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지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템

부품 및 소모품

부품 수량
Arduino UNO 1
점퍼 와이어 (일반) 1
PIR 모션 센서 (일반) 2
12V 파워 릴레이 (4PDT) 1
12V SMPS 1
Seeed Grove 2채널 SPDT 릴레이 1
5V SMPS 1
토글 스위치 (On)-Off-(On) 1
Raspberry Pi 3 Model B 1
Raspberry Pi Camera Module V2 1
Micro SD 카드 1
Micro-USB to USB 케이블 1
히트싱크 1
1HP 워터 펌프 1
스틸 박스 파이프 (프레임용) 1
물탱크 (200L) 1
PVC 플라스틱 파이프 (배관용) 1
4웨이 포거 (안개 분사 노즐) 1
배너 플렉스 (커버용) 1
티 조인트, 마이크로 튜빙, 월 픽스 램프, 엘보 등 배관 부속 각 1
케이블 타이 1

필요 도구 및 기계

앱 및 온라인 서비스

프로젝트 소개

소개

스마트 방역 및 위생 터널은 약 15초 만에 터널을 통과하는 사람에게 최대 보호 기능을 제공하도록 설계되었습니다. 이는 코로나19와의 싸움에서 지역사회에 도움을 줄 수 있습니다.

이 프로젝트의 주된 아이디어는 코로나19 확산을 방지하려는 터널을 만드는 것입니다. 이 터널은 0.4% 차아염소산나트륨(NaOCl)과 물(H2O) 혼합 용액을 사용하며, 비휘발성이라 오랜 시간 살균력을 유지하고 표면을 소독합니다.

이 터널은 12시간 만에 제작되었으며, 단 15초 만에 사람 전체를 머리부터 발끝까지 소독합니다. 사용 용액은 인체에 무해합니다*. 총 비용은 약 ₹30,000 또는 $400 (수정됨).

지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템
지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템

설치 추천 장소

작동 원리

터널 양쪽에 1HP 워터 펌프를 설치해, 탱크에서 0.4% 차아염소산나트륨 용액(100리터 물 기준)을 고압 배관으로 보냅니다. 자동 모드로 진입자 감지 시 펌프가 15초간 작동해 사람이 통과하는 동안 분무하고, 사람이 없으면 펌프를 꺼 물과 전기를 절약합니다. 미세 안개 소독제는 공기, 노출된 피부, 의복을 소독해 최소 60분간 세균 감염을 예방합니다(추정치*).

지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템

터널 옆에 200리터 용액 탱크와 고압 배관용 펌프가 위치합니다. 계산상 용액은 8~10시간 사용 가능. 입구 위 모션 센서로 소독제 절약(진입자 수에 따라 달라짐**)

지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템

플로우 다이어그램

지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템

하드웨어 설정

금속 프로파일로 접이식 프레임 제작(이동 및 보관 용이). 커버는 옥외 광고용 배너 플렉스 사용, 플라스틱 타이로 간편 고정.

지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템

3D 모델: https://skfb.ly/6RGvZ

지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템
지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템
지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템

내부에는 4개의 4웨이 포거가 연결된 고압 파이프라인이 있습니다. 안개는 옷에 자국을 남기지 않으면서 들어오는 사람을 완전히 감싸고, 옷 주름 등 닿기 힘든 곳의 바이러스도 파괴하며 퇴장 후 일정 시간 보호 효과가 지속됩니다.

인증된 소독 용액 사용 (인증서 첨부).

지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템

4웨이 포거 사양

지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템
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Arduino 준비

워터 펌프는 적외선 감지로 작동합니다. 인체가 모션 센서 근처에 오면 인체에서 반사된 적외선을 센서가 감지해 HIGH 신호를 출력합니다. Arduino가 HIGH를 읽으면 릴레이 모듈에 HIGH를 보내 릴레이 ON → 파워 릴레이 ON → 워터 펌프 15초 작동(변경 가능). LOW 읽으면 펌프 OFF.

정확도 향상을 위해 PIR 센서 2개 사용: 둘 중 하나라도 모션 감지 시 15초간 릴레이 ON.

워터 펌프가 16A 정격이어서 5V 릴레이(최대 10A) 직접 제어 불가. 5V 릴레이 모듈로 12V 파워 릴레이를 제어하는 2단 구성 사용.

지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템

Arduino 코드

/* Smart Disinfection and Sanitation Tunnel */
int relayPin = 12;
int inputPin = 2;
int inputPin2 = 3;
int pirState = LOW;
int val = 0;
int val2 = 0;

void setup() {
  pinMode(relayPin, OUTPUT);
  pinMode(inputPin, INPUT);
  pinMode(inputPin2, INPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  val = digitalRead(inputPin);
  val2 = digitalRead(inputPin2);
  if (val == HIGH || val2 == HIGH) {
    digitalWrite(relayPin, HIGH);
    if (pirState == LOW) {
      Serial.println("Motion detected!");
      delay(15000);
      pirState = HIGH;
    }
  } else {
    digitalWrite(relayPin, 0);
    if (pirState == HIGH) {
      Serial.println("Motion ended!");
      pirState = LOW;
    }
  }
}
지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템

Raspberry Pi 3 준비 (선택 사항)

데이터 분석 및 정확한 이용자 수 카운트가 필요할 경우 구현. PIR/초음파 센서 등 물리적 센서로도 가능하지만, 머신러닝 모델(OpenCV, Python)로 인체 감지해 로그 저장 및 앱 연동하는 방식이 더 정밀하다고 판단.

