방석키트 회로 설계 프로젝트
(****덱스 완료 2021-10-08 ~ 2023-10-08
프로젝트 설명
[프로젝트] 실시간 착좌 압력 모니터링 스마트 방석 시스템 개발
안녕하세요! 오늘은 제이아이오티(J-IOT)에서 자체 설계하고 개발한 '스마트 방석 압력 모니터링 시스템' 프로젝트를 소개해 드립니다.
장시간 의자에 앉아 업무를 보는 현대인들에게 올바른 자세는 건강의 핵심입니다. 이번 프로젝트는 사용자가 앉았을 때 발생하는 미세한 압력 분포를 실시간으로 감지하여 데이터화하는 통합 솔루션입니다.
1. 하드웨어 및 회로 설계 (Hardware)
정밀한 압력 측정을 위해 고감도 FSR(Force Sensitive Resistor) 센서를 매트릭스 구조로 배치하였습니다.
- 센서 매트릭스: 엉덩이와 허벅지의 주요 압력 포인트를 정밀하게 스캔할 수 있는 최적의 레이아웃 설계
- 신호 처리: ADC(Analog-to-Digital Converter)를 통한 전압 분배 회로 설계로 미세한 압력 변화 감지
- 안정성: 장시간 사용 시에도 데이터 왜곡이 없도록 회로의 노이즈 억제 처리
2. 임베디드 펌웨어 최적화 (Firmware)
수집된 아날로그 신호를 빠르고 정확하게 PC로 전달하기 위한 전용 펌웨어를 개발했습니다.
- 고속 샘플링: 다채널 센서 데이터를 지연 없이 처리하기 위한 실시간 스케줄링
- 디지털 필터링: 원시 데이터의 노이즈를 제거하여 부드러운 데이터 흐름 구현
- 커스텀 프로토콜: 시리얼 통신 효율을 극대화한 가변 패킷 구조 적용
3. C# 기반 실시간 모니터링 프로그램 (Software)
사용자가 자신의 앉은 자세를 직관적으로 확인할 수 있도록 C# .NET 환경에서 시각화 툴을 구축했습니다.
- 실시간 히트맵(Heatmap): 압력의 세기를 색상(Blue to Red)으로 시각화하여 힘의 집중도를 한눈에 파악
- 데이터 분석 UI: 실시간 그래프 및 수치 표시를 통해 세밀한 분석 지원
- 확장성: 축적된 데이터를 로그 파일로 저장하여 장기적인 자세 교정 분석 가능
4. 활용 분야 및 기대 효과
- 자세 교정 솔루션: 잘못된 자세 감지 시 알림 제공
- 스마트 오피스: 직원의 착석 상태 및 업무 패턴 분석
- 실버 케어/의료: 환자의 욕창 방지를 위한 실시간 압력 분산 모니터링
마치며
이번 프로젝트는 회로 설계부터 펌웨어, PC 소프트웨어까지 전 과정을 독자적인 기술력으로 통합 구현했다는 점에서 제이아이오티의 역량을 잘 보여줍니다.
기술적 난이도가 높았던 만큼 완성도 높은 결과물이 도출되었으며, 앞으로 다양한 분야의 IoT 디바이스 개발에 응용할 계획입니다. 프로젝트에 대한 궁금한 점이나 개발 문의는 언제든 연락해 주시기 바랍니다!
작성자: 박영준 (제이아이오티 대표)
기술 스택: Firmware, Circuit Design, C# .NET, FSR Sensing