가스일렉
아두이노 릴레이 모듈 NO, NC와 구매시 주의사항 본문
아두이노로 개발을 위해 가장 필수적인 부품 중 하나가 릴레이입니다. 아두이노의 출력 신호를 제어하려면 릴레이가 필요합니다. 저는 인터넷 쇼핑으로 가장 저렴한 제품을 선택했습니다. 릴레이 모듈의 동작방식 NO와 NC에 대해 자세히 알아보고 구매시 주의사항도 알려드릴게요.
릴레이는 왜 쓰나?
Relay는 전달하다, 중계하다라는 뜻입니다. 릴레이는 작은 신호를 보다 큰 신호로 바꿔주는 장치입니다. 즉 작은 신호가 릴레이를 거치면 보다 큰 신호로 바뀌어 계속 중계할 수 있다는 뜻입니다. 예전 유선통신에서는 신호가 멀리 갈수록 세기가 떨어지기 때문에 중간중간 중계기를 거쳐 신호의 크기를 증폭해서 보냈었죠.
전기전자 분야에서 릴레이는 작은 전류로 큰 전류를 컨트롤 하는데 사용됩니다. 아두이노로 1KW 용량의 히터를 제어한다고 합시다. 릴레이 없이 가능할까요? 아두이노의 신호 출력은 DC 5V에 10W도 안 될겁니다. 하지만 히터는 1kW로 훨씬 큰 전류가 필요합니다.
즉 아두이노와 같은 제어기만으로 다른 디바이스를 제어하는 데에는 한계가 있습니다. 그래서 릴레이가 필요합니다. 아두이노는 릴레이의 스위치를 동작할 수 있는 최소의 전류만 흘려보내주면 릴레이가 보다 큰 전류를 컨트롤 하는 것이죠.
릴레이 구동전압과 최대 허용전류
이번에 제가 구매한 제품은 1채널 릴레이모듈로 개당 2,300원입니다. 릴레이를 보면 스펙이 적혀져 있습니다. 중요한 것은 10A와 5VDC입니다. 즉 릴레이의 온/오프 신호를 직류 5V로 제어하고 릴레이 출력부의 최대 허용전류는 10A라는 말입니다.
10A라면 일반적인 전자제품 제어에는 문제가 없을 만한 용량입니다. 스펙상으로는 최대 2kw 용량의 설비를 컨트롤 할 수 있다는 것입니다. 1kw 용량의 전자제품도 1000w/220V=4.5 A이기 때문에 충분히 사용 가능합니다.
신호부의 경우 +, - 쪽에 5V 전원을 연결하고 S에 아두이노의 출력핀(DO)을 연결하여 사용하면 됩니다. 출력부는 C는 공통단자로 제어하고자 선을 연결하고 NO과 NC는 선택하여 사용하면 됩니다.
릴레이의 NO와 NC
NO (Normal Open)은 자동제어에서 A접점으로 릴레이 신호가 off일 때에는 NO와 C가 떨어져 있다가 릴레이신호가 on일 때 NO와 C가 연결됩니다. 반대로 NC(Normal Close)는 자동제어에서 B접점으로 릴레이 신호가 off일 때에는 NC와 C가 연결되어 있다가 릴레이 신호가 on일 때 NC와 C가 떨어집니다.
예를 들어 24시간 중에 10분만 동작하는 장비가 있다면 NO를 사용하는 것이 좋습니다. 릴레이가 동작한다는 것은 릴레이 자체의 소비전력이 발생한다는 것입니다. 불필요한 전력소비와 릴레이의 수명을 고려한다면 NO가 유리하죠. NO 방식은 평상시에는 릴레이에 전혀 신호를 안주고 있다가 24시간 중 10분만 릴레이에 ON 신호를 보내고 10분 동안 릴레이가 켜지는 것입니다.
반면 24시간중 23시간 50분을 동작하는 장비가 있다면 NC가 유리합니다. NC는 릴레이가 안 켜져도 NC와 C가 연결되어 있기 때문에 장비가 켜져 있습니다. 릴레이에 on 신호가 들어가면 NC와 C가 떨어지면서 장비가 10분동안 꺼지는 것이죠.
이처럼 릴레이의 동작시간이나 장비의 제어방식 등에 따라 NO와 NC를 선정해서 사용하면 됩니다. 일반적으로 NO방식을 많이 사용합니다.
릴레이 모듈 선택시 주의 사항
1) 전류 용량
제어하고자 하는 전기설비의 최대전류를 파악하고 이보다 큰 용량의 릴레이를 선택해야 합니다.
2) 동작 전압 확인
아두이노의 경우 DO 출력부의 전압은 5V입니다. 즉 릴레이 구동 전압이 5V인 릴레이를 선택해야 합니다.
3) 채널 수량
릴레이로 제어하고자 하는 채널의 수량을 확인해야 합니다. 필요한 채널수에 따라 다채널 모듈을 선택해도 좋습니다.
4) 절연 릴레이
아두이노와 릴레이를 전기적으로 분리하고 싶은 경우 포토커플러가 들어간 절연 릴레이 모듈을 쓰는 것도 좋습니다.
5) 릴레이 모듈 취부
릴레이 모듈을 어떻게 부착할 것인지 사이즈나 나사 구멍 위치를 확인하고 구매해야 합니다.
릴레이 모듈도 생각보다 숙지해야 할 내용이 많네요. 릴레이 모듈 구매 시 구동전압, 릴레이용량, 채널 수량은 꼭 확인하시고 구매하시기 바랍니다.
