새로운 경험을 선물받은 인턴생활ㅣ주영성(항공대 항공전자 및 정보통신)

▲2016년 차세대융합기술연구원 인턴프로그램 4기 주영성 학생

[차세대융합기술연구원 대학생 인턴에 지원하게 된 이유]

대학교 학부생 과정을 하면서 느낀 것은 경험을 할 수 있는 기회가 많이 없다는 것이였습니다. 학교에서는 오실로스코프나 전원 공급 장치 같은 기본 장비들을 사용하는 것에도 많은 제한이 있습니다. 그래서 무엇인가 만들어 보지 못하고 이론 수업만 하는 것에 실증을 느껴 컴퓨터로만으로 무엇인가 만들 수 있는 코딩 위주의 공부만 하게 되었습니다.

그러던 중 우연히 디지털 시계를 제작하게 되었는데 처음에는 이론 수업만 하다가 직접 만들어 보니 HW를 다루는 것이 어려운게 아니라 다뤄보지 않아서 못하는 것 이였구나 라는 것을 알게되었습니다. 이런 생각을 가지고 있던 시점에서 차세대융합기술연구원에서 인턴을 모집하는 공고를 보게 되었습니다. 여러 가지 분야가 있었지만 제가 원하는 HW와 SW를 바탕으로 실험을 하는 극한환경로봇연구실에 관심이 있어 지원을 하게 되었고, 인턴 생활을 통해 소중한 경험을 가질수 있게 되었습니다.



[연구를 하기 위한 교육]

연구를 시작하기 이전 제어를 하기 위해서 HW를 설계하는 것 뿐만 아니라 HW를 제어하는 모듈 프로그램을 만들어야 했습니다. 기계어로 직접적으로 다루는 것은 해봤지만 연구실에서 다루는 모듈은 전혀 다른 것 이여서 어떻게 제어하는 지에 대한 기초 지식이 없었습니다. 그래서 CPU역할을 한다고 볼 수 있는 모듈을 제어하는 연습을 먼저 하였습니다.

모듈에서 나오는 신호로 HW를 제어하는 것임으로 신호를 보내는 모듈의 핀을 제어하는 연습을 시작으로 동작 시간을 제어하는 타이머, duty ratio를 조절하는 PWM, 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꿔 모듈이 실시간으로 읽어 들이는 값에 따라 핀을 제어하게 도와주는 ADC 등 여러 가지 동작을 연습하였습니다.

▲핀 제어 및 타이머를 통한 toggle 조작

▲아날로그 신호를 ADC를 통해 디지털신호로 변경 후 UART통신을 통해 PC로 신호 송신

이 동작들을 익히는데 어려움이 있었지만 Source Insight라는 프로그램을 통해 모듈 제조 회사에서 코드가 어떠한 방식으로 동작하는지와 어떠한 제어를 하는지 알 수 있었으며, 이를 바탕으로 프로그램을 원하는 방식으로 제어하는 방법을 익혔습니다. 또한, 막히는 부분은 같은 연구실의 연구원께서 도움을 주셨기 때문에 많은 시간에 걸쳐 익힐 수 있는 부분을 짧은 시간에 마치게 되었습니다.



[실제 PMA제품의 동작 확인 및 유사한 PMA 제작]

당시 연구실에서 리클로저를 제작하고 있었는데 리클로저 란 발전소에서 전력을 공급해 줄 때 배전선로에 새가 앉는 다든지 하는 여러 가지 원인으로 문제가 발생할 경우를 대비하기 위한 시스템입니다. 이 시스템은 1차적으로 여러번 빠르게 차단과 개방의 동작을 반복하면서 원활히 전력이 공급될 수 있도록 하는데, 이를 빠르게 반응하게 만들기 위해서는 리니어 모터의 일종인 PMA를 구동원으로 사용해야 합니다. 현재 한전 같은 곳에서는 전자접촉기 등에 의해 ON/OFF 동작이 작동하지만, 높은 전류에서 동작하게 되어 부품들이 망가지거나 효율성이 떨어지기도 합니다. 이를 해결하기 위해서 프로그램을 숙달할 때 배운 PWM 방식으로 PMA를 구동시키려하고, 또한 동작할 때 흐르는 전류를 ADC를 통해 읽어 들였고, 그 값에 따라 duty ratio를 P제어 형식으로 조절하여 전류를 목표치까지 상승하게 만들어 효율적으로 흐를 수 있게 만들기 위해 노력하였습니다.
(**PMA란? Personal Magnetic Actuator의 약자로 외부의 요인으로 전력공급이 중단 되었을 때(고장이 아닌 일시적 현상) 지속적으로 전력이 공급 될 수 있도록 보완하는 시스템)

