강의실/피지컬컴퓨팅

[아두이노]1. 아두이노 시작하기

파아란기쁨 2022. 5. 11. 11:40

1. 아두이노

아두이노(Arduino)는 오픈소스를 기만으로 한 단일보드 마이크로컨트롤러로 완성된 보드와 개발 도구 및 환경을 말한다.

2005년 이탈리아의 IDII(interacion Design Institutlevera)에서 하드웨어에 익숙지 않은 학생들이 자신들의 디자인 작품을 손쉽게 제어할 수 있게 하려고 고안되었다.

2. 아두이노 사용방법

사람이 두뇌에서 명령을 내려 신체가 움직이는 것과 같이 두뇌역할을 하는 아두이노 보드에 프로그램(지식)을 내려 주고 아두이노가 명령을 내려 부품들이 움직임을 진행 할 수 있도록 합니다.

 

이렇게 프로그램(지식)을 넣어 주기 위해서는 통합개발환경(IDE)를 통해 진행 할 수 있습니다.

 

여기서는 아두이노를 직접 꾸미는 것 보다는

www.tinkercad.com

 

Tinkercad | From mind to design in minutes

Tinkercad is a free, easy-to-use app for 3D design, electronics, and coding.

www.tinkercad.com

위에서 지원하는 서킷을 이용해서 프로그램을 이용 해 보겠습니다.

 

초보자가 아두이노를 사용해서 부품을 꾸미고 작업을 하다 보면 단선 또는 부품의 고장 등의 원인으로 오류가 나는 경우 찾는 것이 무척 어렵습니다.

 

이때 위에서 지원하는 서킷을 이용해서 정상적으로 동작이 되는 것을 이해 한 후에 실물 아두이노를 이용해서 꾸몄는데 동작이 되지 않는다면 단선체크 혹은 부품 교체 등을 통해서 빠르게 하드웨어를 꾸밀 수 있는 장점이 있습니다.

 

3. 팅커캐드 사용하기

위의 링크에 접속 한 후에 회원가입은 구글계정이 있다면 구글계정을 통해서 간단하게 회원 가입을 진행 할 수 있습니다.

  • 회로꾸미기

- 로그인을 하면 다음과 같습니다.

- 여기서 아두이노 회로를 구성하기 위해서는 회로를 클릭하여 새 회로 작성을 클릭하여 구성합니다.

- 다음과 같이 화면이 나타나면 오른쪽 부품칸에서 해당 부품을 드래그&드롭 해서 왼쪽 작업 공간에서 부품을 꾸밀 수 있습니다.

  • 브레드보드 : 브레드 보드를 살펴 보면 다음과 같이 내부에서 선이 연결 되어 있습니다.

맨 위와 맨 아래 두 줄은 선을 그은 것과 같이 내부에서 가로로 연결이 되어 있고

녹색 줄과 같이 가운데는 세로로 연결이 되어 있습니다.

따라서 부품과 전선을 연결 할때 위와 같이 브레드 보드의 위치를 찾아서 꼽아주기만 하면 연결이 되는 원리 입니다.

 

 

  • LED 연결 회로 구성 : LED에 불이 들어 오도록 회로 구성을 해 봅시다.

먼저 브레드보드의 + 선에 5V 전원을 연결, - 선에 GND 선을 연결합니다.

선을 연결하는 방법은 5V에서 좌클릭후 브레드보드 + 에서 좌클릭 하면 연결이 됩니다.

 LED 를 하나 브레드보드 위에 올려 놓습니다.

LED 에서 꺽인쪽이 +, 직선이 - 입니다. 실물에서는 긴선이 + 입니다.

따라서 브레드 보드 + 에서 LED + 연결 / - 에서 LED - 연결 을 시켜 줍니다.

  • 전원인가

회로 구성 후 동작을 시켜 보겠습니다.

우측 상단의 시뮬레이션시작 버튼을 클릭하면 아두이노에 전원을 인가하는 상태가 됩니다.

LED가 터지는 모습으로 표시 됩니다.

마우스를 클릭해 보면 다음과 같은 메시지가 출력 됩니다.

LED를 통과하는 전류가 현재 483mA 인데 LED의 최대값은 20.0mA 라는 메시지를 출력 합니다.

여기서 LED에게 너무 많은 전류가 공급되어서 생기는 문제 입니다.

 

실제로 하드웨어를 이렇게 꾸몄다면 LED 하나는 사용하지 못했겠네요.^^

그렇다면 여기서 저항값을 이용하여 전류의 흐름을 차단해야 합니다.

이때 전류와 저항과 전압의 수식은 

V(전압)=I(전류)*R(저항) 

입니다.

따라서 R =V/I 이므로

현재 5V/20mA(0.02A) 이므로 250옴이 나옵니다.

 

일반적으로 220옴짜리 저항을 사용하게 됩니다.

 

 

그렇다면 100옴짜리 저항을 추가해 보겠습니다.

- 에 연결 되어 있는 부분을 저항 값 100옴으로 바꾸고 시뮬레이션 시작 버튼을 클릭해 봅니다.

 

 

오늘은 팅커캐드 사용하는 방법까지 살펴 보았습니다.

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