아두이노 프로그래밍 - 사물인터넷 세대를 위한 -

이 책의 특징

급변하는 기술발전과 전기자동차의 상용화는 수많은 디지털 장치의 중심이 되는 마이크로컨트롤러의 핵심적 활용 가치를 점점 더 높일 것으로 예상된다. 그러나 관련 전공자를 포함한 많은 사람은 마이크로컨트롤러를 배우고 적용하여 새로운 시스템을 개발하는 것에 어려움을 느끼고 있다. 이러한 환경에서 누구나 쉽게 접근 가능하며 프로토타이핑을 통해 아이디어를 구체화하고 검증할 수 있는 오픈 소스 하드웨어 기반의 아두이노는 마이크로컨트롤러 기반의 제어와 개발에 대한 어려움을 극복할 수 있는 훌륭한 대안이 될 수 있으며, 시간에 쫓기는 실무 개발자들에게는 초기 개발 과제 검증을 위한 훌륭한 도구의 역할을 충분히 할 것이다. 아두이노의 시작이 비전공자를 위한 저렴하고 쉬운 제어장치이기 때문에 상대적으로 적은 시간과 노력을 투자하여 마이크로컨트롤러의 기능을 활용할 수 있다.

아두이노의 활용 방법을 전달할 때 너무 쉽거나 너무 어렵지 않게 소개하는 것을 목표로 집필하였다. 그리고 입문 단계에서 요구하는 필수적인 내용뿐만 아니라 응용 장치에 대한 활용까지 포함하려 노력하였다. 입문자라면 처음부터 순서대로 따라가며 학습하는 것을 추천하며, 아두이노 활용 경험이 있는 경우 특정 부분만 참고하는 것도 좋다.

다만 마이크로컨트롤러를 학습하고 원하는 프로그램을 개발하는 데 있어 그저 예제나 따라하는 식의 학습 방법은 옳지 않을 수 있다. C/C++ 언어를 잘 활용할 수 없고, 코딩 능력이 부족하다고 스스로 느끼면 계속 부족한 부분을 채우기 위한 노력이 병행되어야 한다. 그리고 기본 개념을 이해한 뒤 아두이노 생태계의 수많은 다른 프로젝트를 참고하여 가능하면 많은 예제를 찾아 따라하고 스스로 해결해 볼 것을 권한다.

이 책의 구성

‘사물인터넷 세대를 위한 아두이노 프로그래밍’은 아두이노를 활용하기 위해 기본적으로 알아야 하는 지식뿐만 아니라 응용 장치들을 쉽게 따라하고 이해할 수 있도록 직관적인 회로 연결 이미지, 프로그램 코드, 그리고 내용에 대한 상세한 설명으로 구성되어 있다. 특히 사물인터넷을 구현하는 데 필요한 지그비, 블루투스, 이더넷은 물론 ESP8266 와이파이 모듈의 활용 방법까지 가능하면 쉬운 예제를 통해 통신을 이해하도록 설명하고 있다. 그리고 다양한 센서의 사용법과 산업현장에서 필수적인 각종 모터(서보모터, 스테핑 모터, BLDC 모터, 엔코더 모터) 사용법도 다루고 있어 통신과 센서 그리고 액추에이터를 연동하여 사물끼리 통신으로 정보를 주고받으며 생각하는 대로 움직이는 결과물을 만들어 볼 수 있다. 이 책을 통해 아두이노를 배우기 시작하는 순간 여러분은 이미 훌륭한 개발자이고 상상을 현실로 만들 수 있는 크리에이터가 될 수 있다. 아울러 더 넓은 아두이노 생태계 속에서 여러분이 생각하는 미래를 창조하는 독창적인 메이커로 성장하는데 든든한 길잡이가 될 것이다.

