내가 원하는데로

우리나라 주택의 전등 스위치는 대부분 Load선과 부하선으로 이루어진 2선식이다. 

하지만 전력을 필요로한 IOT스위치의 경우 대부분 3선식이다. 그래서 3선식의 IOT스위치를 설치하기 위해서는 별도로 중성선 시공을 해야만 한다. 

우리나라 제품중에 이젝스의 경우 Zigbee방식의 2선식 스위치를 보유하고 있다. 하지만 이제품의 경우 몇가지 단점이 있다. 

1. 가격이 비싸다.

2. 최소 30w 이상의 부하가 연결되어야 한다.

필자의 경우 거실과 큰방을 제외하면 대부분 LED등으로 30W 미만이다. 

3. 스위치 버튼이 정전 터치식이다.

물론 터치식 버튼을 선호하는 사람들도 있겠지만 스위치는 손의 감각만으로 켜고 끄는것이 익숙할 뿐만 아니라 편하다. 

4. 버튼을 표시하는 LED

손의 감각만으로 켜고 끄는 것이 힘들기 때문에 정전터치식 스위치는 소등시 위치를 표시하기 위한 LED가 반드시 존재한다. 하지만 빛에 민감한 경우 이 빛이 상당히 거슬린다.

2선식 중국 제품들 중에 가격적인 부분의 단점을 해결한 스위치는 몇가지 존재한다. 하지만 위의 단점을 모두 해결한 스위치는 필자가 알기로는 Xiaom Aqara Wall Switch가 유일하다. 

하지만 문제는 스위치 규격이 다르다는 것이다. 중국의 경우 스위치 사이즈는 86mm X 86mm이다. 

사실 필자의 경우 샤오미 벽 스위치를 2년 전에 구입하여 설치하였는데 벽을 깍아 내거나, 86mm박스를 구입하여 노출하여 설치하거나, 나무를 덧대어 설치하였다.

그러다 어제 갑자기 무슨 바람이 불었는지 최소 높이로 샤오미 벽스위치를 설치할수 있도록 변화 박스를 3D로 모델링한 후에 3D 프린터로 출력하였다. 

우측은 어제 뽑은 V1이고 좌측은 오늘 수정해서 뽑은 V2이다.

우리나라 박스는 세로로 길기 때문에 벽에 고정하는 나사홈을 슬라이드식으로 만들었다. 아래 설치 동영상을 보면 쉽게 이해가 갈것이다.

설치 동영상

설치 사진

더운 여름이 이제 거의 지나갔지만 이번 여름은 정말 더웠던것 같다. 에어컨이 없으면 어떻게 했을까? 라는 생각을 이번 여름 내내 했다. 하지만 한편으로는 전기세 걱정때문에 틀고도 마음이 편하지 않았다.

그러다 ST까페에서 에어컨 실외기 수냉시키기 글을 보고 예전에 킥스타터에서 본 미스트 장치(아래)가 떠올랐다. 

댓글에도 링크가 있지만 미스트박스는 가격이 너무 비싸다. 그래서 '한번 만들어 보면 어떨까?' 생각하고 실행에 옮겼다. 

1. 미스트 장치 만들기

먼저 미스트 박스를 만들기 위해서 인공적으로 미스트를 만들어야하고 아래와 같은 장치가 필요하다.

미스트 장치 : 미스트 노즐과 펌프, 그리고 정수기용 호스와 이음관, 필터, 밸브 등등

그리고 미스트 장치를 컨트롤하기 위해 Wemos D1, 12V 파워서플라이, 5V 릴레이를 이용해서 아래와 같이 만들었다. 

그리고 아래 처럼 구성하였다. 20리터 물통에 첫번째 사진 처럼 장치를 하고 방수를 위해 하이박스에 펌프를 넣었다. 왼쪽은 침실용 미스트 장치 펌프이고 오른쪽은 거실용 미스트 장치 펌프이다.

그리고 미스트 노즐을 케이블 타이로 적절한 위치에 배치하였다. 

참고로 처음 3장의 사진은 2주전에 1차로 만들었을때 사진이다. 처음에는 노즐 6개로 만들었는데 이번에 12개로 업그레이드하였고 펌프도 60W에서 15W로 낮추어서 다시 만들었다. 노즐은 조금 작은것 같아 늘렸는데 12개는 너무 많은것 같다. 펌프는 60W는 너무 시끄럽고 출력이 높아서 15W로 낮추었는데 이것도 전혀 모자라지 않은것 같다. 

2. 미스트 장치 제어하기

미스트 장치를 만드는것도 중요하지만 제어하는것 또한 중요하다. 제어를 위해서 Wemos D1에 릴레이를 달아 ST에 연결하였다. 

아래 사진 처럼 ST에서 제어하기 위해 Wemos용 DTH를 만들어 등록했다.

DTH를 만들때 미스트 장치에서 미스트를 계속해서 뿌리는 것은 비효율적이라 작동할때 미스트 작동시간과 휴지 시간을 정할수 있도록 하였다.  그리고 ESPeasy를 이용해서 릴레이를 연결한 후 ESP의 IP주소와 릴레이에 연결된 Pin만 설정해주면 된다. 

또한 에어컨의 전원에 따라 미스트 장치가 작동하는 것이 아니라 실외기가 작동 할때만 미스트 장치가 작동하도록 해야한다. 

