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(개인활동)-보조베터리 수리 및 제작 (3학년 1학기 여름방학)

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(개인활동)-보조베터리 수리 및 제작 (3학년 1학기 여름방학)

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사용하던 보조베터리를 분해해서 수리했다. 작년 말 쯤에 사용하던 고출력 보조베터리의 수명이 다 되어 최대 용량이 매우 감소하여 버려야하는 상황이 생겼었다. 하지만 고출력 배터리는 가격이 매우 비싸기 때문에 새로 구매하기 부담스러워 어떻게 고칠 수 있을까 고민했습니다. 고민하다 일단 배터리의 구조부터 알아야겠다는 생각에 배터리를 분해해봤고 그 결과 4개의 21700 배터리 셀을 직렬로 연결하여 작동한다는 것을 확인할 수 있었다. 이때 얼마전 지인이 전동킥보드가 고장나서 버리려고 한다는 것이 떠올랐고 지인에게 고장난 전동킥보드의 배터리팩을 받아올 수 있었다. 전동킥보드에서 분리한 배터리의 전압이 보조 배터리에 있었던 배터리의 전압과 같다는 것을 확인한 후, 스팟 용접기로 4S3P 형태로 용접했다. 그 후 새로운 배터리의 충방전을 관리해줄 bms를 구입하고 원래 보조배터리의 단자 컨트롤러 보드에 납땜해 기존 배터리에 비해 용량이 1.5배나 되는 보조배터리를 만들 수 있었다. 이러한 활동을 통해 보조배터리의 기본적 구조와 원리에 대해 알 수 있었고 작업을 하면서 만약 이러한 배터리 셀과 입출력 컨트롤러를 소비자가 쉽게 DIY로 원하는 용량과 출력으로 만들 수 있게 키트를 만들면 좋겠다는 생각이 들기도 했다. 또한 약간의 검색을 한 결과 현재 작은 보조 배터리 부터 전기 자동차의 배터리까지 많은 배터리들이 이번 활동에서 내가 배터리를 스팟 용접기로 직접 용접한 것 처럼 수작업으로 생산되고 있다는 사실을 알게되었다. 이러한 생산 방법은 매우 비효율적이며 속도도 느리기 때문에 만약 이를 자동화 한다면 전기 자동차의 가격을 낮출 수 있겠다는 생각도 들었고 나중에 직접 배터리를 자동으로 조립해주는 기계를 만들어보고 싶다.

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아산과학교육원 봉사활동

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아산과학교육원 봉사활동

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압력을 주제로 과학카페를 운영했다. 방문객들에게 압력이 무엇인지 설명하고 압력을 응용하는 기구 중 피스톤의 원리를 활용한 만들기 활동을 진행하였다. 참여 인원은 2명씩 짝지어서 한 테이블을 맡았고 같이 원리를 설명하면서 만들기를 도와줬다. 봉사활동을 하면서 느꼈던 점은 원리를 설명할 때 얼마나 쉽게 설명해야하는지가 여려웠었다. 조금만 신경을 덜 쓰면 아이들의 표정이 실시간으로 혼란으로 변해가는 과정을 관찰할 수 있었고 눈높이에 맞게 설명하는게 생각보다 어려운 일이라는 사실을 알게되었다. 설명 자체는 쉽다 하더라도 그 내용을 완벽하게 숙지하고 있어야 했다. 아마 2명이 아니라 혼자 설명해야 했다면 몇번 막혔을 것이다. 부족한 점을 알게되었기 때문에 이를 보완하기 위해 공부를 더 차근차근 확실하게 할 필요를 느꼈다.

