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코딩과 교육/아두이노 +24
CEA-014 아두이노 2개로 신호등 2개 연결하기

인터넷에서 "아두이노 신호등" 으로 검색해 보면 상당한 많은 자료들을 얻을 수 있습니다. 대부분 아두이노 우노에 LED 3개를 연결해서 신호등 하나를 만드는 내용입니다. 혹은 5개를 연결해서 차량용 신호등 하나와 보행자용 신호등하나를 만드는 것도 있습니다.

이 정도의 신호등은 지난시간까지 공부한 내용으로 여러분이 혼자서도 충분히 만들수 있습니다.

오늘 여러분에게 소개할 신호등은 아두이노 우노 2개를 사용해서 만들게 됩니다. 하나의 아두이노에서 LED 3개를 순차적으로 점멸시키는 것은 대부분의 신호등 프로그램과 비슷합니다. 그런데 거기에 두가지를 추가했습니다.




1. 시작시간을 초기화 하는 신호등 리셋 스위치

이 리셋스위치를 누르면 신호등의 신호는 처음으로 초기화됩니다. 초기화되서 맨 처음부터 정해진 순서대로 다시 순서대로 불이 들어옵니다.

2. 설정된 시간이 되면 작동하는 타이머

가변저항, 포텐셔미터의 값을 읽어서 1 에서 100 사이의 값으로 만듭니다. 그 값을 시간으로 계산합니다. 리셋스위치를 누른 후 정해진 시간이 지나면 다른 아두이노의 리셋스위치를 작동시킵니다.




신호등 1개는 너무 쉬워서 2개를 만들어서 연결해 보겠습니다.



그냥 막 연결하지 말고, "제대로" 연결해 봅시다. 보행자도 차를 탄 사람도 불편하지 않게 신호등 체계를 만들어 봅시다.



신호등간 신호를 주는 방식을 간단하게 고안해봤습니다. 하나의 신호등을 초기화하면 옆에 붙은 신호등이 일정한 시간간격을 두고 같이 초기화됩니다. 이 시간간격을 차량이동 예상 시간으로 만들어두면 됩니다.



3개의 아두이노를 꾸며봤습니다. 저항을 잘 보면 색띠가 있습니다. 색띠를 읽으면 저항값을 알 수 있습니다. 참고로 위에서부터 330, 330, 330, 10k, 1k 값을 가집니다. 맨 마지막 저항은 왜 들어갔을까요? 영상에서는 설명해주지 않습니다만 들어가지 않으면 안되는 저항입니다. 나중에 조금 더 아두이노를 공부한 다음에 이 저항에 대해서 설명할 기회가 되면 그때 설명하겠습니다.



Notepad++ 를 사용해서 편집합니다. 제가 주로 사용하는 텍스트에디터는 노트패드++ 입니다. 무료라서 쓰고 있지만 성능도 결코 왠만한 다른 에디터에 떨어지지 않습니다. 플러그인이 많고 다양해서 만족하면서 쓰고 있습니다. 



맨 위의 영상을 꼭 확인해보세요. 여기 전체 소스코드를 올립니다.



#define SIGNAL_RED  5

#define SIGNAL_YELLOW  6

#define SIGNAL_GREEN  7

#define TIMEPIN   A0

#define STARTSWITCH  10 // 스위치 입력

#define NEXTSIGNAL  11 // 다음 신호등 스위치 출력

#define BUTTON_ON   0

#define BUTTON_OFF  1


#define LED_RED_TIME  3000

#define LED_YELLOW_TIME  2000

#define LED_GREEN_TIME  3000



bool buttonState = 1;

bool lastButtonState = 1;

bool resetFlag = 0;

unsigned long timeValue = 0;

byte i=0;

unsigned long nowTime, oldTime;

  

void setup(){

  Serial.begin(9600);

  pinMode(SIGNAL_RED, OUTPUT);

  pinMode(SIGNAL_YELLOW, OUTPUT);

  pinMode(SIGNAL_GREEN, OUTPUT);

  pinMode(STARTSWITCH, INPUT);

  pinMode(NEXTSIGNAL, OUTPUT);

}


void loop(){

  buttonState = digitalRead(STARTSWITCH);


  if(buttonState != lastButtonState ) {

    lastButtonState = buttonState;

    delay(100);

i++;

if(i%2==1) {

signalTowerReset();

Serial.print("timeValue = ");

Serial.println(timeValue);

}

  }

  if(resetFlag) sendTimeSignal();

  ledSignalTower();

}




void signalTowerReset()

{

ledBlink3(); // 전체 신호등이 3번 깜박


resetFlag = 1;

    timeValue = map(analogRead(TIMEPIN), 0, 1023, 1, 100); // 신호등간 시간간격 [0~1023] => [0~99]

nowTime = millis();

oldTime = nowTime;

}



void sendTimeSignal(){

if((nowTime-oldTime)<timeValue*1000){

digitalWrite(NEXTSIGNAL, HIGH);

}

if(((nowTime-oldTime)>=timeValue*1000) && ((nowTime-oldTime)<(timeValue+1)*1000)) {

digitalWrite(NEXTSIGNAL, LOW);

}

if((nowTime-oldTime)>=(timeValue+1)*1000) {

digitalWrite(NEXTSIGNAL, HIGH);

resetFlag = 0;

}

}


void ledSignalTower(){

  nowTime = millis();

  if((nowTime-oldTime>=0)&&(nowTime-oldTime<LED_RED_TIME)) {

 digitalWrite(SIGNAL_RED, HIGH);

 digitalWrite(SIGNAL_YELLOW, HIGH);

 digitalWrite(SIGNAL_GREEN, LOW);

 }


  if((nowTime-oldTime>=LED_RED_TIME)&&(nowTime-oldTime<LED_RED_TIME+LED_YELLOW_TIME+LED_GREEN_TIME)) {

 digitalWrite(SIGNAL_RED, HIGH);

 digitalWrite(SIGNAL_GREEN, HIGH);

 for(byte i=0;i<6;i++ ){

   if((nowTime-oldTime>=LED_RED_TIME+LED_YELLOW_TIME*i/6)&&(nowTime-oldTime<LED_RED_TIME+LED_YELLOW_TIME*(i+1)/6))

 {  digitalWrite(SIGNAL_YELLOW, i%2); }  

 }

  }  

 

 

  if((nowTime-oldTime>LED_RED_TIME+LED_YELLOW_TIME)&&(nowTime-oldTime<LED_RED_TIME+LED_YELLOW_TIME+LED_GREEN_TIME)) {

 digitalWrite(SIGNAL_RED, LOW);

 digitalWrite(SIGNAL_YELLOW, HIGH);

 digitalWrite(SIGNAL_GREEN, HIGH);  

 }

  if(nowTime-oldTime>LED_RED_TIME+LED_YELLOW_TIME+LED_GREEN_TIME) oldTime = nowTime;

}


 

void ledBlink3(){

  for(int tempi=0;tempi<3;tempi++){

digitalWrite(SIGNAL_RED, 1);

digitalWrite(SIGNAL_YELLOW, 1);

digitalWrite(SIGNAL_GREEN, 1);

delay(200);

digitalWrite(SIGNAL_RED, 0);

digitalWrite(SIGNAL_YELLOW, 0);

digitalWrite(SIGNAL_GREEN, 0);

delay(200);

  }

}


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[CEA-009~13] LED 3개를 스위치로 점멸시키기











지난 시간에 이어 3개의 LED 를 점멸시켜보겠습니다. 아두이노 우노에는 0 번에서 13번까지 총 13개의 디지털 입출력이 가능한 핀이 있습니다. 여기에 A0 에서 A5 까지 6개의 아날로그 입력 핀이 있습니다. 합치면 19개의 핀이 있고 모두 디지털입출력이 가능합니다.



