마이크로 컨트롤러 커스텀 보드를 공부하게된 계기

제가 ESP32를 배우게 된 계기는, 제 연구 업무와 직접 관련이 있었기 때문입니다.

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첨부된 사진은 제가 진행했던 연구의 하드웨어 결과물입니다.

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연구 주제는 압력센서, 진동센서, 온도센서 등 다양한 센서를 이용해서, 사람이 손가락으로 물체를 문질러 질감을 인식하듯이 재질의 질감을 데이터로 읽어들이고, 이를 분석해 재질을 구분하는 방법에 관한 것이었습니다.

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사진 속 시스템은 아두이노 듀이(Arduino Due)를 기반으로 만든 센싱 시스템이며, 뚜껑을 열어 내부를 촬영한 모습입니다.

 

시스템 본체는 오른쪽의 아두이노가 있는 부분이고, 실제 센서들은 디스플레이 뒤쪽에 있어서 사진에는 보이지 않습니다.

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왼쪽에는 신호처리를 위한 부가 회로와 배터리 등이 있으며, 이들을 연결하는 배선들이 상당히 복잡하게 얽혀 있습니다.

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사진만 봐도 배선 때문에 얼마나 번잡한 구조인지 느껴지실 겁니다.

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아두이노 기반으로 시제품이나 연구용 장비를 만들다 보면 몇 가지 한계가 눈에 띄기 시작합니다.

• Arduino Due는 아두이노 계열 중 성능이 좋은 편이지만, 보드 크기가 상당히 커서 시스템 전체 부피도 커집니다. 실제로 한 손에 들고 사용하기에는 꽤 부담스러운 크기가 되었습니다.
• 신호처리를 위한 추가 회로가 필요해지면, 별도의 PCB를 만들어 아두이노와 선으로 연결해야 합니다.
• 그 결과 연결선 수가 급격히 증가합니다.
• 당시 시스템에는 이미 센서만 8개(압력센서 4개, 진동센서 1개, 온도센서 2개, 로터리 인코더 1개)가 있었고, 여기에 히터와 디스플레이까지 추가되면서 배선이 매우 복잡해졌습니다.
• 나중에는 배선 방법만 따로 문서로 정리해야 할 정도였습니다.

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바로 이런 불편함 때문에, 저는 “마이크로컨트롤러 기반 커스텀 보드”를 직접 만드는 방법을 배우기 시작했습니다.

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처음에는 STM32로 시작했고, 몇 차례 직접 보드를 제작해 보았습니다.

이후 Wi-Fi와 BLE 같은 통신 기능의 필요성이 커지면서 ESP32와 nRF 계열도 배우게 되었습니다.

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제가 근무하는 곳은 대학교 연구실이라, 연구 주제에 따라 전자회로를 직접 설계하고 제작해야 하는 경우가 많습니다.

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덕분에 아두이노 기반 프로토타입부터 STM32/ESP32 기반 커스텀 MCU 보드까지 단계적으로 경험해볼 수 있었습니다.

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이런 경험들이 쌓이면서, 몇 년 전부터는 “이 기술로 직접 사업을 해보고 싶다”는 생각이 들기 시작했습니다.

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현재는 ESP32 기반 식물 관리 시스템을 개발하고 있으며, 그동안 쌓은 경험을 바탕으로 MCU 관련 강의도 운영하고 있습니다.

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또한, 사진 속 케이스 역시 직접 설계해서 3D 프린터로 제작한 것입니다.

제 연구실에는 3D 프린터와 레이저 절단기가 있어서, 3D 프린팅과 레이저 가공도 꽤 오랫동안 다뤄왔습니다.

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사실 이런 장비들은 일반 가정에서 사용하기에는 크기도 크고, 소음이나 미세먼지 문제도 있어서 접근하기 쉽지 않습니다.

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하지만 연구실이라는 공간 덕분에 비교적 자유롭게 사용할 수 있었습니다.

(3D 프린팅, 레이저 커팅, 탁상형 CNC 등을 실제 연구와 시제품 제작에 어떻게 활용했는지는 나중에 별도 글로 정리해보겠습니다.)

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아무튼, 이상이 제가 ESP32를 배우게 된 계기와 과정입니다.

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여러분은 어떠신가요?

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아두이노만으로도 프로젝트를 충분히 진행하고 계신가요?

아니면 저처럼 프로젝트 규모가 커지면서, 커스텀 MCU나 ESP32 같은 플랫폼의 필요성을 느끼고 계신가요?

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ESP32나 MCU 개발에 관심 있으신 분들은, 제 프로필에 있는 강의 링크를 참고하셔도 좋습니다.