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KNX제품을 Native Z-Wave 제품으로 활용하기

이번 게시물의 이해에 도움이 되기 위한 사전지식 몇가지를  간략하게 서술하겠습니다.

전문적인 용어는 배제하고 최대한 이해하기 쉽게 적겠습니다. 


KNX 주택 빌딩 제어와 관리를 위한 국제표준입니다

주택이나 상업용 또는 산업용 빌딩에서의 자동화는 에너지 효율성과 사용자 편의성 안전성을 극대화하기 위해 필수적입니다

KNX 시스템은 모든 구성 요소가 서로 통신하여 디테일하게 건물 관리 시스템을 구축 있도록 합니다

KNX 시스템은 기본적으로 케이블, 센서, 스위치 액추에이터 등의 설치를 전문 하드웨어 엔지니어가 맡고 있습니다.

KNX는 대부분 유선으로 설치하며,무선으로 구축할수도 있습니다.

하드웨어 설치후 시스템 통합 엔지니어가 프로그램을 설치하고 이상이 없는지 검증합니다.

시스템 엔지니어는 건물의 관리자 또는 건축주와  협의하여 시스템의 자동화를 디테일하게 제어합니다.




KNX도 일반적인 홈오토메이션과 동일하게 동작이 됩니다.

다만,Z-wave처럼 각 디바이스를 컨트롤하는 중앙제어장치(허브 또는 컨트롤러)가 없습니다.

대신,각 디바이스에는 제어를 위한 프로그램이 저장되어 있습니다.

그렇기에,각 디바이스가 자체적으로 스마트하게 동작이 됩니다.

또한 유선으로 각 디바이스가 연동되기에 안정적이고 딜레이가 없습니다.

센서의 입력을 유선으로 릴레이의 input에 연결하고 릴레이의 output에 제어코자 하는 스위치 또는 액추에이터와 유선 연결이 됩니다.


자동화 제어의 상당부분은 유선으로 연동이 되므로 굳이 소프트웨어 자동화에 전적으로 의존하지 않습니다.

그렇기에,KNX는 하드웨어와 소프트웨어 기술이 독립적으로 운영될수 있습니다.

고로,KNX로 구축된 시스템은 매우 신뢰할수 있습니다.


우리가 일반적으로 자동화를 할때 하드웨어를 설치하고 각 하드웨어의 연동은 소프트웨어를 통합니다.

모션 센싱이 되면 조명이 켜지고,블라인드가 동작 되게 하는 연동을 물리적으로 하는것이 아니라 소프트웨어로 연동하죠.

자동화 동작 역시 소프트웨어로 장면기능을 만들어 제어 하는것에 익숙하지만,이런식의 소프트웨어에 전적으로 의존하는 제어방법은 안정성과 신뢰성이 높다고 할수 없습니다.

여러요인들에 의해서 자동화 반응이 늦거나 아예 자동화가 되지 않을 경우가 너무나 많기 때문이죠.


KNX는 빌딩 제어와 관리에 오래전부터 사용되었으므로 신뢰성과 안전성은 이미 증명이 된 시스템입니다.

유럽에서 주로 사용이 되며,KNX 제품도 유럽 제품이 대부분입니다.

KNX를 구성하는 제품들은 동종 제품대비 스펙과 성능을 비교하면 월등히 높습니다.

정확성과 신뢰성을 위해선 당연한 것입니다.


Fibaro Zipato 같은 유럽의 스마트홈 허브는 KNX 제품과 경쟁 또는 상호 보완하면서 발전이 시스템입니다.

이미 검증이 된 KNX 스마트홈 시스템과 경쟁하기 위해선 그만큼 하드웨어의 성능과 안전성은 중요합니다.


Fibaro Zipato 역시 스마트씽스로 구축하는 일반적인 방법처럼 그냥 Z-wave 또는 Zigbee 제품을 붙혀 자동화가 가능하지만....

KNX처럼 안정적인 스마트홈 구축이 가능하게 시스템화 되어있습니다.

Fibaro의 각 디바이스를 유심히 보면 Input과 Output으로 구분 되어있고,각 디바이스들끼리 유선으로 연동 가능하게 설계되었습니다.



예를 들면 Fibaro RGBW controller 같은 경우 4 in, 4 out 의 입출력 단자를 가지고 있으며,총 8개의 디바이스를 연동하여 컨트롤 할수 있습니다.

8개의 입출력 단자에 스위치나,조명,센서뿐 아니라 다른 Fibaro 디바이스와도 유선으로 연결이 됩니다.

RGBW controller라고 해서 조명만 연동할수 있는 것이 아니라 다양한 부분에 응용을 할수 있습니다.


Fibaro를 KNX처럼 안정된 시스템으로 구축하기 위해서 저는 다음과 같은 방법으로 스마트홈을 구축합니다.

1. 모든 스위치,콘센트,난방 밸브 제어,냉방제어,열교환기제어등...자동화에 필요한 fibaro 디바이스를 DIN 하우징과 결합합니다.
2. 그후 분전반 옆에 Din Rack을 만들고 DIN 레일을 설치합니다. 마치 통신함처럼 보입니다.
3. Fibaro의 디바이스를 din 레일에 설치하고 자동화 할 주택의 각스위치,콘센트,밸브,블라인드와 연결된 케이블과 결선합니다.
4. 자동화할 것들의 모든 배선은 Din Rack으로 일괄 모입니다.

이렇게 KNX 시스템처럼 구성하면,배선이 간결해집니다.
고장이 났을시 바로 확인 가능합니다. 

Z-wave 통신 범위를 걱정할 필요가 없습니다.

웬만한 자동화 기능은 각 Fibaro 디바이스들끼리 유선으로 구현됩니다.


Heatit 이나 Logic Group 의 Z-Wave 액츄에이터 같은 10채널 이상의 릴레이 제품 5~7개만으로 구성한다면  왠만한 주택에선 대부분의 자동화가 가능하고, 각각의 Fibaro 디바이스로 구성하는것보다 더욱 간단히 Z-Wave 시스템을 KNX 시스템처럼 구축할수 있습니다.

더욱이 위 제품들은 단순 릴레이 입출력 기능만 있는것이 아니라,DC24V 파워서플라이 기능과 더불어 Pulse 신호의 입력도 가능하므로 iTach 과 연동해서 보일러,에어컨,열교환기 같은 제품과 485신호로 연동해 제어할수 있을거라 예상되므로(!) 단순한 ON/OFF 제어가 아니라 Mode 제어가 가능합니다.

보일러 같은 경우는 난방,온수모드 전환,환수온도 제어 같은 것이 가능하며, 열교환기의 경우도 전열모드,바이패스 모드, 바람세기 강,중,약의 제어도 가능하겠죠?


Gira KNX System

Gira는 KNX협회의 창립멤버로,빌딩과 주택을 위한 다양한 자동화 제어 솔루션과 노하우를 갖춘 회사입니다.

국내에서는 Gira의 주택용 조명스위치가 유명하지만,Gira는 인텔리젼트 빌딩 제어 솔루션으로 유명한 회사입니다.

Gira는 다양한 KNX 제품을 보유하고 있으며 MInimal 디자인의 정수를 보여주는 간결한 디자인으로 여러 디자인상을 수상하였으며 독일제품의 신뢰성에 간결한 디자인이 결합된 최고의 제품으로 인정받고 있습니다.

Gira KNX제품중 연기감지기가 있습니다.

저는 스마트홈을 구축할때 보안과 안전에 관련된 제품은 무조건 가장 좋은 제품으로 구성하고 있습니다.

스마트홈 컨설팅을 의뢰하시는 건축주들에게도 마찬가지로 가장 신뢰성있는 제품으로 추천드립니다.

모션센서나 온도조절기,도어벨 같은 경우 취향에 따라 선택해도 무방하지만,보안과 안전에 관련된 제품은 신뢰성이 정말 중요하기 때문입니다.

특히 연기감지기는 가장 중요한 순간에 제대로 동작이 되어야 하기 때문입니다.

화재는 발생하면 피해를 복구하기에 막대한 비용이 들고,생계와 직결되는 문제니까요.

화재가 커지기  최대한 빠른 시간에 감지를 하여 인명을 보호하고,초기 화재 진압에 결정적 역활을 하는것이 연기감지기의 역활입니다.


제가 어떠한 프로젝트를 계기로 연기감지기에 대해 기초부터 운용까지 많은걸 배웠습니다.

대형 건물일수록 소방안전에 대해선 지나칠 정도로 철저히 대비를 하며,그에 걸맞게 신뢰성 있는 제품으로 운용한다는 것입니다.

우리가 소홀히 생각했던 연기감지기가 실은 스마트홈 시스템에서 1순위로 중요한 제품이며,

연기감지기의 네트워크를 구축하는 방법도 여러가지가 있으며,

화재감지시 실행되는 자동화도 다양하게 있다는 것을 알게 되었습니다.


Gira KNX용 연기감지기는 3가지 모델이 있는데  게시물은 Dual Q smoke alarm device Native Z-wave 제품으로 활용하는 방법에 대한 글입니다.