3개의 LED 를 2, 3, 4번에 연결하고, 스위치는 9번에 연결합니다. 스위치를 연결할 때 주의항 내용이 있습니다. 플로팅(Floating) 상태에 두지 않기 위해서 풀업 또는 풀다운 상태를 만들어주어야 합니다.



하드웨어 연결이 끝났으면 소프트웨어를 만들어봅시다. 코딩의 시작입니다.



LED 는 초기에 켜져있다가 스위치를 누르면 LED 가 꺼지게 만들어봅시다. 



앞에서 만들어 본 코드를 조금씩 고쳐서 원하는 대로 LED 불빛이 바뀌게 해봅시다.



스위치가 눌려있는 동안 2, 3, 4 번에 연결된 LED 는 순서대로 켜지고 꺼지게 됩니다. 간단한 조건인 if 문을 사용할 수 있으면 됩니다. 변수를 하나 만들어 두고 반복할 때마다 1씩 증가하게 합니다. 1일대는 첫번째 LED를, 2일때는 두번째 LED를, 3일때는 세번째 LED를 켜고, 그 외의 다른 수(4)일때는 0이 되게 합니다.



위에서 만들었던 코드를 수정해봅시다.



% 연산은 나누고 남은 수, 나머지를 반환합니다. 그래서 i 를 계속 증가시킬때 i%3 은 0, 1, 2, 0, 1, 2, 0, 1, 2, 0, 1, 2, ... 이렇게 세개 숫자를 반복해서 보내줍니다. 

여기에 버튼을 누를 때마다 LED의 빛을 하나씩 옆으로 이동하게 해봅시다. 위 소스를 실행시키면 약간 이상합니다. 그 부분을 찾아보세요.



앞에서 내준 숙제의 답입니다. 미리 보지 마시고 꼭 세번째 동영상을 보고 프로그램을 고쳐본 다음에 보세요.



답은 동영상을 확인하세요. 잘 보면 보입니다.

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CEA-008 LED 1개 점멸하기 (하드웨어해석)


LED 를 1개 점멸시키는 회로를 구성하고 아두이노로 프로그램을 직접 짜 보았습니다. 이제 지난시간에 만들었던 회로에 대해서 조금 더 깊이있게 살펴보겠습니다. 초등학생이라면 이 부분은 건너뛰어도 됩니다. 시간은 오래 걸리지 않으니까 한번 보기는 하시구요, 잘 이해가 안되면 억지로 이해하려고 하지 마세요. LED 에 맞는 저항값을 어떻게 구하는지를 선생님께 물어보시면 선생님이 그 값을 계산해서 주실겁니다. 



영상에 나오는 사진을 몇장 첨부합니다.



LED 에 불을 켜는 프로그램과 회로를 구성했습니다. 구성한 회로가 어떤 것인지를 한번 살펴보겠습니다.



전기의 속도는 30만km/s 입니다. 1 초에 30만 km 를 간다는 뜻입니다. 빛과 속도가 같습니다. 하지만 전자의 이동 속도는 도체의 종류, 전압, 기타 환경에 따라서 많이 달라지는데 일반적으로 가정에서 사용하는 전선을 쓴다고 가정했을때 전자의 속도는 7~8mm/s 정도가 됩니다. 1 초에 7~8mm 밖에 움직이지 못합니다.  



전기가 흐를때 LED 를 통과하면서 전기에너지는 빛에너지로 바뀝니다. LED 는 전기에너지를 열에너지로 허비하는 것이 거의 없습니다. 백열등이나 형광등에서 LED 등으로 바뀌는 가장 큰 이유가 바로 효율때문입니다.



LED 는 2V 정도의 전압강하가 있습니다. 그리고 20mA 정도의 전류가 흐를때 최적의 빛을 냅니다. 물론 이 수치는 LED 마다 다릅니다. 일반적으로 20mA 는 LED 에게는 안전한 전류입니다. 이정도의 전류를 만들기 위해서 필요한 저항을 구하는 방법입니다.



태그 : CEA, 코딩교육, 아두이노, ARDUINO, UNO, 아두이노 강의, 키트, 부품, LED, BLINK, LED_BUILTIN, 전압강하

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CEA-007 LED 1개 점멸하기 (소프트웨어)


LED 를 1개 점멸시키는 프로그램을 직접 짜 보겠습니다. 지난 시간에 하드웨어 구성을 마쳤습니다. 아두이노는 하드웨어와 소프트웨어를 동시에 다룰 수 있어야 합니다. 하드웨어가 어떻게 구성되었는지 모른다면 소프트웨어를 만들 수 없습니다.



영상에 나오는 사진을 몇장 첨부합니다.



LED 점멸하는 소프트웨어입니다. 기본 소스는 다음과 같습니다. 


void setup() {

  pinMode(12, OUTPUT);

}


void loop() {

  digitalWrite(12,0);

  delay(100);

  digitalWrite(12,1);

  delay(100);

}


12는 LED 가 연결된 아두이노의 핀번호 이고, 1 은 그 핀으로 전기가 흐른다(5V 출력)는 것, 0 은 그 핀으로 전기가 흐르지 않는다(0V 출력)는 것을 의미합니다.



예제에 나오는 LED_BUILTIN 은 13을 의미합니다. LED_BUILTIN 이 사용된 장소를 위 그림에 담았습니다.



태그 : CEA, 코딩교육, 아두이노, ARDUINO, UNO, 아두이노 강의, 키트, 부품, LED, BLINK, LED_BUILTIN

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CEA-006 LED 1개 점멸하기 (하드웨어 구성)


LED 를 1개 점멸시키는 프로그램을 직접 짜 보겠습니다. 아직 정식으로 C 언어를 공부한 것이 아니라서 많은 부분을 설명하지는 못합니다. 하지만 우선은 그냥 따라서 해보는 것이 중요합니다.




해보면 생각보다 그렇게 어렵지도 복잡하지도 않습니다. 단지 아직 모를뿐이지요.


