5핀 LED 스위치를 사용해보자

1. 스위치 찬가

 전기를 사용하는 제품에 있어서 스위치는 정말 편리한 부분이다.  스위치가 없다면 플러그를 매번 꼽았다가 빼는 불편함을 느껴야 하기 때문이다. 아침에 일어나서 잠을 자기 전까지 얼마나 많은 스위치를 사용하는지 생각해보면, 스위치 없는 인생은 게임 없는 스마트폰이요, 휘발유 없는 자동차 이며, 반찬 없는 밥상이다.

2. 5핀 LED 스위치

 2핀, 3핀 스위치는 그동안 만들었던 것들에서 사용했지만 5핀은 처음 사용하였다.  핀이 많은 관계로 다소 복잡해 보이기는 하지만 원리를 이해하면 어렵지 않다. 또한 4핀 스위치와 비교하여 좀 더 다양한 케이스에서 사용할 수 있다.  이 스위치는 누르면 켜지고, 다시 누르면 꺼지는 형태의 스위치이다.

[ 5핀 LED 스위치 ]

 연결이 껄끄럽더라도 스위치가 켜지면 정말 미려한 외관을 볼 수 있다.

[ 무지개가 아닌 스위치 ]

LED가 켜지는 모양도 위의 이미지에서 보이는 2종류 이외에도 아주 다양하게 존재한다. 다 좋은데... 다만 아쉬운 것은 가격이 1개에 1$가 넘다는 점이다. 알리에서 택배비를 포함하여 개당 1.1$에 구매 하였다. (다시 검색해 보니 2$에 근접하는 정도로 가격이 올랐다.)

설치를 위해서는 16mm(제품에 따라서 12mm, 21mm등이 존재한다)의 구멍을 타공해야 하는데, 내 경우 포스너로 작업했다.  LED가 포함되어 있기 때문에 최대 허용 전압은 정해져 있다.  9V 미만, 12V용, 24V용, 110V, 220V용으로 다양하다. 물론 그 이상의 전압을 사용하려 한다면 저항 하나는 걸어 주는 것이 쎈쓰이다.

3. 기본 지식

 총 5핀이 존재하는데  아래의 그림과 같다. 전체 핀은 5개 이긴 한데 제품에 따라서 표기된 글자가 살짝 다르기도 하다. 내가 구매한 제품은 1, 2 라는 글자가 보이지만 핀이 노출되어 있지는 않다.

[ 5핀 스위치의 뒷면 ]

스위치의 뒷면에 표기된 글자들은 아래와 같다.

* Normal 상태라는 것은 스위치의 기본 상태이며, 결국 Off 상태를 말하는 것이다.

NC : Normal Close 

   Normal 상태에 연결되어 있다.

NO : Normal Open

  Normal 상태에 끊어져 있다.   

C : Common

  공통.   +로 제어할 때는 +를 연결, -로 제어할 때는 -를 연결한다.

3 : Positive ( 제품에 따라서 + 로 표기 )

  LED의 + 전원을 연결

4 : Negative (  제품에 따라서 - 로 표기 )

  LED의 - 전원을 연결

4. 본격적으로

 원리를 한번만 이해하면 다음부터는 연결이 쉬워진다. 그 원리를 아래의 예제들을 살펴보면서 이해하면 된다.

4.1 가장 흔하게 사용하는 케이스

   스위치 OFF : LED OFF, Device OFF   (기본 상태)

   스위치 ON : LED ON, Device ON

 제일 무난한 연결 방법이다.  전원 공급하는 쪽의 +가 C에 연결되어 있다. 이러면 NO, NC가 + 특성을 가진다는 것을 이해하면 된다. 그 외에 -쪽은 전원 공급하는 쪽과 사용하는 쪽이 항상 연결되어 있다. 즉 +로 On/Off를 제어한다는 이야기이다.  스위치를 ON 하면 C 핀과 NO 핀이 연결되면서 전기가 흐른다.  3번 핀은 LED의 +측에 연결하는 것인데, 이 핀이 NO에 연결되어 있는지 NC에 연결되어 있는지가 포인트 이다.  지금은 3번핀이 NO에 연결되어 있기 때문에 기본이 꺼짐이다. 만약 NC에 연결되어 있다면 LED는 기본 켜짐 & 스위치 ON시 꺼짐이 된다.  

