저는 현재 많은 다른 분들과 같이 직장인의 삶을 살고 있습니다. 하지만 몇년전까지만 하더라도 대학교 연구실에서 연구활동에 종사하고 있었습니다. 그런데 현재의 삶을 돌아보니, 연구실에 있을때보다 많은 부분이 열악함을 느끼고 있습니다. 그래서 이직을 생각하고 있고 동시에 창업에도 관심이 있습니다.

 

이직의 경우에는 제 경험을 살려서 다른 연구실이나 회사로 옮길 수 있겠습니다만, 가장 바람직한 것은 창업입니다. 그렇지만 창업을 하려면 많은 준비를 해야해서 섣불리 시도하기 힘들고 위험하기도 합니다.

 

그래서 제가 가지고 있는 전문기술을 나열해 놓고 어떤 분야로 창업이 가능한지 생각해보려 합니다. 아래는 제가 지금까지 살면서 교과과정으로 혹은 독학으로 배운 전문 지식과 기술입니다.

 

  • 앱 개발 지식: 이 분야는 이미 많은 분들이 도전하고 있고, 온라인 강의 사이트를 통해서 쉽게 학습에 접할 수 있는 부분입니다. Android 개발용 코틀린, iOS 개발용 스위프트 등의 언어 학습이 필요합니다.
  • 인공지능 개발: 이 분야도 최근에 온라인 학습 사이트를 통해서 모델을 제작하고 배포하는 등의 실습을 할 수 있는 강의가 있습니다. 여러 종류의 기계학습 기법을 배울 수 있고, python 등의 언어로 모델을 만들 수 있습니다. 여기서 중요한 것은 데이터의 수집과 정제과정이 중요합니다.
  • 클라우드 컴퓨팅: 클라우드 컴퓨팅은 아직 생소한 분들이 많을 텐데, 쉽게 얘기해서 사용한 만큼 빌려쓰는 서버라고 생각하면 됩니다. 하지만 단순히 서버를 빌려준다기 보다는 매우 다양한 서비스가 있습니다. 예를 들면, 앱의 백앤드 기능 수행에서 부터, 앱의 부하가 늘어날 경우 서버를 자동으로 늘려준다든가, 인공지능 모델을 제공한다든가 등등 매우 방대한 내용이 있습니다. 대표적인 서비스 제공자로 아마존의 AWS와 구글의 GCP(google cloud platform)이 있습니다. 또한 각 사마다 클라우드 컴퓨팅에 대한 자격증을 발급하므로, 자격증을 취득하여 전문성을 갖출수 있습니다.
  • 디지털 제조: 3D 프린트, 그리고 CNC (computer numerical control)와 레이터 커팅 등이 있습니다. 이 3분야의 공통점은 모두 CAD (computer aided design) software를 사용할 줄 알아야하는 점입니다. 보통 상업적인 소프트웨어가 필요하지만 Autodesk의 일부 제품은 개인사용의 경우 프로젝트의 갯수를 제한하는 등의 제한을 걸고 무료로 사용하게 해 주기도 합니다.
    • 제 기억에 inventor 혹은 fusion을 무료로 사용한 적이 있습니다. 이것을 이용해서 desktop CNC를 구동하기 위한 tool path를 생성하고 실제로 CNC를 구동한 적이 있습니다.
    • 레이저 커터의 경우 maker space 등 공용장비를 확보하고 서비스하는 곳에서 사용할 수 있습니다. 대당 가격이 비싸므로 이런 서비스를 이용하는게 좋습니다.
    • 3D 프린터의 경우 다양한 가격대의 제품이 있으므로 선택할 수 있습니다. 대신 가격이 높을 수록 고급기능을 제공하므로 적당한 가격과 성능을 고려할 필요가 있습니다. 이 역시 형상을 디자인 할 수 있게 CAD 프로그램 사용지식이 필요합니다.
  • Embedded hardware: 특정한 기능을 수행하는 회로를 설계하고 제작하는 기술입니다. microcontroller가 포함된 기판을 주문 제작하여, 주로 센서에서 얻은 데이터를 온라인 상에 전송하여 데이터를 가공해서 다시 앱 등으로 제공하거나, 아니면 모터, 디스플레이 등을 구동합니다. 회로를 제작하기 위해서 유료 프로그램(Altium Designer) 혹은 무료 프로그램(KiCAD)를 사용할 수 있습니다.
  • MEMS(microelectromechanical system) 제작 지식: 이 부분은 제 본래 전문분야이며 대학교 연구실에서 다년간 경험을 쌓아야 되는 분야로 미세공정에 대한 지식과 공정에 대한 경험, 장비 사용 경험이 필요합니다. 대학원에서 해당분야(전자공학 등) 석사학위 혹은 박사학위를 받은 분에게만 해당하며 일반적으로 얻을 수 있는 지식이 아닙니다. 하지만 그래도 많은 분들이 이공계 대학원에서 석박사 학위를 취득하려 대학원에 진학하니, 가지고 있으신 분들도 많을 것입니다.