그래서 처음에는 도어센서를 이용해 실외기의 작동유무 판단하도록 했는데 아기나무집님의 미커넥터가 샤오미 AC Partner의 실시간 전력량을 리포팅하는 것을 이용해서 가상 스위치로 실외기(시각적 편의를 위해)를 만들었다. 그리고 난 후 Web Core를 통하여 실외기가 켜질때만 미스트 장치가 켜지도록 자동화 하였다.

아래 영상을 통해 확인해보면 알겠지만 실외기가 작동할때만 미스트 장치가 켜지고, 실외기가 작동하지 않으면 미스트 장치는 꺼지게된다. 영상에서는 중간에 리모컨을 이용하여 온도를 올려 실외기가 작동하지 않도록 하였다.

아래 영상은 미스트 장치가 작동하는 영상이다. (뒤쪽 공간이 부족하여 촬영 각도가 좋지 못함)

3. 실제 전기 에너지 사용 비교

무엇보다도 전기에너지 절감에 효과가 있는지가 가장 중요하다. 테스트 결과는 아래와 같다. 

먼저 실험실과 같은 통제된 환경에서 테스트되지 못하기 때문에 정확하지 않을수 있다. 

하지만 변인을 최소화하기 위해 외부 온도 변화가 적은 시간대와 방문을 통해 외부인(가족들)의 출입이 없는 시간대를 택했다. 

아래 두장의 사진을 통해 테스트 시간대에 실외와 실내의 온도변화 그래프이고 거의 변화가 없음을 알 수 있다. 

아래는 미스트 장치를 켜지 않았을때 에어컨의 전력 소비량그래프이다.

아래는 미스트 장치를 작동 시켰을때 에어컨의 소비전력량 그래프이다.

아래는 시각적으로 파악하기 쉽도록 포토샵을 이용하여 두개의 그래프를 중첩하였다. 

프로그램에서 구간의 소비전력량을 구해 주지 않기때문에 위의 그래프를 픽셀단위로 계산하여 면적값을 구하여 전력량을 비교하였다. 

면적값을 일일이 계산하고 더한 값을 종이에 적어두었는데(2주전에) 모르고 버려버렸다. 그래서 결과 값만 알고있다.

미스트 장치를 사용하지 않을때 전기 소비량을 100이라 하면

미스트 장치를 사용할때 전기 소비량은 80이었다.

하지만 미스트 장치(60W)를 사용함으로써 발생하는 전기 소비량이 2였다. 하지만 지금은 15W 펌프로 교체하였기 때문에 0.5로 줄었다. 

따라서 결론적으로 19.5%의 전기 에너지 절감효과가 있었다. 

미스트 박스에서는 20~30%의 에너지 절감효과를 볼수있다고 말한다. 실제로 실험 시간대가 새벽이고 물의 기화열 효과가 적은것을 감안하면 한 낮에는 더 큰 효과가 있을것이라 생각된다.

차후에 추가 테스트를 하게되면 결과를 추가하도록 하겠다.

ST나 홈킷에 실외 공기질 센서가 있으면 공기청정기를 자동화하거나 창문을 열거나, 외출을 할때 기준을 정할수 있을것 같다는 생각에 실외 공기질 센서를 자작 해볼까? 생각하고 있었다. 

그러다 공개된 공기질 자료가 없을까? 검색하다 알게 되어 여기에 소개한다. 

홈킷에 등록할 수 있는 형태이며 외국 사이트의 자료이다. 

물론 국내에서 제공하는 http://www.airkorea.or.kr/ (플루님 소개로 알개되었다)의 자료를 이용하면 좋겠지만 그럴만한 실력은 안되니 어쩔수 없이 이거라도 정말 감사할 따름이다.

먼저 홈킷용 플러그인은 아래 주소이며

https://github.com/schmittx/homebridge-airvisual

미세먼지 데이터를 제공해주는 사이트는 아래주소이다.

https://www.airvisual.com/south

위 사이트에서 국내 공기질 자료를 제공하는 스팟은 대충 아래와 같다.

측정 스팟은 의외로 많지만 플러그인에서 설정은 나라-도-시 로 되어있어 도시 단위로만 설정이 가능하다. (이는 무료 API-key이기 때문이다)

설치하기 

1. 홈브릿지 플러그인 설치

도커의 경우 install.sh파일에 아래 명령어를 추가하고 라즈의 경우 아래 명령어를 실행하여 설치하면 된다.

npm install -g homebridge-airvisual

2. API-Key 얻기

https://www.airvisual.com/ 사이트에 접속하여 가입 후, 반드시 메일 인증을 거친 후에 사이트에 로그인 한다. 

https://www.airvisual.com/api

3. Config.json 파일에 장치 추가하기

config파일의 accessories에 아래와 같이 추가하면 된다. 아래는 대전시의 공기질을 가져오도록 설정한 것이다 

    "accessories": [

        {

            "accessory": "AirVisual",

            "name": "AirQ",

            "api_key": "FjYFdkaidkfs5o6jmcP",

            "sensor": "air_quality",

            "aqi_standard": "us",

            "city": "Daejeon",

            "state": "Chungcheongnam-do",

            "country": "South Korea",

            "polling": true

        }

    ],

api_key부분에 위에서 발급받은 key값을 넣으면 되고 

sensor 항목을 온도나 습도로 바꾸면 해당 도시의 온도와 습도 정보도 홈킷에 나타낼수 있다.

aqi-standard는 공기질 표준을 미국(us)나 중국(cn)으로 설정할 수 있다

그 아래 항목에는 원하는 위치 정보를 넣으면 된다. -참고로 GPS기반의 좌표를 넣을수도 있지만 나의 경우 제대로 작동하지 않았다

위치정보는 아래 웹페이지에서 지도상에서 선택하거나 아래로 스크롤해서 내리면 state(도) 항목이 나오는데 탭해서 들어간 후 우측의 도시를 선택하면 된다. 

https://www.airvisual.com/south-korea

참고로 대전의 한 지역을 선택하면 아래와 같이 지역이 뜨는데 시 단위까지만 설정이 가능하기때문에 동은 넣을수 없다. 유료 api-key를 이용하면 동 단위로 정보를 받아올수 있지만 무료 key에서는 지원되지 않기때문에 시 단위로만 설정이 가능하다. 

