안녕하세요, 회로설계 멘토 삼코치 입니다:)
질문자분의 고민은 학부생 캡스톤 디자인에서 매우 흔히 겪는 문제입니다. 팀원들이 각기 다른 진로 방향을 가지고 있고, 기술 수준도 아직 제한적이기 때문에 주제 자체가 지나치게 야심차거나, 현실성과 기술 완성도가 어긋나는 경우가 많습니다. 하지만 질문자분의 상황은 오히려 장점도 있습니다. 신호처리, 회로설계, 디지털 회로라는 세 분야가 팀 안에 공존하고 있다는 것은 ‘센서 기반 임베디드 시스템’ 주제를 선정할 수 있는 좋은 조건이라는 뜻입니다.
가장 추천드릴만한 방향은 간단한 센서 입력을 기반으로 영상/신호처리 알고리즘을 수행하고, 결과를 회로적으로 피드백하거나 제어하는 구조입니다. 다음과 같은 몇 가지 현실적이고 구현 가능한 캡스톤 주제를 제안드립니다:
비접촉 자세 교정 모니터링 시스템
카메라나 IR 센서를 통해 사람의 앉은 자세나 목 위치를 실시간으로 추적하고, 잘못된 자세일 경우 LED나 진동모터를 통해 피드백을 주는 시스템입니다. 신호처리는 간단한 포즈 추정 라이브러리(예: Mediapipe) 활용으로 구성하고, 디지털 회로팀은 아두이노 기반 회로 또는 간단한 로직 회로로 피드백 회로를 구성할 수 있습니다.
수면 무호흡 모니터링 및 알람 시스템
IR 카메라 또는 온도 센서를 사용해 수면 중 호흡 패턴을 감지하고, 일정 시간 호흡 정지가 발생하면 알람을 주는 구조입니다. 신호처리 팀은 실시간 호흡 패턴 분석 알고리즘을 담당하고, 회로팀은 알람 회로와 사용자 인터페이스를 담당할 수 있습니다.
이 프로젝트는 신호처리와 하드웨어 피드백이 자연스럽게 섞이면서 실용성도 높습니다.
사운드 기반 이상 감지 시스템
생활소음(예: 아기 울음, 파손 소리, 특정 기계 소음)을 실시간으로 분석해서 이상 상황을 탐지하고, 이를 회로로 제어하거나 알림을 발생시키는 시스템입니다. 예를 들어, 기계가 고장 날 때 나는 특정 소리를 미리 학습시키고, 그 패턴이 발생하면 회로를 통해 경고 알람을 발생시키는 구조입니다.
이 경우 마이크 입력을 아날로그 회로로 전처리하고, 간단한 ADC → MCU → 신호처리 → 디지털 출력 구조로 나누면 팀원들의 역할이 명확하게 나뉩니다.
스마트 운동 폼 감지기
스쿼트, 푸쉬업 같은 단순 반복 동작에서 관절 각도를 실시간으로 측정하고, 잘못된 자세일 경우 알림을 주는 시스템입니다. 카메라를 이용할 수도 있고, 보다 현실적인 구현을 위해 관절부에 2~3개의 IMU 센서를 붙이는 방식도 가능합니다.
신호처리 팀은 자세 인식 알고리즘, 회로 팀은 센서 인터페이스와 피드백 회로를 담당하면 균형 있는 분업이 가능합니다.
이런 주제들은 현재 기술로도 충분히 구현 가능하면서, 신호처리와 회로설계 간의 협업 구조를 명확하게 가질 수 있습니다. 너무 새로운 기술을 개발하는 것이 아니라, 기존 기술을 통합하고 시스템화하는 방향으로 접근하시면 됩니다. 이는 실제 기업의 엔지니어링 방식과도 흡사해서 이력서에도 매우 긍정적으로 작용할 수 있습니다.
추가 팁으로는, 너무 '기획서 수준'의 추상적인 주제가 아니라, 센서 입력 – 알고리즘 처리 – 출력 피드백이라는 구조로 단순화해서 구성해보시면 좋겠습니다. 그리고 ‘회로설계’ 친구가 맡을 수 있는 부분은 PCB 설계보다는 센서 인터페이스, ADC 설계, 또는 디지털 출력 논리 등 MCU 주변 하드웨어 쪽에 집중시키면 학부 수준에서의 구현 난이도가 잘 맞습니다.
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