소주 감별기

작품의 개요

이 작품은 IEEE에서 주관한 논문 검색 대회에 참가하는 도중 The Use of Electronic Nose for the Classification of Blended and Single Malt Scotch Whisky(Wentian Zhang, Taoping Liu, Amber Brown / Feb 2022, IEEE Sensors Journal(Volume:22, Issue:7, April 1, 2022) 이라는 논문을 보고 위스키 대신 소주를 구분하는 장치를 만들면 어떨까라는 생각에서 시작했습니다.

작품 초기

작품 초기에는 소주의 구분 척도로써 “알코올 농도”와 “당도”를 구분하는 것이었습니다. 하지만 아두이노용 “당도” 센서의 부재 및 “알코올 센서의 높지 않은 정밀도” 문제로 인해 목표를 조금 낮추어 “술의 종류 구분 및 음주 측정”으로 설정하게 되었습니다.

수정된 작품

현재는 단순히 음료의 정체라던가 음주 정도를 측정하는 것에 그치지만 이를 응용하면 전문적인 과학 기관, 연구 기관을 이용하지 않고도 다양한 측정 키드를 만들어낼 수 있는 초석으로써 이 작품이 큰 역할을 한다고 볼 수 있습니다.

구현 알고리즘

작품에 전원을 넣고 전원 스위치를 올리면 Initializing을 하게 되며, Initializing 후에는 Mode 스위치에 따라 Mode A, Mode B가 결정되어 실행합니다.

Mode A - 음주 측정 모드

MQ-3에서 받아온 값을 이용하여 사전 정의된 Level로 경고음, LED 그리고 디스플레이로 사용자에게 알려줍니다.

Mode B - 음료 구별 모드

MQ-3에서 받아온 값을 이용하여 사전 정의된 Level로 이 음료가 소주, 맥주, 양주인지 구분합니다.

구체적 구현

위 과정을 루프를 이용하여 지속적인 일정시간 t동안 샘플을 받고 측정 후 결과를 출력합니다. (평균 t = 대략 1초)

프로그램 종료

전원 스위치를 내리게 되면 장치는 현재 돌아가고 있는 프로세스를 마무리 한 후 전원을 종료합니다. 장치의 모든 전력은 전원 스위치를 통해 공급되기 때문에 전원 스위치를 끄면 다른 센서에 전원이 가해지지 않습니다.

코드 확인

코드는 다음 사이트에서 확인할 수 있습니다 : https://github.com/hyonestar19/Alcoholic

작품 동작 결과

처음에는 소주의 종류를 감별하는 것을 목표로 개발을 하였으나, 센서가 그 정도로 정밀하지 않기에 소주를 구별하는 대신 음주의 정도 측정과 음료의 종류 구별로 목표를 하향하여 진행하게 되었습니다. MQ-3 센서를 정밀하게 사용하기 위해서는 Unit Area에서 정밀하게 Reference Sensor로 PPM을 측정해야 하지만 현실적으로 불가능하기 때문에 approximate한 값을 사용하게 되었습니다. 이런 점을 고려하여 다양한 술을 측정하였을 때 대체적으로 소주, 맥주, 양주 등을 구분할 수 있었으며, 측정 대상인의 과음 여부를 일정 정도를 측정할 수 있었습니다. 또한 이와 관련한 정보 출력(디스플레이, LED, 부저) 역시 정상적으로 설정한대로 진행되었습니다.

결론

구현 등이 매끄럽게 되고 간단히 음주 정도를 측정하거나 음료의 종류를 알 수 있다는 점에서는 긍정적이라고 할 수 있습니다. 하지만 초기의 목표를 달성하지 못했다는 점에서는 아쉽다고 볼 수 있습니다. 작품의 결과 혹은 구현 과정에서 좀 더 좋은 센서를 사용하거나 당도 외 다른 구분 척도를 찾아내어 구현했다면 원래 목표를 달성할 수 있었다고 예측합니다. 특히 인터럽트 방식으로 스위치를 제어했더라면 무의미한 딜레이 타임을 주지 않아도 되었을 거라는 점에서는 아쉽습니다.

기대효과

이를 좀 더 개선하거나 다른 방식에서 적용하면 요즘 문제되고 있는 마약문제 등의 해결책으로도 사용할 수 있을 것입니다. 또한 혼재 된 용액에서의 독극물 검출 등을 전문적인 연구 단체를 이용하지 않고도 간단한 키트 형식으로 확인할 수 있는 이점이 생기게 됩니다.