임베디드시스템 캡스톤 디자인

Digital
Roomspray

꽃병형 AI 스마트 향기 디퓨저 시스템
리볼버처럼 회전하는 밀폐 셸 안에서, 슬롯에 정렬된 리드 1개만 선택적으로 노출하여 향기를 확산합니다.

4향 리볼버선택적 노출BLE GATT 직결서버리스ESP3228BYJ-48 스테퍼
Digital Roomspray 꽃병형 디퓨저

01 / 핵심 컨셉

향기 리볼버

리볼버 권총과 동일한 원리입니다. 4개 유리 바이알에서 라탄 리드가 수평 방사형으로 뻗어나가고, 밀폐된 외부 셸에는 슬롯(구멍) 1개만 뚫려 있습니다. 로터가 회전하면 슬롯에 정렬된 리드 1개만 외부 공기에 노출되고, 나머지 3개는 셸 안에 밀폐되어 향기 누출 0%입니다.

구성 요소🖨️ 컬러 프린터🌸 Digital Roomspray
원리잉크 카트리지 선택🔫 리볼버 회전 밸브 (슬롯 정렬)
챔버CMYK 4색 잉크통🧪 5ml 유리 바이알 4개 (밀봉)
공급 방식잉크 펌프🌾 라탄 리드 모세관 자동 공급
선택 장치카트리지 슬롯⚙ 28BYJ-48 스테퍼 + 608ZZ 베어링
차단 방식비활성 노즐 캡🔒 밀폐 셸 — 슬롯 1개만 개방
출력 방식잉크젯 분사💨 슬롯 위 고정 팬 (확산 가속)
채널 전환헤드 위치 이동로터 90° 회전 → 슬롯 정렬
출력컬러 인쇄향기 확산 🌸
🔫

회전 밸브 선택적 노출

밀폐 셸에 슬롯 1개. 슬롯에 정렬된 리드만 외부 노출, 나머지 3개는 셸 안에 밀봉. 향기 혼합 0%.

🌾

모세관 자동 공급

라탄 리드가 바이알 오일을 항상 끝까지 끌어올림. 마르지 않음. 리필 주기 약 2주.

🔒

이중 밀봉 안전 설계

O링 캡으로 바이알 밀봉 + 밀폐 셸로 비활성 리드 차단. 넘어져도 오일 안 샘.

02 / 작동 원리

향기 리볼버 시스템 구조도

버튼을 눌러 각 모드를 시연해보세요. 실린더 캐리어가 회전하며 챔버를 정렬합니다.

🌸 라벤더CH-A · 5ml 바이알+리드 · 0°🍋 시트러스CH-B · 5ml 바이알+리드 · 90°🌿 페퍼민트CH-C · 5ml 바이알+리드 · 180°🍦 바닐라CH-D · 5ml 바이알+리드 · 270°ABCDM실린더 캐리어28BYJ-48 + 608ZZ · 512 steps/rev💨FAN OFF30mm 블로워 팬 (고정)GPIO 12 · 상부 고정 마운트📱 폰 (Central) ⇆ BLE GATT ⇆ ESP32 (Peripheral) → ULN2003🧴 5ml 앰버 바이알 + 라탄 리드 (모세관 확산)🔄 실린더 캐리어 (28BYJ-48 + 608ZZ)💨 30mm 블로워 팬 (고정)

02.5 / 물리 구조 상세

향기 리볼버 구조

밀폐 셸슬롯 1개만 뚫려 있고, 내부 로터가 회전하면 슬롯에 정렬된 리드 1개만 외부에 노출됩니다. 나머지 3개 리드는 셸 안에 밀폐되어 향기 누출 0%.

향기 리볼버 — 밀폐 셸 + 슬롯 + 수평 방사 리드

리볼버 회전 밸브

밀폐 셸 + 슬롯 1개 = 선택적 노출

  • PETG 밀폐 셸 — 비활성 리드 완전 차단
  • 슬롯 1개 — 정렬된 리드만 외부 노출
  • • 4개 바이알 + 라탄 리드가 수평 방사형으로 배치
  • A — 라벤더 · B — 시트러스
  • C — 페퍼민트 · D — 바닐라
  • • 리볼버 회전 → 슬롯 정렬 → 향기 혼합 0%
밀폐 PETG 셸슬롯(개구부 1개)💨(고정)⟲ 로터 허브🌸A · 슬롯 노출!🍋B · 밀폐🌿C · 밀폐🍦D · 밀폐608셸 벽 → 비활성 리드 밀폐✓ 리볼버 회전 → 슬롯에 정렬된 A(🌸라벤더) 리드만 외부 노출나머지 B, C, D 리드는 밀폐 셸 안에 갇혀 향기 누출 0%

