Pengertian, Jenis, Cara Kerja dan Penggunaan Solenoida (Solenoid)

Pengertian Solenoida

Ada beberapa pengertian tentang solenoid atau juga sering disebut dengan solenoida. Secara sederhana, solenoida merupakan salah satu dari sekian banyak transduser, yaitu alat atau perangkat elektromagnetik yang dapat merubah sebuah energi asal menjadi bentuk energi lain. Sebuah solenoida dapat terdiri dari beberapa lilitan. 

Solenoida dibuat dari gulungan kawat logam yang bersifat konduktif yang disusun dengan perhitungan tertentu sehingga membentuk sebuah kumparan yang kemudian dialiri arus listrik. Kemudian di dalam koil tersebut diisi batang besi silinder untuk memperbesar medan magnet yang dihasilkan. 

Apabila solenoid difungsikan, dia dapat bekerja merubah energi listrik menjadi energi gerak yang diperoleh dari perubahan energi listrik menjadi energi gerak yang dihasilkan oleh solenoid adalah gerakan menarik (pull), mendorong (push) dan berputar (rotasi). 

Hal tersebut dapat dipahami dengan mudah dengan melihat rangkaian solenoida yang terdiri dari kumparan listrik yang dililitkan pada tabung berbentuk silinder dengan aktuator ferro-magnetic atau Plunger yang bebas bergerak keluar masuk dari kumparan. Rangkaian solenoida dapat digunakan untuk menggerakan mekanisme robotik, misalnya pada sakelar listrik, untuk membuka dan menutup pada pintu otomatis, untuk membuka dan menutup katup (valve) dan lain-lain. 

Solenoida yang dapat digunakan untuk membuka dan menutup katup disebut dengan Solenoid Katup (Solenoid Valve).

Jenis-Jenis Solenoida (Solenoid)

Secara dasar, solenoida tersedia dalam 2 jenis, yaitu

1. Solenoida Linier atau Linear Electro Mechanical Actuator (LEMA)

2. Solenoida Rotasi atau Rotary Solenoida

1. Solenoida Linier (Linear Solenoida)

Solenoida Linier adalah perangkat bersifat elektromagnetik yang bekerja merubah energi listrik menjadi energi gerak/ mekanis.

Mengapa disebut sebagai solenoida linier? 

Karena actuator atau plungernya bergerak maju-mundur secara linier. Solenoid jenis ini tersedia dalam 2 jenis yaitu;

1. Solenoida Linier Tarik (Pull Type)

Ketika bekerja, solenoida jenis ini menarik plunger kearahnya.

2. Solenoida Linear tipe Dorong (Push Type)

Ketika bekerja, solenoida jenis ini mendorong plunger kearahnya

Solenoida linier tipe tarik dan tipe dorong memiliki konfigurasi bentuk yang hampir sama, perbedaannya adalah pada peletakan plunger dan pegasnya.

Cara Kerja Solenoida Linier

Sebuah koil yang diberi arus listrik akan menciptakan medan magnet yang akan menarik plunger yang ada dalam koil tersebut sehingga masuk ke pusat koil dan akan menekan pegas yang ada pada ujung plunger tersebut. Besarnya daya dan kecepatan pergerakan plunger tersebut dipengaruhi oleh besarnya kekuatan magnetik yang dihasilkan.

Sebaliknya, bila pasokan arus listrik diputuskan, tarikan yang dihasilkan dari medan elektromagnet akan hilang sehingga pegas akan merenggang lalu mendorong plunger hingga kembali ke posisi semula.

Solenoida 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, pintu irigasi dan lain-lain.

2. Solenoida Rotasi (Rotary Solenoida)

Selain Solenoida linier yang menghasilkan gerakan maju dan mundur secara linier, ada juga solenoid rotasi, yaitu solenoida yang menghasilkan gerakan memutar searah jarum jam atau berlawanan dengan arah jarum jam.

Solenoid rotasi digunakan untuk mengantikan motor DC, terutama motor yang pergerakannya memiliki sudut yang kecil. Berdasarkan sudut pergerakannya. Solenoid rotasi yang paling sering dipakai adalah solenoid dengan sudut gerakan 25⁰, 35⁰, 45⁰, 60⁰ dan 90⁰.

