PORTFOLIO

문영민

Hardware / Robotics Systems

Summary

로봇 하드웨어 구조 설계부터 전장 구성, 제어기·센서 통합, 펌웨어 구현, 제작·검증까지 실제 시스템 구현 과정을 경험했습니다. 전력 분배, 모터 구동, 리프트/견인 구조, 회로 문서화 등 하드웨어 중심의 문제를 직접 분석하고 개선했습니다.

Robot Hardware STM32 Embedded C Timer / PWM Interrupt Encoder PID Control AC/DC Power Split Electrical Integration Hardware Debugging KiCad Fusion 360 Mechanical Design

One-line Principle

저는 실제 환경에서 안정적으로 동작하는 로봇 하드웨어 시스템을 만드는 엔지니어입니다.

전원, 배선, 센서, 제어기, 기구 구조를 함께 보며 문제 원인을 좁히고 개선해 왔습니다.

프로젝트 보기 상장/특허 보기

Projects

문제 → 판단 → 해결 → 결과

PROJECT 01 — AI-Based Smart Recycling Using 3-axis Orthogonal Coordinate Robot System Development

개요: 자동 분류·초음파 세척 로봇 시스템의 하드웨어 및 제어 시스템 구현

역할: 전장/전력 설계 · 모터 제어 · 펌웨어 구현 · 기구/하드웨어 제작

기술 요소

  • STM32, C, Fusion 360, KiCad
  • 로봇 시스템 구조 설계 및 제어부 통합
  • Timer 기반 PWM 모터 구동
  • Encoder 기반 속도 측정 및 PID 테스트
  • Relay 기반 AC 220V 부하 분리 제어
  • DC 24V → 12V/5V 전력 분배 설계
  • 부하 전류·전원 용량 분석 및 회로 재설계

성과

  • [교내] 창업지적재산권 페스티벌 장려상
  • 특허 출원
  • [교외] 한국정보기술학회 추계종합학술대회 동상
  • [교내] 캡스톤디자인 경진대회 특별상

문제 1 — 전력 설계 사양 미확인

상황 스텝다운 컨버터 허용 전류(5A)를 초과해 모듈이 파손됨
판단 실제 회로와 설계 계산을 대조해 컨버터 전류 제한과 전원 출력 한계를 확인
해결 5A 제한과 실제 전원 출력(약 320W)에 맞춰 전력 분배 구조를 재설계
결과 전력 안정성을 확보하고 동일한 파손 문제가 재발하지 않도록 개선

문제 2 — 컨베이어용 엔코더 모터 센서 불량

상황 PID 제어는 별도 엔코더 모터에서 검증했지만, 실제 컨베이어 모터의 엔코더 센서가 불량이었음
판단 문제 원인은 제어 알고리즘이 아니라 하드웨어 센서 불량이라고 판단
해결 PID 구현 결과는 증빙으로 남기고, 실제 컨베이어는 안정성을 위해 PWM 제어로 전환
결과 PID 제어 구현 능력과 실제 장비에 맞춘 판단 과정을 함께 제시

Evidence

회로 PDF 2 · PID 코드 1 · 사진 1 · 영상 3
AC POWER
AC 220V 회로 설계

초음파 세척기 등 AC 부하를 릴레이로 분리 제어한 전원 구조입니다.

PDF 열기 DC POWER
DC 24V → 12V/5V 전력 분배

전원 출력 한계와 부하 전류를 고려해 재설계한 DC 전력 분배 구조입니다.

PDF 열기
PID 제어 코드 GitHub
Overall 3D modelling of smart recycling system
스마트 분리수거 시스템 전체 3D 모델링

분류 모션 및 3축 로봇 구동 영상

PID 제어 테스트 그래프 영상(100RPM)

실제 엔코더 모터 PID 제어 구동 영상

PROJECT 02 — Towing AMR Hardware & Control System

개요: 견인 기능을 갖춘 AMR 하드웨어 플랫폼 및 제어 시스템 구현

역할: 전체 하드웨어/기구 설계 및 제작 · 전장 구성 · 모터/리니어 액추에이터 제어 구현

기술 요소

  • STM32, C, Fusion 360
  • 견인 로봇 전체 하드웨어 구조 설계
  • 프레임, 리프트, 견인부 기구 설계 및 제작
  • PWM 기반 모터 제어
  • 리니어 액추에이터 기반 리프트 제어
  • 3D 프린팅 부품 제작 및 반복 부하 테스트

핵심 포인트

견인 로봇의 프레임, 리프트 구조, 견인부, 제어부 배치를 직접 설계·제작하고, 실제 구동 가능한 로봇 하드웨어 시스템으로 통합했습니다.

문제 — 견인 구조 강성 및 내구성 확보

상황 3D 프린팅 기반 견인 구조에서 반복 부하 시 변형이 발생
판단 견인부 형상, 체결 위치, 하중 방향을 기준으로 구조 보강이 필요하다고 판단
해결 프레임과 견인부를 재설계하고, 제작 후 반복 부하 테스트로 구조를 개선
결과 리프트와 견인 동작이 가능한 하드웨어 구조를 확보

Evidence

사진 3 · 영상 3
AMR 3D design model
AMR 3D 설계 모델
Towing system operation diagram
견인 로봇 예상 운영도
Prototype without exterior cover
외장재 제외 프로토타입

리프트 구동 동작 영상

견인 시스템 개선 후 구동 영상

견인 시스템 주행 영상 보기

Technical Summary

Control / Firmware

  • STM32 기반 제어 로직 구현
  • Timer, PWM, Interrupt 기반 구동 제어 구조
  • Encoder 속도 측정 및 모터 상태 확인
  • PID 제어 구현 및 실제 모터 테스트 경험

Electrical / Hardware

  • AC/DC 전력 분리 및 전장 구성 경험
  • 부하 전류·전원 용량 분석 및 재설계 경험
  • KiCad 기반 AC/DC 회로 설계 문서화
  • 배선, 전원, 센서, 구동부 기반 하드웨어 디버깅 경험

Mechanical / Prototyping

  • Fusion 360 기반 로봇 기구 설계
  • 프레임, 리프트, 견인부 구조 설계
  • 3D 프린팅 부품 제작 및 시스템 조립
  • 반복 부하 테스트 기반 구조 보강 및 개선

Certificates

상장 3 · 특허 1 (클릭하면 원본)

증빙 자료는 클릭 시 원본 이미지로 열립니다.

Capstone Design Encouragement Award

2024.01.31 · 캡스톤 디자인 장려상

증빙 이미지

 Thesis contest listed

2024.11.22 · 논문 대회 등재( Listed )

증빙 이미지

 Capstone Design Special Award

2024.12.03 · 캡스톤 디자인 특별상

증빙 이미지

 Patent evidence

특허 · 24 INTERFACE_WP245058_

증빙 이미지

Contact

Email : ansdudals61@naver.com