21 Jenis Saklar Listrik dan Fungsinya (LENGKAP)

Jenis Saklar

Saklar adalah perangkat yang dirancang untuk mengganggu aliran arus dalam suatu rangkaian listrik, dengan kata lain, saklar dapat menghubungkan atau memutus rangkaian listrik.

Banyak sekali jenis saklar yang dapat ditemukan, meskipun begitu setiap aplikasi listrik dan elektronik menggunakan setidaknya satu sakelar untuk menjalankan pengoperasian ON dan OFF  pada perangkat tersebut.

Dengan kata lain sakelar adalah bagian dari sistem kontrol sehingga tanpa sebuah saklar maka operasi kontrol tidak dapat dilakukan. Sakelar dapat menjalankan dua fungsi, yaitu Fully ON (dengan menutup kontaknya) atau Fully OFF (dengan membuka kontaknya).

Ketika kontak saklar ditutup, saklar akan menciptakan jalur tertutup atau dikenal juga close circuit sehingga aliran arus dapat mengalir. Ketika kontak saklar terbuka, tidak ada daya yang dikonsumsi oleh beban dan menciptakan jalur terbuka yang dikenal juga normally open seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Jenis-Jenis Saklar

Adapun jenis saklar dibedakan menjadi dua kategori yaitu saklar mekanis dan saklar elektronik

Jenis Sakelar mekanis harus diaktifkan secara fisik, dengan menekan, menggerakkan, melepaskan, atau menyentuh kontaknya.

Jenis Sakelar elektronik tidak memerlukan kontak fisik apa pun untuk mengontrol sirkuit. Biasanya saklar tipe ini dikendalikan menggunakan semikonduktor

Pembagian Jenis Saklar

1. Saklar Mekanis terdiri dari 

Single Pole Single Throw Switch (SPST)

Single Pole Double Throw Switch (SPDT)

Double Pole Single Throw Switch (DPST)

Double Pole Double Throw Switch (DPDT)

Push Button Switch

Toggle Switch

Limit Switch

Float Switches

Flow Switches

Pressure Switches

Temperature Switches

Joystick Switch

Rotary Switches

2. Saklar Elektronik terdiri dari

Bipolar Transistors

Power Diode

MOSFET

IGBT

SCR

TRIAC

DIAC

Gate Turn-Off Thyristor

Jenis Saklar dan Pembahasannya

Saklar Mekanis

Sakelar mekanis dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa tipe berdasarkan beberapa faktor seperti metode aktuasi (sakelar manual, limit dan proses), jumlah kontak (sakelar kontak tunggal dan multi kontak), jumlah kutub dan pelemparannya (SPST, DPDT, SPDT, dll.), operasi dan konstruksi (saklar tombol, toggle, rotary, joystick, dll), berdasarkan keadaan (sakelar sesaat dan terkunci), dll.

Berdasarkan jumlah kutub dan lemparan, Jenis saklar ini diklasifikasikan ke dalam tipe berikut. Kutub mewakili jumlah rangkaian daya individu yang dapat diaktifkan.

Sebagian besar jenis sakelar mekanis memiliki satu, dua, atau tiga kutub dan dirancang sebagai kutub tunggal, kutub ganda, dan tiga kutub (single pole, double pole and triple pole)

Jumlah lemparan/throws mewakili jumlah daerah di mana arus dapat melewati sakelar. Sebagian besar sakelar dirancang untuk memiliki satu atau dua lemparan yang dikenal sebagai sakelar lemparan tunggal (single throws) dan lemparan ganda (double throw switches).

Single Pole Single Throw Switch (SPST)

SPST adalah Jenis saklar ON OFF yang terdiri dari satu kontak input dan satu kontak output.

SPST merupakan jenis saklar satu sirkuit bekerja dengan cara membuat (ON) atau memutus (OFF) beban.

Kontak SPST dapat berupa konfigurasi normally open atau normally closed.

Single Pole Double Throw Switch (SPDT)

Jenis saklar ini memiliki tiga terminal, satu adalah kontak input dan dua lainnya adalah kontak output.

Ini berarti tipe saklar ini terdiri dari dua posisi ON dan satu posisi OFF.

Di sebagian besar rangkaian, sakelar ini digunakan sebagai pergantian untuk menghubungkan input antara dua pilihan output.