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과학기기 설명회 때 마이크래프트에 여러가지 수학/과학 원리를 표현한 월드를 체험할 수 있는 부스를 운영하였다. 부스에서 무슨 문제가 발생했을 때 도와주는 역할을 맡았었고 실제로 네트워크 문제가 발생했을 때 해결하기도 했다. 부스를 운영하기 전, 게임은 그냥 게임일 뿐이고 그 목적은 오직 취미활동이라고 만 생각했었다. 하지만 마인크래프트도 게임인데 그 속에 있는 여러 요소들이 교육용 목적으로 쓰일 수 있는 모습을 보고 그러한 고정관념이 깨졌다. 그리고 평소에 즐겨하던 게임을 다시 한번 봤는데 그 속에도 아주 많은 과학적 원리가 활용/구현되고 있었다. 예를 들면 탱크 게임에서는 여러 종류의 포탄이 어떻게 장갑과 상호작용하는지, 장갑의 각도에 따라 피격되었을 때 어떤 효과가 있었는지 등이 있었다. 하지만 게임의 주 목적은 '재미'이고 너무 과학적으로 들어가면 재미없어지기 때문에 구현된 과학적 원리도 이유 없이 그냥 받아들이고 게임하게 된다. 탱크 게임도 마찬가지였다. 따라서 추후 이들의 과학적 원리에 대해 더 깊게 파해치고 싶다.

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반도체 8대 생산공정을 주제로 제페토 교육봉사활동을 했다. 반도체 8대 공정을 모형화하여 제페토 메타버스 월드에 만드는 역할을 맡았으며 그 과정에서 반도체가 어떻게 만들어지는 지 알게되었다. 평소에 전자기기에 관심이 많았기에 당연히 전자기기의 두뇌역할을 하는 반도체에도 관심이 많았다. 실제로 삼성이 애플에 비해 떨어지는 cpu 성능을 최대한 올리기 위해 썼던 편법과 그로인한 논란을 주제로 3up 발표도 했었다. 하지만 그래봤자 반도체의 성능을 수치적으로 나타낸 자료를 분석한 것 뿐이고 반도체 그 자체에 대해서는 잘 몰랐다. 하지만 이번 활동을 통해 반도체에 대해 더 자세히 알 수 있었다. 그래도 모든 의문점이 풀리지는 않았다. 전자기기에 들어가는 cpu 아키텍쳐는 크게 x86과 arm으로 나뉘는데 이들의 차이점에 대해서는 아직 잘 모르기 때문에 추후 이들의 특징과 차이점, 그리고 장단점에 대해 알아보는 시간을 가지고 싶다.

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친구들과 공주 어딘가에서 진행할 수 있는 연구주제를 정해 계획서를 작성하고 실제로 그 곳에 가서 연구를 진행하는 활동을 했다.
나와 친구들의 주제는 계곡물에서 발전기 터빈의 모양에 따른 발전 효율 측정이었다. 계획서를 제출하고 학교에서 우드락으로 발전기를 만들어서 계곡으로 갔다.
발전 효율은 아날로그 전압계로 측정하여 유속일 일정할 것이라고 가정했기 때문에 전압이 높을수록 효율이 높을 것이라고 하고 실험을 진행했다. 하지만 새삼 이론과 현실이 항상 같지 않고 모든것이 계획대로 진행되지 않는다고 느꼈다. 우선 우드락으로 만든 발전기가 생각보다 물에 쉽게 떠서 고정하기 매우 힘들었다. 또한 계곡물의 유속 변동이 생각보다 커서 아날로그 전압계의 바늘이 너무 빨리 움직여 전압을 정확하게 측정하기 어려웠다. 발전기 터빈 역시 우드락으로 만들었는데 크기가 너무 작아서 물과 제대로 접촉하지 못했다. 결국 학교로 돌아와서 오차 원인을 분석하는 시간을 가졌고 어떻게 원인을 해결할지 고민해봤다. 우선 아날로그 전압계를 파스코 인터페이스로 바꿔 연속적인 전압 그래프를 구해 거기서 평균값을 구하는 방법으로 바꿨다. 그리고 미리 발전기에 납으로 만든 무게 추를 글루건으로 고정해 물에 쉽게 가라앉도록 디자인을 바꿨다.
추후 오차원인을 이론적으로 해결한 방법으로 실험을 진행해보고 싶다.