Gira Dual Q 연기감지기는 두 가지 방식의 화재 탐지 과정을 갖추고 있어 화재 예방 안전 수준이 두 배에 이릅니다. 

일반 연기감지기에 많이 쓰이는 산란광 측정 방식으로 작은 연기 입자도 시각적으로 식별합니다. 

그리고, 열 센서가 있어 실내 온도 변화를 측정합니다. 

이러한 방식으로 액체 화재와 같은 다양한 유형의 화재를 보다 빠르고 신뢰성있게 감지 가능합니다.

그리고,주방에 설치하는 연기감지기는 다른곳에 설치하는 연기감지기와는 다르게 적용되어야하는데....

주방에선 흔히 발생하는 수증기,유증기,조리시 발생하는 연기같은 것에 의한 오동작을 줄이기 위해 산란광 센서 기능의 ON/OFF가 가능해야 하며 열 센서로 인한 온도변화로 화재를 감지해야 합니다.

열 센서가 적용된 화재감지기는 통상적으로  측정온도 60도를 넘으면 경보를 발생합니다.


여기서 중요한것이 있습니다.

산란광 측정센서의 문제점인데요.

산란광을 측정할때 깨끗한 공기와 연기가 발생한 공기는 분명히 연기입자 농도가 틀리므로 산란광의 측정값이 다릅니다.

이때,화재수준의 산란광 측정값이라면 경보가 발생됩니다.

그러나,화재감지기를 설치한후 시간이 지나면 내부에 각종 먼지나 니코틴 같은 성분이 분명히 쌓입니다.

이로 인해 산란광 측정에 문제가 생기면 화재와 상관없이 경보가 울리거나 또는 화재가 발생시 감지기가 무용지물이 되기도 합니다.

장기간 사용하면 수명이 짧아지고 (보통 3년) 오작동율이 높아집니다.

제조사가 이런 문제점을 정확히 파악해 문제점을 해결해서 시간이 지나더라도 정확한 감지가 되는 제품을 만든다면 우리는 이런 화재감지기를 집에 설치 해야함이 옳습니다.


Q 마크가 붙은 화재감지기

독일에선 Q인증이 있습니다.

"Q"는 감지기의 수명과 잘못된 경보에 대한 높은 보안성을 갖춘 고품질 연기 감지기에 대한 독립적인 품질 표시입니다. 

Q 품질 마크는 반드시 CE 마크도 있어야 합니다.

독일에선 화재에 관련된 수많은 까다로운 테스트를 거쳐 감지기가 반드시 갖춰야할 요구사항을 만족할때  비로소 "Q" 마크의 사용을 연기 감지기 제조 업체에게 허가합니다 

Vds는 일전에 설명한 적이 있습니다.

보안제품이나 화재감지기에 위의 마크가 있다면 그제품은 믿고 구입하셔도 됩니다. 

중국산 화재감지기중 Q마크를 도용한 제품도 있습니다.


그럼 Q 인증 제품인 Gira Dual Q smoke alarm device의 성능은 과연 어떨지 궁금합니다.


- 10년간 동작을 보증하는 배터리로 연간 배터리 교체가 필요 없습니다.

- 환경 시험에서 적어도 10년의 입증된 수명

- 거짓 경보 감소 기준

1. 감지기내 이물 침투에 대한 보호대책.

2. 습기있는 실내 기후로 인한 감지기의 고장, 자연적인 부식 및 온도 변화, 전자파 영향에 대한 보호대책.

3. 향상된 전자 경보 장치 및 자체 진단 모니터링,

4. 감지기의 하우징 및 구성 요소 안정성이 향상.

- 10초마다 현재의 오염 수준에 대한 감지 감도를 조정.

- 모든  화재 감지 구성 요소는 10 초마다 자동으로 정상기능을 유지하는지 확인.

- 최소한의 오 탐지율로 10년 이상 안정적인 작동.

- 각 감지기 기능에 대해 개별적으로 테스트후 출하.

- 열 측정에 의한 화재유형의 신속한 감지.

저는 이런 품질의 화재감지기를 추천드립니다.


네스트 제품과 비교시 Gira는 원형으로 표면에 광택이 있으며 크기는 조금 작습니다.

디자인은 미니멀 디자인에 의해 군더더기가 없이 간결하며 중앙에 테스트 버튼 하나만 있습니다.

테스트 버튼 주위에는 LED 링이 있어 화재발생시 붉은색으로 빛납니다.

측면을 보면 네스트 보다 높고, 타공 스텐레스로 둘레가 덛혀 있습니다.

하우징의 재질은 불에 타지 않습니다.

만듬새는 독일제품답게 정교합니다. 

단차없이 정확하게 조립이 되었음을 바로 알수 있으며, 만지면 아주 딱딱합니다.

바닥에 떨어져 충격을 받더라도 전혀 이상 없을것처럼 굉장히 단단합니다.

뒷면 커버를 분해한 모습입니다.

선명한 Q 와 CE 마크가 보입니다.


뒷면 커버에  "ㄱ" 자 형태의 커넥터가 있는데 이것을 이용하여 다른 감지기와 네트웍을 구축합니다.

즉, 어느 한 감지기에서 경보가 울리면 네트웍 연결된 다른 감지기도 동시에 경보를 울립니다.


뒷면 커버를 본체의 홈에 맞춰 돌려서 조립하면 "ㄱ" 자 형태의 커넥터가 사진의 신호 출력핀과 단단히 결합이 되며 커버는 본체와 체결됩니다.

감지기와 결합할수 있는 모듈입니다.

KNX 모듈,릴레이 모듈,RF 모듈 3가지가 있습니다.

사진의 모듈은 릴레이 모듈이고 Vds 인증 제품입니다.

2채널 출력이며 각각 화재 알람,배터리 부족 알람을 출력합니다.

결선 단자는 KNX 표준접속 단자입니다. (아래 사진 참고)



위 사진과 같이 결선하면 알람 발생시 각 신호가 출력이 됩니다.

그럼,위의 신호를 받아들일수 있는 2채널 인풋 단자가 존재하는 디바이스가 있어야 합니다.


fibaro universal binary sensor란 제품이 있습니다.

개인적으로 Fibaro RGBW 컨트롤러와 universal binary sensor를 가장 애용하는데 이 두제품은 Fibaro 유저들에게 있어서 축복과 같습니다.

universal binary sensor는  이진출력이 되는 어떠한 디바이스라도 모두 Z-Wave 시스템에 붙혀버릴수 있습니다.

즉,이진출력이 되는 모든 제품은 Native Z-WAVE 제품으로 만들어 Fibaro 시스템에서 제어가 가능하다는 뜻입니다.

그러므로,사용용도는 무궁무진하며,Fibaro 시스템의 무한한 확장성과 가능성을 구현한 디바이스입니다.

스마트씽즈에도 잘 붙습니다.

4개의 온도센서를 붙일수 있고, 2채널 입력과 각 입력에 대응되는 2채널 출력이 있습니다.

검지 한마디 크기입니다.

온도센서 4개를 붙힌 모습입니다.

universal binary sensor는 기본적으로 2채널 입력제품이며 2채널 출력은 각 입력에 종속이 된 제품입니다.

무슨의미냐 하면 Input은 Fibaro 시스템에서 임의로 제어가 가능하지만 Output은 제어가 되지 않으며 Input 신호가 들어오면 무조건 신호를 출력합니다.

온도센서 4개 입력,2채널 Input ,2채널 Output 을 가진 universal binary sensor는 단돈 3만원입니다.

Fibaro Homecenter에서 universal binary sensor에 대한 정보를 보면 위와 같습니다.

온도센서와 각 채널에 대한 정보가 있습니다.

universal binary sensor의 1번 입력은 연기감지기 , 2번 입력은 배터리 경고 알람으로 셋팅합니다.

Gira 연기감지기가 각각 화재 경보,배터리 경고 신호를 출력하므로 1:1로 유선 연결합니다.

그러면,이렇게 Gira 연기감지기가 Native Z-Wave 디바이스가 됩니다.


그리고,여기서 연기감지기의 네트웍을 구성합니다.

연기감지기의 네트웍 구성방법은 정말 중요하며,화재 발생시 빠른 대처를 위해 꼭 필요합니다.

크게 다음의 3가지 네트웍 구성방법이 있습니다.


위의 구성은 Gira 연기감지기의 커넥터를 집의 각 장소에 설치한 연기감지기와 유선으로 구성하는 방식입니다.

이런식의 네트웍 구성방법은 가장 간단하며,어느 한 곳에서 화재가 감지되면 연결된 모든 감지기가 경보음을 울립니다.

단점은 화재가 어느 장소에서 발생한지 알수가 없는 네트웍 구성방법입니다.


위의 네트웍 구성방법은 집에 설치된 각각의 연기감지기마다 Z-Wave 시스템에 통합해 각기 제어를 하는 방식입니다.

이렇게 구성하면 화재가 발생한 장소를 정확히 파악가능하며 스마트홈 시스템과 완벽히 연동가능합니다.

단점은 비용이 높아집니다.


위의 네트웍 구성방법은 모든 연기감지기를 유선연결하고 마지막 감지기에 릴레이 모듈을 설치해 Z-Wave 시스템과 통합하는 방법입니다.

