Cara menguji Solid State Relay

Menguasai metode pengujian yang tepat untuk perangkat solid state relay adalah keterampilan berharga bagi orang-orang yang terlibat dalam pembuatan, manajemen, dan pengadaan sistem kontrol listrik. Karena solid state relay tidak mengandung bagian mekanis, mereka dapat gagal dengan cara yang berbeda dari relay elektromekanis tradisional dan tidak dapat dianalisis menggunakan prosedur pengujian standar. Seringkali, SSR gagal secara diam-diam, yang dapat mengakibatkan pemicu palsu pada peralatan atau bahkan kebocoran arus saat sistem seharusnya dimatikan sepenuhnya. Teknik yang dibahas dalam artikel ini memberikan panduan untuk berbagai jenis pengujian SSR, mulai dari pemeriksaan meter sederhana hingga pengujian verifikasi listrik penuh yang digunakan di lantai produksi.

Mengapa Pengujian SSR Berbeda Dari Relay Mekanis

Relay mekanis mampu membuka dan menutup kontak logam sehingga saat menggunakan meter yang disetel pada kontinuitas, pembacaan yang diperoleh sangat jelas: tertutup berarti hampir nol ohm, terbuka berarti tak terhingga. Sebaliknya, SSR melakukan switching menggunakan perangkat solid state seperti TRIAC, SCR, atau FET dan itu adalah permainan yang sama sekali berbeda. Bahkan saat tidak aktif, SSR yang baik mengizinkan sejumlah kecil arus bocor mengalir saat dalam keadaan mati, dan dalam mode aktif, ia menurunkan tegangan tertentu alih-alih bertindak seperti saklar tertutup sempurna. Karena itu, pengukuran resistansi yang dilakukan di terminal output SSR normal bisa membingungkan dan mungkin menunjukkan bagian yang rusak. Salah satu alasan utama yang membuat pengujian solid state relay menjadi rumit adalah karena orang hanya mengandalkan prinsip yang sama yang mereka terapkan pada relay mekanis.

Persiapan dan Peralatan yang Diperlukan

Sebelum memulai pekerjaan apa pun, kumpulkan multimeter digital yang memiliki fungsi pengukuran dioda dan resistansi, serta sumber arus searah/bolak-balik tegangan rendah yang sesuai dengan spesifikasi kontrol relay. Disarankan juga menggunakan beban uji kecil, misalnya lampu pijar atau perangkat pemanas tabung yang sesuai untuk posisi tersebut. Penguji tegangan tinggi diperlukan untuk tujuan keselamatan dan pemeriksaan isolasi jika pabrikan merekomendasikan verifikasi pemisahan antara sirkuit input dan output. Spesifikasi pabrikan memberikan informasi tentang nomor bagian, tegangan kontrol, arus output, dan arus bocor dalam keadaan mati. Sangat penting untuk mengetahui apakah itu sirkuit DC atau AC untuk memprediksi perilaku perangkat di masa depan. SSR zero-crossing hanya dapat menghidupkan saat tegangan sama dengan nol; untuk alasan ini, digunakan untuk beban resistif, sementara model random-fire digunakan untuk kontrol fase.

Waspadai Risiko Keselamatan

Output dari solid-state relay dapat dihubungkan ke tegangan utama, dan basis logamnya kemungkinan sangat dekat dengan sambungan semikonduktor yang hidup. Oleh karena itu, rangkaian harus dimatikan, semua kapasitor harus dikosongkan, dan tegangan harus diperiksa dengan bantuan multimeter digital sebelum operator memasuki rangkaian. Selama pengujian operasional yang diberi daya, rangkaian yang dilindungi sekering dengan benar harus digunakan untuk menghubungkan relay dan satu tangan harus dijaga di belakang punggung saat bekerja di dekat kabel yang hidup. Dalam kasus pengujian isolasi, harus diingat bahwa penguji tegangan tinggi menggunakan beberapa volt tinggi dan harus dioperasikan hanya oleh karyawan yang terlatih ketika perangkat dipisahkan dari mesin lainnya.

