Beacon(비콘)의 배터리와 전류 소모

Beacon의 주 활용 목적 중 하나인 실내 위치에 활용된 기술은 Wi-Fi나  UWB(Ultra Wide Band)등 여러가지가 있다.  하지만 기존의 Wi-Fi를 이용한 기술은 정확도에 차이도 있지만 가장 큰 문제는 각각의 Wi-Fi AP는 전원이 공급되어야 했다. 실내나 옥외 모두 AP가 설치되는 곳에 전원을 공급하기 위해 별도의 공사를 해야 하며 비용도 상당히 높을 수 밖에 없다.

Beacon은 Bluetooth Low Energy 기술을 사용하여 전원 공급 없이 동전 크기의 Coin Cell을 사용하여도 1년이상 작동이 가능하다.  

보통 비콘들은 주로 CR2450 배터리를 사용한다. 이 배터리 타입은 모델명으로 구분이 가능한데 'C'는 화화학적 구성 요소인 Lithium(리튬)을 의미하며 'R'은 Round Type을 의미하며 그 뒤의 숫자는 배터리의 사이즈를 의미한다.

원형일 경우 앞의 두 자리는 지름(24.5mm)을 나타내며 뒤의 두 자리는 두께(5.0mm)를 나타낸다. 부피가 클 수록 배터리 용량이 크기 때문에 비콘의 제품 디자인에서 배터리 용량을 결정이 매우 중요하다.

보통 Coin Cell 은 3V 이며 2V로 내려가게 되면 수명이 다하게 된다. 배터리의 특성상 온도가 낮을 수록 공급되는 전압은 낮아지게 되며 자연 방전되기 때문에 실내용 비콘을 옥외에 설치하게 되면 겨울에 전류 소모가 훨씬 많이지고 배터리 수명이 줄어들게 된다.  특히 영하 10 이하에서는 수명이 현저하게 줄어든다.  때문에 우리나라 같은 경우 옥외에 비콘을 설치할 경우에는 방수기능도 중요하지만 내부의 배터리를 무엇을 사용하느냐도 매우 중요하다.

CR2450은 많은 비콘에 장착이 되는 가장 범용적인 배터리이지만 최근 Estimote의 비콘은 하드웨어 버전 3.4이후 부터는 CR2477을 탑재하고 있다.  Estimote사의 비콘으로 처음 Beacon을 접하는 개발자들은 다양한 설정을 바꿔가며 테스트를 진행하게되었다.  설정 변경 시는 비콘과 데이터를 주고 받기 때문에 브로드 캐스팅보다 훨씬 많은 전류를 소모하게 되었으며 이는 실제 비콘 수명을 줄어들게 할 수 밖에 없었다.  또한 이 비콘은 시리콘 제질로 둘러싸여 배터리 교체가 어렵기 때문에 이러한 문제를 해결하기 위해 용량이 큰 약 1.6배 큰 CR2477(1000mAh)로 교체하게 되었다. 

이렇듯  Beacon의 배터리 용량이 제한적이다 보니 전류소모를 줄이고 배터리 수명을 늘리기 위해 동작 시간을 제어하거나 Sleep Mode 기능을 제공하기도 한다. 사실 온,습도 센서나 조도 센서, 가속 센서 등을 사용하면 Bluetooth 칩이 사용하는 전류 이외에 추가적인 전류 소모가 발생하기 때문에 이를 적절히 사용하여야 한다.

이러한 배터리 수명에 대한 고민을 완전히 해결하기 위해 USB 타입의 Beacon도 출시되었지만 USB Port가 제공되어야 하기 때문에 설치 위치는 자유롭지 못하다.

기본적인 Beacon에 대한 포스트를 마치게 되면 각각의 비콘들이 실제 소비하는 전류를 측정하여 비교하여 benchmark해 보도록 하겠다.

현재 20여종 이상의 다양한 비콘 제품들을 구비해서 직접 보거나 테스트 할 수 있는 공간을 마련해 놓았습니다.   제 개인적으로 시간을 할애해야 하기 때문에 한 번에 많은 분들을 응대할 수는 없지만 예약하시고 방문해 주시면 성심성의껏 대응해 드리도록 할 예정입니다.

http://hellofactory.setmore.com 또는