전자식 제어 기술이 적용된 모니터 스탠드

ONE:S

2023학번 스마트전자공학과

전자식 제어 기술이 적용된 모니터 스탠드는 버튼 하나로 최적의 화면 위치를 조절하고 저장할 수 있으며 손으로 직접 움직여야 하는 번거로움을 없애줍니다

박용준

스마트전자공학과
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#커뮤니케이션_리드, #시스템_UI_디자인, #총괄기획, #모든_Adobe_디자인프로그램, #프로젝트_수립, #프리젠테이션

노시원

스마트전자공학과
ONE:S 회로설계 파트
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#전자회로설계, #시스템펌웨어, #KiCad, #PCB설계 #하드웨어검증, #프로그래밍

김연우

스마트전자공학과
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#자재구매, #자재관리, #전자회로설계, #3D_프린팅, #시스템_펌웨어, #하드웨어검증, #올라운더, #기구설계

오태관

스마트전자공학과
ONE:S 기구설계 파트
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#기구설계, #3D_모델링, #CAD, #3D_프린팅 #Inventor

작품의 기능

전자식 제어 기술이 적용된 모니터 스탠드는 DC 모터와 서보모터를 통해 높이, 각도, 회전 조절이 가능하며, 2개의 프리셋 버튼으로 최적의 화면 위치를 저장하고 불러올 수 있습니다. 수동 제어 모드와 LCD 피드백 기능이 포함되어 있으며 리미트 스위치를 통해 과도한 동작을 방지하고, 정전이나 급작스레 전력이 차단되어도 현재 위치를 유지할 수 있습니다. 이 시스템은 수동 조절의 번거로움을 해결하고 사용자의 자세 개선에 도움을 줍니다
아이디어의 원천
우리의 아이디어는 팀 브레인스토밍 세션에서 시작되었습니다. 그 과정에서 컴퓨터와 관련 액세서리가 공통의 관심사로 떠올랐고, 우리는 수동 모니터 스탠드가 미세하게 조절하기 어렵고 시간이 지나면 처지는 등 불편하다는 점에 공감하게 되었습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 우리는 자동차 기술에서 영감을 받아 전자식 제어 솔루션을 구상하게 되었습니다. 높이 조절용 다이얼은 제네시스 GV 시리즈 차량의 전자식 기어 셀렉터에서, 프리셋 버튼은 자동차의 시트 메모리 기능에서 착안했습니다. 전 세계적으로 워크스페이스의 개인화와 데스크테리어 트렌드가 확산되고 있는 지금, 우리는 이 문제를 해결하는 것이 의미 있는 도전이자 가치 있는 디자인 기회라고 판단했습니다. 이 접근 방식은 일상적인 기술에 직관적이고 사용자 친화적인 제어 경험을 제공할 수 있다고 믿습니다. 단순한 아이디어에서 출발했으나 사용성과 기술, 디자인과 조화를 이루는 방향으로 발전시켜 나갔습니다.
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작동 원리
이 시스템은 ESP32를 기반으로 DC 모터 2개와 서보모터 3개를 제어해 모니터의 높이·각도·회전을 자동으로 조절합니다. 두 개의 프리셋 버튼으로 개인 맞춤 위치를 저장·불러올 수 있으며, 방향 버튼으로 수동 미세 조정도 가능합니다. 프리셋은 EEPROM에 기록되어 전원이 꺼져도 유지되며, 복구 시 자동으로 기존 위치를 재현합니다. DC 모터는 리프팅 메커니즘으로 수직 이동을 담당하고, 상·하단 리미트 스위치가 과동작을 차단합니다. 서보모터는 회전과 틸트를 정밀하게 제어하며, 정전 시에는 브레이크와 구조 강성으로 위치를 고정합니다. LCD는 동작 상태를 실시간 표시하고 안전 범위 초과 시 동작을 차단합니다. 외부 케이스와 구조물은 3D 모델링·출력 후 조립까지 완료되었으며, 모듈형 구조로 유지보수가 쉽고 반복 테스트를 통해 하드웨어와 제어 알고리즘의 안정성이 검증되었습니다.
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개발 과정
이 프로젝트는 팀 브레인스토밍에서 시작되었으며, 여러 아이디어 중 수동 모니터 스탠드의 반복 조절과 장시간 사용 시 발생하는 처짐 문제가 공통된 불편으로 드러나 이를 해결하기로 결정했습니다. 자동차 시트 메모리 기능과 다이얼 기어 구조에서 영감을 받아 프리셋 기반 전자제어 모니터 스탠드를 기획했고, 프리셋 저장·수동 제어·전원 차단 시 위치 유지·리미트 스위치 보호·LCD 피드백 등 사용자 중심 기능을 정의했습니다. ESP32 MCU, DC 모터 2개, 서보모터 3개로 아키텍처를 구성했지만 개발 과정에서 모터 동기화 불량, 서보모터 직렬 배치로 인한 강성 부족, 리미트 스위치 오작동, EEPROM 저장 실패 등 여러 문제를 겪었습니다. 이를 해결하기 위해 기구 보강, 스위치 위치 조정, EEPROM 로직 재작성, LCD 디버그 모드 추가 등을 반복적으로 수행했습니다. 외장 케이스 역시 간섭 문제로 여러 차례 수정되었으며, 조립 강성도 보강되었습니다. 이러한 반복 테스트와 개선을 통해 실제 사용에 견딜 수 있는 완성도 높은 프로토타입을 구현했습니다.
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독창성
이 제품의 가장 큰 독창성은, 일반 사용자가 사용할 수 있는 전자식 제어 모니터 스탠드라는 점에 있습니다. 기존의 모니터암이나 스탠드는 대부분 수동 조절 방식이며, 전동 제품의 경우에도 의료용 또는 산업용으로 매우 고가이고, 일반 소비자가 접근하기 어렵습니다. 반면, 우리는 책상 위의 환경에서도 자동차 UX에서 사용되는 프리셋 저장 버튼이나 다이얼 인터페이스 개념을 도입하여, 사용자 맞춤형 화면 위치를 버튼 하나로 불러올 수 있도록 했습니다. 정전 시에도 마지막 위치를 유지하고, 전원 복원 후에도 동일 위치로 복귀하는 기능은 다른 유사 제품에서는 거의 찾아보기 어렵습니다. 또한 LCD 피드백, 수동 조작 모드, 안전 로직, 모듈형 3D 프린팅 구조 등 여러 기술적 요소를 통합한 점 역시 차별화된 요소입니다. 단순한 기술 구현이 아닌, 사용자 경험, 제어 기술, 기구 설계를 하나의 제품으로 통합했다는 점에서 높은 독창성을 가지고 있습니다.
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