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분야별 매뉴얼

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원예&농업

IoT MCU를 이용한 릴레이/MC제어(220V이상 제어)

Step 1 : 릴레이란? 노이즈란?

릴레이란 전자석에 의해 자동으로 ON/OFF 되는 전자 스위치를 의미합니다.

 

즉, 전자석 코일에 전원이 인가되면 철받을 붙였다 떼었다 하여 스위치를 제어합니다.

 

 

제가 진행한 스마트팜 구축시 하우스의 개폐기(하우스 창문 여닫기)의 재어와 펌프제어, 전자밸브 제어를 위해서는

릴레이 제어가 무엇보다 중요합니다.

 

릴레이 제어시 가장힘든 부분은 전자밸브와 모터에서 발생하는 역전류(노이즈)가 MCU를 먹통으로 만드는 부분입니다.

이를 해결하기 위해서는 수많은 시간과 노력이 필요했습니다.

 

* 노이즈 제거를 위해 테스트중 릴레이 파괴됨.

 

*노이즈 오류에 의한 파괴된 MCU



 

 

Step 2 : 릴레이 결선

모터는 + -의 연결에 따라 정회전 역회전을 수행합니다.

따라서 모터에 + -를 연결하면 정회전.. - +를 연결하면 역회전을 하도록 결선합니다.

아래의 이미지에서 1번은 정회전 2번은 역회전 결선이라 생각하시면 됩니다.

 

V,G에는 모터의 용량에 따라 특정 전원이 연결됩니다.

릴레이가 버틸수 있는 용량이 있기때문에 초과하게 되면 릴레이가 파괴됩니다.

따라서, 용량에 따른 릴레이 선정이 중요하며..

MCU가 5V를 이용하여 릴레이를 제어하므로 모터 동작시 역전류 및 스파크가 발생됩니다.

MCU가 먹통이 되기도 하며 전압이 높은경우 파괴 되기도 합니다.

 

그러면 역으로 들어오는 전류를 막아주는 기능이 필요하겠지요.
 

Step 3 : 전류를 한방향으로 다이오드

릴레이가 동작시 전자석으로 스위치를 붙였다 때엇다 하기 때문에 전류에 따라 스파크가 발생되고..

모터가 동작시 전류가 역전류가 발생하여 +-가 바뀌는 경우가 생기기도 합니다.

 

이때 다이오드의 역할은 한 방향으로 전류를 보내는 역할을 하게 됩니다.

즉, +만 통과시기키 반대쪽에 +전류가 유입되는경우 막아주는 역할을 하여 릴레이를 보호하고 MCU를 보호하게 되는 겁니다.

(다이오드에 대한 자세한 동작은 구글이나 네이버를 통해 확인 하시기 바랍니다.)

 

그러나 전압이 높은경우 (예를 들어 220V 펌프) 동작시에는 오동작이 발생하게 되었습니다.

 


 

Step 4 : 220V 이상의 전원 MCU제어와 스파크 킬러

 

위의 그림을 확인하면..

상단 좌측의 릴레이는 MCU와 연결되어 우측의 24V 전자 접촉기(MC)를 컨트롤 합니다.

우측의 전자접촉기는 220V제어 하므로 동작시 과전류 및 스파크가 MCU제어 릴레이를 타고 MCU까지 오는 경우가 

있습니다.

많은 시행 착오결과 전자접촉기 부하부분에 스파크킬러 부품을 연결해주면.

오작동이 해소됨을 확인하였습니다.

 

현재 농장에서 해당 방법으로 펌프/전자밸브 등을 제어 하고 있습니다.

 

 

*사용된 스파크킬러(잘 안보이네요.. 빨간부분에 스파크 킬러가 탑재되어 있습니다)


 


 

Step 5 : 16채널 및 릴레이 제어 동영상

1. 16채널 릴레이 동작영상

2. 전자접촉기 제어 영상

3. 릴레이를 이용한 하우스 개폐기 동작영상

4. 전자접촉기와 펌프제어 및 전자밸브 동작  동영상

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