Rangkaian Driver Relay Praktis Menggunakan Transistor Bipolar


Bagaimana merancang rangkaian driver relay yang praktis menggunakan transistor bipolar? Berikut adalah sekelumit uraian yang bisa dijadikan tips atau panduan dalam merancang driver relay menggunakan transistor bipolar.

Relay adalah komponen yang terdiri dari sebuah kumparan berinti besi yang akan menghasilkan elektromagnet ketika kumparannya dialiri oleh arus listrik. Elektromagnet ini kemudian menarik mekanisme kontak yang akan menghubungkan kontak Normally-Open (NO) dan membuka kontak Normally-Closed (NC). Sedikit menjelaskan, kata Normally disini berarti relay dalam keadaan non-aktif atau non-energized, atau gamblangnya kumparan relay tidak dialiri arus. Jadi kontak Normally-Open (NO) adalah kontak yang pada saat Normal tidak terhubung, dan kontak Normally-Closed (NC) adalah kontak yang pada saat Normal terhubung.

Gambar disebelah kanan adalah simbol dari komponen relay SPDT (Single-Pole Dual-Totem) yang berarti memiliki sebuah kontak NO dan sebuah kontak NC dengan sebuah COMMON. Pada saat kumparan tidak dialiri arus, maka kontak NC akan terhubung dengan COM. Jika kumparan dialiri arus, maka kontak akan bergerak dari NC ke NO, sehingga NO akan terhubung dengan COM.

Sedangkan gambar disebelah kiri ini adalah simbol dari komponen DPDT (Dual-Pole Dual-Totem) yang memiliki 2 buah kontak NO, 2 buah kontak NC dengan 2 buah COMMON. Memang ada juga relay dengan 3-Pole dan 3-Totem, akan tetapi saya rasa tidak perlu saya tampilkan gambarnya, cukup SPDT dan DPDT yang seringkali digunakan dalam praktek.

Karakteristik Relay

Sebelumnya perlu saya sampaikan bahwa dalam tulisan ini tidak dibahas tentang relay AC, meskipun terdapat beberapa kesamaan karakteristik, namun akan lebih baik jika relay AC dibahas dalam tulisan tersendiri. Insya Allah kalau ada kesempatan nanti akan saya bahas.

Singkat saja, karakteristik relay antara lain adalah tegangan kerja koil/kumparan. Ada yang 5Vdc, 12Vdc, 24Vdc, 36Vdc, hingga 48Vdc. Kalau ada relay DC yang tegangan kerja koilnya selain itu tolong dibagi informasinya lewat komentar. Tegangan kerja adalah tegangan yang harus diberikan kepada koil agar relay dapat bekerja. Selain itu ada karakteristik kemampuan kontak relay. Bisa 3A, 5A, 10A, atau lebih. Maksudnya adalah arus maksimal yang mampu dialirkan oleh kontak relay adalah sesuai dengan karakteristiknya, jadi bisa 3A, 5A, atau 10A. Memang meskipun dipaksa untuk mengalirkan arus lebih besar juga tidak langsung rusak. Tapi itu bukanlah praktek yang benar.

Berikut adalah beberapa gambar contoh relay DC yang banyak tersedia di pasaran.

Rangkaian Driver Relay

Transistor bipolar adalah komponen yang bekerja berdasarkan ada-tidaknya arus pemicuan pada kaki Basisnya. Pada aplikasi driver relay, transistor bekerja sebagai saklar yang pada saat tidak menerima arus pemicuan, maka transistor akan berada pada posisi cut-off dan tidak menghantarkan arus, Ic=0. Dan saat kaki basis menerima arus pemicuan, maka transistor akan berubah ke keadaan saturasi dan menghantarkan arus.

Gambar berikut adalah rangkaian praktis driver relay yang sangat handal untuk digunakan dalam proyek-proyek mikrokontroler. Silakan menyimak dengan seksama… :D

Komponen aktif rangkaian di atas adalah 2 buah transistor jenis NPN yang disusun secara Darlington. Transistor ini berfungsi sebagai saklar elektronik yang akan mengalirkan arus jika terdapat arus bias pada kaki basisnya, dan akan menyumbat arus jika tidak terdapat arus bias pada kaki basisnya. Relay yang dapat digunakan dengan rangkaian ini adalah relay dengan tegangan kerja koil antara 5Vdc hingga 45Vdc. Jika relay yang digunakan membutuhkan tegangan kerja diatas 45Vdc, maka gantilah transistor C828 dengan transistor yang memiliki tegangan kerja lebih besar seperti BD139 misalnya.

