[헬로티]

기술이 많은 사람을 매혹시키고 있다. 기술을 직업으로 다루는 사람들도 많지만, 전자 기기를 설계하고 개발하는 것을 취미로 하는 사람들 숫자도 점점 늘어나고 있다. 어떤 이들은 자신이 필요로 하는 것이 상업적인 제품으로 나와 있지 않아서 개발을 하고, 또 어떤 이들은 자신이 가지고 있는 아이디어를 개발하다 보니까 결국에 성공적인 벤처 회사로 이어지기도 한다.

실제로 오늘날 많은 혁신적인 것들이 이렇게 해서 개발되었다. 대부분의 기업들은 자사의 R&D 활동에 대해서 매우 엄격하고 체계적인 심사를 거친다. 그래서 위험성이 높은 사업이나 틈새 사업 같이 투자 회수가 불확실한 프로젝트에 대해서는 자원을 할당하려고 하지 않는다.

하지만 ‘메이커(제작자)’들은 이러한 제약을 받지 않기 때문에 열정적으로 자신의 아이디어를 추구할 수 있으며 차고에 틀어박혀서 개발에 나설 수 있다. 유명한 많은 기업이 이런 식으로 시작되었다(대표적인 사례로 HP와 Apple을 들 수 있다). 지금 이 순간에도 어디선가 구석방에서 미래의 성공적인 기업이 탄생하고 있을지 모른다.

소프트웨어 또는 서비스 기반의 회사를 시작하는 것은 비교적 손쉽다. 혁신적인 아이디어, 컴퓨터(혹은 태블릿), 무료 다운로드 소프트웨어만 있어도 되기 때문이다. 그러므로 진입 장벽이 매우 낮다.

하지만 하드웨어 분야는 사정이 전혀 다르다. 3D 프린팅 같은 기술이 발전함으로써 기계적 부품이나 하우징을 개발하는 비용을 크게 낮출 수 있게 되었다. 하지만 그렇더라도 그 외의 상당한 비용을 필요로 한다. 프로토타입(시제품)을 개발하기 위해서 필요한 기본적인 원자재 비용은 물론이고, 프로토타입을 테스트하고 검증해야 하는데 그러기 위해서는 정교한 장비들을 필요로 한다.

최근 들어서 킥스타터(Kickstarter)와 같은 온라인 크라우드 펀딩 플랫폼이 자리를 잡음에 따라서 프로젝트를 추진하기 위한 자금 조달을 어느 정도 쉽게 할 수 있게 되었다. 하지만 메이커들이 자금 조달을 위해서 자신의 프로젝트를 리스트에 올리기 위해서는, 그 전에 먼저 잘 작동하는 프로토타입을 입증할 수 있어야 하는데 그러기 위해서는 테스트 장비가 필요하다.

메이커들이 테스트 장비를 이용하기 위해서는 여러 가지 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어서 임대를 할 수 있는데, 이 방법은 비용이 비싸질 수 있다. 메이커들은 프로토타입 개발을 자신이 시간 여유가 있을 때 하는 것이 흔하고 여러 번 반복이 필요해서 개발 시간이 길어질 수 있기 때문이다. 장비의 동작을 익히고 장비의 어떤 변덕스러움까지 친숙해지기 위해서는 장비를 소유하는 것이 가장 좋다. 실제로 많은 이들이 장비를 꼭 갖추는 것이 좋겠다고 생각하지만 비용 때문에 그러지 못한다. 특히나 어느 정도의 수익을 내기까지 수개월 혹은 수년간의 개발이 필요해 보이는 프로젝트라면 더 그럴 것이다.

합리적인 가격대의 테스트 장비를 필요로 하는 것은 메이커들뿐만 아니다. 업계에서 필요로 하는 인재 육성을 위해서 대학들에서 전자공학과 기술에 관련된 학과들이 늘어남에 따라서 학생들 수만큼 필요한 장비를 제공하는 것이 과제가 되고 있다. 많은 경우에 학생들이 장비를 공유해야 하는데, 교육적으로 가장 효과적인 것은 모든 학생이 각자 장비를 사용할 수 있도록 하는 것이다.

대기업들에서도 비용 절감 차원에서 현장 서비스나 애플리케이션 엔지니어링 부서들이 휴대용 장비를 사용하기 위해서는 예약을 해야 할 수 있다. 그러면 적어도 일상적으로 사용하는 장비들만이라도 직원들 각자가 자신의 장비를 사용할 수 있는 경우와 비교해서 서비스 수준이 낮아질 수밖에 없을 것이다.

다행히도 몇몇 업체들이 시장의 이러한 필요성을 인식하고, 합리적인 가격대로 기능성도 결코 떨어지지 않는 새로운 세대의 테스트 툴들을 내놓고 있다.

