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1. 개요

아두이노는 저렴한 가격에 기초적인 지식만으로도 쉽게 프로그래밍을 할 수 있는 마이크로컨트롤러 보드입니다. 

간략히 특장점을 정리하면 아래와 같습니다.


 -. 저렴한 가격

 -. 다양한 입출력 장치의 손쉬운 연결

 -. 여러 운영체제와의 연결 (윈도우, 맥, 리눅스 모두 작동)

 -. 통합개발환경(IDE)가 제공외어 쉽게 프로그래밍이 가능

 -. USB를 통한 손쉬운 펌웨어 업로드

 -. 하드웨어 및 소프트웨어 모두 오픈소스


1.1. 아두이노 종류와 특징

아두이노는 하나의 제품을 말하는 것이 아니라 아두이노 오픈소스를 기반으로 한 컴퓨팅 플랫폼과 개발환경을 지칭하는 것으로 다양한 모양과 성능의 아두이노 및 아두이노 호환 보드의 개발이 되고 있습니다. 국내에서는 대표적으로 코코아팹이 있습니다. 


정말 많은 종류의 아두이노 보드가 있지만 교육현장에서 가장 많이 사용되는 아두이노 우노보드와 아두이노 나노보드에 대하여 알아보겠습니다.


1. 아두이노 Uno 


가장 많이 사용되는 아두이노 보드로 USB 통신을 위한 FTDI 칩을 기본 내장하여 PC와 바로 연결이 됩니다, 

USB 전원 및 외부 입력전원 사용이 가능하며, 5V, 3.3V 모두 지원하기 위한 레귤레이터가 내장되어 있습니다,

표준 보드의 형태로 다양한 확장 쉴드 보드들이 개발되어 있습니다,


 


2. 아두이노 Nano


아두이노 우노의 소형화 버전이라고 생각하시면 됩니다. 우노보드와 같은 프로세서를 사용하여 우노의 기능을 그대로 제공(아날로드 입력핀이 우노보다 2개 더 많음)하며, Micro 5pin USB 커넥터로 PC와 연결됩니다. 9V 건전지를 VIN, GND 핀으로 연결하여 소형화하여 다른 창작물에 장착할 수 있습니다. 





더 많은 아두이노 보드를 알아 보시려는 분들을 위해 정리가 잘 되어 있는 사이트 링크를 드려봅니다.^^

http://www.hardcopyworld.com/ngine/aduino/index.php/archives/274 


2. 기본사용법


2.1. 소프트웨어 설치

아두이노를 사용하기 위해서 소프트웨어를 설치하여야 합니다.


아두이노 IDE 다운로드

 -> https://www.arduino.cc/en/Main/Software


아두이노는 무설치 버전인 Zip파일용과 설치버전이 있습니다.

자주 사용한다면 설치버전이 좋겠지요^^ 


다운로드 할 때 기부 여부를 물어봅니다.
다운로드만 하시려면 'JUST DOWNLOAD', 기부하시고 다운로드 하시려면 'CONTRIBUTE & DOWNLOAD'를 클릭하시면 됩니다.

 
다운로드 후 설치 과정 중 특별하게 주의할 부분은 없고 중간에 보안창이 뜨면 '신뢰'에 체크하고 진행하시면 됩니다.
설치는 아두이노 IDE와 아두이노 보드 드라이버 2번을 설치하게 됩니다. 

2.2. 아두이노와 PC 연결

1. 아두이노 보드를 USB 케이블로 연결합니다.

연결을 하면 소프트웨어 설치시 아두이노 보드 드라이버를 같이 설치하였기때문에 컴퓨터가 알아서 아두이노 보드를 잡아줍니다. 


[연결 오류 시]

정품보드가 아닌 호환보드의 경우 연결 오류가 있을 경우 컴퓨터가 아두이노 보드를 제대로 설치하지 못하기 때문에 호환 드라이버를 수동으로 설치 후 재연결합니다.

호환 드라이버 다운로드 

 -> https://drive.google.com/open?id=1aK3e_27ZjLqHkq4bn3MuaYJwLoSnjHLd


2. 아두이노 IDE를 실행한 후 툴 -> 보드/ 프로세서/ 포트를 잡아줍니다.

 1) 보드 : 연결한 보드의 이름을 선택합니다. 저는 아두이노 나노보드를 주로 사용하여, 나노를 선택하였습니다.

 2) 프로세서 : 아두이노 우노와 나노는 모두 ATmega328P 프로세서를 사용합니다. Old Bootloader와 두 종류가 있는데 한 종류에서 업로드 오류가 나면 다른 하나로 바꾸어주면 대부분 업로드가 됩니다.

 3) 포트 : 연결된 포트를 보여주는데 보통 COM1 이외 다른 포트 (저는 COM8 이네요)를 선택해 주면됩니다. 물론, PC 장치관리자에 들어가서 확인하면 되지만 굳이 그렇게까지 하지 않아도 됩니다^^


 

2.4. 컴파일 및 업로드

프로그램을 작성 후 업로드 아이콘을 클릭해주면 컴파일 후 업로드까지 진행이 됩니다,



 

컴파일 또는 업로드 중 오류가 나면 아래 오류메세지에 오류의 원인이 나오게 되니, 보고 확인 후 수정하여 다시 컴파일 및 업로드를 하시면 됩니다.


 

3. 예제


3.1. 나노/ 블루투스 LED 제어 무드등 만들기

주제 : 아두이노 블루투스로 LED 제어하여 나만의 작품 만들기

학습목표 : 아두이노 IDE 기본 사용법을 알 수 있다

              블루투스 이름을 변경할 수 있다.

