Integer-only 연산 기반 200B Flash 점유의 On-Device SoH 측정 시스템 구현

Context

전압 기반의 단순 측정 방식은 Load 상황에서 Voltage Sag로 인해 배터리 노화 상태(SoH)를 정확히 판별하지 못하는 한계 존재. 클라우드 모델이나 Floating-point 연산 없이 제한된 MCU 리소스 내에서 실제 가용 용량(Usable Capacity)을 실시간 측정하는 온디바이스 솔루션 필요.

Technical Solution

• Full/Empty Voltage Anchor 설정을 통한 실제 충·방전 구간 내 Coulomb Counting으로 가용 용량 산출
• Integer-only 연산을 통한 Floating-point 제거로 RAM 사용량 제로화 및 Flash 점유 200 Bytes 최적화
• 단일 측정치 노이즈 제거를 위한 Integer EMA 적용 및 30~120% 범위의 Plausibility Guard로 이상치 필터링
• Nordic PPK2를 Cell Emulator로 활용하여 수개월의 배터리 노화 과정을 수분 내로 단축시킨 하드웨어 검증 파이프라인 구축
• Zephyr NVS를 통한 학습 데이터 Persistence 계층 설계로 재부팅 후에도 SoH 상태 유지
• Firmware $\rightarrow$ BLE $\rightarrow$ Python Gateway $\rightarrow$ InfluxDB $\rightarrow$ Grafana로 이어지는 End-to-End 텔레메트리 파이프라인 구성