CompactDAQ 또는 CompactRIO 시스템 전원 공급

그림 1. 모든 CompactDAQ 또는 CompactRIO 어플리케이션에서 주요 고려 사항 중 하나는 시스템에 전원을 공급하는 방법입니다.

대부분의 어플리케이션에서 CompactDAQ 또는 CompactRIO 설정은 상용 전원에 접근할 수 있지만, 설정 환경에 따라 어떤 전원 공급 장치를 사용해야 하는지가 결정됩니다. 이 경우, CompactDAQ 또는 CompactRIO 시스템에는 일반적으로 데스크탑용과 산업용, 두 가지 유형의 전원 공급 장치 중에서 선택할 수 있습니다.

NI 데스크탑 전원 공급 장치는 데스크탑 작업 중에 CompactDAQ 또는 CompactRIO 시스템에 안전하고 신뢰성 있게 전원을 공급할 수 있는 방법을 제공합니다. 3개의 NI 데스크탑 전원 공급 장치는 24 VDC에서 최대 120 W의 전력을 제공하여 피크 작업 시에도 충분한 전력을 여유 있게 공급하며, 대부분의 산업용 전원 공급 장치와 달리 데스크탑에서 안전하게 사용할 수 있는 폼 팩터를 갖추고 있습니다.

데스크탑 전원 공급 장치 중 하나는 대부분의 CompactDAQ 섀시와 함께 제공되며, 15 W, 12 VDC 전원 공급 장치를 제공합니다. cDAQ-9179 섀시에는 다른 전원 공급 장치가 제공되며, 12 VDC에서 40 W를 공급합니다. 두 제품 모두 2핀 미니 COMBICON 커넥터를 갖추고 있어 전원 공급 장치를 이러한 섀시에 쉽게 통합할 수 있습니다. 전원 공급 장치에는 지역별 전원 케이블만 제공하면 됩니다. 마지막 데스크탑 NI 전원 공급 장치는 약간 더 많은 전력이 필요한 CompactDAQ 또는 CompactRIO 컨트롤러용입니다. PS-10은 정격 120 W, 24 VDC이며, 끝단의 베어 와이어 커넥션을 통해 CompactDAQ 또는 CompactRIO 컨트롤러 시스템과 유연하면서도 직접적인 연결을 제공합니다. 타사 데스크탑 전원 공급 장치를 사용하는 경우, 해당 장치의 스펙을 확인하여 적절한 시스템 작동뿐만 아니라 더욱 중요한 안전을 위해 사용하는 특정 CompactDAQ 또는 CompactRIO 시스템과 호환되는지 확인하십시오.

그림 2. 데스크탑에서 프로토타입을 제작하는 동안 데스크탑 전원 공급 장치를 사용하십시오.

이러한 유형의 전원 공급 장치는 데스크탑에서 프로토타입을 제작하는 동안 사용하도록 권장됩니다. 대부분의 산업용 전원 공급 장치는 이 환경에서 위험할 수 있으므로 데스크탑에서 사용하도록 설계되어 있지 않습니다. 그러나 데스크탑 전원 공급 장치는 공장 바닥과 같은 산업 환경에서 사용하도록 설계되었거나 배포할 수 있는 등급이 아닙니다.

NI 산업용 전원 공급 장치는 긴 기대 수명, 넉넉한 전력 예비량, 그리고 콤팩트한 크기를 특징으로 하여 공장 바닥과 같은 환경에서 CompactDAQ 또는 CompactRIO 시스템에 전원을 공급하는 데 이상적입니다. NI는 24 VDC ~ 28 VDC에서 최대 480 W의 전력을 공급하는 두 가지 산업용 전원 공급 장치를 제공하므로, 특정 어플리케이션의 요구 사항에 맞는 전력량과 입력 전압을 선택할 수 있습니다. 이 전원 공급 장치는 DIN 레일 시스템과 스프링 클램프 터미널을 갖추고 있어 도구 없이도 어플리케이션에 신속하고 쉽게 설치 및 연결할 수 있습니다.