 

그럼 각 분야으로 어떤 일을 할 수 있는지 chatgpt에게 나열해보라고 하겠습니다. 1인 창업이 가능한 것만 추려달라고 했습니다.

 

1. 앱 코딩 (App Coding)

  • 모바일 앱 개발자: Android 및 iOS 앱을 개발하여 배포하는 전문가. 개인이 독립적으로 앱을 출시하거나 클라이언트 프로젝트를 수주할 수 있음.
  • 프리랜서 웹/소프트웨어 개발자: 웹사이트, SaaS(서비스형 소프트웨어), 데스크톱 애플리케이션을 개발하여 판매하거나 계약 작업 수행.
  • 게임 개발자: Unity, Unreal Engine 등을 활용한 모바일 및 인디 게임 개발 및 퍼블리싱.

 

2. 클라우드 컴퓨팅 (Cloud Computing)

  • 클라우드 솔루션 아키텍트: 중소기업 및 스타트업을 위한 클라우드 인프라 설계 및 구축.
  • DevOps 컨설턴트: CI/CD 구축, 서버 자동화, 클라우드 환경 최적화 등 기술 컨설팅 제공.
  • 프리랜서 백엔드 개발자: 클라우드 기반의 웹 서비스 및 API 구축을 통한 프로젝트 수행.

 

3. 디지털 제조 (3D 프린팅, CNC, 레이저 커팅 등)

  • 3D 프린팅 제작자: 주문 제작 서비스, 맞춤형 부품 및 프로토타입 생산.
  • CNC 가공 전문가: 소형 CNC 기계를 활용한 맞춤 부품 제작 및 온라인 판매.
  • 레이저 커팅 제품 제작자: 맞춤형 목재, 아크릴, 금속 제품을 디자인 및 생산하여 온라인 판매.
  • 디지털 제조 컨설턴트: 제조업체 및 스타트업 대상 디지털 제조 기술 도입 컨설팅.

 

4. AI 프로그래밍 (AI Programming)

  • AI 솔루션 개발자: 머신러닝 및 딥러닝 모델을 활용한 맞춤형 AI 솔루션 개발.
  • 컴퓨터 비전 개발자: 영상 인식, OCR, 객체 탐지 등의 AI 모델을 활용한 제품 개발.
  • AI 자동화 컨설턴트: 기업의 업무 자동화를 위한 AI 및 RPA 솔루션 개발.

 

5. 임베디드 하드웨어 제작 (Embedded Hardware Fabrication)

  • 임베디드 시스템 개발자: IoT 기기 및 소형 전자 장치의 펌웨어 개발 및 제조.
  • 프리랜서 하드웨어 엔지니어: 맞춤형 PCB 설계 및 개발, 소량 생산 서비스 제공.
  • IoT 제품 개발자: 스마트 센서, 웨어러블 디바이스 등 독립적 제품 기획 및 제작.

 

6. 마이크로 전자 제조 (MEMS 및 기타 마이크로 전자 장치)

  • MEMS 센서 개발자: 소형 센서의 설계 및 시제품 제작, 연구기관 및 스타트업 대상 컨설팅.
  • 프리랜서 전자 소자 개발자: MEMS 공정 및 마이크로 전자 공정을 활용한 특화 제품 개발.
  • 전문 시제품 제작 서비스: 연구기관, 대학, 스타트업을 위한 맞춤형 MEMS 센서 및 전자 소자 개발.

 

위의 대답들 중 이미 익숙한 것들이 많이 보입니다. 그 다음 2개의 전문 분야 지식으로 어떤 일을 할 수 있는지 chatgpt에게 나열해보라고 하겠습니다. 역시 1인 창업이 가능한 것만 추려달라고 했습니다.

