스마트팜 리버스 엔지니어링 및 성능 개선

프로젝트 개요

본 프로젝트는 스마트팜 제어 장비인 Globio PHion 2.0 모델의 전류 제어 성능을 고도화하기 위한 펌웨어 최적화 사업입니다. 기존 장비의 전류 측정 및 구동 로직을 분석하여 신규 하드웨어 모듈에 최적화된 제어 환경을 구축하고, 장비의 안정성과 정밀도를 향상하는 것을 목표로 수행되었습니다.

수행 역할과 범위

당사는 임베디드 시스템 전문 기술력을 바탕으로 기존 펌웨어의 핵심 제어 영역을 재설계하였습니다. 주요 작업 범위는 다음과 같습니다.

• 전류 측정 시스템 개선: 외부 하드웨어 모듈 도입에 따른 ADC 센싱 데이터 보정 및 정밀도 향상
• 구동 로직 최적화: 채널별 PWM 듀티 제어 방식 개선 및 적응형 제어 알고리즘 구현
• 보호 로직 강화: 과전류 차단 및 급격한 전류 상승에 대응하는 보호 시스템 설계
• 시스템 유지보수: 기존 UI(HMI), 실시간 시계(RTC), 플래시 메모리 등 핵심 기능의 안정성 유지 및 통합

핵심 기능

• 폐루프 적응형 제어: 4개 채널의 전류를 실시간으로 모니터링하고, 설정된 목표값과 비교하여 최적의 듀티 값을 자동으로 조정합니다.
• 지능형 보호 로직: 8.0A 이상의 과전류 발생 시 즉각적으로 시스템을 제어하여 장비를 보호하며, 비정상적인 전류 급변 시 안전한 동작을 보장합니다.
• 정밀 제어 매핑: 1선 PWM과 2선 방향 제어(DIR_A/DIR_B) 인터페이스를 정밀하게 구현하여 모터 및 부하 제어 효율을 높였습니다.
• 스케줄러 고도화: 동작 주기를 기존 10분 단위에서 1분 단위로 세분화하여 보다 정밀한 스마트팜 환경 제어가 가능하도록 개선했습니다.

성능 및 성과

이번 프로젝트를 통해 Globio PHion 2.0 장비의 동작 신뢰성을 대폭 확보하였습니다.

• 전류 측정 정밀도 향상: 신규 센싱 모듈 적용 및 데이터 보정 로직을 통해 전류 제어의 정확도가 대폭 개선되었습니다.
• 운용 효율성 증대: 제어 주기를 1분 단위로 최적화함으로써 미세한 환경 변화에 대응할 수 있는 스마트팜 관리 체계를 마련하였습니다.
• 시스템 안정성 확보: 보호 로직 강화로 인한 장비 오작동 방지 및 안정적인 24시간 연속 가동 환경을 구축하였습니다.

적용 기술

• 임베디드 플랫폼: Arduino Mega(ATmega2560) 기반 펌웨어 개발
• 개발 환경: PlatformIO를 활용한 체계적인 빌드 및 배포 시스템
• 제어 로직: ADC 기반의 실시간 부하 전류 센싱 및 폐루프 PWM 듀티 제어
• 통신 인터페이스: 시리얼 기반 HMI 드라이버 구현 및 데이터 송수신 최적화
• 주변 장치 제어: RTC DS3231을 활용한 시각 동기화 및 EEPROM 기반 설정값 관리