4.2 꺼짐 / 켜짐이 반대인 케이스 

   스위치 OFF : LED ON, Device ON   (기본 상태)

   스위치 ON : LED OFF, Device OFF

 첫번째 케이스와는 동작이 반대인 경우이다. 평상시에는 전기가 흐르고 있다가 스위치를 누르면 디바이스가 꺼지는 형태이다. 스위치에 포함된 LED는 전기가 흐를때 켜지고, 전기가 흐르지 않을때 꺼지는 형태 이다.  전원 공급하는 쪽이 C에 연결되어 있고 디바이스는 NC쪽에 연결되어 있음을 확인하면 된다. 

4.3 LED와 Device의 ON , OFF가 반대인 케이스

   스위치 OFF : LED ON, Device OFF   (기본 상태)

   스위치 ON : LED OFF, Device ON

 위의 연결을 보면 C쪽에 +가 있고, NO에는 디바이스가, NC에는 3번이 연결되어 있다. 스위치가 꺼진 상태에서는 NC와 연결되고, 스위치를 켠 상태에서는 NC가 연괼된다. 디바이스가 켜지면 스위치 내부의 LED가 꺼지는 사용 방법이다.  주로 조명과 관련된 부분이라면 이렇게 사용하는 것을 추천한다. 어두운 곳에서는 스위치가 밝게 빛나고 있고, 스위치를 켜서 조명 기기가 켜진다면,  스위치 내부의 LED가 꺼지는 것이다.

4. 4 LED가 항상 켜지는 케이스

   스위치 OFF : LED ON, Device OFF   (기본 상태)

   스위치 ON : LED ON, Device ON

3번 핀이 전원 공급의 +에 직접 연결되어 있고, 4번 핀이 전원 공급의 -에 직접 연결되어 있다. 즉 LED의 전원인 3, 4번 핀에 상시 전원이 공급되는 형태이니 LED가 스위치의 상황에 관계없이 LED는 ON 상태를 유지하는 방식이다. 디바이스는 스위치의 ON/OFF와 동일하게 동작한다. 

4.5 LED가 항상 꺼져 있는 케이스

 굳이 이러한 케이스가 필요한지 모르겠다.  필요하다면 위의 그림들 중에서 3번 및 4번핀 연결을 하지 않으면 된다. 

5. 사용에 대하여

 내가 구매한 스위치의 허용 전류를 아직 확인하지 못했다. 대략 24V 10A 정보를 버텨줄 정도의 구조이긴 하다. (연결하는 핀 자체의 두께나 너비로 추정)   만약 높은 전류를 흘려 보내야 한다면 단순하게 스위치만을 사용하는 것이 아니라 릴레이를 하나 달아서 전기의 흐름을 제어 해야 한다.  특히 파워뱅크등을 제작하여 20A 이상의 전기를 흘려 보내야 한다면 릴레이를 사용하는 방법을 추천한다. 물론 BMS에 온도센서가 달려 있다면 이를 이용해서 ON/OFF 제어가 가능하다.

 최대 전압이 정해져 있는 만큼 그 이상의 전압을 연결하면 LED가 고장 나는 것은 당연하니, 혹 행여 제품의 최대 전압보다 그 이상의 전압을 연결해야 하는 경우 저항 연결이 필수이다. 5V 정도의 스위치를 구매하였는데, 24V 정도를 연결해야 한다면  300K 정도의 저항을 하나 붙여서 LED의 전원부에 연결하여야 한다.

 이 제품은 3 ~ 9V, 9 ~ 30V 그 이상의 전압으로 판매하고 있다. 즉 5V용을 구매하여 24V의 전원을 연결하면 LED는 고장나게 될 것이다. 또한 24V 제품을 구매해서 5V에 연결하면 불빛이 아주 흐리거나, 켜지지 않을 수도 있다.

 내 기준으로 24V 제품을 구매해서 연결하니 LED가 너무 밝아서 눈에 거슬렸다. 쳐다보고 있으면 눈이 아픈 정도라서 LED의 + 입력 부근에 100k 저항하나 걸었더니 너무 편안해졌다.