Solid State Relay (SSR) dan Mechanical Relay dan Kaitannya Dengan Pemilihan Jenis Pemanas Mesin Penetas Telur

Sebelumnya mari kita perhatikan gambar berikut :

Gambar diatas sumbernya adalah dari Omron dengan link KLIK DISINI 

Dalam kaitannya dengan mesin penetas telur, jenis LOAD atau beban yang mungkin akan dipikul oleh relay (SSR maupun Mekanikal) dari modul controller adalah :

Solenoid 

untuk mengaktifkan sprayer, penyalur air bertekanan dari pompa air untuk mengatur kelembaban udara dalam mesin penetas telur.

Incandescent Lamp (Bohlam Lampu Pijar, dengan kawat wolfram didalamnya)

Mesin penetas kapasitas kecil cenderung menggunakan jenis pemanas dari lampu pijar ini karena lebih efisien dan mudah penerapannya untuk skala penetasan kecil.

Relay Mekanik (Kontaktor)

Untuk mesin penetas kapasitas besar, sebagian perancang memilih untuk menggunakan kontaktor untuk menyalurkan beban arus yang sangat besar. Keluaran arus dari controller baik dari SSR maupun Relay Mekanik kapasitas kecil diumpankan ke input dari kontaktor tersebut untuk memindahkan beban besar ke kontaktor.

Resistive Load

Jenis pemanas yang menggunakan kawat nikelin adalah jenis pemanas resistive yang paling sering digunakan untuk mesin penetas telur kapasitas menengah dan besar.

Perhatikan tabel diatas. Masing-masing jenis mempunyai nilai Inrush Current atau arus tiba-tiba saat dalam peralihan dari kondisi OFF ke ON.

Jenis pemanas yang paling tinggi Inrush Currentnya adalah Bohlam Lampu Pijar, yaitu 10 sampai 15 kali nilai arus normalnya. Ini menobatkan bohlam lampu sebagai pemanas yang paling berbahaya untuk SSR sekaligus menobatkan nikelin sebagai yang teraman.

Agar mudah dipahami, perhitungan sederhananya adalah sebagai berikut :

Bohlam lampu pijar 60 Watt.
Ingat rumus sederhana ini P = V x I

P = Daya dalam satuan Watt
V = Tegangan PLN dalam satuan Volt
I = Arus yang mengalir dalam satuan Ampere


Normal Current (arus normal) untuk bohlam lampu tersebut adalah I = P/V = 60/220 =  0,27 Ampere

Inrush Current = 0,27 x 10 = 2,7A

Berapa watt dari 2,7A tersebut dalam jaring2 PLN 220V? = 600 Watt tentunya

Ini berarti bohlam lampi 60 Watt saat hidup pertama kali bisa saja menarik daya 600 Watt, namun tentunya dalam waktu yang sangat cepat sepersekiarn puluh atau ratus detik sehingga MCB 2A sekalipun tidak akan turun (karena sifat keterlambatan mekanisnya tentunya).

Namun bagi SSR sepersekian puluh atau ratus detik ini sangat berarti !!!

SSR (Solid State Relay)

Solid state relay banyak sekali ditemukan di pasaran dengan berbagai macam bentuk mulai dari kapasitas satu ampere sampai ratusan Ampere. Masing-masing tentunya mempunyai spesifikasi sendiri-sendiri, baik tentang berapa arus maksimum (peak) yang bisa dilewatkannya serta seberapa ketahananannya untuk tidak mengalami kerusakan saat terjadi malfungsi atau shortcircuit pada beban yang tersambung.

Berikut contoh bentuk dari SSR

Kerusakan yang umum pada SSR apabila terjadi malfungsi pada sirkuit beban adalah ketidakmampuan lagi SSR memutuskan arus. Dalam istilah awamnya disebut "blong" atau ON terus.

Contohnya untuk aplikasi thermostat. Normalnya SSR akan memutuskan arus ke pemanas apabila temperatur telah melebihi set point karena perintah dari microcontroller. Namun bila SSR blong, maka apapun perintah dari microcontroller tidak akan berarti lagi karena SSR akan terus mengalirkan arus ke beban pemanas dan akibatnya mesin penetas telur akan overheat.

Untuk lebih mudahnya, kita hindari bahasa yang terlalu teknis untuk memahami keterbatasan SSR tersebut. baiklah kita mulai.

SSR mempunyai batas maksimal untuk menahan arus tiba-tiba karena short circuit dalam satuan waktu tertentu dan arus tertentu. Sebagai misal saja, SSR Merk A dengan kemampuan maksimal untuk short circuit 16A dalam kurun waktu maksimal 0.01 detik.

Bila terjadi short circuit pada beban (misalkan bohlam lampu pemanas) dan mesin tidak dilindungi oleh sekring atau fuse ataupun jenis MCB tertentu, maka satu-satunya pelindung adalah MCB yang ada pada jaringan PLN.

Misalkan MCB PLN 10A. MCB juga punya kecepatan untuk memutuskan arus bila terjadi short circuit pada arus dan waktu tertentu. untuk contoh kasus disini adalah 10A. Untuk waktunya misalkan 0,5 detik.

SSR diatas hampir bisa dipastikan akan jebol -- karena dalam kurun waktu 0,5 detik MCB tersebut tentu saja tidak off atau njeglek pass pada posisi 10A sesuai rating MCB, namun bisa saja pada posisi 30A atau lebih. Ini adalah efek keterlambatan dari MCB.

Tentu saja MCB dengan kualitas yang sangat baik akan semakin rendah waktu pemutusannya dan lebih mendekati nilai ratingnya.

Kasus diatas mengindikasikan bahwa pemilihan SSR diatas 30A mungkin akan meningkatkan kesempatan untuk bertahan hidup apabila terjadi short circuit pada sistem beban SSR pelindungnya berupa MCB dengan kapasitas 10A.

Cara lain tentu saja memberikan perlindungan pada SSR secara lokal pada jalur beban SSR. Sebaiknya pelindung ini sedikit saja diatas daya beban yang dipikul SSR. Misalkan pemanas berupa bohlam lampu pijar (tipe pemanas yang paling beresiko short apabila putus kawat wolframnya) dengan daya maksimal 400 Watt. Dengan daya ini bisa dipilih MCB 2A. Sederhananya MCB 2A akan mampu menyalurkan daya sebesar 220v x 2A = 440 Watt.

Tentu saja dengan SSR 16A misalnya dan dilindungi dengan MCB 2A, maka perlindungan yang diberikan akan sangat optimal.

artikel ini masih bersambung .....