아두이노 릴레이 튜토리얼: 고전압 장치 안전하게 제어하기

개요

이 튜토리얼에서는 아두이노와 릴레이 모듈을 사용하여 고전압 장치를 제어하는 방법을 배웁니다.

릴레이를 사용하여 고전압 전자 기기를 제어할 수 있습니다. 릴레이는 전자석으로 전기적으로 작동하는 스위치입니다. 전자석은 마이크로컨트롤러의 5V 같은 저전압으로 활성화되어 접점을 당겨 고전압 회로를 연결하거나 차단합니다.

HL-52S 릴레이 모듈

이 튜토리얼에서는 HL-52S 2채널 릴레이 모듈을 예제로 사용합니다. 이 모듈은 2개의 릴레이를 가지고 있으며, 각 릴레이는 10A @ 250/125V AC 및 10A @ 30/28V DC 정격입니다. 고전압 출력 커넥터는 3핀으로, 중간이 공통(Common) 핀이고 표시된 대로 나머지 두 핀 중 하나는 상시 개방(Normally Open), 다른 하나는 상시 폐쇄(Normally Closed) 연결용입니다.

모듈 반대편에는 두 세트의 핀이 있습니다. 첫 번째 세트는 4핀으로 접지, VCC(모듈 전원), 입력 핀 In1과 In2입니다. 두 번째 세트는 3핀으로 JDVcc와 Vcc 핀 사이에 점퍼가 있습니다. 이 구성에서는 릴레이의 전자석이 아두이노 보드에서 직접 전원을 공급받으므로 릴레이에 문제가 생기면 마이크로컨트롤러가 손상될 수 있습니다.

이 아두이노 릴레이 튜토리얼에 필요한 부품

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• 5V 릴레이 모듈
• 아두이노 보드
• 브레드보드와 점퍼 와이어
• 케이블, 플러그, 소켓

회로도

이 구성에서 릴레이 모듈 회로도를 통해 더 잘 이해해 보겠습니다. 마이크로컨트롤러의 5V가 Vcc 핀에 연결되어 옵토커플러 IC를 통해 릴레이를 활성화하는 동시에 JDVcc 핀에도 연결되어 릴레이의 전자석에 전원을 공급합니다. 이 경우 릴레이와 마이크로컨트롤러 사이에 절연이 없습니다.

마이크로컨트롤러를 릴레이로부터 절연하려면 점퍼를 제거하고 전자석용 별도 전원 공급 장치를 JDVcc와 접지 핀에 연결해야 합니다. 이 구성에서는 마이크로컨트롤러가 릴레이와 물리적 연결이 없으며, 옵토커플러 IC의 LED 빛만으로 릴레이를 활성화합니다.

이 회로도에서 한 가지 더 주의할 점: 모듈의 입력 핀은 역으로 작동합니다. 입력 핀이 로우(LOW)일 때 전류가 VCC에서 낮은 입력 핀(접지)으로 흐를 수 있어 LED가 켜지고 릴레이가 활성화됩니다. 입력 핀이 하이(HIGH)면 전류가 흐르지 않아 LED가 꺼지고 릴레이가 활성화되지 않습니다.

고전압 경고

이 튜토리얼을 계속하기 전에 경고합니다: 고전압을 사용하며, 잘못 또는 부적절하게 사용하면 심각한 부상이나 사망을 초래할 수 있습니다. 무엇을 하고 있는지 매우 주의하세요. 필자는 여러분의 행동에 대해 책임을 지지 않습니다.

아두이노 릴레이 모듈로 고전압 장치 사용하기

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먼저 회로도를 살펴보겠습니다. 앞서 설명한 대로 전자석용 별도 전원 공급 장치로 5V 어댑터를 JDVcc와 접지 핀에 연결합니다. 아두이노의 5V 핀을 모듈의 Vcc 핀에, 7번 핀을 In1 입력 핀에 연결하여 릴레이를 제어합니다. 고전압 부분에는 전원 플러그, 소켓, 두 가닥 와이어 케이블이 필요합니다. 두 와이어 중 하나를 잘라 모듈 출력 커넥터의 공통 핀과 상시 개방 핀에 연결합니다. 이 구성에서 릴레이를 활성화하면 고전압 회로가 닫혀 작동합니다.

케이블 제작 방법: 플러그, 소켓, 케이블을 구입한 후 케이블을 조심스럽게 자르고 사진과 같이 한 가닥을 잘라 릴레이 모듈의 상시 개방 연결 핀에 연결합니다. 케이블 양끝을 플러그와 소켓에 연결합니다.

*참고: 접지용 '노란색 & 녹색' 와이어가 아닌 다른 와이어를 사용하세요.

완성된 케이블 모습입니다. 사용 전 멀티미터로 테스트하거나 저전압으로 먼저 테스트하여 제대로 작동하는지 확인하세요.

아두이노 릴레이 튜토리얼 소스 코드

이제 간단한 코드를 만들어 릴레이 모듈 테스트를 해보겠습니다. 7번 핀으로 릴레이를 제어하므로 출력으로 정의하고, 3초마다 릴레이를 활성화/비활성화하는 프로그램을 만듭니다. 다시 한번 언급하지만 모듈 입력은 역으로 작동하므로 입력에 로우 로직이 실제로는 릴레이를 활성화합니다.

int in1 = 7;

void setup() {
  pinMode(in1, OUTPUT);
  digitalWrite(in1, HIGH);  // 시작 시 릴레이 비활성화
}

void loop() {
  digitalWrite(in1, LOW);   // 릴레이 활성화
  delay(3000);
  digitalWrite(in1, HIGH);  // 릴레이 비활성화
  delay(3000);
}

이 튜토리얼 동영상 끝부분에서 시연을 볼 수 있습니다. 100W 전구, 스탠드 조명, 팬 히터 등 220V로 작동하는 3개 장치를 테스트했습니다.

이제 아두이노나 다른 마이크로컨트롤러로 모든 고전압 장치를 제어할 수 있습니다. 가능성은 무한합니다: TV 리모컨, 블루투스, SMS, 인터넷 등으로 장치를 제어할 수 있습니다.