 

1. 앱 코딩 + 클라우드 컴퓨팅

  • 클라우드 기반 SaaS 개발자: 클라우드에서 동작하는 웹앱이나 서비스를 개발하고 운영하는 1인 창업 가능.
  • 모바일+백엔드 개발자: 모바일 앱과 클라우드 백엔드를 함께 개발하여 완전한 솔루션 제공.
  • AI 기반 앱 서비스 개발자: AI 기능이 포함된 모바일 또는 웹앱을 클라우드와 연동하여 서비스 구축.

 

2. 앱 코딩 + 디지털 제조 (3D 프린팅, CNC, 레이저 커팅)

  • 스마트 제품 개발자: 맞춤형 하드웨어(3D 프린팅, CNC)와 앱을 결합한 제품 개발 및 판매.
  • IoT 기반 DIY 키트 제작자: 앱으로 제어할 수 있는 DIY 전자 키트 제작 및 판매.
  • 디지털 제조 자동화 개발자: 제조 공정을 최적화하는 소프트웨어 및 앱 개발.

 

3. 앱 코딩 + AI 프로그래밍

  • AI 챗봇 개발자: 자연어 처리 AI를 활용한 챗봇을 개발하여 기업에 제공.
  • AI 영상 분석 앱 개발자: 얼굴 인식, 객체 탐지 등의 AI 기능을 포함한 모바일/웹앱 개발.
  • AI 기반 데이터 분석 SaaS 개발자: 데이터 시각화 및 분석 웹앱을 AI와 결합하여 개발.

 

4. 클라우드 컴퓨팅 + 디지털 제조

  • 클라우드 기반 제조 자동화 솔루션 개발자: 3D 프린팅, CNC 기계의 원격 제어 및 데이터 분석 시스템 개발.
  • 스마트 팩토리 컨설턴트: 중소 제조업체의 클라우드 기반 디지털 제조 솔루션 구축.
  • 클라우드 연동 IoT 제조 개발자: 클라우드와 연결되는 스마트 디지털 제조 장비 개발 및 판매.

 

5. 클라우드 컴퓨팅 + AI 프로그래밍

  • AI API 서비스 개발자: 머신러닝 모델을 클라우드에서 API로 제공하는 서비스 개발.
  • AI 클라우드 데이터 분석 컨설턴트: 클라우드 기반 데이터 분석 및 인공지능 자동화 컨설팅.
  • 자동화 SaaS 개발자: AI를 활용한 클라우드 기반 자동화 툴 개발 및 운영.

 

6. 클라우드 컴퓨팅 + 임베디드 하드웨어 제작

  • IoT 솔루션 개발자: 클라우드와 연결되는 IoT 기기 설계 및 펌웨어 개발.
  • 스마트 디바이스 개발자: 원격 제어 및 클라우드 연동이 가능한 하드웨어 제작.
  • 임베디드 시스템 클라우드 관리자: 원격 센싱 및 IoT 데이터 수집을 위한 클라우드 솔루션 개발.

 

7. 디지털 제조 + AI 프로그래밍

  • AI 기반 제조 공정 최적화 컨설턴트: 머신러닝을 활용하여 제조 공정을 분석하고 자동화.
  • 스마트 로봇 제작자: AI 모델을 활용하여 3D 프린팅 및 CNC로 제작한 로봇 개발.
  • AI 기반 맞춤형 제조 서비스 개발자: AI가 자동으로 최적의 디자인을 생성하는 디지털 제조 솔루션 개발.

 

8. 디지털 제조 + 임베디드 하드웨어 제작

  • 맞춤형 IoT 디바이스 제작자: 3D 프린팅/CNC로 케이스를 제작하고, 내부에 임베디드 하드웨어를 조립하여 판매.
  • DIY 전자 제품 개발자: 3D 프린팅과 회로 설계를 결합한 전자 제품 제작 및 판매.
  • 웨어러블 디바이스 개발자: 스마트밴드, 헬스케어 제품 등을 제작하여 1인 기업으로 운영.

 

9. AI 프로그래밍 + 임베디드 하드웨어 제작

  • AIoT 디바이스 개발자: AI 기반 센서를 개발하여 IoT 기기로 활용.
  • 스마트 센서 개발자: 머신러닝을 활용한 환경 감지 센서 제작 및 판매.
  • AI 음성 인식 디바이스 개발자: 음성 인식 AI를 활용한 소형 임베디드 하드웨어 제작.

