스마트홈과 비슷한 KNX블라인드 액츄에이터 체험해보기 (2)
KNX시스템에서의 KNX블라인드 액츄에이터인 MDT 사의 2구 액츄에이터 하나를 이베이에서 40유로에 낙찰받았습니다. 비교적 최신 모델에다가 롤러 셔터 하나 가격에 2개의 모터를 제어할 수 있으니 나름 가성비 있는 구매가 아닐까 생각해 봅니다. 아직 배송이 되지 않아서 이번 글은 매뉴얼을 보고서 적어보는 이론 편입니다.
목차
시작전
KNX블라인드 액츄에이터를 보면 8~16채널 정도의 작동을 하나의 기기로 제어할 수 있다 보니 어쩌면 비용적인 면에서 그나마 조금 절약할 수 있는 포인트가 아닐까 싶지만 그 하나의 디바이스 가격이 비싸다 보니 또 부수적으로 공사비용이 늘어나게 되니 도긴개긴 같긴 합니다.
KNX블라인드 액츄에이터를 취급하는 다양한 브랜드가 있고 브랜드만의 특별한 파라미터가 있기도 하지만 일반적인 기능들은 대동소이하게 비슷해서 KNX블라인드 액츄에이터의 기본적인 기능들과 KNX에서는 어떤 식으로 블라인드를 자동제어하는지 매뉴얼만 보고 수박 겉 핥기 식으로 한번 알아보고자 합니다.
내용을 보니 이미 동일하게 혹은 비슷하게 스마트홈 플랫폼에서도 자동화로 구현해서 적용하신 분들이 여럿 계실 것 같습니다.
Alarm and block function
이 기능들은 주로 외부에 설치되어 있는 전동 어닝 같은 모터에 적용할 수 있는 기능들인 것 같습니다. 어떤 알람(상태 조건)에 따라서 블라인드 셔터를 올리고 내릴 수 있는 가장 기본적인 기능인 것 같습니다. MDT 사의 액츄에이터에는 4가지 펑션을 가지고 있는데요.
Wind alarm
풍속과 관련된 변수입니다. KNX시스템의 웨더 스테이션 디바이스에서 외부 풍속을 측정하고 해당 값을 받아와서 로직 모듈을 통해 일정 풍속 이상이면 어닝을 접는 식으로 자동제어를 하는 것 같습니다.
알람과 관련된 변수들은 모두 1bit의 데이터 타입을 가지고 있는데 0 아니면 1로 상태를 반영해서 동작을 제어하고 0과 1을 결정짓는 건 별도로 로직 모듈을 써야 되는 것 같습니다.
웨더스테이션으로부터 2바이트의 풍속데이터를 인풋으로 받아서 10m/s를 넘어가면 아웃풋으로 1을 출력하게 하는 로직펑션입니다. 그럼 액츄에이터의 wind alarm이 1로 변경이되어 모터를 제어하고 일정한 주기로 계속 알람 상태를 모니터링 하면서 후속제어를 하는듯 보여지네요.
자동화 하나 만드는데 뭐이리 힘들까 싶기도 하고 하나의 로직모듈은 로직펑션이 무한이 아닙니다 이런 로직을 많이 쓸수록 로직모듈를 추가해야 된다는 점도 있겠네요.
Rain alarm
강우와 관련된 변수입니다. 위 풍속과 비슷한 로직으로 제어가 됩니다. 역시 웨더 스테이션에서 강우가 측정되면 비가 들이치는 걸 막거나 하기 위해서 어닝을 피는 식으로 제어할 수 있는듯합니다.
Wind alarm은 어닝을 접고 Rain alarm은 어닝을 피는 식의 서로 상반된 제어를 가지고 있는데요. 이 두 가지 상태가 둘 다 해당되는 경우 즉 비가 오는데 풍속이 10m/s를 넘어가는 상황에서는 alarm order를 통해 우선순위를 설정하게 되어있습니다.
