Dokumen ini membahas tentang pneumatik dan elektro-pneumatik, yang menggunakan udara sebagai sumber daya untuk menggerakkan peralatan. Pneumatik melibatkan berbagai komponen seperti katup, aktuator, dan sensor, yang diperlukan untuk mengontrol dan mengatur aliran udara dalam sistem. Elektronik dalam elektro-pneumatik berfungsi sebagai kontrol sinyal untuk mengoperasikan komponen pneumatik menggunakan energi listrik.

1. 4–1
BAB IV
PNEUMATIK DAN ELEKTRO-PNEUMATIK
4.1 Pneumatik
4.1.1 Pendahuluan
Udara merupakan sumber daya alam dan sangat mudah didapatkan sehingga pada realisasi
dan aplikasi teknik sekarang ini udara banyak digunakan sebagai penggerak untuk mengontrol
peralatan dan komponen-komponennya yang kita kenal sekarang ini dengan PNEUMATIK.
Pneumatik berasal dari kata Yunani: pneuma = udara. Jadi pneumatik adalah ilmu yang berkaitan
dengan gerakan maupun kondisi yang berkaitan dengan udara.
Perangkat pneumatik bekerja dengan memanfaatkan udara yang dimampatkan (compressed
air). Dalam hal ini udara yang dimampatkan akan didistribusikan kepada sistem yang ada
sehingga kapasitas sistem terpenuhi. Untuk memenuhi kebutuhan udara yang dimampatkan kita
memerlukan Compressor (pembangkit udara bertekanan). Debit yang diukur adalah m3/menit.
Tekanan udara yang dibutuhkan pada alat pengontrol pneumatik seperti silinder, katup serta
peralatan lainnya adalah 6 bar, supaya efektif dan efisien dalam penggunaannya (range alat 3–10
bar). Dan untuk memelihara keawetan peralatan haruslah diperoleh udara kering, yaitu agar tidak
terjadi korosi pada pipa saluran udara, pelumasan yang ada tidak terbawa uap air, tidak terjadi
kontaminasi bila udara mampat langsung kontak dengan produk yang sensitif seperti cat dan
makanan.
Pneumatik dewasa ini memegang peranan penting dalam pengembangan dan teknologi
otomatisasi, di samping hidraulik dan elektronik/elektrik. Sebelum 1950, pneumatik banyak
dipakai sebagai media kerja dalam bentuk energi tersimpan. Tapi setelah 1950 dipakai dan
dikembangkan sebagai elemen kerja.

2. 4–2
4.1.1.1 Katup (valve)
1. Katup pengarah (Directional Control Valve), terdiri dari 2 jenis katup:
a. Katup poppet, yang bekerja dengan cara melepas dan menempelkan bola/piringan
terhadap dudukannya yang terpasang ‘seal’ yang bersifat elastis namun kuat. Gaya untuk
menggerakkan katup poppet relatif besar karena harus melawan gaya pegas pada saat
posisi kerja.
b. Katup geser (slide valve), yang bekerja dengan menggeser silinder atau piringan.
2. Katup searah (Non return valve), yang jenisnya antara lain:
a. Check valves: hanya mempunyai 1 inlet dan 1 outlet, dapat menutup aliran pada satu
arah aliran. Pada arah lainnya katup ini dengan bebas dapat mengalirkan aliran udara
dengan tekanan rendah.
b. Two pressure valve: mempunyai 2 inlet dan 1 outlet. Udara mampat mengalir melalui
katup ini bila sinyal udara terdapat pada kedua sambungan inlet. (= Logic AND
function)
c. Shuttle valve: (= Logic OR function) Udara mampat dapat mengalir dari salah satu atau
kedua saluran inlet menuju outlet.
d. Quick exhaust valve: berfungsi sebagai penambah kecepatan silinder. Dengan ini
memungkinkan waktu yang diperlukan untuk langkah kerja silinder terutama untuk single
act cylinder lebih singkat lagi.
3. Katup pengatur aliran (Flow control valve), berfungsi mengatur aliran udara secara
volumetrik.
a. Bi-directional flow control valve, mengatur udara ke dua arah.
b. One way flow control valve, mengalirkan udara ke satu arah untuk mengatur kecepatan
aktuator.
4. Katup pengatur tekanan (pressure valve), fungsinya mengatur besarnya tekanan udara yang
diperlukan.

3. 4–3
a. Pressure regulating valve, berfungsi mengatur tekanan udara konstan yang dibutuhkan.
Tekanan input harus lebih besar dibandingkan dengan output.
b. Pressure limiting valve, biasanya dipakai sebagai katup pengamanan: untuk menjaga
tekanan maksimum yang diinginkan tidak akan terlewati. Bila tekanan maksimum pada
inlet sudah tercapai maka outlet akan membuka dan tekanan udara yang berlebihan akan
dikeluarkan ke udara bebas.
c. Katup berangkai (sequence valve), fungsinya juga untuk membatasi tekanan. Biasanya
dipakai pada kontrol pneumatik bila tekanan udara yang spesifik dibutuhkan untuk
menjalankan operasi/sistem.
5. Combinational valve.
Beberapa katup yang fungsinya berbeda dapat digabungkan menjadi satu badan dan disebut
katup kombinasi. Jenisnya antara lain:
a. Time delay valve
b. Air control valve
c. 5/4 way valve: yang terdiri dari empat katup 2/2
d. Air operated 8 ways valve: terdiri dari 2 katup 4/2
e. Impulse generator: multi vibrator cycles
f. Vacuum generator with ejector
g. Steppler modules: untuk sequential control teste.
h. Command memory module: untuk start-up dengan signal input conditions.
4.1.1.2 Actuator dan Output
Actuator adalah bagian terakhir dari output suatu sistem kontrol pneumatik. Output biasanya
digunakan untuk mengidentifikasi suatu sistem kontrol ataupun aktuator. Pada pneumatik, jenis
aktuator ada bermacam-macam, diantaranya:
a. Aktuator gerakan linier:
- Single acting cylinder (silinder aksi tunggal)

