[아두이노] 릴레이(Relay)를 이용하여 220V 전원을 제어해보자

릴레이는 자동으로 컨트롤이 가능한 스위치의 일종으로 작은 전압으로 큰 전압을 컨트롤 하기 위한 부품이다. 

 

쉽게 말해 아두이노로 가정용 전기인 220V나 그 이상의 전기를 제어하려고 할 때 쓰이는 부품이다.

아두이노에서 선풍기, 가정용 전등 등을 켜고 끌수 있는 것이다.

릴레이의 원리이다. 위의 그림을 보면 5V 전압으로 릴레이를 동작시켜 가정용 전기에 연결된 오븐을 제어하는 것을 볼 수 있다. 릴레이에 5V 전기가 가해지면(릴레이 규격에 따라 동작 전압이 다름) 릴레이 안의 전자석이 자성을 띄어 스위치를 ON 한다. 5V전기를 끊으면 전자석이 자성을 잃고 스프링에 의해 원복되면서 전류도 끊어지게 된다. 사실 이 글에서 해 보는 것은 이 그림의 손 역할을 아두이노가 대신 하게 되는 것이다.

릴레이 전원연결측 단자. 중간이 공통단자, 좌측단자가 ON, 우측단자가 OFF 시 연결된다.

내가 가지고 있는 릴레이 모듈이다. 릴레이 부품에 아두이노와의 연결을 용이하게 하기 위하여 다이오드, LED 등의 부품이 들어있는 보드가 부착되어 있다. 

릴레이에 쓰여져 있는 부분을 보면 SRD-05VDC-SL-C(모델명) 라고 되어 있는데 릴레이 컨트롤을 위한 전압은 5VDC(5V 직류)인 것을 알 수 있다. 5V는 아두이노에서도 공급가능한 전압이기 때문에 아두이노에서 컨트롤이 가능하다.

그 위에 10A 250VAC, 10A 30VDC 라는 것은 릴레이에서 컨트롤 가능한 최대전압/전류이다.

10A 250VAC 는 10암페어, 250볼트(교류) 이므로 우리나라 가정용 전압인 220VAC(교류)도 컨트롤 가능하다.

10A 30VDC 는 컨트롤 가능한 직류전압이다.

단, 10A를 넘어가는 전열기 같은 것을 컨트롤 하려면 더욱 큰 전류를 컨트롤 가능한 릴레이를 사용하여야 한다.

릴레이(SRD-05VDC-SL-C) 데이터시트:

27115-Songle-Relay-Datasheet.pdf

릴레이모듈 사용 매뉴얼:

27115-Single-Relay-Board-Guide-v1.0.pdf

나는 위와 같이 전원플러그와 연결된 220V용 전선의 중간 부분을 끊어서 릴레이와 연결하였다. 제어가 필요한 가전제품은 멀티탭에 꼽아서 쓸 수 있도록 만들었다. 릴레이가 ON되면 전원의 끊어진 부분이 이어지면서 멀티탭에 전원이 공급될 것이고 멀티탭에 연결된 가전제품이 동작이 될 것이고 반대의 경우 가전제품의 동작이 중단될 것이다. 

※ 만약 이 글을 보고 따라하려는 사람이 있다면 220V의 높은 전압을 다루게 되므로 자칫 잘못하면 감전되어 다칠 수 있으므로 주의를 기울여야 하며 사용하려는 릴레이의 허용전압/전류를 꼭 확인하고 사용해야 한다.

위와 같이 아두이노를 연결해 준다. 아두이노의 역할은 단순히 프로그램에 의해 릴레이에 전원을 공급하거나 끊어주는 것이다. 전원 ON/OFF를 다른 입력센서를 이용하여 하게되면 온도가 올라가면 가동되는 선풍기(온도센서 이용-블로그 참조), 가까이가면 켜지는 전등(초음파센서 이용-블로그 참조) 등을 만들 수 있을 것이다.

위의 그림에서 릴레이의 전원연결은 공통단자인 검정색과 릴레이 ON시 연결되는 빨간색 단자를 연결해 주었다.

##소스##

10초간 릴레이가 ON 되고 5초간 OFF 되는 프로그램

사실 소스는 별거 없다. 어떤 센서를 이용하여 어떤 상황에서 전원을 ON/OFF를 할지가 가장 중요하다.

 
//KY019 5V 릴레이 모듈
 
int relay = 10; //릴레이에 5V 신호를 보낼 핀설정
void setup ()
{
  pinMode (relay, OUTPUT); // relay를 output으로 설정한다.
}
void loop ()
{
  digitalWrite (relay, HIGH); // 릴레이 ON
  delay (10000);              //10초 delay
  digitalWrite (relay, LOW); // 릴레이 OFF
  delay (5000);               //5초 delay
}

##결과##

나의 경우엔 헤어드라이어를 아두이노에서 ON/OFF 해 보았다. 

프로그램대로 10초간 전원이 연결되어 켜지고, 5초간 전원이 차단되어 꺼진다.

사실 진짜 해 보고 싶었던 것은 아두이노로 집안의 전체 전등을 컨트롤 해보려고 생각해봤지만

일이 너무 커질것 같은 생각이 들었다. 하나 정도는 가능할.듯 하지만 전체는 불가능에 가까울 듯 하다.

콘크리트 천장을 뜯으면 가능할거 같은데.... ;; 

나중에 돈 많이 벌어서 집을 짓게되면 중앙에서 집안의 전원을 따로 따로 관리 할 수 있는 콘솔 같은걸 만들어 보고 싶다. 거기에 아두이노와 이더넷 쉴드 같은걸 연결하면 외출중에도 PC나 스마트폰으로 집안 전체의 전원을 컨트롤 할 수 있겠지... 아마도 요즘 짓는 고급아파트들을 그렇게 이미 되어 있지 않을까???