3D 프린팅 부품 (PETG)

총 출력 시간 약 5시간 · 비용 ₩0 (학교 3D프린터)

향기 리볼버 부품 키트
부품 키트 플랫레이
🔫

PETG 밀폐 셸 (외부 스테이터)

직경
Ø70mm
높이
150mm
소재
PETG (오일 내성)
슬롯
1개만 개방 (리드 노출구)
출력시간
약 3시간
🔄

로터 허브 (내부 회전체)

직경
Ø55mm
구성
중심축 + 4개 방사형 바이알 마운트
간격
90° 간격, 리드가 수평으로 뻗어나감
중앙
608ZZ 베어링 + 스테퍼 축
출력시간
약 1시간
💨

팬 마운트 (슬롯 외부 고정)

크기
35×35×12mm
역할
슬롯 바깥에 팬 고정 → 노출된 리드에 송풍
배기구
슬롯 방향으로만 개방
출력시간
약 30분

모터 마운트 베이스

직경
Ø70mm (셸 하단 고정)
높이
25mm
역할
28BYJ-48 + 608ZZ 베어링 고정
출력시간
약 30분

PETG 셸 내부 레이아웃 (세로 스택)

150mm
셸 상단 (밀폐)
130mm
슬롯 개구부 + 팬 (고정)20mm
110mm
라탄 리드 (수평 방사, 65mm)
80mm
바이알 5ml × 4 (로터 허브에 장착)50mm
60mm
로터 허브 중심축20mm
45mm
608ZZ 베어링7mm
38mm
28BYJ-48 스테퍼 모터19mm
19mm
ULN2003 + ESP3219mm
0mm
배선 + 전원부

* 밀폐 PETG 셸 Ø70mm, 슬롯 1개, 총 높이 150mm

💡발표 핵심 멘트
“리볼버 권총에서 영감을 받았습니다. 밀폐된 셸에 슬롯 1개만 뚫어, 리볼버가 돌아가면서 해당 라탄만 노출하고 향이 나오게 합니다. 나머지 3개는 셸 안에 밀폐되어 향기 혼합이 물리적으로 불가능합니다.”

🔒 밀폐 셸 + 슬롯 설계

  • • PETG 셸 벽 두께 2.5mm 이상
  • • 슬롯 폭: 리드 직경 + 여유 = ~20mm
  • • 로터-셸 간극 0.5mm (밀봉 유지)
  • • 슬롯 위치: 팬 마운트와 정확히 정렬

⚙️ 로터 회전 정밀도

  • 608ZZ 베어링으로 부드러운 회전
  • • 28BYJ-48 half-step 512 steps/rev
  • • 포토인터럽터 홈 센서로 매 회전 캘리브레이션
  • • 슬롯 폭 ±10° 여유로 오차 허용

03 / 핵심 원리 설명

이해하기 쉬운 원리

Q&A 형식으로 한 눈에 이해할 수 있도록 정리했습니다. 카드를 클릭해서 상세 내용을 확인하세요.

Q. 기존 방식의 문제?

펌프 4개 + 체크밸브 + Y합류관 + 아토마이저 = 부품 많고 역류·막힘 문제. 위크 패드 방식도 패드가 마르고 향 혼합 문제.

Q. 향기 리볼버란?

리볼버 권총과 동일 원리. 밀폐 셸에 슬롯 1개만 뚫고, 4개 바이알+리드가 장착된 로터가 회전. 슬롯에 정렬된 리드만 외부 노출되고, 나머지 3개는 셸 안에 밀폐. 향기 혼합 0%.

Q. 왜 이게 더 나은가?

밀폐 셸이 비활성 리드를 완전 차단 → 향 혼합 물리적 불가능. 모세관 자동 공급으로 마르지 않음. O링 밀봉으로 넘어져도 안전. 움직이는 부품 단 1개.

