[아두이노] SSR (Solid State Relay) 의 사용

예전에 작성했던 글 http://deneb21.tistory.com/222 에서는 전자석의 원리를 이용한 접점식 릴레이를 아두이노에서 제어하는 방법을 알아보았다. 이번에는 기계식 접점이 없는 반도체식 릴레이인 SSR (Solid State Relay) 을 아두이노에 연결해서 제어해 보려고 한다. 사실 아두이노에서의 사용방법은 접점식 릴레이와 거의 같다. 기존 릴레이 대비 SSR의 장점으로는 기계적으로 움직이는 부품이 없으므로 수명이 반영구적이다. (접점식 릴레이는 접점이 떨어졌다 붙었다 하면서 발생되는 아크 채터링에 의한 열화로 고장이 생길 수 있다.) 작동 시 소음이 전혀 없다. 전류의 스위칭이 매우 빠르다. 등이 있겠다. 단점으로는 반도체 스위칭 시 발열이 발생할 수 있다는 점이다. 

위의 그림이 내가 가지고 있는 1채널 SSR 모듈이다. SSR을 사용하기 쉽도록 단자를 달아서 모듈 형태로 만든 것이다. 기존 릴레이 메이커인 일본 Omron 사의 SSR을 이용하고 있다. INPUT 은 5V DC 이며 LOAD 는 240VAC 2A 이므로 아두이노의 5V 전원과 디지털 단자로 충분히 제어가 가능하며 우리나라의 가정용 전원인 220VAC 의 제어가 가능하다. 가격은 기존 접점식 릴레이 모듈 대비 3배 정도 비싸다. (1채널 알리익스프레스 기준, 접점식 릴레이 모듈 0.5달러, SSR 모듈 1.5 달러)
 

연결은 위와 같이 된다. 제어 입력부에 3개의 단자가 있는데 CH1 에는 아두이노의 디지털 단자를 DC- 와 DC+ 에는 아두이노의 GND 와 5V를 연결하면 된다. 스위칭 부분에는 아래와 같은 전원 콘센트를 만들어 사용했다.

220V용 콘센트, 플러그, 전선을 가지고 위와 같은 선을 만들고 SSR의 스위칭 제어부에 연결하였다. 위험한 220V 전원을 사용하므로 매우 주의해서 연결해야 한다.

※ 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.

SSR 모듈의 뒷면.

int relay = 8; //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
}

아두이노 우노를 사용하였고 소스는 기존의 릴레이 제어 소스와 동일하다. 위의 소스에서는 제어핀으로 D8을 릴레이의 CH1에 연결하였다. 10초 동안 전원이 켜지고 (SSR ON) 5초 동안 전원이 꺼지는 것이 반복된다. (SSR OFF)

소스대로 SSR이 동작하는 모습이다. 220V 전원에 헤어드라이기를 연결하였다. 우선 기존의 접점식 릴레이와 틀린점이 보인다. 접점이 붙었다 떨어지는 소리인 '딸깍' 하는 소리가 전혀 나지 않는다. 

조용해야 하는 곳, 긴 수명을 가진 릴레이가 필요한 곳, 빠른 전류의 단속이 필요한 곳 등에서는 접점식 릴레이 보다는 SSR (Solid State Relay) 를 사용하는 것이 더욱 현명한 선택일 것이다. 단, 접점식에 비해 비싸므로 가성비도 따져보아야 할 것이다.