Apa Itu Relay? Fungsi, Cara Kerja, NO NC & Jenisnya

Daftar Isi

Kelas Teknisi | Apa itu relay? Relay adalah perangkat sakelar yang dikendalikan oleh sinyal listrik untuk membuka, menutup, atau memindahkan kontak pada suatu rangkaian. Pada relay elektromekanik, perubahan kontak terjadi karena coil atau kumparan menghasilkan medan magnet yang menggerakkan armature ketika diberi tegangan.

Dengan relay, rangkaian kontrol dapat mengendalikan rangkaian lain tanpa harus menghubungkannya secara langsung melalui sakelar mekanis yang sama. Karena itu relay banyak digunakan pada panel kontrol, otomasi, kendaraan, peralatan elektronik, sistem PLC, alarm, interlock, dan berbagai aplikasi kelistrikan.

Jawaban singkat:

Relay adalah sakelar yang dioperasikan oleh sinyal listrik. Pada relay elektromagnetik, tegangan pada coil menghasilkan medan magnet yang menarik armature sehingga posisi kontak NO dan NC berubah.

Apa Itu Relay?

Relay adalah komponen switching yang memungkinkan sebuah sinyal pada sisi kontrol mengubah kondisi kontak pada sisi rangkaian lain.

Pada relay elektromekanik yang umum digunakan, terdapat dua bagian utama:

• bagian elektromagnet, terdiri dari coil, core, dan armature;
• bagian kontak, terdiri dari common, Normally Open, Normally Closed, atau konfigurasi kontak lainnya.

Ketika coil mendapat tegangan sesuai ratingnya, arus mengalir melalui lilitan dan menghasilkan medan magnet. Medan magnet tersebut menarik armature sehingga posisi kontak berubah.

Ketika coil tidak lagi diberi energi, spring atau pegas pada relay tipe monostable mengembalikan armature ke posisi normal.

Fungsi Relay

Relay memiliki beberapa fungsi tergantung rancangan sistem dan jenis relay yang digunakan.

1. Sebagai Sakelar yang Dikendalikan Secara Elektrik

Fungsi paling dasar relay adalah membuka atau menutup rangkaian berdasarkan sinyal listrik yang diberikan ke coil.

Sebagai contoh, output PLC 24 VDC dapat mengaktifkan coil relay 24 VDC, kemudian kontak relay digunakan untuk mengendalikan rangkaian lain sesuai rating kontaknya.

2. Memisahkan Rangkaian Kontrol dan Rangkaian Beban

Pada relay elektromekanik tertentu, coil dan kontak terisolasi secara elektrik. Hal ini memungkinkan rangkaian kontrol dan rangkaian yang dikendalikan memiliki sumber atau level tegangan berbeda selama spesifikasi isolasi dan rating relay terpenuhi.

Namun, jangan menganggap semua relay mempunyai nilai isolasi yang sama. Selalu periksa datasheet.

3. Membentuk Logika Kontrol

Kontak NO dan NC dapat digunakan untuk membuat fungsi interlock, seal-in, permissive, alarm, selector, dan logika kontrol sederhana.

4. Memperbanyak Kontak dari Satu Sinyal

Satu coil relay dapat menggerakkan beberapa kontak sekaligus. Relay 4PDT, misalnya, dapat menyediakan beberapa set changeover contact yang berubah secara bersamaan ketika coil bekerja.

5. Interface antara PLC dan Peralatan Lapangan

Pada panel otomasi, interposing relay sering digunakan sebagai antarmuka antara output PLC dan perangkat lain agar kebutuhan kontak, tegangan, atau konfigurasi kontrol dapat disesuaikan.

Cara Kerja Relay

Cara kerja relay elektromagnetik dapat dipahami melalui dua kondisi: coil OFF dan coil ON.

Saat Coil Tidak Diberi Tegangan

Ketika coil tidak diberi energi, relay berada pada kondisi normal atau release state.

Pada relay changeover:

• COM terhubung dengan NC;
• COM belum terhubung dengan NO.

Saat Coil Diberi Tegangan

Ketika tegangan sesuai rating diberikan ke coil:

1. arus mengalir melalui kumparan;
2. core menjadi elektromagnet;
3. medan magnet menarik armature;
4. moving contact ikut bergerak;
5. kontak NC membuka;
6. kontak NO menutup.

Ketika coil kembali OFF, gaya magnet hilang dan spring mengembalikan armature ke posisi awal pada relay monostable.

