현관 센서등 안꺼지게 상시전원 스위치를 달아보자. ft. RF 433 송수신기

오랜만에 다시 IoT 글하나 올려봅니다.

그 동안 소소한 생활편의를 위해 어것저것 많은 장치들을 달았지만, 뭐 그닥 신선할 것 없이 기존 Wifi 스마트 콘센트와 동일한 작동 방식이었습니다. 

벌써 6년 전 이네요.

https://viewise.tistory.com/entry/Wifi-%EC%8A%A4%EB%A7%88%ED%8A%B8-%EC%BD%98%EC%84%BC%ED%8A%B8-4-%ED%84%B0%EC%B9%98%EC%84%BC%EC%84%9C

Wifi 스마트 콘센트 4 + 터치센서

 

 

한 가지 추가한건 D1 Mini 같이 핀 수를 줄인 보드에 그냥 터치센서만 달아서 스위치 전용으로 벽이나 어디 붙여놓고 사용하는 정도...

가격도 아주 저렴해서 전혀 부담이 없습니다.

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배송비 포함해도 4천원이 넘지 않는다는... 요즘같은 고환율에..

 

그런데 라즈베리 홈서버에 계속 스위치를 붙이다보니 좀 지겹기도하고, 애초에 홈서버 코드 설계 자체가 막되어 있는지라 스위치가 추가될 수록 코드가 막장으로 가고 있어 점점 불쾌지수가 높아지고 있습니다.

 

스위치 컨셉 잡기

마침 이번에 생각한 장치는,

뭐 또 스위치이긴한데, 좀 다릅니다.

현관 센서등을 스위치등 겸용으로 만들려고 합니다.

센서등으로도 동작하고, 내가 스위치를 켜면 그 동안은 센싱과 무관하게 계속 켜져있는거죠.

 

이게 왜 필요하냐면요.

현관 센서등이 센싱 후에 시간되면 꺼지는데, 나는 아직 거기서 작업할게 남은 경우 있죠?

택배를 뜯던 신발을 고르던 가지고나갈 짐을 포장하던간에, 

나는 아직 작업이 안끝났는데 센서등은 꺼집니다.

그리고 다시 켜기위해 춤을 추죠.

손을 흔들며 안녕~ 하기도 하고, 다시 등장한것처럼 뒤로갔다 앞으로 나오기도하고,

그러다가 왜 안켜지지 하며 센서등 쳐다보는 순간 켜져서 눈뽕 맞고요.

뭐 다 괜찮은데, 쪼그려 앉아서 막 뭐 하고 있는데 꺼지면 정말 짜증납니다.

일어서야 하니까요. ㅜㅜ

 

뭐 이런 무한 귀차니즘이 인류를 발전시키는거 아니겠습니꽈?

 

아무튼,

그래서 이제 만들꺼냐?

 

사실 다 만들었습니다.

혹시 안될까봐 미리 설레발 못치고 이리저리 삽질하다가 결국 성공했습니다.

대충 이런겁니다.

센서등을 스위치등 겸용으로 만들기

말씀드린대로 다른 스위치들과 달리 라즈베리파이로 만든 홈서버는 거치지 않고, 

무선 터치스위치와 센서등간에 1대1 통신을 합니다.

따라서 Wifi가 없어도, 기타 부대 장치들이 없어도 단독으로 동작합니다.

 

센서등 파악하기

자 그럼 시간을 처음으로 돌려서, 센서등 구조 파악을 위해 처음 센서등을 뜯었을 때부터 시작하겠습니다.

처음 뚜껑을 따니 한 가운데 센서 모듈 뭉치가 있고, 사방에 LED가 촘촘히 박혀있었습니다.

좀 더 가까이서 볼까요?

뭔가 센서모듈만 따로 납품받아 배선한 느낌입니다.

반대쪽을 보니 전원선이 센서모듈로 들어왔다가 나가네요.

1번으로 들어와서 2번으로 나가는데, 결국 그 선이 3번 LED 전원에 꽂혀있는 것 같습니다.

그러니까 1번을 통해 상시 전원이 들어와 있고,

센서모듈에서 동작이 감지되면 2번으로 전기를 흘려주는거죠.

그러면 3번 소켓에 전원이 인가되어서 불이 켜지는 구조인겁니다.

일정 시간이 지나면 끊고요.

 

조명 하우징을 아예 빼서 뒷면을 확인해봤습니다.

천장에서 AC주전원이 내려오고 그걸 DC아답터가 변환해서 센서로 보내주는 단순한 구조입니다.

 

AC 220V를 받아서 DC 45V로 변환해주는 컨버터입니다.

 

그럼 그림 나왔습니다.

중간에 센서가 차단하고 있는 VCC 선을 따서 직접 만든 스위치를 경유하도록 우회로만 하나 연결해주면 됩니다.

(나중에 알게되었지만, 센서모듈이 VCC가 아니라 GND를 차단하는 구조였습니다. 즉, 빨간선이 아니라 검은선을 따서 우회하도록 해야만 정상 동작했습니다.)

그리고 스위치는 리모콘으로 제어하면 되구요.

 

통신모듈

이번에 가장 중요한 건 스위치와 리모콘 간의 통신입니다.

한번도 안해봤지만 RF 통신을 이용해보려고 합니다.

왜냐하면 리모콘을 배터리로 동작시켜야 하고, 그러려면 리모콘이 슬립상태로 전원을 절약하고 있다가 터치하는 순간 깨어나서 바로 신호를 보내야 하니까요.

IR은 전등 외부에 수신기를 노출시켜야 해서 안되고, Wifi는 접속까지 지연시간이 꽤 길어서 탈락입니다.