Pi Camera 연결

  1. Raspberry Pi 전원 끄기
  2. USB 모듈과 HDMI 모듈 사이의 카메라 모듈 위치
  3. 검은 플라스틱 클립 위로 당겨 해제
  4. 리본 케이블 삽입 (금속 접점이 이더넷/USB 포트 반대 방향)
  5. 클립 잠금
지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템
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Pi Camera 활성화

  1. sudo raspi-config 실행
  2. Interfacing Options (4번) → Enable Camera (5번) → ENABLE 선택
지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템
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Pi Camera 테스트

VNC Viewer로 접속 후 raspistill -v -o test.jpg 실행. 화면에 카메라 영상이 렌더링되면 정상.

지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템

OpenCV 설치

이 링크 따라 설치.

Python 코드 (main.py)

import cv2.cv as cv
from datetime import datetime
import time, sys, datetime
count = 0

class MotionDetector():
    def __init__(self, ceil=8, doRecord=True, showWindows=True):
        # 초기화 코드 생략 (원본 참조)
        pass
    
    def run(self):
        global count
        started = time.time()
        while True:
            curframe = cv.QueryFrame(self.capture)
            instant = time.time()
            self.processImage(curframe)
            if not self.isRecording:
                if self.somethingHasMoved():
                    self.trigger_time = instant
                    if instant > started + 5:
                        print "Human Detected"
                        count += 1
                        print(count/2)
                        # out.txt, log.txt에 기록
                        if self.doRecord:
                            self.isRecording = True
            else:
                if instant >= self.trigger_time + 10:
                    print "Stop recording"
                    self.isRecording = False
                else:
                    # 프레임에 타임스탬프 기록 및 비디오 저장
                    pass
            if self.show:
                cv.ShowImage("Image", curframe)
            cv.Copy(self.frame2gray, self.frame1gray)
            c = cv.WaitKey(1)
            if c == 27 or c == 1048603:
                break
    
    def processImage(self, frame):
        # 그레이스케일 변환, 프레임 차분, 블러, 모폴로지, 임계값 처리
        pass
    
    def somethingHasMoved(self):
        # 검은 픽셀 비율로 움직임 판별
        pass

if __name__ == "__main__":
    detect = MotionDetector(doRecord=False)
    detect.run()

다운로드: 코드 파일

실행: python main.py. 화상에 이미지 표시, 터미널에 인원 수 카운트 출력.

지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템
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데스크톱/앱용 대시보드 생성

1단계: Apache 설치

sudo apt install apache2 -y

2단계: PHP 설치

sudo apt install php libapache2-mod-php -y

대시보드 파일 다운로드 및 압축 해제:

cd /var/www/html
wget "https://hacksterio.s3.amazonaws.com/uploads/attachments/1097966/Dashboard.zip"
sudo apt-get install unzip
unzip Dashboard.zip

브라우저 새로고침 후 대시보드 확인.

지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템
지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템

Raspberry Pi를 무선 액세스 포인트로 설정

공식 가이드 참조. SSID: SanitizingTunnel, 비밀번호: SecretPassword

지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템

모바일 앱 개발

Android 앱

전제: Android Studio. 소스 코드 다운로드 후 라즈베리파이 IP 주소 등 자격 증명 수정.

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iOS 앱

전제: XCode. 소스 코드 다운로드 후 자격 증명 수정.

지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템

사용 화학 용액

방역 터널은 물 100리터당 0.4% 차아염소산나트륨 용액을 사용합니다.

지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템

업데이트 - 유해 화학물질 사용 지적 댓글이 많아 공급업체 확인 결과, 사용 화학물질은 Raman & Weil Pvt. Ltd 제품으로 Bode Chemie Germany의 코로나19 효능 인증 선언서를 보유하고 있습니다.

공식 링크: 인증서 PDF

지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템

종합 테스트

최종적으로 터널 전원 투입 후 모든 루틴과 앱 작동 확인.

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비용 내역

지능형 방역 터널: 다중 이용 시설용 자동 소독 시스템

상세 시트: Google Sheets

코드

GitHub: https://github.com/yugn27/Smart-Disinfection-and-Sanitation-Tunnel

커스텀 파트 및 인클로저

smart_disinfection_and_sanitation_tunnel_prlFu8ZRXO.3mf

회로도

Fritzing 파일: smart_disinfection_and_sanitation_tunnel_Zkb20Q5S2B.fzz

제조공정

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