Untuk relay-relay kecil dengan tegangan kerja 5V – 24V, untuk lebih menghemat biaya, transistor TIP31C dapat diganti dengan C828 atau NPN sejenis. Untuk relay-relay besar, maka transistor TIP31C sudah lebih dari cukup untuk mengaktifkan relay dengan mantap.

Berikut adalah sedikit contoh perhitungan praktis (bukan teoritis seperti ketika sekolah atau kuliah) dalam perancangan rangkaian driver relay menggunakan transistor darlington.

Pertama-tama lakukan pengukuran resistansi kumparan relay. Sebagai contoh disini saya gunakan relay SPDT 12V dengan kapasitas arus 5A. Dari hasil pengukuran nilai resistansi kumparan relay adalah sebesar 358 ohm (boleh jadi Anda akan mendapatkan nilai yang berbeda). Dengan demikian arus yang ditarik adalah sebesar 12V / 358 Ohm = 33,5 mA. Sehingga transistor harus dapat menghasilkan arus sedikitnya 2-3 kali lebih besar dari 33,5 mA, yakni sekitar 100 mA (dalam contoh ini saya menggunakan faktor pengali 3).

Transistor yang digunakan adalah 2 buah transistor NPN tipe C828 yang murah dan mudah sekali didapatkan dipasaran. Transistor C828 memiliki penguatan arus DC (hfe) sekitar 130 – 520 kali tergantung dari grup tipe transistornya.Tapi daripada bingung, kita anggap saja penguatan arusnya sebesar 100 kali. Transistor C828 memiliki VBE = 0,8V.

Transistor disusun secara Darlington sehingga penguatan arusnya menjadi 100 x 100 =  10.000 kali. Selanjutnya arus basis minimal dapat dihitung sebesar: Ib = 100 / 10000 = ±10 uA. Jika VBE bernilai 0,8 volt dan tegangan keluaran logika 1 mikrokontroler bernilai 4,8 volt, maka RB dapat dihitung sebagai berikut: RB = (4,8 – 0,8 – 0,8) / 10E-6 = 320000 ohm.

Dalam rangkaian digunakan RB dengan ukuran 100 kilo ohm, sehingga nilai Ib adalah Ib = (4,8 – 0,8 – 0,8) / 100000 = 32 uA. Pemasangan diode 1N4002 berfungsi mencegah arus transien yang ditimbulkan oleh kumparan relay.

Jadi rangkaian di atas sangat cocok untuk digunakan pada aplikasi menggunakan mikrokontroler karena arus source port I/O mikrokontroler biasanya hanya 20mA saja.

Kenapa tidak menggunakan satu transistor saja, Pak?

Karena untuk menghasilkan rangkaian driver dengan arus pemicuan yang kecil. Rangkaian dengan satu transistor juga praktis, akan tetapi jika semisal kita menggerakkan 8, 10, atau 20 buah relay bersamaan, maka mikrokontroler akan overload dan bisa mengakibatkan hang. Untuk itu, rangkaian driver relay sebisa mungkin hanya membutuhkan arus pemicuan yang sekecil-kecilnya sehingga tidak membebani port I/O dan mengganggu kinerja mikrokontroler.

Tips Untuk Mikrokontroler AT89S51/52/53/8252 dan AVR

Rangkaian driver relay diatas sangat praktis dan telah teruji keberhasilannya dalam berbagai rangkaian kontrol yang selama ini saya rancang. Jika digunakan pada mikrokontroler AVR, maka rangkaian tersebut akan bekerja sangat baik tanpa masalah, karena pada saat kondisi RESET, semua port I/O AVR berada pada kondisi high-impedance.