제대로 프로그래밍 언어를 공부하려면 시간도 걸리고 어려움이 있겠지만 아두이노를 가지고 사용하기 위해 프로그램을 익한다면 시간도 그렇고 오래걸리지는 않습니다. 당신이 조금만 똑똑하면 한주일이면 가능하고, 조금 명석한 편이 아니라면 3주일이면 됩니다. 


영상에 나오는 사진을 몇장 첨부합니다.



기본 예제에 나오는 LED Blink 프로그램을 살펴봅시다.



LED 를 사용할 때 극성에 주의하셔야 합니다. 내부를 잘 보면 굵은 쪽이 있습니다. 그 쪽에 - 또는 GND 쪽을 연결합니다.



실제 회로를 기호로 그린 그림입니다. LED 와 저항 330 또는 220 옴을 연결해주면 됩니다.



아두이노에서 LED 에 불을 켜 봅시다.


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CEA-005 아두이노 IDE 보드 업데이트, 라이브러리 설치와 업데이트 



지난 시간에 아두이노 IDE 를 설치했습니다. 그리고 BLINK 라는 첫번째 예제 프로그램을 실행해 봤습니다. 이제 본격적으로 아두이노를 사용해서 프로그램을 해보는 시간이 되었습니다.


그런데 혹시나 예전에 아두이노 IDE 를 설치하셨던 분이 계시면 최신버젼으로 업데이트를 해주는 것이 필요합니다. 보드가 변경되거나 혹은 보드에 더 잘 맞는 펌웨어가 나오거나 할때마다 개개인이 알아서 이 부분을 고쳐주는 것은 쉽지 않습니다. 사실 아두이노 이전에는 그렇게 했습니다. 무엇인가 변경이 되면 플로피디스크나 CD 를 넣고, 펌웨어 업데이트를 했습니다. 하는 방법도 쉽지 않았습니다. 하다가 잘못되면 하드웨어가 망가지기도 했습니다.


아두이노는 전문가들을 위해서 세부적으로 조작 가능한 개발환경을 제공하는 대신에 일반인들을 대상으로 쉽고 편하게 개발할 수 있도록 한다는 철학이 있습니다. 그래서 아두이노 IDE 프로그램을 관리하는 곳에서 일괄적으로 클릭 한두번으로 보드 업데이트, 라이브러리 설치, 라이브러리 업데이트가 가능하게 해두었습니다.




본격적으로 프로그램에 들어가기 전에 라이브러리 설치와 업데이트, 보드 업데이트 방법을 익혀보겠습니다.



태그 : CEA, 코딩교육, 아두이노, arduino, 아두이노 강의, 아두이노 IDE, 업데이트, 라이브러리, 보드

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CEA-004 아두이노 IDE 설치와 첫 프로그램 


아두이노 IDE 를 설치해 봅시다. 그리고 첫번째 프로그램을 실행해보겠습니다.



STEP 1. 아두이노 홈페이지에 방문해서 아두이노 프로그램(IDE)을 다운받습니다.


홈페이지 주소 : http://www.arduino.cc/

다운받을 프로그램 : https://www.arduino.cc/en/Main/Software



저 주소로 접속하면 다운받을 프로그램의 링크가 다시 나옵니다. 영어를 읽을 수 있으면 읽어서 그대로 따라하시면 됩니다. 아니면 아래에 있는 링크를 따라갑시다


STEP 2. 다운받은 프로그램을 PC 에 설치합니다.


STEP 3. 아두이노와 PCUSB 케이블로 연결합니다.


STEP 4. 설치된 아이콘을 더블클릭하면 IDE 가 실행됩니다.


STEP 5. IDE 내부에서 보드와 포트를 설정합니다.


아두이노 IDE 를 실행시킨 상태에서 [파일]-[예제]-[01.Basics]-[Blink] 를 선택해서 클릭합니다. 


제 아두이노 우노보드를 잘 보면 1초 간격으로 LED 가 깜박이는 것을 볼 수 있습니다.

 

 

 



 




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CEA-003 아두이노 기본프로그램과 실습 준비물



아두이노 공부를 위해 필요한 기본 준비물들을 소개합니다.


지난 시간에 만들었던 아두이노 우노와 소형브레드보드를 올린 상자를 사용하겠습니다. 상자안에는 필요한 부품들을 보관할 수 있습니다. 상자만드는 법은 이전 동영상을 보시고 따라하시면 됩니다.


아두이노 우노, 브레드 보드와 함께 다음의 부품들을 준비하셔서 간단한 실습을 진행하면서 아두이노를 학습할 수 있습니다. 물론 아두이노를 공부하는 것은 단지 공부를 위한 것이 아니라 해결하기 원하는 문제를 해결할 수 있는 수단을 갖는 것입니다. .


다음 준비물을 준비합시다.



1. 아두이노 우노 + USB  케이블

2. 브레드보드


3. 저항 220, 330, 1k, 2k, 10k 각 20개씩

4. LED 10개

5. 택트스위치 4개

6. 점퍼와이어 혹은 듀폰케이블 1 set

7. 가변저항 혹은 포텐셔미터 1개

8. CDS 센서

9. 초음파센서


10. 이더넷실드 (+ LAN 케이블)

11. 9-12V 어댑터

12. 인터넷 공유기 (가정에서 사용하고 있는 것)



이 외에도 여러가지 센서들과 액츄에이터가 있습니다. 그 부분은 기초과정을 마치고 난 다음에 기회를 보아서 설명하도록 하겠습니다.



아두이노 우노와 브레드보드입니다. 빈 상자에 붙여두었습니다. 작고 휴대가 간편하게 구축한 개발환경입니다. 



필요한 부품들 중 저항의 모습입니다. 220, 330, 1k, 2k, 10k 저항을 준비하시면 실습뿐만 아니라 앞으로 사용하는데 큰 지장이 없습니다. 



중앙 아래에 있는 CDS 센서는 빛의 밝기를 감지하는 센서입니다. 오른쪽에 있는 가변저항은 포텐셔미터로 불립니다. 생긴 모양은 다양하게 있습니다. 브레드보드에 꼽아서 사용하기 편한 타입으로 저렴한 것을 구하시면 됩니다. 가변저항은 10k오옴까지 변할 수 있을 것을 구합니다. 위에 있는 것은 초음파센서입니다. 왼쪽에 있는 스위치는 택트스위치입니다.



LED 의 종류는 다양합니다. 용도에 따라 맞는 것을 사용하면 됩니다. 왼쪽 빨간색 LED 를 보시면 원통형으로 지름 3mm 짜리가 있고 그 옆에 원통형 5mm 와 2x5mm 짜리 사각 LED 가 있습니다. 저렴하면서 신호확인용으로 가장 많이 사용되는 종류입니다. 밝은 빛을 필요로 하는 플래시를 만드는 것이 아니라면 이 세 종류 중 하나를 사용하면 됩니다. 개인적으로 2x5mm 짜리 사각 LED 를 좋아합니다. 2mm 짜리라서 여러개를 일렬로 늘어놓기 좋습니다. 만능기판이나 브레드보드에 사용하기도 좋습니다.