 

10. 임베디드 하드웨어 제작 + 마이크로 전자 제조 (MEMS 등)

  • MEMS 센서 기반 IoT 기기 개발자: MEMS 센서를 활용한 소형 IoT 제품 제작 및 판매.
  • 웨어러블 헬스케어 디바이스 개발자: 마이크로 전자 기술을 활용한 맞춤형 건강 모니터링 기기 제작.
  • 초소형 로봇 개발자: 마이크로 전자 공정을 활용한 초소형 로봇 설계 및 제작.

 

좀 새로운 개념의 직업이 보이시나요? 그 다음엔 3개의 전문 분야 지식으로 어떤 일을 할 수 있는지 chatgpt에게 나열해보라고 하겠습니다. 역시 1인 창업이 가능한 것만 추려달라고 했습니다.

 

1. 앱 코딩 + 클라우드 컴퓨팅 + AI 프로그래밍

  • AI 기반 자동화 SaaS 개발자: 머신러닝과 클라우드를 활용한 웹 서비스 및 앱 개발. (예: AI 고객지원, 데이터 분석 플랫폼)
  • AI 영상 분석 솔루션 개발자: 클라우드에서 실행되는 AI 기반 영상 분석 웹앱 및 모바일 앱 개발.
  • AI 챗봇 및 음성 인식 앱 개발자: AI 기반 챗봇, 음성 인식 시스템을 클라우드와 연동한 앱 제작.

 

2. 앱 코딩 + 클라우드 컴퓨팅 + 디지털 제조 (3D 프린팅, CNC, 레이저 커팅)

  • 스마트 제조 플랫폼 개발자: CNC, 3D 프린터와 연동되는 클라우드 기반 제조 관리 소프트웨어 및 앱 개발.
  • IoT 스마트 가전 개발자: 앱을 통해 클라우드에 연결되는 스마트 가전 제품(예: 맞춤형 공기청정기, 로봇청소기) 설계 및 제작.
  • 디지털 제작 주문 시스템 개발자: 3D 프린팅 및 CNC 가공을 위한 온라인 맞춤 제작 플랫폼 개발 및 운영.

 

3. 앱 코딩 + 클라우드 컴퓨팅 + 임베디드 하드웨어 제작

  • IoT 스마트 홈 디바이스 개발자: 클라우드와 연동되는 스마트 홈 기기(예: 원격 온도조절기, 스마트 조명) 개발.
  • 웨어러블 디바이스 개발자: 실시간 데이터 전송이 가능한 스마트 밴드, 건강 모니터링 디바이스 개발.
  • AIoT 제품 개발자: 클라우드 기반 IoT 센서를 활용한 맞춤형 하드웨어 및 앱 개발.

 

4. 앱 코딩 + 디지털 제조 + 임베디드 하드웨어 제작

  • 스마트 IoT 제품 개발자: 3D 프린팅, CNC 가공으로 하드웨어를 제작하고 앱을 통해 제어 가능한 IoT 기기 개발.
  • 스마트 헬스케어 디바이스 개발자: 3D 프린팅으로 웨어러블 장치 제작 후 센서를 탑재하여 건강 모니터링 제품 제작.
  • 맞춤형 스마트 장난감 개발자: 어린이를 위한 스마트 장난감 및 교육용 IoT 디바이스 제작.

 

5. 클라우드 컴퓨팅 + AI 프로그래밍 + 임베디드 하드웨어 제작

  • AIoT 디바이스 개발자: AI가 학습한 데이터를 클라우드로 분석하고, 임베디드 기기로 피드백 제공. (예: 스마트팜 시스템)
  • AI 기반 스마트 센서 개발자: 클라우드에서 데이터를 처리하는 지능형 센서 개발.
  • 자율주행 로봇 개발자: AI 알고리즘을 탑재한 소형 자율 로봇 제작 및 제어.

 

6. 클라우드 컴퓨팅 + 디지털 제조 + 임베디드 하드웨어 제작

  • 스마트 공장 솔루션 개발자: CNC, 3D 프린팅 공정과 연동된 클라우드 기반 자동화 시스템 구축.
  • 커스텀 IoT 제품 개발자: 디지털 제조를 활용하여 맞춤형 IoT 기기 제작 및 클라우드로 원격 제어 기능 제공.
  • 산업용 스마트 센서 개발자: 공장에서 사용하는 환경 센서를 개발하고 클라우드 분석 기능 제공.

 

7. AI 프로그래밍 + 디지털 제조 + 임베디드 하드웨어 제작

  • AI 기반 로봇 개발자: 3D 프린팅 및 CNC 가공으로 하드웨어를 제작하고 AI를 활용한 자율제어 로봇 개발.
  • AIoT 스마트 센서 개발자: AI로 환경 데이터를 분석하는 스마트 센서 제작 및 클라우드 연동.
  • AI 영상 처리 드론 개발자: 드론에 AI 카메라를 장착하여 영상 분석 및 자율 주행 기능 개발.

