초음파 무선으로 쓰레기통 위치 추적, Home Assistant와 연계

핵심 요약

• 개발자가 초음파 광대역(UWB) 무선 기술을 이용해 쓰레기통 6개의 위치를 추적하고 배출 여부를 Home Assistant에서 관리하는 'BinRange' 시스템을 만들었다.
• 기존의 BLE 태그 기반 방식은 신호 강도 추정에 의존해 정확도가 낮았으나, UWB는 무선 신호 전파 시간을 측정하므로 정확한 거리 측정이 가능하다.
• 두 개의 Makerfabs ESP32-DW3000 개발 보드로 테스트한 결과, 측정 거리 10.1m에서 평균 10.09m(표준편차 3cm)으로 매우 정확했고, 실외에서 약 30m까지 신뢰할 수 있는 범위를 확인했다.
• KKM K4W 태그(nRF52833 프로세서, DW3110 라디오, CR2477 배터리)를 각 쓰레기통 아래 장착했으며, 타 기술(Codex, Astra)의 도움으로 펌웨어와 케이스 설계를 진행했다.
• 가속도계를 활용해 90도 이상 기울어짐을 감지해 '배출됨' 이벤트를 기록하고, 앵커가 서명된 펌웨어 업데이트를 무선으로 배포할 수 있도록 구현했다.
• 3D 프린팅된 스크류리스 케이스로 앵커를 감싸 옥외 전기 박스에 설치했으며, 12V 전원 공급 장치와 USB-C PD 변환 모듈 등을 함께 구성했다.
• Waste Collection Schedule 통합으로 지자체 수거 일정을 자동으로 추적하고, 저녁 6시·9시와 아침 6시에 리마인더를 보낸다.
• 9월 28일 실제 수거에서 한 태그가 수거 위치에서 58분간 신호가 끊겨 배출 감지 알림이 오지 않는 문제를 발견했고, 이를 바탕으로 미수신 중에도 '출거 상태 유지' 로직으로 수정했다.
• 배터리 수명은 아직 측정 중이며, 정지 상태에서 30분 간격, 이동 중 5초 간격 업데이트 설정으로 장기 운영 준비를 하고 있다.
• 저자는 이 프로젝트를 일반 배포 목적이 아닌 취미 프로젝트로 보고 있으나, GitHub와 MakerWorld에서 펌웨어·케이스 설계·측정 결과를 공개했다.
• 실제 설치 과정에서 무선 신호가 주변 환경(주차된 자동차, 벽체 등)에 크게 영향받으며, 앵커 안테나 방향(수평→수직)에 따라 37%에서 100%로 성공률이 급변함을 확인했다.