Bagian-Bagian Relay

1. Coil atau Kumparan

Coil merupakan bagian yang menghasilkan medan magnet saat dialiri arus. Relay tersedia dalam berbagai rating coil, misalnya 5 VDC, 12 VDC, 24 VDC, 24 VAC, 110 VAC, 220–240 VAC, dan lainnya tergantung produk.

Tegangan coil harus sesuai dengan rangkaian kontrol. Relay 24 VDC tidak boleh langsung diasumsikan dapat digunakan pada 24 VAC atau 220 VAC.

2. Core atau Inti Besi

Core membantu membentuk jalur fluks magnet yang dihasilkan coil.

3. Armature

Armature adalah bagian mekanis yang bergerak akibat gaya elektromagnetik dan meneruskan gerakan tersebut ke kontak.

4. Contact atau Kontak

Kontak merupakan bagian yang membuka, menutup, atau memindahkan jalur rangkaian beban.

5. Spring

Pada relay monostable, spring mengembalikan armature dan kontak ke kondisi normal ketika coil tidak lagi aktif.

6. Terminal

Terminal menjadi titik koneksi untuk coil dan kontak. Pada relay socket industri, penomoran terminal mengikuti konfigurasi produk sehingga teknisi harus membaca diagram pada bodi atau datasheet relay.

Apa Itu NO, NC, dan COM pada Relay?

Tiga istilah yang paling sering ditemukan ketika mempelajari relay adalah NO, NC, dan COM.

Kontak	Kepanjangan	Kondisi Saat Coil OFF
COM	Common	Kontak bergerak/common untuk transfer contact
NO	Normally Open	Terbuka terhadap COM
NC	Normally Closed	Terhubung dengan COM

Istilah normal mengacu pada kondisi relay ketika coil tidak diaktifkan, kecuali dinyatakan berbeda oleh produsen.

Jenis Kontak Relay

Normally Open (NO)

Normally Open berarti kontak terbuka pada kondisi normal. Ketika relay aktif, kontak akan menutup.

NO sering digunakan ketika beban harus aktif hanya setelah relay diberi energi.

Normally Closed (NC)

Normally Closed berarti kontak tertutup pada kondisi normal. Ketika relay aktif, kontak tersebut membuka.

NC dapat digunakan untuk interlock, alarm, maupun berbagai logika kontrol tergantung desain sistem.

Changeover Contact

Pada kontak changeover, COM berpindah dari NC menuju NO ketika relay bekerja. Konfigurasi ini juga dikenal sebagai transfer contact atau Form C.

Apa Arti Pole dan Throw pada Relay?

Pole menunjukkan jumlah rangkaian kontak independen yang dikendalikan, sedangkan throw menunjukkan jumlah posisi atau jalur yang dapat dihubungkan oleh masing-masing pole.

Jenis	Keterangan	Konfigurasi Dasar
SPST	Single Pole Single Throw	Satu kontak ON/OFF
SPDT	Single Pole Double Throw	Satu changeover contact
DPST	Double Pole Single Throw	Dua kontak ON/OFF
DPDT	Double Pole Double Throw	Dua changeover contact

Jumlah terminal fisik dapat berbeda tergantung desain relay, socket, indicator lamp, diode, test button, maupun fitur tambahan. Karena itu jangan memilih relay hanya dari jumlah pin tanpa memeriksa diagram terminalnya.

Jenis Jenis Relay

1. Electromechanical Relay

Ini merupakan relay yang menggunakan coil elektromagnetik dan kontak mekanis. Jenis inilah yang paling sering dimaksud ketika orang bertanya apa itu relay.

2. Solid State Relay (SSR)

SSR melakukan switching menggunakan komponen semikonduktor dan tidak menggunakan kontak mekanis seperti relay elektromagnetik.

SSR dapat menawarkan switching yang cepat dan tidak memiliki contact bounce mekanis, tetapi mempunyai karakteristik seperti leakage current, voltage drop, dan kebutuhan pelepasan panas yang harus diperhatikan.

Baca juga: Solid State Relay (SSR): Pengertian, Fungsi, Kelebihan, dan Kekurangan.

3. Latching Relay

Latching relay dapat mempertahankan posisi kontak setelah sinyal pemicu dilepas. Berbeda dengan relay monostable biasa yang kembali ke kondisi awal ketika coil kehilangan energi.

4. Time Delay Relay

Time delay relay mengubah kondisi kontak berdasarkan waktu tertentu, misalnya ON-delay atau OFF-delay tergantung jenis dan mode yang tersedia.