4. 4–4
- Double acting cylinder (silinder aksi ganda)
b. Aktuator gerakan berputar:
- Motor yang digerakkan oleh udara. Motor pneumatik adalah suatu peralatan pneumatik
yang menghasilkan gerakan putar yang sudut putarnya tidak terbatas bila terhadap
peralatan ini dialiri udara yang dimampatkan. Ada 4 jenis motor pneumatik, yaitu piston
motors, sliding vane motors, gear motors, turbin.
- Aktuator yang berputar/gerakan putar.
4.1.1.3 Indicator
Indicator optik secara visual bisa mewakili status dari sistim pneumatik dan membantu diagnosa.
Beberapa semboyan secara visual:
- indicator optik dengan warna tunggal ataupun majemuk
- indicator optik dengan pena, untuk display dan sensor sentuh
- counter
- penunjukkan resistansi
- timer
Dengan menggunakan warna, indicator optik mewakili fungsi pada jaringan kerjanya. Di bawah
ini tabel arti dari warna-warna indicator optik.
Warna Arti Catatan
Merah Bahaya Status mesin dalam situasi membutuh
pertolongan/bantuan dengan segera.
Tidak boleh masuk.
Kuning Perhatian Pengertian atau minta perhatian
Hijau Aman Operasi normal
Biru Info khusus
Putih/Bening Info umum

5. 4–5
4.1.2 Aplikasi Pneumatik Dan Karakteristik Elemen Pneumatik
Sejalan dengan pengenalan terhadap sistem keseluruhan pada pneumatik, secara individu elemen
pneumatik pun mengalami perkembangan pesat, misalnya dalam pemilihan bahan/material,
manufaktur dan proses disain.
Contohnya silinder pneumatik memegang peranan penting sebagai elemen kerja, dimana silinder
ini murah harganya, mudah pemasangannya, sederhana dan kuat konstruksinya serta tersedia
dalam berbagai ukuran dan panjang langkah. Adapun silinder pneumatik ini mempunyai
karakteristik sbb:
Diameter 6 – 320 mm
Panjang langkah 1 – 2000 mm
Gaya 2 – 50.000 N
Kecepatan piston 0,02 – 1 m/s
Gerak lurus, melingkar, putar
Penggunaan silinder dan elemen pneumatik yang lain dapat sbb:
- pengekleman - pengangkat - penepat - pengukur
- pencari orientasi - pengepak - pengatur gerakan - pengendali
- pemutar, dsb
Pada permesinan dapat dipakai sebagai pengoperasian pada:
- mesin bor - mesin milling - mesin bubut
- mesin gergaji - mesin pembentuk - quality control
Pengembangan produk dalam pneumatik bisa dibagi dalam: aktuator, sensor, prosesor, sistem
kontrol dan perlengkapan.

6. 4–6
4.1.3 Struktur Dan Komponen Sistem Pneumatik
Di bawah ini diperlihatkan jaringan kontrol untuk sinyal aliran yang dipakai sebagai output ke
sistem kerja.
Elemen-elemen tersebut pada penggunaan dalam pneumatik
ACTUATING DEVICES
outputs
biasanya mempergunakan simbol yang menunjukkan fungsinya.
Final control element
Simbol-simbol itu bisa dikombinasikan/dirangkai untuk
PROCESSING ELEMENTS
processor signals menghasilkan solusi pada diagram jaringan kerja. Diagram kerja
harus digambarkan susunannya seperti struktur di bawah ini.
INPUT ELEMENTS
Input signals Katup penentu arah dapat mempunyai fungsi sebagai pengontrol
ENERGY SUPPLY
sensor, prosesor atau aktuator. Apabila katup penentu arah
Source
dipergunakan untuk mengontrol gerakan sebuah silinder maka
katup ini berfungsi sebagai pengontrol aktuator. Apabila dipakai mengolah sinyal maka katup ini
berfungsi sebagai prosesor. Bagitu pula bila dipakai sebagai peraba sebuah gerakan maka
berfungsi sebagai sensor.
ACTUATORS
ACTUATING DEVICES Pneumatic cylinders
Rotary actuators
Outputs
Indicators
ACTUATING DEVICES
CONTROL ELEMENTS
Control signals
Directional control valves
PROCESSING PROCESSOR
Directional control valves
ELEMENTS
Logic elements
Processor signals
Pressure control valves
SENSORS
Directional control valves
INPUT ELEMENTS
Limit switches
Input signals
Pushbuttons
Proximity sensors
ENERGY SUPPLY
Compressor
ENERGY SUPPLY
Receiver
Source
Pressure regulator
Air service equipment

