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2523 정지환 MBL과학실험 활동보고서

활동 보고서

정*환

2025-01-05

느낀점 : 이 실습을 통해 전자공학 분야에 대한 관심이 더 커졌다. 아두이노와 센서를 활용해 실험을 진행하면서 회로 설계와 신호 처리, 프로그래밍 등의 기술이 실제로 어떻게 적용되는지 체험할 수 있었다. 특히 센서를 이용한 데이터 수집과 분석 과정은 전자공학의 기본적인 원리들을 이해하는 데 큰 도움이 되었고, 문제를 해결하는 과정에서 내가 원하는 결과를 얻는 방식이 마음에 들었다. 앞으로 이 분야에서 더 많은 기술을 배우고 연구해 보고 싶다는 생각을 하게 되었다. +) 이번 실습을 통해 아두이노와 센서를 활용한 기본적인 프로젝트를 진행하면서, 전자회로 설계에 대한 흥미가 더욱 커졌다. 하지만 실제 부품을 다루기 전에 회로를 설계하고 테스트할 수 있는 시뮬레이션 툴을 활용하면 더욱 효율적으로 학습할 수 있다는 생각이 들었다. 그래서 조사해 본 결과 "Tinkercad Circuits"와 같은 시뮬레이션 툴을 사용하면, 실제 회로를 구축하지 않고도 다양한 회로를 설계하고 동작을 예측할 수 있다는 걸 알게 되었다. 이를 통해 전자회로 이론을 더 잘 이해하고, 설계한 회로가 실제로 어떻게 작동하는지 미리 확인할 수 있다는 점에서 큰 장점이 있다. 앞으로 시뮬레이션 툴을 활용해 더 다양한 회로를 실험해보고, 실제 회로를 설계하기 전에 이론과 실습을 연계하는 데 큰 도움이 될 것 같다. 가능하다면 간단한 센서 데이터를 수집하고 출력하는 수준을 넘어, IoT(사물인터넷) 관련 프로젝트처럼 좀 더 심화된 실험을 통해 아두이노의 활용 범위를 확장하고 싶다. 예를 들어, 센서로 실시간 데이터를 수집해 이를 클라우드에 저장하거나, 다른 기기와 연동하여 자동화 시스템을 구축하는 프로젝트에 도전해 보고 싶다. 이런 탐구를 통해 전자공학 분야에서 내가 할 수 있는 일들이 점점 더 구체화될 것 같아 기대된다.

아두이노를 통한 피지컬 컴퓨팅을 하며 MBL 과학실험을 진행했다. 물과 소금물의 어는점 비교하기(화학), 자유낙하 운동 실험하기(물리), 앱 인벤터를 통한 불쾌지수 측정하기(지구과학) 의 총 3가지의 다양한 실험을 할 수 있었다. 피지컬 컴퓨팅과 프로그래밍 실습을 통해 다양한 주제를 경험하며 문제를 해결하는 과정과 그 원리를 이해할 수 있어 굉장히 유익한 시간이었다. 첫 번째로 자유낙하 운동 실습에서는 중력만 작용하는 물체의 운동을 이해하기 위해 적외선 센서와 충격 감지 센서를 활용했다. 실험 준비 과정에서 1.5m 높이의 벽에 적외선 센서를 설치하고 바닥에 충격 감지 센서를 수직으로 배치한 뒤, 정육면체 물체를 낙하시켜 각 센서가 반응한 시간을 측정했다. 이를 통해 물체의 낙하 시간과 중력을 계산했으며, 실험 결과 이론값과 차이가 발생했다. 진공 상태가 아니었기에 공기저항의 영향을 받은 것이라는 결론을 내렸다. 이러한 차이를 통해 자유낙하 운동의 이론과 실제 환경의 차이를 이해할 수 있었다. 실험을 진행하면서 복잡한 과정 속에서 센서 배치와 데이터 처리, 프로그래밍 설계의 중요성을 깨닫고, 실질적인 원리를 체험할 수 있었다. 두 번째로 물과 소금물의 어는점 비교 실험은 소금이 물의 어는점에 미치는 영향을 분석하는 데 초점을 맞췄다. 얼음, 소금, 약간의 물을 넣은 그릇에 시험관과 온도 센서를 배치하여 소금물이 물보다 어는점이 낮고 어는 속도가 느리다는 결과를 도출했다. 실험 과정에서 소금물이 나트륨과 염화이온으로 분리되면서 흡열반응을 일으켜 온도가 낮아진다는 점을 확인했다. 이러한 과정을 통해 물리적 현상을 데이터로 관찰하고 분석하는 능력을 기를 수 있었다. 마지막으로 앱 인벤터와 아두이노를 활용하여 불쾌지수를 측정하는 앱을 개발했다. 불쾌지수는 기온과 습도를 바탕으로 계산된 수치로, 온도와 습도의 변동에 따라 사람의 불쾌감을 평가하는 데 사용된다. 온습도 센서를 활용해 데이터를 수집하고, 불쾌지수 공식을 통해 값을 계산한 뒤, 앱 인벤터를 이용해 결과를 스마트폰 화면에 출력했다. 실험 중 온습도 센서에 입김을 불어 데이터를 변화시키며 온도와 습도의 증가가 불쾌지수에 미치는 영향을 직접 관찰할 수 있었다. 이 과정을 통해 기온과 습도가 불쾌지수와 비례 관계에 있음을 확인했으며, 데이터를 기반으로 한 응용 프로그램의 설계와 구현에 대한 이해를 한층 깊게 할 수 있었다.

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