PIR 모션센서 VS mmWave 재실센서 차이 및 추천
스마트 홈의 조명 자동화에서 빠질 수 없는 PIR 센서와 mmWave 센서의 차이점과, 구입할 때의 유의 사항, 추천 제품을 적습니다. 흔히 "모션 센서", "재실 센서"라고 부릅니다.
요약하자면, 움직이는 사람을 감지하는 건 저렴한 PIR 센서로 충분하고, 가만히 있는 사람을 감지하는 건 가격이 조금 더 높은 mmWave 센서를 쓰는 게 좋습니다.
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◆ 0. 제품 요약 먼저
추천 제품을 찾아 오신 분들을 위해 요약을 먼저 합니다. 연결 방식에 대해서는 스마트홈 입문 글(링크)을 참고하시기 바랍니다.
- 재실 센서의 목적이 대부분 조명 자동화이기 때문에, 허브는 있다고 가정합니다.
- 제조사를 감추는 제품은 제외했습니다. 제조사를 밝히지 않는 제품은 신뢰할 수 없습니다. tuya는 제조사가 아니라 스마트 홈 플랫폼입니다. 'tuya 센서'는 '구글 홈 센서'와 비슷한 의미입니다.
▶ mmWave 센서
- 아카라 FP300: mmWave / 무선 / 지그비 or 매터 오버 스레드 둘 다 가능 / 가격이 높지만, 가격이 높을 만한 이유가 있다는 평가를 받는 제품입니다. 지그비로 사용하면 기능이 굉장히 많습니다.
- Meross MS600: mmWave / 유선 / 매터 오버 와이파이 / 한국의 중소 유통업체가 수입하여, 네이버 스토어에서 "메로스 레이더 재실센서"라는 이름으로 판매 중입니다. 알리익스프레스에서 직구도 가능하지만, 국내 유통 가격과 비슷합니다. 가격 대비 괜찮다는 평입니다. 제조사 앱을 통해 상세 기능도 이용 가능합니다. 상세한 설정도 가능합니다.
- Meross MS605: mmWave / 무선 / 매터 오버 스레드 / 알리 직구 / MS600과 같은 회사의 무선 센서입니다.
- Sonoff SNZB-06P: mmWave / 유선 / 지그비 / 알리 직구 / 저렴한 만큼 기능은 적지만, 인식 자체는 잘 된다는 평가가 많습니다. 다만 세부 기능이 적어서, 화장실 같이 변수가 많은 공간에는 사용이 어려울 수 있습니다.
▶ PIR 센서
- 이케아 뮉스프라위: PIR / 무선 / 매터 오버 스레드 / 기능이 많지는 않지만, 구하기 쉬운 AAA 건전지를 사용하고 인식은 민감하게 잘 됩니다 (리뷰 링크).
- 아카라 모션 센서 T1: PIR / 무선 / 지그비 / 가격이 할인 기준 2만원을 살짝 넘습니다. 하지만 크기가 매우 작아서 설치가 쉽고, 인식 시간 설정을 마음대로 할 수 있습니다. / 아카라 모션센서 P2는 매터 스레드·지그비를 선택하여 쓸 수는 있지만, 기능에 비해 가격이 너무 높습니다.
▶ 알리에서 판매되는 tuya 제품
- tuya는 제조사가 아니라 스마트홈 플랫폼입니다. 'tuya 센서'라는 건 '애플 홈 센서'처럼 연결 플랫폼만 적어 둔 것입니다. 제조사 정보가 없기 때문에 같은 이름으로 판매되어도 판매 페이지마다 제품이 다를 수 있습니다. 따라서 전적으로 해당 페이지의 리뷰를 참고하여 구입해야 합니다.
- 초기에는 괜찮은 물건을 팔다가 나중에 물품이 바뀌는 경우도 있습니다. 쿠팡 로켓배송과 마찬가지입니다. 즉 가격이 저렴한 대신 약간의 모험을 해야 합니다.
◆ 1. PIR 센서의 원리와 장단점
PIR 센서는 Passive Infrared sensor, 즉 수동형 적외선 감지기입니다. 복도나 집안 현관문에서 많이 보셨을 것입니다.