이렇게 등록후 홈브릿지를 재시작하면 아래와 같이 홈킷에 공기질이 나타남을 알수있다. 

참고로 실제 미세먼지 수치는 나타나지 않으며 수치에따라 아래와 같이 표시된다.

0~51 매우좋음,  ~101 좋음,  ~151 보통,  ~201 나쁨,  201 초과는 아주 나쁨이다.

4. 미세먼지농도 표시하기

혹시라도 미세먼지 수치가 표현되기를 바란다면 위의 플러그인 대신에 아래 플러그인을 설치하면 아래 사진과 같이 미세먼지 농도가 표시된다. 아래 플러그인은 기존의 플러그인을 개인적으로 수정한 버전이다. 

npm install -g shin4299/homebridge-airvisual

0. 시작하며

우리집에 있는 전자제품들은 대부분 iot라는 개념이 없던 시절에 나온 제품들이다. 가전의 경우 대부분 10년 이상되었다. 이런 오래된 가전들의 작동상태를 판단할수있는 방법은 현재 크게 아래와 같은 3가지이다.

1. iot 아울렛(소켓)을 이용하여 작동시 전력과 작동하지 않을때 대기전력의 차이를 통해 전원상태를 알수있는 방법

2. TV나 컴퓨터 처럼 USB전원이 있는 제품의 경우 USB에 들어오는 전원을 도어센서와 연결하여 트리거로 이용하는 방법 - 링크 -

3. 에어컨처럼 작동시 하드웨어적으로 이동(송풍구 도어열림닫힘)이있는 제품의 경우 도어센서를 이용하여 전원상태를 알수있는 방법

1번의 경우 소켓이 추가되어 외형적으로 부피를 많이 차지한다. 그리고 대기전력이 거의 없는 세탁기와 같은 제품은 굳이 비싼 플러그를 꽂아두는 것은 의미가 없다. 그리고 무엇보다 세탁기의 경우 플러그가 오작동하면 곤란한 일이 발생하기도 한다.

2,3번의 경우 사용할수 있는 제품이 제한적이고 요즘 나오는 무풍에어컨의 경우 움직이는 도어가 없어 3번이 적용이 불가능하다.

현재 본인의 경우 1, 2, 3을 모두 쓰고 있는데 세탁기의 경우 위의 3가지 중 쓸수있는 방법은 1번 밖에 없는데 위에서 언급한 이유로 사용하지 않고 있었다. 

세탁기의 경우 아내가 돌리고 나면 대부분의 경우 끝났는지 확인하는 것은 나의 몫이다. 그래서 새로운 트리거가 필요하다는 생각을 하다 새롭게 만들어 보았다.

1. 준비물

ㄱ. 조도 릴레이 모듈

ㄴ. 샤오미 도어 센서

ㄷ. USB전원 케이블

ㄹ. 3D프린터한 모듈용박스와 조도센서용 캡(위사진의 박스와 캡은 V.2이고 아래 실제 설치된것은 V.1이라 조금 다르다)

ㅁ. 납땜을 위한 기본 도구들

2. 원리

조도센서를 이용하여 전자제품의 전원 표시 LED의 빛을 감지하여 전자제품의 전원 ON/OFF를 판단하는 원리이다.

전자제품 전원ON -> LED켜짐 -> 조도릴레이 모듈 OFF -> 도어센서 상태 변화 -> ST에 트리거로 작동

3. 센서 캡 씌우기

조도센서 릴레이 모듈은 다이얼을 이용해 작동 역치 밝기를 세팅할수있는데 외부 빛의 영향을 막기 위해 아래와 같은 캡을 만들어 씌웠고 전자제품 부착은 양면테이프를 붙여서 이용하면 된다.

4. 도어 센서연결하기

두가닥의 선을 이용하여 릴레이에 연결한 후 도어센서에 연결한다. 도어센서 작업은 다음 링크를 참조하면 된다.

5. 전자제품에 설치하기

모듈에 USB케이블을 이용해서 전원을 공급한 후 적정한 곳에 부착하여 위 우측사진에 보이는 '+'모양의 다이얼을 이용하여 작동여부를 확인하며 역치 밝기를 적절하게 조절한다.

그리고 모율박스도 보이지 않는 곳에 적절하게 붙인다. 

6. 작동 영상

작동 확인 후 웹코어를 이용해서 문자 알림과 구글미니 음성 알림을 설정하여 마무리 하였다.

많은 분들이 네스트를 통해 난방 자동화를 한다. 나 또한 네스트 디자인이 마음에 들어 너무 하고 싶지만 여건상 그게 불가능하다. 우리집은 나무 보일러를 주 난방용도로 사용하기 때문에 네스트를 통한 정확한 제어 자체가 불가능하다. 