5. Thermal Overload Relay

Thermal overload relay berbeda dari relay switching umum. Perangkat ini digunakan dalam sistem proteksi motor untuk merespons kondisi beban lebih sesuai karakteristiknya dan biasanya bekerja bersama kontaktor.

Baca juga: Thermal Overload Relay (TOR): Pengertian, Fungsi, dan Cara Kerja.

6. Protection Relay

Protection relay digunakan untuk mendeteksi kondisi sistem tenaga tertentu seperti arus lebih, gangguan tanah, tegangan abnormal, frekuensi, diferensial, dan parameter proteksi lainnya.

Relay proteksi tidak sama dengan relay elektromekanik sederhana yang hanya berfungsi sebagai switching interface.

Baca juga: Pengertian Ground Fault Relay dan Prinsip Kerjanya.

Relay AC dan Relay DC

Berdasarkan sumber untuk coil, relay tersedia dalam tipe AC maupun DC.

• DC relay dirancang untuk coil dengan sumber DC.
• AC relay dirancang untuk coil dengan sumber AC.

Jangan hanya melihat bentuk fisiknya karena relay dengan model hampir sama dapat mempunyai tegangan coil berbeda.

Spesifikasi Relay yang Wajib Diperhatikan

Kesalahan umum saat memilih relay adalah hanya melihat tulisan Ampere besar pada casing tanpa memahami kondisi ratingnya. Beberapa parameter yang perlu diperiksa adalah:

1. Coil Voltage

Pastikan tegangan coil sesuai dengan sumber kontrol.

2. Contact Rating

Contact rating menentukan batas switching yang diizinkan dalam kondisi tertentu. Rating harus dibaca bersama jenis beban dan tegangan.

3. Jenis Beban

Kemampuan kontak ketika mengendalikan beban resistif belum tentu sama dengan motor, solenoid, lampu, transformer, atau beban kapasitif karena arus inrush dan karakteristik pemutusan berbeda.

4. Contact Configuration

Pilih jumlah NO, NC, atau changeover contact sesuai kebutuhan rangkaian.

5. Electrical dan Mechanical Life

Umur mekanis dan umur elektrik relay dapat berbeda. Electrical life dipengaruhi beban dan kondisi switching kontak.

6. Isolation dan Dielectric Strength

Jika relay digunakan untuk memisahkan dua rangkaian dengan level tegangan berbeda, perhatikan spesifikasi isolasi antara coil, kontak, dan antar contact circuit.

Contoh Cara Kerja Relay pada Lampu

Misalkan tersedia relay dengan coil 24 VDC dan kontak NO yang digunakan untuk mengendalikan lampu.

1. Ketika tombol START belum ditekan, coil tidak aktif.
2. Kontak NO masih terbuka sehingga lampu OFF.
3. Tombol START memberikan 24 VDC ke coil.
4. Coil menghasilkan medan magnet.
5. Armature tertarik.
6. Kontak NO menutup.
7. Rangkaian lampu terhubung dan lampu menyala.

Contoh tersebut menunjukkan bahwa sisi coil dan sisi kontak memiliki fungsi berbeda. Tegangan coil tidak boleh dianggap sama dengan tegangan yang boleh diswitch oleh kontak.

Apa Perbedaan Relay dan Kontaktor?

Relay dan kontaktor sama-sama dapat bekerja menggunakan prinsip elektromagnetik, tetapi penggunaannya tidak selalu dapat dipertukarkan.

Aspek	Relay	Kontaktor
Penggunaan umum	Logika, interface, switching beban sesuai rating	Switching rangkaian daya dan motor
Kontak	Banyak variasi NO, NC, changeover	Memiliki main contact dan dapat memiliki auxiliary contact
Beban	Sesuai contact rating relay	Dirancang untuk switching daya sesuai utilization category dan rating
Aplikasi	PLC interface, alarm, control circuit	Motor, heater, power circuit

Untuk pembahasan yang lebih khusus, baca Perbedaan Kontaktor dan Relay: Panduan Lengkap agar Tidak Salah Pasang serta artikel Kontaktor Magnetik: Fungsi, Prinsip Kerja, Simbol, dan Bagian-Bagiannya.

Perbedaan Relay Elektromekanik dan Solid State Relay

Aspek	Electromechanical Relay	SSR
Switching	Kontak mekanis	Semikonduktor
Bunyi operasi	Dapat terdengar klik	Tidak mempunyai klik kontak mekanis
Contact wear	Ada keausan kontak	Tidak menggunakan kontak mekanis
Leakage saat OFF	Kontak terbuka secara mekanis	Dapat memiliki off-state leakage current
Panas	Dipengaruhi coil dan contact resistance	Dapat membutuhkan heatsink karena voltage drop output

Apakah Relay Bisa Mengendalikan Arus Besar?