수용 가능한 가격대로 꽤 우수한 기능성을 제공하는 한 툴이, 인기를 끌고 있는 스파크펀(SparkFun)의 STEMTera 플랫폼이다. 이 유닛은 아두이노 우노(Arduino Uno) 호환 하드웨어를 통합한 브레드보드로서(표준적 32비트 ATmega 마이크로컨트롤러 채택), 플러그-앤-플레이로 각종 시험을 할 수 있다. 하단면으로 레고 브릭을 사용할 수 있으므로, 레고를 활용해서 손쉽게 다양한 구조를 조립할 수 있다. Arduino 호환이 가능하므로 시중에 나와 있는 다양한 쉴드 보드를 활용할 수 있다. 또 다른 장점은 다양한 IDE를 지원한다는 것이다.

레드피타야(Red Pitaya)의 STEMLab Ultimate Kit는 교육용 시장을 겨냥한 것으로서, Red Pitaya의 STEMLab 125-14 보드를 오실로스코프, 스펙트럼 분석기, LCR 미터, 보드(bode) 분석기, 테슬라 미터, LTI DSP 워크벤치로 사용하기 위해서 필요한 모든 요소들을 포함한다. 메인 보드는 듀얼 코어 ARM Cortex-A9 프로세서와 자일링스 징크 FPGA(Xilinx Zynq FPGA) MCU(512MB RAM을 포함하며 4GB로 확장 가능)를 채택하고 있다. 

그림 1. 레드피타야(Red Pitaya)

또 마이크로 SD 카드 슬롯을 통해서 32GB의 시스템 RAM을 추가할 수 있다. 온보드 커넥티비티로서 USB와 기가비트 이더넷을 포함하며, 동글을 사용해서 와이파이를 제공할 수 있다. 2개 RF 입력은 125MSPS와 14비트 분해능을 특징으로 하며 ESD와 과부하 보호 기능을 제공한다. 한 쌍의 RF 출력은 동일한 샘플 레이트와 분해능에 단락 회로 보호 기능을 제공한다. 

확장 커넥터로서 16개 디지털 I/O와 4개 12비트 아날로그 입력을 포함하며 I2C, SPI, UART 통신 인터페이스를 제공한다. Logic Analyser Pro는 STEMLab 보드를 8채널 로직 분석기로 변화시키고, LCR 미터 보드를 사용해서는 고도로 경제성 뛰어난 LCR 미터를 제공한다. 또한 다양한 진단 액세서리를 포함한다. 이러한 것들로 2개 오실로스코프 프로브, 2개 SMA 대 BCN 어댑터, 2개 50Ω 종단, 2개 SMA T-어댑터, 와이파이 동글을 들 수 있다.

디질런트(Digilent)의 아날로그 디스커버리 2(Analog Discovery 2)는 혼성신호 회로를 측정하고, 시각화하고, 생성하고, 기록하고, 제어하기 위한 다기능 디바이스로서, 주머니 안에 들어갈 만큼 크기가 작으면서도 다수의 주요 시험 장비를 대체할 만큼 강력한 성능을 제공한다. 학생들과 취미 개발자들을 겨냥해서 출시되었으나, 서비스 기사 같이 휴대가 편리하면서 고도로 기능성 뛰어난 솔루션을 원하는 누구나 사용하기에 적합하다. 

아날로그 디스커버리 2는 2채널 100MSPS 30MHz 대역폭 오실로스코프, 2채널 14비트 임의 함수 생성기, 16채널 디지털 로직 분석기, 16채널 패턴 생성기, 로직 학습을 위한 16채널 가상 디지털 I/O로 사용할 수 있다. 그 밖의 기능들로서 단일 채널 AC/DC 전압계, 네트워크 분석기, 스펙트럼 분석기, 그리고 SPI, PC, UART 같은 디지털 버스를 분석할 수 있는 기능을 포함한다. 파형 소프트웨어를 무료로 제공하므로 분석하고자 하는 PC와 데이터에서 이 툴을 구동할 수 있다.

그림 2. 디질런트의 아날로그 디스커버리 2

맺음말

직업적인 엔지니어들뿐만 아니라 메이커들과 취미 개발자들도 오늘날의 혁신에 크게 기여할 수 있다. 큰 회사들에서는 좋은 아이디어라 할지라도 경제성을 따져서 사장될 수도 있는데, 이들은 자신의 아이디어를 자유롭게 개발할 수 있다. 그런데 이들에게는 테스트 장비가 큰 걸림돌이 될 수 있다. 고가의 장비를 구입하기 위해서는 비용이 많이 들고, 프로젝트 기간이 길어질 수 있기 때문에 임대는 실용적인 방법이 아니다.

그런데 이제 주요 장비 기능(오실로스코프, 로직 분석기, 신호 생성기 등)을 제공하면서 PC로 연결해서 포착된 데이터를 표시하고 분석할 수 있는, 새로운 세대의 컴팩트한 다기능 테스트 툴들이 등장하고 있다. 장비를 며칠간 대여하는 것보다도 비용이 덜 들고 휴대가 간편하다. 그러므로 메이커들과 취미 개발자들뿐만 아니라 소규모 시험실에서나 현장 파견 직원들이 사용하기에도 편리하다.

글 : 마크 패트릭(Mark Patrick), 마우저 일렉트로닉스(Mouser Electronics) EMEA기술 마케팅 관리자