[스마트홈 구축기 7] IOT 허브 / End device 배치해보기

배치도

현재 각 방에 설치된 랜포트와 메쉬 공유기를 통해 홈 네트워크를 구성해놓은 상태이고, 이제 IoT 통신에 사용할 지그비(Zigbee) 네트워크를 구성하는 단계로 넘어갈 시점이다. 지그비 네트워크는 주로 센서, 전동 커튼, 도어락 등의 IoT 기기를 연결하는 데 사용되며, 안정적인 통신을 위해 허브 위치를 신중하게 배치하는 것이 중요하다. 다음은 효과적인 지그비 네트워크 구성을 위한 몇 가지 팁이다:

 

1. IoT 디바이스 목록 및 위치 파악

 

• 집 안에 설치할 모든 IoT 디바이스(센서, 전동 커튼, 도어락 등)의 목록을 작성하고, 각 디바이스를 설치할 위치를 계획한다.

• 각 디바이스의 위치를 고려하여 수신율이 좋은 허브 위치를 선정한다.

 

2. 지그비 허브 위치 선정

 

• 중앙 배치: 허브는 가능한 한 집의 중앙에 배치하는 것이 좋다. 지그비는 메쉬 네트워크 구조를 사용하므로, 중앙에 허브를 두면 모든 디바이스와의 연결이 원활해진다.

• 수신 장애물 최소화: 허브와 디바이스 간의 장애물이 적은 위치를 선택한다. 벽, 가구 등은 신호를 약화시킬 수 있으므로 허브는 가급적 개방된 공간에 배치한다.

• 층간 통신 고려: 층이 나뉘어 있는 경우, 허브를 위아래로 배치해 신호를 중계하는 것도 고려해야 한다. 필요하면 리피터나 추가 허브를 설치해 통신 범위를 확장한다.

 

3. 테스트 및 최적화

 

• 각 허브와 IoT 디바이스를 설치한 후, 수신율을 테스트한다. 신호가 약하거나 끊기는 지역이 있다면 허브 위치를 조정하거나 리피터를 추가 설치한다.

• 각 디바이스가 제대로 작동하는지, 지그비 네트워크가 안정적인지 확인한다.

 

4. 라우터 적재적소 배치를 통해 메쉬 네트워크 활용하기

 

• 지그비는 메쉬 네트워크를 지원하므로, 네트워크에 있는 각 기기(소위 라우터 기능이 있는 것들)가 서로 신호를 중계할 수 있다. 허브와의 직접 연결이 어려운 경우, 다른 지그비 기기를 중계기로 활용해 네트워크를 확장할 수 있다.

 

5. 자동화 및 통합

 

• IoT 디바이스의 배치가 완료되면, 스마트싱스 또는 애플 홈킷을 통해 각 디바이스의 자동화 규칙을 설정한다.

• 허브와 디바이스 간의 통신이 원활하게 이루어지도록 네트워크 상태를 주기적으로 모니터링하고, 필요한 경우 설정을 조정한다.

 

이 과정을 통해 지그비 네트워크가 집안 전체에서 안정적으로 작동하고, 모든 IoT 디바이스가 원하는 대로 제어 및 모니터링될 수 있도록 설정할 수 있다.

 
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1. 필수 가전(배치도의 초록색 박스)은 모두 삼성 제품으로 구입했고, 이들을 스마트싱스와 Wi-Fi로 연결하기 위해 무선 공유기의 위치(배치도의 노란색 박스)를 랜포트 위치를 고려하여 배치했다.

