Home IoT Hub Series · 08

[8편] 보일러가 실제로 도는지 배관 온도로 확인하자 - 난방·온수 DS18B20 모니터링

DS18B20은 OneWire 버스 하나에 여러 개를 병렬로 연결할 수 있습니다. 이 특징을 활용해 보일러 배관 온도(5번 Boiler)와 온수 배관 온도(17번 Hot Water)를 한 번에 측정합니다.

준비물과 가격

핀 연결

두 DS18B20의 리드선을 같은 색끼리 묶어서 D1 Mini에 연결한다. OneWire 버스 하나에 여러 장치를 병렬로 붙이는 구조다.

전체 코드

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ESP8266HTTPClient.h>
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>

const char* ssid     = "IoT_Hub_Net";
const char* password = "iothub1234";
const char* hubURL   = "http://192.168.1.1";

#define ONE_WIRE_BUS 5
#define INTERVAL     15000

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  sensors.begin();

  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, password);
  Serial.print("Connecting to IoT_Hub_Net");
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500); Serial.print("."); }
  Serial.println("\nConnected! " + WiFi.localIP().toString());
}

void loop() {
  sensors.requestTemperatures();

  // 인덱스 0 = 먼저 인식된 센서, 1 = 나중에 인식된 센서
  // 둘 중 어느 게 보일러고 어느 게 온수인지는 온도값으로 구분한다
  float t0 = sensors.getTempCByIndex(0);
  float t1 = sensors.getTempCByIndex(1);

  // 더 뜨거운 쪽이 보일러(난방 배관), 덜 뜨거운 쪽이 온수
  float boiler = (t0 > t1) ? t0 : t1;
  float hotWater = (t0 > t1) ? t1 : t0;

  if (boiler < -50 || hotWater < -50) {
    Serial.println("Sensor error, retry...");
    delay(2000); return;
  }

  Serial.printf("Boiler: %.1f C, HotWater: %.1f C\n", boiler, hotWater);

  WiFiClient client; HTTPClient http;
  String url = String(hubURL) + "/set?no5=" + String(boiler)
             + "&no17=" + String(hotWater);
  http.begin(client, url);
  int code = http.GET(); http.end();
  Serial.print("HTTP "); Serial.print(code);
  Serial.print(" -> "); Serial.println(url);
  Serial.println();

  delay(INTERVAL);
}

업로드 및 확인

시리얼 모니터에 Boiler: 45.0 C, HotWater: 38.5 C 출력, 두뇌 OLED 5번 Boiler, 17번 Hot Water 확인.

시리얼 모니터

업로드가 끝나면 Arduino IDE의 툴 → 시리얼 모니터를 열고 보드레이트를 115200으로 맞춥니다. 다음은 정상 동작을 확인하기 위한 시리얼 모니터 출력 예시입니다. 이 로그는 실제 캡처가 아니라, 난방 배관과 온수 배관 온도가 5번·17번 슬롯으로 들어가는지 확인하는 예시입니다.

[BOOT] Home IoT Node #08 - Boiler and hot-water pipes
[1-WIRE] boiler sensor OK, hot-water sensor OK
[SENSOR] boiler_pipe=43.7C hot_water_pipe=51.2C
[FILTER] thermal_lag=stable, offset=0.0C
[HTTP] GET /set?no5=43.7&no17=51.2
[HUB] 200 OK - slots no5/no17 updated
[STATE] heating=ON, hot_water=ON

• Connected 또는 connected가 보이면 Wi-Fi 연결 단계는 통과한 것입니다.
• HTTP 200 또는 200 OK가 보이면 두뇌 서버에 값이 전달된 것입니다.
• 값이 갱신되지 않으면 먼저 URL의 슬롯 번호와 센서 배선을 함께 확인합니다.

안 될 때 체크포인트

현장 추가 체크포인트

이 노드는 코드만 보면 짧아 보일 수 있지만, 실제 집에 붙이면 센서 위치·전원·무선망·노이즈 때문에 값이 쉽게 흔들립니다. 아래 항목은 두뇌 서버에 잘못된 판단 근거가 들어가지 않도록 현장에서 먼저 점검할 내용입니다.

