릴레이/계전기(Relay)

릴레이는 설비에서 많이 쓰이는 부품이다. 설비와 설비간의 연동 시에도 유용하게 쓰인다.

다양한 릴레이 종류

설비에서 신호에 따라 출력하는 용도인데, 자세히 보면 릴레이도 일종의 스위치이다.
릴레이는 " 주는 전기 신호에 따라 작동하는 스위치 " 라고 생각하면 기억에 오래 남는다.
즉, 보통의 스위치는 수동으로 조작 하지만 릴레이의 스위치는 전기 신호로 조작한다.
릴레이의 종류야 다양하겠지만 항상 스위치 조작이라는 목적이 동일하다는 점을 기억해야한다.

수동조작	수동복귀	집안에서 볼 수 있는 형광등 제어 스위치
수동조작	자동복귀	푸쉬버튼
자동조작	수동복귀	누전차단기
자동조작	자동복귀	릴레이

IoT에 있어서 설비를 제어하기 위해서 연동하기 위해 릴레이 방식이나 RS485 통신 인터페이스를 사용한다.
(다른 방법도 있을수도 있겠지만, 위 방법이 가장 편하기 때문에 많이 사용한다.)
릴레이는 설비를 연동하는데 가장 큰 역할을 하고 실제로도 릴레이와 같은 원리로 신호를 주고 받으며 연동에 많이 쓰인다. 특히 간단한 ON/OFF 동작 (디지털 신호의 0과1)에 유용하게 쓰인다.

릴레이의 종류

1. 전기기계식 릴레이 ( Electromechanical Relay )

흔히 볼 수 있는 릴레이이고 코일에 전류를 흘렸을 때 철심이 자석이 되는 성질을 이용한다.
전기기계식 릴레이 내부에 있는 코일에 전류를 흘려 보내면 코일의 철심은 자석이 되고 스위치를 끌어당겨 스위치가 닫히게 되는 방식으로 조작을 한다.

( 릴레이에 신호가 들어온다 == 코일이 전자석이 된다. )

2. 반도체 릴레이 ( Solid State Relay : SSR )

기계식 릴레이는 코일을 사용하지만 반도체 릴레이는 포토커플러(PhotoCoupler) 라는 반도체 소자를 이용하여 스위치를 조작한다. 즉 반도체 소자가 전기기계식 릴레이의 역할을 대신하는 것이다. 코일은 자력으로 스위치를 조작했지만 포토커플러는 빛을 통해 스위치를 열고 닫는다. ( 발광소자가 신호가 들어오면 빛을내어, 수광소자를 통해 출력을 주는 방식 )

수광소자는 일종의 트랜지스터이고 전류의 방향을 차단하며  마치 스위치를 조작하는 것처럼 제어를 한다.

(때문에 SSR 단점이 미세하게 세는 전류가 있다는 것이다.)

이에 따라서 출력되는 부하의 접점이 직류용과 교류용으로 분류된다.

 

릴레이/계전기의 사용 이유

전기적으로 독립된 두 회로를 연동 시키기 위한 역할이라는 것은 항상 기억해야한다.

릴레이는 전기적으로 독립된 회로로 동작한다. 직접 연결 된 것이 아니라 독립된 입력회로와 출력회로를 사용한다.
그래서 낮은 전압, 전류로 높은 전압, 전류를 제어 할 수 있는 것이다.
대부분의 산업용 PLC에 출력 접점도 릴레이와 같은 원리로 준다. 왜냐하면 입력을 주는 쪽과 출력을 받는 쪽 둘다
편하기 때문이다. ( 출력을 해주는 입장에서는 입력받는 쪽의 전압, 전류를 신경쓰지 않아도 되고, 입력을 받는 입장도 출력 측의 전압,전류를 신경쓰지 않아도 되기 때문이다. )  그렇기 때문에 전기적으로 안전한 회로가 되는 것 이다. 

릴레이 출력의 접점을 무전원 접점, 마른 접점 (Dry contact) 라고 부른다. 릴레이서 출력되는 신호를 받기 위해선 전압을 실어야 한다는 의미이다.

반대로 전압이 실린 접점은 젖은 접점 (Wet contact) 이라고 한다. 전압이 실린 접점을 읽기위해서는 포토커플러 반도체 소자를 사용하거나 또 하나의 릴레이를 사용하는 방법으로 설비연동을 해야한다.

출처 : https://k96-ozon.tistory.com/44

A접점	Nomal Open – 평소에 열려있다.	ex) 형광등제어 : 평소에 연결이 안되있다가 스위치를 누르면 불이 켜짐
B접점	Nomal Close – 평소에 닫혀있다.	ex) 냉장고 문 : 문을열면 스위치가 열리면서 불이 나옴.