강성묵

구가톨릭대학교 전자전기공학부 조교수

연세대학교 공학박사

주요 경력

대구가톨릭대학교 전자전기공학부 교수

(사)한국소음진동공학회 IT/Electronics 부문 회장

(사)한국정밀공학회 편집위원

(사)정보저장시스템학회 이사

삼성전자 VD사업부 개발팀 책임연구원

저서

시뮬레이션과 함께 기초부터 응용까지 ATmega128 마이크로컨트롤러 정복하기

CHAPTER 01 아두이노(Arduino) 소개

1-1. 아두이노란?

1-2. 아두이노 우노(UNO) 보드의 주요 특징

1-3. 아두이노 개발 환경

CHAPTER 02 전기·전자 기본 상식

2-1. 전기와 전자

2-2. 저항기

2-3. 브레드보드

CHAPTER 03 아두이노 출력

3-1. LED 깜박임 예제를 통해 디지털 출력 이해하기

3-2. PWM을 이용한 LED 밝기 제어

3-3. 여러 개의 LED 상태 제어하기

3-4. 시프트레지스터를 사용하여 LED 제어하기-1

3-5. 시프트레지스터를 사용하여 LED 제어하기-2

3-6. RGB LED 제어하기

3-7. 릴레이로 LED 제어하기

CHAPTER 04 아두이노 입력 이해하기

3-1. 두 개의 점퍼 케이블로 스위치 실습하기

4-2. 푸시 버튼으로 디지털 입력 이해하기-1

4-3. 푸시 버튼으로 디지털 입력 이해하기-2

4-4. 3색 RGB LED를 연결하여 무지개색 표현하기

CHAPTER 05 아두이노 시리얼 통신

5-1. 시리얼 통신

5-2. 시리얼 통신으로 LED 제어하기

5-3. 시리얼 통신으로 여러 개의 LED 제어하기

5-4. 시리얼 플로터

CHAPTER 06 센서 활용하기

6-1. 피에조 부저

6-2. 광센서

6-3. 온도 센서

6-4. 온도·습도 센서

6-5. 토양 수분 센서

6-6. 초음파 센서

6-7. 기울기 센서

6-8. 적외선 센서

6-9. 아날로그 조이스틱

6-10. 3축 가속도 센서

CHAPTER 07 모터 활용하기

7-1. DC 모터

7-2. 서보 모터

7-3. 스테핑 모터

7-4. 산업용 스테핑 모터의 속도, 방향 및 각도 제어

7-5. 산업용 BLDC (Brushless DC) 모터

7-6. 산업용 DC 엔코더(Encoder) 모터

CHAPTER 08 디스플레이 활용하기

8-1. FND(Flexible Numerical Display)

8-2. LCD(Liquid Crystal Display)

CHAPTER 09 무선 통신

9-1. 블루투스(Bluetooth)

9-2. 지그비(Zigbee) 통신

9-3. 와이파이(WiFi)

CHAPTER 10 디지털 통신 인터페이스

10-1. SPI 통신

10-2. I2C 통신

CHAPTER 11 인터럽트

11-1. 아두이노의 외부 인터럽트

11-2. 아두이노의 타이머 인터럽트

CHAPTER 12 인터넷 연결

12-1. 사물인터넷(IoT)과 이더넷(Ethernet)

12-2. 네트워크 관련 용어

12-3. 아두이노 이더넷 실드

12-4. 인터넷 연결하기-클라이언트

12-5. 인터넷 연결하기-서버

CHAPTER 13 나의 첫 번째 아두이노 프로젝트

13-1. 스마트폰으로 제어하는 무선 탱크 만들기

13-2. LED 전자 주사위 만들기

13-3. 온도와 습도가 표시되는 디지털 시계 만들기

13-4. 오또봇 보행 로봇 만들기

APPENDIX 부록

부록 1. C언어 기본 문법

부록 2. Atmega328 데이트시트

부록 3. Pinout-UNOrev3 latest

부록 4. UNO-TH Rev3e sch

부록 5. AVR 보드 제품 정보