 

8. AI 프로그래밍 + 클라우드 컴퓨팅 + 마이크로 전자 제조 (MEMS)

  • AI 기반 MEMS 센서 개발자: 머신러닝을 활용한 스마트 MEMS 센서 개발 및 클라우드 데이터 분석.
  • AIoT 초소형 센서 개발자: MEMS 기술로 초소형 센서를 제작하고 AI 기반 데이터 분석 솔루션 제공.
  • 스마트 헬스케어 센서 개발자: MEMS 기반 생체 신호 센서를 개발하고 클라우드로 실시간 분석.

 

9. 디지털 제조 + 임베디드 하드웨어 제작 + 마이크로 전자 제조 (MEMS)

  • MEMS 기반 스마트 디바이스 개발자: MEMS 센서가 포함된 웨어러블 또는 스마트 IoT 기기 제작.
  • 맞춤형 의료기기 개발자: MEMS 기술을 활용한 의료용 웨어러블 기기 제작.
  • 초소형 로봇 개발자: 마이크로 전자 공정과 디지털 제조 기술을 활용한 초소형 로봇 설계 및 제작.

 

이상 모두 1인 창업이 가능한 직업을 제시한 결과입니다.

 

물론 위의 어느 한 분야도 전문가가 되기 쉽지 않습니다. 하지만 자신의 주 전문 분야가 한 분야 정도는 있을 수 있고, 그것에 더하여 다른 분야의 지식을 조금씩 덧붙일 수 있겠습니다. 제 경우도 MEMS 분야만 제 전문 분야이고 나머지는 독학으로 조금씩 배운부분이라 전문가 수준에 미치지는 못합니다. 그래도 필요한 기능의 실현을 위한 정도로는 배워서 써먹고 있습니다. 나중에 위의 지식들 중에 어떤 부분이 제가 현재 진행하는 습도센서, 토양습도 감지 시스템의 실현에 사용되는지 말씀드리겠습니다. 또한 다음 글에서 각 부분을 어디서 어떤 경로로 배우게 되었는지 차례로 알려드리겠습니다.

 

아무쪼록 직장생활을 하시면서 평소에 조금씩 배우셔서 나중에 독립하실때 밑천이 되시길 바랍니다.

 

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직장인으로서의 단상  (1) 2025.02.17

 

지난번글에서 예고했듯이 두 종류의 흙이 섞인 복합흙에서의 센서값을 조사해 보았습니다. 총 7종의 흙 중에서 센서의 값이 가장 큰 녹소토와 가장 작은 펄라이트를 골라서 섞었습니다.

 

그 흙들은 밀도가 매우 달라서 녹소토가 펄라이트에 비해 약 2.6배 무겁습니다. 그래서 부피 기준으로 절반씩 되도록 섞어주었습니다. (녹소토 214g + 펄라이트 82g = 총 296g) 만약 무게 기준으로 절반씩 섞으면 펄라이트가 훨씬 많이 섞여서 순수한 펄라이트와 비슷해집니다. 그래서 부피 기준으로 절반씩 섞어야 흙을 혼합했을때 절반씩 섞인 것으로 보입니다.

 

아래는 상대 습도의 변화에 따른 센서값의 변화입니다.

여기서 X는 상대 습도 (혼합흙의 무게 대비 투입한 물의 양), Y는 센서의 값입니다.

 

X와 Y를 뒤집은 함수는 아래와 같습니다.

 

그럼 순수한 녹소토, 순수한 펄라이트와 복합흙의 결과를 비교해 보겠습니다.

 

아래의 그래프는 이전의 녹소토, 펄라이트의 결과에 오늘 측정한 혼합흙의 결과를 합친 결과입니다. 녹소토는 빨간색, 펄라이트는 파란색으로 표시하였으며, 보라색 점선은 위에서 측정한 혼합흙의 측정결과, 보라색 실선은 녹소토와 펄라이트의 식들을 절반씩 비중으로 합산한 결과입니다. 그러니까 보라색 실선은 두 종류의 순수한 흙으로부터 예상되는 예측값인 셈입니다.

보라색 실선과 점선을 비교하면 측정값과 예측값이 약간 차이가 있기는 하지만, 대체로 측정 결과가 예측 결과와 비슷하다는 것을 알 수 있습니다.

