Pengertian Solenoida (Solenoid), Jenis-jenis dan Cara Kerja Solenoida

Pengertian Solenoida (Solenoid) dan jenis-jenis solenoid – Solenoid atau solenoida merupakan seperangkat elemen elektromagnetik yang mampu mengubah bentuk energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan. Jenis gerak yang umumnya dihasilkan oleh elemen ini adalah pull atau tarikan dan push atau dorongan.

Solenoid tersusun atas satu kumparan listrik atau electrical coil yang dililitkan pada sebuah tabung berbentuk silinder dan dilengkapi dengan plunger. Plunger atau aktuator ferro magnetik tersebut bisa bergerak keluar dan masuk bodi kumparan dengan leluasa.

Aktuator atau actuator sendiri merupakan alat mekanik yang bisa bergerak atau mengatur suatu mekanisme. Solenoid merupakan anggota dari kelompok elemen transduser. Sebagai informasi, transduser adalah alat yang bisa mengubah satu bentuk energi ke bentuk energi lain.

Aplikasi solenoid umumnya adalah untuk mengoperasikan dan menggerakkan mekanisme robotik, sebagai saklar listrik (solenoid switch), membuka dan menutup valve atau katup, serta membuka dan menutup pintu secara otomatis menggunakan energi listrik.

Solenoid yang bisa membuka serta menutup suatu katup dapat disebut dengan istilah solenoid valve atau solenoid katup. Solenoid katup terdiri dari beberapa jenis di antaranya solenoid valve air dan solenoid valve gas.

Jenis-jenis Solenoida (Solenoid)

Pada umumnya, solenoid tersedia dalam dua bentuk yaitu Solenoid Linier atau sering dikenal dengan nama Linear ElectroMechanical Actuator (LEMA) dan Solenoid Rotasi (Rotary Solenoid).

1. Solenoida Linier (Linear Solenoid)

Solenoida linier atau linear solenoida merupakan alat elektromagnetik atau elektromekanis yang dapat mengubah energi listrik menjadi sinyal magnetik atau energi gerakan mekanis. Cara kerjanya sama dengan prinsip kerja Relay Elektromekanis yang dapat dikendalikan dengan menggunakan transistor, MOSFET, dan komponen elektronika lainnya.

Solenoid ini disebut dengan solenoid linier karena plunger atau aktuatornya bergerak secara linier. Solenoid linier biasanya tersedia dalam dua bentuk konfigurasi dasar yaitu solenoid linier tiper tarik (Pull Type) yang dapat menarik beban kearah dirinya apabila diberi arus listrik dan solenoid tipe dorong (Push Type) yang dapat mendorong beban menjauhi dirinya apabila diberikan arus listrik secukupnya.

Pada umumnya, konstruksi dan struktur dasar solenoid linier tipe tarik maupun tipe dorong adalah sama, perbedaannya hanya terletak pada desain plunger dan arah pegasnya.

Cara Kerja Solenoida Linier

Ketika arus listrik diberikan ke Koil, koil tersebut akan menghasilkan medan magnet, medan magnet tersebut akan menarik Plunger yang berada di dalam koil masuk ke pusat koil dan merapatkan atau mengkompreskan pegas yang terdapat di satu ujung Plunger tersebut. Gaya dan kecepatan Plunger tergantung pada kekuatan Fluks magnetik yang dihasilkan oleh Koil.

Bila arus listrik dimatikan (OFF), medan elektromagnet yang dihasilkan sebelumnya akan hilang sehingga energi yang tersimpan pada pegas yang dikompres tersebut akan mendorong plunger keluar kembali ke posisi semula.

Solenoid Linier ini sangat berguna dan banyak digunakan di aplikasi yang memerlukan gerakan “Tutup” dan “Buka” atau “Keluar” dan “Masuk” seperti pada kunci pintu yang dioperasikan secara elektronik, kontrol katup pneumatik atau hidrolik, robotika, mesin otomotif dan pintu irigasi.

2. Solenoida Rotasi (Rotary Solenoid)

Kebanyakan Solenoida elektromagnetik yang kita temukan di pasaran  adalah perangkat linier yang menghasilkan gaya maju dan gaya mundur secara linier.

