Sakelar Magnet, Cara Kerja Kelebihan Kekurangan dan Aplikasinya

Daftar Isi

Sakelar Magnet, Cara Kerja Kelebihan Kekurangan dan Aplikasinya

Sakelar magnet adalah sakelar elektromekanis yang beroperasi dengan memberikan medan magnet. Saklar magnet pertama kali ditemukan oleh Profesor Valentin Kovalenkov pada tahun 1922 di Universitas Elektroteknik Leningrad. Kemudian dikembangkan oleh Walter B pada tahun 1936 di Bell Telephone Laboratories. 

Saklar magnet tetdiri dari dua bagian; yaitu magnet dan sakelar yang peka secara magnetis. Jenis saklelar magnet dapat berupa kontak NO (normaly open) atau kontak NC (normaly closed). Sakelar magnet ini banyak digunakan untuk mendeteksi pembukaan jendela dan pintu.  Artikel kali ini membahas bagaimana cara kerja sakelar magnet dan aplikasi penggunaannya.

Apa itu Saklar Magnet?

Sakelar elektrik yang digunakan untuk menyambung atau memutuskan kontak dalam menggunakan medan magnet dikenal sebagai sakelar magnet. Biasanya, fungsi sakelar magnet adalah untuk tetap aktif jika ada medan magnet yang kuat dan dinonaktifkan setelah medan magnet dihilangkan.

Sakelar magnet digunakan di mana elemen yang bergerak tidak memungkinkan atau tidak diinginkan untuk melakukan kontak langsung melalui sakelar misalnya di lingkungan yang tidak stabil, terendam dalam cairan, dan sebagainya. Simbol sakelar magnet ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Simbol sakelar magnet

Sakelar magnet tertutup oleh bahan kaca untuk menjaga medan magnet dan komponennya. Selain itu bahan kaca ini juga melindungi saklar dari kondisi lingkungan eksternal. 

Saat memilih atau menggunakan sakelar magnet, beberapa parameter ini perlu dipertimbangkan seperti jenis aplikasi, kebutuhan daya, sensitivitas magnetik, dan lingkungan pengoperasian.

Rating kontak sakelar magnetik adalah daya maksimum dalam watt yang dapat diswitch oleh kontak. Nilai kontak sakelar ini adalah hasil dari tegangan dan arus yang akan mengalir ke seluruh sakelar.

Cara Kerja Sakelar Magnet

Sakelar magnet menggunakan magnet yang dapat digerakkan dan sakelar ini digunakan di banyak aplikasi, misalnya pada stasiun pengisian daya mobil listrik hingga lampu jalan otomatis. Tapi bagaimana sakelar tersebut bekerja?

Prinsip dasar sakelar magnet adalah bahwa elektromagnet (kumparan kawat) dialiri arus listrik dan kemudian diputus arus listriknya. Ketika arus mengalir melalui kumparan, maka akan menciptakan medan magnet yang menarik magnet lain di sekitarnya. 

Ketika koil tidak diberi energi dan tidak ada lagi arus yang mengalir melaluinya, medan magnet akan menghilang dan melepaskan semua energinya sekaligus. 

Sakelar ini tidak terpengaruh oleh air, oli, es, kotoran, dan lain-lain. Jadi ini merupakan sakelar listrik yang fleksibel. Contoh terbaik dari sakelar ini adalah relai elektromekanis, sensor efek Hall, dan sakelar buluh.

Jenis Sakelar Magnet

Ada tiga jenis sakelar magnet, sakelar buluh, sakelar efek hall, dan sakelar Triac atau Transistor.

1. Sakelar Buluh (Reed Switch) 

Sakelar buluh sangat responsif terhadap medan magnet dan dapat disesuaikan. Sakelar ini cukup murah dibandingkan dengan jenis sakelar lainnya. Jenis sakelar buluh ini biasanya digunakan dalam aplikasi sakelar batas atau jarak seperti ponsel, pintu pada peralatan rumah tangga, alarm keamanan, alat berat, dan pintu pada kendaraan.

Sakelar buluh tersedia dalam berbagai gaya penggerak magnet, diukur dalam AT (Ampere-Turn). Sakelar ini dapat bervariasi berdasarkan dimensi buluh, faktor lingkungan yang berdekatan dan kekuatan medan magnet yang diterapkan.

2. Saklar Efek Hall

Perangkat semikonduktor seperti sakelar Efek Hall tidak memiliki kontak mekanis. Jadi sakelar jenis ini rentan pecah karena kejutan mekanis. Sakelar ini biasanya digunakan sebagai sakelar batas dalam aktuator yang digunakan pada elevator, peralatan otomatisasi pabrik, kendaraan, dll.

Sakelar efek Hall dilengkapi opsi tambahan untuk konfigurasi aplikasi karena tersedia dengan opsi Unipolar atau Omnipolar. Perangkat Omnipolar dapat melihat kutub Selatan atau Utara magnet, sedangkan perangkat Unipolar hanya mendeteksi satu kutub. Efek Hall mengubah sensitivitas magnetik terutama tergantung pada arus listrik yang diterapkan dan jenis medan magnet yang dihasilkan.

3. Sakelar Triac atau Transistor

Sakelar transistor atau Triac adalah sakelar yang paling kompleks karena mencakup sirkuit tambahan ke sakelar. Sakelar triac utamanya dirancang untuk digunakan dalam aplikasi kontrol dan switching daya dalam sistem tegangan AC. Sedangkan sakelar Transistor dirancang untuk aplikasi kontrol dan switching daya dalam sistem tegangan DC.