위와 같이 순서에 따라서 우선순위에 있는 알람 상태가 작동 중인 경우 후순위에 있는 상태는 작동하지 않게 됩니다. 안전을 위해선 일반적으론 바람 상태가 비 오는 것보다는 선순위로 작동해야 하는 부분을 고려한 배열인듯합니다. 목록에 여러 순서들이 있는데 항상 바람이 비보다는 앞에 있더군요.
Block function
이 기능이 꽤나 독특하다고 볼 수 있을 것 같은데 액츄에이터의 제어를 disable 하는 역할인 것 같습니다. 스위치나 다른 동작으로 0 또는 1의 데이터를 받아서 1을 받은 경우엔 자동제어나 수동조작을 차단하는 기능을 가지고 있는데 이 기능을 어디에 사용하나 싶더니 매뉴얼에서는 2가지 정도의 예를 찾아볼 수 있었습니다.
가령 갓난아이가 자고 있는 경우라면 block function을 작동시켜서 혹시나 자동으로 제어될 블라인드의 동작을 사전에 차단하거나 혹은 테라스로 나가는 도어의 문이 열려있을 때는 도어 쪽에 설치된 블라인드를 임의로 내릴 수 없게 도어의 contact sensor에 따라서 block function을 작동시키는 듯 보입니다.
창문이 열려있을 때도 열려있는 상태에서 블라인드가 내려가면 안 되니 아마 이런 경우에 사용할 수 있는 기능이지 않을까 싶습니다.
DALI 디바이스도 그렇고 KNX 디바이스들도 위와 같은 block function이나 기능 자체를 disable 시킬 수 있는 디바이스들이 종종 있는 것 같은데 아래와 같은 센서와 조명 스위치 제어에서도 수동 제어 모드로 전환할 때 사용할 수 있는 것 같습니다. 어느 한 유튜브 영상을 참고해 봤는데요.
일반적인 스마트홈 플랫폼에서의 조명 자동화는 위와 같이 모션센서 혹은 재실 센서로 조명을 켜고 끔과 동시에 별도의 유무선 스위치로도 조명을 켜고 끌 수 있게 자동화나 배선 연결을 하게 되죠.
요즘은 재실 센서나 카운터 센서로 조명 온 오프에 대한 제어를 좀 더 정확하게 할 수 있게 됐지만 예전의 화장실에서의 모션센서 경우라면 모션센서는 그리 민감하지 않기때문에 사람이 있어도 조명이 자꾸 꺼졌다 켜졌다 하는 광경을 겪게 되면서 이 때문에 의도치 않게 가족들에게 잔소리를 들어야 했던 경험들이 외국에도 동일하게 있는듯합니다 ㅎㅎ
그래서 위와 같이 수동으로 스위치를 조작하게 되면 조명이 켜짐과 동시에 센서의 block function을 1로 작동시키게 되어 센서가 조명을 제어할 수 없게끔 수동 제어 모드로 들어갈 수 있게 되는 거죠.
저는 시간대별로 자동제어하는 조명의 밝기 값과 현재 켜져 있는 조명의 밝기 값을 홈센터가 주기적으로 모니터링해서 둘의 값이 다르면 조명을 수동으로 조작한 상황으로 보고 센서에 의한 조명제어를 off 시키는 자동화를 통해 수동 제어 전환을 구현했는데 비슷한 맥락이지 않을까 싶습니다.
일반적인 스마트홈 플랫폼에선 자동화를 off 시키거나 혹은 다른 조건을 추가하여 자동화가 작동되지 않게끔 막을 수 있지만 KNX에서는 이를 디바이스 자체 내의 block function을 통해서 구현하게 되는 것 같습니다.
Air function
에어 펑션은 환기 모드가 아닐까 생각이 드는데요. 창문에 1개 혹은 2개의 센서로 창문의 열림과 틸팅 상태를 확인해서 각각 블라인드의 열림 정도나 슬릿 각도를 조절하여 환기에 필요한 제어를 해주는 기능인 것 같습니다. 창문이 다시 닫히게 되면 이전의 위치로 다시 돌아오는 기능까지 구현하고 있습니다.