다양한 자동 선택 입력 전압을 통해 시스템에 전원 공급 장치를 설치할 때 사용자 오류를 방지할 수 있으며, 넓은 작동 온도 범위와 효과적인 전자파 간섭 (EMI) 내성으로 인해 가혹한 환경에서도 산업 현장에서 신뢰할 수 있습니다. 선택한 전원 공급 장치 모델에 따라 20퍼센트에서 50퍼센트의 전력 예비량을 확보할 수 있습니다. 이러한 전력 예비량을 통해 다이나믹 부하에 대해 전원 공급 장치를 과도하게 선정할 필요가 없습니다. 특정 어플리케이션의 작동 요구사항을 충족하는 유닛을 선택하면, 비용과 공간을 절약할 수 있습니다.

그림 3. 산업용 전원 공급 장치는 산업 환경에서 시스템에 전원을 공급할 때 이상적입니다.

이러한 유형의 전원 공급 장치는 일반 데스크탑 전원 공급 장치가 정격에 맞지 않거나 안전하지 않은 산업 환경에서 사용하도록 권장됩니다. 

현장, 차량 탑재, 또는 기타 배치형 어플리케이션의 경우 흔히 시스템에 사용 가능한 전원이 없으므로, 직접 전원을 마련해야 합니다. CompactDAQ 또는 CompactRIO 시스템은 9 VDC ~ 30 VDC 입력이 필요하므로, 모든 전원 공급 장치 요구를 충족할 수 있는 단일 옵션은 없지만 다양한 휴대용 전원 소스 옵션 중에서 선택할 수 있습니다. 그러나 일부 계획을 통해 특정 어플리케이션에 적합한 휴대용 전원 소스를 선택할 수 있습니다. 어떤 휴대용 전원 소스를 사용할지 결정할 때에는 시스템이 얼마나 오래 전원이 공급되어야 하는지, 전원 소스의 충전 가능 여부, 그리고 현재 예산을 고려하십시오.

그림 4. 일부 어플리케이션은 상용 전원에 접근할 수 없으며, 휴대용 전원 소스를 필요로 합니다.

다양한 배터리 옵션을 고려할 때, 어플리케이션에 단일 사용 또는 충전식 기술이 필요한지 결정해야 합니다. 일반적인 알카라인 AA 배터리와 같은 일회용 배터리는 초기 비용이 낮지만, 나중에 배터리를 자주 사용하는 전원 공급 장치로 사용하려는 경우 더 많이 구입해야 할 수도 있습니다. 충전식 배터리는 여러 번 재사용할 수 있으며, 장기적으로는 더 경제적인 옵션이 될 수 있지만 초기 투자 비용이 더 많이 들 수 있습니다. 또한, 충전식 배터리는 어떤 배터리 화학을 사용할지에 대한 연구가 필요합니다. 배터리는 여러 가지 방법으로 에너지를 저장하며, 모든 배터리가 동일하게 제조되는 것은 아닙니다. 리튬 또는 니켈수소(NiMH)와 같은 일반적인 화학 방식과 납축전지와 같은 이전 기술 외에도, 매년 새롭게 개발되는 기술을 고려해야 합니다. 각각의 기술에는 장점과 단점이 있지만, 선택은 어플리케이션에 따라 달라집니다.

일반적으로 어플리케이션에 사용할 배터리를 선택할 때 가장 중요한 질문은 "어플리케이션이 배터리로 얼마나 오래 동작해야 합니까?"입니다. 이 답변은 사용해야 하는 배터리의 타입과 크기에 영향을 미칩니다. 배터리의 크기와 무게는 요구되는 용량, 에너지 밀도, 전압 레벨에 따라 결정됩니다. 어플리케이션을 실행할 수 있는 시간은 배터리의 용량에 직접적으로 달려 있습니다. 일반적으로 배터리 용량은 식 Wh = mAh * (전압/1000)을 사용하여 mAh 또는 Wh 단위로 측정됩니다. 예를 들어, 1000 mA 배터리는 1시간 동안 1 A, 2시간 동안 500 mA, 4시간 동안 250 mA의 전류를 제공할 수 있습니다. 배터리 솔루션의 총 용량은 사용 중인 컨트롤러/섀시 및 C 시리즈 I/O 모듈 등 CompactDAQ 또는 CompactRIO 시스템의 구성요소와 요구 사항, 동작 시간, 요구 전압 레벨에 따라 크게 달라집니다. 배터리를 지정할 때에는 피크 전류 사용량과 연속 (또는 일반) 전류 사용량을 알아야 합니다. 이는 어플리케이션에 적합한 솔루션을 찾을 때 반드시 고려해야 할 주요 배터리 스펙 중 하나입니다. 다른 고려사항으로는 배터리의 에너지 밀도(질량 단위당 용량을 결정)와 배터리 셀 전압(배터리가 시스템에 전원을 공급할 뿐만 아니라 배터리 솔루션의 크기와 무게에도 영향을 미침) 등의 스펙이 있습니다. CompactDAQ 시스템용 배터리 선택에 대해 자세히 알아보십시오.

