릴레이 (Relay)

릴레이(Relay)는 전기적 신호를 이용하여 작동시키는 자동 스위치 이며 전자계전기 라고도 합니다.

우리는 스위치를 눌러서 천장에 달려있는 전등을 켜거나 끕니다.

릴레이의 기본원리도 이와 동일하며 손으로 직접 스위치를 누르는 대신 약한 전기 신호로 동작하는 자동 스위치가 릴레이입니다.

PC, 아두이노, 라즈베리파이와 같은 컨트롤러에서 출력되는 전기 신호는 약한 세기의 직류(DC)이며 교류(AC)나 큰 전류를 출력할 수 없습니다. 이러한 장치들은 두뇌의 역할을 하기 때문에 다른 장치를 제어하기 위한 제어 신호 수준의 약한 전류만 출력할 수 있습니다. 아두이노, 라즈베리파이의 디지털 출력핀에서 출력가능한 전압, 전류는 아래와 같습니다.

• 아두이노 : DC 5V, max 40mA
• 라즈베리파이: DC 3.3V, max 8mA

그렇기 때문에 컨트롤러는 교류 또는 큰 전류의 직류를 소모하는 장치에 직접 전류를 공급할 수 없고 약한 세기의 전류를 이용해 릴레이 스위치를 켜거나 끔으로써 간접적으로 제어하는 것입니다.

릴레이는 크게 유접점, 무접점식으로 구분할 수 있으며 무접점식을 (SSR, Solid State Relay)라고 합니다.

아래는 유접점 릴레이의 구조를 나타낸 그림입니다. 기본 원리는 전자석의 원리와 동일하며 코일에 약한 전류를 흘려주면 자기력에 의해 접점이 닫히고, 전류가 흐르지 않으면 스프링에 의해 접점이 열리는 구조입니다. 이렇게 닫히고 열리는 접점(접촉점)이 존재한다고 해서 기계식 또는 유접점 릴레이라고 부릅니다.

반면, 무접점 릴레이(SSR)는 기계적인 구동부가 존재하지 않고 반도체를 이용하여 전자식으로 스위칭하는 방식으로 유접점 방식에 비해 스위칭 속도가 빠르고 수명이 긴 장점이 있으나 가격이 비교적 비쌉니다.