버튼 / 릴레이 / 전등스위치 / 이너릴레이의 개념.

안녕하세요~ 레이군 입니다.

오늘은 홈IoT를 하면서 흔히 접하게 되지만, 딱히 그 개념을 잡고 가지 않는..

버튼, 릴레이, 전등스위치, 이너릴레이 에 대해서 알아보겠습니다.

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다 알고 있는데 뭘 알아보냐~ 라는 분들도 계시겠지만, 아마 정독하시면 모르는 부분들도 알게 되실거예요.

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버튼

자 일단 버튼으로 시작해보죠.

버튼은 상당히 다양한 쓰임이 있는 IoT용 디바이스 입니다.

하는 동작이라곤 눌림여부의 전달이 전부인데요

종류에 따라 싱글/더블클릭 만 지원하는것도 있고

싱글/더블/트리플/쿼드러플/롱클릭 등도 지원되고...

롱클릭/롱클릭 릴리즈 등으로 세부적인 항목까지 지원되기도 합니다.

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하지만 버튼의 기능이 많아도...대부분은 한 버튼에 1~3가지(클릭, 더블클릭, 롱클릭) 정도를 쓰는게 일반적이죠.

(동작이 복잡해지면, 아무래도 사용성이 떨어집니다)

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일반적으로 버튼은, 그 자체만으로는 할 수 있는게 없습니다.

온습도 센서처럼 특정 데이터를 수집해서 장치가 연결된 플랫폼으로 전달해주는 역할만 하거든요.

하지만 크기가 작고, 배터리 타입이기 때문에 아무데나 설치할 수 있다는 장점이 있어서

특정 자동화의 트리거 용도로 주로 사용합니다.

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현관 앞에 비치해서 일괄소등 + 엘베호출 + 외출모드 전환 자동화 트리거로 쓸 수 있고

소파 옆에 두고 영화관모드 자동화를 트리거 하기도 하고...

화장대 옆에 두고 화장대 불 켜기 + 날씨알림 자동화를 호출할수도 있죠.

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버튼에서 조금 발전(변형) 된것으로 디머가 있습니다.

디밍 조절용 버튼 혹은 로터리 타입인데, 이것도 마찬가지로 역할은 특정 동작을 플랫폼에 전달해주는 것이죠.

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버튼의 개념은 매우 쉽기때문에, 아마 다들 알고 계시겠죠....?

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릴레이

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두번째는 릴레이에 대해 알아보겠습니다.

릴레이란, 간단하게 생각해서 스위치 입니다.

우리가 사용하는 전기장치를 동작시키려면, 당연히 전기가 통해야 하겠죠?

DC(직류)장치라면 전원공급장치의 +부터 부하를 거쳐 - 까지 이어져 있어야 동작이 될테고

AC(교류)라면 L부터 부하를 거쳐 N 까지 이어져 있어야 동작이 되겠죠.

릴레이는 이 전기 배선의 일부분을 연결하거나 끊어주는 동작을 해서

전기를 통하게 / 통하지 않게 하는 역할을 합니다.

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보통 IoT에서 사용하는 릴레이는 2가지 종류 입니다.

첫번재는 일반적으로 릴레이 라고 부르는, 물리적으로 연결/해제가 되는 장치 입니다.

보통 전자석의 동작으로 회로를 이어주고/끊어주는 타입으로, 동작시 딱 하는 소리가 발생합니다.

회로가 연결되고 끊어질때 확실한 소리가 발생되는 특징으로 인해 구분감이 좋지만,

그로 인한 소음이 발생하니 조용한걸 원하는 경우 사용이 어렵겠죠.

물리적은 연결/해제 방식이라서 일반적으로 트라이악 대비 고용량 기기의 사용이 가능합니다.

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두번째는 전자식 릴레이 라고도 불리는, 트라이악 방식 입니다.

단방향 소자(다이오드 같은) 를 응용해서 평상시엔 전기가 안 통하게 하고

원할때만 전기가 통하게 할 수 있습니다.

물리적인 이동이 없으므로 소리가 나지 않아 조용한 환경을 추구한다면 좋은 선택이겠죠.

다만 릴레이 방식에 비해 용량이 조금 작습니다.

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두 방식 모두 결론적으로 선로의 개/폐를 진행하여 전기를 끊거나/연결하는 역할을 합니다.

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IoT용으로 쓰이는 릴레이는 크게 2종류로 나눠집니다.

첫번째는 제어용 버튼이 없는 경우인데, 이때는 앱 컨트롤 등 무선으로만 제어가 가능합니다.

릴레이 쪽으로 많이 쓰이는 zigbee onoff controller 가 이런 방식이죠.

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두번째는, 제어용 버튼이 있는 경우 입니다. 이건 앱 컨트롤도 가능하고, 직접 버튼을 눌러 on/off 전환도 가능하죠.

이건 아래서 설명드릴 내용과 이어집니다.

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전등 스위치

다음은 전등 스위치에 관한 내용 입니다.

버튼과 릴레이 설명하다가 왜 스위치냐구요?

이 스위치가 바로 버튼 + 릴레이의 조합이기 때문입니다.

정확히는 버튼 + 릴레이 + 자동화 의 조합이죠.

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버튼의 역할이 연결된 플랫폼 으로의 클릭 신호 전달 이라고 설명드렸습니다.