Relay dapat mengendalikan beban hanya selama tegangan, arus, jenis beban, kemampuan switching, dan kondisi penggunaannya berada dalam batas spesifikasi produsen.

Jadi kalimat seperti “relay menggunakan arus kecil untuk mengendalikan arus besar” memang dapat membantu pemula memahami konsepnya, tetapi tidak berarti relay kecil boleh digunakan untuk setiap beban berarus besar.

Untuk motor atau rangkaian daya dengan rating lebih tinggi, kontaktor sering menjadi pilihan yang lebih tepat.

Apakah Relay Bisa Melindungi Motor dari Overload dan Korsleting?

Relay switching biasa tidak otomatis memberikan proteksi overload maupun short circuit.

Untuk proteksi motor dapat digunakan perangkat seperti thermal overload relay atau electronic overload relay sesuai desain, sedangkan proteksi hubung singkat biasanya memerlukan fuse atau circuit breaker dengan karakteristik yang sesuai.

Pada sistem tenaga juga terdapat protection relay khusus yang memberikan perintah trip kepada circuit breaker ketika kondisi gangguan yang telah ditentukan terdeteksi.

Kelebihan Relay Elektromekanik

• Prinsip kerja sederhana dan mudah dipahami.
• Tersedia banyak konfigurasi kontak.
• Dapat memberikan isolasi galvanis coil-kontak sesuai desain relay.
• Mudah digunakan dalam rangkaian kontrol.
• Tersedia dalam berbagai tegangan coil.
• Kontak dapat digunakan untuk AC atau DC selama sesuai rating produk.
• Mudah diganti pada tipe plug-in dengan socket.

Kekurangan Relay Elektromekanik

• Kontak mekanis mengalami keausan.
• Dapat terjadi contact bounce.
• Kecepatan switching terbatas dibanding perangkat semiconductor.
• Coil tetap membutuhkan daya ketika aktif pada relay monostable.
• Kontak dapat mengalami arcing saat switching beban tertentu.
• Umur elektrik dipengaruhi karakteristik beban dan frekuensi switching.

Penyebab Relay Tidak Bekerja

1. Tegangan Coil Tidak Sesuai

Ukur tegangan pada terminal coil dan bandingkan dengan rating relay.

2. Coil Putus

Coil yang open circuit tidak akan menghasilkan medan magnet sehingga relay tidak dapat bekerja.

3. Kontak Terbakar atau Aus

Switching beban yang melebihi kemampuan relay atau memiliki inrush tinggi dapat mempercepat degradasi kontak.

4. Armature Macet

Kerusakan mekanis dapat menyebabkan bagian bergerak tidak berpindah dengan benar.

5. Socket atau Terminal Bermasalah

Relay dalam kondisi baik tetap tidak bekerja normal jika terdapat terminal longgar, socket rusak, wiring salah, atau suplai kontrol bermasalah.

Cara Mengecek Relay dengan Multimeter

Pemeriksaan dasar dapat dilakukan ketika relay sudah dilepas dan kondisi aman.

1. Identifikasi terminal coil, COM, NO, dan NC berdasarkan diagram.
2. Ukur resistance coil dan cek apakah tidak open circuit atau short abnormal sesuai referensi relay.
3. Pada kondisi coil OFF, cek continuity antara COM dan NC.
4. Berikan tegangan coil yang benar menggunakan sumber yang sesuai.
5. Pastikan relay bekerja secara mekanis.
6. Cek apakah COM berpindah dari NC ke NO.

Keselamatan: jangan melakukan continuity test pada relay atau rangkaian yang masih bertegangan. Untuk relay yang terhubung ke tegangan berbahaya, isolasikan sumber dan ikuti prosedur keselamatan sebelum pemeriksaan.

Contoh Penggunaan Relay

Relay dapat ditemukan pada berbagai aplikasi, antara lain:

• panel kontrol industri;
• interface PLC;
• sistem pompa otomatis;
• sistem alarm;
• panel ATS/AMF;
• kontrol pencahayaan;
• kendaraan;
• mesin produksi;
• peralatan rumah tangga;
• interlock;
• sistem elektronika dan mikrokontroler.