Berbeda halnya jika digunakan pada mikrokontroler AT89S. Pada saat RESET, semua port I/O MCS-51 berada pada kondisi High berlogika 1, sehingga selama RESET, relay akan aktif sejenak. Untuk itu, pada program inisialisasi haruslah mengeset port I/O yang digunakan untuk memicu relay ke kondisi Low. Solusi lain yang lebih baik adalah menggunakan driver relay yang aktif-low.

Solusi lain jika aplikasi kita menggerakkan banyak relay, maka dapat digunakan IC ULN2003A dan ULN2803, yang masing-masing memiliki 7 dan 8 buah transistor darlington yang siap digunakan untuk menggerakkan relay.

Sebagai informasi, rangkaian driver di atas saya gunakan untuk menggerakkan kontaktor 48Vdc dengan kapasitas arus 200A pada aplikasi kontroler forklift elektrik.

Modul Driver Relay Siap-Pakai

Teknik Elektro Links menyediakan modul driver relay siap-pakai yang dilengkapi dengan contoh program dalam berbagai bahasa pemrograman. Berikut adalah beberapa modul driver relay siap-pakai yang dapat digunakan untuk mengontrol peralatan listrik dari komputer atau laptop.

LPT4R4OI_6320.jpg

blue_usb2rel_320

SER-4REL

SER-4REL

SER-2REL

usb4rel_320 usb1rel_320.jpg ser-1rel.jpg

Untuk informasi harga dan cara pemesanan modul-modul driver relay siap-pakai dapat dilihat di situs: http://teknikelektrolinks.com.

Selamat belajar dan selamat berkarya!

:D

About these ads

About Chandra MDE

I'm just a guy...

Posted on May 1, 2010, in Antarmuka Komputer, Arduino, AVR, Driver Relay, Elektronika, Home Industry, Industrial Control and Automation, MCS51, Mikrokontroler, Software/Programming, Starduino and tagged , , , , , , , , , , , , , , , , . Bookmark the permalink. 61 Comments.

  1. bakal betah saya di sini nih.. nanti saya baca baca lagi banyak banget ilmu di sini.

  2. endar:
    Terima kasih sudah mampir… :D

  3. NONOT SUJARNO

    mas ni saya mau tanya carane reley dapat menggerakkan pompa air aquarium yang memgunakan motor ac 12 watt. jika relay mendapat inputan dari microcontroler sebesar 5 volt.jenis relay apay yang digunakan dan transistor untuk driver motornya. trims oh ya kirim ke email saya ya mas….

  4. NONOT SUJARNO:
    Untuk beban motor AC 12Watt, dapat digunakan relay DC12V/DC24V dengan kapasitas output 250VAC/5A seperti contoh gambar diatas. Semakin besar kapasitas output semakin baik. Mas Nonot juga bisa menggunakan relay 12VDC otomotif yang biasa digunakan pada mobil/truk.

    Untuk transistor gunakan saja seperti pada gambar rangkaian di atas.

    Selamat mencoba! :D

  5. mas mau tanya ni. Untuk mendrive relay DPDT 10A dengan koil 48V gmana ya? diintegrasikan juga dengan sensor suhu LM35. Dan bagaimana cara mengetahui suatu relai dapat di drive dengan V sekian dan dapat mengeluarkan output (NO) sekian V. trimakasih, sangat ditunggu jawabannya

  6. dya:
    Untuk relay dengan koil 48VDC, dapat digunakan rangkaian di atas. Rangkaian tersebut sudah teruji sebagai driver relay forklift. Silakan simak: http://telinks.wordpress.com/2010/04/27/aplikasi-pwm-attiny2313-pada-electric-forklift/

    Untuk selanjutnya, silakan bertanya lagi atau hubungi saya melalui SMS/TELPON di (0341)9857624.