처음의 유선 네트웍 방식과 동일하지만 다른점은 스마트 홈 시스템과 연동 된다는 것입니다.

단점은 화재가 발생한 장소를 알수 없습니다.

장점은 비용이 저렴합니다.

크게 3가지로 연기감지기 네트웍 구성방법을 올렸습니다.

각자 본인에게 맞는 구성방식을 적용하면 됩니다.


자! 이제 연기감지기를 Fibaro 시스템과 어떤식으로 운영할건지의 방법만 남았습니다.

일반적으로 화재가 발생했을때 자동화는 webcore나 장면기능을 이용해 화재 발생시 Hue의 조명을 붉은색으로 깜박이게 하며 연기가 빠져나가게 환기팬이 가동되며 알람디바이스가 울리게 소프트웨어로 설정합니다.

이게 일반적인 스마트홈에서의 화재발생시 소프트웨어적인 셋팅입니다.

저는 소프트웨어에 의존하는 자동화는 불안하다고 생각합니다.

허브나 네트웍 에러,소프트웨어의 오류로 인해 자동화가 되지 않을 가능성이 있기 때문입니다.

꼭 필요할때 되지 않으면 무용지물입니다.

더욱이 화재가 발생했다면 네트웍이 안될 가능성이 높으며,허브의 손상 가능성도 높습니다.


저는 최대한 하드웨어적으로 자동화를 구현후 특별한 시나리오나 알고리즘이 필요할때만 소프트웨어로 자동화를 구축합니다.

여기서,제일 처음으로 돌아가 KNX는 각 디바이스가 유선으로 연동된다고 하였습니다.

Fibaro 역시 유선연동이 가능하다고 했으며 Din Rack에 모든 디바이스를 설치함이 좋다고 했습니다.

그럼,Fibaro 디바이스를 다음과 같이 하드웨어적으로 자동화를 구현하면 어떨까요!


화재발생시 대응할 자동화 시나리오는 다음과 같습니다.

경보가 발생하면  현관문은 Open되며, 환기팬 ON, 싸이렌 효과의 조명 ON, 블라인드를 ON해서 이웃이나 외부에 있는 사람에게 화재가 발생했음을 알리는 시나리오입니다.

위의 사진처럼 Fibaro 디바이스끼리 유선연결을 합니다.

그럼, 화재 발생 경보가 울리자마자 유선으로 연결된 각 디바이스가 동시에 동작을 합니다.



실제는 Fibaro 디바이스를 이렇게 유선으로 연결합니다.

위와 같이 구성하면 KNX시스템과 동일하게 지극히 안정적으로 스마트홈 운영이 될수 있습니다.

이렇게,하드웨어적으로 자동화를 하기 위해서 반드시 Din 으로 구성하는겁니다.

이해를 하셨죠!

저는 스마트홈의 구축은 처음부터 이렇게 하는게 맞다고 생각합니다.

이렇게 구성하면 z-wave 컨트롤러를 통하지 않으므로 자동화 반응속도가 실시간입니다.
z-wave 컨트롤러를 통하지 않으므로 컨트롤러에 부하를 주지도 않습니다.
정전이 되지 않는한 클라우드가 죽더라도,컨트롤러가 다운되더라도 상관없이 자동화가 됩니다.

이 구성이 제가 구현해본 가장 간결하고 안정성 높은 스마트홈 구성입니다.


여기서,좀 더 놀라운 기능을 알려드릴까요.

주택에서 쇼트가 발생하면 분전반의 누전스위치가 작동되어 사고를 미연에 방지합니다.

그냥,일반적인 전기 오류에 의한 조치이죠.

위와 같이 구성을 하면 전기가 잘못되었을때 분전반의 누전스위치가 작동하는것이 아니라,오류가 발생한 스위치나 콘센트에 연결된 Fibaro의 제품이 전기오류에 대한 분석을 해서 알려줍니다.

과전류,과전압,서지 오류, 과열, 전압 드랍,과부하,심지어 전구가 이상이 생긴것 까지 fibaro 제품 자체에서 전기적인 오류별로 검출이 됩니다.

그리고,fibaro 제품 선에서 전원을 자동차단합니다. 

분전반 누전스위치까지 갈 것도 없습니다.

누전이나,가전기기의 과열 같은 것에서 미리 사고를 막습니다.

화재 위험을 미연에 방지하는 것이죠.

스마트홈의 기초인 전기의 관리에서부터 fibaro는 다릅니다.

제가,fibaro를 극찬하는 이유가 이런것입니다. 

안전성,신뢰성,정확성 때문에도 좋아하지만,Fibaro라는 회사의 집에 대한 철학이 제품으로 구현되었기에 신뢰를 합니다.
화재의 대비를 연기감지기에 의존하는 것이 아니라 각 제품들이 아예 전기적인 오류에 의한 화재가 일어나지 않게 합니다.
이런것이 진정한 스마트 홈이 아닐까요!


저렴하고,알차게 스마트홈을 구성하는것도 올바른 방법입니다.
그러나 그런제품들이 안전에 대해 이런 대비까지 가능한지는 모르겠습니다.

대부분의 사람들은 눈에 보이는 자동화나 호환성,저렴한 비용,소프트웨어적인 자동화를 중요하게 생각하는데,,

저는 눈에 보이지 않는 부분,미처 생각지도 못했지만 주택에서 가장 중요한 부분까지 스마트함을 추구합니다.

주택에 자연스럽게 녹아들고 기초를 튼튼하게 구축하는것이 진정한 스마트 홈이라고 생각합니다.

스마트홈을 만들겠다고 스위치에 중성선만 뽑으면 다 되는게 아닙니다.

스마트 홈 구축도 건축 시공과정과 동일하다고 생각해야하며,건축과 조화를 이뤄 안정적으로 운영이 되어야 합니다.


만약,이렇게 Din으로 구성이 되지 못할 경우는 어떻게 해야 할까요?

Fibaro에는 Assosiation기능이 있습니다.

Assosiation기능으로 각 디바이스를 연동하면 됩니다.

Assosiation기능은 컨트롤러와 상관없이 디바이스들끼리 연동이 되므로 실시간으로 동작이 되며 안정적입니다.

이렇게 하드웨어적으로 자동화를 구성한후 소프트웨어로 좀 더 편리하게 다듬는것이 좋습니다.


자! 화재가 발생했다고 가정하고 실제로 어떻게 동작되는지 확인하겠습니다

저의 집에는 화재가 발생시 Gira 감지기 --> 싸이렌 조명 ON -->현관문 Open --> 열교환기 작동으로 하드웨어적으로 연결했습니다.


2층에 부착된 연기감지가에 손이 닿지 않아 배드민턴라켓으로 Gira 화재감지기를 테스트 작동시켰습니다.

영상에선 싸이렌 조명의 동작만 나오는데,실제는 1층의 현관문은 Open되며,열교환기가 작동이 됩니다.


이제,마지막으로 최종 결과물입니다.

이렇게 장황하게 여러장비와 개념들에 대해 설명하고 예시를 들었습니다.

그럼,어떻게 이런것들을 잘 조화시켜 스마트홈에서 멋지게 구현을 할까요!

저는 현재보다 더 발전된 스마트홈을 평소에 많이 상상합니다.

군더더기 없이 간결하면서 직관적인 운영이 가능한 시스템을 구축해서 바로 지금 현재에 구현하는 것입니다.

그리고,그 결과물은 다음과 같습니다.


이상 끝.

















창호 핸들일체형 보안제품 - Schüco SoundGuard


제가 스마트홈 입문 초기에 가장 처음 구입한  Z-Wave 제품이 Aeon Door Sensor였습니다.
요즘은 다양한 iot 장비들이 출시되지만,제가 처음 스마트홈 구축할때는 선택할수 있는 제품이 제한적이었습니다.
누구나 그렇듯이 주택에 살면서 먼저 보안시스템부터 구축을 했었고,Piper 카메라를 홈허브로 사용하여 Z-wave 스마트홈을 구축했었습니다.
Piper 카메라는 홈허브라고 할 수 없을 정도로 초라한 기능의 제품이지만 Z-wave 도어센서를 연동할수 있었기 때문에 여러모로 쓸모있는 카메라입니다.

Door Sensor는 반드시 필요한 스마트홈 장비이지만 대부분 동일한 형태를 가지고 있으며 창호에 설치시 디자인적으로는 눈에 거슬리는 장비이기도 합니다.

눈에 띄지 않게 디자인된 제품도 있지만,배터리 수명이 다 되면 재사용이 힘듭니다.

저는 간결한 디자인을 선호합니다.

그래서,창호에 뭔가를 덕지덕지 붙히는것을 싫어합니다.

창호의 기능적인 면도 중요하게 여기지만 디자인적인 면도 많이 고려합니다.


개인적으로 독일의 Schüco 의 창호를 선호합니다. 

Schüco창호는 디자인적으로도 멋지지만,HInge나 Handle 같은 하드웨어도 견고하면서 심플합니다.

Schüco에선 창호와 도어에 관련된 스마트 장비들도 출시를 하고 있는데요.

그중에 창호보안에 반드시 필요한 Schüco SoundGuard Fensteralarm 보안제품을 소개해드리겠습니다.

