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플러스
기압센서 보드 개발
개발
임베디드
기타(IT 서비스 구축)
프로젝트 배경
1)문제점
1. 기존의 보드의 크기가 큼
2. 기압센서 측정 값의 오차가 큼

2) 프로젝트 목표
1. 기압센서의 오차값 줄이기
2. 기존의 보드의 소형화
프로젝트 성과
기존의 보드 대비 7.3% 축소
기존 PCB보다 약 7.3% 소형화(11cm에서 10.2cm로 축소)
기압센서의 측정값 신뢰성 향상
기압 센서 값의 신뢰성을 높이기 위해 FIFO(First In First Out)와 Queue를 도입해 오차나 데이터 튐 현상을 방지하는 보정 작업도 진행했습니다.
핵심 기능
센서값 보정
기압 센서 값의 신뢰성을 높이기 위해 FIFO(First In First Out)와 Queue를 도입해 오차나 데이터 튐 현상을 방지하는 보정 작업도 진행했습니다.
진행 단계
요구사항 정리 및 기획
2024.08.
기존에 사용되던 기압 센서의 성능 개선과 소형라는 요구사항을 달성하기 위해서 회로의 간략화를 기획하였습니다
하드웨어 설계
2024.08.
기존 PCB보다 약 7.3% 소형화(11cm에서 10.2cm로 축소)를 목표로 설계와 Artwork을 완성했으며, 테스트 편의성을 위해 부품 배치를 최적화했습니다.
테스트 수행
2024.08.
만들어진 보드를 조립하고 각 기능이 정상적으로 동작하는지 확인하였습니다
수정 설계
2024.08.
RS485와 I2C 통신의 안정성을 높이기 위해 과전압 및 서지 보호,I2C 신뢰성 향상,전원 안정성 강화를 위해 수정 설계 하였습니다
테스트 및 납품
2024.09.
수정된 보드를 조립하여 테스트 하였고 정상적으로 동작하는 것을 확인하고 정상 납품하였습니다.
프로젝트 상세
클라이언트 회사는 복합환경제어기를 전문으로 개발하고 판매하는 기업으로, 현재 호남권에서 가장 높은 점유율을 자랑하고 있습니다. 이 회사는 기존에 사용되던 기압 센서의 성능 개선과 소형화 개발을 목표로 저희에게 프로젝트를 의뢰했습니다.

우선, BMP390 기압 센서와 RS485 통신 기술을 확보하는 데 집중했습니다. 기압 센서의 정밀한 측정 및 보정 기술과 레지스터를 활용한 통신 기술을 익혔고, RS485를 통해 데이터를 안정적으로 송수신할 수 있는 기술도 습득했습니다. 이러한 내용을 바탕으로 내부 문서를 작성해 팀과 공유하며 프로젝트의 기반을 마련했습니다.

다음으로, 1차 하드웨어 설계를 진행했습니다. 기존 PCB보다 약 7.3% 소형화(11cm에서 10.2cm로 축소)를 목표로 설계와 Artwork을 완성했으며, 테스트 편의성을 위해 부품 배치를 최적화했습니다. 부품 선정 과정에서는 납기, 라이프사이클, 대체 가능성을 꼼꼼히 검토해 최적의 선택을 했습니다. 설계 후에는 제작한 PCB에서 기압 센서와 RS485 통신의 기본 기능이 정상적으로 작동하는지 테스트를 수행했습니다.

이어진 주요 기능 테스트에서 RS485 통신은 문제 없이 작동했으나, 기압 센서가 정상적으로 동작하지 않는 문제가 발견되었습니다. 이를 해결하기 위해 다양한 테스트를 진행한 결과, 소프트웨어에는 이상이 없었지만 3.3V 레귤레이터 회로에서 전압 출력이 제대로 이루어지지 않는다는 점을 확인했습니다. 추가 분석을 통해 Artwork 설계 단계에서 발생한 배선 오류가 원인임을 파악했고, 이를 수정한 후 레귤레이터가 정상적으로 작동함을 확인했습니다.

이 경험을 바탕으로 2차 하드웨어 설계를 진행했습니다. 1차 설계에서 발생한 배선 오류를 수정하고, RS485와 I2C 통신의 안정성을 높이기 위해 TVS 다이오드(과전압 및 서지 보호), 풀업 저항 최적화(I2C 신뢰성 향상), 바리스터(전원 안정성 강화)를 추가했습니다. 이후 테스트를 통해 모든 기능이 정상적으로 작동함을 확인했습니다.

펌웨어 개발 단계에서는 Modbus 프로토콜을 활용해 PC에서 명령을 보내면 기압 값과 대기 온도 값을 측정해 다시 PC로 전송하는 코드를 작성했습니다. 또한, 기압 센서 값의 신뢰성을 높이기 위해 FIFO(First In First Out)와 Queue를 도입해 오차나 데이터 튐 현상을 방지하는 보정 작업도 진행했습니다.

프로토콜 개발에서는 먼저 기본 프로토콜을 설계해 동작을 확인한 뒤, 클라이언트사에서 제공한 통신 프로그램으로 추가 테스트를 진행했습니다. 하지만 데이터 수신 과정에서 오류가 발생했고, 분석 결과 초기 적용했던 체크섬 방식과 클라이언트사의 프로그램에서 사용하는 방식이 달라 문제가 생겼음을 발견했습니다. 이를 해결하기 위해 펌웨어를 클라이언트사의 방식에 맞게 수정했고, 이후 테스트에서 데이터가 정상적으로 수신되어짐을 확인했습니다.

마지막으로, 1주간 추가 테스트를 통해 통신 안정성을 검증했습니다. 최종적으로 데이터 전송 및 처리 과정이 문제없음을 확인한 후 샘플링을 진행했고, 간단한 기능과 통신 테스트를 거쳐 클라이언트사에 납품을 완료했습니다.

이 프로젝트를 통해 성능 개선과 소형화를 성공적으로 달성했을 뿐만 아니라, 문제 해결 능력을 바탕으로 클라이언트의 요구를 충족하는 제품을 제공할 수 있었습니다.
기압센서와 RS485 관한 보고서 일부
하드웨어 회로도, 아트웍 3D 모델
프로토콜과 RS485 통신 테스트

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개발 · 개인사업자

프로젝트 정보

참여 기간
2024.08. ~ 2024.09.
참여율
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외부 공동 작업의 경우 기여도에 따라 참여율이 달라지며 역할, 프로젝트 설명을 통해 업무 분야 및 참여 범위를 확인할 수 있습니다.
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