조도레벨유지 조명자동화 (2)

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dali 모션 조도센서를 구입했습니다. 현재 피바로 홈센터의 조명 자동화 중 시간대별로 조명 레벨을 다르게 세팅하는 자동화에 대응하기 위해서 dali 조도센서에 있는 조도 레벨 유지 기능을 사용해 보고자 합니다.

저는 이 조도 레벨 유지가 뭔가 산업표준에서 근로자의 근무여건이나 상업시설에서의 일정 lux 이상 확보에 필요한 기능인가 싶었는데 지멘스의 영상을 보면 빌딩의 에너지 효율 측면에서 등급 기준을 위한 기능인 것 같더군요. 스마트홈 역시 편리함을 주된 목적으로 에너지 효율 측면도같이 고려하게 되는데 산업에서는 워낙 소비가 크니 에너지 소비 절감이 주된 목적이 아닐까 싶습니다.

자연광이 비교적 많이 들어오는 구역에선 인공조명의 레벨을 낮추고 적게 들어오는 구역에서 인공조명의 레벨을 올리는 좀 더 에너지 효율을 생각한 부분이군요.

일전에 피바로 홈센터 자동화로 조도 레벨 유지에 관한 글을 올렸었는데요 이 자동화 또한 주방에서 잘 사용하고 있었습니다. 밤에는 인공조명밖에 없으니 조도 변화가 크지 않아 단순히 조명 레벨로 제어하는 것과 다를 바 없지만 낮에는 자연광이 들어오고 구름 때문에 흐린 날도 있어서 일조량에 따라 계속해서 조명 레벨을 조절하게 됩니다.

조도 레벨 유지는 1%씩 일정하게 조명 레벨을 올리거나 내리면서 타겟 조도까지 맞추는 방법이 있을 텐데 굳이 복잡하게 조도 변화량을 미리 계산한 이유는 최대한 적은 리소스로 타겟 조도를 맞추려고 했습니다.

1%씩 증감하는 방식으로 구현할 경우 조도센서는 최소 리포팅 주기인 1초로 세팅하고 1초마다 1%씩 증감하는 방식으로 타겟 조도까지 접근할 수 있습니다. 1초마다 조명 레벨을 변경시키고 관련한 리포팅이 계속 올라오게 되겠죠 물론 타겟 조도가 맞춰진 이후에선 조명 레벨 명령은 사라지겠지만 조도 레벨은 계속해서 조금의 변화라도 있으면 리포팅이 올라오기 때문에 피바로 홈센터의 부하 측면에서 굳이 필요 없는 부하를 주고 싶지 않았습니다. 그리고 리포팅 주기가 짧아짐에 따라서 피바로 모션센서의 전원 유선 연결은 필수가 돼야 하는 부분도 있고요.

어차피 현재 조도에서 타겟 조도까지 1%씩 변경시켜 10% 변화가 필요한 상황이면 굳이 1%씩 올리지 말고 미리 10% 값을 계산해서 한 번에 조정하고 끝내자는 취지였습니다.

lunatone dali의 조도 레벨 유지 기능은 당연하겠지만 일정 퍼센트만큼 변경하면서 조도 레벨을 계속 확인해 타겟 조도를 찾아가는 방법과 동일합니다.

조도센서에는 CLC(Constant light control)와 light threshold control 두 가지 기능을 가지고 있습니다. CLC는 내가 타겟 조도만 설정하면 센서가 알아서 지정한 조명들을 제어해서 타겟 조도까지 접근하고 light threshold는 조도센서를 조건으로 하는 하나의 자동화 블럭씬과 비슷합니다. 조도가 얼마 이상일 땐 어떤 액션을 보내고 얼마 이하일 땐 어떤 액션을 보내고…

CLC에서는 타겟 조도를 dali 커맨드만으로 변경할 수 있습니다. 즉 내가 노브 스위치를 돌리거나 스위치를 눌러주기만 하면 타겟 조도를 변경할 수가 있어서 평상시엔 400lx 심야시간은 150lx 이런 식으로 세팅이 가능하니 피바로 홈센터의 자동화를 그대로 대체할 수 있었죠.