- 수동형(Passive): 센서에서 뭔가를 쏘는 것이 아니라, 다른 곳에서 날아오는 것을 감지하기만 한다는 뜻입니다. 따라서 전기를 적게 사용합니다.
- 적외선(Infrared): 절대온도 0도(0 Kelvin) 이상의 모든 물체는 적외선 형태의 복사 에너지를 방출합니다. 사람의 체온은 보통 36.5도이며, 9~10마이크로미터 파장의 적외선을 방출합니다. 이것을 감지합니다.
▶ 감지 원리
- 1. 평상시: 센서가 감시 범위 내의 배경 온도(벽, 가구 등)에서 나오는 적외선 양을 기억하며 평형 상태를 유지합니다. 볼록한 프레넬 렌즈(Fresnel Lens)가 적외선을 모아 센서가 이를 감지합니다.
- 2. 움직임 발생: 사람이나 동물이 센서 앞을 지나가면 사람의 몸에서 나오는 적외선이 센서에 닿습니다. 히터의 온풍, 에어컨의 냉풍, 사람이 아닌 동물의 움직임에 의해 변화가 생기는 것도 감지합니다.
- 3. 전압의 변화: 센서 내부의 소자가 갑작스러운 적외선 에너지의 변화를 감지하면 미세한 전압 차이를 발생시킵니다.
- 4. 신호 출력: 이 전압 차이를 증폭하여 "움직임이 있다"는 전기 신호로 변환합니다.
→ 이렇게 '움직임'이 있어야 감지 가능하기 때문에, 흔히 모션 센서(Motion Sensor)라고 부르는 경우가 많습니다.
▶ 장점
- 1. 수동형 센서이기 때문에 전력 소비가 매우 적습니다. 아래에서 소개 드릴 mmWave 센서는 전파를 쏘는 방식이기 때문에 전력 소모가 더 큽니다.
- 2. 전력 소모가 적어서 배터리 무선 제품이 많습니다. 그래서 위치 선정이 쉽습니다.
- 3. 가격이 저렴합니다. 부품 자체가 mmWave 센서에 비해 덜 필요하기도 하고, 기술적으로 복잡하지 않아 만들기 쉽습니다.
▶ 단점
- 1. 가만히 있는 상태는 감지하지 못합니다. 가장 큰 단점인데, 적외선의 '변화'를 감지하는 센서이기 때문입니다. 변화가 없는 상태가 일정 시간 지속되면 "움직임이 없다"라고 판단합니다. 즉 화장실에서 가만히 앉아 있으면 사람이 없다고 보고 조명을 끌 수도 있습니다.
- 2. 적외선은 굉장히 많은 장애물에 막히기 때문에 센서 위치를 잡기 쉽지 않습니다. 나무, 콘크리트는 물론이고 유리도 통과를 못합니다. 그래서 아래의 mmWave 센서처럼 숨겨서 설치하기는 어렵습니다. 대신 이 점을 이용해서, 센서 앞에 투명 테이프만 붙여도 센서의 감지 각도를 줄일 수 있습니다.
- 3. 두꺼운 옷도 통과를 못합니다. 야외나 현관 같은 곳에서 문제가 되는데, 몸에서 방출되는 적외선이 두꺼운 옷에 가려져서 인식률이 낮아집니다. 겨울에 옷과 모자, 장갑, 목도리, 마스크 등으로 중무장하고 안경까지 쓰면 적외선 방출량이 굉장히 적어집니다. 그 상태에서 느리게 움직이면 센서가 인식하기 어렵습니다.
- 4. 여름에 기온이 체온과 비슷해져도 인식률이 낮아집니다.
단점에도 불구하고 많이 사용되는 것은 역시 저렴하기 때문입니다. 단점을 여럿 적기는 했지만, 실내 복도처럼 사람이 움직이면서 지나가는 곳에 설치하면 큰 문제는 없습니다.
◆ 2. mmWave 센서의 원리와 장단점
mmWave (millimeter wave)는 파장의 길이가 1mm ~ 10mm 사이인 전자기파를 의미합니다.
- 능동형(Active): 위의 PIR 센서와는 달리 전파를 직접 쏘고, 그것이 반사되어 다시 센서로 돌아오는 것을 감지하여 작동합니다.