창호의 핸들과 일체형으로 결합할수 있는 보안장비입니다.

이런스타일의 제품은 Z-wave 방식으로는 없고,Enocean 이나 Homematic 용으로는 다양한 종류가 나와있습니다.

특징으로는

  • tilt & turn 창호의 열림방향에 상관없이 설치가능
  • 거의 유지보수가 필요없음
  • 배터리 수명 5년 CR2477
  • 100 dB경보음
  • 창호 프레임에 맞는 다양한 색상
  • 핸들일체형 설치
등입니다.

Tilt & Turn 은 독일식 시스템창호에 많이 사용되는 방식의 창호입니다.

Tilt & Turn 은 창호의 핸들을 꺽는 각도에 의해 동작이 됩니다.

tilt 는 창호의 상부가 실내쪽으로 일정 각도로 젖혀지는 개폐방식으로 환기에 적당하며,

turn 은 창호가 실내쪽으로 전체 개방이 되는 것을 말합니다.

아파트에 많이 쓰이는 창호방식은 슬라이딩 방식입니다.

Tilt & Turn 방식은 슬라이딩 방식보다 기밀과 방범에 유리하므로 신축주택에 많이 적용이 됩니다.

요즘 지어지는 주택들은 독일방식의 시스템창호를 많이 적용하므로 생소하지는 않을것입니다.

저희집 창호 역시 Schüco의  Tilt & Turn 시스템창호와 커튼월 조합으로 구성되어 있습니다.

Schüco SoundGuard Fensteralarm 의 정면,후면,측면 사진입니다. 

여기서 두번째 후면 사진을 유심히 보시면 vds 인증 마크가 보입니다.

저의 집에 적용한 제품은 물론이고 제가 수행하는 스마트홈 프로젝트나 또는 일반인들의 스마트홈 구축 컨설팅 의뢰가 들어오면...

화재안전 및 보안 관련 스마트 홈 구축때 저는 반드시 vds 인증제품을 추천드리고 적용합니다.

vds는 유럽 제 1위 보안연구소의 인증으로 심사가 가장 까다롭다고 유명합니다.

vds 인증을 획득했다는 것은 기능 및 동작의 신뢰성 뿐만 아니라 해당 기기의 완성도와 운영의 안정성이 명확히 검증이 되었음을 인증한다는 것입니다.

사소한 것이지만 기본이 탄탄한 제품으로 스마트홈을 구축하면 장기적으로 봤을때 저가형 제품으로 구축한 것보다 훨씬 이득이 크고 시간이 지나면 결국 이런 선택이 옳았음을 알게 됩니다.

그리고....그렇게 비싸지도 않습니다.

유럽방식으로 스마트홈을 구축 하실분들은 vds 인증제품으로 구축하시면 값어치 이상의 이득을 보실겁니다.


Schüco SoundGuard Fensteralarm 설치가 되는 조건의 창호는 

  • 독일식 시스템창호

  • 유로 피팅 핸들

  • Schüco VarioTec 핸들

라고 되어있는데...경험해본바...

요즘 주택에서 적용하는 독일식 시스템창호의 Tilt&Turn 창호의 핸들에 대부분 적용가능하였습니다.

위의 창호 핸들 사진이  VarioTec 핸들이면서 유로 피팅 핸들 시스템입니다.

만약 본인집의 창호 핸들타입이 위와 동일하다면 적용됩니다.


공식적인 설치법은 다음과 같습니다.

동영상의 설명이 너무 잘 되어있어서 자가설치가 어렵지 않습니다.

저도 매뉴얼보다는 동영상을 보고 그대로 따라했습니다.


창호 프레임 안쪽으로 자석을 설치하면 눈에 보이지 않습니다.

설치를 끝내면 보시는 것처럼 핸들과 일체형으로 보이며 디자인적으로 눈에 거슬리지 않습니다.

창을 열기위해 핸들을 조작하면 왼쪽 붉은 LED 가 점멸됩니다.

핸들을 잠그면 오른쪽 그린 LED가 점멸됩니다.

LED 색깔로 핸들 동작을 구분하며 LED가 점멸되어야지 정상 동작한다는 의미입니다.

영상으로 보시면 다음과 같습니다. 역광 상황이어서 영상이 많이 뿌였습니다.


침입상황에서는 어떻게 동작을 할까요?..

창호는 외부엔 핸들이 없으므로 침입을 위해선 강제로 창을 열어야 합니다.

이런 상황일때..핸들이 돌아가지 않고 창이 열렸을때엔 즉시 100 dB의 강력한 경보음이 울립니다.

이렇게...

경보가 작동되면.... 창을 닫더라도,자석을 가까이 하더라도 오로지 경보알람만 울립니다.

경보를 멈추게 할 방법이 없습니다.

경보를 멈추기 위해 핸들을 해체하고 밧데리를 떼고 다시 재설치를 해야합니다.(제가 경보를 멈추는 간단한 방법을 못찾았을수도 있습니다.)

제가 적용해본 제품중에선 보안을 위한 창호센서로는 Schüco SoundGuard Fensteralarm 이 가장 간단하면서 확실한 제품이었습니다.

세트로 유리창에 바로 부착하는 유리 파손감지센서인  Schüco SoundGuard Glasbruchmelder 도 있습니다.

  • schüco SoundGuard는 스마트홈 허브와 연동되는 제품은 아닙니다. 단독으로 사용하는 제품입니다.

  • 독일아마존에서 검색하시면 쉽게 구입가능합니다.


NEST 온도조절기와 Air filter


며칠전 에어컨과 연동중인 NEST 온도조절기에 다음과 같은 화면이 나타났습니다.

가까이 다가가 보니

메세지를 표시하는 화면이 나오고 확인하니, 필터를 교체 또는 청소할 시간임을 알려줍니다.

그럼, 저희집 에어컨 필터가 어떤 상황인지 확인해보겠습니다.

먼지가 가득한 필터 상태입니다.

심각하네요.

필터를 분리해 물로 세척후 말리고 재조립후,필터 청소 알림셋팅을 Reset합니다.

Setting --> REMINDERS Filter --> Reset -->This Month 설정해줍니다.

공기냉난방기나 전열교환기 사용시간에 비례해 에어 필터를 교체할 시점을 알려주는 기능입니다.

소소하지만 꽤 요긴한 기능입니다.

유럽향을 사용하시는 사용자나 보일러와 연동해서 사용하는 사용자들은 보실수 없는 기능이며,에어컨이나 전열교환기와 연동할때만 사용할수 있는 기능입니다.

에어컨이나 전열교환기를 동시에 연동해 사용할때는 많이 사용된 기기 기준으로 필터 교체 알람이 나타납니다. 

에코비에도 해당기능이 존재합니다.


샘시스템에서의 NEST 온도조절기 각방제어 설치사례


이번에 올리는 NEST 온도조절기 설치사례는 샘시스템에서의 NEST 각방제어 설치사례입니다.

샘시스템 분배기는 일반적인 난방분배기의 단순한 온수분배 기능보다 더 진보된 미세 유량제어가 가능한 분배기입니다.
단순히 밸브를 닫고 열어서 유량을 제어하는 것이 아니라 디테일하게 온수제어가 가능하므로 에너지 절약에도 무척 도움이 되는 제품입니다.
또한 컴팩트한 구조로 되어 있으며 밸브바디의 규격이 M30 X 1.5 라서 유럽에서 출시된 대부분의 스마트 밸브를 적용할수도 있습니다.
난방을 스마트하게 구축하는 환경에서는 샘시스템은 호환성과 성능이 무척 훌륭한 제품이기에 개인적으로도 친근한 분배기입니다.
일반 난방분배기와 비교해 고가의 분배기이지만 그만큼 좋은 제품이므로 적극 추천합니다.

이번에 설치한 곳의 환경은 중앙난방 방식이며 난방Zone은 5군데, 밸브구동기는 7개로 구성이 되어 있습니다.
신축주택이 아니므로 NEST 온도조절기를 위해 전기 배선을 새로 할수 없는 환경이므로 기존 온도조절기 배선은 NEST 구동 전원으로 이용하고 밸브의 연동은 무선을 적용할수 밖에 없는 환경이어서 유럽향 NEST 온도조절기로 설치하기로 건축주님과 협의후 결정했습니다.

정상적으로는 NEST와 밸브 구동기는 1:1 매칭이 되어야 합니다.
하지만,이번 현장은 NEST 1대에 밸브구동기 2대를 병렬 연결해야 하는 ZONE이 두군데가 있습니다.


밸브구동기는 전선이 3P 또는 2P로 구성되어 있습니다.

하니웰 구동기 같은 경우는 3P로 구성되어 있으므로 결선이 간단하지만 이번의 경우는 2P로 된 구동기이므로 정확한 결선을 하기 위해선 복잡해집니다.

더구나,밸브구동기를 병렬로 두개나 연결해야 하는 경우도 있기에 작업에 난이도가 있는 편입니다.


이번 현장은 실수를 하지 않기 위해 여러번 현장에 가서 사전에 충분히 검토를 했습니다.

