릴레이(Relay) 제어

이 책의 초반에,

짜릿짜릿 전자회로 DIY (2판) 뜯고 태우고 맛보고, 몸으로 배우는
; http://www.yes24.com/24/goods/33342224

계전기(Relay) 소개가 나옵니다. 저도 그 책에 따라 부품을 구매했는데요,

G5V-2-H1-DC9 - 저신호 릴레이 - PCB ThruHole Hi-Sens DPDT 9VDC 150mW Seal
; https://www.eleparts.co.kr/goods/view?no=683974

제조사: OMRON
접점 정격전류: 2A
코일 전압: 9V
코일 전류: 16.7mA
장착 스타일: Through Hole 

(첨부 파일에 datasheet - en-g5v_2-536510.pdf가 있습니다.)

극성은 없고 브레드보드에도 정확히 장착됩니다. 그런데, 저 같은 초보자는 브레드보드에 끼워진 릴레이의 어디에 코일이 연결된 스위치가 있는지 잘 구분이 안 되는데요. 자세히 보면 상단에 아래와 같이 홈이 파인 부분이 있습니다.



그 파인 부분을 기준으로 시계방향으로 1, 2, 3, 4, ... 핀의 배열이 됩니다. 또한 릴레이의 한 면의 크기가 브레드보드의 8개의 핀 자리를 점유합니다. 따라서 상단이 8핀이고, 하단이 8핀으로 계산하면 되는데 릴레이로부터 8핀에 해당하는 모든 핀이 나온 것은 아니고 위의 그림 우측에 보이는 것처럼, 상단에 1, 4, 6, 8핀이 있는 것이고 하단에 16, 13, 11, 9핀이 나온 것입니다.

아래는 브레드 보드에 연결했을 때의 핀 위치를 보여줍니다.



DPDT(쌍극쌍투) 스위치기 때문에, 1번-16번 핀의 전압 유무에 따라 각각 다음의 2개 회선이 동시에 연결 및 떨어지는 방식이고,

[OFF]
    4번 -  6번 연결
    13번 - 11번 연결

[ON]
    4번 -  8번 연결
    13번 - 9번 연결

래칭 릴레이(latching relay)가 아니기 때문에, 즉 코일 타입이 "Non-Latching"이므로 전원이 꺼지면 Off되는 방식입니다.

릴레이의 스위치를 닫기 위한 최소 전압을 "세트 전압(set voltage)"이라고 한다는데, 저 제품의 datasheet에는 세트 전압에 대한 명시는 없습니다. 단지 코일 전압이 9 VDC라고 되어 있는데 실제로 470Ω 정도의 저항을 직렬로 연결해도 릴레이가 동작할 수 있는 전압이 안 되어 스위치가 동작하질 않습니다. 따라서 필요하다면 병렬로 연결해 전압을 보존해야 할 것입니다.

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릴레이 부품 소개가 빨리 끝났으니 남은 지면(?)을 활용해 부품 소개를 할까 합니다. ^^

실습을 하다 보면, 지난 글에 소개한 배터리가 금세 9V 아래로 떨어지게 됩니다. 그래서 기왕이면 AC-DC 어댑터를 구매해 연결하는 것이 좋습니다.



보통 아두이노 보드에는 USB 케이블 연결 이외에도 전압 연결을 위한 단자가 별도로 있습니다. 바로 그 단자에 연결할 수 있는 9V 전원 어댑터입니다.

아두이노 호환 정전압 아답터 9V 1000mA SMPS
; http://robobob.cafe24.com/product/smps/245/category/32/display/1/

브랜드: ArtRobot(아트로봇)

다음은 위의 링크에서 제공하는 제품 설명입니다.



이 제품을 브레드보드에 연결하기 위해서는 저 어댑터의 잭을 꽂을 수 있는 부품이 필요한데, 이를 위해 다음의 제품을 구매해야 합니다.

[TSP10811] 브레드보드 호환형 DC 잭 아답터 (DC Barrel Jack Adapter - Breadboard Compatible)
; http://robobob.cafe24.com/product/tsp10811/450/category/32/display/1/

A 5mm jack, with a 2.1mm center pole diameter.

저처럼 실수하실 분들이 계실지 몰라 말씀드리면 다음의 잭은 브레드보드와 맞지 않기 때문에 그런 용도로는 구매하시면 안 됩니다.

DC-005 DC POWER JACK
; https://www.eleparts.co.kr/goods/view?no=4922

2Pie DC파워잭
아답타의 E타입 플러그와 호환

Temperature: -40~55°C
Rated Load: DC 30V 0.5A
Contact Resistance: ≤ 0.03Ω
Insulation Resistance: ≥ 100MΩ DC 250V
Withstand Voltage: AC 500V(50Hz)/min
Actuating Force: 3-20N
Life: 5000회

(첨부 파일에 datasheet - DC-005.pdf가 있습니다.)

참고로 위의 제품 설명에서 E 타입이란, 외경 5.5mm에 내경 2.1mm를 의미합니다. 설상가상으로, 제 딴엔 저걸 브레드보드와 연결한다고 다음의 제품도 구매했는데요. ^^;

[CNT-DC]DC파워잭 변환기판    
; https://www.eleparts.co.kr/goods/view?no=25595

제조사: SME
어댑터종류: 파워잭
제품형태: 변환기판(pcb만)

DC어댑터잭 변환기판
P/N:DC-JACK CONVERTER PCB

::제품설명::
-홀규격의 차이로 만능기판에 바로 꽂아 사용할 수 없는 각종 회로 부품을 변환해주는 보드.
-DC-JACK용 변환보드 입니다.
-DC-JACK(DCJ2M)은 별매품입니다.

