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[아두이노중급] 릴레이에 대한 모든 것!
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에듀이노 오픈랩 : 네이버 블로그

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Arduino 아두이노 릴레이 (Relay, 스위치) 사용방법 :: IT-G-House

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Arduino 아두이노 릴레이 (Relay 스위치) 사용방법

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Arduino 아두이노 릴레이 (Relay, 스위치) 사용방법 :: IT-G-House
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아두이노와 릴레이모듈을 활용한 전등켜기 | 싸이피아SCIPIA

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아두이노와 릴레이모듈을 활용한 전등켜기

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아두이노 릴레이 원리와 적용 예제 :: 공대남의 정보수용소

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아두이노 릴레이 모듈 NO, NC와 구매시 주의사항

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아두이노 릴레이 모듈 NO NC와 구매시 주의사항 본문

아두이노 릴레이 모듈 NO, NC와 구매시 주의사항
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Arduino 아두이노 릴레이 (Relay, 스위치) 사용방법

아두이노(Arduino)는 컨트롤러(controller)인 만큼 외부기기나 센서의 전원을 on/off 하는 경우가 많이 있습니다. 보통 이런 기능은 스위치(switch)가 하죠 ^^ 전자기기에서 전기신호를 받아서 스위치 역할을 하는 부품을 릴레이(Relay: 전자계전기)라고 합니다. 지난 포스팅에서 초음파 센서를 사용하여 사람이 접근하면 외부기기에 전원을 공급하는 방법에서도 릴레이 모듈을 사용할 수 있습니다. 오늘은 아두이노에서 주로 사용되는 릴레이 모듈을 알아보고 사용하는 방법을 알아보겠습니다.

1. 릴레이(Relay: 전자계전기)

우선 릴레이는 스위치입니다. 아두이노에서 제공하는 전력만으로 구동할 수 없는 외부기기를 컨트롤하고 싶을 때 외부 전원을 릴레이와 연결하여 (설정)조건이 만족할 때 아두이노에서 신호를 보내 컨트롤하기 위해 주로 사용합니다.

저희가 알고 있는 일반적인 스위치는 버튼(button)형이나 텀블러(tumbler)형 같이 손으로 수동으로 on/off 해야 하지만 릴레이는 전기신호로 자동으로 on/off 할 수 있습니다. 보통 릴레이는 ‘전자석(철심에 코일을 감은 것)’의 원리로 움직이는데 전자석은 전류가 흐르면 자기장이 형성되는 자석입니다. 그래서 릴레이 모듈에 전기신호가 들어오면, 즉 전류가 흐르면 자기가 형성되어 그림과 같이 자석이 열려있는 스위치를 끌어당겨 on 시켜줍니다.

전자석을 이용한 릴레이(Relay: 전자계전기) 간단한 원리

릴레이 종류는 동작 방식이나 허용 전력 용량에 따라 여러 종류가 있습니다. 더 자세한 내용이 궁금하면 아래 ‘메카솔루션’ 링크 참조 부탁드립니다.

2. 릴레이 모듈

1채널 릴레이(Relay) 모듈 4채널 릴레이(Relay) 모듈

위 사진은 1채널 릴레이 모듈이며, 채널 수에 따라 아래 4 채널 모듈과 같이 릴레이 수가 늘어납니다. 모듈에서 파란색 네모 박스가 실제적인 릴레이인데 상단에 JQC3F-5VDC-C (5VDC: 5V 직류 구동)라고 모델명이 있고 아래에 10A 250VAC (교류전압), 10A 30VDC (직류전압) 표시는 최대 입력전압(input voltage)을 나타내고, 하단에 10A 125VAC, 10A, 28VDC는 기본 입력 전압을 나타냅니다. 이에 맞게 허용 전력을 사용하면 됩니다.

제가 구입한건 중국산이라 한자 (常开, 公共端 ,常闭)로 적혀있는데 보통 NC (Normally Close), COM, NO (Normally Open) 이렇게 표시되어 있습니다.

NC (Normally Close, 常闭): 평상시에 닫혀있다는 뜻으로, 릴레이에 전류가 흐르면 Open 되므로 평상시에 전원을 on 상태로 유지하다가 신호를 주어 off 할 때 사용합니다.

NO (Normally Open, 常开): 반대로 평상시에 열려있다는 뜻으로, 릴레이에 전류가 흐르면 Close 되므로 평상시에 전원을 off 상태로 유지하다가 신호를 주어 on 할 때 사용합니다.

COM (Common port, 公共端)는 공통 단자로 전력 또는 외부기기의 한쪽 선을 항상 연결해야 하는 단자입니다.

VCC, GND, IN는 릴레이(전자석)을 구동하기 위한 전력 단자 (VCC, GND)와 신호를 주기 위한 IN (input) 단자입니다.

3. 릴레이 배선

아두이노(Arduino) 릴레이(Relay) 모듈 배선 방법

그림과 같이 아두이노의 5V 단자와 릴레이 모듈의 VCC와 연결하고, GND는 GND pin에 연결합니다. 그리고 아두이노 프로그램에서 설정한 디지털 PIN 번호(저는 3번과 연결하겠습니다.)와 IN 단자와 연결합니다. 다음으로 전원을 컨트롤하고 싶은 전자기기와 외부 전력을 연결하고 한쪽 단자 중간에 릴레이(스위치)를 장착한다고 생각하시면 됩니다.

* 주의: 만약 전선작업을 직접 하시면 전원 반드시 뽑아서 안전 주의하세요!!!