Namun ada juga Solenoida yang tersedia dalam bentuk Rotasi yang digunakan untuk menghasilkan gerakan sudut atau gerakan putar (rotasi) dari posisi netral ke posisi searah jarum jam ataupun posisi berlawanan arah dengan jarum jam dengan sudut tertentu.

Solenoid jenis Rotasi ini dapat digunakan untuk mengantikan fungsi motor DC kecil ataupun motor stepper yang sudut gerakannya sangat kecil. Berdasarkan sudut gerakannya, Solenoid Rotasi biasanya tersedia dalam sudut gerakan 25⁰, 35⁰, 45⁰, 60⁰ dan 90⁰.

Ada juga yang tersedia dalam bentuk gerakan yang dapat menuju ke sudut tertentu kemudian kembali lagi ke posisi awal (posisi nol), contohnya dari posisi 0 ke 90⁰ kemudian kembali lagi ke posisi 0.

Cara Kerja Solenoida Rotasi

Solenoid Rotasi dapat menghasilkan gerakan rotasi ketika diberikan energi atau arus listrik ataupun pada saat berubah polaritas medan elektromagnetik. Solenoid Rotasi terdiri dari gulungan listrik yang dililitkan di sekitar rangka baja dengan disk magnetik yang terhubung ke poros output yang berada di atas koil.

Pada saat diberikan arus listrik, medan elektromagnetik menghasilkan kutub-kutub utara dan kutub-kutub selatan yang menolak kutub magnet permanen yang berdekatan sehingga menyebabkannya berputar pada sudut yang ditentukan oleh konstruksi mekanis Solenoid Rotasi itu sendiri.

Solenoid Rotasi ini umumnya diaplikasikan printer dot matriks, mesin-mesin otomotif dan peralatan-peralatan otomatis.

Penggunaan Solenoid pada Kehidupan Sehari-hari

Pengertian solenoid juga diaplikasikan pada beberapa peralatan yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini penjelasannya:

1. Pesawat Telepon

Pesawat telepon terdiri dari dua bagian utama, yaitu speaker dan mikrofon. Fungsi dari mikrofon adalah mengubah gelombang suara menjadi listrik. Suara yang ditangkap oleh mikrofon pada perangkat telepon dapat menggetarkan diafragma.

Gelombang listrik hasil yang dihasilkan oleh mikrofon dikirimkan kepada penerima di seberang sana. Gelombang listrik yang berhasil diterima akan membuat membran speaker bergetar, sehingga muncul suara.

2. Kunci Pintu Listrik

Kunci listrik pada pintu terhubung langsung dengan saklar. Ketika saklar ada di posisi ON atau dialiri listrik, solenoid aktif dan menghasilkan gaya elektromagnetik. Gaya tersebut menarik pengunci pintu sehingga bisa terbuka. Ketika saklar mati, pintu akan terkunci kembali.

3. Speaker

Ada dua buah magnet di dalam speaker, yang pertama adalah magnet permanen. Sedangkan magnet kedua akan muncul jika terdapat arus listrik yang masuk. Kutub negatif magnet permanen menarik kutub positif elektromagnet.

Hal ini juga berlaku sebaliknya, yaitu kutub negatif elektromagnet tertarik oleh kutub positif magnet permanen. Adanya gaya tarik menarik ini menyebabkan adanya pertukaran orientasi pada kutub elektromagnet.

Gerakan tersebut akan mendorong koil suara secara terus menerus dan menghasilkan suara yang bisa didengar.

4. Bel Listrik

Bunyi yang dihasilkan oleh bel listrik merupakan hasil dari kinerja solenoid di dalamnya. Besi yang ada di dalam bel listrik akan berubah menjadi magnet ketika dialiri oleh listrik. Magnet tersebut menarik besi lentur yang kemudian memukul dinding besi sehingga menghasilkan bunyi.

Aliran listrik dihubungkan dan diputus secara berulang-ulang dengan sangat cepat, sehingga menghasilkan bunyi bel listrik seperti yang kita dengar.