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섭섭박사님은 오랜만에 파란 하늘을 보고 매우 기분이 좋았어요. 한동안 미세먼지가 심해 뿌연 하늘이 계속됐거든요. 그래서 섭섭박사님은 오늘 미세먼지 농도가 어느 정도인지 알아보기로 마음먹었죠. 미세먼지 측정기를 직접 만들어서요!

미세먼지 문제가 갈수록 심각해지고 있어요. 그래서 요즘 미세먼지 앱을 확인해 ‘나쁨’이면 마스크를 쓰는게 필수가 됐답니다. 특히, 지난 3월 5일은 최악의 미세먼지 농도를 기록했어요. 서울의 하루 평균 초미세먼지 농도가 150㎍/m3 을 넘었지요. 3월 초, 바람이 약하게 불어 대기의 움직임이 거의 없었고 안개가 짙게 꼈기 때문이었어요. 항공기와 여객선의 운항이 통제되고 인천시교육청과 서울시교육청은 실외수업을 금지했지요. 

미세먼지는 대기 중에 떠다니는 아주 작은 물질을 말해요. 입자의 크기에 따라 지름이 10μm 이하면 ‘미세먼지’, 2.5μm 이하면 ‘초미세먼지’라고 하지요. 이런 미세먼지는 눈에 보이지 않을 만큼 매우 작아요. 대기 중의 미세먼지를 호흡하면 폐에 남거나 혈관을 이동하며 건강에 나쁜 영향을 주지요. 그래서 2013년 세계보건기구 산하의 국제암연구소에서는 미세먼지를 1군 발암물질로 지정했답니다. 

 미션1 아두이노와 브레드보드 작동을 확인하라!

 이번 메이커 스쿨에서는 미세먼지 측정기를 만들기 위해 아두이노와 브레드보드를 이용했어요. 아두이노는 일종의 작은 컴퓨터로, 2005년 이탈리아 마시모 반지 교수가 교육용으로 개발했답니다. 아두이노에 센서나 부품을 연결하고 프로그램을 적용하면 간단한 로봇이나 스마트 기기 등을 만들 수 있어요.

 기자단 친구들은 먼저 아두이노가 제대로 작동하는지 확인하기 위해 브레드보드에 LED 센서와 부품을 꽂고 아두이노와 연결했어요. 브레드보드는 납땜 하지 않아도 전선과 부품들을 쉽게 연결할 수 있도록 만든 판이에요. 플라스틱 틀 안쪽에는 전류가 흐를 수 있도록 금속이 들어있어 부품을 꽂기만 하면 전류가 흐르지요. 

 "불이 잘 들어와요!"

 LED를 꽂은 브레드보드와 아두이노를 연결하자 LED에서 빨간불이 들어왔어요. 이제 미세먼지 측정 센서를 아두이노에 연결하는 일만 남았지요. 

 미션 2  미세먼지 측정 센서의 원리는?

수업에서 사용한 미세먼지 측정 센서는 대기 중 떠다니거나 흩날리는 직경 10μm 이하의 물질을 감지하고 농도를 측정해요. 측정기의 중앙은 뻥 뚫려 있는데, 이곳에 적외선 감지기가 설치돼 있어요. 적외선 감지기가 적외선을 쏘아 떠다니던 미세먼지에 반사되는 빛의 양을 측정 하고, 대기 중에 미세먼지가 얼마나 있는지 파악해요. 따라서 미세먼지 측정센서를 아두이노와 연결할 때는 양쪽으로 뚫린 구멍을 가리지 않도록 주의하세요. 그래야 공기가 통하면서 미세먼지를 제대로 측정할 수 있으니까요. 

아두이노와 미세먼지 측정기를 연결한 후, 컴퓨터에서 프로그램을 다운로드하면 LED의 색으로 미세먼지 농도를 알 수 있어요. 대기 상태가 좋은 0~30μm/m³일 때는 파랑, 31~80μm/m³으로 보통일 때는 초록, 81~150μm/m³로 나쁠 때는 노랑, 151μm/m³ 이상으로 매우 나쁠 때는 빨간 빛이 나타나지요. 컴퓨터로 아두이노에 정보를 입력한 후에 보조 배터리를 이용해 어디서든 미세먼지를 측정할 수 있답니다. 

 기자단 친구들은 섭섭박사님과 함께 차근차근 미세먼지 측정기를 만들었어요. 전선을 이용해 아두이노와 브레드보드를 연결하고 미세먼지 측정기와 아두이노를 연결할 때는 드라이버로 나사도 열심히 조였답니다. 전선과 부품이 많아 조립하는데 시간이 오래 걸리니 집에서 미세먼지 측정기를 만들어 볼 친구들은 차근차근 해 보세요. 수업에 참가한 김재영 친구는 “플라스틱 사용을 줄이는 것도 미세먼지를 줄이는 방법”이라면서 미세먼지를 줄이기 위해 노력하겠다고 다짐했어요. 또, 김이현 친구는 “미세먼지를 측정하고 기사도 쓰고 싶다”고 말했답니다.