// 28BYJ-48 Half-step: 512 steps/revolution
// 90° 회전 = 128 half-steps
// 실린더 캐리어를 회전시켜 목표 바이알을 팬 아래 정렬

const STEPS_PER_QUARTER = 128;

function rotateTo(targetPosition: number, currentPosition: number) {
  let diff = targetPosition - currentPosition;
  if (diff > 2) diff -= 4;   // 최단 경로
  if (diff < -2) diff += 4;
  const steps = Math.abs(diff) * STEPS_PER_QUARTER;
  const clockwise = diff > 0;
  return { steps, clockwise };
}

// 실린더 캐리어: A(0°) → C(180°) = 256 steps CW
rotateTo(2, 0); // { steps: 256, clockwise: true }

전체 데이터 흐름 (서버 미경유)

⌚ Galaxy Watch 3
Phase 2 / 심박
📱 폰 (Central)
Nordic BLE
📶 BLE GATT
NUS UUID
🧠 ESP32 (Peripheral)
NimBLE
🔄 28BYJ-48
ULN2003
🔫 실린더 캐리어
챔버 정렬
💨 고정 팬
GPIO 12 PWM
🌿 향기 확산!

04 / 부품 구매 가이드

검증된 구매 링크

향기 리볼버 — 실린더 캐리어 + 라탄 리드 + 팬 방식에 필요한 부품입니다.

👆

왼쪽 부품을 클릭하면
구매 링크와 상세 정보가 표시됩니다

총 예상 비용

부품구매처수량단가소계
28BYJ-48 + ULN2003네이버1세트₩3,000₩3,000
30mm 블로워 팬 (3010)네이버1개₩3,000₩3,000
5ml 앰버 유리 바이알네이버4개₩750₩3,000
라탄 리드 스틱다이소8개₩250₩2,000
실리콘 O링다이소8개₩125₩1,000
608ZZ 볼 베어링다이소1개₩500₩500
아로마 오일 4종네이버1세트₩10,000₩10,000
PETG 필라멘트학교₩0₩0
합계₩22,500

* ESP32 보드는 기존 보유 가정

🔴 당일
라탄 리드, O링, 베어링
다이소 방문
🟡 1~2일
스테퍼+드라이버, 팬, 바이알, 오일
네이버쇼핑
🟢 여유 시
스테퍼, 팬 (알리)
알리익스프레스

05 / 알려진 문제점과 해결책

교수님 공격 포인트 방어

하드웨어의 한계를 미리 인지하고 설계로 보완했음을 논리적으로 설명할 때 가장 높은 점수를 받습니다.

스테퍼 모터 위치 정확도

핵심 이슈

28BYJ-48 기어 백래시로 정확히 다음 챔버에 정렬 안 될 수 있음. 리드가 팬과 미정렬되면 확산 효율 저하.

✅ 해결책: Half-step 모드(512 steps/rev) + 포토인터럽터 홈 센서로 매 회전 캘리브레이션. 팬 배기구를 원형으로 넓게 설계(±10° 허용).

📢 발표 멘트: "포토인터럽터 홈 센서를 적용해 매 회전마다 기준점을 보정하며, 팬 배기구를 넓게 설계해 위치 오차를 허용합니다."

오일 누출 방지

안전 설계

유리 바이알이 회전하면서 기울어지면 오일이 샐 수 있음. 특히 캐리어가 수평이 아닌 경우.

✅ 해결책: 실리콘 O링 캡으로 완전 밀봉. 라탄 리드 관통 홀은 리드 직경과 동일하게(Ø3mm) 가공해 모세관 밀봉 효과. 바이알을 캐리어에 수직 고정.

📢 발표 멘트: "O링 밀봉과 정밀 가공된 리드 홀로 이중 밀봉 구조를 적용했습니다. 넘어뜨려도 오일이 샐 위험이 없습니다."

PETG vs PLA 소재 선택

소재 이슈

PLA 필라멘트는 에센셜 오일(특히 시트러스 계열 리모넨)에 장시간 노출 시 표면이 녹거나 변형될 수 있음.

✅ 해결책: PETG 필라멘트 사용. PETG는 에센셜 오일에 대한 내화학성이 PLA보다 우수. 유리 바이알이 오일 직접 접촉하므로 캐리어 자체는 오일 노출 최소화.

