윤 영기(Yoon, Young- Ki)
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KOREA
목적
단독 건물내 화재경보기가 없어 해마다 많은 손실을 보고 있습니다.
또한 국가 인증을 받은 경보기는 감지방식이 제한되어 다양한 곳에서 사용할 수 없습니다.
뿐만 아니라, 오동작에 대한 이해를 높여, 더 안전적인 사회를 만들고자 합니다.
- 무선소방의 필요성
첫번째로 거론해야 하는 것이 배선문제입니다.
현재 공급되는 R형 수신기나 P형 수신기는 배선을 기반으로 하고 있습니다.
건축물을 짓을 때 배선되지 않으면, 벽을 통과하는 문제에 대해 고민을 해야 합니다.
무선소방은 전원선만 배선되어 있으면 추가 설치가 가능합니다.
다만, 만능은 아닙니다.
1) 무선은 철판을 통과하지 못합니다.
가끔씩 IoT 화재 경보기가 설치된 시장에서 화재가 발생할 것을 볼 수 있습니다.
이 경우, 대부분이 퇴근 후가 많은데, 바로 철계열의 문이 문제입니다.
(물론, 447MHz가 아닌 144MHz나 433MHz 대역을 사용하는 제품은 잘못 구매한 것입니다.)
2) 전원문제입니다.
독립형 화재 경보기를 보면, ‘동작 보증기간: 5년’ 이라는 표시을 볼 수 있습니다.
내장된 배터리로 5년간 동작하다면 어떻게 할까요?
배터리 소모는 예상과 다를 수 있기에, 모든 경보기 회사들이 고민하는 부분입니다. - 단점을 보완하는 방법
1에서 거론한 단점에 대한 보완을 제시하고자 합니다.
1) 철계열 문이나 벽에 대한 문제는 PLC(Power-line communication)로 해결할 수도 있습니다.
한때는 대안이 되었지만, 이 모듈에서 화재가 발생되고, 모듈이 파괴되는 경우가 많습니다.
다른 방법은 무선 중계기입니다.
수신하는 모듈의 안테나는 안쪽, 발신하는 모듈의 안테나는 바같쪽에 설치하는 방식입니다.
이 외에, 마당과 같은 공간이 있으면 마당에 있는 가로등에 중계기를 설치하는 방법도 있습니다.
2) R형 수신기에 있는 도통시험 기능을 이용하는 것입니다.
경보기의 동작상태를 수신기에서 체크하던지, 중계기를 통해 동작상태를 확인하는 방법입니다.
중계기는 건축물에 층이 나누어 진 경우, 층마다 설치하고, 이를 유선으로 수신기에 연결하는 것이 좋습니다. - 감지방법
법규집 보다, DIY 하는 사람들 사이에 알려진 것만 나열하겠습니다.
1) 차동식 열감지기 / 정온식 열 감지기
저렴하고 단순하지만, 일정 공간 내에 열이 축적되어야 하기에, 초기 감지가 힘듭니다.
특히 겨울에, 천장에 설치된 난방기기에 영향을 받습니다.
2) 이온화감지기: 방사선물질이 든 제품이 많아 구매하지 않기 바랍니다.
3) 연기감지기
저렴하고 단순하게 구현이 가능하지만, 제대로 구성하면 비싸집니다.
분진이나 가습기에 영향을 받습니다.
화재시 미세먼지가 발생되는 곳에 추천합니다.
4) 불꽃감지기
아주 고가이지만, 불꽃이 발생되지 않아야 할 곳에서 화재가 발생되면 즉각 감지합니다.
감지하는 각도가 있어 설치에 주의해야 합니다.
5) CO2 감지기
고가의 제품이고, 상시 전원이 별도로 필요합니다.
센서의 수명이 있어, 2년마다 교체하는 것이 좋습니다.
사람이나 동물이 많은 곳은 피해야 합니다.
하지만, CO2농도가 급격히 변화를 감지하기에, 불꽃없는 화재나 적재물이 많은 곳에 좋습니다.
현재 인증할 수 없는 감지기로 알고 있습니다(미국에서 판매 중).
