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릴레이는 전기적으로 절연된 회로를 제어할 수 있게 해주는 편리한 소자입니다.
특히 아두이노, 라즈베리파이, 전자 키트 등에서 고전압 기기를 제어할 때 자주 사용되죠.
이번 글에서는 릴레이를 안정적이고 안전하게 제어하기 위한 회로 구성 팁과 주의사항 5가지를 소개해 드리겠습니다.
1. 릴레이의 기본 동작 원리 이해하기
릴레이는 코일에 전류가 흐르면 전자석이 작동하여, 스위치 접점을 닫거나 여는 방식으로 동작합니다.
- 제어 신호(저전압) → 코일을 통해 릴레이 작동
- 부하 회로(고전압) → 접점(NC/NO)을 통해 전기기기 ON/OFF
💡 TIP:
릴레이는 전기적으로 절연된 회로를 제어하기 때문에, 5V 회로에서 220V AC 기기를 제어하는 것도 가능합니다. 단, 보호 회로는 반드시 필요합니다.
2. 릴레이 구동을 위한 트랜지스터 회로 구성
MCU(마이크로컨트롤러)는 전류 공급 능력이 부족하기 때문에, 릴레이 코일을 직접 구동할 수 없습니다.
**트랜지스터(NPN형 등)**를 이용해 릴레이를 구동하는 중간 회로가 필요합니다.
✅ 기본 회로 구성 요소
- NPN 트랜지스터 (예: 2N2222, BC547)
- 릴레이 (5V, 12V 등)
- 프리휠링 다이오드 (1N4007 등)
- 베이스 저항 (1k~10kΩ)
- 외부 전원 공급 (릴레이 정격에 따라)
📷 [릴레이 구동 회로도 이미지 삽입 위치]
3. 프리휠링 다이오드(Diode)는 반드시 사용하세요
릴레이 코일은 전원이 차단될 때 강한 역전압을 발생시킵니다.
이 역전압(Back EMF)은 트랜지스터를 순간적으로 파괴할 수 있습니다.
✔️ 해결 방법:
- 코일과 병렬로 역방향 다이오드를 설치합니다.
- 보통 1N4007, 1N5819 등을 사용하며, 다이오드의 캐소드가 전원 쪽을 향하도록 설치합니다.
※ 이 다이오드를 ‘플라이백 다이오드’ 또는 프리휠링 다이오드라고 부릅니다.
4. 릴레이 모듈 사용 시, 옵토커플러(포토커플러) 여부 확인하기
시중에 판매되는 릴레이 모듈 중 일부는 **MCU와 릴레이 전원 회로가 분리된 형태(옵토절연)**로 되어 있습니다.
이 경우 전기적 노이즈로부터 MCU를 보호할 수 있기 때문에 안정성이 훨씬 높아집니다.
🔍 체크 포인트:
- 포토커플러(예: PC817) 내장 여부
- 외부 전원(VCC)과 제어 전원 분리 가능 여부
- 점퍼(JD-VCC)로 절연 선택 가능 여부
5. 릴레이 스펙과 부하 정격을 반드시 확인하세요
릴레이는 코일 전압 외에도 **접점 전류 정격(몇 A까지 견딜 수 있는지)**을 반드시 확인해야 합니다.
| 항목 | 체크 내용 |
| 코일 전압 | 5V, 12V, 24V 등 MCU 및 전원과 맞아야 함 |
| 접점 정격 | 예: 10A 250V AC, 10A 30V DC 등 |
| 접점 타입 | SPDT (1개 제어) vs DPDT (2개 회로 동시 제어) |
| 기기 부하 | 릴레이 접점이 감당 가능한 부하인지 확인 필요 |
☑️ 과부하가 걸리면 접점이 붙거나 타버릴 수 있습니다.
✅ 실전 팁 정리
| 팁 번 | 내용 | 요약 |
| ① | 릴레이 직접 제어 금지 | 트랜지스터 회로로 우회 제어 |
| ② | 역전압 보호 필수 | 프리휠링 다이오드 삽입 |
| ③ | 릴레이 모듈 선택 시 절연 여부 체크 | 옵토커플러 유무 확인 |
| ④ | 릴레이 접점 정격 확인 | 전류/전압 부하에 맞게 선택 |
| ⑤ | 외부 전원 분리 사용 권장 | MCU 보호 + 안정적 동작 가능 |
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