7. 4–7
4.1.4 Simbol-Simbol Dan Standard Pada Pneumatik
Pengembangan sistem pneumatik dibantu oleh metoda penunjukkan elemen dan jaringan kerja.
Simbol digunakan untuk masing-masing indicator elemen yang mempunyai karakteristik sbb:
- Fungsi - Metoda aktuasi - Jumlah sambungan
- Jumlah - Prinsip kerja - Penunjukkan arah jaringan
Tapi simbol-simbol tidak bisa menunjukkan karakter seperti:
- Ukuran dari sebuah komponen
- Bagian Manufaktur, metoda konstruksi ataupun harga
- Orientasi dan sambungan komponen
- Detail fisik
Simbol-simbol pneumatik yang digunakan berdasarkan DIN (Deutche Institut fur Normung) No.
1219 dan sudah dijadikan ISO dengan nomor yang sama.
1. Simbol yang digunakan untuk konversi energi dan preparasi
Supply
Compressor Fixed capacity
Air receiver and ‘T’
junction
Service equipment
Filter Separation and filtration of
particles
Water separator Partial water removal
Lubricator Metered quantities of oil
passed to the air stream
Pressure regulator Relieving type – vent hole
for excess upstream
pressure – adjustable
Combined symbols
Air service unit Filter, regulator, gauge,
lubricator

8. 4–8
Simplified air service unit
Pressure source
2. Simbol katup penentu arah (simbol penyeimbangan)
Pergantian posisi katup digambarkan dalam
kotak bujursangkar (square)
Jumlah kotak menunjukkan banyaknya
pergantian posisi yang dimiliki katup
Garis-garis menunjukkan adanya aliran,
panah menandakan arah aliran
Posisi tertutup dijelaskan di dalam kotak
dengan memberikan garis menyilang tegak
lurus (seperti huruf T)
Sambungan (inlet dan outlet) digambarkan
oleh garis-garis di luar kotak dan
digambarkan menurut posisi awal katup
3. Simbol katup pengatur arah, sambungan port dan posisi
Jumlah ‘port’
Jumlah posisi
2(A)
2/2– Way directional control valve
1(P)
2(A)
Way directional control valve
3/2–
Normally closed 1(P) 3(R)
2(A)
Way directional control valve
3/2–
Normally open 1(P) 3(R)
4(A) 2(B)
4/2– Way directional control valve 1(P) 3(R)
4(A) 2(B)
5/2– Way directional control valve
5(R) 3(S)
1(P)
4(A) 2(B)
Way directional control valve
5/3–
Mid position closed 5(R) 1(P) 3(s)

9. 4–9
4. Simbol/Metoda Aktuasi
Mechanical
General manual operation
Pushbutton
Lever operated
Detent lever operated
Foot pedal
Spring return
Spring centered
Roller operated
Idle return, roller
Pneumatic
Direct pneumatic actuation
Indirect pneumatic actuation
(piloted)
Pressure release
Electrical
Single solenoid operation
Double solenoid operation
Combined
Double solenoid and pilot operation
with manual over-ride
5. Contoh penggambaran katup penentu arah beserta sinyal/kontrolnya
2(A) 2(A)
12(Z) 12(Z) 10(Y)
3(R)
1(P)
1(P) 3(R)
4(A) 2(B) 4(A) 2(B)
14(Z) 12(Y)
14(Z)
91(Pz) 5(R) 3(S) 5(R) 3(S)
1(P) 1(P)

10. 4–10
6. Simbol katup searah
Check valve
Spring loaded check valve
Shuttle valve: ‘OR’ function
Two pressure valve: ‘AND’
function
Quick exhaust valve
7. Simbol Katup pengatur aliran
Flow control valve adjustable
One–way flow control valve
8. Simbol katup pengatur tekanan
Adjustable pressure regulating
valve, non-relieving type
Adjustable pressure regulating
valve, relieving type (overloads are
vented)
Sequence valve external source
Sequence valve in-line
Sequence valve combination
9. Simbol aktuator linier
Single acting cylinder
Double acting cylinder
Double acting cylinder with double
ended piston rod

11. 4–11
Double acting cylinder with non-
adjustable cushioning in one
direction
Double acting cylinder with single
adjustable cushioning
Double acting cylinder with
adjustable cushioning at both ends
10. Simbol aktuator berputar
Air motor, rotation in one direction,
fixed capacity
Air motor, rotation in one direction,
variable capacity
Air motor, rotation in both
directions, variable capacity
Rotary actuator, limited travel,
rotation in both directions
11. Simbol pembantu
Exhaust port
Exhaust port with treaded
connection
Silencer
Line connection (fixed)
Crossing lines (not connected)
Pressure gauge
Visual indicator

