임베디드 시스템 개발자 과정

무인 이동체용 지능형 임베디드 시스템 개발자 과정 (대전 상공회의소 충남인력개발원)

📌 목차

1️⃣ Circuit Design&Analysis

2️⃣ ImageProcessing

3️⃣ Firmware

4️⃣ LabVIEW

5️⃣ RaspberryPi

6️⃣ Final-Project

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1️⃣ Circuit Design&Analysis

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OrCAD를 활용한 회로 설계 및 분석 프로젝트

주요 구성 요소

1. 회로 설계 프로젝트

• 기초 회로 분석
  • 전력 분석 (MAX_PWR)
  • NOR 게이트 분석 (THE_NOR)
  • RLC 회로 분석
  • BJT 회로 설계
  • Op-Amp 회로 설계
• 응용 회로 설계
  • 초음파 센서 회로
    • 초음파 발진기
    • 펄스 발진기
    • 송신/수신 회로
    • 신호 검출 회로
    • 시간 측정 게이트

2. PCB 설계 프로젝트

• 단안정 멀티바이브레이터 PCB 설계
• Gerber 파일 생성
• PCB 레이아웃 설계
  • TOP/BOTTOM Layer
  • Silkscreen
  • Soldermask
  • Drill Drawing

3. 라이브러리 및 참조 자료

• 커스텀 디바이스 라이브러리
• 주요 부품 데이터시트
  • CEDM7001/8001
  • MMBT3904TT1-D
  • RC4558
  • SN7405

주요 기능

• 아날로그/디지털 회로 시뮬레이션
• PCB 레이아웃 설계
• 회로 동작 분석
• 거리 측정 시스템 구현

2️⃣ ImageProcessing

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C, Python, MFC를 사용하여 구현된 다양한 버전의 이미지 처리 애플리케이션을 포함하고 있는 디렉토리

주요 구성 요소

1. 이미지 데이터셋

• images/ - 다양한 크기(128x128, 256x256, 512x512)의 테스트 이미지
• Pet_RAW(squre)/ - 반려동물 이미지 데이터셋 (128x128, 256x256, 512x512)
• Etc_Raw(squre)/ - 일반적인 이미지 처리 테스트용 데이터셋

2. 소스코드

1. C 언어 구현
   • GreyScaleImageProcessing - 기본적인 그레이스케일 이미지 처리
   • GreyVideoProcessing - 비디오 처리 기능 구현
2. MFC 구현
   • GrayScaleAlpha - MFC 기반 GUI 이미지 처리 프로그램
   • ImageProcessingRC - 다양한 이미지 처리 기능이 추가된 RC 버전
3. Python 구현
   • 기본 이미지 처리 구현
   • OpenCV를 활용한 고급 이미지 처리
   • 머신러닝/딥러닝 기반 이미지 처리
     • MNIST 데이터셋 활용
     • 얼굴 인식 (Haar Cascade)
     • 객체 감지 (MobileNet-SSD)

주요 기능

• 그레이스케일 변환
• 이미지 크기 조정
• 밝기/대비 조정
• 이미지 회전/이동
• 객체 감지 및 인식
• 실시간 비디오 처리

3️⃣ Firmware

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마이크로컨트롤러 기반의 펌웨어 개발 프로젝트

주요 구성 요소

1. AVR 프로젝트

• 기초 실습

  • LED 제어
  • 7-Segment 제어
  • LCD 디스플레이 제어
  • 키패드 인터페이스
  • ADC/DAC 활용
  • 타이머/인터럽트 활용

• 응용 프로젝트

  • 디지털 시계
  • 온도 측정 시스템
  • 모터 제어 시스템
  • UART 통신

2. ARM 프로젝트

• STM32 기반 개발
  • GPIO 제어
  • UART/I2C/SPI 통신
  • 센서 인터페이스
  • 실시간 데이터 처리
  • DMA 활용
  • RTOS 활용

3. 개발 환경

• AVR

  • Atmel Studio
  • AVR-GCC
  • AVRDUDE

• ARM

  • STM32CubeIDE
  • STM32CubeMX
  • OpenOCD

주요 기능

• 디지털/아날로그 신호 처리
• 다양한 통신 프로토콜 구현
• 실시간 센서 데이터 처리
• 모터/액추에이터 제어
• 디스플레이 인터페이스
• 저전력 모드 관리

4️⃣ LabVIEW

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NI LabVIEW를 활용한 데이터 수집 및 제어 시스템 프로젝트