6) IR+UV 감지기
고가의 제품이고, 상시 전원이 별도로 필요합니다.
불꽃감지기처럼 불꽃에 대하여 즉시 반응합니다.
태양광이나 형광등에도 반응을 할 수 있으니 설치할 때 주의해야 합니다.
7) 화상카메라 감지기
아주 고가이며, 설치의 난이도는 물론 유지하기 힘든 감지기입니다.
동작방법은 2가지로,
(1) 특정색이 많아지면 화재로 감지하는 방법
(2) 특정 공간이 기존 영상과 다른 경우 화재로 감지하는 방법
반응속도도 좋고, 오동작이 적습니다.
특히 일정 공간을 집중 감시, 또는 무시하도록 설정할 수 있습니다.
감시 시간도 설정할 수 있어, 요즘 IP CCTV에 옵션으로 내장되는 경우도 있습니다.
조명을 관리해야 하고, 전력 소모가 많고, 카메라 설치가 변경되면 재 설정을 해야 합니다.
카메라 모듈이 수명이 있어 자주 교체해야 합니다.
물론 인증된 제품은 없는 것으로 알고 있습니다. - 후속처리
소방법규에 필수가 아닌 곳에 사용하는 경보기이기에 화재가 감지되면 어떻게 할 것인가를 고민해야 합니다.
알람 발생, 신고 등입니다. - 설계에 주안점
1) 전원 : 12V / 24V / 36V 어느 것을 사용할 것인가? 아니면 Battery로 할 것인가?
2) 차폐가 되는 공간은 어떤 방식으로 통신할 것인가?
3) Battery 인 경우, 교체시기를 아는 방법과 교체가 용이해야 합니다.
4) 447MHz를 사용하는 제품 중, 충돌 방지, 주파수 혼선 시 재배당 기능이 있는 제품이 적습니다. - 제안합니다.
꼭 1개의 경보기만 설치하려고 하지 마십시오.
‘소방법에 준하여’ 라는 말은 최소한으로 하겠다는 것입니다.
감지기를 공간 특성에 맞추어 여러 개를 설치하는 것이 재산을 보호할 수 있습니다.
1년에 하루,이틀정도를 정해, 주방에 있는 경보기를 청소하거나 교체하여 주십시오.
보통 주방의 경보기를 연기감지기이기에, 먼지로 인하여 오동작이 많습니다.
청소할 때 화재가 발생된 것으로 감지되는 경우도 있으니, 주의하기 바랍니다.
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Hardware 구성
- 무선 선택
1) LoRa
2) WiFi
3) WiFi Mesh
1과 3인 상시 전원이나 배터리 전원으로 설계할 수 있습니다.
2는 상시 전원을 사용하도록 설계해야 합니다. - 센서
1) I2C 온도센서
2) CO2 센서
3) 먼지센서
4) Analog-Digital를 사용하는 센서
1과 4는 배터리 전원에서 사용할 수 있습니다.
2와 3인 상시 전원을 사용하도록 설계해야 합니다. - MCU
MCU는 ESP32 또는 ESP8266을 사용하겠습니다.
이 두 칩을 사용하는 모듈이 많이 판매되어, 굳이 PCB를 제작할 필요가 없습니다. - Battery
배터리 동작을 할 경우, 어떻게 모듈과 연결해야 할지 고려해야 합니다.
중국에서 나온 모듈들은 대부분 JST PH2.0을 많이 사용합니다. - 전원 모듈
‘후속처리’와 ‘설계에 주안점’을 고려하면 독립형으로 사용할 것인가? P형 수신기에 연결할 것인가?
P형 수신기를 사용할 경우에는 신호만, 또는 신호 + 전원을 사용할 것인가를 고민해야 합니다.
특히 전원을 사용할 경우, 무극성으로 설계해야 합니다.
상시 전원을 사용할 경우, 전원선이 문제가 됩니다.
USB Cable에는 5m짜리가 있기에 이를 이용하는 것이 좋습니다. - 중계기
… 고민 중 …(PLC? Dual MCU?)
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Firmware 개발
- Deep sleep을 사용할 것인가?
- 전원관리를 할 것인가?
- IoT 환경센서로 사용할 것인가?