스위치에 있는 버튼(물리던, 터치던) 은, 기본적으로 스위치 내부의 컨트롤러로 신호를 전달합니다.

스위치 내부의 컨트롤러가 해당 신호를 받으면, 지정된 릴레이의 상태를 반전 시킵니다.

즉, 스위치 = 버튼 + (버튼이 눌리면 릴레이를 반전시키는 자동화가 내장된 보드) + 릴레이 이런 구성인거죠.

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위에 설명드린 릴레이 부분 마지막, on/off 버튼이 있는 릴레이도 전등 스위치와 동일한것으로 보면 됩니다.

모양이 다를뿐, 기능 자체는 똑같은거죠.

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이너릴레이

이너릴레이 혹은 인월릴레이 라고 부르는 장비인데요

기존의 전등 스위치를 그대로 활용하기 위해 주로 쓰입니다.

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이 장비는 보통 on/off용 스위치가 없는 일반 릴레이와 비슷하며, 스위치용 신호선이 있습니다.

이 신호선을 기존의 스위치 쪽에 연결하면, 신호선의 변화를 체크하여 지정된 릴레이의 상태를 반전시킵니다.

위에 설명드린 스위치에서 버튼부분 대신 스위치 신호선이 연결되는 형태인거죠.

물론 신호선쪽 연결 없이 무선 제어만으로도 동작이 됩니다.

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자 대충 개념이 잡히시죠?

제가 이것에 대해 알려드리는 이유는...

동작 원리를 알아야 장비에 대한 이해도가 높아지고, 여러 상황에 대처를 할 수 있기 때문 입니다.

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일단, 전등 제어를 하려면 전등쪽에 컨트롤러를 설치하는것 보다 스위치를 바꾸라는 말을 들어보셨을거예요.

전등쪽에 컨트롤러를 설치하면, 그걸 제어하는건 원격(wifi나 zigbee, 혹은 RF리모컨) 밖에 없거든요.

그래서 직접 제어를 할 수 있는 전등 스위치 교체를 추천하는 편 입니다.

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그리고 전자장비는, 언제나 고장이나 오동작의 가능성이 있습니다.

이럴땐 어떻게 대처해야 할까요? 이게 고장인지, 아닌지를 판단해야겠죠.

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스위치의 동작구조는 위에 말씀드린것 처럼 버튼이 눌리면 -> 릴레이를 반전시켜라 입니다.

물리스위치 방식 이라고 그걸 누르면 아날로그 스위치 처럼 그냥 릴레이가 개폐 되는게 아닙니다.

버튼, 보드, 릴레이의 조합으로 동작되는 아주 작은 자동화 장치입니다. 센서등과 마찬가지로요..

그러므로 스위치 동작이 이상하다면 3가지를 모두 확인해 봐야 합니다.

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버튼이 눌리는걸 인식하는가? - 플랫폼과 장치가 지원하면, 버튼 눌림 확인 가능(HA + zigbee2mqtt 일부장치 등)

릴레이가 동작하는가? - 원격으로 동작시켜보면 확인 가능

버튼 누르면 릴레이가 동작하는가? - 이게 안 되면 AS나 교체

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zemismart등 일부 장치는 릴레이부와 버튼+보드가 분리됩니다.

이런걸 여분으로 가지고 있다면, 이상 부분을 직접 체크해서 교체해서 수리하는것도 가능하겠죠.

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번외편

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1구나 2구 전등 스위치를 교체할때도 3구로 하시는 분들이 있죠.

남는 스위치를 트리거 용도로 쓰면, 여러가지를 할 수 있으니까요.

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위 글을 읽어보셨다면, 이런 생각을 해보셨을겁니다.

전등스위치의 버튼이 그냥 버튼의 역할이라면, 한번 클릭하는게 아니라 더블클릭이나 롱클릭도 가능하지 않나??

그걸로 뭔가 트리거로 쓴다면 버튼도 크고 편할것 같은데...

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이건 가능한 이야기 입니다.

자동화 동작만 바꿔주면 충분히 되거든요.

하지만 우리는 zigbee나 z-wave등의 펌웨어 빌드를 하기 어렵죠... 그래서 이쪽은 불가능에 가깝습니다.

이게 가능한 경우는, esp보드를 사용하는 스위치(zemismart 구형 등) 라면 할 수 있습니다.

물론 그대로 쓰는게 아니라 esp보드용 커스텀 펌웨어(esphome 등) 작업을 해야 하죠.

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저희집 옷방 스위치는 1구인데, zemismart의 구형 물리스위치 1구짜리를 esphome으로 올려서

1번 클릭하면 옷방 전등 on/off, 2번 빠르게 클릭하면 화장대 등 on/off 로 사용했습니다.

(현재는 사용하지 않고 있네요... 펌웨어 가지고 놀다가 먹통되었는데, 뜯어서 고치기 귀찮아서 그냥 교체...)

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번외편2

릴레이의 구조를 보면, 어디서 많이 본것 같지 않나요? 모양 말고 구조가요..

바로 여러곳에서 사용하고 계실 스마트 플러그와 구조가 같습니다.

220V용 F타입 소켓 + 버튼(옵션) + 릴레이 + 전력측정기(옵션) + 220V용 F타입 플러그

이걸 합하면, 스마트 플러그가 되는거죠.

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자 오늘 내용은 여기까지!

다음에 또 재미난거 들고 올께요~