그러니까 결론은, "두 종류의 순수한 흙들로 혼합흙을 만들면, 혼합흙의 측정결과는 각 구성 흙의 부피비율에 따른 합산 (weighted sum by volume ratio) 결과와 비슷하다"입니다.

 

다음 시간에는 다른 종류의 흙들로 좀 더 실험을 해보고 위의 주장이 맞는지 좀 더 검증해 보겠습니다.

 

 

제가 호야 카르노사 작은 화분2개를 가지고 있는데 작년 10월말부터 지금까지 습도센서를 이용해서 주기적으로 물을 주고 있습니다. 11월 초에 찍은 사진은 아래와 같이 2개 모두 건강합니다.

사진 1
사진2

그런데 위쪽 화분(사진1)은 12월 경부터 시들시들하더니 잎이 하나씩 떨어지기 시작했습니다. 아래의 사진3은 같은 화분(사진1의 화분)을 1월 25일경에,  사진4는 오늘 (3월2일) 찍은 사진입니다.

 
사진3
사진4

습도센서의 값이 일정 수준으로 내려오면 그때마다 물을 주곤 했으니 물이 부족해서 시든것은 아닙니다. 무언가 다른 원인때문입니다. 반면 사진2 화분은 아래 사진 처럼 여전히 건강합니다.

 

 

식물 초보인 저는 무슨원인으로 이렇게 된 것인지 알수 없습니다.

여기서 드는 생각은 다음과 같습니다.

 

  • 식물의 건강은 물주기만으로 충분하지 않으며 토양, 양분, pH, 일조량, 공기 온습도 등의 다른 요소도 중요하다.
  • 따라서 식물 관리는 센서만으로는 부족하며 이상이 있을 경우 전문가(혹은 진단 서비스 등)의 도움이 필요하다.

 

하지만 습도센서의 기록을 보면 시드는 증세와 관련이 있어보이는 점이 있습니다.

아래 두 그래프에서 위의 것은 건강한 화분(사진2)의 것이고 아래의 것은 시든 화분(사진1, 3, 4)의 것입니다. 물을 주기 위한 습도 하한값은 임의로 제가 약 1000정도로 놓았습니다. 그래프의 값이 갑자기 뛰어오르는 시점이 제가 화분에 물을 준 시점입니다.

사진2 화분

 

 
사진1 화분

 

두 화분 모두 습도의 기록은 작년 10월말 부터입니다. 위쪽 화분(사진2 화분)의 기록을 보면 습도의 상승/하강 주기가 약 9일 정도로 현재까지 비교적 일정한 편입니다. 그러나 아래쪽 화분(사진1 화분)의 경우 11월의 기록을 보면 물을 준 직후 습도의 하강이 비교적 완만하다가 최근에는 하강속도가 매우 빠른 것을 알 수 있습니다. 그래서 아래쪽 화분의 경우 습도를 빨리 감소시키는 어떤 원인이 있는 것 같습니다. (중간의 그래프(11월20일 ~ 12월 18일)가 이상한 것은 실수로 다른 데이터와 섞여서 그렇습니다.)

 

결론적으로 식물의 상태와 관수 직후의 토양습도 하강률 간에 어떤 상관관계가 있는 것 같습니다. 그래서 하강률이 식물의 건강상태 확인의 지표 중 하나가 될 수 있을 것 같습니다. 다만 여전히 1월 경에도 11월 기록과 하강률이 비슷하므로 식물이 매우 좋지 않은 상태가 되어서야 하강률의 변화가  나타나는 것 같습니다.

 

 

제 블로그가 토양습도센서에 관한 것이니 만큼, 관련하여 비슷한 개념의 제품이 있으면 앞으로 한개씩 리뷰를 해보겠습니다.

 

오늘 소개할 제품은 긱프렌즈의 플랜트두라는 상품입니다. (저는 이 회사와 아무 관련이 없으며 스폰받지도 않았습니다.) 제조사, 판매처 링크는 아래입니다.

https://geekfriends.co.kr/, https://smartstore.naver.com/geekfriends/products/7176901992?

위의 사진을 보면 전원버튼이 하나있고 그외에는 인터페이스가 없습니다. 물에 닿는 것을 막기위한 투명케이스가 보입니다. 장치의 아래에 탐침봉이 2개 있어서 이게 흙으로 들어갑니다. 충전은 usb 케이블로 할수 있습니다.