    Terima kasih. :D

  7. mas.. saya mau tanya. kalo drivernya pake optocoupler gmn y rangkaiannya?? soalnya saya pake optocoupler 4n25, tegangannya jatuh di kaki 4-6. relaynya gk mau aktif. mohon pencerahannya. trimakasih

  8. bos, kamu mao gak ngebantu atau bagi2 pengalamannya merangkai power amplifier.
    aku orang yang sangat punya ke inginan, pengin banget belajar tentang elektronik tapi sayang aku sekarang nyasar program keahlian, dalam ke inginan aku pengin belajar elektronika audio tapi aku nyasar ke jurusan otomotif, sungguh malang nasibku.
    emang udah takdirnya aku gak bisa belajar elektroneka, meskipun aku begitu aku msh tetap ingin berusaha untuk mencari ilmu itu, ya walaupun tanpa seorang guru. dunia ini sekarang jarang banget untuk mencari orang baik untuk membantu orang lain. seandainya aja ada orang yang ngasih teori atao petunjuk belajar elektronika dari dasarnya, aku pasti belajar dengan sungguh. dan aku ucapkan terimakasih . . . Banget.
    Kirim ke
    Email : mohammadyshaq@gmail.com

  9. izin upload di WP saya gan…

  10. yudha:
    Mas Yudha, kalau yang digunakan kaki 4-6, maka disitulah letak kesalahannya. Silakan tunggu tulisan saya tentang masalah tersebut.

    Ditunggu yaa… :D

  11. mohammady:
    Wah, kebetulan saya tidak ahli di bidang audio Mas. Tapi kalau memang nanti ada pengetahuan yang bisa saya bagi-bagi, insya Allah akan saya tuliskan.

    Selamat belajar! :D

  12. sharekan:
    Oke, no problem… :D

  13. sasya mau minta tlong kasih rangkaian satu pencet bisa jadi “on” dan bisa jadi “of” terimakasih sebelumnya…

  14. saya mau tanya bang, rangkaian driver penguat relay diatas aktif-high atau aktif low.
    terimakasih..

  15. sofyan:
    Rangkaian driver di atas aktif-high.

    Selamat belajar! :D

  16. mas, minta bahasa assemblynya bwt mengendalikan relay melalui mikrokontroler,
    jika sensor ir aktif trus diproses ke mikronya bwt ngaktifin relay,mohon
    bantuanya,,,hatur nuhun

  17. indra:
    Baik, saya akan buatkan, tapi ngomong2 Mas Indra menggunakan mikrokontroler apa? :D

  18. saya pake at89s51.. klo sensornya sy pake led ir sama photodioda mas,,it tegangan outputnya klo normal/tidak terhalang 4,5v indikator led nyala,klo trhalang 0,15v led mati. trus klo misal saya pake driver relay spt d atas tp transistor TIP31C sy ganti sama BD139 bs g mas y?
    untuk rangkaian sensor sy pakenya (led ir,photodioda,lm324 komparator,schmitt triger).mohon bantuanya y mas, soalnya bwt tugas akhir sy. :( dh saya coba brkali2 g bs2,smp frustasi,minggu dpan dh deadline.

  19. indra:
    Oke, Mas Indra. Saya bisa bantu. Sebelumnya, kalau boleh tahu, aplikasinya ini untuk apa ya? Sensornya untuk mendeteksi apa? Atau barangkali Mas Indra lagi buat semacam alarm anti-maling dengan sensor infra merah ya?

    Buruan dibalas ya… :D

    • wah lucu2,,hehe.
      bkan mz,bwt smacam otomatisasi kran wudhu dan penampung air otomatis, sensor pake IR LED bwt transmiternya, photodioda/phototransistor utk receiverny. saran/masukan ,sngt brarti bgd.hehe.klo bs cpet y ms candra,,sualnya mepet waktunya.hehe.maav dah bkin repot,,,

  20. Salam kenal dan mau tanya dkt..saya pernah buat driver relay..tp gagal relaynya getar akhirnya bel cerdas cermat sy ga jd jadi..kenapa y..trimaksh sblmnya

  21. Edi:
    Salam kenal juga, Mas Edi. Relay yang bergetar ON-OFF-ON-OFF berulang-ulang disebabkan karena kondisi logika tegangan kontrol yang berubah-ubah. Mungkin jika Mas Edi bisa membagi skematik rangkaiannnya, saya bisa membantu menganalisisnya dan mungkin bisa dijadikan bahan referensi untuk kita semua.

