트랜지스터는 NPN, PNP형이 있음을 알고 있다.
이러한 트랜지스터를 이용해서 외부 신호(물리량의 변화)를 전기신호로 변경해주는 전자기기(센서)가 NPN형 센서, PNP형 센서이다.
위 그림에 NPN 타입과 PNP 타입 센서를 이용하는 방법이 모두 나와있다. 갈색선은 +V, 청색은 0V, 그리고 검정색은 센서의 출력이다.
윗 색상은 무조건 외운다. 또한 NPN형 과 PNP형 센서는 외형색이 달라 쉽게 구분할 수 있다. 빨간색, 주황색 계열이 PNP센서, 파란색, 녹색 계열이 NPN 센서이다.
먼저, 주 회로가 ON/OFF 스위치(리미트 센서)라고 보면,
- NPN 센서의 주회로가 OFF, 트렌지스터는 저항 무한대, 출력 점의 전압은 +V 상태.
- NPN 센서의 주회로가 ON 되면, 트랜지스터는 저항 0, 아래로 붙어서 출력 점의 전압은 0V 떨어진다.
- PNP 센서의 주회로가 OFF, 트렌지스터는 저항 무한대, 출력 점의 전압은 0V 상태.
- PNP 센서의 주회로가 ON 되면, 트랜지스터는 저항 0, 위로 붙어서 출력 점의 전압은 +V로 움직인다.
여기서 상단 그림의 부하측을 주목해 본다. NPN은 부하측에 +V가 걸려있고, PNP에는 (0V)에 부하가 연결되어 있다. 그러므로, NPN에는 검적색 선에 0V가 걸리면 부하를 동작시키게 되고, PNP는 검정색 선에 V+가 걸려야 부하를 동작시키게 된다.
그리고 부하에 전류가 공급되게 하려면 SW를 눌러 주어야 한다는 의미와 동일하다.
그러면 윗 그림은 아랫 그림과 같다. (아래의 저항은 센서 외부의 부하이다.) 아래 그림으로 변환이 안된다면… 그냥 외우자.
그림이 나타내고자 하는 명제는,
NPN 센서는 0V에 연결된 스위치, PNP 센서는 +V에 연결된 스위치이다.
여기서 외우기 팁은.
- P는 Plus(+) 하늘, N은 Negative(-) 땅이다.
- P는 Plus. 건전지를 세우면 하늘로 향하는 부분이 Plus.
- N은 Negative. 건전지 바닥은 Negative.
그래서 NPN 센서는 검정색선의 신호가 0V면 부하가 작동, PNP 센서는 검정색선의 신호가 +V면 부하가 작동되게 된다.
끝으로 부하를 릴레이로 볼 때, NPN 센서로 이 릴레이를 작동시키려면,
검정색 부분이 릴레이 핀의 7번으로 들어가면, 릴레이의 2번 핀에는 V+가 들어가 있어야 된다는 말이다.
그러면 위 릴레이는 내부 접점을 움직이게 되어 회로에 로직을 줄 수 있게 된다.
끝으로 PLC는 이러한 계전기가 수도 없이 박혀 있는 것으로 생각하면 될 것 같다. 또한 NPN 센서를 PLC와 연결 할 때에는 왜 PLC의 입력 공통 단자(입력 COM)에 V+(12V 또는 24V)를 연결해 주어야 함을 이해할 수 있을 것이다.
이것도 이해가 안되면… 외운다. NPN은 공통 COM을 V+로 준다. NPNP로 외우자.
PNP는 공통 COM을 0V(V-, 표기가 -12V, -24V 인 것도 있다.)로 준다. PNPN으로 외우자.