📢 발표 멘트: "오일 접촉부는 유리 바이알로 격리하고, 구조재는 내화학성이 좋은 PETG를 사용했습니다."

향기 혼합/오염 방지

설계로 해결

여러 향기가 동시에 나오면 원하는 향을 선택적으로 맡을 수 없음.

✅ 해결책: 밀폐 셸에 슬롯 1개만 개방. 리볼버가 돌아가면서 해당 라탄만 슬롯을 통해 외부 노출. 나머지 3개 리드는 셸 안에 물리적으로 밀폐되어 자연 증발 자체가 차단. 향기 혼합 0%.

📢 발표 멘트: "밀폐 셸의 슬롯에 정렬된 리드만 외부에 노출됩니다. 나머지 3개는 셸 안에 밀폐되어 향기 혼합이 물리적으로 불가능합니다."

06 / 발표 Q&A 대비

예상 질문 & 답변

클릭해서 답변을 확인하세요.

방식 비교

5가지 구현 방식 비교

탭 또는 하단 테이블 행을 클릭하여 각 방식의 상세 정보를 확인하세요.

연동 펌프 ×1 + 로터리 셀렉터 밸브

✅ 기술적 최선

교수님 피드백 반영 + 유량 정밀

예상 비용
₩18,000~22,000
복잡도
중간
블렌딩
가능

연동 펌프 1개의 입력단에 로터리 셀렉터 밸브를 배치하여, 서보모터로 4개 탱크 중 하나를 선택합니다. 순차 Time-slicing 방식으로 "A향 6초 분사 → 밸브 회전(0.2초) → B향 4초 분사 → 퍼지 0.5초"를 수행하여, 공기 중 확산에서 블렌딩이 완성됩니다. 펌프 1개로 교수님의 소형화 요구를 충족하면서도, 연동 펌프의 정밀 유량 제어를 유지하는 최적 설계입니다.

장점

  • +펌프 1개로 소형화·비용 절감 (교수님 핵심 요구 충족)
  • +로터리 밸브로 채널 전환 (서보모터 제어, <200ms)
  • +선택된 채널의 유량은 매우 정밀 (펌프 100% 가동)
  • +순차 Time-slicing으로 블렌딩 가능 (A향 6초 → 밸브 회전 → B향 4초)
  • +액체가 펌프를 통과하므로 정확한 유량 측정 가능

단점

  • -채널 전환 시 밸브 회전 대기 시간 (~200ms)
  • -공유 배관의 잔류 향 → 퍼지 로직 필요
  • -서보모터 + 로터리 밸브 조립 필요 (3D 프린팅 권장)
방식핵심블렌딩비용추천 여부
연동 펌프 ×4채널 완전 독립, 가장 안정적O₩32,000 (펌프만)⚠️ 조건부
에어 펌프 ×1 + 솔레노이드 밸브 ×4교수님 요구 충족, 소형화 가능O₩15,000~25,000 (펌프+밸브)✅ 교수님 반영용
연동 펌프 ×1 + 로터리 셀렉터 밸브교수님 피드백 반영 + 유량 정밀O₩18,000~22,000✅ 기술적 최선
멀티채널 연동 헤드 (DG-4)동시 분사되나 비율 조절 불가 + 고가X₩150,000+❌ 예산 초과
중력 급송 + 솔레노이드 밸브펌프 없음, 유량 제어 불가X₩5,000~10,000❌ 비권장

발표 전 교수님과 어떤 방식으로 갈지 최종 결정할 때 이 화면을 띄워두고 논의하세요.

의사결정 가이드

교수님 피드백 vs 기술적 판단

교수님의 요구사항을 분석하고, 향기 리볼버 방식을 채택한 근거를 정리했습니다.

1교수님 핵심 피드백

🎓

펌프 4개는 부피가 너무 크다. 1개로 줄여봐라.

중간 발표 피드백

🔧

구조를 더 단순하게 만들어봐라.

교수님 제안

📐

소형화·경량화가 제품 완성도에 중요하다.

