아두이노의 모든것(메이커를 위한)

이 책은 저자가 전기·전자 기반의 제조, 연구개발 스타트업을 운영하면서 겪은 창업 관련 교육이나 세미나, 그리고 다른 스타트업 관계자들을 만나며 느꼈던 시제품 제작 프로세스와 관련된 부족함, 막 스타트업을 시작하거나, 고려하거나, 또는 함께하는 사람들에게 필요한 시제품 제작 관련 지식을 하나로 묶어 본다면 개발시간 단축과 비용 절감, 나아가 사업성 검토에 이르기 까지 도움을 줄 수 있지 않을까 하는 고민에서 시작하였다.



이는 전기·전자-기계 분야가 접목된 시제품 개발이 세부 분야별로 파편화되어 있고, 해당 분야에서도 필요한 사람이 스스로 찾으려 하지 않으면 용어나 프로세스 또한 접하기 쉽지 않기 때문이다. 그래서 실제 시제품을 만들어 보는 과정과 내용을 찬찬히 담고자 했으며, 그 구성에 있어서 시제품 제작이란 큰 줄기를 파악할 수 있도록 배열하였다. 더불어 아두이노와 같은 오픈소스 하드웨어, 소프트웨어들이 지향하는 쉽고, 직관적이며, 저렴한 비용의 도구를 이용하여 최소한의 비용과 노력, 최대한 짧은 시간 내에 무엇인가 만들어 볼 수 있도록 집필하였다.



이 책의 대상 독자

기술기반 제조 스타트업 예비 창업자나 함께하는 사람들

창업 아이템을 시제품으로 제작하고 싶은 1인 창조 기업

따라하기 식 간단한 프로젝트에 아쉬움을 느꼈던 메이커

공학적 지식이나 시제품 제작에 어려움이 있었던 메이커



이 책의 구성

01장 아두이노 시작하기

아두이노의 제품군부터, 우리에게 어떤 하드웨어가 적합한지, 그리고 이 장치를 다루기 위해서는 어떤 부분을 주로 살펴보아야 할지에 관한 내용을 알아본다.



02장 하드웨어 기초

전기·전자의 기초 내용과 공구, 인터페이스 등 하드웨어의 전반적인 사항을 이야기한다.



03장 소프트웨어 기초

통합개발환경(IDE) 설치와 기본적인 예제 업로딩, 그리고 호환보드 등에서 발생할 수 있는 문제 해결법을 다루며, 아두이노 하드웨어를 작동시키기 위한 소프트웨어(스케치)와 기본 문법 등을 알아본다.



04장 아두이노 입출력과 스위치

센서와 액추에이터를 본격적으로 다루기 전에, 이들을 제어하기 위한 스위치와 신호를 알아본다.



05장 액추에이터

액추에이터의 상징과도 같은 모터 제어, 청각적 변화를 일으키는 부저와 스피커, 그리고 시각적인 효과가 있는 7-세그먼트까지 살펴본다.



06장 센서

다양한 센서와 범용적으로 사용하는, 또는 라이브러리를 활용하면 쉽게 사용할 수 있는 센서 몇 가지를 선정해 알아본다. 센서를 바로 사용하는 것도 좋지만, 이론적인 면을 많이 다루어 그 개념과 원리를 알고 넘어가는 것이 중요하다.



07장 데이터 통신

센서와 센서, 컨트롤러와 액추에이터, 사람과 기계, 이 모든 것이 연결된다는 사물 인터넷 시대, 아두이노와 센서, 액추에이터의 묶음도 필요하지만, 기계 간의 대화가 있어야 '연결'의 의미가 생긴다. 기계 간 대화를 구현하기 위해 여러 가지 데이터 통신방식 등을 알아본다.



08장 유용한 기능들: EEPROM, 부트로더, 슬립모드

아두이노 내부의 메모리 영역과 사용법, 부트로더, 그리고 슬립모드에 관한 내용을 알아본다.



09장 아두이노 응용

아두이노와 여러 가지 센서, 액추에이터를 혼합하여 하나의 시제품을 만드는 과정을 그리고 있다. 스스로 물리정보를 측정하고, 그 결과에 따라 액추에이터를 작동시키는 예제부터 블루투스와 Wi-Fi에 연결된 사물 인터넷 애플리케이션까지 구현해본다.