Kontak yang terhubung ke input secara umum disebut kontak normally closed dan kontak yang akan terhubung selama operasi ON adalah kontak normally open.

Double Pole Single Throw Switch (DPST)

Jenis saklar ini terdiri dari empat terminal, dua kontak input dan dua kontak output.

Cara kerja seperti dua konfigurasi SPST terpisah, yang beroperasi pada saat yang sama.

Tipe saklar ini hanya memiliki satu posisi ON, tetapi dapat menggerakkan dua kontak secara bersamaan, sehingga setiap kontak input akan terhubung ke kontak output yang sesuai.

Dalam posisi OFF kedua sakelar berada pada status terbuka.

Jenis sakelar ini digunakan untuk mengendalikan dua sirkuit yang berbeda sekaligus, selain itu kontak dari sakelar ini dapat berupa konfigurasi normally open atau normally closed.

Double Pole Double Throw Switch (DPDT)

Merupakan saklar ON OFF ganda yang terdiri dari dua posisi ON.

Tipe saklar ini memiliki enam terminal, dua adalah kontak input dan empat sisanya adalah kontak output, cara kerjanya seperti konfigurasi dua SPDT terpisah, yang beroperasi pada saat yang sama.

Dua kontak input terhubung ke satu set kontak output di satu posisi dan di posisi lain, kontak input terhubung ke set kontak output yang lain.

Push Button Switch

Merupakan jenis sakelar kontak sesaat yang menghubungkan hubungan arus selama ditekan dan sebaliknya.

Tombol saklar akan kembali pada posisi normal ketika tombol dilepaskan

Terdapat mekanisme pegas internal untuk mengoperasikan dua keadaan saklar (ditekan dan dilepaskan).

Saklar ini terdiri dari kontak stasioner/diam dan bergerak, dimana kontak stasioner terhubung secara seri dengan sirkuit yang akan diaktifkan sementara kontak bergerak terpasang dengan tombol push.

Tombol-tombol push secara umum diklasifikasikan ke dalam normally open, normally closed dan tombol tekan kerja ganda seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas.

Tombol tekan kerja ganda umumnya digunakan untuk mengendalikan dua rangkaian listrik.

Toggle Switch

Toggle switch digerakkan secara manual (didorong ke atas atau ke bawah) dengan menggunakan gagang mekanis, tuas, atau mekanisme goyang. Umumnya toggle switch digunakan sebagai sakelar kontrol lampu.

Sebagian besar sakelar ini terdiri dari dua atau lebih posisi tuas yang terdapat di versi sakelar SPDT, SPST, DPST, dan DPDT, biasanya digunakan untuk berpindah ke arus tinggi (sampai 10 A) dan juga dapat digunakan untuk berpindah ke arus kecil.

Toggle switch tersedia dalam berbagai tingkatan, ukuran dan model serta digunakan untuk berbagai jenis aplikasi. Kondisi ON dapat berupa posisi levelnya, tetapi biasanya posisi ke bawah adalah posisi tertutup atau ON.

Pressure Switches

Sakelar ini biasanya digunakan dalam aplikasi industri untuk merasakan tekanan sistem hidrolik dan perangkat pneumatik.

Bergantung pada kisaran tekanan yang akan diukur, sakelar tekanan ini diklasifikasikan menjadi pressure switch dengan diberoperasikan diafragma, pressure switch tipe metal bellow, dan pressure switch tipe piston.

Dalam semua tipe pressure switch ini, elemen pendeteksi tekanan mengoperasikan serangkaian kontak (yang bisa berupa kontak kutub ganda atau kutub tunggal).

Simbol sakelar ini terdiri atas setengah lingkaran yang terhubung ke garis di mana bagian datar menunjukkan diafragma. Sakelar ini dapat berupa konfigurasi tipe normally open atau normally closed.

Temperature Switches

Elemen penginderaan panas yang paling umum adalah bimetal strip yang beroperasi berdasarkan prinsip ekspansi termal.

Bimetalik strip dibuat dengan dua logam yang berbeda (yang memiliki laju ekspansi termal yang berbeda) dan terikat satu sama lain, kontak saklar dioperasikan ketika suhu menyebabkan strip menekuk atau membungkus.