다음 글 예고

가스레인지 사용 감지는 열전대를 화구 근처에 설치해 요리 중인지 판별하는 구성입니다.

보일러 + 온수 배관 온도로 무엇을 할 수 있나

DS18B20 두 개를 하나의 OneWire 버스에 물려 보일러 난방수 배관과 온수 배관 온도를 동시에 읽으면, 단순한 숫자를 넘어 집 안 에너지 흐름을 실시간으로 파악할 수 있습니다.

활용 방안

• 보일러 가동 확인: 배관 온도가 5~10분 안에 40℃ 이상으로 오르면 정상 점화, 그대로면 점화 실패나 가스 차단을 원격에서 감지합니다.
• 난방·온수 효율 분석: 입수관과 출수관의 온도차(ΔT)를 기록하면 보일러가 실제로 물을 얼마나 데우는지, 순환이 원활한지 판단할 수 있습니다.
• 동파 예방 경보: 실외 배관 온도가 3℃ 밑으로 떨어지면 스마트폰 알림을 보내 미리 온수를 흘리거나 보일러를 켜도록 합니다.
• 외출모드 난방 점검: 외출 중에도 배관이 얼지 않을 최소 온도를 유지하는지 확인하고, 필요할 때만 잠깐 가동해 낭비를 줄입니다.
• 가스요금 절감: 온수 배관이 이미 뜨거운데 재가동되는 낭비, 야간 과열 난방 등을 데이터로 찾아 설정을 조정하면 겨울 요금이 눈에 띄게 줄어듭니다.

추천 설치 장소

• 배관 표면 밀착: 센서 금속면에 열전도 그리스를 얇게 바르고 알루미늄 테이프로 배관에 눌러 붙인 뒤, 그 위를 단열 테이프로 감싸 실내 공기 영향을 차단합니다.
• 입수·출수관 구분: 보일러 몸체에서 나가는 관(출수·뜨거움)과 돌아오는 관(입수·미지근)에 각각 부착해 ΔT를 계산합니다.
• 실외 동파 지점: 계량기함, 외벽을 타고 오르는 노출 배관, 보일러실 찬 구석 등 가장 먼저 어는 곳에 실외 센서를 둡니다.

실전 팁·주의점

• 표면온도 오차: 배관 표면온도는 내부 물 온도보다 보통 3~8℃ 낮게 읽힙니다. 절대값보다 변화 추세와 ΔT로 판단합니다.
• 다중센서 주소 구분: 두 센서는 각자 고유 64bit 주소가 있으므로, 설치 전 하나씩 연결해 주소를 기록하고 코드에서 "보일러/온수"로 라벨링합니다.
• 케이블 내열: 온수관은 60℃를 넘기 쉬우므로 일반 PVC 피복 대신 실리콘·테프론 내열 케이블을 쓰고 배관 밀착부 결선을 깔끔히 마감합니다.
• 단열 마감: 센서 위 단열이 부실하면 실내 온도에 끌려가 값이 흔들립니다. 최소 2~3겹 감아 안정시킵니다.

자주 묻는 질문

• Q. 배관을 뜯지 않고 표면에만 붙여도 쓸모가 있나요? 네. 절대 온도가 조금 낮게 나올 뿐, 가동·정지 판단과 ΔT 분석에는 표면 부착만으로 충분합니다.
• Q. 두 센서가 값이 뒤바뀌어 나옵니다. 코드에서 주소 매핑이 반대일 가능성이 큽니다. 한쪽을 손으로 데워 어느 라벨이 오르는지 확인해 주소를 교정합니다.
• Q. 실외 센서 방수는 어떻게 하나요? 스테인리스 방수형 DS18B20을 쓰고, 케이블 인입부는 열수축 튜브와 부틸 테이프로 이중 방수하면 겨울 내내 안정적입니다.