Scene&Automatic
씬과 오토매틱이라는 파라미터가 있습니다. 즐겨찾기 같은 기능인 셈이죠. 다만 씬은 단일 채널(하나의 블라인드)의 씬넘버에 따라서 단일 채널의 즐겨찾기 포지션을 정해두는 용도라면 오토매틱은 모든 채널(모든 블라인드)이 공유하는 즐겨찾기 스위치인 셈입니다.
가령 위와 같이 A 채널의 Automatic postion 4에 포지션을 지정해두고 B 채널의 Automatic postion 4에 포지션을 지정해두면 Automatic posion 4 변수를 1로 작동시켜 두 채널(두 개의 블라인드)이 동시에 세팅된 포지션으로 이동하는 즐겨찾기 기능인 것 같습니다.
Automatic Shading
오토매틱 클라우딩이라고도 하는 것 같은데 자동으로 차양을 제어하는 기능입니다. 블라인드의 궁극적인 목적이 아닐까 합니다. 여름엔 과한 복사열을 막기 위해 슬릿을 조절하기도 하고 겨울엔 난방에 도움을 주기 위해 슬릿을 열기도 하는 기능인데 해당 기능을 구현하기 위해서 기본적으로 조도센서를 이용하는듯합니다.
조도의 두 가지 임계값과 히스테리시스로 얼마나 많은 태양열이 들어오는지를 추정해서 작동을 결정하는 형태를 가지고 있는 것 같은데요. 단위를 보면 아마도 외부에서 직접적으로 측정한 조도 값을 사용하지 않나 싶습니다.
또는 knx global radiation이라는 센서를 이용해서 햇빛의 강도 등을 측정하는 것 같은데 이 부분은 냉난방 제어나 태양광 패널 등과 함께 더 밀접하게 사용하는듯합니다.
또한 태양의 방위각과 고도 계산을 위한 위치를 지정하고 날짜와 시간을 변수로 계속 업데이트해주게 되면 액츄에이터가 방위각과 고도를 판단해서 제어를 해주는 모습으로 보이네요.
태양의 위치를 파악할 수 있는 위치정보 세팅과 작동 임계값 등을 설정하면 어떤 방위각 구간과 고도 구간에서 차양을 해줄지를 결정하게 됩니다.
위와 같은 세팅에선 160~200도 방위각에서 태양의 고도가 20도부터 90도까지 해당될 때 조도 임계값까지 다다르게 되면 그 임계값에 설정된 포지션인 50% 이동한다거나 슬릿을 50%에서 닫히게 하는 등을 세팅하게 되는 거죠.
구름이 많이 지나가는 날에는 조도 값이 실시간으로 크게 변할 수 있고 이로 인해서 슬릿이 자주 제어되는 걸 방지하기 위해서 shading on/off 딜레이 시간을 설정하는 듯으로 보여지구요.
또한 차양은 여름에 실내 온도를 조금이라도 낮게 유지하기에 효과적이나 겨울에는 태양이 자연적인 난방 소스가 되는 만큼 무조건적인 차양을 방지하기 위해 외부 온도나 내부 실내 온도 또는 난방 밸브의 작동 여부를 체크해서 차양을 할지 말지를 결정할 수 있게 세팅하는듯합니다.
예를 들어 위와 같이 외부 온도가 10도 이하로 떨어질 때는 차양을 실행하지 않거나 실내 온도가 23도 이상일 때 차양이 실행되게 해서 난방에 도움을 주거나 충분한 실내 온도를 확보한 상태에서 차양을 제어하는 듯 보이네요.
마무리
여기까지가 아마 기본적인 기능과 자동제어인듯합니다. 다른 브랜드의 더 최신 제품들은 또 다른 기능들과 파라미터들이 있을 수도 있으나 아마 위 내용이 가장 기본적인 내용이지 않나 싶습니다. 물론 각 기능 내의 설정이 필요한 세부적인 파라미터들이 있기도 한데 그 기능들을 좀 더 정확하고 인스톨러가 원하는 바에 맞게 자동제어를 구현하기 위한 파라미터로 보입니다.
다음글에서는 실제로 설치와 각 기능들을 테스트해보고 간략하게나마 짧게 후기를 남겨보도록 하겠습니다.
