28. 스위치와 릴레이

전원을 켜고 끄거나 특정한 부품을 작동시키기 위하여 스위치를 사용한다.

이 강좌에서 만들었던 많은 장난감들도 버튼스위치(또는 택트 스위치)를 사용하여 작동이 되도록 만들었었다.

각종 스위치

그런데 아두이노와 같은 마이크로컨트롤러 기반의 장비가 감당할 수 있는 전원은 9V 정도가 한계이고, 전체 전류 역시 200mA (5V 레귤레이터인 NCP1117ST50T3G의 한계는 1000mA이고 프로세서인 ATmega328p는 200mA로 되어 있음, 핀 당 40mA 권고) 정도를 사용하는 것이 그 한계이다. 그래서 220V에 동작하는 가정용 기구나 많은 전류 공급이 필요한 외부 조명과 같은 장비들은 아두이노에서 공급하는 전원과는 다른 전원에 연결이 되어야 한다.

그러한 전원의 작동 역시 스위치를 이용하여 켜고 끄면 좋겠지만, 장비가 우리의 손을 거치지 않고 직접 전원의 공급 또는 차단을 지시할 수 있도록 도와주는 장비가 릴레이이다.

연결된 릴레이

위의 사진을 보면 우측에 아두이노와 연결할 수 있는 3개 핀, 좌측에 실제 사용할 전원과 연결할 수 있는 3개의 단자가 있다. 

* 우측의 아두이노 연결핀들은 다른 부품들과 마찬가지로 VCC. GND와 신호를 받아 릴레이를 작동시키는 3개의 핀으로 구성되어 있다.

* 실제 작동할 정원의 스위치 역할을 하는 핀이 좌측의 단자들이다. 

가운데 있는 COM 단자를 두고 NC 단자와 NO단자가 있다. 

위의 그림처럼 전원이 들어오면 빨간 PWR LED가 켜지고, 

신호에 HIGH가 들어오면 초록색 LED인 SW가 꺼지고, 그 반대의 경우 켜진다.

초록 LED 불이 꺼질 때 NC가 연결되고, 초록불이 켜지면 NO가 연결된다.

아두이노와 아래와 같이 연결되어 있는 회로를 만들어 보자.

-  스위치와 3 번핀

-  릴레이 신호핀과 4 번핀

그리고 아래의 프로그램을 실행해 보면 

아래와 같이 동작한다. 

릴레이의 실제 전원 부분에는 220V 전구를 연결하여 릴레이가 버튼을 누를 때 릴레이가 동작하는 모습을 보였다. 

(건전지나 휴대폰 충전기와 같은 전기를 사용할 때에도 합선이 되면 화재 발생의 위험이 생길 수 있다. 하물며 220V 전원을 이용한 장비는 합선이나 감전이라는 엄청난 위험이 있을 수 있으므로, 전기에 대한 이해가 없다면 절대로 스스로 작업하지 말고, 전문가의 손을 빌려야 한다.) 

스위치를 켜서 전구를 켜는 것이 뭐가 대단하겠는가??

그렇지만 이 릴레이와 센서를 이용한다면

 - 조도 센서를 이용하여 어두워지면 전구를 켤 수도 있고,

 - 시계 모듈을 이용하여 정해진 시간에 고양이 밥을 줄 수도 있고,

 - 열대어 어항의 물 온도가 낮아지면 히터를 켤 수도 있다.

이외에도 수많은 응용 작품을 만드는 것이 릴레이를 통하여 가능함을 기억해 두자.