전자 공학 학생들을 위한 창의적인 DIY 프로젝트 아이디어
보안 시스템이나 특수 전자 장비들의 가격을 알아본 적이 있다면, 그 가격이 만만치 않다는 것을 알게 될 것입니다. 하지만, 몇 가지 기본적인 도구와 전자 회로, 마이크로컨트롤러 및 기본적인 컴퓨터 지식만 있다면 이러한 장치 대부분을 직접 만들 수 있다는 사실을 알고 계셨나요?
오늘은, 공학 전공 학생들, 혹은 전자 기기를 만지작거리는 것을 좋아하는 사람들을 위한 훌륭한 하드웨어 프로젝트 아이디어를 모아보았습니다. 쉽고 혁신적인 아이디어들을 아래에서 확인해 보세요.
1. 비밀번호를 사용하는 회로 차단기
비밀번호를 사용하여 전선을 제어하는 것이 가능한지 궁금했던 적이 있다면, 이 프로젝트가 매우 흥미로울 것입니다. 8051 마이크로컨트롤러(Intel MCS-51)를 활용하여 켜짐/꺼짐 버튼을 4×4 키패드에 입력된 비밀번호로 대체하는 회로를 구성할 수 있습니다. 이 예시에서는 4채널 릴레이 모듈을 사용하여 4개의 전구에 고전압 전원을 켜고 끌 수 있습니다.
이 프로젝트에서 제시된 개념은 전기 작업을 수행하는 모든 사람들에게 훌륭한 안전 기능으로 작용할 수 있습니다. 예를 들어, 변전소에서 전력선을 유지보수하는 전문가들은 전원 공급 장치를 켜고 끄기 위해 각 라인에 비밀번호를 입력해야 하므로, 작업 과정이 훨씬 더 안전해집니다.
2. 자동 태양 추적 장치
공학도에게 또 다른 완벽한 하드웨어 프로젝트는 자동 태양 추적 장치입니다. 태양광 패널은 매일 몇 시간 동안 햇빛에 최대한 노출되어야 합니다. 직접 태양 추적 장치를 만들어 아침부터 저녁까지 태양의 위치를 추적하게 함으로써 패널이 하루 종일 최대량의 태양 복사를 받을 수 있도록 만들 수 있습니다. 이 창의적인 프로젝트는 Arduino Uno 마이크로컨트롤러 보드, 서보 모터, 그리고 몇 개의 광 의존 저항기를 사용하여 작동합니다.
3. 자동 실내 조명 제어 장치
실제 스위치를 조작하지 않고 자동으로 조명을 켜고 끄는 것은 매우 미래지향적인 경험을 제공합니다. Arduino 마이크로컨트롤러, 5V 릴레이 모듈, 초음파 센서를 함께 사용하면 누군가가 방에 들어올 때 자동으로 조명이 켜지도록 설정할 수 있습니다. 또한, 방에 있는 사람의 수를 추적하여 아무도 없을 때는 조명이 꺼지도록 할 수 있습니다.
이 프로젝트는 당신의 능력을 시험해볼 수 있는 재미있는 경험일 뿐만 아니라, 잠들기 전에 조명을 끄는 것을 자주 잊어버려 나중에 엄청난 전기 요금을 내야 하는 사람들에게 실용적인 솔루션을 제공합니다. 스마트 전구가 홈 네트워크를 위험에 빠뜨릴 수 있다는 우려가 있다면, 이 DIY 전자 프로젝트 아이디어가 좋은 대안이 될 것입니다.
4. OTP를 활용한 무선 잠금 시스템
디지털 자물쇠에 동일한 비밀번호를 반복해서 사용하는 것은 침입자가 한 번만 비밀번호를 알아내면 보안이 무너질 수 있으므로 안전한 방법이 아닙니다. 하지만, OTP(일회용 비밀번호) 시스템은 한 번 사용한 비밀번호를 폐기하는 스마트한 보안 솔루션을 제공합니다.
이 프로젝트를 위해서는 Arduino Uno 마이크로컨트롤러, HC-05 Bluetooth 모듈, 서보 모터, 그리고 베로보드 PCB가 필요합니다. 나머지 구성 요소들은 일반적인 전자 회로에서 자주 사용되는 부품들입니다.
이 전자 프로젝트가 휴대폰에서 안정적으로 작동하려면 마이크로컨트롤러를 프로그래밍하고, MIT App Inventor를 사용하여 간단한 Android 앱을 만들어야 합니다. 보안이 필요한 문을 열어야 할 때마다 비밀번호를 입력하라는 메시지가 표시되고, 비밀번호는 즉시 휴대폰으로 전송됩니다.
5. PC 기반 홈 자동화
PC 앞에서 많은 시간을 보내는 사람이라면, 마우스 클릭 한 번으로 집안일을 자동화할 수 있기를 바랐을 것입니다. 8051 마이크로컨트롤러, 릴레이 IC, PCB, LCD 및 Keil μVision IDE를 사용하면 주변의 대부분의 전기 제품을 자동화할 수 있습니다.
데스크톱에 연결된 모든 구성 요소의 상태를 모니터링할 수 있도록 시스템을 조정할 수 있습니다. 이 설정을 사용하면 책상을 떠나지 않고도 팬, 조명, 보안 카메라 및 기타 장비를 제어할 수 있어 많은 시간을 절약할 수 있습니다.