10장 PCB 설계와 제작: 프릿징(fritzing)

최초 구현 및 프로토타이핑 후 대량 생산을 위해 생산성을 높이는 과정을 소개한다. 우리는 빨리해야 해야 하기에, 기능은 제한적이지만 신속히 배울 수 있는 프릿징(frizting)이란 도구를 소개한다.



11장 3D 프린터와 3D 모델링: Autodesk 123D

시제품의 기계부를 설계하고 제작하기 위해 손쉽게 활용할 수 있는 Autodesk사의 Autodesk 123D를 소개하고, 3D 프린터에 관해서도 간략하게 알아본다.



12장 시제품 제작: 휴대용 유해물질 측정기 목업

요구조건을 토대로 하나의 시제품(간이 측정기 목업)을 제작하는 전 과정을 살펴본다. 요구조건 분석, 검토부터 아두이노와 전자부품의 선정, 선정된 부품으로 PCB 설계와 3D 목업 제작까지의 과정을 알아본다.

01장 아두이노 시작하기

_1.1 아두이노란

_1.2 아두이노 하드웨어



02장 하드웨어 기초

_2.1 간단한 전기·전자

_2.2 전자 소자와 주요 부품

_2.3 인터페이스



03장 소프트웨어 기초

_3.1 통합개발환경(IDE) 설치

_3.2 스케치 업로드: 아두이노 우노

_3.3 스케치 업로드: 여러 가지 호환보드

_3.4 트러블 슈팅

_3.5 C 언어 기초 문법

_3.6 전역변수와 지역변수

_3.7 함수: FUNCTIONS



04장 아두이노 입출력과 스위치

_4.1 디지털과 아날로그

_4.2 풀업, 풀다운과 플로팅

_4.3 여러 가지 스위치

_4.4 채터링(Chattering)



05장 액추에이터

_5.1 DC 모터

_5.2 서보 모터

_5.3 부저와 스피커

_5.4 세븐-세그먼트



06장 센서

_6.1 초음파(Ultrasonic) 센서

_6.2 온도 센서와 조도 센서

_6.3 적외선 센서

_6.4 가속도 센서: 중력과 움직임

_6.5 GPS: 절대적 위치



07장 데이터 통신

_7.1 통신이란

_7.2 시리얼 통신(UART) 301

_7.3 소프트웨어 시리얼 통신

_7.4 I2C 통신

_7.5 SPI 통신

_7.6 블루투스 통신

_7.7 Wi-Fi로 LED 제어하기: ESP-8266

_7.8 ESP-32



08장 유용한 기능들: EEPROM, 부트로더, 슬립모드

_8.1 메모리

_8.2 아두이노 부트로더

_8.3 부트로더와 프로토타이핑

_8.4 슬립모드



09장 아두이노 응용

_9.1 안전핀과 폴리스 라인 경보기

_9.2 탄착확인장치: 가속도 센서 응용-1

_9.3 비행이력 기록장치: 가속도 센서 응용-2

_9.4 블랙박스 셔터 : GPS 응용

_9.5 온도 센서와 부저로 화재 감지기 만들기

_9.6 서보모터를 활용한 전등 제어기 구현

_9.7 센서노드로 침입자 감시 사물 인터넷에 도전



10장 PCB 설계와 제작: 프릿징(fritzing)

_10.1 프릿징 개요

_10.2 PCB 설계

_10.3 PCB 제작



11장 3D 프린터와 3D 모델링: Autodesk 123D

_11.1 3D 프린터

_11.2 Autodesk 123D와 3D 모델링



12장 시제품 제작: 휴대용 유해물질 측정기 목업

_12.1 시제품 제작 프로세스

_12.2 요구조건

_12.3 요구조건 구체화 및 부품 선정

_12.4 전자부 하드웨어 개발

_12.5 전자부 소프트웨어 개발

_12.6 PCB Artwork 및 제작

_12.7 기구부 개발

_12.8 조립 및 작동시연



찾아보기

이준원 경북대학교에서 전자공학을 전공하고 같은 대학원에서 제어이론에 대한 논문으로 석사학위를 받았다. 국방과학연구소(ADD)에서 유도탄 개발과 시험평가 업무를 하였으며, 현재는 제조분야 스타트업 대표로 활동하고 있다.

저서로는 '안드로이드 센서 이야기'(프리렉, 2014)가 있다.