    Demikian, Mas Edi. :D

  22. buat pendeteksi objek tangan sm kaki bs dibilang bwt kran wudhu otomatis maz,,mksh y mz sebelumnya

  23. mohsmmady, anda berdomisili di mana ? kebetulan saya buka bengkel elektronik, dan mudah2an saya bisa memberikan ilmu saya tentang perakitan audio, mulai dari amplifier sederhana.Bila ingin bertanya, Silahkan sms / call : 0857 100 89 666

  24. mau tanya mas…..
    kalau rangkaian relay ini dipasang bersama rangkaian mikon at89s52+rs232 yang ada di blog ini cocok ga mas??//
    (maaf mas pertanyaannya g berbobot)hehe….
    mohon penjelasannya mas….
    trimakasih…

    • Bisa saja rangkaian ini digunakan dengan rangkaian mikrokontroler tersebut, hanya saja yang perlu diingat adalah, rangkaian driver relay diatas adalah AKTIF HIGH, jadi perlu adanya program inisialisasi yang berfungsi memberikan logika LOW pada pin yang digunakan untuk menggerakkan driver relay.

      Demikian dan selamat belajar! :D

  25. Mas mau tanya, bagaimana cara mengaktifkan hairdrier 220 V AC melalui relai 12 v Dc deng menggunakan mikrokontroller AT89S51 ??? Apa punya rangkaian Drivernya??? mohon bantuannya. . .
    trims. . .

  26. mas punya layout yang siap cetaknya ga??
    terimakasih

  27. sama kaya boss keylan klo boleh minta layout cetaknya…

    tapi mas saya masih bingung ama transistor pasaran apa beda posisi basisnya. basisnya ditengah atau di pinggir kaya di internet

    thanks

  28. novianti cahyani

    mas,,saya mau tanya,,untuk rangkaian transistor penggerak selenoid.. apakah prinsipnya sama? karena selenoid g pake motor DC…??

  29. Keylan dan Reza:
    Untuk saat ini layout untuk relay memang belum saya gratiskan. Jika menginginkan, Anda bisa menghubungi lewat email atau SMS. Harga dijamin murah! :D

  30. novianti cahyani:
    Rangkaian diatas dapat digunakan juga untuk solenoid. Ganti saja relay dengan solenoid. Mbak Novi bisa menggunakan solenoid 12V atau 24V.

    Demikian dan Selamat Belajar! :D

  31. boleh juga tu mas………… tapi rangkaian itu untuk berapa relay mas.
    boleh minta dong PCB nya.
    sebelumnya terima kasih karena dalam blog ini telah banyak membantu

    • Rangkaian itu tentunya untuk satu relay, tapi bisa juga untuk beberapa relay yang disusun paralel. Akan tetapi harus diperhatikan total arus yang dibutuhkan dengan kemampuan transistor menghantarkan arus.

      Demikian, Mas Arif. :D

  32. Assalamu’alaikum
    Mas boleh tanya nich..
    saya butuh relay untuk switch 3 output sekaligus bersamaaan
    bagusnya pake relay apa y..??
    tolong balez k e-mail saya y..

    Terima Kasih

    • Wa’alaikumsalaam.
      Setiap relay memiliki kapasitasnya masing-masing. Tergantung dari beban apa yang digerakkan, maka relay yang digunakan tentunya disesuaikan dengan kebutuhan arus bebannya. Jangan sampai kapsitas menghantar arus kontak relay lebih kecil daripada arus bebannya.

      Demikian, Mas Adit.

  33. saya mau tanya mas..relay jenis apa yang digunakan dalam rangkaian praktis driver relay itu.. dan berapa kaki yang ada pada relay itu mas.. dan saya mau nanya jikalau kaki relay ada 3 kemana kita mau sambungkan ia.. saya harap mas dapat bantu saya.. dalam rangkaian praktis driver relay di atas cuma 2 saja sambungan nya.. kemana lagi yang laen yang harus di sambungkan.. terima kasih

  34. mas VCC rangkaian di atas tu berapa ya klo untuk relay 24 VDC/220 VAC ?