Metode lain untuk mengoperasikan sakelar suhu adalah dengan menggunakan tabung gelas merkuri, ketika bola lampu dipanaskan, merkuri dalam tabung akan mengembang dan kemudian menghasilkan tekanan untuk mengoperasikan kontak.

Joystick Switch

Sakelar Joystick adalah perangkat kontrol yang digerakkan secara manual yang digunakan terutama dalam peralatan kontrol portabel, dimana terdiri dari tuas yang bergerak bebas di lebih dari satu sumbu gerak.

Bergantung pada gerakan tuas yang didorong, satu atau lebih kontak sakelar digerakkan.

Sakelar joystick sangat cocok untuk menurunkan, menaikkan dan memicu gerakan ke kiri dan kanan.

Biasannya digunakan untuk membangun mesin, kontrol kabel dan crane. 

Rotary Switches

Rotary switch atau saklar putar digunakan untuk menghubungkan satu baris ke satu baris lainnya yang mana terdiri dari banyak baris.

Contoh penerapan saklar putar ini adalah penyeleksi jangkauan dalam peralatan meteran listrik, pemilih saluran pada perangkat komunikasi dan pemilih pita pada radio multi-band.

Saklar putar terdiri dari satu atau lebih kontak bergerak (kenop) dan lebih dari satu kontak stasioner.

Sakelar ini hadir dengan susunan kontak yang berbeda seperti single pole 12-way, 3-pole 4-way, 2-pole 6-way and 4-pole 3-way.

Saklar Elektronik

Sakelar elektronik umumnya disebut sakelar keadaan padat (solid state) karena tidak ada bagian yang bergerak secara fisik sehingga tidak ada kontak fisik.

Sebagian besar peralatan yang menggunakan sakelar elektronik dikendalikan oleh semikonduktor seperti drive motor dan peralatan HVAC.

Ada berbagai jenis sakelar elektronik yang tersedia di pasaran saat ini dengan berbagai ukuran dan tingkatan. Beberapa jenis sakelar elektronik ini termasuk transistor, SCR, MOSFET, TRIAC dan IGBT.

Transistor Bipolar

Salah satu penerapan dari transistor yaitu memungkinkan arus untuk lewat atau memblokir arus seperti yang bekerja pada saklar normal.

Pada rangkaian transistor sebagai saklar, transistor beroperasi dalam mode cut-off untuk kondisi OFF atau memblok arus dan dalam mode saturasi untuk kondisi ON. Wilayah aktif transistor tidak digunakan untuk aplikasi saklar.

Transistor NPN dan PNP dioperasikan atau dinyalakan ketika arus basis yang cukup disuplai ke transistor. Ketika arus kecil mengalir melalui terminal basis yang dipasok oleh rangkaian penggerak (terhubung antara basis dan emitor), hal itu akan menyebabkan kondisi ON pada jalur kolektor-emitor.

Dan akan berpindah ke kondisi OFF ketika arus basis dilepas dan tegangan basis dikurangi menjadi sedikit negatif. Meskipun menggunakan arus basis kecil, transistor mampu membawa arus yang jauh lebih tinggi melalui jalur kolektor-emiter.

Dioda Daya

Suatu dioda dapat bertindak sebagai saklar dengan status impedans antara keadaan tinggi dan rendah. Bahan semikonduktor seperti silikon dan germanium digunakan untuk membuat dioda.

Biasanya, dioda daya dibuat menggunakan silikon untuk mengoperasikan perangkat pada arus yang lebih tinggi dan suhu sambungan yang lebih tinggi.

Dioda daya dibangun dengan menggabungkan bahan semikonduktor tipe p dan n bersama-sama untuk membentuk persimpangan PN. dioda daya memiliki dua terminal yaitu anoda dan katoda.

Ketika anoda dibuat positif sehubungan dengan katoda dan dengan penerapan tegangan lebih besar dari tingkat ambang batas, sambungan PN akan menjadi forward bias dan mulai bekerja (seperti saklar ON).

Ketika terminal katoda dibuat positif sehubungan dengan anoda, sambungan PN akan menjadi reverse bias dan menghambat aliran arus (seperti sakelar OFF).

MOSFET

Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) adalah unipolar dan dapat bekerja sebagai perangkat saklar frekuensi tinggi.