12. 4–12
4.2 Elektro-Penumatik
4.2.1 Pendahuluan
Elektropneumatik merupakan pengembangan dari pneumatik, dimana prinsip kerjanya
memilih energi pneumatik sebagai media kerja (tenaga penggerak) sedangkan media kontrolnya
mempergunakan sinyal elektrik ataupun elektronik.
Sinyal elektrik dialirkan ke kumparan yang terpasang pada katup pneumatik dengan
mengaktifkan sakelar, sensor ataupun sakelar pembatas yang berfungsi sebagai penyambung
ataupun pemutus sinyal. Sinyal yang dikirimkan ke kumparan tadi akan menghasilkan medan
elektromagnit dan akan mengaktifkan/mengaktuasikan katup pengatur arah sebagai elemen akhir
pada rangkaian kerja pneumatik.
Sedangkan media kerja pneumatik akan mengaktifkan atau menggerakkan elemen kerja
pneumatik seperti motor-pneumatik atau silinder yang akan menjalankan sistem.
4.2.2 Elemen utama Elektro-pneumatik
Bila energi listrik tersedia dan akan dipakai maka perlu diproses dan didistribusikan oleh
komponen utama. Untuk mempermudah penunjukkannya maka komponen itu digambarkan dalam
bentuk simbol pada diagram rangkaiannya.
4.2.2.1 Sinyal Masukan Listrik (Electrical Signal Input)
Sinyal listrik pada teknik kontrol elektro-pneumatik diperlukan dan diproses tergantung pada
gerakan langkah kerja elemen kerja. Sinyal listrik ini didapatkan bisa dengan cara mengaktifkan
sakelar atau bisa juga dengan mengaktikan sensor, misalkan sensor mekanik ataupun elektronik.
Sinyal masukan listrik kerjanya tergantung kepada fungsi sinyal itu. Ada yang disebut
“Normally open” (NO, pada kondisi tidak aktif sambungan tidak tersambung), “Normally
closed” (NC, kondisi tidak aktif sambungan tersambung) dan “Change Over” (tersambung
bergantian, kombinasi dari NO dan NC).

13. 4–13
4.2.2.1.1 Sakelar tekan, dioperasikan manual
Sakelar tekan biasa
Elemen sinyal masukan diperlukan untuk memungkinkan sebuah sistem kontrol dinyalakan.
Yang paling umum dipakai adalah sakelar tekan (Push-button switch). Disebut sakelar tekan
karena untuk mengalirkan sinyal, mengaktuasikannya dengan menekan tombol atau sakelar.
Simbol yang digunakan:
Sakelar tekan manual secara umum untuk kontak
NO (General Push-button switch, NO)
Sakelar tekan manual, diaktifkan dengan cara
ditekan untuk kontak NO
Saklear tekan manual, diaktifkan dengan cara
ditekan untuk kontak NC
Sakelar tekan mengunci (Latching Push-button switches)
Sakelar ini diaktuasikan/diaktifkan dengan tombol yang mengunci. Adapun menguncinya
sakelar ini disebabkan kerja mekanik. Untuk mengembalikan ke posisi semula (posisi tidak aktif)
maka sakelar ini harus ditekan lagi.
Penunjukkan sistem ini berdasarkan standardisasi Jerman, diatur dengan nomor DIN 43 065.
Penunjukkan aktuasi: I tanda mengaktifkan, O tanda untuk mengembalikan ke posisi sebelum
bekerja. Posisi penempatan sakelar:
a). Berjajar ke pinggir: pada posisi ini perlu diperhatikan bahwa tanda untuk mengaktifkan
disimpan disebelah kanan.
b). Berjajar ke bawah: pada posisi ini tanda untuk mengkatifkan berada pada posisi atas.
Contoh sakelar tekan mengunci:

14. 4–14
Simbol-simbol yang digunakan:
Sakelar mengunci manual, diaktifkan dengan
cara ditekan untuk kontak NO
Sakelar mengunci manual, diaktifkan dengan
cara ditarik untuk kontak NC
Sakelar mengunci manual, diaktifkan dengan
cara diputar untuk kontak NO
4.2.2.1.2 Sakelar Pembatas (Limit Switches)
Mekanik Tipe Sentuh (Mechanical Limit Switches Contacting Type)
Sakelar pembatas ini dipakai sebagai indikasi dalam kontrol otomasi yang menyatakan
bahwa posisi ini merupakan posisi akhir baik itu untuk mesin ataupun untuk silinder. Biasanya
sistem kontak yang dipakai adalah sistem tersambung bergantian (Change over). Sakelar
pembatas ini akan bekerja bila tuas sakelar tertekan. Contoh konstruksi dan simbol sakelar
pembatas mekanik:
Tipe Tidak Sentuh (Non-Contacting Proximity Limit Switch)
Sakelar pembatas tipe ini biasanya dipakai bila sakelar pembatas mekanik tidak dapat
digunakan. Macam sakelar pembatas tipe ini antara lain:
a. Sakelar Pembatas (sensor) Buluh
Penggunaan sakelar ini biasanya dikarenakan keadaan sekitar yang tidak memungkinkan
dipasangnya sakelar mekanik, misalnya karena banyaknya debu, pasir ataupun lembab.
Sakelar ini diaktuasikan/diaktifkan dengan magnet yang terpasang pada silinder. Dengan