  35. wah iki yang muampir buanyak yo mas CHANDRAM

  36. MAS saya punya masalah nih! saya mau menghidupkan 4 relay dengan resistor bc548, sama dengan c828 pake arus mikroAVR,nah kalo pake tegangan dari adapter (500MA Teregulasi 5 V)malah nyala lcd redup dan ga mampu 4 RELAY… saya coba tegangan dari adapter lain artinya digunakan 2 adapter satu untuk coletor dan emitor bc 548, satu lagi untuk mikro dan dan LCD, tapi ga bisa, ahirnya ground kedua adapter saya hubungkan, tetapi ketika logika nol mikro malah relay tetap hidup.gimana dong?

    • Simple. Itu arus suplai tidak mampu mencukupi kebutuhan semua beban, makanya LCD pun redup. Btw, sptnya driver relay Mas Vitgar cuma satu-transistor ya? Untuk menggerakkan banyak relay dengan 1 mikro, maka sebaiknya arus pencatu transistor pada driver relay adalah sekecil-kecilnya, oleh karenanya akan sangat baik jika menggunakan rangkaian darlington. Untuk kemudahan, Mas Vitgar bisa menggunakan IC ULN2003.

      Demikian, semoga dapat sedikit membantu. Selamat belajar! :D

  37. ass..mas…transistor C828 urutan kakinya khan basis colektor emitor…
    Yg sy mau tnya bagian depan transistor yang seperti apa mas?yang lurus atau yang cembung?
    trims…wss

    • Wa’alaikumsalaam, C828 memiliki kaki ECB. Urutannya dari kiri ke kanan dengan label transistor menghadap ke kita dan kaki mengarah ke bawah. Demikian, Mas. :D

  38. mas itu driver nya bisa bwt nge-drive solenoid valve g?? pke relay brp volt?
    klo pake ngedrive pompa air sanyo 220vac lewat mikro pake relay brp volt??? 12v ckup y???
    mhon bntuanya….

  39. tmbahan mas..??? vcc nya pke 5vdc y itu…???

  40. assalamulaikum…trims sebelumnya sudah membalas pesan saya. Saya mau tanya lg,tp rada g nyambung gt….heheh..
    saya pke ATmega 32, kemudian saya program Pin Mosi,Miso,SCK -nya sebagai input tombol. Yg jd pertanyaan apakah pin tersebut mempunyai fungsi yang sama sperti Pin b0,b1,b2,b,3 ? trims mas

  41. pak saya mau tanya, kaki relay yang mana untuk mengaliri arus. apa kaki relay yang 3 berdekatan atau yang dua?

    • Kaki yang dihubungkan ke beban adalah kaki COMMON, NC, dan NO. Pada kondisi normal (relay off), COMMON terhubung ke NC, dan ketika relay on, COMMON terhubung ke NO.

  42. assalamualaikum.
    maaf mas ganggu,saya bikin rangkaian heater pake transistor c945 kok bia nyala heternya ya padahal basis uda 5v.

  43. maturnuwun mas,ilmunya sangat bermanfaat

  44. saya ingin bertanya, saya menggunakan mikrokontroler jenis avr, dan saya menggunakan rangkaian relay, saat relay aktif rangkaian bekerja sesuai harapan tetapi kenapa saat relay dimatikan (saya beri logika 0) mikrokontroler menjadi reset, mohon pencerahannya terimakasih….

    • Mas Baskara, sebelum diuji dengan program, uji dulu rangkaian driver relay dengan memberikan logika high dan low pada kontrol driver. Jika rangkaian bekerja normal ketika dipicu secara fisik menggunakan kabel, maka berarti rangkaian sudah benar dan sangat boleh jadi program kontrolnya yang ada kesalahan.
      Jika diuji secara fisik menggunakan kabel rangkaian tidak bekerja normal, maka perbaiki rangkaian driver relaynya.
      Demikian, semoga dapat sedikit membantu.

  45. mas saya mau tanya,, kalau mau make relay buat pengendali peralatan listrik yang mana ya mas? mohon bantuannya

  46. relay 12v gw kok getar dan bunyi besi nya? gw kasih 5v

  1. Pingback: Circuit Relay Drivers using Bipolar Transistors | docircuits.com

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 169 other followers

%d bloggers like this: