Sinking과 Sourcing(싱킹, 소싱) 이해하기

Sinking과 Sourcing(싱킹, 소싱) 이해하기

1. 소싱장비(소싱 입/출력)

위의 그림은 제가 그린 소싱 출력 장비의 회로도 입니다. 장비 안의 스위치가 닫히면 장비는 High를, 열리면 Low를 출력하게 됩니다. 다만 소싱장비에 그라운드가 없으면 스위치가 열린 상태에서 Low가 아닌 Floating 상태입니다. 

상대쪽의 입력 신호에서 그라운드를 알 수 없기 때문에 Floating이 되는 것이지요. 이러한 소싱 출력장비에 싱킹 입력장비를 물리면 싱킹장비의 그라운드가 있기 때문에 Floating의 문제는 사라집니다. 

하지만 상대방 디바이스가 소싱장비이거나 TTL신호를 받는 장비라고 한다면 Floating에 대한 문제는 해결되지가 않습니다. 따라서 이러한 경우에는 '풀다운 저항'이 필요하게 됩니다. 그림에서 확인이 가능하시겠지만 빨간색으로 풀다운 저항을 넣어 놓은 것 확인 하실 수가 있습니다.

2. 싱킹 장비(싱킹 입/출력) 

그럼 반대로 싱킹 장비에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 싱킹 장비도 동일하게 안에 스위치로 판단을 하게 됩니다. 스위치가 닫히면 그라운드와 연결이 되어 있기 때문에 그라운드 신호가 전달되게 되고, 반대로 열리면 신호를 알수없기 때문에 Floating이 되는 것입니다. 따라서 "풀업 저항"에 원하는 VCC를 달아주셔야 싱킹 장비가 제대로된 출력을 할 수 있습니다.

3. 소싱 출력과 소싱 입력을 예로 들어 싱킹과 소싱 정리하기

소싱 출력과 소싱 입력을 연결하면 소싱은 VCC를 전달하기 때문에 거기에 필요한 Pull-Down 저항이 필요하게 됩니다. 3가지의 경우의 수를 생각하여 판단해 보도록 하겠습니다.

1) 풀다운 저항(Rp)가 없고, 소싱 출력 장비의 스위치가 닫히는 경우: 

VCC 신호가 모두 1, 2 번에 걸리기 때문에 소싱 입력 장비는 0V를 인식하게 됩니다. 즉 OFF 상태가 되지요.

2) 풀다운 저항(Rp)가 없고, 소싱 출력 장비의 스위치가 열리는 경우:

1번에는 VCC가 걸리고, 2번에는 소싱 출력으로 나오는 Floating 신호가 걸리게 됩니다. 따라서 소싱 Input 신호는 그라운드 기준점을 알 수 없기 때문에 어떠한 값이 들어왔는지 정확히 알수없는 상태가 되어 버리고 맙니다.

3) 2번의 경우를 해결하기 위해서는:

풀다운 저항(Rp)를 다셔야 합니다. 풀다운 저항을 달게 되면 2)의 경우 알수 없었던 기준점을 알수있게 되기 때문에 VCC의 전압을 제대로 측정할 수 있습니다. 

다만 여기에서 Rp를 달때, 주의할 점이 있습니다. 스위치가 닫히1번에는 VCC가 2번에는 VCC * Rp / (Rp + Rin)의 전압이 걸리게 됩니다. 여기에서 Rp가 너무 작아 버리면 전류로 인해서 저항이 타버리는 경우가 생기게 되니 주의하셔야 합니다. 

추가적으로 NI 장비중 싱킹/소싱에 대한 기능을 제공하는 보드가 많습니다.이러한 보드들에 대한 정보는 아래와 같습니다. 디지털 신호에 대한 상세한 정보는 아래의 링크를 참조하시기 바랍니다.

디지털 출력 센서에 적합한 산업용 디지털 I/O 모듈의 선택 : 

http://www.ni.com/white-paper/3090/ko/

NI 보드	On-Off (상태)	타임 베이스 센서 (주파수, 주기 점유율 등)	디지털 I/O 모듈 입력 형태	절연 유형	채널수
NI 6601	—	√	싱킹	—	4 CTR
NI 6602/6608	—	√	싱킹	—	8 CTR
NI 6624	—	√	싱킹	Ch-Ch	8 CTR
NI 6501	√	√*	싱킹/소싱	—	24 DIO 1 CTR
NI 6509	√	—	싱킹/소싱	—	96 DIO
NI 6514	√	—	소싱	뱅크	32 DI 32 DO
NI 6515	√	—	싱킹	뱅크	32 DI 32 DO
NI 6518	√	—	소싱	뱅크	16 DI 16 DO
NI 6519	√	—	싱킹	뱅크	16 DI 16 DO
NI 6520/6521	√	—	싱킹/소싱	Ch-Ch	8 DI 8 DO
NI 6525	√	√*	싱킹/소싱	Ch-Ch	8 DI 8 DO 1 CTR
NI 6528	√	—	싱킹/소싱	Ch-Ch	24 DI 24 DO

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