::제품규격::
【재질·두께】에폭시 양면 기판 , 1.6mm
【처리】스루홀 양면 기판 , 적색 레지스트
【패턴】
【기타】RoSH규격품

[C1P] CON-DC
; https://www.eleparts.co.kr/goods/view?no=25624

제조사: 삼일피앤유
어댑터종류: 파워잭
제품형태: 변환기판(pcb만)

DC POWER JACK 변환기판
일반 만능기판에 사용할 수 있도록 변환해주는 기판
P/N: CON-DC
Type : DC POWER JACK (DCJ2M)
Size : 24~18

두 제품 모두 브레드보드가 아닌, "만능기판"과 연결해 주는 기판으로 납땜이 필요한 제품입니다.

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마지막으로, 이제 슬슬 ^^ 부품이 많아져서 정리가 곤란해지는 시점인데요. 그래서 다음과 같은 부품 상자가 필요합니다. ^^



구매 링크는 다음과 같습니다.

[PB-2] 부품상자
; https://www.eleparts.co.kr/goods/view?no=4260807

제조사: SMATO

수직 또는 수평 유형으로 있고, 수평의 경우 칸막이를 제거할 수 있는 경우도 있는 등의 다양함이 있기 때문에 구매 시 원하는 용도로 고르시면 됩니다.

개인적으로 플라스틱으로 된 신제품 구매 시 냄새 걱정을 많이 하게 되는데요, 놀랍게도 저 제품은 포장 박스에서 꺼낼 때부터 냄새가 하나도 나지 않아서 좋았습니다. 다른 부품 상자들도 냄새 걱정이 없는지는 알 수 없으나 암튼 싸구려 플라스틱 소재를 사용하지 않은 것 같아서 자신 있게 추천해 드릴 수 있습니다. ^^

릴레이(Relay, 계전기)

유접점 릴레이
  전자기 릴레이, 기계적 접점
무접점 릴레이
  반도체 릴레이
하이브리드 릴레이
  유접점/무접점의 장점만 조합
  통전은 기계적 접점 사용

구조에 따른 분류
  힌지형 릴레이
  플런저형 릴레이
  리드 릴레이

동작모드에 따른 분류
  단안정 릴레이 - 전류가 흐를 때만 접점 개폐
  쌍안정 릴레이 - 입력 전류가 멈춘 후 동작할 때의 개폐 상태 유지

전자석의 종류
  무극 릴레이 - 영구자석 미사용, 일반적으로는 극성이 없지만 동작 표시등 내장형, 써지 흡수 다이오드 내장형 등은 극성 존재
  유극 릴레이 - 영구자석 사용, 조작 코일에 극성

릴레이 종류
  전자기 릴레이
    - DC(AC) 전자기 릴레이
    - 래칭 릴레이: 코일에 전류가 끊어져도 접점 유지(영구자석 사용)
      * 1코일 래치형
      * 2코일 래치형 
    - 리드 릴레이: 긴 접점 수명, 높은 신뢰성, 접점 바운스 없음, 고내압/고절연, 높은 출력전원을 제어할 수 없음
  반도체 릴레이: 기계적인 가동부 및 접점부가 없음. 무접점 릴레이 또는 SSR이라고 부름, 소형/경량 및 응답 시간 짧음
    - SSR(Solid State Relay)
  ISO 릴레이

접점의 종류
  JIS 접점 - 접점 단자: NO(Normal Open), NC(Normal Close), COM(Common)
    - a(Make 접점, NO 접점, 상시 개방 접점): 평상 시 개방, 코일에 전류가 흘러 동작해야 닫힘
    - b(Break 접점, NC 접점, 상시 폐쇄 접점): 평상 시 닫힘, 코일에 전류가 흘러 동작해야 개방
    - c(Transfer Contact): a 접점과 b 접점이 모두 가동접점을 공유, 평상 시 NO 단자 열림, NC 단자는 닫힘, 전류가 흐르면 NO 단자 닫힘, NC 단자 열림
    - MBB(Make Before Break, Continuous Contact): b 접점이 완전히 개방 상태로 되기 전에 a 접점이 닫혀 b 접점과 a 접점의 일부가 오버랩

접점 구성에 따른 종류
   - SPST(1a, Single Pole Single Throw, 단극단투): 1개의 공통 단자와 1개의 a 접점
   - SPST(1b, Single Pole Single Throw, 단극단투): 1개의 공통 단자와 1개의 b 접점
   - SPDT(1a1b or 1c, Single Pole Double Throw, 단극쌍투): 1개의 공통 단자와 a 접점 1개와 b 접점 1개
   - DPST(2a, Double Pole Single Throw, 쌍극단투): 2개의 공통 단자와 2개의 a 접점
   - DPST(2b, Double Pole Single Throw, 쌍극단투): 2개의 공통 단자와 2개의 b 접점
   - DPDT(2a2b or 2c, Double Pole Double Throw, 쌍극쌍투): 2개의 공통 단자와 2개의 a 접점, 2개의 b 접점

단안정 - 복귀 상태(NC 접점 On, NO 접점 OFF), 동작 상태(NC 접점 Off, NO 접점 ON)
쌍안정(래치 릴레이) - 1개 또는 2개의 코일을 가짐
   * 리셋 후의 상태: 코일에 전원을 연결하지 않은 상태 - 기본 위치를 가지지 않고, 코일에 흐르는 전류가 끊어졌을 때의 마지막 위치
   * 동작 상태: Set 코일에 전원을 연결한 상태 - NC 접점 OFF, NO 접점 ON
   * 복귀 상태: Reset 코일에 전원을 연결한 상태

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[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

[최초 등록일: 8/18/2018]
[최종 수정일: 6/20/2021]


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