점퍼선 혹은 듀폰케이블이라고 불리는 케이블입니다. 3가지 종류가 있습니다. 일반적으로 가장 많이 쓰이는 것이 가장 오른쪽에 있는 양쪽이 M-M 타입인 케이블입니다. 하지만 센서를 사용할 때 M-F 타입이나 F-F 타입도 있으면 유용하게 사용됩니다. 이 세 종류를 꼭 구입하시기 바랍니다.



이더넷실드입니다. 아두이노 우노의 통신용 모듈이나 실드가 여러개 있습니다. 그 중 블루투스와 이더넷실드를 가장 많이 사용합니다. 블루투스는 스마트폰이나 다른 기기가 있어야 합니다. 하지만 이더넷실드는 그 자체로 인터넷에 바로 연결이 됩니다. IOT 를 위한 기본 통신 모듈로 이더넷실드를 사용합니다. 블루투스는 다음번에 스마트폰용 앱을 제작하면서 그때 아두이노와 블루투스로 통신하는 것을 해보겠습니다. 아두이노 프로그램을 할 수 있고, 이더넷실드까지 사용할 수있다면 블루투스 통신은 30분이면 충분히 이해할 수 있습니다. 더 필요한 것은 앱(App)개발이지요.



제가 가지고 있는 것 중에 아두이노 우노와 브레드보드를 올린 상자 두개를 사진으로 올립니다. 왼쪽처럼 조금 큰 상자를 사용하면 안에 들어갈 수 있는 것들이 많습니다. 오른쪽처럼 작은 상자를 만들면 가지고 다니기 편합니다.



모두 수납한 사진입니다.


태그 : CEA, 코딩교육, 아두이노, arduino, 아두이노 강의, 키트, 부품

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CEA-002 arduino Paper Box


아두이노 작업환경을 만드는 동영상입니다.






준비물은 적당한 크기의 택배상자와 M2.5 볼트, 너트, 와셔입니다. 와셔는 M2.5 의 것을 써도 괜찮고 아니면 M3 의 와셔를 써도 좋습니다.










동영상을 보시면 쉽게 따라하실 수 있을겁니다. 저렴한 종이 상자로 개발환경과 부품수납공간을 만들어보세요. 



태그 : CEA, 코딩교육, 아두이노, arduino, 개발환경, 수납공간, 종이상자

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  • 박진만 2017.10.08 22:45 신고

    멋지네요.
    저도 만들어서 공부할 때,
    수업할 때 사용해야겠네요.
    좋은 동영상 고맙습니다.

CEA-001 코딩교육 아두이노 따라잡기 시작 





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1. 코딩교육, 아두이노 따라잡기

2. 아두이노란?

3. 아두이노 우노 / 마시모밴지 / 오픈소스, 오픈하드웨어

4. 코딩교육 VS 프로그램교육



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누구나 따라하는 아두이노 프로그램 - 6장. 프로그램방법


누구나따라하는아두이노프로그램_v2_내용_CH06.pdf





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누구나 따라하는 아두이노 프로그램 - 5장. 하드웨어연결


누구나따라하는아두이노프로그램_v2_내용_CH05.pdf



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누구나 따라하는 아두이노 프로그램 - 4장. 기본구조


누구나따라하는아두이노프로그램_v2_내용_CH04.pdf






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누구나 따라하는 아두이노 프로그램 - 3장. 아두이노문법 III


누구나따라하는아두이노프로그램_v2_내용_CH03C.pdf



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누구나 따라하는 아두이노 프로그램 - 3장. 아두이노문법 II


누구나따라하는아두이노프로그램_v2_내용_CH03B.pdf




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누구나 따라하는 아두이노 프로그램 - 3장. 아두이노문법 I


누구나따라하는아두이노프로그램_v2_내용_CH03A.pdf



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누구나 따라하는 아두이노 프로그램 - 2장. 초등학생도 따라할 수 있는 아두 이노 따라잡기


누구나따라하는아두이노프로그램_v2_내용_CH02.pdf



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누구나 따라하는 아두이노 프로그램 - 1장. 이 책의 사용설명서


누구나따라하는아두이노프로그램_v2_내용_CH01.pdf





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누구나 따라하는 아두이노 프로그램 - 소개와 목차


누구나따라하는아두이노프로그램_v2_20160528_표지목차.pdf


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유튜브 강의 목록입니다. 링크를 따라가시면 목록이 있습니다. 목록은 계속 업데이트 중입니다. 매주 1 ~ 4 편까지 강의를 만들고 있습니다.



누구나 따라하는 아두이노 프로그램 (초딩도 따라하는 아두이노 프로그램) 책의 내용이 거의 완성되었습니다. 

물론 앞으로 고칠 부분이 많이 있을 것입니다.

하지만 우선 공개하고 추가로 보완하면서 계속 수정해 나가기로 마음 먹었습니다.


수정이 필요한 부분은 다음 사이트로 접속해서 댓글로 피드백을 주시기 바랍니다.


http://winduino.co.kr/212



누구나따라하는아두이노프로그램_v2_20160522_여백무.pdf




P.S.1. 책에 대한 질문사항이나 기타 잘못된 부분을 발견해셨다면 네이버 카페 "윈두이노"에서 내용을 적어주세요.  (LINK : http://cafe.naver.com/winduino )


P.S.2. 블로그에 댓글을 적어보았는데, 해외에서 유입되는 다양한 스팸성 광고글들이 너무 많습니다. 그렇다고 로그인한 사람만 댓글을 쓸수 있게 하려니 그것도 불편해져서 차라리 한국사람이 제일 많은 네이버에 카페를 만들어 사용하고자 합니다.


카페까지 가서 글을 쓰고 기타 활동을 하는 것이 불편하시더라도 자신이 알고 있는 것은 다른 사람들과 공유하고, 모르는 것을 쉽게 물어볼 수 있는 그런 커뮤니티가 되기를 바랍니다.