 
2. IoT 통신의 경우, 수신율이 좋은 2.4GHz 영역대의 지그비 방식을 이용한다고 가정했다. 하지만 33평 아파트 기준으로 여러 가벽이 있고, 주방에서 마이크로파를 사용하는 전자레인지도 있기 때문에(실제로 이게 지그비 통신에 간섭이 있을지는 확실하지 않다) 내 경우에는 아카라 허브 위치(배치도의 빨간 박스)를 주방을 기준으로 좌측(침실 2)과 우측(주방과 거실 사이)에 1대씩, 랜포트를 통해 최대한 무선 공유기와 떨어뜨려서 유선으로 설치했다. 참고로, 2.4GHz Wi-Fi 신호와 동일한 영역의 신호를 사용하기 때문에 허브 설명서에서도 공유기와 2~4미터 이상 떨어져 설치하라고 가이드하고 있다.

 

좌측의 아카라 허브는 공용 욕실, 현관, 침실 2, 침실 3에 설치된 아카라 디바이스를 관장하고, 우측의 아카라 허브는 주방, 거실, 침실 1, 안방 욕실, 드레스룸의 아카라 디바이스를 관장하게 지정했다. 그럼에도 불구하고, 아카라 스마트홈 앱에서 확인해보니 드레스룸과 현관의 도어 센서 신호가 약하게 나타나서, 근처에 지그비 신호 리피터 용으로 스마트 플러그를 배치할 계획이다.

3. 외부와 연결되는 창문 및 현관에는 모두 도어 센서(배치도의 하늘색 박스)를 장착했고, 비가 오는 경우 문의 개폐 여부를 바로 확인할 수 있게 했다.
 
4. 두 개의 욕실에는 환풍기 자동화를 계획 중이다. 온습도 센서, 재실 센서, 모션 센서를 통해 습도가 특정 수준 이상으로 올라가거나 떨어지면 환풍기를 자동으로 켜고 끌 예정이다. 재실 센서의 경우 상시 전원이 필요하기 때문에, 욕실 천장 개폐구 안에 추가 전원을 설치해야 한다.
 
5. 거실에 설치된 실링팬(주황색 타원형)도 IoT화할 계획이다. 하지만 이 실링팬은 447MHz의 RF 타입 리모컨을 사용하고 있어서, 리모컨 신호를 학습하기 위해 다양한 주파수의 RF 신호를 학습할 수 있는 Bond Bridge라는 허브가 필요하다. 이를 위해 이베이에서 주문을 넣어놨다. 이 허브는 스마트싱스를 지원하기 때문에, 홈브릿지를 통해 애플 홈킷에서 제어 및 모니터링이 가능하다.

 
6. 각 방마다 인터폰으로 사용할 홈팟 미니(배치도의 분홍색 박스)를 중고로 저렴하게 구입해 배치했다.

 

7. 스마트싱스 지원 디바이스를 애플 홈킷에서 모니터링하기 위해 홈브릿지를 사용할 예정이며, 이를 설치할 기기로 기존에 사용하던 2012년형 맥미니를 활용할 계획이다. 맥미니는 저전력에 소음이 거의 없어서 적합하지만, 일단 거실에 랜포트로 유선 연결하여 배치했다.

 
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8. 현재 사용 중인 도어락은 지문 인식을 지원하는 푸시풀 방식의 괜찮은 게이트맨 도어락이지만, 곧 출시될 국내 정발 아카라 도어락으로 교체할 계획이다.

 

9. 각 창문마다 아카라 제품의 전동 커튼과 전동 블라인드를 설치할 예정이다. 거실에는 전동 커튼을 설치할 예정인데, 커튼 박스 크기가 16cm로 레일 2개 설치가 불가능한 것은 아니지만, 같은 아파트에 설치한 후기를 보니 2개 설치 시 커튼이 접히면서 창문과 맞닿은 쪽의 커튼이 창문에 계속 쓸리는 현상이 있었다. 그래서 레일 1개만 설치하기로 했다.

 

10. 복도 및 주방에 설치된 전등을 모션센서와 연동시켜 자동으로 켜지고 꺼지도록 설정할 예정이다. 전등의 대부분은 스마트 아파트와 연결된 IoT용 스마트 스위치로 되어 있지만, 추가로 인테리어하면서 설치한 조명들은 IoT 스위치가 아니어서 별도의 작업이 필요하다.