I. 우리집의 현재 상황

1. 난방은 주로 나무보일러가 담당 

2. 온수는 기름보일러와 나무보일러가 함께 담당 

a. 일반적으로 온수 사용은 나무보일러에 저장된 온수 사용 

b. 샤워를 할경우 안정적인 수온을 유지하기 위해 기름보일러를 온수모드로 작동시켜 샤워를 한다. 

1) 문제점

나무보일러의 난방수가 기름보일러를 통과한 후 각방으로 공급되는 것이다. 그래서 온수모드를 작동시켰을대 기름보일러가 온수를 데우지 못하고 나무보일러의 난방수를 데우는 역할을 해버린다. 그래서 기름보일러 온수모드를 키면 나무보일러를 외출모드로 반드시 바꾸어 주어야 한다. 

2) 현재 IOT 상황

현재 기름보일러의 작동은 샤오미 월스위치를 통해 스위치를 켜면 보일러가 온수모드로 작동하고 스위치를 끄면 보일러가 꺼지도록 자동화 되어있다. 또한 욕실에 샤오미 버튼을 이용하여 욕실에서 온수모드를 끄고 켤수 있고 알림등을 통하여 온수모드 작동 여부도 욕실에서 확인가능하다. 

현재의 경우 여름에는 문제가 없지만 나무보일러를 가동하는 겨울의 경우 수동으로 외출모드로 바꿔야되다보니 기름보일러 자동화가 큰 의미가 없어 진다. 그래서 오래전 부터 작업하려든것을 미루다 오늘 작업하게 되었다. 

나무보일러의 경우 아래와 같은 컨트롤러이고 외출버튼은 누를 때마다 난방모드와 외출모드로 서로 전환된다.  

보일러 버튼은 대부분 토글형 버튼이거나 모멘터리형 버튼이다. 

토글형은 한번 누르면 접점을 유지하고 또 한번 누르면 접점이 해제된다. 마치 모나미 볼펜의 버튼으로 생각하면된다.

장점: 무선 릴레이를 사용할 경우 ON/OFF신호를 달리하면 신호를 중복하여 송출하여 비교적 정확한 제어가 가능하다.

단점: 릴레이가 접점을 유지하기 위해 지속적으로 전력을 소모해야 한다.

모멘터리형 버튼은 한번누르면 누르는 순간 접점이 되면서 모드가 바뀌고 바로 접점이 해제된다. 마치 샤프펜의 버튼으로 생각하면된다.

장점: 제어 순간에만 전류를 사용하기 때문에 전력소비가 적다.

단점: 무선 릴레이의 신호가 한번 끊기거나 컨트롤러가 제대로 작동하지 않은 경우, 상태가 반대로 될 수있다.

나무 보일러 컨트롤러의 경우 모든 버튼들이 모멘터리형 버튼이다. 

II. 자동화를 위한 설계

기름보일러의 온수모드를 켜면 릴레이를 이용하여 외출모드로 바꾸어 주는 방식으로 자동화를 계획했다.

1. 릴레이 선택

5V IR릴레이는 쿠쿠님께서 무료로 나눔해주셨고, Remotec릴레이는 메이크리즘님께서 너무 예쁘게 포장하여 선물해 주셨다. 두분께 너무 감사드립니다.

1) 첫번째 선택은 A

a. 저렴하다. IR 릴레이는 쿠쿠님이 무료 나눔하신거고 USB충전기는 남아도는거다.

b. 거실에 샤오미 IR리모트가 설치되어 있고 홈킷을 통한 IR신호 송출이 쉽게 가능하다.

c. 이를 위해 이미 IR스위치를 홈킷에 만들어 두었다.

작업시작 

자동차 USB충전기는 나무보일러에 12V DC전원이 공급되고 있고 IR 릴레이의 작동전압이 5V이기 때문에 사용하지 않는 USB충전기를 분해, 개조하여 사용하였다. 

납땜 작업을 포함 2시간에 걸쳐 나무보일러 컨트롤러에 연결 테스트하였다. 그러나 문제가 있다.

a. 5V IR릴레이가 IR신호를 제대로 받아들이지 못하는 경우가 있다.

b. 5V IR릴레이가 토글밖에 되지 않는다. 그보다 더 큰 문제는 토글이라도 순간적으로 켰다 끄면 되는데 스위치가 신호를 받아들이고 다음신호를 받아 반영하는데 최소 3초 이상의 시간이 걸린다. 그렇게 되면 외출 버튼의 접점이 일정시간 이상 유지되면서 모드가 자동으로 계속 바뀌게 된다.

안타깝게도 2시간여의 작업이 물거품이 되었다.

첫번째 선택이 실패하고 B와 C 중에 고민을 했다. 리모텍 스위치를 사용하면 ST와 직접 연결이 되어 원하는 방식으로 제어가 가능하지만 220V DC전원을 공급해야하고(주변에 220V가 없다), 무엇보다  특정 기간(겨울)만 쓰기 위해 비싼 리모텍 스위치를 쓰는 것이 아까웠다.

2) 두번째 선택 B

a. RF 릴레이 작동 전압이 12V라 나무보일러에 공급되는 전원을 그대로 사용할 수 있다

b. RF 릴레이의 경우 작동모드를 고려하여 구매했기 때문에 다양한 모드를 지원한다(Toggle, Momentary, Latching, Time Delay mode)

b. 브로드링크 RM Pro가 있지만 설치 및 사용을 해본적이 없다. 그동안 쓸일이 없었기 때문이다. 그래서 RM pro를 연결하고 홈브릿지를 통해 홈킷에 스위치를 만들어야 한다.

c. RF신호는 IR신호보다 수신률이 높고 안정적이라는 장점이 있다. 하지만 오류 가능성은 여전히 있다.