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  • 이현석 2016.04.30 04:02 신고

    저도 대안학교에서 고등학생을 상대로 짧은 강의 경험이 있으며 책 제작까지 생각해본 입장에서 제 개인적인 생각을 말씀드리겠습니다.
    학교에서 저는 아이들에게 C, JAVA, 아두이노, 알고리즘등 여러가지 가르쳐 보았지만 대다수의 아이들은 이해하기 힘들어 했었습니다. 즉 초등학생도 몇몇 아이를 제외하고는 이해하기 힘들거라고 생각합니다.
    선생님께서 만드신 책의 내용은 좋으나 초등학교 고학년아이들부터 조금이나마 이해할수 있다고 생각이 듭니다.
    제가 이런 생각을 하는 이유는 그림설명이 많이 없다는 것입니다. 아이들은 말과 글보다 그림이나 실습으로 가르치는 방법이 이해가 빠르다고 전 느꼈습니다.
    제가 생각했던 책의 내용을 말씀드리겠습니다. 저의 경우 스크래치 -> 작동원리 -> 스케치 순으로 생각을 했었습니다. 물론 예제들도 많이 있어야 되구요.
    스크래치부분은 무작정 따라하기입니다. 그런다음 작동원리를 이해합니다. 여기까지 된다면 아이들 스스로 스크래치를 사용하여 개인 작품을 만드는 것입니다. 이 과정을 마친후 스케치로 넘어와 스크래치에서 했던 예제들을 스케치로 이해하는 방식입니다. 물론 이 많은 내용들을 하기위해서는 많은 시간이 필요로 합니다만, 이러한 방식으로 배운다면 나중에 혼자서 작품을 만들기에는 충분하다는 제 개인적인 생각입니다.
    솔직히 전 아직 실력이 미숙하며 요즘 아이들 수준을 모르기 때문에 제가 생각한 부분들이 틀리 수 있다고 생각합니다. 하지만 선생님께서 만드신 책을 보고 조금이라도 도움이 될까 싶어 글을 남겨 봅니다.
    참고로 아두이노 스토리 카페에서 선생님께서 쓰신 글을 보고 왔습니다. 수고하십시오.

    • 좋은 댓글을 남겨주셔서 고맙습니다. C, 자바등을 가르치기는 쉽지 않았을 거라고 생각됩니다. 사실 PC 프로그램을 가르치는 것은 대학생에게도 쉽지 않습니다. 특히 책을 위주로 진도를 고려해야하면 더욱 더 그렇지요.

      대안학교에서 스크래치와 아두이노를 가르쳐봤습니다. 초등학교 4학년 이상을 대상으로 했고, 대부분 영어는 전혀 모르는 아이들이었습니다. 스크래치는 그래픽 블록이어서 아무런 어려움이 없었고, 오히려 아이들은 쉬는 시간도 잊고 게임은 만든다고 열심이었습니다. 중간 점심시간을 가지고 4시간 수업을 했었는데, 거의 쉬는 시간 없이 계속 질문을 하면서 자신들이 만들고 싶어하는 게임을 만들어갔습니다.

      아두이노도 비슷합니다. 복잡한 프로그램을 하지는 않았지만 LED 를 켜고 끄는 하나의 예제만 알려주고 아이들은 스스로 LED 를 8개나 혹은 그 이상 붙여서 전체를 점멸시키거나, 순차적으로 점멸시키면서 푹 빠져들었습니다.

      보통 4시간짜리 강의로 토요일마다 해서 총 4번 합니다. 그러면 아이들은 거의 처음 4시간 정도만 강의를 듣고 나머지는 직접 알아서 합니다. 하면서 모르는 것, 하고 싶은 것을 제게 가져옵니다. 그러면 그 부분을 알려줍니다. 아는 아이는 다른 아이들에게 자랑스럽게 자기가 한 것을 보이고, 가르쳐줍니다.

      물론 책에는 그런 내용을 다 담을 수 없고, 실제 강의를 할때는 칠판에 온갖 그림을 그려가면서 강의합니다. 말과 그림이 강의의 대부분을 차지합니다. 텍스트는 사실 큰 비중이 없지요. 하지만 책으로 만들다보니 어쩔수 없이 말이 빠지고, 말이 빠진 상태에서 그림을 넣는 것도 쉽지 않더군요. ^^

      다음번에는 이런 부분들을 더 보완해서 강의를 책으로만이 아니라 동영상으로만들어볼까 생각하고 있습니다.

  • 셜레노 2016.06.02 17:58 신고

    안녕하세요, 바람님...
    제가 바람님께서 공개해 주신 가이드 학습내용을 보고 아두이노를 시작하려고 합니다.
    그런데, 시작부터 꼬이네요...
    증상은 제가 사용하는 PC가 Win7 X64입니다.
    그리고 알려주신 대로 IDE를 설치하기 위해 공시사이트에 가서 다운로드를 받아 설치하였습니다.
    그런데, 사이트에는 X86밖에 보이지 않습니다.
    64는 리눅스에만 구분되어 있더라구요.
    이렇게 설치 후 아두이노 보드에 USB를 연결하면 드라이버가 깔리지 않았다는 메세지가 뜹니다.
    그리고 혹시나 해서 CH24X 드라이버도 깔아보았습니다. 하지만 달리지는 것이 없습니다.
    IDE를 실행하면 드라이버가 감지 되었을 경우 포트에 아두이노가 연결된 상태를 확인 할 수 있다는 설명이 있는데 이와 연관된 문제인듯 포트라는 글자가 활성화 되지 않은 상태 입니다.
    이러한 문제를 어떻게 해결해야 할지 도움 요청 드립니다.

    그리고... 아직 돌아오지 못한 9명의 아이들 위해 저도 마음으로 기도 합니다.
    그리고, 이러한 지식의 나눔 거듭 감사드립니다.

    • 조금 더 자세히 써주시겠습니까? 우노보드 연결한 것인지, 호환보드라면 usb 연결되는 칩이 어떤것인지 알려주세요.
      윈도우쪽에 문제가 있을수 있고 오래 사용한 pc 경우 usb 포트 자체에 문제가 있을수도 있습니다.

2016.02.13. MOT.Eliot 에서 강의했던 아두이노 오픈강의 첫번째 내용입니다. 음성과 영상을 녹음했으면 더 좋았을텐데, 우선 자료만 올립니다. 다음번에 이 내용으로 동영상강의를 녹화해서 추가하도록 하겠습니다.









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CH.03.아두이노 LED 깜박이기

이제 아두이노 IDE 설치까지 마쳤을테니 LED 를 깜박거려보겠습니다.

PC용 프로그램에서 가장 먼저하는 것이 Hello World 를 출력하는 것이라면 MCU(Micro Controller Unit) 프로그램에서 가장 먼저하는 것은 LED 를 켜고 끄는 것입니다. 이걸 할 수 있으면 절반은 한 것입니다.

즉, 컴파일러(크로스컴파일러)를 설치하고, 그것으로 프로그램을 짜서 실행코드를 만들고 만들어진 실행코드를 원하는 정해진 타켓(여기서는 아두이노)에 넣어서 정상적으로 작동(LED가 켜지고 꺼지게 하는 일)하게 하는 것까지 할 수 있으면 그 다음부터는 혼자서 천천히 하면 다 됩니다.

그러면 위의 한 문단에 적힌 말을 차분히 되새김질해 보겠습니다.