Kesalahan yang Sering Terjadi Saat Memilih Relay

• Hanya melihat arus maksimum tanpa membaca jenis beban.
• Salah memilih AC coil dan DC coil.
• Menganggap rating kontak berlaku sama untuk semua tegangan.
• Mengabaikan arus starting motor atau inrush.
• Menggunakan relay kecil untuk beban yang seharusnya dikendalikan kontaktor.
• Menganggap semua relay memberikan proteksi.
• Tidak mempertimbangkan electrical life.
• Tidak memasang suppression pada coil atau beban induktif ketika memang diperlukan oleh desain.

Kesimpulan

Jadi, apa itu relay? Relay adalah perangkat switching yang dikendalikan menggunakan sinyal listrik. Pada relay elektromekanik, coil menghasilkan medan magnet yang menggerakkan armature sehingga kondisi kontak berubah.

Kontak relay umumnya menggunakan konfigurasi NO, NC, atau changeover. Sementara berdasarkan pole dan throw terdapat SPST, SPDT, DPST, DPDT, dan variasi lainnya.

Relay banyak digunakan untuk interface, logika kontrol, isolasi antar rangkaian sesuai spesifikasi, alarm, interlock, dan switching beban dalam batas ratingnya.

Hal terpenting saat memilih relay adalah memeriksa tegangan coil, contact rating, jenis beban, konfigurasi kontak, electrical life, serta spesifikasi isolasinya. Untuk beban daya besar seperti motor, jangan otomatis menggunakan relay umum; evaluasi apakah kontaktor merupakan perangkat yang lebih sesuai.

FAQ Apa Itu Relay

Apa itu relay?

Relay adalah perangkat sakelar yang dikendalikan oleh sinyal listrik. Pada relay elektromekanik, coil menciptakan medan magnet yang menggerakkan armature sehingga kontak membuka, menutup, atau berpindah.

Apa fungsi relay?

Relay digunakan untuk switching, interface antara rangkaian kontrol dan rangkaian lain, membentuk logika kontrol, menambah jumlah kontak, alarm, dan berbagai fungsi otomasi sesuai spesifikasinya.

Apa fungsi NO dan NC pada relay?

NO atau Normally Open terbuka saat coil tidak aktif dan menutup ketika relay bekerja. NC atau Normally Closed tertutup saat coil tidak aktif dan membuka ketika relay bekerja.

Apa fungsi coil pada relay?

Coil menghasilkan medan magnet ketika dialiri arus sehingga menggerakkan armature dan mengubah posisi kontak relay.

Apa beda relay dan kontaktor?

Relay banyak digunakan untuk logika dan interface serta switching sesuai rating kontaknya, sedangkan kontaktor dirancang khusus untuk switching rangkaian daya seperti motor dan beban berkapasitas lebih tinggi sesuai rating dan utilization category-nya.

Apa beda relay dan SSR?

Relay elektromekanik menggunakan kontak mekanis yang digerakkan elektromagnet, sedangkan Solid State Relay menggunakan komponen semikonduktor untuk melakukan switching.

Apakah relay bisa digunakan untuk motor?

Bisa pada kondisi tertentu jika rating relay memang sesuai dengan karakteristik motor, termasuk inrush dan kemampuan switching. Untuk motor berdaya lebih besar, kontaktor biasanya lebih sesuai.

Apakah relay termasuk alat proteksi?

Tidak semua relay merupakan alat proteksi. Relay switching biasa berfungsi sebagai sakelar kontrol, sedangkan protection relay dan thermal overload relay dirancang untuk fungsi proteksi tertentu.

Sumber Referensi

IEC 61810-1:2015 + AMD1:2019. Electromechanical Elementary Relays – Part 1: General and Safety Requirements. IEC.

OMRON Industrial Automation. Technical Explanation for General-purpose Relays – Structure, Operating Principle, Contact Configuration, NO and NC Contacts.

Panasonic Industry. Relay Terminology – Contact Arrangement, Form A, Form B and Form C Contacts.

Hardiansyah, A. H., Hartati, R. S., & Divayana, Y. 2023. Proteksi Konsleting Listrik dengan Memutus Jarak Jauh Arus 3 Phasa Beban Besar dengan Kombinasi Solid State Relay (SSR) dan IoT NodeMCU 8266. Majalah Ilmiah Teknologi Elektro, Vol. 22 No. 1, 71–78. DOI: 10.24843/MITE.2023.v22i01.P09.

Saleh, M., & Haryanti, M. 2017. Rancang Bangun Sistem Keamanan Rumah Menggunakan Relay. Jurnal Teknologi Elektro, Vol. 8 No. 2.