Wiznet makers

최근 EPEM 프로젝트를 진행하던 개발자와 계속 소통을 해오고 있었는데, 얼마 전 그쪽에서 도움이 필요하다는 메일이 와서 몇 차례 메일을 주고받았습니다.

그 과정에서 해당 개발자의 홈페이지를 다시 들어가 보니, 기존 프로젝트에서 발전한 새로운 제품이 공개되어 있었고, 흥미로운 내용이 많아 이번 글에서 간단히 소개해보려고 합니다.

EPEM(Ethernet Power Energy Monitor)은 DitroniX에서 개발한 고정밀 IoT 전력·에너지 모니터링 보드입니다. AC 전압과 전류를 안전하게 샘플링하여, 단순 소비전력 측정을 넘어 전력 품질까지 분석 가능한 스마트 미터링 플랫폼을 제공합니다.

Power Energy Monitor란?

Power Energy Monitor는 하나 이상의 전기 상(Phase)에서 전압과 전류 흐름을 측정하고, 이를 기반으로 다양한 전력 데이터를 계산하는 장치입니다.

EPEM은 다음과 같은 정보를 실시간으로 제공합니다.

• RMS 전압/전류
• 유효전력(Active Power)
• 무효전력(Re-active Power)
• 피상전력(Apparent Power)
• 고조파 전력(Harmonic Power)
• 전력 계수(Power Factor)
• 위상각(Phase Angle)
• 주파수(Frequency)

이 데이터는 태양광 인버터, EV 충전, 에너지 저장 시스템 등에서 에너지 흐름을 최적화하는 핵심 기반이 됩니다.

적용 분야

EPEM 보드는 다양한 환경에서 활용될 수 있습니다.

• 가정용 스마트 에너지 모니터링
• 교육 및 연구용 계측 시스템
• 산업 공장 및 농장
• EV 충전 전력 관리
• 태양광/풍력 발전소
• 오프그리드 전력 시스템
• 스마트 미터링 및 자동화 설비

EPEM 개발 배경

EPEM은 기존 ESP32 기반 IPEM(IoT Power Energy Monitor)의 후속 설계입니다.

기존 보드의 부품 단종과 업그레이드 요구에 따라 다음과 같은 개선을 목표로 새롭게 설계되었습니다.

• ESP32 → ESP32-C6로 전환
• ATM90E32 기반 고급 에너지 미터링
• Ethernet 기능 추가
• RS-485(Modbus) 지원
• USB Type-C 적용
• Rogowski 입력 지원
• 기계적 호환성을 유지한 소형화

핵심 하드웨어 특징

1. MCU: ESP32-C6 채택

EPEM은 최신 ESP32-C6 기반으로 설계되어 다음 무선 기능을 지원합니다.

• Wi-Fi 6
• Bluetooth LE 5.3
• Thread Mesh
• Zigbee 3.0 Mesh

금속 캐비닛 환경에서도 사용 가능하도록 U.FL 외부 안테나 연결도 제공합니다.

2. Ethernet 통신 지원 (W5500)

ESP32-C6에는 내부 EMAC이 없기 때문에, SPI 기반 Ethernet 컨트롤러인 WIZnet W5500을 채택했습니다.

이를 통해 다음이 가능합니다.

• 안정적인 유선 네트워크 연결
• IoT 보안 강화
• 캐비닛 내부 설치 환경 대응

3. RS-485(Modbus) 산업용 인터페이스

EPEM은 RS-485 기반 Modbus 통신을 지원하여,

• 스마트 배터리
• 다른 전력 계측기
• 산업용 장비 및 PLC

와 연동할 수 있습니다.

최대 약 1,200m 거리까지 통신 가능하여 농장·원격 설비에 적합합니다.

4. 안전한 저전압 측정 구조

EPEM은 설계 철학 자체가 무조건 안전한 계측입니다.

• 고전압 직접 입력 없음
• 12V AC 트랜스 기반 전압 측정
• CT 클램프 기반 전류 측정

즉, 노출된 위험 전압 없이 설치가 가능합니다.

5. CT Clamp + Rogowski 입력 지원

기본적으로 YHDC SCT-013 같은 표준 CT 클램프를 지원하며, 고전류 환경에서는 Rogowski 코일 입력도 선택할 수 있습니다.

각 채널은 점퍼로 설정 가능합니다.

데이터 출력 및 IoT 통합

EPEM에서 측정된 데이터는 사용자가 원하는 방식으로 확장 가능합니다.

• MQTT 기반 Home Automation 연동
• Home Assistant / Zabbix / Domoticz 통합
• ESPHome 기반 구성 가능

또한 모든 소프트웨어는 오픈소스로 제공되며, Arduino IDE 및 VSCode 기반 개발을 지원합니다.

결론

EPEM ATM90E32는 고정밀 전력 측정 + Ethernet/RS-485 산업 통신 + 최신 IoT 무선 확장성

을 결합한 차세대 에너지 모니터링 플랫폼입니다. 태양광, EV 충전, 스마트 빌딩, 산업 설비 등 에너지 흐름을 정밀하게 관리해야 하는 모든 시스템에 적용할 수 있습니다.