15. 4–15
adanya magnet maka buluh kawat akan tersambung atau terputus bila magnet itu mendekati
atau menjauhi buluh kawat tersebut.
b. Sakelar Pembatas Induktif
Digunakan bila sakelar pembatas mekanik ataupun buluh tidak dapat digunakan. Biasa
dipakai untuk sensor penghitung benda kerja yang terbuat dari logam, pada suatu mesin atau
ban berjalan. Sakelar pembatas ini hanya akan beraksi atau terpakai untuk logam.
Sakelar pembatas atau sensor ini biasanya terdiri dari oscillator, pemicu tegangan dan
penguat. Biasanya ada dua macam, yaitu yang dialiri arus bolak-balik dan arus searah, tapi
keduanya mempunyai tegangan operasi antara 10–30 volts.
c. Sakelar Pembatas Kapasitif
Sensor kapasitif ini mempunyai respons terhadap segala material, metal maupun non-metal.
Tapi sensor ini terpengaruhi oleh adanya perubahan-perubahan yang diakibatkan keadaan
sekelilingnya, misalnya dengan debu logam.
d. Sakelar Pembatas Optik
Sensor ini memberi respons pada semua benda kerja. Sinyal masukannya berupa sinar.
4.2.2.2 Pengolah Sinyal Listrik
4.2.2.2.1 Relay
Relay adalah komponen untuk penyambung saluran dan pengontrol sinyal, yang kebutuhan
energinya relatif kecil. Relay ini biasanya difungsikan dengan elektromagnet yang dihasilkan dari
kumparan. Pada awalnya relay ini digunakan pada peralatan telekomunikasi yang berfungsi
sebagai penguat sinyal. Tapi sekarang sudah umum didapatkan pada perangkat kontrol, baik
pada permesinan ataupun yang lainnya.
Pemilihan relay yang sesuai kebutuhan harus memenuhi beberapa kriteria, antara lain:
- Perawatan yang minim
- Kemampuan menyambungkan beberapa saluran secara independent

16. 4–16
- Mudah adaptasi dengan tegangan operasi dan tegangan tinggi
- Kecepatan operasi tinggi, misalnya waktu yang diperlukan untuk menyambungkan saluran
singkat.
Cara kerja relay:
Apabila pada lilitan dialiri arus listrik maka arus listrik tadi akan mengalir melalui lilitan
kawat dan akan timbul medan magnet yang mengakibatkan pelat yang ada di dekat kumparan
akan tertarik ataupun terdorong sehingga saluran dapat tersambung ataupun terputus. Hal ini
tergantung apakah sambungannya NO atau NC. Bila tidak ada arus listrik maka pelat tadi akan
kembali ke posisi semula karena ditarik dengan pegas.
13 23 33 43
A1
Simbol Relay: K1
A2
14 24 34 44
Relay Normally Open A1
11 21 31 41
K1
A2
12 22 32 42
Relay Normally Closed 13 23 31 41
A1
K1
A2
14 24 32 42
Kombinasi NO & NC
Penunjukkan angka pada relay mempunyai arti sebagai berikut:
Angka yang pertama menunjukkan contactor yang keberapa sedangkan angka yang kedua
selalu bernomor ¾ untuk relay NO dan ½ untuk relay yang NC.
Keuntungan dan kerugian penggunaan Relay:
Keuntungan:
- Mudah mengadaptasi bermacam-macam tegangan operasi
- Tidak mudah terganggu dengan adanya perubahan temperature disekitarnya, karena relay
masih bisa bekerja pada temperature 233 K (-40o C) sampai 353 K (80o C)
- Mempunyai tahanan yang cukup tinggi pada kondisi tidak kontak
- Memungkinkan untuk menyambungkan beberapa saluran secara independent

17. 4–17
- Adanya isolasi logam antara rangkaian kontrol dan rangkaian utama
Oleh karena keuntungan-keuntungan di atas maka penggunaan relay sampai saat ini masih
dipertahankan.
Kerugian:
- Khususnya untuk NO, bila akan diaktifkan timbul percikan api
- Memerlukan tempat yang cukup besar
- Bila diaktifkan, berbunyi
- Kontaktor bisa terpengaruh dengan adanya debu
- Kecepatan menyambung atau memutus saluran terbatas.
4.2.2.2.2 Solenoid
Di lapangan kita bisa menemukan solenoid dengan arus searah (DC) ataupun arus bolak
balik (AC). Sedangkan yang sering digunakan pada Electro-pneumatik adalah Solenoid DC.
Solenoid DC secara konstruktif selalu mempunyai inti yang pejal dan terbuat dari besi lunak.
Dengan demikian mempunyai bentuk yang simple dan kokoh. Selain itu maksudnya agar
diperoleh konduktansi optimum pada medan magnet. Bila ada kelonggaran udara, tidak akan
mengakibatkan kenaikan temperature operasi, karena temperature operasi hanya akan tergantung
pada besarnya tahanan kumparan serta arus listrik yang mengalir. Bila solenoid DC diaktifkan
(switched on) maka arus listrik yang mengalir meningkat secara perlahan. Ketika arus listrik
dialirkan ke dalam kumparan akan terjadi elektromagnet. Selama terjadinya induksi akan
menghasilkan gaya yang berlawanan dengan tegangan yang digunakan.
Bila solenoid dipasifkan (switched off) maka medan magnet yang pernah terjadi akan hilang
dan dapat mengakibatkan tegangan induksi yang besarnya bisa beberapa kali lipat dibandingkan
dengan tegangan yang ada pada kumparan. Tegangan induksi ini dapat mengakibatkan rusaknya
isolasi pada gulungan koil, selanjutnya bila hal ini terjadi terus akan terjadi percikan api. Untuk
mengatasi hal ini maka harus dibuat rangkaian yang meredam percikan api, misalnya dengan
memasang tahanan yang dihubungkan secara paralel dengan induktansi. Sehingga bila terjadi