기존에 부착된 샘시스템 밸브를 떼어와 하나하나 테스트를 하고 NEST 온도조절기와 정상작동이 됨을 건축주에게 확인해 드린후 작업을 하였습니다.

기존의 구동기는 오래되었기도 하고 전원사양이 맞지 않아 동일한 제조사의 220V 구동기로 전량 교체해 적용했습니다.

본 현장의 각방제어 난방은 다음과 같습니다.


NEST 온도조절기는 돋보이는 인테리어 아이템이기도 하지만,인테리어에 자연스레 녹아드는 아이템이기도 해야 합니다.

이번 현장은 모든 스위치와 콘센트가 유렵 규격의 제품이 적용되었습니다.

벽마감,인테리어 분위기,벽에 부착된 아이템과 잘어울리게 NEST를 설치하는 것은 무엇보다 중요합니다.

NEST 온도조절기를 설치할때도 건축주님께서 이런부분에 대해 많은 신경을 쓰셨습니다.


샘 시스템에 NEST 온도조절기를 적용하면서 인테리어적으로도 깔끔하게 마무리된 현장입니다.

설치에 도움을 주신 건축주님께 감사드립니다.


  • NEST 설치를 의뢰하시거나 협업을 원하시는 인테리어 업체는 다음의 메일로 연락주시면 됩니다.

necros@mac.com





Ecobee4 와 NEST 온도조절기 통합 설치 사례


이번에 소개해 드릴 곳은 작년에 작업했던 곳으로 Ecobee4와 NEST 온도조절기가 통합 설치된 곳입니다.
건축주 가족은 미국에서 생활하시고,귀국해 대구에 전원 주택을 지어 사시는 젊은 건축주입니다.
스마트 홈에 관심이 많으시고,설계 단계에서 국제 전화로 저에게 연락이 와 NEST 온도조절기 설치 의뢰를 하셨습니다.

본 현장의 건축가는 "혼신지 집" 으로 유명하신 김** 건축가가 설계한 작품 주택이며,한적한 전원에 소박하게 지어진 주택입니다.

<혼신지 집>

건축주와 여러번 국제 전화와 채팅으로 의견 교환하면서 설계에서부터 Ecobee 와 NEST 온도조절기 설치를 위한 설비, 배관 ,냉난방기 선정을 했으며 시공사는 저와 패시브 기반 스마트 하우스 시공을 많이 한 대구의 하우스탑디앤씨 입니다.

이번 현장에선 냉난방기는 시스템에어컨 3대 , 난방기는 경동 기름보일러로 난방을 하며, 공기난방과 바닥난방의 조합으로 난방을 합니다.
시스템 에어컨에 NEST 온도조절기와 연동해 냉난방을 담당하며,
기름보일러에는 저의 추천으로 Ecobee4를 적용키로 했습니다.

Ecobee4는  알렉사가 내장되었습니다.
개인적으로 NEST 보다 Ecobee 같은 일목요연한 냉난방 분석리포터를 선호하기에 건축주에게도 추천드렸고,Ecobee4가 출시 되자 마자 건축주가 구입해 본 현장에 적용하였습니다.
아마,국내 최초로 Ecobee4를 적용한 현장이 아닐까 생각합니다.

본 현장에서는 다음과 같은 구성으로 냉난방 시스템을 구축했습니다.

공기난방과 바닥난방이 혼용된 주택에서 겨울철 난방 운영에 대한 효율적은 방법은 무었일까요?

요즘 지어지는 집들은 단열을 신경써서 시공하므로 내부의 열을 많이 빼앗기지 않습니다.

그렇기에 겨울에 실내온도는 적당한 온도인데 바닥이 차가운 경우가 대부분입니다.

건축 시공기술이 발전하고 창호의 품질이 높아진 지금 예전처럼 웃풍이 심한 집은 찾아보기 힘듭니다.

만약,태양광 같은 신재생 에너지가 시공된 주택이라면 다음과 같은 난방 운영 방법이 가장 경제적인 방법이라고 할수 있습니다.

저의 집도 공기난방과 바닥난방이 혼용된 저에너지 주택이며,아래의 난방 운영 방법을 적용합니다.


보일러의 난방 온수 온도는 50도 정도의 저온수로 셋팅하고,바닥의 냉기만 없앨 정도로 난방을 합니다.

이를 저온 바닥난방이라고 하며, 실내가 오버히팅이 되지 않는 난방 방법입니다.

그리고,태양광으로 발전된 전기를 이용하여 시스템 에어컨으로 공기난방을 간헐적으로 합니다.

복사난방은 제일 쾌적한 난방 방식지만 실내로 열이 전달되기까지 시간이 많이 걸립니다.

그에 반해, 공기난방은 난방 즉시 열이 전달됩니다. 

그리고, 난방시 공기가 순환된다는 장점도 있으며,창문의 결로를 줄이는 데도 효과가 있습니다.

그렇기에,기상시간에 맞춰 난방스케쥴을 공기난방으로 설정하면 실내온도를 빠르게 적정온도로 컨트롤하기가 용이합니다.


  • NEST 설치를 의뢰하시거나 협업을 원하시는 인테리어 업체는 다음의 메일로 연락주시면 됩니다.

necros@mac.com



냉난방 각방제어를 위한 NEST 온도조절기 설치 사례


이번에 소개해드리는 현장은 수지의 전원주택 단지입니다.

작년 설계 단계에서부터 NEST 온도조절기 적용을 위해 준비를 했었고 얼마전 완공된 주택입니다.

건축주님은 젊고 꼼꼼한 성격의 스마트 홈에 관심이 많으신 분이고,NEST 온도조절기 설치과정에서 저와 스마트 홈에 대한 많은 얘기를 나누었습니다.

보내주신 설계도면을 토대로 NEST 온도조절기 만으로 본 주택의 각방 냉난방 제어를 위한 컨설팅을 해드렸습니다.

냉난방기 선정, 보일러 분배기 구성, 배선 , 설비에 관련된 부분에 대해 초기 단계부터 하나하나 검토를 했던 현장입니다.

시공사에서도 적극 협조해주셔서 제가 컨설팅 해드린 대로 설비 작업이 잘 되었습니다.

또한,건축주님이 공사 틈틈히 현장을 확인해 주신 덕분에 배선,설비등이 거의 완벽히 준비된 현장이었습니다.

대개의 경우 NEST 설치를 할때 확인해보면 배선이 누락이 되었던지,설비나 밸브 작업이 누락이 된 경우가 흔히 발생하는데,이번 현장은 한곳도 미흡한 곳이 없었습니다.

     


4층의 주택이며 냉난방 구역은 5 Zone으로 나눴으며 각 Zone은 AV룸, LDK, 침실, 게스트 룸, 서재입니다.

5 Zone의 냉방은 LG 천정형 에어컨과 연동하며 난방은 경동 보일러와 연동합니다.

NEST 단 1대로 냉난,난방 모두를 연동하기 위해선 중요하게 고려할 부분이 있습니다.

NEST 는 AC24V 입력이 필요하며, 분배기 밸브 제어를 위해선 AC 220V, 보일러 제어를 위해선 DC12V 또는 무전압이 필요합니다.

냉방을 위해선  DC 12V 입력이 필요하므로 배선이 잘못되면 NEST 온도조절기가 오동작이나 고장이 발생합니다.

이번 현장에서 저의 실수로 인해 NEST 와 에어컨 연동을 할때 제가 만든 에어컨 보드가 쇼트가 나기도 했습니다.

냉난방 동시 제어를 위해선 배선을 두번,세번 확인하는 작업이 반드시 필요합니다.


4층이나 되며,냉난방 구역이 많이 나눠진 현장은 편난방이 발생하지 않기 위해 분배기의 구성도 중요합니다.

본 현장은 분배기 구성 또한 이런 점을 고려하여 구성하였고,밸브의 갯수또한 최적화 했습니다.

NEST 는 밸브와 1:1 통신을 해야하므로 이런 점을 고려해서 분배기 구성을 해야 합니다.

전체 난방일땐 상관없지만 각방 제어를 할때는 동파방지 배관은 필수입니다.

이번 현장의 냉난방기 구성은 다음과 같습니다.

본 현장에선 이제껏 제가 전혀 경험하지 못했던 오류 현상이 발견되었습니다.

각방 제어로 난방 상황일때 발생하는 오류였는데,NEST 온도조절기와 새로운 모델의 보일러와 통신 방식으로 인해 발생한 문제였습니다.

처음 겪었던 문제라 며칠동안 많이 고민을 했었는데, 난방시스템 기술자의 도움으로 문제가 발생된 원인에 대해 정확히 파악을 했고,적합한 조치를 취해 정상적으로 각방난방 제어를 할수 있었습니다.

문제 해결중에 새롭게 출시되는 보일러 난방 방식에 대한 새로운 사실을 알게 되었고 소중한 정보를 얻기도 했습니다.

이제 정상적인 난방을 위해선 기존에 알려졌던 NEST와 보일러 연결 방법을 완전히 바꿔야 할 것 같습니다. 

미국향 NEST는 타 점점을 이용해야 하고,유럽향 NEST는 온수모드를 사용해서 연결을 해야 할것 같습니다.


