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아두이노로 배우는 설계 및 코딩 DIY

아두이노는 오픈 소스인 스케치 프로그램을 기반으로 하는 오픈 소스 마이크로컨트롤러 플랫폼이다. 그러므로, 아두이노 홈페이지에 있는 스케치 소프트웨어를 이용하여 스케치 프로그램을 작성하고 이를 아두이노에 업로드하면 누구나 손쉽게 다양한 응용 시스템을 개발할 수 있다. 이러한 이유로, 아두이노는 공학도뿐만 아니라 예술인을 포함한 일반 대중들에게 점점 더 많이 보급되고 있으며, 최근에는 초중고 학생들에게도 인기있는 잇뎀이 되고 있다. 앱 제작 도구를 이용하면 전공자가 아닌 사람들도 스마트폰 앱을 쉽게 제작할 수 있듯이, 아두이노를 이용하여 누구나 자신이 원하는 간단한 전자 제품을 쉽게 만들어 볼 수 있는 시대가 열린 것이다. 현재, 아두이노와 관련된 책은 셀 수 없이 많이 출간되어 있다. 그럼에도 불구하고 이 책을 또 기획하고 출간하게 된 것은 다음의 2가지 이유 때문이다.

첫째 이유는, 아두이노의 다양한 응용 예(거의 모든 기능)를 효용성 있는 DIY 작품을 만들어 보는 과정을 통하여 쉽고 빠르게 체득할 수 있도록 하고자 함이다. 이를 위하여, 이 책은 아두이노의 디지털 출력, 디지털 입력, 아날로그 출력, 아날로그 입력, 인터럽트 응용, 타이머/카운터 응용, UART 통신, SPI 통신, I^2C 통신 등의 기능을 설명한다. 그리고 이를 기반으로, LED, 컬러 LED, FND, 스위치, 버저, 가변저항, 광센서, 온도센서, 적외선센서, 거리센서, 가속도/각속도/지자기 센서, 릴레이, RTC, DC모터, 서보모터, 문자 LCD, SD 카드 등의 다양한 전자부품을 이용하여, 신호등, 전압계, 탄생석 반지, 엘리베이터 표시기, 시한폭탄 계수기, 캐롤송 연주기, 정원등, 공중회전그네, 스마트 선풍기, 주차장 차단기, 디지털 시계, 글자 표시기, 키 측정기, 리모컨 전등, 리모컨 선풍기, 블루투스 무드등, 메모장, 인터넷 전등 등의 생활용품을 DIY로 구현할 수 있는 방법을 제시한다.

둘째 이유는, 아두이노를 포함한 다양한 전자 부품을 하나의 보드에 장착한 아두이노 실습 키트(JARDUINO-MEGA-IOT)를 이용한 예를 추가로 더 보임으로써, 회로 연결에 대한 부담을 줄이면서, 활용과 응용, 융합에 대한 프로그램(코딩) 능력을 빠르게 향상시키고자 함이다. 아두이노와 필요한 전자부품을 이용하여 다양한 예를 하나씩 꾸며가면서 학습을 진행해 가는 것은 아두이노를 배우는 좋은 방법 중의 하나이다. 하지만, 전자부품을 아두이노와 연결하는 과정에 많은 시간이 소요되고, 개인이 다양한 부품을 하나하나 직접 연결하여야 하므로 분실의 위험도 크다. 아두이노와 다양한 전자부품을 하나의 보드 내에 함께 장착한다면 이와 같은 단점을 보완할 수 있는데, JARDUINO-MEGAIOT 키트가 이 예이다. 이 책은 JARDUINO-MEGA-IOT 키트를 이용하여 위에서 언급한 다양한 응용 예를 설명하는 내용을 추가함으로써 사용자가 시간과 노력을 절약하면서 응용 프로그램(코딩) 능력을 향상시키는데 좀 더 집중할 수 있게 한다

[주요 내용]
1장부터 5장까지는 아두이노를 사용하기 위하여 필요한 기초적인 내용을 설명한다. 아두이노의 개념을 설명하고, 아두이노 포트와 기본 기능, 스케치 소프트웨어 사용법 등을 공부한다. 또한, 용응 프로그램 작성을 위하여 필요한 C/C++ 언어의 기초 사용법도 소개함으로써 6장부터 시작되는 실습 진행을 위한 기초를 마련한다.