              스마트폰으로 블루투스 연결하여 LED의 On/ Off 를 제어할 수 있다,

              나만의 개성있는 LED 활용 작품을 만들 수 있다.

 

1. 준비물


아두이노 나노보드, 블루투스 HC-06, USB 케이블(나노용), LED, 미니브레드보드, 9V 배터리, 9V배터리 홀더(핀형), F-M 케이블 10cm 6개, 무드등을 만들 페트병 등 재활용 용품  


2. 기본 작업 순서

 1) 부품 연결

 2) 블루투스 이름 바꾸기

 3) LED 제어 프로그램 작성하기
 4) 스마트기기에 블루투스 조종기 설정하기

 5) 건전지 연결

 6) 나의 작품에 부착하기


3. 부품 연결

 1) 미니브레드보드에 아두이노 나노 호환보드를 끼웁니다,

 2) F-M 케이블을 이용하여 HC-06과 아두이노 나노를 연결합니다.

  -. VCC - 5V

  -. GND - GND

  -. TXD - D11

  -. RXD - D12

 3) F-M 케이블을 이용하여 LED와 아두이노 나노를 연결합니다.

  -. + (긴다리) - D3

  -. - (짧은다리) - GND

 4) 블루투스는 D11, D12 핀으로 정보를 주고 받고, LED는 D3 핀으로 출력이 되면 켜지는 구조입니다.^^

 5) 프로그램을 업로드 하기위해서 USB로 PC와 연결하면 전원을 공급받을 수 있으니 9V 건전지는 프로그래밍하는 동안 거추장^^스러우니 나중에 연결합니다. 



 

4. 블루투스 이름 바꾸기

 1) USB 케이블로 PC와 연결합니다.

 2) 아래 프로그램을 아두이노 IDE에서 작성합니다. (복사하여 붙여넣기 합니다^^)


#include


SoftwareSerial BTSerial ( 11, 12 );

// 11=TXD, 12=RXD 값 변경 가능


void setup() {

  

  Serial.begin ( 9600 );

  BTSerial.begin ( 9600 );


}


void loop() {


  if ( BTSerial.available() )

    Serial.write ( BTSerial.read () );

  

  if ( Serial.available() )

    BTSerial.write ( Serial.read() );


}


 3) 보드, 프로세서, 포트 등을 확인 후 프로그램을 업로드합니다. -> 모양의 업로드 아이콘을 클릭하면 PC에 저장 여부를 물어보는데 취소하면 그냥 업로드, 저장을 선택하면 저장하고 업로드를 합니다^^


.

 

 4) (Ctrl + Shift + M)을 눌러서 시리얼모니터를 엽니다.



 5) AT+NAME(원하는 이름)을 타이핑하고 엔터를 치면 'OKsetname' 이 출력되면서 HC-06의 이름이 바뀝니다. 이제 HC-06의 이름은 robomall01 입니다^^



 

 6) AT+PIN(원하는 핀번호)를 타이핑하면 핀번호가 변경됩니다. 핀번호는 쉽게 접속 비밀번호이며, 설정을 안한 경우는 대부분 '1234' 또는 '0000' 입니다. 저는 0101로 바꾸어 보았습니다^^



 

5. LED On/ Off 프로그램 작성하기

 1) 아래 프로그램을 아두이노 IDE에 새롭게 작성합니다. (복사 붙여넣기^^)

 2) 프로그램을 간략히 설명하면...

  -. 블루투스는 D11, D12번 핀으로 통신한다.

  -. 1의 신호가 들어오면 D3번으로 출력, 0의 신호가 들어오면 출력하지 않는다.

 3) 괄호 등을 빼먹지 않도록 합니다.^^


#include

SoftwareSerial BTSerial(11,12);

 //(TXD,RXD)


void setup() {


BTSerial.begin(9600);

Serial.begin(9600);


pinMode(3, OUTPUT);


}


void loop() {


if(BTSerial.available()){


char order = (char) BTSerial.read();


Serial.println(order);


if(order == '1'){


digitalWrite(3, HIGH);  



}else if(order == '0'){


digitalWrite(3, LOW);


}


}

}



 

6. 건전지 연결

 1) 9V 건전지 홀더에서 나온 전원케이블을 아두이노 나노보드에 연결합니다.

  -. + (빨간색) - VIN

  -. - (검정색) - GND

 2) 아두이노 나노보드에는 VIN으로 연결 시 레귤레이터가 있어서 9V전원도 연결이 가능합니다.^^ (권장전압 7~12V)  


 


7. 스마트폰 블루투스 조종기 설치 및 설정하기

 1) 스마트기기에 '아두이노 블루투스 컨트롤러' 를 검색하여 설치 후 실행합니다.


 2) 블루투스 리스트에서 내 블루투스를 찾아 클릭합니다. 저는 robomall01 이라고 이름을 지어주었었지요^^
 3) 처음 연결 시 PIN번호를 넣으라고 하면 설정한 PIN 번호를 입력합니다. 저는 '0101'^^
 4) 스위치 모드를 선택하고, 설정(우측 상단의 기어모양)을 클릭한 후 녹색에 '1' 빨간색에 '0' 넣어줍니다
 5) 이제 스위치를 클릭하면 LED On/ Off 제어가 됩니다.


 

8. 나만의 작품에 부착하기  

 1) PET병 등 재활용품을 이용하여 나만의 무드등을 만들어 봅니다.

 2) LED를 추가 장착하여 더 멋진 무드등을 만들어 봅니다.


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