NEST 온도조절기 설치에 많은 도움을 주신 건축주님께 감사드립니다.

   

    

 

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특별한 NEST 온도조절기 설치사례



인테리어 업체와 협업으로 설치한 사례입니다.
인테리어 컨셉에 맞추어 설치 위치, 스위치와의 조화, 냉난방기의 적용방식까지 하나하나 확인해가며 진행한 현장입니다.
두 달간 공들여 인테리어 공사를 한 현장입니다.
인테리어 업체와 NEST 설치에 관련된 미팅을 하면서 인테리어와의 조화에 관해 많은 신경을 쓰기도 했습니다.

     

LDK[각주:1]가 넓은 현장이어서 시스템 에어컨 3대가 설치되며 바닥 난방배관은 거실과 주방 2 zone으로 구성이 되었습니다.

미니멀리즘 인테리어에 맞게 벽에는 단 1 대의 NEST만 설치해 에어컨 3대와 거실,주방의 난방을 모두 제어해야하는 조건이었습니다.

이런 조건에서 NEST를 설치 해본적은 없었지만...

현재 제주에서 공사중인 갤러리에 더 어려운 조건의 냉난방 환경에 대해 검토를 했기에 이번 기회를 빌어 적용 해보기로 했습니다.

나머지 3개의 방은 다음과 같은 환경으로 셋팅하여 냉난방 모두 각방제어를 하기로 했습니다.

이번 현장과 같이 LDK가 넓고 3개의 방이 있는 경우의 냉난방은 다음과 같이 구성이 됩니다.

NEST 온도조절기 설치 시점은 모든 인테리어가 끝나고 인터넷 서비스가 설치된 후 입니다.

인테리어 업체에서 제가 알려드린데로 배선과 전기작업을 꼼꼼히 해주셔서 설치에 별다른 어려움없이 무난히 설치했습니다. 

     

     

스위치는 JUNG으로 설치되었고 스위치와 NEST정확히 중앙에 일치하게 설치해 하나의 제품처럼 보이게 설치했습니다.

그리고 마지막으로 NEST 1 대로 3대의 에어컨을 제어하는 영상입니다.



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  1. Living Dining Kitchen [본문으로]

모션 센서와 존재감지 센서


움직이는 물체를 디텍팅하는 센서중 모션 센서와 존재감지 센서가 있습니다.
스마트 홈을 운영하시는 분들 대부분은 두 센서가 동일하다고 생각합니다.
동일한 기능을 수행하며,모양도 동일하므로 두 센서를 통칭해서 모션 센서라고 여깁니다.
아마존 같은 쇼핑몰에도 두 센서 모두 동일한 장치 제품으로 분류됩니다.
그러나, 두 종류의 센서가 각각 다른 방식으로 개발되고 있으며,기술이 발전함에 따라 두 센서는 서로 극명한 차이를 보입니다.
따라서, 두 센서의 차이를 이해하는 것이 중요합니다.

<모션 센서와 존재 감지 센서들>

모션 및 존재 감지 센서는 분명한 차이가 있으며 두 센서는 상황과 공간에 따라 적합하게 적용해야 합니다.

두 센서의 주요한 차이점은 모션 센싱 능력과 감도, 해상력,센싱 범위에 있습니다.


모션 센서

모션 센서는 선택한 감지 각도 영역(90 ~1 20도 )에서 움직임을 감지하고 이에 따라 반응합니다.

모션 센서는 감지 영역이 좁고,센서가 민감하지 않기 때문에 일반적으로 사람의 이동 같은 큰 동작을 감지하는데 적합하게 설계되었습니다

스마트홈에선 일반적인 상황에서 가장 많이 사용하며 현관,복도,외부 같은곳 즉,사람이 이동하는 공간에 가장 적합합니다.

모션 센서는 감도가 민감하지 못하고,센싱 범위가 좁기 때문에 가격이 저렴합니다.

모션 센서의 감도가 낮다고 하는 것에 대해 스마트 홈 유저들은 의아하게 생각할수 있습니다.

Z-Wave 컨트롤러에서 센서의 민감도를 조절 할수 있는데 왜 감도가 낮다고 하는지 이해가 되시지 않을겁니다.


일반적인 모션 센서로는 최대 민감도로 셋팅하더라도 사람의 미세한 움직임은 감지를 못합니다.

저렴한 비용으로 센서를 만들어야 하기에 어느 정도의 성능만 만족하게 만들어졌습니다.

숨을 쉴때 사람의 미세한 움직임,손가락 움직임 같은 동작은 감지조차 되지 않고 살짝 손을 움직이는 정도라도 아예 감지를 못하는 정도이며,몸을 살짝만 움직이는 정도에도 감지를 놓치거나 감지가 되지 않는 경우가 많습니다.

그래서,화장실 같은 경우 조명 자동화에 모션 센서를 적용하면 100% 확률로 실패를 합니다.

샤워같은 동작이 끊임없이 이어지는 경우엔 상관없지만,변기에 앉아서 볼일을 보는 경우엔 힘만 쓰지 동작은 거의 일어나지 않기에 조명이 꺼지기 일수 입니다.

이런 경우엔 극도로 높은 해상력의 정밀도, 미세함 움직임조차 놓치지 않는 민감도,넓은 센싱 범위를 가진 센서가 필요하다는 결론입니다.

자! 이제 존재감지 센서에 대한 내용입니다.


존재 감지 센서

존재 감지 센서는 극도로 높은 해상도의 정밀도 기반의 센서 기술을 사용하여 미세한 움직임에도 반응합니다. 


예를 들어 사무실이나 교실과 같이 오랜 시간 동안 큰 움직임이 없이 사람이 앉아 있는 공간에 조명 자동화를 한다면 하면...

재실여부에 의한 조명 자동화는 구현이 어렵습니다.

소수의 인원이라면 상관없겠지만,불특정 다수가 점유하는 공간이라면 현실적으로 불가능 합니다.

모션 센서는 민감도와 센싱 각도 범위가 좁기 때문에 다수의 모션 센서를 공간 곳곳에 설치해야 하는 복잡함이 있습니다.

마이크로 웨이브 센서를 생각하시는 분도 계시겠지만,벽을 통과해서도 감 되기에 공간내에서 사용하기에 적합치 않습니다.

존재 감지 센서는 실내에서의 존재 모니터링과 움직임 감지를 위한 포괄적인 기능을 제공합니다. 

천장에 설치하면 360°범위에서 미세한 움직임까지도 감지할 수 있습니다.


존재 감지 센서의 원리는 간단히 다음과 같습니다.

일반적으로 사용하는 PIR 모션 센서의 모션 감지 방법입니다.

세그먼트 렌즈 또는 프레즈넬 렌즈의 패턴을 통과한 사람이 발산하는 적외선을 PIR 센서가 감지합니다.

이때 감지 능력은 센서의 성능, 감도, 해상력, 렌즈의 패턴, 소프트웨어에 영향을 받습니다.

일반적으로 PIR 센서는 센서 방향과 직각을 이루는 방향에서의 모션에 대한 감지능력은 뛰어나지만,일치된 방향에서는 온도변화 감지가 여려워 감지능력이  떨어집니다.

PIR 센서는 어느 방향에서든 감지의 정확도를 높이기 위해 세그먼트 렌즈를 사용합니다.

PIR 센서 기술의 핵심은 렌즈입니다.

카메라도 렌즈에 따라 해상력,분해능력,선예도,색수차 방지,가장자리 해상력 등이 다르듯이 PIR 센서도 렌즈가 중요합니다.

센서의 "눈(렌즈)"으로 공간에서 이동중인 사물의 적외선을 감지합니다.

감지된 적외선 데이터는 센서 회로로 전달됩니다. 

정확한 신호는 포괄적이고 정밀도 높은 데이터 수집에 의존하기 때문에 렌즈의 품질과 디자인이 중요합니다.

위의 그림은 존재 감지 센서의 렌즈 패턴입니다.

110도의 감지 범위를 가지는 센서와 360도의 범위를 가지는 센서의 렌즈 패턴이 다릅니다.

실제품의 존재 감지 센서의  다양한 렌즈 패턴입니다.

일반 모션 센서가 120도의 감지 범위를 갖습니다.

존재 감지 센서는 종류에 따라 다르지만 최대 360도의 감지 범위를 갖습니다.

렌즈의 패턴에 의존해 360도 감지 범위를 커버하는 제품도 있지만 고사양의 제품은 3개의 PIR센서로 구성되어 있습니다.

1개의 PIR센서를 사용하면 120도의 범위를 갖습니다.

2개의 PIR 센서를 적용하여 240도 감지범위를 갖습니다.

3개의 PIR 센서를 적용해 360도 전방향의 감지 범위를 가집니다.

다수의 센서를 사용할때 각 센서의 감지 범위가 교차된 부분의 센싱 감도는 차이가 없게 렌즈 패턴을 설계합니다.


3개의 PIR 센서가 적용됨으로 존재 감지 센서는 모션 센서와는 비교할수 없는 특별한 기능을 가질수 있습니다.

- 센서 감도 개별 조절 가능 : 각 센서의 감도를 개별 제어가 가능하기에 장소와 상황에 따라 유연하게 설정할수 있습니다.

