🏠Bethel324-control-system을 구현하면서 배우고 성장한 점들

🏠Bethel324-control-system에 대한 설명은 이전 글을 참고하시길 바랍니다.

2021.06.21 - [Projects/🏠Bethel324-control-system] - 🏠Bethel324-control-system에 대하여

🏠Bethel324-control-system에 대하여

 

🏠Bethel324-control-system을 구현하면서 배우고 성장한 점들은 아래와 같습니다.

 

1. Notion을 이용한 체계적인 프로젝트 관리 ⏰

이번 프로젝트는 팀 프로젝트였기 때문에 프로젝트를 체계적으로 관리할 필요가 있었습니다. 여러 협업 도구들이 있지만 저희는 notion을 사용하여 프로젝트를 관리하기로 했는데 그 이유는 다음과 같습니다.

먼저 notion은 문서를 깔끔하게 정리할 수 있다는 장점이 있습니다. 저희는 회의록, 공부 내용 정리, 실험, archieve 등 다양한 문서들을 작성해야 했습니다. 그래서 문서들을 종류별로 분류하여 찾기 편하게 할 필요가 있었는데 notion은 페이지를 따로 만들어서 분류할 수 있기 때문에 깔끔하게 정리할 수 있었습니다.

두번째로 notion은 문서의 원형을 최대한 보존하면서 pdf로 export가 가능하다는 장점이 있습니다. 이 프로젝트는 임베디드 수업 파이널 프로젝트이기 때문에 프로젝트 제안서와 최종 보고서를 제출해야 했습니다. 다른 앱들은 작성한 문서를 export하면 띄어쓰기가 불필요할 정도로 많이 들어가는 등 문서의 원형이 훼손되는 경우가 있는 반면 notion은 아직까지 그런 불편함을 느낀 적이 없습니다.

마지막으로 notion은 디자인이 이쁩니다. 개인적으로 디자인이란 단순히 제품의 외형이 아닌 그 제품의 본질이라고 생각합니다. notion은 그런 점에서 저의 마음을 사로잡기 충분했습니다.

아래는 저희가 프로젝트 관리를 위해 공유한 페이지를 캡쳐한 화면입니다.

 

2. 공식 문서를 읽고 스스로 공부하는 법 📚

이 시스템을 구현하기 위해서는 MODBUS 프로토콜, MODBUS Serial line 프로토콜 중 MODBUS RTU, MODBUS over TCP/IP 프로토콜을 공부할 필요가 있었습니다. 그래서 저희는 시스템 구현에 앞서 modbus organization에서 발간한 공식 문서를 읽고 스터디를 진행했는데 그것들은 다음과 같습니다.

1. MODBUS PROTOCOL SPECS : https://www.modbus.org/specs.php
2. MODBUS PROTOCOL SPECIFICATION V1.1b3 : https://www.modbus.org/docs/Modbus_Application_Protocol_V1_1b3.pdf
3. MODBUS over Serial Line Specification and Implementation Guide V1.02 : https://www.modbus.org/docs/Modbus_over_serial_line_V1_02.pdf
4. MODBUS MESSAGING ON TCP/IP IMPLEMENTATION GUIDE V1.0b : https://www.modbus.org/docs/Modbus_Messaging_Implementation_Guide_V1_0b.pdf

또한 🤖 MODBUS-RTU-Client에서 NUCLEO와 MODBUS-RTU-RELAY 사이를 MAX485 모듈로 연결했는데 처음 사용하는 모듈이기 때문에 datasheet를 읽고 결선 방법, 전기적 특성, 각 핀의 특성 등을 공부할 필요가 있었습니다. 따라서 제조사에서 발간한 datasheet를 읽고 스터디를 진행하여 공부했습니다.

1. MAX-485 datasheet : http://www.openimpulse.com/blog/wp-content/uploads/wpsc/downloadables/MAX485-Datasheet.pdf

공식 문서를 읽고 스스로 공부하는 과정에서 개발자로써 갖추어야 할 기본 자세를 배울 수 있었습니다. 그리고 공식 문서에서 원하는 정보를 빠르게 얻기 위해 어느 부분을 먼저 읽어야 하는지 등과 같은 감각을 기를 수 있었습니다.

 

3. 어떻게든 문제를 해결하는 엔지니어적 사고 😎

저희는 🤖 MODBUS-TCP-Client에서 TCPPORT-30M이 습도를 읽게 하는 방법을 기발한 아이디어로 해결했다고 자부합니다.

저희는 습도를 측정하기 위해 HTU21D 센서를 사용했습니다. 이 센서는 내부적으로 I2C 인터페이스를 사용하여 측정한 습도를 전송합니다. 하지만 TCPPORT-30M은 I2C를 지원하는 디바이스가 존재하지 않습니다. 그래서 저희는 중간에 nucleo 보드를 두어서 이 문제를 해결했는데 그 이유는 두 가지입니다.

먼저 nucleo는 내부적으로 I2C 인터페이스를 지원할 뿐만 아니라 ESP-01 모듈을 통해 wifi 통신도 가능합니다. 따라서 I2C 인터페이스로 읽어들인 상대습도를 wifi를 통해 modbus tcp 명령어를 전송하여 TCPPORT-30M의 output port라는 디바이스에 write할 수 있습니다.

두번째로 읽어들인 상대습도의 범위가 0에서 100사이의 실수라는 점입니다. 만약 상대습도의 범위를 0에서 100 사이의 정수로 축소한다면 이것은 7개의 bit로 표현가능합니다. 저희는 이 점에 주목하여 단위가 single bit인 coil 메모리 영역을 사용하고 8개의 포트를 가지고 있는 output port에 2진수로 표현한 상대습도를 작성하는 것이 충분히 가능하다고 판단했습니다. 따라서 output port 0번부터 7번에 2진수로 표현한 상대습도를 write하는 modbus tcp 명령어를 전송하는 방법으로 문제를 해결했습니다.

영민이형과 함께 고민하고 토론하면서 불가능해보이는 상황이라도 포기하지 않고 어떻게든 해결하는 엔지니어적 사고를 배울 수 있었습니다.

 

4. AJAX를 통한 UX 향상 🤩

저희는 사용자 경험을 향상시키기 위해 AJAX를 사용했습니다. AJAX는 주로 웹페이지 전체를 서버로부터 가져오지 않고 일부 데이터만 가져와서 웹페이지를 수정할 때 사용합니다. 저희는 이것을 이용하여 두 가지 기능을 구현했습니다.

먼저 10초마다 서버로부터 읽어들인 humidity를 자동으로 update하도록 했습니다. 이로써 통신에 대한 overhead를 줄일 수 있었고 자동으로 update된 습도를 확인할 수 있기 때문에 UX를 향상할 수 있었습니다.

또한 저희는 버튼 클릭시 서버로부터 response가 올 때까지 해당 버튼을 클릭해도 어떠한 event가 발생하지 않는 waiting 버튼으로 만들었습니다. 이를 통해 사용자는 현재 자신이 내린 제어 명령의 처리 상태를 알 수 있고, 불필요한 클릭으로 인한 오작동을 방지할 수 있었습니다.