4. 아두이노 프로그램

int Relay = 3; void setup(){ pinMode(Relay,OUTPUT); // 릴레이를 출력으로 설정 } void loop(){ if(조건) { digitalWrite(Relay,HIGH); // 조건 만족하면 1채널 릴레이 ON delay(500); } else { digitalWrite(Relay,LOW); // 아니면 1채널 릴레이 OFF delay(500); } }

릴레이를 동작하기 위한 아두이노 스케치 프로그램 코드입니다. 저는 아두이노의 디지털 pin 3번에 릴레이 IN 단자와 연결하였기 때문에 int Relay = 3; 으로 설정하고 pinMode를 OUTPUT으로 설정하였습니다. void loop()에서 if 조건문을 사용해서 조건에 맞으면 릴레이에 HIGH 신호를 줘서 릴레이 스위치를 on 하고, 조건이 맞지 않으면 off 되는 간단한 프로그램 코드입니다. 다양한 센서를 사용해서 if()에 원하는 설정 조건을 직접 작성하시면 됩니다.

아두이노 명령어가 익숙하지 않으신 분은 pinMode 및 if문에 대한 명령어는 아래 링크 참조하시면 됩니다.

여기까지 아두이노(Arduino)에서 자주 사용하는 릴레이(Relay: 전자계전기)에 대해 알아보았습니다. 릴레이는 앞으로 추진하는 IoT 프로젝트에 반드시 필요한 모듈 중 하나라 사용방법을 알아두면 좋습니다. 다음 포스팅에는 릴레이에 외부기기와 전원을 연결하여 동작하는 작은 프로젝트를 하나 진행해 보겠습니다.

오늘도 긴 글 읽어주셔서 감사합니다. 궁금한 부분은 댓글로 언제든지 남겨주세요 ^^

아두이노 릴레이 원리와 적용 예제

안녕하세요? 공대남입니다. 오늘은 릴레이 모듈에 대해서 알아보도록하겠습니다.

릴레이는 제어를 하기위한 부품으로 많이 사용하고 있습니다.

오늘 알아볼 릴레이는 5V 1채널 릴레이입니다.

1채널 릴레이 모듈은 릴레이 1개를 제어할 수 있는 모듈입니다.

릴레이의 원리에 대해여 알아보고, 아두이노에 적용하여 알아보도록 하겠습니다.

차례 1. 릴레이의 원리 2. 5V 1채널 릴레이 3. 아두이노와 릴레이

1. 릴레이의 원리

릴레이는 전자석의 원리를 이용합니다.

전자기유도원리를 이용한 것 입니다.

위 그림 밑에 부분에있는 코일에 전류가 흐르면 자성이 생기고 스위치가 밑으로 닫히게 됩니다.

그리고 전류가 끊기면 패러데이 법칙에 의해 방해 전류가 생성되고 그에 대한 자기력에 의해 스위치는 위로 닫힙니다.

이러한 방식으로 릴레이에 전류를 흐르게 하거나 차단하여 제어를 할 수 있습니다.

2. 5V 1채널 릴레이 모듈

보통 아두이노에 사용하는 1채널 릴레이는 다음과 같습니다.

VCC, GND는 아시다시피 전원을 연결하는 핀입니다.

그리고 IN 에는 데이터를 입출력하고자 하는 핀에 연결합니다.

좌측에 ‘NO’는 ‘normal open’의 뜻입니다. 즉, 평상시에 스위치가 열려있습니다.

그렇기 때문에 릴레이에 전류가 흐를 때 닫히게 됩니다.

‘NC’는 반대로 생각하시면 됩니다. 평상시에 닫혀있고 릴레이에 전류가 흐르면 스위치가 열립니다.

‘common port’는 공통단자로써 항상 연결 시켜주어야합니다.

즉, 정리하자면 릴레이에 전류가 흐를때 어떤 부품을 동작시키거나 전류를 인가하고 싶다면 NO에 연결해주시면 됩니다.

그 반대로 평상시에 계속 전류를 인가시켜주고 릴레이에 전류가 흐를때 차단시켜주고 싶다면 NC에 연결하면 됩니다.

3. 아두이노와 릴레이

릴레이에 일정한 시간간격으로 전류를 인가하여 led 점등을 살펴보는 간단한 예제를 보겟습니다.

다음과 같이 회로를 구성합니다.

common port에 전원을 인가하여야 하기 때문에 아두이노 보드에서 바로 릴레이로 전원을 연결하면 안됩니다.

int relay = 4;

void setup() {

pinMode(relay, OUTPUT);

}

void loop() {

digitalWrite(relay, HIGH);

delay(1000);

digitalWrite(relay, LOW);

delay(1000);

}

코드는 다음과 같이 작성하시면 됩니다.

저는 4번포트를 릴레이에 연결시켰습니다.

핀모드를 이용하여 릴레이핀을 OUTPUT으로 설정합니다.

그리고 1초 간격으로 릴레이에 전압을 HIGH, LOW를 줍니다.

그러면 1초 간격으로 LED가 점등 되는걸 볼 수 있습니다.

LED이 만이 아니라 서보모터 등, 다양한 부품에도 적용시킬 수 있습니다.

시리얼 입력을 이용하여 릴레이를 이용해 제어도 가능합니다.

다양한 방법이 있으니 기초를 잘 숙지해두면 좋을 거 같습니다.

감사합니다.

아두이노 릴레이 모듈 NO, NC와 구매시 주의사항

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.

아두이노용 릴레이

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.

아두이노 릴레이 연결

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.

1채널 릴레이모듈

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.

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