- 개별적으로 분석 할수 있는 센서 : 각 센서는 개별적으로 동작이 감지된 방향을 추적할수 있으며  그에 따라 조명이나 각종 요소를 제어할 수 있습니다. 예를 들어 사람이 걸어가는 방향의 복도 조명만 제어 할수 있습니다.

- 개별적 개체 분석 : 각 센서에 감지된 사람 카운터 

- 넓은 감지 범위 : 3미터 높이에 설치시 360도 범위 20m 까지 정확한 감지가 가능합니다.


- 감지의 정확성 : 2개 이상의 센서에 교차 감지가 되었을 때에만 감지 신호 전송. 빛이나 온풍 같은 열이 있는 요소에 의해 감지가 잘못될 수 있음을 방지.


스마트 홈에서 모션 센서와 존재 감지 센서를 상황에 맞게 구분해서 적용하면 최적의 효과를 볼 수 있습니다.

모션 센서는 현관,복도,계단 같은 곳 이동 동작이 많은 곳에 적용함이 알맞고, 존재 감지 센서는 화장실,각방,거실,주방에 적용함이 좋습니다.

특히 화장실에 적용하면 조명 자동화가 정말 쉽습니다.


Basalte

스마트홈의 미학2018. 6. 21. 13:00

Basalte 

스마트 홈 생활에 입문한 이후 다양한 스마트홈 조명 스위치, 키패드 및 LCD 터치 스크린을 많이 보았습니다. 

스마트기능을 가진 대부분의 제품 디자인은 컨셉과는 달리 전혀 스마트 하지도 않고 너무 복잡하고 인테리어와 부조화를 이룹니다.

스마트 기술을 넘어 AI 알고리즘이 접목되면서 현재 스마트 홈 제품은 그 어느 때보다 빠르게 진화하며 무궁무진한 가능성을 만들어내고 있습니다.


하지만,그로 인해 시스템 구성과 설정은 점점 더 복잡해졌습니다.

연동해야할 서비스들의 복잡하고 번거로운 셋팅 과정이 저는 싫습니다.

형태와 기능면에서 본질만 부각시켜 단순하고,직관적이며, 우아하면서 항상 편안한 시스템을 유지하고 싶습니다.

군더더기 없는 간결한 디자인을 선호하기에 제가 구축한 스마트 홈의 경우도 그렇게 많은 제품들로 구성하지 않고,최소의 제품들로만 구성합니다.


개인적으로 실내 인테리어에서 문,수전,스위치,콘센트,도어 핸들 같은 사람이 자주 사용하는 건축 자재들을 중요하게 생각합니다.

저의 집을 지을때에도 인테리어는 밋밋하다 할 정도로 간결하게 디자인 하였고,위에 언급한 자재들에 대해선 세심하게 신경을 썼습니다.

자주 사용하는 것들이기 때문에 내구성이 뛰어나야하고,

기능을 충실히 따르되 간결하고 군더더기 없는 디자인,

너무 디지털적이지 않으면서 조작성에서 아날로그의 맛이 느껴지는 것들 위주로 구성했습니다.


 

<세면대 수전,Axor Organic>

  

< 욕실입구  Sliding Glass 도어, Dorma wheel glass door>

  

<매립 전기 콘센트 , Vitrum Slide Type>

<Gira Dockingstation>

이런 자재들은 디자인,소재,설치 위치.....같은 것에 따라 공간의 품격이 달라지며,별다른 인테리어를 하지 않더라도 인테리어에 많은 고민을 한것  같은 효과를 줄 수 있기 때문입니다.


스마트홈에서 조명스위치는 가장 자주 사용하는 제품입니다.

시중에 여러 스마트한 조명스위치가 나와 있지만,그중에 전 Basalte , VItrum, Gira, Jung 같은 Switch 를 선호합니다.


벨기에에 기반을 둔 Basalte에서 제조되는 스위치는 세련되고 , 혁신적인 제품들입니다.
이 스위치들은 reddot , iF Product Design 같은 수많은 유명한 디자인 상을 받았습니다.
특히 reddot 디자인 상을 5년 연속 수상했습니다!

Basalte 

Basalte의 스위치를 보면 즉시 알아차리실 수 있는 것은 대단히 멋지다는 것입니다. 
스마트 홈 제품들은 기술적인 관점에서 설계되고 디자인 되는 경우가 많지만, NEST 온도조절기처럼 조명 스위치도 어떤 스위치를 누를지 생각하지 않고도 직관적인 방식으로 조명을 켜고 끌 수 있어야 한다고 생각합니다.
Basalte의 제품 철학은 "스마트 홈은 단순해야 하며 주택의 복잡성에 편안함을 더해 주어야 한다" 입니다.
Basalte는 Home Automation을 전문으로 합니다. 
조명 스위치, 전원 콘센트 ,  각종 통신,A/V 콘센트는 소홀하기 쉬운 자재들이지만 Basalte의 스위치들은 미적감각이 뛰어난 인테리어 디자인 작품입니다.

Basalte의 제품군

Basalte의 제품군으로는 스위치 , 지능형 온도조절기, 모션센서, 콘센트, 계단 벽면 매입등이 있습니다.

스위치

Basalte의 스위치는  Sentido , enzo 가 있습니다.

Sentido는 특허를 받은 멀티 터치 기술을 갖추고 있어 스위치 표면을 두번 이상 터치하면 다양한 기능을 할 수 있습니다. 

멀티 터치 기술로 터치하는 부분에 따라 기능의 프로그래밍이 가능하며,금속 마감을 적용하여 조작할때 고급스런 촉각적 경험을 제공합니다.

다양한 색상으로 제공되며 어떤 인테리어와도 잘 어울리도록 다양한 재질과 색상을 갖추고 있습니다.

스위치 중간에 있는 멀티 컨트롤러 LED 백라이트는 사용자가 원하는 색으로 프로그래밍할 수 있으며,스위치 상태를 피드백 하거나 야간에 어둠 속에서 Sentido의 위치를 식별하거나 밝히는데 사용할 수도 있습니다.

게다가 Sentido에는 난방과 냉방을 조절하기 위한 내부 온도 센서가 있어 실내 온도를 측정및 데이터를 스마트 홈 시스템에 전송할 수 있습니다.

Sentido는 유럽식 디자인의 우아한 스위치로 개인적으로 생각하기에 조명 스위치 중 최고인것 같습니다.

Sentido의 두가지 버전은 브러시 처리된 알루미늄, 브러시 처리된 검은 색, 브러시 처리된 회색, 새틴 화이트 와 클래식 시리즈인 청동, 거친 놋쇠, 브러시된 니켈의 두가지 입니다.

Sentido는 터치 반응이 민감하고 제어가 용이하며, 제어를 프로그래밍 할수 있어 사용자 환경에서 독특함을 보여줍니다.

동시에 두개 이상의 표면을 터치하면 일반 장면을 사용하여 룸의 모든 조명이 켜지고 꺼집니다. 

이 멀티 터치 기능은 조명 제어를 보다 사용자 친화적으로 만듭니다.

멀티 터치를 길게 터치하면 최대 4개의 추가 장면을 선택할 수 있는 독특한 장면 시퀀싱 기능이 시작됩니다. 


enzo는 50년대 후반 이탈리아 디자인에서 영감을 받아 제작되었으며 장인의 솜씨와 고품질 재료를 바탕으로 복고풍과 럭셔리함을 모두 갖추고 있습니다. 

둥근 모서리는 최고 품질의 고광택 알루미늄으로 제작됩니다. 

내부의 재질은 가죽이나 유리로 되어 있습니다.

enzo의 톡특한 매력은 복고풍의 디자인임에도 불구하고 Sentido와 동일한 최신기술이 집약된 제품이라는 것입니다.


품질 마감

Basalte은 알루미늄, 클래식, 4PerseForge, Enzo의 4가지 프리미엄 마감을 제공합니다.

알루미늄은 견고하고 매끈하며 현대적입니다. 

벨기에에서 수가공된 고품질 마감은 현대적인 인테리어와 전통적인 인테리어 모두에 매력적입니다.

고전적인 모델은 청동, 황동, 니켈, 구리를 적용했으며, 시대를 초월한 디자인은 다양한 인테리어와 조화를 이루고 있습니다.

Forge는 독특하고 디테일한 마감을 제공하는 수공예로 조각된 커버이며, 인테리어를 돋보이게 하는 완벽한 선택입니다.


온도조절기

Deseo는 아름답게 디자인된 혁신적인 룸 컨트롤러입니다. 

얼핏보면 일반 온도조절기라고 생각할수 있으나 Deseo의 기능은 더 확장이 가능합니다.

멀티 터치가 적용되었으며 사용자가 난방, 에어컨뿐 아니라 기본 조명, 장면,멀티컬러 조명 제어 심지어 멀티 룸 오디오 시스템도 제어할 수 있습니다. 

이는 Deseo 한대로 실내의 모든 기능을 제어 할수 있다는 의미 입니다.

Deseo 컨트롤러는 LCD화면에 메인 룸 기능을 표시하며, 제어할 개별 기능이 포함된 하위 메뉴 폴더에 쉽게 액세스 할 수 있습니다. 