Cara Menguji Solid State Relay Dengan Multimeter

Pertanyaan yang sering diajukan orang di bengkel adalah bagaimana menguji relay keadaan padat, dan kenyataannya, meskipun meter dapat mendeteksi kegagalan besar, meter tidak dapat sepenuhnya menunjukkan status perangkat. Namun hanya dengan melakukan pemeriksaan meter, Anda dapat menyaring sebagian besar solid-state relay yang rusak dan short dalam beberapa menit saja. Pertama-tama, pastikan perangkat terputus dari sumber daya. Kemudian alihkan meter ke mode dioda dan periksa terminal input atau kontrol dari solid-state relay. Jika solid-state relay ini bekerja dengan input DC dan menggunakan opto coupler serta LED, Anda mungkin mendapatkan tegangan maju di satu arah dan pembacaan terbuka di arah sebaliknya, seperti dioda. Jika pembacaan terbuka diperoleh di kedua arah, maka itu menunjukkan bahwa input terbuka. Sebaliknya, jika pembacaan sangat dekat dengan nol di kedua arah, itu menunjukkan adanya short pada input.

Langkah berikutnya adalah memeriksa terminal output. Atur meter ke mode resistansi dan periksa output. Pada SSR yang berfungsi, Anda harus melihat resistansi tinggi di kedua arah, yang berarti semikonduktor tidak menghantarkan. Jika pembacaan mendekati nol di satu arah, itu menunjukkan bahwa output mengalami short, yang merupakan kegagalan SSR yang paling umum dan paling berbahaya.

Eksperimen Fungsional Berbasis Daya

Uji bench yang sepenuhnya dioptimalkan disebut eksperimen fungsional berbasis daya di mana fungsi perangkat dikonfirmasi. Hubungkan terminal output secara seri dengan lampu yang diuji dan pasokan yang relevan sambil menjaga sambungan kontrol tetap bebas. Tanpa tegangan kontrol, lampu harus tetap mati. Jika lampu menyala redup, itu menunjukkan adanya short pada output. Sekarang berikan input dengan tegangan kontrol dan relay yang sehat akan menyalakan lampu dengan kecerahan penuh. Setelah memutus tegangan kontrol, lampu harus menjadi benar-benar gelap. Jika output tidak menyala saat tegangan kontrol ada pada input, itu menunjukkan bahwa perangkat terbuka atau jika tidak mati saat tegangan kontrol mati, itu berarti semikonduktor output telah gagal.

Saat perangkat masih dalam keadaan menyala, dimungkinkan untuk mengukur penurunan tegangan saat bekerja menggunakan voltmeter. Penurunan tegangan sekitar 1-1,5 volt pada SSR TRIAC AC dianggap normal dan jika terlalu tinggi, itu menunjukkan bahwa semikonduktor menua dan menjadi panas. Mengukur kebocoran pada keadaan mati melalui voltmeter akan menunjukkan seberapa baik perangkat tersebut beralih. Jadi kedua pembacaan ini yang membedakan perangkat yang buruk dari yang baik.

Pengujian SSR untuk Input AC

Tidak semua unit menerima sinyal dengan kontrol DC. Dalam kasus unit AC-in, tegangan kontrol diharapkan berkisar antara 90-280 AC, sehingga rumus pemeriksaan dioda yang disebutkan sebelumnya tidak berlaku dalam kasus ini. Untuk jenis perangkat ini, cara yang aman dan mudah adalah melakukan hanya uji fungsional bertenaga: nyalakan tegangan kontrol AC yang ditentukan dan periksa apakah perangkat menyala atau tidak. Oleh karena itu, tidak mungkin mengukur resistansi pada unit AC karena tegangan rendah dan oleh karena itu sulit untuk menginterpretasikan hasil yang diperoleh melalui penggunaan alat ukur.

Pengujian Isolasi dan Hi-Pot

Multimeter tidak dapat memeriksa beberapa sifat seperti kondisi isolasi antara sirkuit input dan output. Sementara penghalang ini memastikan bahwa tegangan tinggi tidak mencapai sisi kontrol tegangan rendah dari sistem, ini adalah spesifikasi keselamatan penting yang perlu diperiksa melalui uji tahan dielektrik atau hi-pot yang terdiri dari penerapan tegangan tinggi pada sirkuit input/output selama beberapa waktu sambil memantau kemungkinan terjadinya kerusakan atau arus bocor yang berlebihan. Perangkat yang lulus uji fungsional tetapi gagal prosedur pengujian isolasi solid state relay tidak aman dan harus ditolak, karena kesalahan isolasi yang tidak terlihat tidak akan muncul dalam pemeriksaan switching apa pun. Inilah sebabnya program kualitas serius menganggap verifikasi hi-pot sebagai wajib, bukan opsional.

