 1989 dan JIS B 8390 tahun 2000, aliran
rata-rata dari komponen pneumatik dicirikan oleh konduksi sonic dan perbandingan tekanan kritis. konduksi sonic mengindikasikan kemampuan
aliran melewati kondisi subsonic. Di dalam nozel, batasan antara sonic dan subsonic adalah perbandingan tekanan antara hilir dan hulu dari nozel,
25
perbandingan tekanan kritis sebesar 0.5283 berdasarkan hukum Bemoullis dan proses isentropik. Solenoid pneumatik dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Pneumatic solenoid http:i4.ebayimg.com
, 2006 b. Solenoid hidrolik
Katup solenoid hidrolik hampir sama dengan solenoid pneumatik, hanya saja solenoid hidrolik mengontrol aliran fluida hidrolik minyak,
sekitar 3000 psi 210 bar, 21 MPa, 21 MNm². Mesin hidrolik menggunakan solenoid untuk mengontrol aliran minyak menuju ke ram
atau pendorong untuk menekukmelenturkan lapisan titanium dalam proses aerospace
. Solenoid hidrolik dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Hydraulic solenoid www.hydraforce.com
, 2006
26
Solenoid merupakan gabungan antara spul yang dapat menginduksi
sifat magnet batang besi lunak soft iron sehingga mampu menarik plat besi yang lentur. Alat ini kemudian dapat digunakan sebagai pembuka dan penutup
pintu grade atau aktuator Prathama, 2002. Solenoid
dapat digunakan untuk mengoperasikan aktuator yang digerakan secara elektrik. Prinsip kerja solenoid, yaitu ketika arus listrik
melewati koilkumparan, akan timbul medan magnet yang menyebabkan suatu daya pada besi lunak plunger, mendorong plunger keluar dari kumparan.
Perubahan dari arus listrik menyebabkan perubahan daya yang terdapat pada plunger
dan pergerakan plunger. Pergerakan ini mungkin diakibatkan oleh suatu sistem lever Bolton, 1996. Disamping aktuator tipe plunger yang
sering digunakan, pendorong tipe pivoted amature dan pendorong rocker juga selalu digunakan. Sketsa gambar solenoid dapat dilihat pada Gambar 7.
kumparan pendorong
per
poros berputar
hubungan dengan perlengkapan lain
input dari kontroler Gambar 7. Sketsa gambar solenoid Bolton, 1996
Kumparan solenoid biasanya terdiri dari dua bagian, yaitu pendorong yang dapat digerakkan atau plunger dan bagian akhir kumparan atau back
stop. Efisiensi dari solenoid tergantung dari faktor-faktor sebagai berikut, yaitu mechanical geometry, susunan elektronik dan medan magnet dari
kumparan, plunger dan kerangka mesin. Plunger
bebas bergerak pada pusat dengan arah linier. Ketika kumparan diberikan arus listrik i, gaya magnet timbul antara plunger dan
bagian akhir kumparan, yang menyebabkan plunger bergerak. Penggunaan
27
baja sebagai inti magnet, akan memaksimalkan gaya magnet yang dikeluarkan. Adalah penting untuk solenoid kehilangan gaya magnetnya
ketika arus listrik dikeluarkan. Hal ini akan menyebabkan plunger kembali lagi ke posisi normal.
Bahan dari inti pusat dan lapisan dari plunger harus dipilih dengan tepat untuk mengurangi gesekan dan pemakaian yang rendah. Untuk inti
sebaiknya digunakan glass yang dilapisi dengan nylon dan kuningan, sedangkan untuk plunger sebaiknya digunakan lapisan nikel dengan sedikit
lapisan elektro atau lapisan lain yang menimbulkan sedikit gesekan http:www.solenoidcity.comdefault.html
, 2005. Arus dan kemagnetan mempunyai hubungan, medan magnet akan
timbul akibat adanya arus listrik. Besarnya kekuatan medan magnet dipengaruhi oleh besarnya arus listrik yang mengalir melewati kawat, jarak
antara kawat dan kutub magnet, serta jumlah kemagnetan yang terpusatkan di kutub-kutub magnet. Hubungan antara arus listrik dan medan magnet adalah
makin besar kekuatan arus, makin besar pula medan magnet yang timbul Daryanto, 2004.
Solenoid dibedakan menjadi dua jenis berdasarkan mekanisme
kerjanya, yaitu solenoid tipe tarik pull type solenoid dan solenoid tipe dorong push type solenoid. Kedua tipe solenoid tersebut dapat dilihat pada
Gambar 8.
Mekanisme ganjalan depan
kumparan Penutup belakang
Penghisap
Pin penghisap
a
Solenoid Tipe Dorong
Penempatan
28
Mekanisme ganjalan Penahan belakang
kumparan
Penempatan Penghisap
b
Solenoid Tipe Tarik
Sumber: http:www.solenoidcity.comsolenoidsolenoidcatalog.htm
, 2006
Gambar 8. Solenoid berdasarkan mekanisme kerja a solenoid tipe tarik dan b solenoid tipe dorong.
Untuk mendapatkan besarnya medan magnet dari suatu titik dari medan magnet selain dengan menaikkan kekuatan arus juga dapat
ditingkatkan dengan menggulung kawat berbentuk spiral. Kawat yang digulung dinamakan kumparan atau koil. Medan magnet yang timbul dari
kumparan di sekeliling kawat akan saling menguatkan. Hal ini berarti bahwa kekuatan medan magnet di dalam kumparan ditentukan oleh kekuatan arus
yang melewati kumparan, jumlah lilitan pada kumparan, dan panjang kumparan.
Suatu cara yang sangat berbeda untuk menaikkan kekuatan medan di dalam kumparan adalah dengan menempatkan suatu inti besi di dalam
kumparan. Jumlah medan magnet di dalam inti besi terdiri dari jumlah medan magnet yang disebabkan oleh arus, medan, dan kemagnetan besi Daryanto,
2004. Jika batang besi lunak diletakkan didalam solenoid dan diberikan arus
listrik, maka batang besi akan ditarik menuju solenoid dan menghasilkan medan magnet. Pergerakan ini biasanya digunakan untuk menggerakkan tuas
pengungkit, mengunci pintu, atau mengoperasikan relay. Dalam hal ini penggunaan dari saklar elektrik kecil dapat menghasilkan gaya mekanik yang
besar pada tempat yang jauh. Tidak masalah jika kumparan besi diletakkan pada ujung solenoid dimana medannya tidak seragam untuk perpindahan inti
29
besi tersebut. Lagipula, hal ini tidak terlalu penting karena arus hanya mengalir dari satu arah. Arus pengganti akan tetap bekerja
http:www.oz.net~coilgunhome.html , 2005.
D. UNIT PEMISAH
Kategori