- mmWave: 일반적으로 24~60GHz 정도의 전자기파를 이용하는데, 주파수가 높을수록 파장이 짧아집니다. 파장이 짧을수록 직진성이 강하고, 아주 미세한 움직임을 잡아낼 수 있는 '해상도'가 높아집니다. 참고로 FM 라디오 전파의 주파수가 약 100MHz 정도이고 파장이 약 3m입니다.
▶ 감지 원리
- 1. 전파 발사: 센서가 공중으로 미세한 밀리미터파 전파를 계속해서 쏩니다.
- 2. 반사 및 수신: 전파가 물체(사람, 벽 등)에 부딪혀 되돌아오면 이를 수신합니다.
- 3. 데이터 분석: 나간 전파와 돌아온 전파의 시간 차이, 주파수 변화, 위상 차이를 계산합니다.
- 4. 정보 추출: 이 계산을 통해 물체까지의 거리, 속도, 정확한 위치를 알아냅니다.
→ 이렇게 '방에 존재하는 것' 자체만으로도 감지를 할 수 있기 때문에 '재실 센서 (Presence Sensor)'라고 부르는 경우가 많습니다.
- 다만 이를 노려 고감도 PIR 센서를 '재실 센서'라고 판매하는 경우도 있습니다. 법적인 용어는 아니기 때문에 구입할 때 유의해야 합니다. 단어 자체보다는 PIR식인지, mmWave식인지를 확인하는 것이 좋습니다.
▶ 장점
- 1. 미세한 움직임까지 감지: 주파수가 매우 높고, 파장이 매우 짧기 때문에 아주 작은 움직임까지 감지할 수 있습니다. 화장실 변기나 침대에서 가만히 있어도, 호흡에 의한 흉부의 미세 움직임까지 감지합니다.
- 2. 투과 능력: 얇은 벽, 유리창, 플라스틱, 옷 등을 투과하여 그 너머에 있는 사람을 감지할 수 있습니다. 그래서 천장 안에 센서를 숨겨 놓기도 합니다. 겨울에 두꺼운 옷으로 중무장해도 인식 가능합니다.
- 3. 정밀한 구역 설정 가능: "센서로부터 1.5m ~ 3m 사이에 있는 움직임만 감지해라"와 같은 정교한 설정이 가능합니다. 물론 그런 기능을 지원하는 좋은 센서를 사용해야 가능합니다.
▶ 단점
- 1. 미세한 움직임까지 감지: 너무 민감한 움직임까지 감지해서 아쉬울 때도 있습니다. 화장실 조명 자동화를 위해 mmWave 센서를 설치하면 환풍기나 변기 물에 반응하기도 합니다. 방에 설치하면 컴퓨터 쿨링팬, 선풍기의 미세한 진동에도 반응합니다.
그래서 좋은 센서는 공간 학습(Spatial Learning)을 제공하여, 해당 위치의 움직임에 대해서는 감도를 낮출 수 있는 기능을 제공합니다.
- 2. 높은 전력 소모: 대부분의 PIR 센서는 배터리 무선입니다. 잘 만든 제품은 코인 배터리로도 5년씩 쓸 수 있습니다. 하지만 mmWave 센서는 직접 전파를 쏘아야 하고, 반사된 전파를 분석도 해야 하기 때문에 배터리를 더 많이 소모합니다. 그래서 유선 제품이 많고, 무선인 경우 더 큰 배터리를 사용해도 2~3년 정도만 사용 가능합니다.
- 3. 유선 제품이 많음: 높은 전력 소모 때문에 유선 제품이 많습니다. 그래서 위치 선정이 어려울 수 있습니다.
- 4. 가격이 높음: PIR 센서에 비해 부품도 많이 들어 가고, 만들기도 어렵습니다.
가격이 높다는 단점에도 불구하고, 미세한 움직임도 인식 가능하다는 독보적인 장점이 있기 때문에 수요가 있습니다.
◆ 3. 설치 시 유의할 점
설치할 때는 센서의 단점을 보완할 수 있는 위치와 각도를 선택합니다.