MOSFET sebagai saklar yang paling umum digunakan pada aplikasi daya elektronik. MOSFET memiliki tiga terminal yaitu Drain (output), Source (umum) dan Gate (input).

MOSFET merupakan perangkat yang dikontrol dengan tegangan, yaitu dengan mengendalikan input (Gate ke Source) tegangan, resistansi antara drain dan sumber dikendalikan yang mana akan menentukan status ON dan OFF perangkat.

MOSFET dapat berupa perangkat P-channel atau N-channel. MOSFET N-channel disetel ON dengan menerapkan VGS positif yang berhubngan dengan source (dengan ketentuan VGS harus lebih besar dari ambang tegangan).

P-channel MOSFET beroperasi dengan cara yang sama seperti N-channel MOSFET tetapi tegangan menggunakan polaritas terbalik. VGS dan VDD keduanya negatif yang berhubungan dengan source untuk mengaktifkan saklar pada kondisi ON pada p-channel MOSFET.

IGBT

Insulated Gate Bipolar Transistor atau IGBT menggabungkan beberapa keunggulan transistor daya persimpangan bipolar dan MOSFET daya.

Seperti halnya MOSFET, IGBT adalah perangkat yang dikontrol melalui tegangan dan memiliki jatuh tegangan keadaan ON yang lebih rendah (kurang dari MOSFET dan lebih dekat ke transistor daya).

IGBT dapat dinyalakan dengan menerapkan tegangan positif (lebih besar dari tegangan ambang batas) antara gate dan emitor. IGBT dapat dihidupkan dengan mengurangi tegangan melintasi gate-emitor ke nol.

Dalam sebagian besar kasus, dibutuhkan tegangan negatif untuk mengurangi OFF losses sehingga mematikan IGBT dengan aman.

SCR

Silicon Controlled Rectifier (SCR) adalah yang paling banyak digunakan sebagai perangkat saklar kecepatan tinggi untuk aplikasi kontrol daya. SCR adalah sebuah perangkat searah sebagai dioda, terdiri dari tiga terminal, yaitu anoda, katoda dan gate.

SCR dinyalakan dan dimatikan dengan mengontrol input gerbang dan kondisi bias dari terminal anoda dan katoda. SCR terdiri dari empat lapisan dari lapisan P dan N alternatif sehingga batas setiap lapisan membentuk persimpangan J1, J2 dan J3.

TRIAC

Sakelar Triac (TRIode AC) adalah jenis saklar dua arah yang merupakan rangkaian setara dari dua koneksi SCR back to back dengan satu terminal gerbang.

TRIAC memiliki kemampuan untuk mengontrol daya AC di puncak positif dan negatif dari bentuk gelombang tegangan, TRIAC biasanya diaplikasikan dalam pengontrol kecepatan motor, peredupan cahaya,  drive motor,  sistem kontrol tekanan, dan peralatan kontrol AC lainnya.

DIAC

DIAC (atau DIode AC switch) adalah jenis saklar dua arah dan terdiri dari dua terminal yang tidak dinamai sebagai anoda dan katoda. Ini berarti bahwa DIAC dapat dioperasikan di kedua arah terlepas dari identifikasi terminal.

Ketika tegangan diterapkan pada DIAC, maka DIAC akan beroperasi dalam mode forward blocking atau reverse blocking kecuali tegangan yang diberikan kurang dari tegangan breakover. Setelah tegangan meningkat lebih dari tegangan breakover, terjadi break avalanche dan perangkat mulai bekerja.

Gate Turn-Off Thyristor

GTO (Gate Turn off Thyristor) adalah jenis perangkat saklar semikonduktor bipolar. GTO memiliki tiga terminal sebagai anoda, katoda dan gate. Seperti namanya, perangkat saklar ini mampu mematikan "OFF" melalui terminal gerbang.

GTO dihidupkan "ON" dengan menerapkan arus gerbang positif kecil yang memicu mode konduksi dan GTO dimatikan "OFF" dengan menerapkan pulsa negatif ke gerbang. Simbol GTO terdiri dari panah ganda pada terminal gerbang yang mewakili aliran dua arah arus melalui terminal gerbang.


Demikian pembahasan jenis-jenis resistor beserta fungsinya, semoga bermanfaat.