Cara Kerja Solenoida Rotasi

Ketika koil dialiri listrik, maka polaritas medan elektromagnetiknya akan berubah sehingga solenoid menghasilkan gerakan berputar. Solenoid rotasi terdiri dari beberapa koil yang dililitkan pada baja dengan disk magnetik yang disatukan dan diletakkan pada output di atas rangkain koil.

Ketika koil dialiri arus listrik, kumparan akan menghasilkan medan elektromagnetik sehingga terbentuk kutub utara dan kutub selatan yang akan saling bertolakan sehingga menyebabkannya perputaran pada sudut yang sudah ditentukan dalam pembuatan solenoid rotasi.

Penggunan Solenoid Pada Kehidupan Sehari-hari:

1. Bel listrik 

Pada bel listrik, ketika solenoid dialiri arus listrik, besi dalam rangkain bel listrik akan menjadi magnet, lalu menarik besi lentur yang lalu bergerak hingga memukul dinding bel, sehingga mengeluarkan bunyi. 

Kemudian, berubahnya posisi besi lentur tersebut menyebabkan arus listrik terputus, sehingga gaya magnet pada besi akan hilang, lalu kepingan besi lentur tersebut akan kembali ke posisi semula, sehingga kembali teraliri listrik dan terjadi medan magnet yang akan membuat besi kembali tertarik ke dinding bel. Pergerakan tersebut akan terjadi berulang ulang dengan cepat sehinggal bel akan terus berbunyi selama dialiri listrik. 

2. Speaker

Pada speaker terdapat 2 magnet, yaitu magnet permanen dan elektromagnet yang dihasilkan oleh solenoid. Elektromagnet dan magnet permanen saling berinteraksi. Kutub positif yang ada pada elektromagnet tertarik dengan kutub negatif yang ada pada magnet permanen. 

Sebaliknya, kutub negatif yang ada pada elektromagnet ditolak oleh kutub negatif yang ada magnet permanen. Kemudian terjadilah pertukaran orientasi kutub electromagnet, sehingga arah gaya tarik menariknya juga ikut bertukar. Dengan cara ini, arus bolak balik memberikan dorongan secara konstan pada magnet koil suara dan magnet permanen.

3. Pesawat Telepon

Secara garis besar, pesawat telepon terdiri atas 2 bagian, yaitu mikrofon dan speaker. Mikrofon bekerja merubah gelombang suara menjadi gelombang listrik. Ketika seseorang berbicara, gelombang suara akan tertangkap pada mikrofon akan membuat diafragma alumunium bergetar. 

Serbuk karbon yang ada pada mikrofon berubah-rubah sehingga terjadi gelombang listrik yang kemudian dikirim ke penerima pada pesawat telepon lain, lalu diterima oleh speaker. Oleh speaker, gelombang listrik tersebut menggerakkan membran sehingga akan menghasilkan suara.

4. Kunci Pintu Listrik

Kunci pintu listrik bekerja menggunakan gaya elektromagnetik. solenoida yang ada pada kunci listrik dihubungkan ke saklar. Ketika kita menghubungkannya dengan sumber listrik dengan menekan sakelarnya, arus listrik akan mengalir ke solenoid sehingga terjadi gaya elektromagnetik yang akan menarik solenoida sehingga pintu dapat dibuka. Sebaliknya, pada saat solenoid tidak dialiri listrik, pintu akan kembali terkunci.

5. Detektor Logam

Detektor logam digunakan untuk memeriksa keberadaan logam atau bahkan semua benda yang dapat bereaksi ketika menerima gaya elektromagnet. Detektor logam terdiri dari kumparan besar yang dialiri arus listrik sehingga terjadi gaya elektromagnet. Ketika ada logam yang berdekatan dengan detektor logam, dia akan merubah besarnya gaya elektromagnetik yang ada pada solenoid yang dihubungkan dengan alarm, sehingga memicu alarm untuk mengeluarkan bunyi.

Demikianlah penjelasan tentang Pengertian, Jenis, Cara Kerja dan Penggunaan Solenoid (Solenoida). Semoga bermanfaat untuk menambah pengetahuan Anda.