Sakelar jenis ini kuat, sehingga ideal untuk penggunaan pada arus lebih tinggi dan aplikasi beban berat. Sakelar ini biasanya digunakan untuk mengendalikan motor, relai, atau jenis beban induktif lainnya. Kemampuan membawa arus dari sakelar Transistor atau Triac dapat ditingkatkan dengan menggunakannya dalam kombinasi dengan sakelar Efek Hall atau Reed.

Rangkaian Saklar Magnet

Rangkaian sakelar magnet ditunjukkan di bawah ini yang dapat dibuat dengan komponen elektronik yang berbeda seperti sakelar magnet, baterai 3V, resistor 470 Ohm , dan LED. Rangkaian terhubung sesuai dengan diagram yang ditunjukkan di bawah ini. Ini adalah sakelar dua terminal yang diaktifkan setelah magnet dibawa ke area sekitar sakelar.

Secara umum, sakelar ini tersedia dalam dua jenis yang NO dan NC. Sakelar magnet NO adalah sakelar yang membuka rangkaian listrik ketika tidak ada magnet di sekitarnya sehingga tidak ada aliran di rangkaian. Begitu pula jika magnet diletakkan di dekat saklar maka rangkaian akan tertutup; akibatnya, arus mengalir ke seluruh rangkaian yang menghidupkan beban.

Pada rangkaian di atas,  menggunakan sakelar magnet yang terhubung ke LED untuk menunjukkan cara kerja sakelar ini.

Sakelar magnet yang NC sangat berlawanan karena sakelar ini akan ditutup tanpa magnet di sekitarnya. Jadi tanpa magnet di dekat sakelar, listrik dapat dialirkan melintasi sakelar magnet dan menyalakan beban. Setelah magnet diberikan di dekat sakelar, maka ia membuka rangkaian kemudian beban akan dimatikan.

Dalam rangkaian contoh ini, biasanya menggunakan sakelar terbuka sehingga LED akan menyala hanya ketika magnet berada di sekitarnya.

Sakelar ini biasanya menangani lebih dari  arus 1A dan daya 100V. Cara kerja rangkaian ini adalah, untuk saklar NO (normally open), rangkaian akan dimatikan bila tidak ada magnet. Ketika magnet diatur di dekat area sekitar sirkuit, sirkuit akan menyala dan LED akan menyala. Jadi sakelar ini disebut perangkat yang digerakkan secara magnetis.

Untuk saklar yang biasanya tertutup (NC), rangkaian elektronik akan menyala ketika tidak ada magnet, akibatnya LED akan menyala. Ketika magnet diatur di dekat area sekitar sirkuit, maka sirkuit akan dimatikan dan LED seperti beban akan dimatikan.

Baca Juga: Saklar Membran; Taktil dan Non-Taktil

Keuntungan Penggunaan Sakelar Magnet

Keuntungan dari saklar magnet termasuk yang berikut.

1. Sakelar magnet berbentuk sederhana, andal, dan memiliki kemampuan aktuasi.
2. Sakelar magnet dapat diintegrasikan pada lingkungan dengan ruang terbatas (sempit) karena desain profil rendah.
3. Lebih ringan dan tidak mahal.
4. Sakelar ini ON/OFF dengan sangat cepat.
5. Resistensi kontak kurang.
6. Umurnya lebih panjang.
7. Pemeliharaan yang lebih murah.
8. Ini memiliki kinerja tinggi.
9. Tidak memerlukan komponen tambahan selain magnet untuk fungsinya.
10. Sakelar magnet dapat beroperasi baik AC & DC.
11. Saklar ini dapat digunakan oleh magnet dalam kondisi terbuka atau tertutup tanpa batas waktu tanpa penggunaan daya.
12. Seperti halnya sakelar optik, kinerja sakelar ini tidak terpengaruh oleh kotoran atau debu.

Kekurangan Sakelar Magnet

Kerugian dari sakelar magnet termasuk yang berikut.

1. Sakelar menggunakan magnet terpisah untuk dapat beroperasi.
2. Jika magnet berada jauh di atas beberapa milimeter dari bagian sakelar, maka magnet tidak berfungsi dengan baik.
3. Tabung kaca sakelar ini dapat dengan mudah rusak.
4. Lengkungan dapat terjadi di antara kontak.
5. Sakelar ini dapat dinyalakan secara tidak sengaja melalui medan magnet lainnya.

Aplikasi Penggunaan Sakelar Magnet

Aplikasi sakelar magnet meliputi berikut ini.

Saklar magnet digunakan untuk menyambungkan atau memutuskan kontak dalam medan magnet. Jadi sakelar ini diaktifkan selama ada medan magnet dan sakelar dinonaktifkan ketika medan magnet dihilangkan.

Sakelar magnet membantu mendeteksi pembukaan jendela & pintu.

Sakelar ini digunakan dalam aplikasi bertenaga baterai

Saklar ini digunakan untuk mengukur besarnya medan magnet.

Sakelar biasanya digunakan dalam takometer, sistem pengereman anti-lock , dll.

Sakelar magnet biasanya digunakan pada kendaraan tugas berat seperti peralatan konstruksi jalan dan truk pemeliharaan jalan untuk berbagai sistem seperti indikator level bahan bakar, sakelar keamanan, power steering, sistem pengapian, konsol peralatan, dll.

Sakelar magnet digunakan di panel kontrol & panel Instrumentasi untuk aplikasi yang berbeda.

Jenis sakelar ini digunakan dalam berbagai aplikasi transportasi darat karena keserbagunaannya.

Sakelar magnet digunakan di bus pribadi untuk sistem keselamatan, sistem bahan bakar & sistem pengapian, dll.

Sakelar ini berguna untuk menghindari pemborosan energi setiap kali pintu lemari es membuka & menutup agar tidak bekerja.

Demikianlah pembahasan tentang cara kerja, kelebihan, kekurangan dan aplikasin sakelar magnet.