18. 4–18
pemutusan arus listrik, energi akan tersimpan dalam bentuk medan magnet dan dapat hilang
lewat tahanan yang dipasang tadi.
Keuntungan Solenoid DC Kerugian Solenoid DC
- Perlu peredam percikan api
- Terjadi tegangan tinggi saat pemutusan
- Mudah pengoperasiannya
arus
- Usianya lama
- Waktu sambung lama
- Bunyi yang dihasilkan lemah
- Perlu adaptor bila yang dipakai tegangan
- Tenaga untuk mengoperasikan kecil
AC
- Bagian yang kontak cepat aus
4.2.2.2.3 Relay yang dipolarisasi (Polarized Relay)
Pada prakteknya relay ini digunakan bila energi yang diperbolehkan untuk dipakai sangat
kecil. Adapun energi listrik yang diperlukan yaitu sekitar 0,1 – 0,5 mW. Metoda operasinya ada
beberapa macam, diantaranya:
a. Posisi normal tertentu
Posisi sambungan relay ini akan tetap pada posisi yang sama, baik itu sebelum ataupun
sesudah diaktifkan. Bila energi listrik dialirkan maka medan magnet yang terjadi
diintensifkan oleh medan magnet permanen. Begitu pula bila arus dialirkan hanya sebentar
saja maka posisi kontak akan kembali ke tempat semula begitu arus diputuskan.
b. Posisi normal pada kedua sisinya
Posisi sambungan yang aktif tidak tetap, tergantung dari posisi terakhir disambungkan. Relay
ini bekerja bila arus listrik disalurkan, maka sambungan kontaknya akan berpindah ke
sambungan yang lainnya. Selanjutnya bila arus listrik diputus maka posisi sambungan yang
menyambung adalah posisi akhir setelah diaktifkan.
c. Posisi normal ditengah
Apabila relay ini tidak diaktifkan maka tidak ada satu saluran pun yang menyambung karena
posisi lengan kontak ada di tengah-tengah. Apabila arus listrik disalurkan maka posisi kontak

19. 4–19
akan ditentukan oleh arah arus yang disambungkan. Dan bila arus diputus, posisi lengan
kembali ke tengah.
4.2.2.2.4 Relay Mengunci (Latching relays)
Latching relay adalah relay yang dikontrol dengan electromagnetic, dimana relay ini akan
tetap berada pada posisi setelah diaktifkan walaupun sumber energi sudah diputuskan, seolah-
olah terkunci pada posisi akhir. Sistem pengunci biasanya dengan mempergunakan kerja
mekanik. Penggunaan relay ini biasanya untuk jaringan listrik di rumah tinggal.
4.2.2.2.5 Remnant Relay
Relay ini disainnya khusus, maksudnya adalah bila relay ini diaktifkan maka akan terjadi
elektromagnet. Elektromagnet ini akan tinggal dan tetap ada walaupun sumber energinya telah
dihilangkan. Atau dengan kata lain relay ini dikunci pada posisi akhir. Untuk menyalakan relay
ini maka arus yang dipakai adalah arus positif, sedangkan untuk mematikannya mempergunakan
arus negatif.
4.2.2.2.6 Relay Tunda Waktu
Berfungsi untuk menyambung kontaktor NO atau memutus kontaktor NC, di mana hubungan
kontaktor diputuskan ataupun disambungkan tidak langsung seketika pada saat relay diaktifkan,
melainkan perlu waktu. Waktu yang diperlukan untuk memutuskan ataupun menyambungkannya
bisa diatur.
Ada dua jenis relay tunda waktu, yaitu relay tunda waktu hidup (time delay switch on) dan
relay tunda waktu mati (time delay switch off).

20. 4–20
Time Delay Switch On Relay
S 1
Input (S) 15
A1 15 0
1
Output 16 18
0
t
A2 16 18
Bila sakelar S diaktifkan maka relay tunda waktu mulai bekerja. Ketika waktu yang
ditentukan tercapai maka terminal 18 akan tersambungkan. Sinyal output (keluaran) akan ada
selama sinyal input ada. Elemen tunda waktu digambarkan pada kotak yang dibatasi dengan
garis strip.
S
A
R1
16 18
A1
K1 15 R2 P R
A2
C
Proses bekerjanya tunda waktu:
Bila sakelar S diaktifkan maka arus listrik akan mengalir melalui tahanan R1, yang besarnya
bisa diatur. Arus ini tidak mengalir ke relay K1 melainkan akan mengalir ke terminal K1 NC,
yang selanjutnya arus listrik mengalir ke kapasitor C dan menampungnya di sana. Bila kapasitor
C tidak bisa menampung arus listrik lagi (tegangan yang diijinkan telah tercapai) maka arus
listrik akan mengalir ke relay K1. Lamanya mengisi kapasitor ini tergantung pada besarnya R1.
Selanjutnya bila relay K1 sudah aktif maka terminal 18 akan tersambung dengan terminal 15. Di
sini bisa kita bandngkan dengan katup tunda waktu hidup pada rangkaian pneumatik.