2. 작업과정

1) 보일러 컨트롤러에 전원선과 외출버튼 접점용 전선 작업 후 RF 릴레이 연결

좌측 사진 처럼 전선 납땜 작업후 우측 사진처럼 환기 구멍을 통해 전선을 빼고 다시 케이스를 결합했다. 

 전선을 결합하고  RF 리모컨을 이용하여 작동테스트를 한 후에 케이스를 끼운후 양면 테잎을 이용하여 고정하였다.

아래 영상은 릴레이 설치후 정상적으로 작동하는지를 테스트한 영상이다. 

2) 브로드 링크 설치

메뉴얼에 따르면 되므로 따로 설명하지 않아도 될것 같다.

3) 홈브릿지를 통해 브로드 링크를 홈킷과 연결

아래의 사이트를 참조하여 홈브릿지용 플러그인 설치하면 된다.

https://github.com/lprhodes/homebridge-broadlink-rm

4) 홈킷에 자동화를 위한 RF신호 송출용 스위치 만들기

RF신호 송출용 스위치를 만들기 위해서는 먼저 송출하고자 하는 RF 신호의  코드값을 알아야 한다. 

코드값을 만드는 사이트가 있지만 그건 HA용이라 홈브릿지에서는 작동하지 않는다. 그래서 찾아보기 귀찮아 신호 코드를 스캔해서 사용했다.

기본적으로 홈브릿지에  RM용 플러그인을 설치하면 아래 사진처럼 RF신호를 스캔할 수 있는 스위치가 생성된다. 

홈브릿지 로그창을 띄운 후 스위치를 켜고 RF리모컨을 브로드링크에 최대한 가까이 가져간 후에 2~3초간 버튼을 누른 후 때면 우측 사진 처럼 스캔된 RF 신호의 Hex code를 확인 할수 있다. 

위의 코드를 이용하여 아래와 같이 config.json 파일에 원하는 유형의 스위치를 만들어 주면 된다. 나의 경우 RF릴레이의 모드를 Momentary로 사용하기 때문에 스위치 타입을 "switch-repeat"로 설정하였다. 이는 홈킷의 스위치를 누르면 켜지면서 한번 신호를 송출한 후에 바로 자동으로 꺼짐으로 돌아간다.

5) 홈킷을 통한 자동화 하기

ST의 웹코어를 이용해서 자동화 하면 좋겠지만 

-RM pro를 ST에 연결하기 위해서는 복잡한 과정을 거쳐야하고 

-샤오미 월 스위치의 경우 얼마전 ST허브 업데이트  이후 부터 연결이 불안정하여 샤오미 게이트웨이로 옮긴 상황이고

-간단한 자동화이기 때문에 홈킷을 통해 아래와 같이 자동화 했다.

6) 결과 확인

아래의 영상은 딸아이가 월스위치를 눌러 기름보일러의 온수모드를 켜고 끄고 했을때 찍은 영상이다.

영상을 보면 홈킷에 보일러의 켜짐과 꺼짐이 상태 반영이 되고 켜졌을때는 나무보일러가 외출로 바뀌고 꺼졌을때는 다시 난방모드로 바뀌는 것을 확인할 수 있다. 

7) 자동화 전체 모식도

오랫동안 미뤄왔던 자동화를 새해가 되어서야 했다. 부모님과 함께 살다보니 자동화를 잘못하게 되면 오히려 더 불편해 하시는 경우가 많다. 그리고 사람이 많을수록(부모님 아이들, 우리부부 총 6명이다) 완전한 자동화를 하는것이 더욱 힘들어진다. 그래서 완전한 자동화 보다는 물리적 버튼을 통한 부분적 자동화나, 단순한 자동화, 눈에 보이지 않는 자동화를 하게 되는것 같다. 나에게는 자동화를 계획하는게 무척 힘들고 실행하기는 더 힘든것 같다.

스마트싱스의 아울렛류(소켓, 플러그, 콘센트 등)를 Homebridge를 이용하여 홈킷에 등록하면 해당 장치가 스위치로 나온다. 만약 전력량이 리포팅되는 DTH의 경우는 스위치와 콘센트로 2개의 장치로 등록된다. 하지만 홈킷에 등록된 콘센트는 상태반영도 안될뿐 아니라 실제 장치를 제어할 수도 없다. 

물론 홈킷에서 그냥 스위치로 사용하여 장치를 제어하면 되지만 그러면 내 마음이 편하지 않다. 왠지 콘센트로 등록하고 제어해야 마음에 들것 같다. 사실 아래 화면처럼 홈킷에 있는 장치 모양들이 다양해야 장치를 구분하기도 쉽고 보기에도 좋다. 그리고 무엇보다 내 마음을 즐겁고 편하게 한다. 아마 홈킷을 사용하는 대부분의 사용자가 비슷한 마음일것 같다. 그래서 또 어떻게 되지 않을까 하고 homebridge-smartthings를 들여다 봤다. 

코드에 대해 아는거라곤 If, else if밖에 없어 잘은 모르지만 코드상 DTH수정으로는 홈킷에서 콘센트로 제어하는것이 불가능하다는건 알겠더라. 그래서 코드를 살짝 바꿔서 내 나스의 해당파일을 찾아 수정한 파일로 교체했다. 파일하나 교체하는데 3시간 걸렸다. 왜냐하면 숨겨진 파일을 SSH로 접속해서 찾아내고 교체하는 작업을 해본적이 없어 여기저기 찾고 물어본다고 3시간이 걸렸다. 