Perilaku Termal dan Kerusakan Termal

Ketika SSR diaktifkan, ia cenderung mengalami penurunan tegangan dan menghasilkan panas, yang merupakan penyebab utama kegagalan di lapangan. SSR yang berfungsi normal di laboratorium mungkin mulai berperilaku aneh setelah menghantarkan arus selama beberapa menit pada pendingin panas kelas rendah. Jika ada kecurigaan kegagalan termal, disarankan untuk melakukan uji fungsional bertenaga dengan beban terukur selama periode waktu yang diperpanjang dan memantau suhu pelat dasar. Jika perangkat menunjukkan peningkatan penurunan tegangan saat aktif dan perilaku saklar yang tidak stabil, itu berarti semikonduktornya berfungsi di luar batasnya. Pendinginan yang tepat dan bahan antarmuka termal adalah bagian dari solusi, meskipun siklus termal selama periode pengujian mengungkapkan masalah tersebut. Akibatnya, SSR yang dirancang dengan margin arus yang cukup dan dipasang pada pendingin panas yang sesuai akan lulus uji dengan baik, sementara yang terlalu panas akan gagal dalam beberapa menit. Mencatat suhu pelat dasar pada akhir percobaan memberikan standar untuk perbandingan di masa depan.

Bagaimana Cara Menguji Solid State Relay

Menggabungkan beberapa pemeriksaan yang berbeda memudahkan untuk mengidentifikasi unit yang gagal. Salah satu tanda utama kegagalan adalah beban yang tetap menyala terlepas dari sinyal kontrol. Masalah sebaliknya terkait dengan output terbuka serta tahap input mati. Ketika beban berkedip dan beralih dengan buruk serta hanya menyala saat menjadi hangat, itu membuktikan adanya semikonduktor berkualitas buruk atau masalah dengan kontrol. Secara umum, untuk mengetahui apakah solid state relay rusak, pembacaan meter dan uji saklar fungsional bersama dengan pemeriksaan isolasi harus digunakan bersama-sama.

Pengujian Dalam Sirkuit Versus Luar Sirkuit

Pentingnya melakukan pemeriksaan sama dengan pentingnya lokasi pemeriksaan. Pemeriksaan paling bersih adalah saat kita menguji relay yang dilepas dari mesin. Ini adalah cara terbaik, karena tidak ada yang dapat mempengaruhi pembacaan Anda. Tentu saja, meter hanya mengukur relay, pengujian fungsional hanya memerlukan beban yang Anda ketahui, dan tidak ada sirkuit paralel yang mempersulit pengukuran Anda dalam kasus ini. Namun, jika pertanyaannya sangat penting, lebih baik melepas SSR dan mengujinya. Pengujian dalam sirkuit adalah cara yang lebih mudah dan cepat karena perangkat sudah terhubung, tetapi banyak elemen, sirkuit kontrol, dan beban dapat mempengaruhi hasil; oleh karena itu, data yang diperoleh dari pengujian dalam sirkuit hanya dapat dianggap sebagai informasi awal. Jika ada kecurigaan; periksa di luar sirkuit: jika tidak, Anda mungkin salah menyimpulkan tentang elemen yang rusak dan mengganti perangkat yang berfungsi sehingga masalah sebenarnya tetap tidak terselesaikan.

Kesalahan Umum yang Harus Dihindari

Ada beberapa kesalahan umum yang juga dilakukan oleh para profesional. Kesalahan pertama adalah mengharapkan terminal SSR akan menunjukkan sirkuit terbuka atau hubung singkat saat diukur dengan ohm meter; semikonduktor berperilaku berbeda dan nilai kebocoran biasa sering disalahartikan sebagai pembacaan kegagalan. Kesalahan kedua adalah menerapkan tegangan kontrol yang salah selama proses pengujian, baik dengan memasok tegangan yang tidak cukup sehingga sirkuit kontrol tidak bekerja atau jenis tegangan yang salah (misalnya memasok DC alih-alih AC). Kesalahan ketiga adalah melakukan pengujian tanpa beban yang dapat menyembunyikan keluaran yang cacat karena tidak ada arus yang mengalir melalui sistem. Kesalahan keempat adalah tidak melakukan uji isolasi, dan membuat asumsi bahwa perangkat yang berfungsi dengan baik pasti aman. Mungkin ada saklar relay yang sempurna tetapi pada saat yang sama kehilangan penghalang isolasi.