▶ PIR 센서
- 1. 횡단 감지: PIR 센서는 가까워지거나 멀어지는 움직임보다, 가로질러 가는 움직임에 더 민감하게 반응합니다. 따라서 지나가는 방향의 옆에 설치하는 것이 좋습니다.
- 2. 열원 회피: PIR 센서는 열이 발생하는 곳의 적외선 변화를 감지합니다. 따라서 히터, 실외기, 컴퓨터 쿨링팬 근처 등 열이 발생하는 곳은 피하는 것이 좋습니다.
- 3. 사각지대: 적외선은 통과하지 못하는 물질이 많습니다. 유리, 나무 같은 것도 통과를 못 합니다. 따라서 이런 물체에 가려지는 곳은 피하는 것이 좋습니다.
▶ mmWave 센서
- 1. 움직이는 물체: mmWave 센서는 매우 작은 움직임도 감지합니다. 환풍기·선풍기·쿨링팬·세탁기·냉장고·에어컨처럼 모터가 있어서 미세하게 계속 흔들리는 물체는 특히 피하는 것이 좋습니다. 변기 물이나 커튼처럼 특정 상황에서 움직이는 물체도 마찬가지입니다. 피할 수 없다면 공간 학습 기능이 있는 센서를 이용하여 보완할 수는 있지만, 각도 조절로 해결할 수 있다면 그 방법이 제일 확실합니다.
- 2. 투과성: mmWave는 적외선에 비해 투과성이 좋기 때문에, 얇은 벽이나 나무 문·유리 너머에서 움직이는 것도 일부 감지할 수 있습니다. 역시 감지 거리 조절이 가능한 센서를 이용하면 보완이 가능하지만, 각도 조절로 해결할 수 있다면 더 좋습니다.
- 3. 설치 높이와 각도: 방 전체를 감지한다면 천장 구석에서 아래를 바라보도록, 반려 동물을 피해야 한다면 약간 낮은 곳에서 위를 바라보도록 설치합니다.
- 4. 확실하게 고정: 미세한 움직임도 감지하는 mmWave 센서의 특성상, 센서 자체가 흔들리면 움직임이 있는 것으로 감지할 수 있습니다. 따라서 흔들림이 없는 곳에 설치합니다.
◆ 4. 구입 시 살펴볼 점
'모션 센서 (Motion Sensor)', '재실 센서 (Presence Sensor)' 같은 용어는 법적인 것이 아니기 때문에, 판매자가 소비자를 속이기 위해 PIR 센서를 '재실 센서'라고 이름 붙여 팔기도 합니다. 따라서 구입할 때 꼼꼼히 살펴 보아야 합니다.
▶ 1. PIR 방식인지 mmWave 방식인지 찾기: 가장 핵심인 부분입니다. PIR 센서는 아무리 감도를 올려도 mmWave 센서처럼 미세한 움직임을 감지할 수는 없습니다. mmWave 센서는 숨만 쉬어도 감지 가능합니다.
▶ 2. 계속 움직이는 곳에 설치할 것인지, 아니면 사람이 멈춰서 가만히 있는 경우가 많은 곳에 설치할 것인지 판단합니다. 복도처럼 서 있는 경우가 적은 곳에는 저렴한 PIR 센서를 설치해도 괜찮고, 화장실처럼 가만히 있는 일이 많은 곳에서는 mmWave 센서를 설치하는 것이 좋습니다.
▶ 3. 조도 센서, 온습도 센서 등이 함께 있는지 살펴 봅니다.
- 조명 자동화에 사용한다면 밝은 곳에서는 불을 켤 필요가 없기 때문에 조도 센서가 함께 있으면 좋습니다. 조도 센서는 함께 있는 경우가 많습니다.
- 화장실에서 사용한다면 온습도에 따라 환풍기 작동 여부를 설정할 수도 있습니다. 다만 온습도 센서는 저렴한 것도 많아서, 필요하다면 따로 설치해도 됩니다.
▶ 4. mmWave 센서를 구입한다면 '공간 학습(Spatial Learning)' 기능이 있는지 살펴 봅니다. AI 학습이라고 부르는 경우도 있습니다.