습도 정보를 알려면 이 장치와 연결된 앱을 보면 됩니다.

홈페이지에 있는 정보를 보면 매 4시간씩 하루 6번 토양습도를 측정하여 WiFi를 통해서 앱에 정보를 제공합니다. 사용자는 앱에서 습도를 변화를 그래프로 볼수 있고, 습도부족에 대한 알림을 받을 수 있습니다. usb 케이블로 2시간동안 충전하면 약 120일간 동작합니다.

 

스마트 스토어에 있는 상품평을 보니 4.82점으로 평이 상당히 좋습니다. 사용시 만족도가 높은 상품입니다. 가격은 약 3만6천원 정도입니다.

 

 

아두이노나 개발보드를 사용하다보면 데이터값을 표시할 일이 많은데, 물론 아두이노 개발환경(Arduino IDE)에서 시리얼모니터로 보는 방법도 있습니다만, 아무래도 가시성이 떨어질수 밖에 없습니다. 그리고 아두이노에 펌웨어를 업로드한 후에 usb 케이블을 떼어내어 독립적으로 동작하면, 시리얼모니터로도 볼수 없습니다.

 

그래서 필요한 것이 디스플레이 장치입니다. 커다란 모니터같은 것이 아니고 수인치 정도의 작은크기에 꼭 필요한 정보들 예를 들어 센서의 값이나 간단한 도형등을 표시할 수 있는 장치입니다.

 

일례로 아래는 Adafruit에서 파는 1.3인치 크기의 OLED입니다. 물론 Adafruit말고 AliExpress 등 다른 곳에서도 판매합니다.

https://www.adafruit.com/product/938

아래에 있는 게 OLED이고 개발보드와 4개의 선으로 연결되어 있습니다. 화면 안에는 별들이 그려지고 있습니다.

필요한 전선은 전원선 2개(3.3V 혹은 5V와 GND)와 I2C 통신용 선 2개가 필요하며, SPI 통신 규격도 지원됩니다.

 

위 페이지에 들어가서 스펙을 보면 아래와 같습니다.

드라이버 칩세트: SSD1306

전원: 3.3V 혹은 5V

화면 크기: 34.5mm * 23mm (1.3 인치 대각선길이)

PCB 크기: 35.6mm * 33mm

무게: 약 6g

통신규격: I2C, SPI

화소: 128 * 64

통상적 소모전류량: 약 40 mA (사용량에 따라 변함)

 

사용방법은 아래의 링크에 있습니다.

https://learn.adafruit.com/monochrome-oled-breakouts/arduino-library-and-examples

처음 사용할 때는 아두이노의 예제를 따라해보는게 좋습니다.

 

간단히 사용방법을 소개하자면 아래와 같습니다.

  1. 먼저 OLED를 구동하는 라이브러리를 아두이노 IDE에 추가합니다.

2. 이 후 나타나는 입력창에서 adafruit ssd1306과 adafruit GFX 라이브러리를 검색하여 설치합니다.

3. 아두이노를 재실행하면 아래처럼 예제가 추가됩니다.

여기서 선택시 화면의 크기와 통신규격은 가지고 있는 OLED의 스펙에 맞는것을 고릅니다. 위 화면에서는 I2C로 통신하는 128 * 32 화소크기의 디스플레이를 골랐습니다.

 

아래에 보다시피 그림이나 글자 등을 표시할 수 있습니다.

 

 

지금까지 7종류의 흙에 대해서 습도센서에 대한 calibration을 해보았습니다.

각각의 흙에 대해서 상대습도, x(%) 대비 센서값(y)을 나타내는 식을 구하였고 그 결과들은 아래와 같습니다.

 

휴가토: y=13.62*x +702.01

녹소토: y = 17.68*x + 1065.60

펄라이트: y = 3.91*x + 803.11

코크피트: y = 6.66*x + 955.49

동생사: y = 1045.70/(1 + exp(-0.18*(x-26.52)) )+799.78

피트모스: y = 6.19 * x +1010.46

적옥토: y = 0.48*x^2 -2.25*x+748.72

 

이제 각 식을 그래프로 그려보면 아래와 같습니다.

 

일단 눈에 띄는 것은 동생사는 특이하게 S자형으로 보인다는 것이고, 피트모스와 코크피트는 비슷한 경향을 보입니다. 이 두 흙은 생김새도 비슷합니다.