우리는 아두이노 IDE 를 가지고 아두이노에 사용될 수 있는 프로그램을 짭니다. 다시말해서 우리가 아두이노 IDE 를 가지고 짜는 프로그램은 PC 에서는 전혀 사용할 수 없는 프로그램이라는 뜻입니다. 그래서 아두이노와 같이 PC 가 아닌 것들을 있고, 그것들 안에 PC를 사용해서 실행시키고자 하는 명령코드를 넣을때 우리는 크로스컴파일한다고 말합니다. 아두이노 우노 보드에 붙어있는 MCU 는 ATMEGA328P 라는 칩입니다. 이 칩은 PC에 들어있는 인텔칩과는 전혀 다른 칩입니다. 그래서 PC 에 명령을 주듯이 명령을 주면 알아듣지 못합니다. 

이를테면 한국에서는 나이 어린 아이의 머리에 손을 올리는 것은 아이를 귀엽게 보고 있다는 뜻입니다. 하지만 상당수의 다른 나라에서는 얼굴이나 머리에 손을 대는 것을 극도로 싫어합니다. 어떤 문화권에서 엄지 손가락을 올리는 것은 최고라는 뜻을 나타내지만 호주 같은 곳에서는 욕이 됩니다. 미국에 가서 발표를 하려면 당연히 영어로 원고를 써야하겠지요. 아두이노에 명령을 주려면 아두이노가 알아들을 수 있는 명령어로 된 지시를 내려야 합니다. 그런데 그 지시문을 만들때 한국에서 만든 노트에, 한국에서 만든 펜을 사용한다고 이해하시면 좋을듯 합니다.

즉, PC 에 있는 문서편집기를 사용해서 아두이노에 줄 명령을 씁니다. 우선은 C 는 C++ 을 이용해서 명령을 기록합니다. 그리고 그것을 번역합니다. 보통 PC 프로그램에서 많이 했던 것처럼 PC가 알아듣는 말로 번역하는 대신 아두이노에 있는 ATMEGA328P 라는 칩이 알아들을 수 있는 말로 번역합니다. 그 번역기가 바로 AVR-GCC 가 됩니다. AVR-GCC 를 통해 나온 번역된 명령문은 bin 파일 또는 hex 파일로 저장이 됩니다. 단, 아두이노를 사용한다면 이 부분은 신경쓸 필요가 없습니다. 아두이노를 사용하기 전, 보통 bin 파일이나 hex 파일을 별도의 장치를 통해 MCU 안으로 강제로 밀어넣었습니다. 아주 오래전에는 롬라이터라는 기계를 써서 롬에 프로그램을 넣고 그 롬을 보드에 장착시켰습니다. 조금 시간이 지나면서 플래시메모리가 나왔습니다. 롬은 단 한번만 쓰고 다시는 지우거나 수정이 불가능했습니다. 그런데 플래시메모리는 약간의 제한은 있지만 쓰고 지우는 것이 가능했습니다. 현재 사용되는 대부분의 MCU 는 내부에 플래시메모리와 SRAM 을 가지고 있습니다. 보통 PC 에서 부르는 램은 SRAM 과 동일합니다. 그리고 PC 의 HDD 대신 MCU 는 플래시메모리를 가지고 있다고 보시면 됩니다. PC 는 내부에 CPU, HDD, RAM 을 가지고 있습니다. 반면 MCU 는 하나의 칩 안에 CPU, HDD, RAM 이 다 들어있습니다. 그래서 MCU 라고 부릅니다. MCU 안에 있는 플래시메모리에 어떤 명령문을 기록하기 위해 MCU 마다 특별한 방법을 제시합니다. 그런데 아두이노를 쓸때는 우리는 그것을 신경쓰지 않아도 됩니다. 아두이노안에 있는 하드웨어와 기본펌웨어에서 그것을 처리해줍니다. 대신 우리는 USB 선을 통해서 아두이노로 명령문을 보내주기만 하면 됩니다. 그러면 아두이노는 알아서 그 명령문을 받아서 내부에 있는 플래시메모리에 저장해둡니다.

이 내용은 추후 필요하다면 보충해보도록 하겠습니다. 그러면 이제 LED 를 켜고 끄는 프로그램을 작동시켜 보겠습니다.

아두이노 IDE 를 엽니다.


'파일' - '예제' - '01.Basic' - 'Blink' 를 선택합니다.


주석처리된 부분을 삭제하면 다음과 같습니다.

void setup() {
     pinMode(13, OUTPUT);
}

void loop() {
    digitalWrite(13, HIGH); 
    delay(1000); 
    digitalWrite(13, LOW); 
    delay(1000); 
}


이 프로그램 코드를 보면 C 나 C++ 을 사용하셨던 분들은 처음에 많이 이상했을겁니다. 일반적으로 C , C++ 에서는 main() 이라는 함수가 처음에 나와야 하는데 아두이노엔 main() 이 없습니다. 

아두이노는 main() 을 없애고 대신 setup() 과 loop() 를 둡니다. setup() 은 처음 한번만 실행되는 함수입니다. 여기엔 처음 한번만 실행되면 충분한 설정값을 넣게 됩니다. loop() 는 전기가 흐르는 한 계속해서 해야 할 일을 넣게 됩니다. 위에서는 핀 13 번을 LED 를 켜고 끌수 있도록 출력으로 설정했습니다. 설정은 한번만 하면 되니까 setup() 함수 안에 넣었습니다.

void setup() {
     pinMode(13, OUTPUT);
}

그 다음 1초 간격으로 LED 를 켜고 끄는 작업을 무한 반복 합니다. 전기가 흐르는 한 이 일은 계속됩니다. 

a. 13번 핀에 +5V 를 흐르게 합니다.
b. 그 다음 1초동안 그 상태 그대로 있게 합니다.
c. 그리고 난 다음 13번 핀을 0V 가 되게 합니다.
d. 다시 1초동안 현재 상태를 유지하게 합니다. 그리고 다시 처음, a 로 갑니다.

    digitalWrite(13, HIGH); 

13번 핀을 현재 아두이노에 들어온 가장 높은 전압에 연결하라는 명령입니다. 아두이노에 들어온 전압이 5V 라면 핀에서 나오는 전압은 5V 가 될 것이고, 만약 3.3V 라면 핀이서 나오는 전압은 3.3V가 될 것입니다. 아두이노 우노는 5V 이므로 13번 핀은 5V 가 걸려있게 됩니다. 마찬가지로 가장 낮은 전압에 연결할 때는 digitalWrite(13, LOW) 를 사용합니다.

    delay(1000); 

이 내용은 delay() 함수를 이해해야 합니다. 일반적으로 PC 에서 프로그램을 한다면 이런 식으로 일부러 시스템의 자원을 낭비하는 일을 하지 않습니다. 하지만 때론 MCU 에서는 몇가지 이유로 이렇게 의도적으로 시간을 버리는(?) 코드를 쓰곤 합니다. 우선은 위의 경우 처럼 1초 동안 아무것도 하지 않아야 할 때 사용합니다. 또 다른 경우는 하드웨어적으로 하나의 신호가 들어간 후 일정시간이 지나야만 그 신호가 적용될 때 의도적인 delay() 를 사용하게 됩니다. 이 부분은 다음에 별도로 다루도록 하겠습니다.

setup() 는 단 1회만 실행되지만 loop() 는 무한반복됩니다. 우선 아두이노 프로그램을 처음하시는 분은 이걸 그냥 기억해두시면 좋겠습니다. 그리고 조금 더 깊이 main() 이 어디 갔는지 궁금하시 분들을 위해 사라진 main() 의 위치를 여기 적어두겠습니다.