주요 구성 요소

1. 기초 실습

• 기본 프로그래밍

  • 데이터 타입과 구조
  • 루프와 타이밍
  • 이벤트 구조
  • 배열과 클러스터
  • 파일 입출력

• UI 설계

  • 컨트롤과 인디케이터
  • 그래프와 차트
  • 사용자 이벤트 처리
  • 커스텀 컨트롤 제작

2. 응용 프로젝트

• 데이터 수집 시스템

  • 센서 데이터 획득
  • 실시간 데이터 처리
  • 데이터 로깅
  • 파형 분석

• 제어 시스템

  • PID 제어기 구현
  • 모터 제어
  • 온도 제어
  • 시스템 모니터링

3. 하드웨어 인터페이스

• DAQ 시스템

  • NI-DAQmx 드라이버
  • 아날로그/디지털 입출력
  • 카운터/타이머
  • 동기화 및 트리거링

• 통신 프로토콜

  • VISA (Serial/GPIB)
  • TCP/IP
  • Modbus
  • OPC

주요 기능

• 실시간 데이터 수집 및 분석
• 자동화된 테스트 시스템
• 산업용 제어 시스템
• 계측기 제어 및 모니터링
• 데이터 시각화 및 보고서 생성

5️⃣ RaspberryPi

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라즈베리파이를 활용한 AI 스피커, 젯슨 나노, 비전 AI 프로젝트

주요 구성 요소

1. AI 스피커 프로젝트

• 음성 인식 시스템
  • Google Assistant 연동
  • 음성 명령 처리
  • 색상 제어 기능
  • JSON 기반 설정

2. Jetson Nano 프로젝트

• 하드웨어 제어
  • PWM LED 제어
  • GPIO 인터페이스
• 시스템 설정
  • Balena Etcher를 통한 이미지 설치
  • JP441 SD 카드 이미지

3. 비전(시각형) AI 프로젝트

• 이미지 분류 데이터셋

  • 학습용 데이터셋 (class1_train)
    • Apple/Banana 이미지
    • 각 클래스별 30개 이미지
  • 검증용 데이터셋 (class1_validation)
    • 각 클래스별 10개 이미지
  • 객체 분류 데이터셋 (class2_train/validation)
    • Bottle/Can 이미지
    • 학습/검증 데이터 분리

• 세그멘테이션 데이터셋

  • 도형 인식 데이터
    • 원형/사각형/삼각형 이미지
    • JSON 형식의 레이블링 데이터
  • 학습/검증 데이터셋 분리
  • 레이블링 도구 지원

개발 도구

• HiBready Editor
• Labelme
• PhotoScape

주요 기능

• 음성 기반 IoT 제어
• 실시간 객체 인식
• 이미지 세그멘테이션
• 도형 분류 및 인식
• 데이터셋 구축 및 관리

6️⃣ Final-Project

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임베디드 시스템 개발자 과정의 최종 프로젝트

주요 구성 요소

1. 하드웨어 설계

• 회로 설계

  • 메인 컨트롤러 보드
  • 센서 인터페이스 회로
  • 전원 공급 회로
  • 통신 인터페이스

• PCB 제작

  • 회로도 설계
  • PCB 레이아웃
  • 부품 배치
  • 제작 및 조립

2. 펌웨어 개발

• 시스템 초기화

  • 하드웨어 설정
  • 통신 프로토콜 초기화
  • 인터럽트 설정

• 주요 기능

  • 센서 데이터 수집
  • 모터 제어
  • 통신 프로토콜 구현
  • 상태 모니터링

3. 소프트웨어 개발

• 데이터 처리

  • 실시간 데이터 분석
  • 필터링 알고리즘
  • 상태 판단 로직

• 사용자 인터페이스

  • GUI 설계
  • 데이터 시각화
  • 제어 패널
  • 로깅 시스템

4. 문서화

• 설계 문서

  • 시스템 요구사항
  • 하드웨어 설계도
  • 소프트웨어 구조도
  • 테스트 계획

• 사용자 매뉴얼

  • 설치 가이드
  • 사용자 가이드
  • 유지보수 매뉴얼
  • 문제해결 가이드

주요 기능

• 실시간 데이터 수집 및 처리
• 원격 모니터링 및 제어
• 자동화된 시스템 운영
• 데이터 로깅 및 분석
• 사용자 친화적 인터페이스
• 시스템 상태 모니터링