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프로젝트 배경

고객사의 요청으로 당뇨 및 만성질환 관리를 위한 **휴대용 약물 주입기(Smart-IP)**의 **회로 설계(H/W)부터 펌웨어(F/W), 그리고 사용자 제어용 안드로이드 앱(App)**까지 전 과정을 ODM 방식으로 수행

프로젝트 성과

[All-in-One] 회로 설계부터 앱까지 '턴키(Turn-key)' 개발 수행

부품 선정(BOM)부터 회로도 작성, PCB 아트워크, 펌웨어 구현, 앱 개발까지, 하드웨어와 소프트웨어를 동시에 최적화하여 개발 기간을 단축하고, 양산 단가를 고려한 부품 선정으로 제품 원가 경쟁력을 확보

[Connectivity] 끊김 없는 연결성을 보장하는 BLE 프로토콜 설계

기기(Peripheral)와 앱(Central) 간의 독자적인 패킷 통신 프로토콜을 설계하고, 연결 해제 시 백그라운드 자동 재연결(Auto-reconnection) 로직과 고유키(Key Code) 기반의 보안 연결

[Safety Critical] 의료기기 등급의 고신뢰성 안전 로직 구현

펌웨어 레벨에서 '막힘 감지(Occlusion)', '배터리 전압 2단계 감시', '시스템 에러 감시' 등 다중안전장치를 구현, 위급 상황 발생 시 기기의 부저/진동뿐만 아니라, BLE를 통해 앱으로 즉시 알람을전

[UX/UI] 사용자 편의를 극대화한 복합 주입 프로파일링

하루 24시간을 1시간 단위로 쪼개어 주입량을 다르게 설정해야 하는 복잡한 '기초 주입(Basal Profile)' 설정을, 기기의 작은 버튼 대신 스마트폰 앱의 직관적인 UI로 설정

핵심 기능

하드웨어 (Circuit & PCB Design)

ST BlueNRG-232 (ARM Cortex-M0+ & BLE 통합 SoC) 기반 소형 회로 설계
BLE 안테나 패턴 설계
대기 전력 최소화 설계
모터구동 안전 회로
전원차단시 실시간 데이터 보존

펌웨어 (Precision Control & Safety)

정밀 유체 제어: DC 모터와 포토 엔코더를 활용하여 0.01mL 단위의 미세 주입 구현.
복합 주입 로직: 기초 주입, 식사 주입(Bolus), 추가주입
막힘(Occlusion) 감지

모바일 앱 (Android & BLE Connectivity)

BLE를 통한 양방향 데이터 동기화
투약 관리 및 시각화
탄수화물 분해율(CIR), 혈당 분해율(ISF) 기반의 인슐린 투여량 자동 계산 로직 탑재

진행 단계

개발완료

2020.09.

ODM 개발 의뢰가 들어와서 개발완료되었습니다.

프로젝트 상세

당뇨 및 만성질환 관리를 위한 **휴대용 약물 주입기(Smart-IP)**의 **회로 설계(H/W)부터 펌웨어(F/W), 그리고 사용자 제어용 안드로이드 앱(App)**까지 전 과정을 ODM 방식으로 수행했습니다. BlueNRG-232 SoC를 기반으로 소형화 및 저전력 하드웨어를 설계하였으며, **의료기기 규격(IEC 60601)**을 만족하는 정밀 모터 제어 및 다중 안전 로직을 구현했습니다. 또한, BLE 통신을 통해 펌웨어와 실시간으로 데이터를 동기화하고 복잡한 투약 스케줄을 관리하는 전용 모바일 앱을 함께 개발하여 통합 헬스케어 솔루션을 완성했습니다.

3. ODM 개발 범위 및 주요 기능
A. 하드웨어 (Circuit & PCB Design)
MCU 선정 및 설계: ST BlueNRG-232 (ARM Cortex-M0+ & BLE 통합 SoC) 기반 소형 회로 설계.
전원 관리 시스템: 배터리 효율 극대화를 위한 PMIC(AP61100Z6) 및 Load Switch(MIC94090) 적용, 대기 전력 최소화 설계 .
안전 회로: 모터 과전류 감지를 위한 Current Sensing 회로 및 이중 안전 장치 구성.
데이터 보존: 전원 차단 시에도 데이터 유실이 없는 FRAM(FM24V01A) 및 고정밀 RTC(MAX31342) 적용.

B. 펌웨어 (Precision Control & Safety)
정밀 유체 제어: DC 모터와 포토 엔코더를 활용한 Closed-Loop PID 제어로 0.01mL 단위의 미세 주입 구현.
복합 주입 로직: 기초 주입(Basal, 24시간 패턴), 식사 주입(Bolus), 추가 주입(Demand) 등 다양한 투약 모드 지원 .
막힘(Occlusion) 감지: 모터 부하(전류량) 변화를 분석하여 튜브 막힘 시 즉각 모터 정지 및 알람 발생.

C. 모바일 앱 (Android & BLE Connectivity)
양방향 데이터 동기화: BLE를 통해 펌웨어의 설정값(Profile)과 앱의 데이터를 실시간 동기화.
투약 관리 및 시각화: 90일간의 투약 이력(Log)을 수집하여 그래프 및 리스트 형태로 시각화 제공.
환자 맞춤형 계산: 탄수화물 분해율(CIR), 혈당 분해율(ISF) 기반의 인슐린 투여량 자동 계산 로직 탑재.

개발한 시스템 block Diagram입니다.