과연 될까라는 설레이는 마음으로 도커 홈브릿지 이미지를 재시작했다... 이런 젠장. 도커를 사용하면 이미지를 재시작할때 마다 새로 플러그인을 받아 설치하다보니 교체한 파일이 다시 원상복구되어버렸다. ㅠㅠ 3시간에 걸친 파일교체가 의미없게 되버렸다. 

그래서 정말 혹시나해서  github에서 homebridge-smartthings를 fork해서 내 계정으로 가져와 해당 코드부분을 수정하여 

플러그인 주소에 내 아이디를 넣었더니 세상에... 수정된 파일이 설치되는게 아닌가? 스스로 대박을 외치며 홈킷을 열었더니 아래 사진처럼 ST에 등록된 Outlet이 콘센트 하나로 등록될 뿐만 아니라 제어까지 되는걸 확인했다. 무모한 도전이 성공할때의 즐거움과 만족감이 좋은것 같다. 

추가로 펌프를 수도꼭지로 바꾸고 싶어서 도전했지만 실패했다. 가장 큰 문제는 홈브릿지 자체에 수도에 대한 정보가 없다는 것이다. 아쉬운 마음을 뒤로한채 접을수 밖에 없었다.

홈킷에 콘센트로 등록하는 방법

1. DTH수정

먼저 어떤 장치(플러그나 아울렛, 스마트 소켓, 스위치류, HA와 연동된 샤오미 멀티탭 등)도 상관없다.   스위치 형태로 ON/OFF 되는 장치면 된다. 

먼저 아래 처럼 IDE사이트에서 MY Device Handler로 이동하여 원하는 DTH를 클릭하여 코드 페이지로 이동한다.

그리고 사진에 체크박스된 것 처럼 command "Outlet"을 추가한다.

2. HomeBridge Plug-in 수정하기

- 라즈베리 파이에 HomeBridge가 설치된 경우 아래의 주소를 이용하여 homebridge-smartthings플러그인 설치 및 홈브릿지 재시작

npm install -g shin4299/homebridge-smartthings

- 도커에 HomeBridge가 설치된 경우는 istall.sh파일을 열어 아래 주소를 추가한 후에 이미지 재시작

npm install -g shin4299/homebridge-smartthings

0. 슈퍼센서의 시작

 샤오미 모션센서 뿐 아니라 대부분의 모션센서들은 움직임을 감지 한 후, 다음 움직임을 감지하기 까지 일정 시간 간격을 가지며 그 시간동안은 모션 감지를 하지 않는다. 

샤오미 모션의 경우 DTH에서 Inactive되는 시간을 조절 할 수 있지만 60초 이하로 하는 것은 의미가 없다. 

왜냐하면 샤오미 센서의 경우 첫 움직임 감지 후 60초간 움직임을 감지 하지 않도록 하드웨어적으로 고정되어있기 때문이다. 

그래서 모션 Active를 이용해 자동화를 해 놓으면 원하지 않는 상황에서 자동화가 종료되는 경우가 있다. 

자동화에서 모션 센서를 좀더 적극적으로 잘 활용하려면 모션센서 감지 인터벌이 짧을 수록 좋다. 그래서 Aeon 멀티 센서에 관심을 가지고 있다 우연히 샤오미의 경우 처음 접속하거나 초기화 버튼을 누르면 몇 시간 동안은 5초의 인터벌 시간을 가지는 것을 알게 되었다. 그래서 샤오미 모션센서를 분해해서 여러가지 테스트 끝에 지속적으로 5초 간격으로 모션을 인식하도록 하는 방법을 찾게 되었다. 

1. 준비물

용접이 필요하기 때문에 인두와 납이 필요하다. 

그리고 샤오미 모션센서와 전선, 칼, 니퍼 등도 필요하다.

이건 있어도 되고 없어도되는 납땜 할때 기판이나 전선 등을 잡아 주는 홀더이다.

2. 샤오미 모션센서, 슈퍼센서로의 튜닝

2-1. 모션센서 분해 하기

모션센서 분해 하는 것은 아래의 동영상을 확인하면 쉽게 분해 할 수 있다. 

2-2. 모션센서 두 지점 연결하기

샤오미 모션 센서를 슈퍼센서로 만드려면 아래의 사진 처럼 표시된 두지점을 연결하면 된다.

ㄱ. 먼저 연결하기 전에 전선을 아래 영상 처럼 전선에 납을 녹여 연결을 쉽도록 한다.

ㄴ. 두 지점을 연결하기 위해 먼저 TP4 지점에 납을 녹여 선을 연결하기 쉽도록 한다. 

ㄷ. 먼저 TP4에 선을 먼저 연결한 후에 두번째 그림 처럼 선을 두번째 지점으로 휘어지게 한다.

ㄹ. 니퍼를 이용하여 선을 끊고 두번째 지점에 납땜을 통해 연결한다.

ㅁ. 아래 영상은 납땜하는 과정인데 폰으로 촬영하다 보니 시야가 가려서 제대로 되지 않네요. ㅠㅠ

3. 모션센서 튜닝 결과

위와 같이 모션센서를 튜닝하게 되면 아래와 같이 5초 단위로 Active로그가 올라오는 것을 확인할 수 있다.