6장부터는 21개의 다양한 실습 프로젝트가 순서대로 펼쳐진다. 프로젝트의 주제는 실제 생활에서 응용이 가능한 실용적인 내용으로, 앞에서 언급한 바와 같다. [LED 비상등]과 같이 기초적인 것에서 부터 [인터넷으로 동작하는 IoT 전등]까지, 마치 여행을 떠나듯, 하나하나 적절한 프로젝트를 실행해 볼 수 있다. 이 책은 일반적인 아두이노 교재의 구성 형식과는 다르게, 목표를 제시하고 이를 직접 설계하고 코딩하는 DIY 실습 프로젝트 방식을 채택하였다. 21개의 프로젝트를 하나씩 차근차근 완성해 가다 보면 기본 이론 및 공학 설계 개념이 잡히고, 실전 DIY 제작 능력도 쑥쑥 늘어나, 마치 전문 엔지니어가 된 듯한 성취감도 맛볼 수 있을 것이다. 또한, 각 프로젝트의 내용을 적절히 조합 또는 수정하거나 약간의 아이디어를 추가하여 작품을 설계한다면 자신만의 창조적인 DIY 작품(또는, 캡스톤이나 프로젝트의 결과물) 제작도 충분히 가능할 것이다.

이 책의 또 다른 특징은, 꼭 필요한 핵심적인 부분만 체계적이고, 명쾌하게 기술함으로써 바로 이해하고 바로 써먹을 수 있도록 한 것이다. 이를 위하여 하드웨어 플랫폼으로는 아두이노 메가2560(폼팩터와 핀 할당 동일)과 주변 전자부품(센서, 액추에이터 등)을 함께 내장한 제이씨넷 사의 JARDUINO-MEGAIOT 키트를 채택함으로써, 회로를 연결하는데 소요되는 시간을 최소화하고, 아두이노 실드를 사용할 수 있는 환경도 제공한다. 회로도는 아두이노 메가2560을 기준으로 프리징(fritzing) 툴로 작성된 것과 JARDUINO-MEGA-IOT를 기반으로 작성된 것을 동시에 제공함으로써 이해를 돕는다.

마지막으로, 이 책, 아두이노(JARDUINO-MEGA-IOT), 그리고 네이버 카페 [임베디드홀릭]의 환상적인 콜라보가 여러분을 새로운 아두이노 DIY 여행으로 인도하는 멋진 안내자가 되기를 희망한다.

1장 기초 개념 이해하기
2장 아두이노 이해하기
3장 아두이노 포트 마스터하기
4장 스케치 소프트웨어 맛보기
5장 고급 프로그래밍 익히기
6장 LED를 이용한 비상등 만들기
7장 스위치를 이용한 신호등 만들기
8장 아두이노와 대화하기
9장 디지털 전압계 만들기
10장 컬러 LED로 탄생석 카멜레온 반지 만들기
11장 FND로 엘리베이터 층수 표시하기
12장 FND로 시한폭탄 카운트다운 계수기 만들기
13장 버저로 캐롤송 연주하기
14장 광센서로 어두워지면 저절로 켜지는 정원등 만들기
15장 DC모터로 공중회전그네 만들기
16장 온도센서와 DC모터로 똑똑한 선풍기 만들기
17장 서보모터와 스위치로 주차장 차단기 만들기
18장 RTC와 FND로 디지털시계 만들기
19장 CLCD로 'Hello, Bbororo!' 디스플레이하기
20장 거리센서와 CLCD로 내 키 측정하기
21장 리모컨 신호 훔쳐서 전등 켜기
22장 리모컨과 릴레이로 선풍기 켜고 끄기
23장 가속도/자이로/지자기 센서 값 획득하기
24장 SD 카드에 메모 적기
25장 스마트폰의 블루투스로 무드등 제어하기
26장 LA에 있는 전등, 서울에서 켜고 끄기