C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\arduino\avr\cores\arduino

제 PC 의 경우 64비트 윈도우10 운영체제를 사용합니다. 아두이노는 위와 같은 경로에 설치되어 있고, 그 경로를 따라 들어가면 

\Arduino\hardware\arduino\avr\cores\arduino\main.cpp

가 있습니다. 주석과 일부를 제거하고 setup(), loop()와 관련된 부분을 보면,

#include <Arduino.h>

int main(void)
{
    init();
    initVariant();
    setup();


    for (;;) {
        loop();
        if (serialEventRun) serialEventRun();
    }


    return 0;
}

위와 같습니다. 결국 보이지는 않았지만 main() 안에 setup() 은 1회 실행으로, loop() 은 무한반복으로 운명지워져 있었던 것입니다.


이제 프로그램이 제대로 작동하는지 살펴보겠습니다.

우선 아래 그림처럼 아두이노우노를 선택하십시오.


그 다음 포트를 선택합니다. USB 케이블로 아두이노와 PC 가 연결되어 있다면 COM 포트가 하나 만들어졌을 것입니다.
 

아두이노 보드 설정이 바르게 되었고, 포트까지 바르게 연결되었다면 이제 프로그램을 컴파일해서 아두이노로 보내면 됩니다. 이 과정은 아래 사진에 있는 화살표를 클릭하면 됩니다. IDE 에서 컴파일을 하고 실행파일을 만든 다음 그것을 바로 USB 케이블 통해 시리얼통신으로 보냅니다. 아두이노 보드에서는 전송되어 온 값을 받아서 플래시메모리에 기록하게 됩니다.


아래 사진은 컴파일이 정상으로 되었고, 전송까지 잘 완료되었음을 보여줍니다.
 


이제 보드를 잘 보면 보드에 붙어있는 LED 하나가 1초 간격으로 깜박이고 있을 겁니다. 여기까지 하셨으면 아두이노 절반은 하신 겁니다. 축하합니다.


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CH.02.아두이노 IDE 설치하기

아두이노 IDE 를 설치해보겠습니다. 우선 IDE 란 것이 무엇인지부터 살펴보겠습니다.

IDE 는 Integrated Development Environment 의 약자로 번역하면 '통합개발환경'이 됩니다. 
그런데 보통 통합개발환경이라고 불릴 정도가 되면 편집과 컴파일, 디버깅, 배포까지 소프트웨어에 관해서는 모든 작업이 그 안에서 다 이루어질수 있는 것으로 보아도 틀리지 않습니다. 

아래 두 그림은 각각 Code Composer Studio 라는 IDE 와 IAR 이라는 IDE 입니다.



창(window)의 갯수가 거의 10개에 이릅니다. 필요하면 이보다 더 많은 창을 열어서 사용할 수도 있습니다. 각각의 창이 하는 역할은 모두 다릅니다. 소스를 편집하는 것, 내부 레지스터의 값을 보이는 것, 결과값을 보이는 것, 로그를 보이는 것, 코드를 어셈블한 것을 보이는 것 등등 상당히 많은 창들이 사용됩니다. 

그에 비해 아두이노 IDE 는 다음과 같이 매우 단순합니다.

다른 IDE 들과 비교해보면 얼마나 단순한지 알 수 있습니다.
왜 이렇게 단순할까? 사용하다보면 더 필요한 기능들이 얼마나 많이 있는데, 이렇게 조촐하게 만들어진 IDE 를 가지고 쓸 사람이 있기나할까? 사실 처음 아두이노가 세상에 나왔을때 많은 사람들이 아두이노의 모습을 보고 던진 비웃음이 있었을 겁니다.

처음 소프트웨어가 세상에 나왔을때 이런 IDE 는 없었습니다. "통합"이라는 말이 붙는 개발환경 자체가 없었습니다. 개발하려는 사람은 매우 열악한 문서편집 소프트웨어(이를테면 지금의 윈도우 메모장보다 훨씬 불편한 vi 같은 문서편집 프로그램)를 썼습니다. 소스코드를 만들고 그것을 컴파일하고, 컴파일 된 파일들을 모아 다시 링크를 해서 실행파일을 만들었습니다. 종종 문제가 생기면 열심히 소스코드를 들여다보면서 어디가 잘못되었는지 찾았습니다. 눈으로 말이지요.

그러다가 소스편집과 컴파일, 링크를 통해 실행파일을 한번에 만드는 개발환경을 만들고 그 안에 디버깅할 수 있는 내용도 추가했습니다. 조금 더 편리하게 개발할 수 있는 환경을 프로그래머들이 만든것이지요. 그런데 전문적인 프로그래머의 입장에서는 가능한 많은 창을 한꺼번에 띄워두고 자기가 원하는 정보를 빨리 보는 것이 좋았습니다. 시간이 갈수록 IDE 는 복잡해졌습니다. 나중에는 IDE 자체를 사용하는 것이 쉽지 않은 일이 되고 맙니다.

예전에 8051 이라는 MCU 를 사용하기 위해 KEIL 과 IAR 이라는 컴파일러를 사용할 기회가 있었습니다. 프로그램을 쉽게 하기 위해 만들어진 IDE 를 이해하기 위해 상당히 두꺼운 메뉴얼을 프린트로 출력해서 영어로 된 원서를 더듬거리며 읽어야 했던 기억이 납니다. 

매일 이런 프로그램을 사용하는 전문가들에게는 어렵더라도 기능이 강력한 이런 IDE 가 아주 좋은 도구가 됩니다. 일주일이 걸릴 작업을 사나흘만에 해낼수도 있습니다. 하지만 이런 프로그램을 자주 사용하지 않는 일반인들에게는 오히려 강력한 IDE 의 등장은 현재 진행중인 기술과 담을 쌓게 되는 원인이 됩니다. 그저 전구에 불을 켜고 끄는 일을 1초에 한번씩 반복하는 간단한 작업을 하고 싶어도 수백페이지가 넘는 영어로 된 메뉴얼을 읽어야만 한다면 그는 차라리 다른 전문가에게 그 일을 의뢰하거나 혹은 포기하고 말겁니다. 게다가 KEIL 이나 IAR 같은 컴파일러들은 개인이 구입해서 사용해보기에는 많이 비쌉니다. 윈도우나 한글, 오피스 같은 범용 프로그램들은 일반인을 상대로 개발하고 많은 판매를 하기 때문에 구입하기로 마음먹어도 큰 부담은 없습니다. 하지만 KEIL, IAR, Code Composer 같은 전문가들이 사용하는 프로그램들은 부르는게 값이었고, 사용하기도 만만치 않았습니다.