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공주에 있는 과학 박물관과 지스트 대학교를 탐방하는 시간을 가졌다.
사실 지스트 탐방을 가기 전 제대로 이스트 계열 대학교를 둘러본 적이 없어서 이스트 대학에 대해 별다른 감흥이 없었다. 솔직히 그냥 일반 대학보다 과학 조금 더 배우는 학교 정도로 생각했는데 창업 관련 지원도 훨씬 더 많이 해주고, 전과하기도 훨씬 편리하며, 학생들이 참여할 수 있는 프로그램이 아주 많아서 진짜 학생들을 생각하는 학교구나 하고  느꼈고 성적이 된다면 가고싶다는 생각도 생겼다.
면접볼 때 매우 스트레스 받는 성격이라 면접을 봐야하는 이스트 계열 대학들은 애초에 써볼 생각도 안들었었다. 하지만 얼마나 좋은 대학인지, 내가 거기에 다니면 얼마나 많은 도움과 지원을 받을 수 있는지 알고나서는 가고싶다는 생각이 들었고 붙지 못하더라도 적어도 시도는 해보고 싶어졌다.

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초콜릿이 만들어지는 과정에 대해 친구들에게 발표했다.
발표를 준비하면서 초콜릿이 카카오콩으로부터 만들어지는 과정에 대해 알아봤는데 생각보다 과정이 복잡해서 놀랐다. 콩을 몇번 볶고, 말리고, 기름을 짜고, 성분을 분리하는 과정으로 이루어져 있었는데 도대체 처음에 누가 무슨 생각으로 쓰고 떫은 맛이나는 카카오콩을 저런 과정을 거치게 한 건지 궁금했다.
마트에 가보면 고체 형태의 초콜렛도 있지만, 액체 형태의 초콜렛 시럽도 존재한다. 같은 초콜렛이면 같은 온도에서 둘다 액체이거나 고체여야 하는데 왜 하나는 액체이고 하나는 고체인지 항상 궁금했었다. 따라서 추후 초콜렛에 무엇을 첨가해야 액체 상태를 유지하는지 알아보고 싶다.

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삼성의 gos관련 이슈에 대해 친구들에게 설명하는 시간을 가졌다. 삼성은 최신형 스마트폰의 발열을 제어하지 못하여 결국 소프트웨어적으로 제약을 거는 방법을 통해 발열로 인한 피해를 막았다. 하지만 전부터 있었던 제약을 올해 소비자들이 더이상 용납할 수 없을 정도로 키웠기 때문에 결국 큰 논란이 되었고 세계적인 벤치마크 사이트인 긱벤치에서도 퇴출된 스마트폰은 중국 스마트폰 밖에 없었는데 삼성폰 20대가 이들을 합류하는 사건이 발생했다.
이 이슈를 조사하면서 느낀점이 한가지 있었다. 삼성이 예전부터 gos라는 프로그램을 썼다는 것은 그때부터 타사에 비해 성능이 떨어진다는 불안감이 있었다는 것이고 발열이 심하더라도 소프트웨어로 제어하고 일단 무작정 가장 빠른 apu를 그냥 탑재했다는 건데 이러한 일을이 반복되면 분명 언젠가 이슈가 터질 것이라는 걸 알았을 것이다. 하지만 그래도 왜 이러한 결정을 내렸는지 궁금했다.
결국 이 사건은 삼성이 사용하는 apu와 애플의 apu의 성능 차이가 너무 심하기도 했지만, 삼성이 스마트폰에 사용하는 물리적 발열 제어 기술의 한계를 명확하게 보여줬다. 따라서 추후 삼성의 물리적 발열 제어 기술이 왜 뒤떨어지는지, 어떻게 개선할 수 있을 지 알아보고 싶다.