21. 4–21
Time Delay Switch Off Relay
A1 B1 15
1
Input (S)
15
S 0
1
Output
A2 B2 16 18
0 16 18
Bila sakelar S diaktifkan maka relay tunda waktu mulai bekerja. Sinyal output akan ada
selama sinyal input ada. Tapi bila sinyal input diputus maka sinyal output tidak akan langsung
hilang, melainkan tetap ada sampai batas waktu yang telah ditentukan. Elemen tunda waktu
digambarkan pada kotak yang dibatasi dengan garis strip.
A
S R2
R1
K1
P R
A1
K1
C
A2
Proses bekerjanya tunda waktu:
Bila sakelar S diaktifkan maka arus listrik akan mengalir ke relay K1 dan relay K1 langsung
bekerja. Sebelum relay K1 diaktifkan, arus listrik mengalir ke kapasitor C melalui tahanan R2
dan menampungnya sampai kapasitor mencapai tegangan yang diijinkan. Dengan diaktifkannya
relay K1 maka switch K1 aktif sehingga arus listrik yang tertampung di kapasitor C akan
mengalir melalui R1 bila sakelar S dinon-aktifkan. Lamanya mengosongkan kapasitor C
tergantung pada besaran R1. Bila tegangan di C sudah tidak ada maka terminal 16 akan
tersambung lagi dengan terminal 15. Di sini bisa kita bandingkan dengan katup tunda waktu mati
pada rangkaian pneumatik.

22. 4–22
4.2.2.2.7 Kontaktor
Yang dimaksudkan dengan kontaktor adalah sakelar yang diatuasikan dengan elektromagnet.
Daya untuk mengontrolnya bisa rendah tapi daya beban bisa tinggi, dengan kata lain untuk
mengaktuasikan elektromagnet cukup misalnya dengan tegangan rendah tapi bisa menyalurkan
arus yang bertegangan lebih tinggi.
Kontaktor banyak digunakan untuk keperluan yang bermacam-
Shielded Electromagnet
macam. Misalnya digunakan untuk menyalakan motor, sistem
Contacts
pemanas, alat pengatur
U-shaped core
temperatur ruangan, keran, dll.
Winding
Armature
Tipe-tipe kontaktor:
Contacts
a. Kontaktor yang
U-shaped core Rocker arm Armature
elektromagnetnya dilindungi:
Hinged-armature
contactor Contacts
b. Kontaktor dengan
Core electromagnet
contactor
1 3 5
A1
K1
A2
2 4 6
elektromagnet inti:
c. Kontaktor dengan armature sistem engsel:
Simbol kontaktor pada penggambaran rangkaian:
Keuntungan mempergunakan kontaktor:
- Beban tinggi bisa diaktifkan dengan beban rendah

23. 4–23
- Terdapat isolasi logam antara rangkaian kontrol dan rangkaian utama
- Sedikit perawatannya
- Tidak terpengaruh oleh temperature
Kerugiannya:
- Mudah aus
- Ukurannya besar
- Menimbulkan suara
- Kecepatan menyambung terbatas
4.2.2.3 Elemen Akhir
Apabila suatu kontrol mempergunakan sinyal kontrolnya dengan sinyal listrik dan sinyal
kerjanya mempergunakan pneumatik maka harus ada suatu alat yang dapat mengawinkan sinyal
kontrol listrik dengan sinyal kerja pneumatik itu. Sistem yang mengawinkan sinyal kontrol dan
sinyal kerja ini biasanya terdiri dari katup yang diaktuasikan dengan solenoid. Maksudnya adalah
untuk menyalurkan sinyal kerja mempergunakan katup-katup pneumatik, sedangkan yang
mengatur membuka atau menutup tersebut adalah arus listrik yang dialirkan ke kumparan kawat
(solenoid).
2(A)
Katup 2/2 diaktuasikan dengan sinyal listrik, kembali dengan pegas
1(P)
Pada prinsipnya
Solenoid head katup ini mempunyai dua posisi dan dua saluran, konfigurasi katup adalah
Armature
NC. Bila katup ini akan diaktifkan maka arus listrik harus dialirkan ke solenoid yang terpasang
pada katup tersebut. Dengan diaktifkannya solenoid maka saluran 1(P) bila dihubungkan dengan
sumber energi akan menyalurkan sinyal pneumatik ke saluran 2(A). Sedangkan kembalinya bila
arus listrik ditutup (dimatikan) maka katup akan kembali ke posisi semula karena katup
2(A) 2(A)
1(P)
terdorong pegas yang dipasang berlawanan dengan1(P)
solenoid. Dengan demikian saluran 1 (P)
ataupun saluran 2 (A) kedua-duanya tertutup dan udara yang ada di saluran 2(A) tidak dapat
keluar.

24. 4–24
Katup 3/2 diaktuasikan dengan sinyal listrik, kembali dengan pegas
a. Normally Closed 3/2
Katup 3/2 NC bekerja bila arus listrik dialirkan ke solenoid sehingga terbentuk elektromagnet
yang mengakibatkan bergesernya armature dan selanjutnya udara dialirkan dari saluran masuk
1(P) ke saluran keluar 2(A). Sedangkan sakuran 3(R) tertutup. Sebaliknya bila arus listrik
diputuskan maka elektromagnet yang terbentuk pada solenoid menghilang dan berakibat saluran
1(P) tertutup sedangkan udara yang berada di saluran 2(A) akan dibuang melalui saluran buang
2(A)
3(R)
1(P) 3(R)
3(R)
2(A) 2(A)
1(P) 1(P)
3(R).
b. Normally Open 3/2
Katup ini kebalikan dari katup 3/2 NC. Jadi bila arus listrik tidak ada maka saluran 1(P)
mengalirkan udara ke saluran 2(A) dan saluran 3(R0) tertutup. Tapi bila solenoid dialiri arus
2(A)
1(P) 1(P)
1(P)
3(R)
3(R0) 2(A) 3(R) 2(A)