하지만 다행스럽게도 gcc 라는 GNU 프로젝트에 의해 만들어진 공개된 컴파일러가 등장합니다. gcc 는 처음 리눅스환경에서 사용되었지만 지금은 거의 모든 환경에서 사용됩니다. 보통은 PC 환경만 생각합니다. 하지만 SDCC 라는 8051용 컴파일러도 있고, AVR-GCC 라는 AVR용 컴파일러도 있습니다. 이런 공개된 무료 컴파일러를 통해 누구라도 비용에 대한 걱정없이 8051 이나 AVR 을 사용할 수 있게 되었습니다. 

하지만 여전히 일반인이 넘기에는 어려운 벽이 있었습니다. SDCC 나 AVR-GCC 는 무료로 사용할 수 있었지만 통합개발환경이 아닌 컴파일러였기에 제대로 사용하기 위해서는 makefile 이라는 것을 만들어야 했습니다. 이 makefile 을 만드는 것이 무척 어렵고 성가신 일입니다. 이미 많이 만들어본 사람에게는 별것이 아니겠지만 처음 사용하는 사람에게는 makefile 을 만드는 것만 해도 머리에 쥐가 나는 것은 물론이고 "그냥 나 이대로 살래"란 말이 자연스럽게 나오게 만들 정도였습니다.

mcu 는 점점 속로가 빨라지면서 고성능화 되어가고, IDE 는 점점 비싸지면서 일반인들은 감히 건드리기도 힘든 아우라를 갖춘 복잡한 모양이 되어갑니다. SDCC 나 AVR-GCC 는 읽기도 힘든 영문매뉴얼을 읽어야하고, 게다가 makefile 이라는 난생 처음 들어보는 이상한 컴파일-링크 시스템을 사용자가 알아서 만들어줘야만 합니다. 에러가 나면 어디서 문제가 생겼는지 찾기도 힘들었습니다.

사실 그런 환경속에서 아두이노는 태어납니다. AVR-GCC 를 컴파일러로 사용하지만 외형은 전혀 그렇지않고 깔끔하고 간단하게 갖췄습니다. AVR 을 프로그램한다면 당연히 했어야하는 레지스터에 대한 것도 묻지 않습니다. 포트를 읽는 것으로 할 것인지 쓰는 것으로 할 것인지도 간단하게 바꿨습니다. 

예전식으로 프로그램을 하면 다음과 같습니다.

DDRA = 0x00;    //Set port a as input
x = PINA;       //Read contents of port a 
첫줄은 A 포트를 입력으로 사용하겠다고 레지스터를 설정하는 것입니다.
둘째줄은 포트A 로 들어온 값을 x 라는 변수에 입력시키는 것입니다. 포트 A 는 8개의 입력핀이 모인 곳이라고 하면 x 에 들어온 값은 이진수로 00000000 부터 11111111 까지의 어떤 값이 됩니다. 결국 x 들어온 값으로 각 핀의 값을 알려면 다시 x 를 비트연산자를 통해 각 핀의 값으로 읽어줘야만 합니다. 

DDRB = 0b11111111;        //set all pins of port b as outputs
PORTB = 0xFF;             //write data on port 

첫줄은 포트 B 의 모든 핀을 출력으로 설정하는 것입니다. 위에 입력으로 할때와 비교하면 이해가 될 것입니다. 그리고 두번째 줄은 포트 B에 값을 넣어서 각 핀을 통해 5V 또는 0V 를 보내는 것입니다. 여기서는 포트 B 의 8개 핀 모두에서 +5V 가 나오게 했습니다.

이것을 아두이노에서는 이렇게 프로그램합니다.

pinMode(13, OUTPUT);          // 13번 핀을 출력으로 설정
digitalWrite(13, HIGH);          // 13번 핀에 5V 출력
digitalWrite(13, LOW);          // 13번 핀에 0V 출력

pinMode(12, INPUT);                            // 12번 핀을 입력으로 설정
int buttonState = digitalRead(12);      // 12번 핀을 읽어 변수 buttonState 에 저장

이전 방식의 AVR 프로그램과 비교하면 아두이노의 프로그램은 훨씬 인간적입니다. 물론 이렇게 인간적인 프로그램이 되기 위해서 포기한 것이 있습니다. 레지스터를 직접 다루는 것을 포기했습니다. 결과적으로 프로그램의 속도나 효율도 떨어졌습니다. 하지만 프로그램이 쉬워졌습니다. IDE 도 복잡하면서 막강한 기능을 가지는 대신 단순하면서 최소의 기능에 만족했습니다. 마친 모든 MP3 들이 이퀼라이저에 칼라 LCD 에 심지어 움직이는 동영상까지 넣으려던 때에 애플이 동그랗고 커다란 버튼 하나만 달랑 붙은 아이팟을 내놓았을 때처럼 아두이노의 IDE 는 혁신적이었습니다.

기능의 부족함이 오히려 일반인들에게는 더 가까이 다가갈 수 있는 매력이 된 것입니다. 

지금 다수의 컴파일러들은 아두이노 IDE 와 유사해집니다. Ti 는 Code Composer Studio 라는 IDE 를 판매하고 있습니다. 아두이노의 열기가 뜨거워지고 현재 TI의 일부 범용 MCU (C2000, MSP430, etc.) 를 프로그램 할 수 있는 Energia 라는 오픈소스 IDE 가 나왔습니다. 모양은 아두이노 IDE 와 똑같습니다. 색깔만 빨간색입니다.


단순하기 때문에 성공한 것, 그것이 아두이노의 매력입니다.

이제 이 단순한 IDE 를 설치해 보겠습니다.

https://www.arduino.cc/ 로 가서 Download 라고 되어 있는 메뉴를 클릭하고 윈도우나, 맥, 리눅스 중 자신의 운영체제에 맞는 것을 다운받으시면 됩니다. 설치는 다운 받은 파일을 더블클릭해서 순서대로 따라가기만 하면 됩니다. [바로가기 링크]




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CH.01.아두이노와 PC연결

다음과 같이 준비합니다.

1. 아두이노 우노
2. USB포트가 있는 컴퓨터로 리눅스, 맥, 윈도우 운영체제가 갖추어진 것
3. USB 케이블 (보통 우노를 구입할 때 함께 오는 것)
4. 브레드보드
5. 브레드보드용 케이블









우선 준비된 아두이노 Uno 를 PC 에 연결합니다. 다음 그림과 같이 USB 포트를 연결하면 됩니다.


연결이 되면 아두이노에 불이 들어옵니다. 


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