▲PMA회로도

▲PMA회로

또한, 차단계를 동작시키기 위해서는 두 개의 코일을 제어시켜야 하는데 이를 H-bridge회로를 구성하여 제어시켰습니다. 처음 이 회로를 구성했을 때 학교에서 막연하게 저항과 캐패시터 등 여러 가지 부품으로 해석하는 것에만 그쳤었지만 이제는 이것을 어떻게 응용해야 하는지 감을 잡을 수 있게 되었습니다. 회로를 설계하여 캐패시터와 저항을 사용하고, 회로와 소자에 안정성을 높이는 방법을 알게 되었고, 지금껏 납땜을 한 번도 해보지 못했지만 이번 기회에 회로를 구성하면서 해보게 되었습니다. 처음으로 납땜을 하는 것이여서 엉성하게 만들어지기도 했지만 점점 숙달이 되면서 깔끔하게 회로를 만들 수 있게 되었습니다.

이렇게 회로를 만들고, 구성하면서 HW도 해보질 않아서 못한 것이지 적성에 맞지 않는 것이 아니라는 것을 느낄수 있었습니다. 또한, 요즘 현직에서는 HW를 잘하는 사람, SW를 잘하는 사람만 우대하는 것이 아닌 두 개를 모두 잘 할수 있는 융합형 인재를 우대하고 있는 시점이기 때문에 SW만 공부하고 있었던 제 자신에 대한 경쟁력을 키울 수 있는 계기가 되었습니다.



[경험해보지 못한 것을 경험하게 도와준 인턴 경험]

이번 인턴 프로그램에 참가하면서 여러 가지 세미나와 행사에 참석하게 되었습니다. SW쪽에 관심이 많아서 SW관련 강연을 들을 때 가장 이해가 많이 갔었지만 다른 분야의 세미나를 통해 생각의 사고를 넓힐 수 있어 얻어 가는게 많았습니다. 다른 분야는 어떠한 식으로 개발을 하고 어떤 실험을 하는지 들으며 간간히 SW분야와 HW 분야만이 아닌 다른 분야에서 종합할 만한 것을 생각해 볼 수 있는 기회를 가질 수 있었습니다. 또한, 기술만을 배우는 것이 아닌 요즘 기술과 연구의 트랜드는 무엇이고, 어떠한 자세로 연구 개발에 임해야 하는지와 같은 것들도 배우게 되었습니다.

한 강연에서는 "요즘 한 분야만 하는 것이 아닌 다양한 분야를 종합해 만드는 것이 주를 이루고 있다"라는 발표가 있었는데, 이 발표의 논지는 한 분야 만으로는 개발된 것이 많아 나아가기 힘들지만 지식을 공유하며, 다른 분야와 종합해 나아가면 더 큰 시너지를 얻을 수 있다.라는 것이었습니다. 그리고 이를 성공적으로 이끌어 가기 위해서는 사람들과 지식을 공유하고 의견을 나누는 것이 필요하기 때문에 소통이 굉장히 중요하다는 것을 깨달을 수 있었습니다.

앞으로 어떠한 곳으로 나아가 어떠한 일을 할 지 정해지지는 않았지만 공통적으로 어떠한 자세로 연구에 임해야 하는지를 배우게 되었고 또한 연구를 할 때 문제를 어떤 식으로 해결해야 하는지 배우게 되었습니다. 인턴 중에 무엇인가 만들고 기술을 배운 것 뿐만 아니라 연구에 임해야하는 자세까지 배운 큰 경험은 마치 제게 있어 큰 선물을 받은 것과 같은 소중하고 가치있는 시간이었습니다.