25. 4–25
listrik, saluran 1(P) tertutup dan udara dari 2(A) dialirkan langsung ke 3(R).
Katup 3/2 diaktuasikan sinyal listrik dan kontrol Pneumatik, kembali dengan
pegas
Katup ini bila diaktifkan masih mempergunakan sinyal kontrol pneumatik. Sedangkan fungsi
kumparan ini hanya untuk mengaktifkan sumbat yang ada pada katup, dengan demikian gaya
elektromagnet yang diperlukan untuk mengaktifkan sumbat tidak terlalu besar. Dengan kata lain
2(A)
1(P)
3(R)
Armatur
Manual auxiliar
actuation
Air Channel Valve piston
3(R) 3(R)
2(A) 2(A)
1(P) 1(P)
arus listrik yang diperlukan tidak terlalu besar pula. Prinsip kerja saluran yang terdapat pada
katup ini sama dengan prinsip kerja katup 3/2 yang telah dibahas di atas.
2(A) 4(B)
1(P) 3(R)
Armature
Air channel
Manual override
valve piston
3(R) 3(R)
4(B) 4(B)
2(A) 2(A)
1(P) 1(P)
Katup 4/2 diaktuasikan sinyal listrik dan kontrol pneumatik, kembali dengan
pegas
Katup 4/2 pada prinsipnya terdiri dari 2 buah katup 3/2. Biasanya digunakan untuk
mengaktuasikan silinder kerja ganda. Sinyal listrik digunakan seperti pada katup 3/2, berfungsi
sebagai pembuka sumbat sedangkan yang mengatur katup piston adalah sinyal kontrol

26. 4–26
pneumatik. Pada posisi diaktuasikan saluran 1(P) dan saluran 4(A) tersambungkan sedangkan
saluran 2(B) dengan saluran 3(R). Apabila sinyal listrik diputuskan maka katup piston didorong
kembali ke posisi semula sehingga saluran 1(P) tersambungkan dengan 2(B) dan saluran 4(A)
dengan 3(R).
4.2.2.4 Diagram Rangkaian pada Rangkaian Listrik
Pada diagram rangkaian listrik digambarkan bagaimana ditempatkannya perlengkapan dan
juga alat listrik ditempatkan, dengan mempergunakan simbol yang telah
ditetapkan/distandardisasikan. Diagram rangkaian ini merupakan dokumen yang sangat penting,
yang dibutuhkan oleh bagian perawatan, untuk memperbaiki dan merawat sistem kontrol listrik.
Ada beberapa cara untuk menampilkan/menggambarkan fungsi, operasi peralatan serta instalasi
rangkaian.
Diagram Kabel (Wiring Diagram)
Pada sistem penunjukkan ini semua peralatan ditampilkan dalam satu gambar, baik itu
rangkaian kontrol dan juga rangkaian utama, serta diatur berdasarkan sambungan jalur kabel.
Sistem ini biasanya digunakan pada jaringan / rangkaian listrik pada kendaraan bermotor, mesin
perkakas yang ringkas ataupun peralatan pabrik lainnya. Cara penggambarannya, penyimpanan
peralatan yang digunakan bisa dimana saja, asalkan menyambungkan jaringan kabelnya betul-
betul diperhatikan. Contoh gambar instalasi kabel:

27. 4–27
380 V 50 Hz
L1
L2
L3
F2
T1
380 V
220 V
L1 L2
K1 K2
F1
U V W
M M1
3
S2 S1 S3
Anticlockwise rotation Stop Clockwise
Rotation

28. 4–28
Diagram Rangkaian
Dibandingkan dengan penggambaran instalasi kabel, dimana penggambaran rangkaian
kontrol dan utamanya dijadikan satu, maka pada penggambaran rangkaian secara skematis ini
ditampilkan berdasarkan fungsinya. Dengan cara menggambarkan rangkaian kontrol dan
rangkaian utama dipisahkan.
Pada sistem ini penggambaran untuk sambungan (NC dan NO) relay untuk keperluan
latching (mengunci sambungan) ataupun memutus sambungan akan digambarkan pada rangkaian
kontrol. Penggambaran rangkaian secara skematis biasanya menggunakan garis lurus, dimana
380 V 50 Hz
L1 L1
L2
L3
F1
F2
S1
Off
23 23
K1 K2
S3
24 24
Anticlockwise
rotation K1 K2
S2
Clockwise
rotation
11 11
K2 12 K1 12
A1 A1
K1 K2 F1
A2 A2 U V W
M1
arus listrik mengalir dari atas ke bawah. Di bawah ini ditampilkan gambar dengan fungsi yang
sama dengan penggambaran instalasi kabel.

29. 4–29
Diagram Rangkaian Dasar
Pada tingkat tertentu, misalnya dalam penggambaran awal, penggambaran rangkaian ini
tidak bisa langsung lengkap/komplit, melainkan dibuat dahulu sketsa fungsinya (pre-desain)
dengan hanya menggambarkan hal yang penting-penting saja. Begitu pula untuk penunjukkan
perlengkapannya hanya cukup dengan menunjukkan simbol huruf. Biasanya dalam
penggambaran rangkaian dasar yang digambarkan hanya rangkaian utamanya saja.
Contoh penggambaran Diagram Rangkaian Dasar:
S1
F1
K1 K2
F2
M
3
S1 Main switch
K1, K2 Relays
F1, F2 Fuses
M3 Motor