Struktur dan Jenis Jenis Solenoid (Solenoida)

Solenoida atau Solenoid adalah perangkat elektromagnetik yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi gerakan. Energi gerakan yang dihasilkan oleh Solenoid biasanya hanya gerakan mendorong (push) dan menarik (pull). Pada dasarnya, Solenoid hanya terdiri dari sebuah kumparan listrik (electrical coil) yang dililitkan di sekitar tabung silinder dengan aktuator ferro-magnetic atau sebuah Plunger yang bebas bergerak “Masuk” dan “Keluar” dari bodi kumparan. Sebagai informasi tambahan, yang dimaksud dengan Aktuator (actuator) adalah sebuah peralatan mekanis yang dapat bergerak atau mengontrol suatu mekanisme. Solenoid juga tergolong sebagai keluarga Transduser, yaitu perangkat yang dapat mengubah suatu energi ke energi lainnya.

Solenoid sering digunakan di aplikasi-aplikasi seperti menggerakan dan mengoperasikan mekanisme robotik, membuka dan menutup pintu dengan listrik, membuka dan menutup katup (valve) dan sebagai sakelar listrik. Solenoida yang dapat membuka dan menutup katup biasanya disebut dengan Solenoid Valve (Solenoida Katup).

Solenoid pada umumnya 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 adalah alat elektromagnetik atau elektromekanis yang 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 jenis ini disebut dengan Solenoid Linier karena plunger atau aktuatornya bergerak secara linier. Solenoid Linier ini biasanya tersedia dalam dua bentuk konfigurasi dasar yaitu Solenoid Linier tipe Tarik (Pull Type) yang dapat menarik beban kearah dirinya apabila diberi arus listrik dan Solenoida Linear 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 di 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,.