디자인 관점

2향기 리볼버 vs 기존 펌프 방식

항목향기 리볼버채택펌프 x4 + 아토마이저기존
핵심 부품 수+스테퍼 1개 + 팬 1개 + 바이알 4개 (최소)-펌프 4개 + 밸브 4개 + 아토마이저 1개
크기·부피+Ø70×150mm PETG 셸 → 초소형-펌프 4개 배치 공간 + 튜빙 필요
액체 이송+없음 (모세관 자동 공급)-있음 (펌프 → 밸브 → 합류관)
향기 혼합/오염+0% (밀폐 셸 + 슬롯 1개 = 선택적 노출)-관로 잔류액으로 혼합 위험
오일 누출 위험+O링 밀봉 → 넘어져도 안전-튜빙 연결부 누출 가능
동시 블렌딩-불가 (단일 챔버 선택)+가능 (Time-slicing)
향기 강도-은은한 확산 (팬 + 리드)+강한 미스트 분사
예상 비용+~₩22,500-~₩48,500
리필/유지보수+바이알 교체 또는 오일 리필 (2주 주기)-펌프·튜빙 세척, 아토마이저 교체
교수님 피드백 반영+소형화·단순화·안전성 직접 충족-미반영 (4개 유지)
8
향기 리볼버 우위 항목
2
기존 펌프 방식 우위 항목

3향기 리볼버 채택 근거

교수님 피드백 직접 반영

"펌프를 줄여라", "소형화", "단순화" 피드백을 모두 충족합니다. 펌프 4개→스테퍼 1개, 아토마이저 제거, 체크밸브·Y합류관 제거. 움직이는 부품이 캐리어 단 1개로 최소화되었습니다.

액체 이송 문제 원천 차단 + 안전 설계

역류, 막힘, 점도 문제가 사라집니다. O링 밀봉 바이알로 넘어뜨려도 오일이 샐 위험이 없고, 모세관 자동 공급으로 리드가 마르지 않습니다.

비용 50% 이상 절감

기존 ₩48,500 → ₩22,500으로 약 54% 비용 절감. 연동 펌프 4개(₩32,000)가 사라지고, 스테퍼+바이알+리드(₩8,000)로 대체됩니다.

4상황별 최종 선택 가이드

상황 1

교수님이 소형화·단순화를 강하게 요구

움직이는 부품 단 1개, 액체 이송 제거, O링 밀봉 안전 설계. 교수님 피드백을 가장 직접적으로 반영.

향기 리볼버

상황 2

동시 블렌딩 데모가 핵심인 경우

Time-slicing으로 여러 향기를 혼합하는 것이 프로젝트 차별점이라면 펌프 방식 유지.

연동 펌프 x4

상황 3

두 방식 모두 검토 후 선택 (최고 점수)

"5가지 방식을 모두 검토한 결과, 향기 리볼버가 본 프로젝트에 최적"이라는 논리 → 최고 점수.

향기 리볼버

발표 팁

“교수님께서 소형화와 구조 단순화를 제안해 주셨습니다. 이를 반영하여 연동 펌프, 에어 펌프, 솔레노이드 밸브, 로터리 셀렉터, 피에조 방식 등 5가지 구조를 모두 검토한 결과, 향기 리볼버(유리 바이알 + 라탄 리드 + 실린더 캐리어) 방식이 소형화·단순화·안전성·비용 모든 면에서 최적이라고 판단했습니다.”

07 / 다운로드

설명서 다운로드

향기 리볼버 (유리 바이알 + 라탄 리드 + 실린더 캐리어) 방식 기준 설명서입니다.

Digital Roomspray 실사용 씬

final scene

향기 리볼버 — 당신의 공간을 위한 스마트 디퓨저

📝

Markdown (.md)

GitHub, Notion, 블로그 등에서
바로 사용할 수 있는 마크다운 형식

🌐

HTML 문서

브라우저에서 바로 열 수 있는
예쁜 포맷의 설명서

포함된 내용

🔫

리볼버 캐리어 설계

바이알 + 리드 + 608ZZ + 캐리어

🌾

핵심 원리 4가지

리볼버, 모세관, 최단경로, PWM

🛒

부품 목록 & 비용

총 ₩22,500 (54% 절감)

🧵

PETG 3D 프린팅

셸·캐리어·마운트 (4.5시간)

💬

발표 Q&A

예상 질문 5개 + 답변

💻

코드 예시

최단 경로 + 팬 PWM 제어

Digital Roomspray

꽃병형 AI 스마트 향기 디퓨저 — 향기 리볼버 (밀폐 셸 + 슬롯 선택적 노출 + 라탄 리드)

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