6. RFID 기반 출입 통제 시스템
아침에 집을 나서거나, 심부름을 가거나, 휴가를 떠날 때 건물 보안은 아마 가장 큰 관심사 중 하나일 것입니다. 문을 안전하게 보호하기 위해 RFID 액세스 제어 시스템과 8051 마이크로컨트롤러를 함께 사용할 수 있습니다.
이 프로토콜의 가장 흥미로운 점 중 하나는 이동 중에도 액세스 권한을 부여하거나 거부할 수 있다는 것입니다. 이 기술은 다양한 실제 응용 분야에서 찾아볼 수 있으므로, 공학도를 위한 훌륭한 전자 프로젝트입니다. 또한, RFID가 어떻게 해킹될 수 있는지에 대한 문제를 해결하는 방법을 연구해 볼 수도 있습니다.
7. 고급 RFID 도어 액세스 프로젝트
이미지 출처: Backbenchers Diy/유튜브
문에 설치할 수 있는 가장 안전한 액세스 시스템 중 하나는 RFID 시스템입니다. 이 시스템은 단거리 무선 주파수를 사용하여 태그나 카드를 식별합니다. 이 프로젝트를 설정하려면 RFID 태그, 리더기, 트랜시버, Arduino 마이크로컨트롤러, 그리고 몇 개의 안테나가 필요합니다. 완료되면 메커니즘이 일치하는 카드나 태그의 RFID 자격 증명을 스캔하여 집이나 방에 접근할 수 있게 됩니다.
바코드 시스템과는 달리, RFID는 자동으로 작동하여 시간을 절약해 줍니다. 따라서 보안된 문 가까이 가면 카드를 꺼낼 필요가 없습니다. 이 프로젝트에 대해 더 자세히 알고 싶다면, YouTube의 RFID 프로젝트 튜토리얼을 참고해 보세요.
8. 태양광 휴대폰 충전기
스마트폰 충전은 아마도 하루 중 가장 귀찮으면서도 꼭 필요한 일 중 하나일 것입니다. 태양광 휴대폰 충전기는 포트와 케이블을 두고 경쟁해야 하는 번거로움을 없앨 수 있으므로 이러한 상황을 개선할 수 있습니다. 이 프로젝트에서는 6V 미니 태양광 패널, 승압 회로, 그리고 일반 휴대폰 충전기를 사용합니다.
모든 것이 설정되면 패널이 햇빛에 노출되도록 위치를 조정해야 합니다. 이렇게 작은 시스템의 장점은 항상 휴대할 수 있다는 것입니다. 예를 들어, 건물이 햇빛을 가리는 경우 건물을 옮겨 다니며 계속 충전할 수 있습니다. 특히 학교나 대학교처럼 충전 포트에 대한 수요가 많은 곳에서 학생들을 위한 훌륭한 전자 프로젝트가 될 수 있습니다.
9. 지문 기반 보안 시스템
집, 장비, 그 외 소지품들을 안전하게 관리하는 것은 어디에서든 마음의 평화를 유지하는 가장 좋은 방법 중 하나입니다. 지문 기반 보안 시스템은 소지품의 안전에 대해 걱정하고 싶지 않은 사람들에게 꼭 필요한 시스템일 수 있습니다.
문이나 중요한 출입구를 보호하기 위해 이 프로젝트에서는 LCD 화면, 지문 센서, 그리고 몇 개의 모터와 함께 Arduino 마이크로컨트롤러 회로를 사용합니다. 흥미로운 점은 스캔한 지문이 저장된 지문과 일치하는 경우에만 문이 열린다는 것입니다. 여러 사용자를 지원하여 사랑하는 사람들의 지문을 추가할 수도 있습니다.
10. 로봇 팔
집에서 사용하거나 창의성을 시험해보기 위해 로봇 팔을 만드는 것을 생각해 본 적이 있다면, 이 아이디어가 바로 당신을 위한 것입니다. 이 프로젝트에서는 Arduino 마이크로컨트롤러와 몇 개의 3D 프린팅 플라스틱 부품을 사용하여 팔을 제작합니다. 또한, 마이크로컨트롤러와 인터페이스 역할을 할 맞춤형 Android 앱도 필요합니다.
완성되면 로봇 팔의 관절과 그리퍼를 제어하여 방에 있는 다양한 물건에 접근할 수 있습니다. 예를 들어, 음료와 같은 특정 물건을 가져다주도록 프로그래밍할 수도 있습니다.
11. 발자국으로 전기를 만드는 방법
당신의 발자국을 램프를 켜거나 작은 배터리를 충전할 수 있는 전류로 변환할 수 있습니다. 압전 회로와 다이오드에 연결된 마이크로컨트롤러를 사용하면 설정을 반복적으로 밟아 전력을 생성할 수 있습니다. 이 팁은 가정용 러닝머신과 함께 사용하여 빛나는 다이오드를 통해 운동 강도를 모니터링할 수 있습니다.
eBay에서 저렴하게 구입할 수 있는 필수 구성 요소와 도구만 있다면 거의 모든 전자 프로젝트를 24시간 이내에 완료할 수 있습니다. 작업하는 모든 DIY 프로젝트는 비판적 사고, 프로그래밍 및 실습 기술을 향상시키므로, 공학 전공 학생들에게는 완벽한 하드웨어 프로젝트라는 것을 기억해 주세요.