원격 모니터링 : 12V 듀얼 전원 공급장치 만들기 - ver 1.0

1. 모니터링의 시작

시골에 노모께서 홀로 계신다. 덥지는 않으신지, 춥지는 않으신지 늘 걱정이다. 그래서 어머니께서 주거하시는 안방의 온습도 정보를 모으기 시작했다.  대단한 것은 아니였고 ESP8266 계열의 D1 mini 와 AM2302 온도 센서를 달아서 만들었다. 

가장 초창기 모델

 위의 사진은 내가 ESP8266을 공부하면서 가장 처음으로 만든 모델이다. 지금 보면 구성 자체가 어설프고, 납땜도 어설프고, 심지어 전선의 배색도 어설프다. VCC와 GND 색상이 동일하다니.. 대체 무슨 생각으로 전선 색상을 고른것인지.... 그나마 요즘은 전선 색상은 구별해서 사용하려고 노력한다. 가능한 GND는 검정 (또는 파랑) 을 사용하려 하고, 3.3V는 주황, 5V는 빨강, 12V는 노랑 색상의 전선을 사용하려고 노력중이다.  위에 사진에 표시된 1차 버전은 얼마나 어설펐는지 ESP8266의 DeepSleep을 위해서 필요한 전선 연결이 나중에 떨어졌다. 설치해서 가만히 두는 것이었는데 ㅠㅠ

 초기 버전을 만들고 나서 2차 보수까지 수행했지만, 역시나 문제가 생겨서 2차 버전을 다시 만들었다.  초기 버전과 2차 버전 사이의 기간이 수개월 있었고, 그 사이 내 실력도 많이 늘었다. 초기 모델은 퇴역 하였고, 2차 버전은 현장에 설치되어 있는데 아무리 사진을 찾아도 안보인다.   이를 이용하여 정보를 수집하기 시작하였다. 

 수집된 정보는 서버에 업로드하여 30일까지의 이력을 보게 만들었는데, 서버 부분은 내가 특별히 만든 것은 아니고 Adafruit를 활용하였다. (여러가지 이유가 있지만 일단은 돈이 안들어 가고 이미지 전송이 가능해서 사용하게 되었다.)  아래의 링크를 보면 활용하는 방법이 기재되어 있다. 예전에 내 블로그에서 다루었던 내용이다.

[Adafruit 활용기]

 단순히 온습도를 로깅하고 있지만, 어머니의 행동 패턴과 연계하여 고려하면 어머니의 취침시간과 기상 시간을 알게 되었다. 이제 어머니가 일어 나셨구나... 라는 것을 알게 되었다. 

2. 모니터링의 확장

 온습도를 기반으로 하여 어느 정도의 내용을 짐작하게 되었지만, 이것은 정말 정확한 정보가 아니였다.  카메라 장치가 더더욱 필요하게 되었다. 내 의견은 어머니가 주거 하시는 방에 카메라 장치를 설치하자는 것이었지만, 큰 형님의 "어머니 사생활을 존중하자" 라는 의견에 감명을 받아 외부에 설치를 고려하게 되었다. 

[외부 운용 가능 이동식 카메라]

 태양광 패널을 이용하여 스스로 충전하며, 주기적으로 사진을 촬영하여 서버에 전송하는 형태의 작품이다.  위의 사진은 역시 초기 버전이며, 수차례 수정 보완하였다.  가장 큰 문제점은 태양광 패널이었다. 태양에 노출되면 생각보다 쉽게 못쓰게 되었다. (패널 가격이 싸서 그런가..ㅠㅠ) 태풍이 심하게 불면 태양광 패널이 돛이 되어 카메라가 하늘을 0.5초간 날게 되는 진풍경을 연출하기도 했다. 전체적으로 축전(蓄電) 관련된 설계가 나빴거나, 무인 운영 이라는 것 자체의 오류였던가 생각된다.  사용했던 반찬통도 태양광에 노출된지 2년 반만에 부서지기 시작했다. 이 모델은 2년 반만에 퇴역하게 되었다. 사실 퇴역하게 된 이유는 운용의 난해함이 아니라 정보 취득의 한계성 때문이었다. 2분 마다 1장씩 서버로 사진을 올리는 시스템이어서 실시간 반영이 안된다는 것이 문제점 이었다.  이정도의 간격으로 사진을 올린다면 비가 오는 것인지, 눈이 왔는지 정도를 구별하는 것 밖에 안된다.  원래 연구의 시작은 원거리 건물이나 비닐하우스 등에서 문이 열려 있는지, 닫혀있는지를 확인하기 위함이었다. 
 그리하여 IP Camera를 설치하게 되었다.