시스템에 전원을 공급하는 것 외에도, 전원 중복 기능을 통합하여 단기적인 전원 공급 중단 시에도 계속 작동하거나 데이터 손실 없이 안전한 종료 절차를 구현할 수 있습니다. 대부분의 어플리케이션은 중복 기능이 없어도 괜찮지만, 장애 발생 시 비용이 크다면 이를 추가하는 것을 고려해야 합니다. 사용 중인 CompactDAQ 또는 CompactRIO 시스템의 유형에 따라, 시스템에 중복 기능을 추가할 수 있는 몇 가지 옵션이 있습니다.

대부분의 CompactDAQ 및 CompactRIO 컨트롤러에서는 주요 전원 입력에 V1을, 보조 전원 입력에 V2를 사용하여 이중 입력 전원 커넥터 플러그를 사용할 수 있습니다. 해당 제품의 사용자 매뉴얼을 확인하여 컨트롤러에 이중 입력 전원 커넥터 플러그가 포함되어 있는지 확인하십시오. 이렇게 하면 시스템에 두 번째 전원 공급 장치를 추가할 수 있으므로, 주요 전원 공급 장치가 더 이상 충분한 전압을 공급하지 않는 경우에도 중단 없이 작동할 수 있습니다. 이는 블랙아웃 또는 브라운아웃 상황에서 발생할 수 있습니다.

그림 5. 커패시터 회로가 있는 이중 전원 공급 장치.

컨트롤러가 주요 전원 소스를 사용하고 있고, V1과 공통 사이의 전압 레벨이 9 V보다 낮으면 컨트롤러는 자동으로 보조 또는 V2 소스로 전환합니다. 이 추가 옵션을 사용하면, 외부 하드웨어에 의존하지 않고 배터리 또는 무정전 전원 공급 장치 (UPS)와 같은 보조 소스를 시스템에 직접 연결하여 즉시 전환하고 시스템에 계속 전원을 공급할 수 있습니다. 

단일 입력 전원 커넥터 플러그가 있는 CompactDAQ 또는 CompactRIO 시스템의 경우, 시스템에 중복 기능을 추가하려면 기본 전원 공급 장치와 함께 무정전 전원 공급 장치 (UPS)를 시스템에 추가하는 전통적인 방법을 따라야 합니다. 또는 여러 전원 공급 장치 사이를 전환할 수 있는 외부 회로를 설계하고 제작할 수 있습니다.

CompactDAQ 또는 CompactRIO 어플리케이션을 개발할 때, 상용 전원을 사용할 수 있는지 여부를 우선적으로 고려해야 합니다. 그렇다면 데스크탑 전원 공급 장치 또는 산업용 전원 공급 장치가 필요한지 결정할 수 있습니다. 그렇지 않은 경우, 어플리케이션에 사용할 휴대용 전원 공급 장치를 조사하십시오. 마지막으로, 시스템에 전원 중복 기능을 추가하여 지속적인 시스템 사용을 보장하거나 단기적인 전원 중단 시 데이터 손실 없이 적절한 종료를 구현하는 것을 잊지 마십시오.

• CompactDAQ 섀시 및 컨트롤러 전원 및 기타 사양 이해
• NI 산업용 전원 공급 장치 제품 페이지를 참조하십시오.
• CompactDAQ 시스템 액세서리 호환성 가이드
• CompactRIO 시스템 액세서리 호환성 가이드