- 위에서 언급한 바와 같이, mmWave 센서는 굉장히 민감한 움직임까지 감지합니다. 화장실의 환풍기·변기 물이나 침실의 컴퓨터 쿨링팬·선풍기·에어컨의 미세한 진동도 감지해서 곤란할 때가 있습니다. 그럴 때, 그런 것들을 켜놓고 방 밖에서 공간 학습을 실행하면 센서가 그곳에 대한 감도를 낮춥니다.
- 직접 mmWave 센서를 사용하면서 이 기능이 굉장히 유용하다고 느꼈습니다. 화장실 조명을 자동화하면서, 화장실에서 사람이 나가면 전등과 환풍기가 꺼지도록 설정했습니다. 그런데 변기 물을 내리고 나가면 센서가 변기 물의 움직임을 감지해서 전등과 환풍기가 한참동안 꺼지지 않았습니다. 그래서 전등, 환풍기를 모두 켜고, 변기 물도 내린 상태에서 공간 학습을 진행했습니다. 그러고 나니 전등과 환풍기가 훨씬 빨리 꺼졌습니다.
▶ 5. 센서의 감지 시간, 감도, 타임아웃(부재 판단 시간) 설정이 가능한지 살펴 봅니다. 당연히 가능하면 더 좋습니다. PIR 센서는 저렴하게 만들면서 설정 항목이 없는 경우도 많습니다.
▶ 6. 연결 방식 (프로토콜) 확인
Zigbee / Matter over Wi-Fi / Matter over Thread 등 여러 방식이 있습니다. 본인이 사용하는 허브에 연결할 수 있는 방식을 사용합니다. 연결 방식에 대해서는 스마트홈 입문 글(링크)을 참고하시기 바랍니다.
▶ 7. 감지 가능 거리와 각도
90~120도 5~10미터 정도가 많습니다. 물론 넓은 각도를 멀리 감지할 수 있으면 좋습니다. 특히 감지 각도는 센서 앞을 가려서 좁힐 수 있기 때문에, 일단 넓으면 넓을수록 좋습니다.
▶ 8. 거치 방식과 각도 조절 여부
양면 테이프만 사용하는 제품도 있고, 철판을 붙이고 제품 내장 자석으로 붙이는 제품도 있습니다. 각도 조정의 경우 좌우 또는 상하만 가능한 제품이 있고, 볼 조인트(Ball-joint)가 있어 각도 조절이 자유로운 제품도 있습니다. 당연히 자유도가 높은 쪽이 좋습니다.
◆ 5. 제품 추천
연결 방식에 대해서는 스마트홈 입문 글(링크)을 참고하시기 바랍니다.
- 재실 센서의 목적이 대부분 조명 자동화이기 때문에, 허브는 있다고 가정합니다.
▶ mmWave 센서
- 아카라 FP300: mmWave / 무선 / 지그비 or 매터 오버 스레드 둘 다 가능 / 가격이 높지만 기능은 좋다는 평가.
- Meross MS600: mmWave / 유선 / 매터 오버 와이파이 / 한국의 중소 유통업체가 수입하여, 네이버 스토어에서 "메로스 레이더 재실센서"라는 이름으로 판매 중입니다. 알리익스프레스에서 직구도 가능하지만, 국내 유통 가격과 비슷합니다. 가격 대비 괜찮다는 평입니다. 제조사 앱을 통해 상세한 설정도 가능합니다.
- Meross MS605: mmWave / 무선 / 매터 오버 스레드 / 알리 직구 / MS600과 같은 회사의 무선 센서입니다.
- Sonoff SNZB-06P: mmWave / 유선 / 지그비 / 알리 직구 / 저렴한 만큼 기능은 적지만, 인식 자체는 잘 된다는 평가가 많습니다. 다만 세부 기능이 적어서, 화장실 같이 변수가 많은 공간에는 사용이 어려울 수 있습니다.
▶ PIR 센서
- 이케아 뮉스프라위: PIR / 무선 / 매터 오버 스레드 / 기능이 많지는 않지만, 구하기 쉬운 AAA 건전지를 사용하고 인식 자체는 잘 됩니다 (리뷰 링크).
