2016년 5월 29일 일요일

램프형 스위치의 올바른 결선법

전원 스위치 중에는 ON 상태를 표시하는 파일럿 램프가 내장된 것이 있다. 이를 보통 램프형 스위치(illuminated swithch) 혹은 조명형 스위치라 부른다. 220V에 직접 연결되는 스위치에서는 전력 소모가 적고 수명이 매우 긴 네온 램프가 들어있는 것이 일반적이다. 결선 방법에 따라서는 항상 램프에 불이 들어오게 할 수도 있고, ON 상태에서만 불이 들어오게 할 수도 있다. 가정용 조명을 켜고 끄기 위해 사용하는 벽면 매입형 램프형 스위치는 어둠 속에서 스위치의 위치를 쉽게 찾을 수 있도록 OFF 상태에서는 파일럿 램프가 켜지고 ON 상태에서는 꺼지도록 되어있다. 오늘의 포스팅에서는 이러한 방식의 스위치는 논외로 한다.

새로 만든 산켄 하이브리드 IC 사용 앰프의 케이스 제작 마무리를 위해서 지마켓에서 램프영 스위치를 2개 구입해 보았다. 예전에도 비슷한 일을 위해서 스위치를 구입하여 완성을 했지만 정확한 결선법을 몰라서 ON-OFF 작동은 되어도 파일럿 램프는 항상 꺼진 상태였다. 인터넷을 종일 뒤져보았지만 국문 페이지에는 속 시원하게 설명된 글이 거의 없다 해도 과언이 아니었다. 영문으로 "How to wire illuminated switch"를 검색하니 겨우 이해할만한 수준의 글이 나타나기 시작했다. 여기에 약간의 실험을 더해서 오늘의 포스팅을 채울 체계적(?)인 지식을 마련하였다.

내가 이번에 구입한 스위치는 다음의 사진과 같다. 초록색 불을 밝힌 3단자 원형 스위치는 이미 가공된 케이스에 들어간 상태이다.


3단자 램프형 스위치의 연결볍은 유튜브 동영상까지 나올 정도이다. 이것은 비교적 이해하기 쉽다. 인터넷에서 그림을 하나 얻어왔다. 두꺼운 선은 이해를 돕기 위해 내가 그린 것이다. 다음과 같이 결선하면 ON 시에 내부의 램프가 점등된다. 그림에서는 LED로 표현되었지만 저항이 직렬로 연결된 네온 램프로 생각하면 된다. SPST(single pole singe throw)는 스위치의 작동 방식을 일컫는 용어이다. 그림과 더불어 좀 더 자세한 설명을 원한다면 여기를 참조하라.

출처: https://www.circuitlab.com/circuit/ud5yzk/

다음으로는 4개의 핀으로 구성된 램프형 스위치의 경우를 알아보자. 맨 위에 실은 그림에 보인 빨강색 스위치가 그 예이다. 6핀용 스위치와 같은 케이스를 쓰고 있어서 1번과 4번 핀 자리는 비어있다. 예전에 만든 앰프에서는 이 스위치가 단지 전원 ON/OFF만 하도록 결선했을 뿐, 램프는 전혀 작동하지 않았다. 그래서 앰프 패널에 LED를 이용한 파일럿 램프를 별도로 달았었다. 제대로 점등한다 해도 앰프 뒷면에 파워 소켓과 같이 조립해 놓아서 어차피 보이지는 않는다. 이 스위치는 DPST(dual pole single throw)의 일종이므로, 아래 그림에서 보였듯이 스위치 동작에 따라 2-3, 그리고 5-6 사이가 이어졌다 떨어졌다를 하는 것으로 생각하여 결선을 하면 기본적인 개폐 동작은 된다. 그런데 이렇게 해서는 램프가 켜지는 모습을 도저히 볼 수가 없다.


도대체 네온 램프는 어느 핀 사이에 연결된 것인가? 220V 파워 케이블에 악어 클립을 달아서 두 핀씩을 연결하는 매우 위험한 실험을 시도하였다. 2번과 3번 핀(혹은 5번과 6번)에 220V를 연결하여 ON으로 올리면? 이는 220V를 그대로 단락시키는 셈이니 한마디로 '미친 짓'이다. 물론 브레이커가 달린 멀티탭을 사용했기에 사고를 치지는 않았다. 실험 결과는 다음과 같았다.

  • 2-6번 핀에 220V 연결: ON 상태에서 점등
  • 3-5번 핀에 220V 연결: ON 상태에서 점등
  • 2-5번 핀에 220V 연결: 항시 점등
그렇구나! 네온 램프는 스위치 내부에서 2번 핀과 5번 핀 사이에 연결된 것이다. 파일럿 램프 동작 방식에 따른 두 가지 결선 방법을 생각해 보았다. 좌우의 핀 쌍을 서로 바꾸어도 동작은 똑같이 될 것이다. 처음에는 6번 핀에 전원을 인가하는 방식으로 그렸더니 상시 점등이 되도록 결선하는 것이 불가능하여 다음의 최종 그림과 같은 형태로 고친 것이다.



이보다 더 복잡한 방식의 스위치도 있다고 한다. 예를 들어서 파일럿 램프가 2개인 것도 있으니 말이다.

더욱 현명한 결선법

열심히 그림을 그려서 올린 뒤 좀 더 구글링을 해 보았다. 국내 스위치 제조업체인 (주)한국오탁스의 제품 설명서에서 더욱 정확한 결선 방법을 찾았기에 소개한다. 아래의 2극 스위치의 그림에서 설명한 제품은 2번과 4번 핀 사이에 내부적으로 네온 램프가 연결되어 있지만 실제적으로는 위에서 소개한 4핀 스위치와 동등하다. 생각해보니 내가 고안한 결선법은 한쪽 접점만을 쓰도록 하였으므로 스위치의 고유 사양보다 적은 전류를 흘려야만 할 것이다. 그리고 이 제품 설명서에서는 3P 스위치의 상시점등 결선법과 심지어는 스위치 OFF 시 점등하는 결선법도 소개하고 있다. 

출처: http://otaxkorea.co.kr/img/product/img/t.pdf

고민하기 전에 검색을 생활하하자...

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