원격 컨트롤 및 알람 기능이 있는 스위치 제작 - 1

 

개요

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자취방에 있으면서 느끼는 것은, 빛이 정말 안 들어온다는 것이다. 사람사는 집인데, 빛은 들어와야 하는거 아닌가? 대학교 원룸촌은 이래서 문제가 많다. 월세 단합에 빽빽한 건물, 그로인한 소음문제와 채광문제. 엄청난 문제가 아닐 수 없다. 이러한 환경 속에서 (물론 핑계이지만) 아침에 일어나는 것은 힘들어졌다. 군대에 있을때는 기상나팔과 함께 불침번이 형광등을 켜주기 때문에 금방 일어났지만, 여기서는 일어나기 매우 힘들다. 아침이 되면 채광이 되어야 하는데, 아침9시까지 계속 어둡다. 이러는 엄청난 문제가 아닐 수 없다. 

 

이를 해결하기 위해 지정한 시간이 되면, 자동으로 거실 형광등이 켜지는 시스템을 제작해 볼 예정이다. 또한 이렇게 만든 김에 원격으로 스위치를 컨트롤 할 수 있는 시스템도 같이 제작하기로 했다. 이불 안에서 침실 전등을 끈다는 것, 얼마나 매력적인가!

 

 

부품 구성

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먼저 무엇으로 만들지 생각을 해 보자. 우선적으로 이 모든것을 컨트롤할 기기가 필요하다. 나는 간단하게 NodeMcu 를 이용하기로 했다. 제일 큰 장점은 가격이고, 무선 인터넷이 된다는 점이였다. NodeMcu를 와이파이에 연결하기 위해선 와이파이 공유기가 2.4Ghz 대역에 10채널 이하의 대역폭을 써야 한다는 얘기가 있다. 

 

그 다음 전원을 컨트롤할 장치가 필요하다. 나는 간단하게 릴레이를 쓰기로 했다.

 

주변에서 흔히 볼 수 있는 이 릴레이는 AC 10A/250V 까지 정상동작이 가능하다. 가정용 교류전원은 220V이므로, 충분히 감당 가능하다는 얘기이다.

 

 

우리집 거실의 스위치는 3개가 달려있다. 계획대로라면 릴레이가 3개 달려있는 3채널 릴레이를 사용해야 한다. 하지만 3채널 릴레이는 찾기 힘들었으므로, 4채널 릴레이를 사용하기로 했다.

 

다음으로 터치 센서를 사용하기로 했다. 스위치를 원격으로 컨트롤 하는것도 좋지만, 오프라인으로 제어도 가능해야 한다고 생각했다. 그래서 기존의 택트 스위치도 좋지만, 터치 센서를 이용해서 멋있게 컨트롤 하는것도 괜찮다고 생각했다.

 

그 외에 전원을 공급할 건전지, 배선 작업을 위한 두꺼운 전선 등을 준비해야 한다.

 

설계

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기존 교류 스위치를 제어하는 법 부터 생각해 보자.

2채널 스위치를 예로 알아보자. 전기는 기본적으로 +극, -극이 있다. 교류도 마찬가지디. 직류랑 다른 점은, 교류전원에서 + 부분은 시간에 따라 전위가 변한다는 점이고, -극은 0v의 값을 유지해야 한다. (직류와 비교하기 위한 하나의 예시일 뿐, 실제로 그렇게 동작하는 것은 아님!) 그리고 그 둘이 회로상 이어져 있어야지 전기가 통한다. 빨간색 화살표는 전원이 들어오는 부분이다. 보라색 선은 따로 설치되어 있는 스위치가 있고, 아닌 스위치가 있다. 두꺼비집 열고 차단기 내리고 드라이버로 스위치 뜯으면 쉽게 볼 수 있다. 노란색 선은 스위치 1에 대한 배선이다. 스위치 1의 연결을 끊어버리면, 스위치 1만 작동을 하지 않고 스위치 2는 정상적으로 작동한다. 하지만 스위치 2의 연결을 끊어버리면, 1만 작동한다. 이와 같은 회로를 이용해서 릴레이에도 적용한다.

 

터치 스위치를 입력받아  NodeMcu로 옮기면, 현재의 값을 판별해 스위치의 동작을 변환한다. 또한 IFTTT를 이용해 외부 네트워크에서도 손쉽게 전등을 키고 끌 수 있게 할 것이다. 직접 Node.js로 프로그래밍을 하니까 배울것도 너무 많고 보안에 문제가 있을 것 같았다. 전자공학부가 Node.js를 해도 나쁠것은 없지만, 내가 그것을 소화할 능력이 안 되어서 IFTTT를 이용할 것이다. 여기서 알람 기능까지 같이 된다면 목표에 더 가까워질 것이다.

 

추가적인 회로도 및 제작은 나중에 포스팅할 예정이다.