먼저 알아둘 용어
광커플러(optocoupler)·갈바닉 절연(galvanic isolation) — 광커플러는 빛으로 신호를 전달합니다. 갈바닉 절연은 두 영역 사이에 직접 전류가 흐르는 도전 경로를 분리한 상태로 전원이나 GND(Ground)가 다시 연결되면 성립하지 않습니다.
VCC·JD-VCC·IN·GND(Ground) — 모듈(module)에서 VCC는 전원, JD-VCC는 흔히 코일(coil) 측 전원을 나타내며 IN은 제어 입력, GND는 기준·리턴 단자입니다. 표기 관례가 같아도 실제 내부 연결은 제품마다 확인해야 합니다.
액티브 로우(active low)·액티브 하이(active high) — 액티브 로우는 입력을 낮출 때, 액티브 하이는 높일 때 동작하는 방식입니다. 입력 LED(Light-Emitting Diode)가 켜지는 전류의 방향과 귀로를 추적하면 판단할 수 있습니다.
작동 원리
광커플러가 신호를 빛으로 전달해도 전원 점퍼나 공통 GND가 양쪽을 다시 연결하면 갈바닉 절연은 사라집니다. 반대로 점퍼만 빼고 입력 LED의 귀로를 끊으면 아예 구동되지 않습니다. 부품 유무가 아니라 입력 LED 회로와 코일 회로를 각각 완성해서 확인해야 합니다.
적용 순서
- 모듈 회로도 또는 무전원 도통 확인으로 VCC·JD-VCC·GND·IN의 실제 연결을 파악합니다. 비슷한 외관의 모듈도 내부는 다를 수 있습니다.
- 입력 LED의 전원과 신호 귀로, 코일 드라이버(driver)의 전원과 귀로를 별도 색으로 표시합니다. 입력의 active-low/high 방식도 확인합니다.
IN1·IN2가 있는 두 채널 모듈이라면 한 채널씩 입력 표시 LED와 광커플러, 트랜지스터 베이스 저항, 로우사이드 코일 스위치, 코일 보호 다이오드로 이어지는 경로를 확인하십시오. 한 개념도에 PC817과 1.2 kΩ 베이스 저항이 그려져 있더라도 사진 속 기판의 실제 부품값이나 배선이 같다고 단정할 수 없습니다. 전원을 끈 상태에서 VCC–JD-VCC 점퍼와 두 영역 사이의 공통 접지 도통을 확인하고, 전류 제한 전원으로 각 채널을 따로 구동한 뒤 COM–NO·COM–NC의 실제 전환을 재십시오. 광커플러가 있는지와 점퍼를 뺐는지만으로 절연이나 입력 활성 극성을 판정하지 않습니다.
- 절연이 필요하면 두 영역 사이를 잇는 점퍼와 다른 장치의 GND 경로를 모두 검토하고, 각 영역에 적합한 전원을 공급합니다.
- 릴레이(relay) 동작 순간 MCU(Microcontroller Unit) 전압·리셋(reset) 원인·코일 전압을 비교합니다. 릴레이 접점에 부하를 연결하지 않은 상태와 실제 사용할 부하를 연결한 상태를 비교합니다. 외부 신호선 연결 여부도 따로 바꾸어 시험합니다.
적용 조건과 한계
공통 접지가 허용되는 설계에서도 광커플러가 신호 경로의 잡음 결합을 줄일 수 있지만 절연과 같은 말은 아닙니다. 전원 용량 부족·역기전력·접점 아크(arc)가 원인이면 광커플러 추가만으로 해결되지 않습니다.
확인과 기록
수정 전후 같은 조건에서 리셋이 재현되는지 확인합니다. 점퍼를 뺐다는 사실만 적지 말고 실제 두 영역 사이의 연결 상태와 파형 결과를 기록합니다. USB나 계측기 연결 뒤 절연이 다시 무너지지 않는지도 봅니다.
작업 순서를 다시 확인합니다