- 아카라 모션 센서 T1: PIR / 무선 / 지그비 / 가격이 할인 기준 2만원을 살짝 넘습니다. 하지만 크기가 매우 작아서 설치가 쉽고, 인식 시간 설정을 마음대로 할 수 있습니다. / 아카라 모션센서 P2는 매터 스레드·지그비를 선택하여 쓸 수는 있지만, 기능에 비해 가격이 너무 높습니다.
▶ 1. 제조사를 감추는 제품은 추천드리지 않습니다.
- 중국 IoT 상품에서 흔히 볼 수 있는 "tuya"는 제조사가 아닙니다. 투야의 플랫폼에 연결할 수 있는 제품이라는 뜻입니다. 비유하자면 '애플 홈 모션 센서' 같은 것입니다.
- 투야는 대기업이지만, 제품을 인증 시 품질 관리를 철저히 하지는 않습니다. 배터리 소모가 극심하거나, 서버에 과부하가 걸리는 등 오류가 나는 제품도 많습니다.
- 게다가 알리익스프레스는 판매 페이지의 그림이 같아도, 판매자마다 실제 판매하는 상품이 다른 경우도 있습니다. 그래서 다양한 사이트에서 리뷰를 많이 살펴 보아야 그나마 괜찮은 물건을 구입할 수 있습니다.
- 쿠팡에서 아무렇게나 이름이 붙어 판매되는 상품이 바로 이런 제품을 수입해 판매하는 것입니다.
▶ 2. 가격이 높아도 기능을 중시한다면 아카라(Aqara)를 추천 드립니다.
- 고가의 제품을 만드는 중국 회사입니다. 한국에도 정식 유통되고 있으며 삼성의 협력사이기도 합니다. 스마트싱스 앱의 기기 추가 메뉴에 추천 제휴사로 올라와 있고, 삼성의 오프라인 스마트홈 이벤트에 아카라 부품을 사용하기도 합니다.
- 아카라 FP300 무선 mmWave 센서(지그비/매터 스레드 선택 가능)는 가격이 높아도 기능이 좋다는 평이 많습니다. 판매 순위도 높은 편입니다.
- 아카라 T1 모션센서(지그비) 등 다른 제품도 기능 자체는 좋지만, 가성비가 좋지 않다는 평이 많습니다. mmWave 센서만큼 복잡한 기능이 필요하지 않기 때문에, 비싼 가격을 납득하는 소비자가 적은 것 같습니다.
- 한국 유통사가 네이버 플러스 스토어, 11번가, 알리익스프레스 한국 발송 등을 통해 판매하고 있습니다. 특히 알리에서 할인을 자주 하기 때문에, 할인이 있을 때 구입하면 가성비가 좋습니다.
▶ 3. 국내 유통 PIR 모션 센서로 저렴한 것을 찾는다면 이케아 뮉스프라위 (MYGGSPRAY, 리뷰 링크)가 있습니다. 매터 스레드 모션센서인데, 설정 가능 항목도 없고, 크기도 굉장히 크지만 가격이 9,900원으로 저렴하여 가격만큼의 가치는 있다고 봅니다.
▶ 4. 메로스(Meross) 재실 센서 (=Meross MS600: mmWave / 유선 / 매터 오버 와이파이)처럼 국내 중소 유통업체가 중국 제품을 수입하여 판매하기도 합니다.
▶ 5. Sonoff SNZB-06P (mmWave / 무선 / 지그비)처럼 알리에서 직구로 센서를 구입하는 것도 좋습니다. 하지만 제조사를 밝히지 않는 제품은 품질을 담보하기 어렵습니다.
◆ 6. 마무리
가장 중요한 것은 용도와 예산입니다.
- 멈출 일이 적은 복도 같은 곳: PIR 모션 센서
- 화장실이나 거실처럼 가만히 있는 일이 많은 곳: mmWave 센서
- 예산을 많이 쓸 수 있다: 가격이 높은 mmWave 센서
- 예산을 적게 써야 한다: 가성비 mmWave 센서 / 고감도 PIR 센서
제품 선택에 도움이 되었기를 바랍니다.
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도움이 많이 되었습니다. 뒤늦게 나마 최근 관심을 갖고 지켜보고 있습니다. 이제 일상이 되는 것을 느끼고 있습니다. ^^
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