이 방법은 샤오미 모션 오리지날 버전과 아카라 버전 모두 해당되며 1주일 이상 테스트 하여 잘 작동하는 것을 확인 하였습니다. 저의 경우 현재 샤오미 오리지날 버전 4개와 아카라 버전 4개를 튜닝하였으며 이상없이 작동하고 있습니다. 하지만 위 방법을 통해 샤오미 모션센서를 변경하였을때 따르는 모든 책임은 본인에게 있음을 알려드립니다.^^;

** 추가적으로 모션센서를 샤오미 게이트 웨이에 연결한 결과 Mi Home 어플에서도 동일하게 5초 간격으로 로그가 올라오는 것을 확인하였습니다. 

기존에 하모니와 알렉사를 통해 음성으로 TV를 제어해서 사용(사실 음성제어로는 거의 TV를 끄고 켜는 정도만 사용)해 왔다. 하지만 알렉사를 통한 TV제어는 몇 가지 단점이 있다. 

첫째, 한글을 지원하지 않는다. 물론 간단한 영어기는 하지만 영어를 사용해야 한다는 것 자체가 나에게는 스트레스다.

둘째, TV의 전원 상태를 하모니나 알렉사가 알지 못한다. 

셋째, 채널 변경이 숫자로만 가능하고 방송사 이름으로 즐겨찾기가 되지 않는다.(이건 내가 모르는것 일수도 있지만 하모니에서 즐겨찾기 채널을 등록해도 되지 않았다)

하지만 쿠쿠하모니와 시리를 이용하면 위의 세가지 단점을 해결 할 수 있다. 

기본적으로 로지텍 하모니, 쿠쿠 하모니가 설치된 SmartThings 허브, Homebridge가 있어야 한다. 

쿠쿠하모니 설치는 쿠쿠하모니를 만드신 쿠쿠님 블로그를 통해서 확인 할 수 있다.

http://kuku.pe.kr/?p=6616 

http://kuku.pe.kr/?p=6584

1. TV상태 반영을 위한 트리거 만들기

자동화에 있어서 전자제품의 현재 전원상태를 아는 것은 매우 중요하다. 대부분의 IR신호를 이용하는 전자제품의 경우 단방향 통신이기 때문에 전자제품의 전원 상태를 확인할 수 없다. 그런데 쿠쿠하모니에는 이런 단점을 해결해 주는 기능(아래 사진)을 가지고 있다. 바로 스마트 플러그에서 리포팅되는 전력량을 통한 방법과 도어센서를 활용한 방법이다. 

전력량을 통한 방법은 전기를 사용하는 모든 전자제품에서 사용가능하다는 장점이 있다. 하지만 전력량을 리포팅하는 시간이 플러그에 따라 다르고 그로인한 시간차 때문에 실제 전원상태와 ST의 전원 상태가 불일치하는 시간이 발생하게 된다.

이해 비해 도어센서를 활용한 방법의 경우 전력량을 트리거로 이용하는 방법에 비해 전원상태 반영이 즉각적인 장점이 있지만 물리적인 움직임이 있는 전자제품에만 사용이 가능하다. 대표적인 예가 에어컨 도어의 열림과 닫힘을 통해 전원을 확인하는 방법이다.

나의 경우 전력량을 리포팅해주는 스마트 플러그가 없다. 그래서 방법을 고민하다 TV 측면에 USB포트가 있다는 점에 착안해 아래와 같은 방법으로 전력량 트리거를 만들었다. 참고로 아래의 트리거를 만들기전에 전원 ON/OFF시 USB포트에 전류공급의 변화가 있음을 전압계를 통해 확인했다. 

준비물-샤오미 도어센서, 5V 릴레이, 못쓰는 USB케이블, 인두, 납, 니퍼, 절연테이프 등

먼저 릴레이와 USB포트의 전원을 연결한다. 아래의  중앙에 있는 코일쪽에 USB전원선을 연결하면 된다. 참고로 USB포트의 경우 양쪽 끝 포트가 전원이고 USB충전 케이블의 피복을 벗기면 4~5개의 전선이 있는데 굵은 선(붉은색, 검은색)이 전원선이다. 

그리고 샤오미 도어센서를 분해한 후 아래 좌측 사진 처럼 두개의 구멍을 뚫고 우측 사진에 표시된 부위에 2개의 전선을 연결한다.

선선을 연결한 후에 아래와 같이 케이스를 다시 결합한다.

그리고 샤오미 센서에 연결한 두개의 선을 릴레이의 Com단자와 NC단자에 연결한다. NC는 코일에 전류가 흐르지 않을때 ON, 코일에 전류가 흐를때 OFF가 된다. 현재 쿠쿠하모니는 도어센서가 열렸을때 전자제품을 ON으로 인식하기 때문에 반드시 Com과 NC단자에 연결해야 한다. 그리고 아래와 같이 선을 정리하고 릴레이를 양면테잎으로 도어센서후면에 붙였다. 그리고 TV의 측면 USB포트에 연결하였다. 

작동영상

리모컨으로 TV를 켰을때 ST의 My Room TV의 상태가 ON으로 바뀌는 것을 확인할 수 있다.

리모컨으로 TV를 껐을때 ST의 My Room TV의 상태가 OFF로 바뀌는 것을 확인할 수 있다.

2. 시리를 통해 TV제어하기

쿠쿠하모니는 하모니에 등록된 리모컨의 개별 버튼을 트리거나 웹코어를 이용한 자동화에 사용할 수 있다. 시리에서 하모니를 사용하기위해서는 ST에서 가상스위치를 만들고 이를 시리에서 제어하는 방식으로 사용할 수 있다.