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사이언스 아이디어 제안서

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사이언스 아이디어 제안서

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사이언스 아이디어 제안서에 휴대용 접이식 방탄 방패에 대해 작성하였다. 방패는 돗자리 모양으로 접을 수 있으며 철과 같은 금속으로 만들어진 일반적인 방패와는 다르게 한국군의 방탄 헬멧이 사용되는 복합 소재를 사용하여 무게를 가볍게 하고 접이식으로 만들어 휴대성을 높인것이 발명품의 핵심이었다.
중학교 때 한동안 전쟁영화에 빠져있었던 적이 있었다. 이때 대부분의 영화는 주인공이 위기의 상황을 맞을 때가 바로 총알이 마구 날아올 때 건물에 갇혀 있거나 총에 맞은 전우를 위험을 무릅쓰며 살릴지 아니면 그냥 갈지 고민할 때였다. 물론 영화는 극적인 요소를 위해 이러한 상황을 만든거지만, 현실적으로 생각해봐도 충분히 일어날 수 있는 일이었다. 따라서 만약 군인이 이러한 상황에 처했을 때 그를 도와줄 수 있는 방법이 있을까 고민하다가 앞서 말한 방탄 방패를 고안하게 되었다.
발명품 제안서를 작성하면서 느낀점은 왜 아직 아무도 이러한 생각을 하지 못했을까? 이다. 접이식 방탄 방패는 생각보다 단순한 발명품이기 때문에 아무리 생각해도 누군가는 이전에 나와 같은 생각을 했을 것 같다. 하지만 군대에서 아직 그러한 장비를 사용하지 않는 걸로 봐서는 아마 기술적인 한계, 예산적인 한계와 같은 어떠한 한계가 존재했기 때문인 것 같다. 따라서 추후 발명품에 대해 더 생각해보면서 내 발명품의 단점은 무엇인지, 또한 치명적인 결함이 있다면 무엇인지 고민해보는 시간을 가져보려고 한다.

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애플 아이폰의 가격 전략이 성공할 수 있었던 이유에 대해를 주제로 오디세이 연구를 진행하였다. 연구는 대부분 자료 조사 위주로 이루어졌고, 조사한 내용을 토대로 아이폰의 수명 주기를 타사 제품과 비교하며 작성했다.
평소에 딱히 새로운 모델마다 크게 달라진 점을 못 찾겠는데(생기부에는 다른 회사 제품에 비해 월등한 점을 못 찾겠는데) 왜 아이폰의 인기가 제일 많은지 이해하지 못했지만, 연구를 진행하고 나서 애플이 소비자를 유지하는 여러가지 방법들을 알게되었고 따라서 왜 많이 팔리는지 알 수 있었다. 특히 조사를 하면 할수록 애플이 전략으로 사용하는 아이폰의 장점들이 공감되고 실제로 나도 거기에 낚인 것 같아서 신기했다.

조사 결과에서 애플의 전략이 성공할 수 있었던 이유 중 하나가 바로 성능이었는데 이는 타사에 비해 apu 속도가 20%정도 빨랐기 때문이었다. 따라서 추후 도대체 어떻게 애플이 그정도의 우위를 점했는지 그리고 애플이 그렇게 앞서나가는동안 다른 회사들은 도대체 뭘 했길래 이렇게 뒤처지는 건지 한번 조사해보고 싶다.

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북페스티벌 행사 참여. 책 홍보 리플렛, 포스터, 영상 제작
책을 그냥 읽는 것 보다 그 책을 읽고 나서 그 책에 관한 설명을 적는 등 추가적인 활동을 하니까 책에 읽었을 때는 미처 모르고 지나쳤던 내용을 알 수 있었고 더욱 깊이 이해할 수 있었다.

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파이데이 홍보영상제작
https://www.powtoon.com/c/dNhtJxdg4D8/1/m
파이데이 행사에 참여하기 전에 파이는 그냥 하나의 문제를 풀기위한 상수로 생각했었는데 파이데이 홍보영상을 제작하면서 파이의 유래와 사람들이 어떻게 파이데이를 기념하는지 등 많은 사실들을 알게되었다. 특히 사람들이 파이데이를 다양한 방법으로 기념하는 모습을 보고 신기했으며 마음속에 파이라는 숫자가 더 특별하게 느껴지게 되었습니다.

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파이 데이 소개 영상 3트 | Created using Powtoon - The Visual Communication Platform

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동기, 활동 내용, 느낀점, 추후 활동