기능이 많이 필요없는 작은 룸의 경우엔 메뉴 구조를 더 단순화할 수 있습니다. 

Sentido와 마찬가지로, Deseo는 우아하고 세련되며, 모든 인테리어와 조화를 이룹니다.

Motion detector

Auro 모션감지기는 아주 작고(43mm) ,감지속도가 빠르며 눈에 띄지 않게 천장에 설치가 됩니다.

flat design이므로 인테리어에 완벽하게 녹아들어갑니다. 존재감을 느낄수가 없을정도 입니다.

조도센서와 온도센서가 내장되어 있으며,이를 이용해 다양한 기능을 응용할수 있습니다.

다수의 Auro가 동일한 조명 설비를 제어하는 ​​상황에서는(현관에서 발생한 모션이 다수의 Auro에 동시에 감지되어 현관조명을 제어하는 경우) Auro중 하나를 마스터로 셋팅하고 다른 하나를 슬레이브로 셋팅하는 것이 가능합니다. 

그러면 마스터 Auro가 제어권을 가지며 슬레이브 Auro는 감지된 모든 동작을 트리거 해서 마스터 Auro에 전달합니다. 

그후 마스터 Auro는 차례로 조명기구를 제어합니다.(Fibaro에도 이와 같은 기능이 있습니다.)

Auro는 시간에 따라 주간 또는 야간임을 알수 있습니다.

그로인해 시간에 따라 조명의 밝기를 적절하게 조절하거나, 다른 장면을 활성화할수 있습니다.

내부 조도 센서를 사용하여 실내 빛의 밝기 정도에 따라 조명 장치를 켜거나 끌 수 있으며 다른 디밍 값을 설정할 수 있습니다. 

예를 들어 조명 수준을 낮에는 80%로, 야간에는 30%로 설정할 수 있습니다. 

스위치를 끄더라도, 예를 들어 10%의 조도 값을 설정하여 실내에 최소한의 조명이 유지되도록 할 수도 있습니다. 

Auro는 슬림한 디자인으로 인해 전용 커버를 이용해 스위치처럼 벽에도 설치가 가능합니다.

천장에 설치하든,벽에 설치하든 존재감이 느껴지지 않게 인테리어와 조화를 이룹니다.


콘센트

Basalte의 콘센트는 스위치와 동일한 디자인과 동일한 고품질 마감을 적용하여 디자인의 통일성을 제공합니다.

정교하게 제작된 콘센트는 전원소켓을 삽입시 부드럽지만 확실하게 밀착이 됩니다.

1~3구 콘센트가 있으며,USB,RJ45 포트와 결합된 모델도 있습니다.

VIA

via는 벽면 계단 매입등으로 은은하게 바닥을 비추어 모든 조명이 소등이 된후에 눈부심없이 실내를 걸어다닐수 있게 디자인 되었습니다.

스위치와 동일한 마감과 사이즈를 적용했기 때문에 디자인의 통일성을 제공하며,어떠한 실내인테리어와도 조화를 이룰수 있습니다.


Johnson Controls GLAS Smart thermostat


빌딩자동화로 유명한 Jonson Controls에서 출시한 Cortana를 기반으로 하는 스마트 온도조절기입니다.
GLAS는 Cortana와 Windows 10 IOT Core를 탑재한 최초의 스마트 온도조절기입니다.
시장에 출시된 수 많은 스마트 온도조절기들은 이제 기능상으로는 거의 동일하며 디자인,편의성,호환성 같은 취향에 따라 구입해 사용하는 추세입니다.

Jonson Controls은 NEST와 Ecobee로 대표되는 스마트 온도조절기 시장에 가장 늦게 뛰어 들었습니다.
그동안,여러 종류의 스마트 온도조절기를 사용했었는데 모두 다 거의 비슷한 기능을 제공하기 때문에 새로울 것이 없었습니다.

작년에 GLAS가 출시되었을때 디자인에서 부터 신선한 느낌을 받았습니다.
가장 최근에 출시된 만큼 기존의 온도조절기에 비해 차별화되는 특징,세련된 인터페이스,AI 알고리즘에 대해서 많은 기대를 했습니다.
반투명한 OLED 터치스크린이 전면에 있어 실내 온도 제어와 공기질 제어를 위한 각종 정보들이 나타나 이를 기반으로 제어하는 방식으로 예상됩니다.

GLAS와 타 스마트 온도조절기와 차별화 되는 기능이 tVOC & eCO2 Air Quality sensors 부분입니다.

개인적으로 제일 기대하는 부분이기도 한데 GLAS는 단순히 실내온도를 제어하는 것에 그치지 않고,쾌적한 실내공간을 유지하도록 냉난방 시스템과 환기,제습,가습을 통합제어한다는 것입니다.

여기에 관련된 센서의 스펙을 보면....

- Temperature ± 2°F 

- Humidity ± 3% RH 

- tVOC & eCO2 Air Quality sensors 

  • Indoor real-time air quality reporting including: 

  • Total volatile organic compounds (tVOC) 

  • Equivalent carbon dioxide (eCO2) 

  • Humidity 

 - Outdoor real-time air quality reporting including: 

  • Allergens, including tree pollen, grass pollen and ragweed pollen 

  • Ultra violet (UV) index 

  • Air Quality Index (AQI), including carbon monox ide, sulfur dioxide, nitrogen dioxide and ozone 

- Proximity (near-field): 3 ft. detection 

- Occupancy (far-field): 15 ft. detection 

- Microphone: Dual array, Cortana support

- Speaker: Audio feedback, Cortana support 

- Ambient Light Sensor: Screen auto dimming


실내공기질을 측정하는 센서가 내장되어 있으며 Foobot과 같은 방식으로 동작하는 것 같습니다.

실시간으로 측정및 보고된 실내공기질의 오염정도에 따라 환기시스템을 제어할수 있는 것 같습니다.

온도뿐만 아니라 실내의 습도, 총 휘발성 유기 화합물 (tVOC) 및 이에 대응하는 이산화탄소 (eCO2 )값을 보고합니다.

대기질의 여러 항목을 측정하고 그에 맞게 실내환경을 제어함으로써 거주자가 편안함을 유지할수 있도록 합니다.

이는, 냉난방기와 공조기를 GLAS에서 통합제어함으로써 가능합니다.

netatmo 나 foobot 센서를 별도로 구입하지 않아도 될것 같습니다.

외부의 공기질도 실시간으로 보고하는 기능이 있습니다.

알레르기 유발인자(꽃가루,곰팡이 포함)  , 자외선 지수  , 대기질 지수(AQI), 일산화탄소 , 아황산 가스, 이산화 질소 및 오존같은 외부 공기질 값을 토대로  실내 스마트 환기 제어가 가능한것 같습니다.


GLAS는 세가지 모드가 있습니다. 

Home, Away, Sleeping
NEST와는 다르게 Sleeping 모드가 추가되었습니다.
사용자가 각 모드에서 선호하는 온도를 설정하면 GLAS는 집의 상태를 감지하여 에너지를 절약하고 수면시간에는 적절히 온도를 낮춰 에너지 소비를 조절하는 기능입니다.

GLAS는 Johnson Controls의 독창적인 온도 제어 알고리즘에 대한 노하우를 적용하여 편안하고 쾌적한 실내환경을 유지하도록 설계되었습니다. 

GLAS는 연중 무휴 장비 가동 시간을 리포팅하고, 사용자의 에너지 절약에 관한 7 일간의 에너지 보고서를 제공합니다. 

사용자는 취향에 따라 7일간의 냉난방 일정을 계획할수 있습니다. 

사용자 편의 설정에는 사전 예열 / 냉각 및 온도 및 공기 품질에 따른 환기 제어가 가능합니다.

GLAS는 Microsoft의 AI 비서인 Cortana를 통해  간단한 대화를 할 수 있습니다. 

사용자는 간단한 음성 제어로 실내공간의 환경을 쉽게 조정할 수도 있으며,화면을 터치하여 온도를 변경하거나 실내 및 실외 공기의 상태를 모니터링하거나 에너지 절약을 추적하거나 다른 기능을 수행 할 수 있습니다.

GLAS는 대부분의 가스, 전기, 기름, 복사 및 에어컨 시스템을 포함하여  24V AC 표준 냉난방시스템을 지원합니다. 

2단계 냉난방을 지원하며 가습기, 제습기, HRV, ERV, FAN 을 제어하는 ​​보조 출력이 있습니다.


저 개인적으로 GLAS에 대해 많은 기대를 하고 있습니다. 

냉난방,환기,가습,제습기능을 가진 복수의 설비를 단일 시스템처럼 구축해 통합제어하는 것은 정말 어렵습니다.

통합제어가 가능하게 구성했더라도 계절에 따른 운영방법은 전문적인 노하우가 필요합니다.

제가 개발한 보드는 표준 24V AC 냉난방,환기 신호를 인식하므로 GLAS를 국내 주택의 설비 환경에 적용하는것은 문제 없습니다.

만약,기회가 된다면 GLAS는 국내환경에 적용해 꼭 사용해 보고 싶습니다.