먼저 아래 좌측사진 처럼 IDE에서 방송사 이름으로 가상 스위치를 만든다. 그리고 웹코어를 이용해 특정 스위치를 켜면 하모니에서 해당 방송사 채널이 눌러지도록 세팅한다. 그리고 이렇게 만들어진 스위치를 Homebridge를 통해 홈킷에 등록한다. 그리고 관리를 편하게 하기 위해 홈킷에 'TV'라는 이름으로 방을 만들고 그 방으로 스위치들을 옮긴다.

시리를 이용한 TV 음성제어 

시리를 이용한 음성제어는 홈킷-홈브릿지-ST-하모니-TV로 연결되다보니 속도가 빠르지 않다. 그래서 메이저로 사용하기는 편하지 않다. 하지만 리모컨이 보이지 않거나 누워서 TV를 볼때 손도 까딱하기 싫을때 쓸모가 있다. 그리고 시리에 TV채널 즐겨 찾기 등록하는 과정이 나름 시행착오도 겪고 재미있었다. 

홈자동화에 관심을 가지면서 여러가지 것들을 했는데 그 중에서 아내만을 생각하며 작업한 것이 두 가지가 있다. 아니 사실 세 가지 이지만 여기서 소개하는건 두 가지 이다. 

첫번째는 화장대 조명을 만들어 주는 것이었고,

두번째는 화장실 재실 알림이었다. 

아내를 위한 IOT 1. 화장대 조명

첫번째, 화장대 조명은 내가 IOT에 관심을 가지기 이전부터 아내에게 해주고 싶은 것중 하나였다. 

전문적인 메이크업에 빠지지 않는... 혹시 여자들의 로망일지도 모르는 화장대 조명을 말이다. 그러던 차에 올 초에 방에 있던 화장대겸 서랍장을 빼고 저렴한 화장대 다시 구입하면서 화장대 조명을 만들어 주었다. 

화장대 조명을 만들기 위해 사용한것은 아래의 아마존에서 주문한 4구용 크롬 스트립 2개,

Nuvo SF77/193 Four Light Vanity Strip, Polished Chrome, 24-Inch (BLUE LAYER PEEL OFF PROTECTION)

샤오미 전구 6개, 샤오미 버튼 스위치 이다. 

처음엔 

디밍가능한 볼전구와 Lutron 디머스위치   VS   Xiaomi 전구와 샤오미 버튼스위치

구성을 두고 엄청 고민했다. 왜냐면 화장대 조명은 볼전구가 생명이니까..ㅠㅠ

하지만 결국 저렴하고 작업이 쉬운 샤오미를 선택했다. 

만드는 과정은 어렵지 않으며 당연히 당시에는 블로그에 글을 남길 생각이 없었기 때문에 사진도 없다. 

어쨌든 결과물은 아래와 같다. 

샤오미 버튼으로 전원 ON/OFF, 밝기 조절이 가능하며 시리를 통해서도 제어가능하다. 모션센서로도 자동화가 가능하다. 

처음 만들었을때 아내가 많이 만족스러워했다. 

아래는 샤오미버튼과 시리를 통한 작동 영상이다. 

아내를 위한 IOT 2. 화장실 재실 알림

아내가 집에있는 동안 가장 좋아하는것은 침대에 누워 꼼짝하지 않고 TV를 보는 것이다. 

우리집은 6명이 함께 사는데(부모님과 함께산다.) 화장실은 하나다. 그래서 저녁시간에는 화장실이 비어있을때 보다 누군가가 있을때가 더 많다. 

그래서 아내가 침대에 누워 즐겁게 TV를 보다 화장실에 가면 누군가가 있어 헛걸음을 하는 경우가 많다. 그럴때면 몇번을 왔다갔다 하거나 우리방 문앞에서 화장실에서 나오는지에 촉각을 곤두세우고 있기가 일쑤다. 

그래서 화장실에 사람이 있는지 없는지를 우리방에서 확인할 수 있도록 화장실 재실 알림등을 설치했다. 위에서 화장대 사진이나 영상을 보면 오른쪽 4구 중에 제일 아래 있는 휴전구가 바로 재실 알림용 전구이다. 그리고 샤오미 버튼이 알림등 트리거 버튼이다.

화장실 재실 알림용 버튼을 누르면 아래와 같이 색으로 알려준다. 

화장실 전등 ON & 화장실 모션 inActive = Blue(10%)    /    화장실 전등 OFF & 화장실 모션 Active = Red(10%)   

화장실 전등 ON & 화장실 모션 Active = Pink(10%)    /    화장실 전등 OFF & 화장실 모션 inActive = White(100%)   

자동화는 Web CoRe를 이용했고 

재실 알림 스위치를 누르면 화장실 상태에 따라 Blue, Red, Pink가 계속 변하게 되며 화장실 전등 OFF & 화장실 모션 inActive되면 밝은 흰색 조명 들어와 알려 주고 3초후에 종료된다. 종료된 후에는 화장실 전등과 모션이 작동해도 켜지지 않는다. 다시 재실 알림용 스위치를 누르면 작동하게 된다. 

아래 영상을 확인하면 이해가 쉬울듯 하다. 

화장실 재실 알림 버튼은 아래 사진 처럼 침대 헤드보드 위에 놓여있다. 아내님에게는 버튼을 누르는 수고도 하게 할 수 없다. 그래서 아내님께서 나에게 '화장실에 누가 있나?'라고 말하면 내가 버튼을 눌러 드린다. ㅎㅎ

이 글을 쓰고 있는 지금도 아내는 화장실 재실 알림등이 흰색불이 되기를 기다리고 있다.