피바로 홈센터로 조도 유지 자동화를 만들어서 몇 개월 써본 결과 이 센서도 몇 가지 제약사항이 있을 것 같아 센서 구입 전에 미리 제조사 측에 어떤 로직으로 제어가 되는지를 문의했었는데요. 문제는 CLC 제어로직입니다. 현재 조도가 타겟 조도 보다 낮을 경우 1초에 한 번씩 up 커맨드가 보내지게 되고 반대로 높은 경우는 10초에 한 번씩 down 커맨드를 보내서 타 조도를 맞춘다고 합니다.

이 하나의 up/down 커맨드의 조작이 상당히 큽니다. dali 8비트로 표현할 수 있는 256중 대략 9~10 정도로 증감하기 때문에 조명 레벨 0~100까지를 25단계로 나눠서 조절한다고 생각하면 쉽습니다. up/down 커맨드가 경우에 따라서 2~3/256 정도로 조절되기도 하는데 만약 후자라면 그나마 조금 나은 상황이 되겠네요.

특히나 ltech dali의 디밍 커브에선 90% 이상의 레벨 구간은 거의 수직의 기울기를 갖고 상승하는데요. 이렇게 1조작 단위당 조도 변화량이 크다면 세세한 조도조절을 할 수가 없는 부분이 있습니다. 오버슈팅도 생길 수가 있겠죠. 또 허용오차 값을 설정할 수 없는 부분이라 계속해서 up/down을 반복해야 하는 상황도 생길 것 같습니다.

반면에 light threshold 같은 경우 조건에 따른 액션을 내가 지정이 가능하기 때문에 step up/down 커맨드를 설정할 수 있습니다. 이 커맨드는 1/256으로 증감하기 때문에 0~100을 256단계로 조절한다고 생각하면 좀 더 세세한 조도조절이 가능하겠죠. 허용오차도 설정이 가능합니다. 500lx 이상에선 step down, 490lx 이하에선 step up, 이런 식으로 대략 10lx 정도의 허용오차범위를 설정할 수 있게 되는 거죠.

문제는 이 모드에서는 조도 조건값을 dali 커맨드로 변경할 수가 없습니다. 즉 config 툴로 설정을 할 수밖에 없습니다. config 툴로 바꾸지 않는 이상 하나의 조건만을 사용할 수밖에 없죠. 이 부분은 config 툴로 조도 조건값을 변경시키면 전송되는 dali 커맨드 패킷을 따서 직접 보내볼까도 생각했었는데.. 워낙 패킷이 한 번에 다량으로 전송되기도 하고 혹여나 다른 문제가 있을까 해서 시도는 어렵지 않을까 생각합니다.

두 가지 모두 조금씩 문제점들이 있어서 상당히 아쉬운 부분이었습니다. CLC 모드에서 디밍 업 다운 커맨드를 사용자가 선택할 수 있었으면 그리고 반복 전송되는 시간까지 설정이 가능했으면 좀 더 세밀한 조도조절이 가능해서 좋았을 거라고 봅니다.

CLC의 허용오차를 설정할 수 없는 문제도 lunatone에서는 센서 자체의 데드타임과 히스테리시스 값을 설정하는 대안을 제시했지만 근본적인 해결책은 아니라고 보기 때문에… 아무튼 이 부분은 향후 업데이트에 고려해달라고 전달했고 관련 부서에 전달한다고는 합니다.

결국 뭔가 피바로 홈센터의 자동화처럼 유연하게 대처할 만한 부분들이 없다 보니 과연 실사 용이 가능할까 그냥 사지 말까 싶었지만 그래도 제가 생각했던 거와는 다르게 어찌어찌 잘 세팅하면 사용할 수 있지 않을까 싶은 마음에 구매를 하게 되었습니다.

주말동안 차차 한번 테스트 해보고 실제로 어떻게 작동되는지 영상을 찍을수 있으면 찍어보도록 하겠습니다.