그래서 RF 모듈로 선택하였구요. 역시 알리에서 구입했습니다.

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2쌍을 주문한 이유는, 먼저 구매한 모듈이 통신은 되는데, 30cm 를 넘으면 신호가 깨져서 사용이 불가능할 정도로 품질이 안좋았기 때문입니다.

두번째로 구매한 모듈이 아래 모듈인데, 이건 또 송신 모듈 발열이 심하더라구요.

결국 첫번째 구매한 모듈에서 송신기만, 두번째 구매한 모듈에서 수신기만 가지고 통신에 성공 했습니다.

송신기이구요. 두번째 구매한 모듈에 딸려온 안테나를 붙였습니다. 

 

수신기입니다.

 

통신에 사용한 라이브러리는 아래에서 다운로드 받았습니다.

http://www.airspayce.com/mikem/arduino/RadioHead/

RadioHead: RadioHead Packet Radio library for embedded microprocessors

 

제 소스코드는  git에 올려놓았습니다.

수신기

https://github.com/becans/arduino/blob/main/rf-sw-receiver.ino

GitHub - becans/arduino

 

송신기

https://github.com/becans/arduino/blob/main/rf-sw-transmitter.ino

GitHub - becans/arduino

 

PC에 있는 소스들을 하나씩 git에 올리는 습관을 들여야 할 것 같습니다. 언제 날려먹을지 모르니까요.

어차피 다 구글님에게 받은 소스 조금씩 바꾼거라 제꺼라고 할 수도 없는 소스입니다.

 

송수신거리

수신기에는 안테나를 달지 않아도 노이즈없이 깔끔하게 수신을 하더라구요. 한 10미터까지는 됩니다.

1:1 통신이 확인되었으니 각각 필요한 모듈 제작에 들어갑니다.

 

 

스위치 (RF 수신기 + 릴레이) 제작

이녀석은 천장에 올라갈 녀석이므로 하자없는 새제품으로..

릴레이도 국산으로.. ㅎㅎ 

하우징이 마땅찮네요.

릴레이 높이가 높아 결국 뚜껑은 못닫고, 글루건으로 마무리합니다.

 

스위치용 콘센트 제작

이제 콘센트 제작에 들어갑니다.

천장위에는 콘센트가 없기 때문에 220 V 전선가닥에 연결해서 콘센트를 뽑아야 합니다.

어디서 났는지 모르는 해외여행용 콘센트입니다. 뜯어보니 안에 휴즈도 있고 마모도 없는게 보기보다 상태가 좋았습니다.

그런데 납땜도 잘 안붙고 결국 선 길게 뽑아 칭칭 감고 수축튜브 달고 쇼를 했네요.

어디서 본건 있어서 끄트머리 갈라지지 않게 납도 뭍혀봤습니다.

못생겼지만 이런 모양새로 천장에 올라갈껍니다.

스위치 구성은 모두 되었습니다.

 

리모콘 제작

리모콘으로 사용할 보드는 ESP32

이유는 이녀석이 장시간 동작시 맛이가는 불량보드인데, 잠깐식 켜지는 리모콘으로 사용하기에는 문제가 없을 것 같아서 채택되었습니다. 남는 모듈이 없기도 하구요.

그리고 별도 터치센서 없이, 자체적으로 터치 핀이 존재합니다.

돌아다니는 번호자석에 연결해보니 잘 동작합니다. 첫번째 리모콘이니 1번 자석으로...ㅋ

배선도 일단 점퍼선들로...

예쁘지는 않네요. 제손 말구요... ㅋ

리모콘 전원 5v 를 어떻게 만들어줄까 고민하다가,

4EA 용 건전지 하우징을 구매했습니다.

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건전지홀더 배터리홀더 건전지 케이스3v 6v 9v 12v AA1구 : 올파츠샵

 

건전지를 4개 넣으면 6v 이지만, 충전지를 4개 넣으면 5v 남짓 합니다.

0.33v 는 버텨내거라 불량 보드!

하우징이 좁아서 핀도 구부리고 막 우겨넣어봅니다.

그래도 안테나는 빼주고요.

완성!

옆에 빨간색 점퍼선은 임시용입니다.

아무래도 배터리 기반이다보니, 플로팅되어서 터치가 안먹는 경우가 있더라구요.

그래서 전위차 발생을 위해 임시로 빼놨습니다.

 

1차 테스트

리모콘 터치로 스위치의 릴레이가 동작하는 테스트입니다.

옆에 LED 하나 나온건 센서등이 켜져 있는 상태에서 현재 센서로 켜진건지 스위치로 켜진건지 구분해주기 위해 달아놓았습니다. (결론적으로 LED 빛에 묻혀서 보이지는 않습니다.ㅜㅜ)

 

하우징에 스위치 설치

준비한 스위치를 조명 하우징 뒷판에 설치합니다.

배선의 핵심은 LED 컨버터에서 나온 45v 출력을 둘로 나누어 하나는 그대로 센서모듈로 보내고,

다른 하나는 스위치로 보냅니다.

그리고 센서모듈에서 돌아 나오는 선과, 스위치에서 돌아나오는 선을 LED 조명 입력으로 보내면 됩니다.

커넥터가 2개인 이유는, 

처음에 빨간선을 잘라 배선을 쪼갰는데, 센서모듈이 제어하는 선은 빨간선이 아니라 검정색 선이더라구요.

그래서 아래쪽 커넥터는 그냥 단순 연결만 복원시킨 상태고,

검정색 선이 오른쪽에, 빨강검정, 빨강검정 짝을 이룬 선이 왼쪽에 꽂혀있는 위쪽 커넥터가 배선의 핵심입니다.

 

최종 테스트