스마트 홈을 위한 고급 멀티존 난방 제어 시스템

부품 및 소모품

프로젝트 소개

거실 단일 온도조절기로는 주방이 너무 덥거나 춥습니다. 상용 멀티존 컨트롤러(EvoHome 등)는 고가라, 아두이노 우노로 그 지능을 구현했습니다. 제 문제를 완벽히 해결했습니다.

주요 특징

• 핀 매핑과 존 수만 설정하면 됨
• 아두이노 우노로 최대 5개 바닥 난방 존 제어 가능
• 아두이노 메가 사용 시 존 수 거의 무제한

제어 대상

• 바닥 난방 펌프
• 모든 존을 하나의 온도조절기로 통합해 중앙 난방기(CV)에 전달
• 존별 밸브 개폐
• 워치독 타이머로 무정지 동작 보장

존별 개별 난방

• 존마다 온도조절기(서모스탯)로 난방 요청 감지
• 존마다 릴레이로 밸브 1개 이상 제어 (한 방에 여러 바닥 난방 그룹이면 밸브 병렬 연결)
• 편의성 증대 + 에너지 절약 (과열 방지)

펌프 제어 로직

• 난방 필요 시에만 펌프 가동 → 연간 100~200유로 전기세 절약 (80W 펌프 24/7 가동 대비)
• 난방 요청 없으면 36시간마다 8분 가동 (여름철 펌프 고착 방지)
• 밸브 열리는 시간(3~5분) 기다린 뒤 펌프 시작

바닥 난방 없는 방(라디에이터) 옵션 제어

• 라디에이터에 온도조절 노브가 있으면 차가운 방만 데워짐
• 제어 원하는 방에 서모스탯 추가, No_Zone 입력에 병렬 연결

참고 사항

• 모든 존을 제어할 필요 없음. 너무 덥거나 추운 존만 제어, 나머지는 수동 노브 사용
• 인터넷 연결 의도적으로 배제: 오작동 위험 증가, 원격 제어는 스마트 서모스탯으로 충분

코드

ProjectCV.ino (메인 스케치)

/* Floor Unit heating controller for multiple Rooms/Zones v1.0
 * Copyright: GPL-3.0 by Eric Kreuwels, 2017
 * Credits: Peter Kreuwels for use-case definitions
 * 테스트 전 실사용 검증 필수, 작성자 책임지지 않음 */

#include <avr/wdt.h> // Watchdog

// #define FAST_MODE // 테스트용: 루프 50배 속도, 실펌프 연결 시 주의!
#define VALVE_TIME 3000L        // 밸브 개폐 5분 (안전 마진)
#ifdef FAST_MODE
#define PUMP_MAINTENANCE_TIME 108000L  // 4분마다 유지보수 런 (테스트)
#else
#define PUMP_MAINTENANCE_TIME 1300000L // 36시간마다 유지보수 런 (실사용)
#endif
#define PUMP_ACTIVATION_TIME 5000L     // 펌프 가동 8분 (테스트 10초)
#define COOLDOWN_TIME 18000L           // 난방 후 30분 순환 (테스트 40초)

#include "./Devices.h"

struct Zone {
  String name;
  Valve valve;
  Thermostat thermostat;
};

////////////////////////////////////////////////////
// 설정 블록 - 핀 매핑 자유 변경 가능 (아두이노 우노 기준)
#define HEATER_PIN      4  // 중앙 난방기 서모스탯 입력 릴레이
#define FU_PUMP_PIN     5  // 바닥 난방 펌프 릴레이
#define LIVING_VALVE    7  // 존 1 밸브
#define KITCHEN_VALVE   6  // 존 2 밸브
#define DINING_VALVE    3  // 존 3 밸브
#define LIVING_THERMO   8  // 존 1 서모스탯
#define KITCHEN_THERMO  9  // 존 2 서모스탯
#define DINING_THERMO   11 // 존 3 서모스탯
#define NO_ZONE_THERMO  10 // 바닥 난방 없는 방 서모스탯 (옵션)
#define HEATING_LED     12 // 난방 중 켜짐, 쿨다운 시 깜빡임
#define INDICATION_LED  13 // 보드 동작 표시 (제거 시 IO 핀 확보 가능)

#define NR_ZONES 3
Zone Zones[NR_ZONES] = {
  {"Living Room", Valve(LIVING_VALVE, "Living Valve"), Thermostat(LIVING_THERMO, "Living Thermostat")},
  {"Kitchen Area", Valve(KITCHEN_VALVE, "Kitchen Valve"), Thermostat(KITCHEN_THERMO, "Kitchen Thermostat")},
  {"Dining Room", Valve(DINING_VALVE, "Dining Valve"), Thermostat(DINING_THERMO, "Dining Thermostat")}
};
// 설정 블록 끝
////////////////////////////////////////////////////

LED iLED(INDICATION_LED, "Indicator LED");
LED hLED(HEATING_LED, "Heating LED");
Manipulator CV(HEATER_PIN, "CV Heater");
Pump FUPump(FU_PUMP_PIN, "Floor Unit Pump");
Thermostat ZonelessThermo(NO_ZONE_THERMO, "Zoneless Thermostat");

void printConfiguration() {
  Serial.println("------ Board Configuration: ---------");
  iLED.Print(); hLED.Print(); CV.Print(); FUPump.Print(); ZonelessThermo.Print();
  for(int i=0; i0) cooldownCount--; return checkCoolDownNeeded(); }
  bool checkCoolDownNeeded() { return cooldownCount>0; }
  void Print() {
    switch(_State) { case idle: Serial.print("idle"); break; case on: Serial.print("on"); break; case cooldown: Serial.print("cooldown"); break; }
  }
};

State CVState;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  printTimeStamp(); Serial.print(": ");
#ifdef FAST_MODE
  Serial.println("CV Zone Controller started in TestMode!\n - Board time runs ca 50 times faster\n - Pump maintenance cycle runs ever 4 minutes instead once per 36 hours");
#else
  Serial.println("CV Zone Controller started. Time stamps (dd:hh:mm:ss)");
#endif
  Serial.println(" - Time stamps format (dd:hh:mm:ss)");
  printConfiguration();
  wdt_enable(WDTO_1S); // 워치독 1초
}

void loop() {
#ifdef FAST_MODE
  delay(2); // 테스트용 50배 속도
#else
  delay(100); // 정상: 초당 약 10루프
#endif
  iLED.Alternate(); // 생존 표시
  FUPump.Update();
  for(int i=0; i

Devices.h (디바이스 헬퍼 클래스)

// IODevice, Thermostat, Manipulator, Valve, Pump, LED 클래스 정의
// 루프에서 Update() 호출로 밸브/펌프 전환 시간 관리
// 워치독, 디바운싱, 상태 전환 로직 내장

전체 코드는 원문에서 다운로드 가능합니다.

회로도

펌프, 밸브, 서모스탯, LED 상세 배선도

여러 컨트롤러 캐스케이드 연결 예시 (층별 컨트롤러)

시리얼 모니터 실제 로그 예시 (밸브 개방 후 5분 뒤 펌프 시작 등 지연 확인 가능)

로그 예시 다운로드

수어 인식을 위한 스마트 제스처-텍스트 장갑 아두이노와 LED 매트릭스로 만드는 정밀 새해 카운트다운 디스플레이