Wi-Fi로 연결이 가능하며, 적외선 LED가 있어서 야간에도 모니터링이 가능한 카메라 이다. 가격도 $30 정도 수준으로 SD Memory Card를 이용하면 자체 녹화도 가능한 형태이다.  이동식을 포기하고 외부에서 전원을 끌어서 설치하여 앞마당 및 어머니가 주거 하시는 안방의 외부까지 볼 수 있도록 만들었다.

3. 다 좋은데 뭐가 문제?

 24시간 IP Camera를 통하여 동영상으로 모니터링이 가능하도록 되었는데, 문제는 외부에서 촬영하다 보니 주연이신 어머니께서는 24시간 중 30분 정도만 출연하셨다.  하루 종일 빈 앞마당을 보게 된다는 것이었다. 그래서 스트리밍 정보를 취득하여 움직임을 감지하고, 감지시 이미지를 다시 서버에 저장하는 기능들 만들었다. 사실상 요즘 IP Camera는 대부분 움직임 감시 기능을 제공한다.  내가 글을 쓰는 시점에 위에 연출된 카메라는 이미 퇴역하였다. IP Camera를 24시간 풀로 켜놓으면 대략 3년 정도 이내에 먼가가 고장나기 시작한다.  마지막으로 문제가 된 것이 12V 어댑터 이다. 한번 상태가 이상하여 전원을 뺏다가 다시 꼽아서 동작되게 만든 것이 5개월 정도 전인데, 역시나 5개월 후에 작동을 멈추었다. 모든 기계는 쉬게 해 줘야 하나 보다.

4. 그래서 듀얼

 처음에는 그동안 PC 버리는 것들에서 모아 둔 전원 공급 장치를 사용하려고 하였다. 전력량도 충분하고 안정적이라 생각해서이다. 그래서 필요없는 선들을 자르고 준비하다가 너무 과한 스펙이라고 생각이 들었다. 내가 필요한 것은 최대 2A 이내의 전력인데 20A 짜리를 하다니....  그래서 12V 의 적당한 어댑터를 구매하려고 알리를 살펴보다가 아래의 제품을 발견하게 되었다. 

 

오호 이걸로 만들면 되겟구나라는 생각과 함께, 이걸 듀얼로 구성해야 겠다는 생각이 들어서 2개 구매하였다. (개당 $2)

 사진으로 보면 상당히 거창해 보이지만, 별거없다. 그냥 구매한 제품 2개를 병렬로 잘 구성해서 만든 포맥스로 만든 껍데기에 안착 시켰을 뿐이다. 내부에 ESP8266이 하나 있는 이유는 온도 센서와 결합해서 전원 장치의 내부 온도를 원격에서 확인하기 위함이다. 12V가 나오는 장치에서 ESP8266 동작을 위하여 5V가 필요해서 아주 아주 작은 다운트랜스를 하나 붙였다. (최대 1A 가능)

 또 내부 온도가 걱정되어서 공기 순환용 구멍을 뚫었다. 8mm 드릴로 측면들에 구멍을 내었는데, 좌우 부분은 위쪽으로 , 아래쪽 부분은 전체적으로, 위쪽으로는 오른쪽 윗부분에 구멍을 내었다.  이 물건이 외부에 설치되는 터라 벌레들을 막기 위해서 구멍을 뚫은 부분은 방충망 쪼가리를 구해서 붙였다. 

전면부 구멍은 통풍용이 아니라 내부 LED등의 불빛이 보이도록 뚫었고, 안쪽으로 투명 아크릴 조각을 붙여서 LED가 보이도록 만들엇다.  이부분에 방충망을 안쓰고 아크릴을 쓴 이유는 혹시나 비가 들이치지 않을까 걱정을 해서이다.

5. 결과 및 설치

 다 만든 결과에 대한 사진을 찍어두지 않았던 터라,  설치후 촬영한 사진을 올린다. 실제 설치된 모습니다. 외부 벾에 아래의 사진과 같이 설치되어 있다. 

위의 사진에 포함된 것들은 동파 방지 장치 및 IP Camera관련된 것들이다.  제작한 12V 전원 장치는 스위치를 2개 가지고 있으며, 안타깝게도 전환은 자동이 아니라 수동이다. 1번을 켜거나 2번을 겨거나 하면 된다. 두개를 동시에 켜도 되긴 하지만 굳이 전력을 낭비할 필요가 없으니 둘중 하나면 켜 놓으면 된다. 켜진 것은 전원 공급장치 전면부에 뚤어 놓은 구멍으로 확인 가능하다. 이제 부터 하나는 쉬면서 하나는 일 할 수 있게 되었다.