Dari Pengujian Meja ke Pengujian Skala Produksi

Diskusi sebelumnya berputar pada ide menguji setiap relay secara terpisah, yang baik dalam hal penerapannya pada pekerjaan pemeliharaan dan perbaikan, tetapi tugas produksi adalah cerita yang berbeda sama sekali. Selama operasi fasilitas yang memproduksi ratusan hingga ribuan SSR per shift, menguji setiap SSR yang diproduksi secara manual jelas tidak praktis, lambat, dan tidak mungkin didokumentasikan dengan tepat untuk kebutuhan sertifikasi. Proses individual tidak banyak berbeda dari yang dijelaskan pada bagian sebelumnya; namun, mereka perlu diotomatisasi, diatur dalam urutan, dan didokumentasikan. Karakteristik yang diuji meliputi kapasitas arus nominal, penurunan tegangan keluaran, arus kontrol input, resistansi isolasi, dan jika perlu, siklus termal. Inilah titik di mana cara menguji solid state relay pengetahuan berkembang dari keterampilan bengkel menjadi disiplin produksi.

Benlong Automation membangun jenis lini terintegrasi seperti ini. Jalur Produksi Otomatis Relay Solid State Menggabungkan penempatan SMT, penyolderan, dispensing, dan rangkaian uji fungsional lengkap yang mengukur arus nominal, penurunan tegangan keluaran, kekuatan isolasi dengan hi-pot hingga dua ribu lima ratus volt AC, dan karakteristik termal, kemudian mengunggah setiap hasil ke sistem MES untuk pelacakan per unit yang lengkap. Karena pemeriksaan listrik yang sama yang Anda lakukan secara manual dijalankan oleh penguji yang dapat diprogram dengan kecepatan lebih dari seribu unit per shift dan dicatat secara otomatis, produsen mendapatkan konsistensi sekaligus jejak audit yang diperlukan untuk kepatuhan IEC 62314. Bagi siapa pun yang beralih dari pengujian meja sesekali ke output yang distandarisasi dan dapat disertifikasi, lini otomatis mengubah rutinitas manual menjadi proses yang dapat diulang dan terdokumentasi.

Membangun Rutinitas Pengujian Sederhana

Rutinitas yang baik menghubungkan teknik-teknik menjadi sebuah sistem yang dapat diterapkan setiap kali. Mulailah dengan memeriksa secara visual adanya kerusakan, perubahan warna, dan bau terbakar, karena peralatan yang rusak secara fisik akan gagal sebelum dapat diuji. Selanjutnya, lihat layar meter pada input dan output untuk mengidentifikasi perangkat yang mati atau korsleting. Lanjutkan dengan uji hidup untuk memastikan fungsi on-off perangkat yang tepat di bawah beban normal dan mengukur penurunan tegangan selama operasi. Akhiri dengan uji isolasi dalam kasus keselamatan atau sertifikasi. Bekerja dalam urutan ini berarti setiap langkah baik membersihkan perangkat atau menghentikan Anda sebelum membuang usaha pada bagian yang sudah menunjukkan kerusakan, yang merupakan esensi praktis dari rutinitas yang baik. Pengujian SSR.

Kesimpulan

Memahami cara menguji solid state relay perangkat adalah tentang menghormati apa yang membuatnya berbeda dari relay mekanis dan menggunakan alat yang tepat untuk setiap lapisan pemeriksaan. Multimeter memeriksa masalah utama pada input dan output, uji fungsional bertenaga mengonfirmasi perpindahan yang lancar di bawah beban sambil mengukur penurunan tegangan saat aktif dan kebocoran, dan uji hi-pot memastikan penghalang isolasi yang tidak dapat diidentifikasi oleh multimeter manapun. Tes-tes ini cukup untuk pemeliharaan dan pemecahan masalah. Dalam kasus manufaktur skala besar, prinsip yang sama diterapkan secara otomatis dan dapat dilacak pada satu lini produksi, yang menjamin bahwa semua produk yang dikirim akan terbukti dan terdokumentasi. Pelajari cara memahami pemeriksaan tunggal ini dan kemudian Anda akan tahu cara bekerja dengan SSR apapun.