 

그 다음 적옥토는 2차곡선 모양으로 높은 습도에서 값이 빠르게 올라갑니다. 그 외 나머지는 직선으로 변화합니다. 가장 값이 큰 것은 녹소토, 가장 낮은 것은 펄라이트 입니다.

 

그럼 이 다음에는 2가지의 흙이 섞여 있을 때는 어떻게 되는지 보도록 하겠습니다.

 

 

오늘은 휴가토를 이용해서 센서 calibration을 해보았습니다.

먼저 아래는 휴가토 사진입니다. 흙이라기보다 작은 돌멩이처럼 보입니다.

 

다음은 습도의 변화에 따른 센서값입니다. 휴가토의 질량은 약 175g이었습니다.

마찬가지로 선형으로 fitting한 결과는 아래와 같습니다.

Fitting 결과는,

 

x는 상대 습도 (%), y 는 센서의 값입니다.

이 식을 뒤집으면,

즉, 센서값 y를 알면 상대습도 x를 알수 있습니다.

 

 

지난 글에서 개발보드 중 페더가 있다고 말씀드렸는데, 이번 글에서는 페더 보드 중에서 하나를 골라 좀 더 자세히 보겠습니다.

 

이번 글에서 볼 보드는 Adafruit Feather nRF52840 Sense입니다.

https://www.adafruit.com/product/4516

이 보드는 Nordic사의 nRF52840 칩을 기반으로 그 외에 각종 센서들, 전원장치, usb 시리얼 통신모듈 등을 탑재하고 있는 보드입니다. 보드를 자세히 보면 아래와 같습니다.

 

오른쪽의 큰 칩이 nRF52840이며, 왼쪽 가장자리에 마이크로 usb 포트, 위 가장자리에 LiPo 배터리 커넥터가 있습니다. 전원공급은 usb 케이블로 하거나 혹은 LiPo 배터리로 하거나 둘 중의 하나의 방식으로 가능하며, 케이블과 배터리 동시에 연결되어 있어도 동작합니다. 그리고 보드의 중간에 각종 센서 모듈들이 배치된것을 볼수 있습니다.

 

그럼 이 보드의 스펙을 한번 보겠습니다.

  • nRF52840은 ARM의 cortex M4 chip을 nordic에서 라이선스 받아 자체적으로 생산해서 판매하는 MCU입니다. 64 MHz의 클럭속도, 1MB의 플래시 메모리와 256kB의 RAM을 가지고 있습니다.
  • usb 시리얼 통신이 가능하여, 데스크탑 컴퓨터에 usb 케이블로 연결하여 동작 코드를 업로드할 수 있습니다. 여기에 arduino IDE를 사용해서 코딩하고 업로드를 해줄수 있습니다. 또한 citcuitpython을 이용해서 python으로도 작성이 가능합니다.
  • nRF52840은 BLE (Bluetooth light energy)기능이 있어 블루투스 무선 통신이 가능합니다.
  • 21개의 디지털 입출력핀, 6개의 12bit ADC(analogue-to-digital converter), 12채널의 PWM(pulse width modulation) 출력이 가능합니다.
  • 다른 장치와의 통신규격으로 I2C, I2S, SPI, UART 등이 지원됩니다.
  • 보드에 LED가 1개가 있어 빛을 낼수 있습니다.
  • 크기는 가로 51mm, 세로 23mm, 높이 7.2mm입니다.
  • 탑재된 센서는 다음과 같습니다.
  • LSM6DS3TR + LIS3MDL: 3축 가속도, 자이로 + 자기장 감지
  • APDS9960: 근접센서, 조도센서, 색깔감지기, 동작감지기
  • PDM: 마이크(소리센서)
  • SHT: 습도센서
  • BMP280: 온도계, 대기압/고도 감지기

 

위의 스펙을 보시면, 주변 환경의 변화를 감지하여 usb케이블을 통해서 혹은 블루투스를 통해서 무선으로 감지된 정보를 전송할 수 있고, 배터리를 이용해서 원격으로 동작이 가능합니다.

 

Adafruit사의 한가지 특징은 자기네가 개발한 제품의 설계도도 공개한다는 점입니다. 아래는 해당제품의 회로도와 PCB artwork입니다. https://learn.adafruit.com/adafruit-feather-sense/downloads 각종 센서들의 사양서들도 있습니다.

 
 

 

 

이 제품의 사용방법은 아래의 사이트에 있습니다. 개별 핀설명, 전원공급 방법, 예제 코드, 설계도 등 모든 정보가 있습니다.

https://learn.adafruit.com/adafruit-feather-sense

 

 

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