NCS 아두이노를 이용한 펌웨어 개발 실무(국가직무능력표준에 기반한)

단 한권으로 초심자도 할 수 있다!

국가직무능력의 맞춤학습서!



오픈 소스(Open Source) 기반의 마이크로컨트롤러인 아두이노(Arduino)는 대표적으로 Ateml의 ATmega8, ATmega328, ATmega2560 등을 이용한 보드로 펌웨어(Firmware)를 개발하는 환경과 컴파일, 독립적으로 작동할 수 있도록 업로드 하는 과정이 편리하여 세계적으로 인기를 끌고 있다.



다른 마이크로컨트롤러 플랫폼에 비해 저렴하고, 간단하고 손쉬운 프로그래밍 환경으로 초보자들도 손쉽게 접근이 가능하여 우리나라에서도 빠르게 확산되고 있다. 특히 하드웨어와 소프트웨어가 모두 공개되어 있기 때문에 다양한 응용 소스를 손쉽게 구할 수 있어, 초보자들에게는 펌웨어 개발을 시작함에 있어 적절하고 유용한 플랫폼이라고 할 수 있다.



최근에는 아두이노 보드도 사용 목적에 따라 다양한 응용 보드와 센서, 액추에이터 모듈들도 출시되고 있어, 용도에 따라 원하는 기능을 손쉽게 구현할 수 있다는 장점이 더욱 부각되고 있다.



국가직무능력표준(NCS, National Competency Standards)은 산업현장에서 직무능력을 수행하기 위해 요구되는 지식과 기술, 태도 등의 내용을 체계화한 것으로, NCS 체계에 맞추어 교육훈련 과정의 개편과 국가자격의 종목 신설 및 재설계를 진행하고 있다. 더구나 공공기관은 물론 일반 기업에서도 현장 수요 기반의 인력 채용과 인사관리 기준을 NCS 기준에 맞추어 변경하고 있는 추세이다.



이 책은 오픈 소스 기반의 마이크로컨트롤러인 아두이노를 이용하여 펌웨어를 개발함에 있어, 국가직무능력표준에서 제시하고 있는 NCS의 능력단위를 교육훈련에서 학습할 수 있도록 구성한 교수·학습 자료인 NCS 학습 모듈을 기반으로 하여 집필되었다. 특히 NCS 학습 모듈 중에 기능명세서를 바탕으로 펌웨어 개발 환경을 구축하고 제품에 적용할 펌웨어의 설계, 구현, 검증을 수행하는 것을 목표로 하는 학습 모듈인 'LM1903020304_14v1 펌웨어 개발'에 기준하여 구성과 내용을 충실히 맞추고자 하였다.



아무쪼록 전기·전자·정보통신 분야의 산업용 전자기기 소프트웨어 개발을 시작하고자 하는 초심자들에게 국가직무능력표준에 기반한 오픈 소스 기반의 아두이노를 이용한 펌웨어 개발의 길을 열어주고자 하는 이 책이 조금이나마 도움이 되기를 바란다.



▣ 예제 프로그램 있음예제소스는 광문각 홈페이지(http://www.kwang moonkag.co.kr)와 (주)와우시스템 홈페이지(http://www.wowsystem.co.kr)의 자료실에서 다운로드 받으실 수 있습니다.

머리말

서문



PART 1 아두이노 시작하기



1.1 준비하기

1.1.1 아두이노란?

1.1.2 장비 기본 구조

1.1.3 장비 세부 구조



1.2 실습하기

1.2.1 개발환경 구축(아두이노 설치)

1.2.2 드라이버 설치

1.2.3 장비 연결 방법

1.2.4 장비 핀 맵



PART 2 LED 제어 펌웨어 개발



실습 2-1 LED ON 제어 펌웨어 개발

1.1 펌웨어 설계하기

1.2 펌웨어 구현하기

1.3 펌웨어 검증하기



실습 2-2 LED ON/OFF 시간 제어 펌웨어 개발

2.1 펌웨어 설계하기

2.2 펌웨어 구현하기

2.3 펌웨어 검증하기



PART 3 FND 제어 펌웨어 개발



실습 3-1 ARRAY FND 제어 펌웨어 개발

1.1 펌웨어 설계하기

1.2 펌웨어 구현하기

1.3 펌웨어 검증하기



실습 3-2 FND 카운트 제어 펌웨어 개발

2.1 펌웨어 설계하기

2.2 펌웨어 구현하기

2.3 펌웨어 검증하기



PART 4 COMMUNICATION 제어 펌웨어 개발



실습 4-1 시리얼 통신을 이용한 데이터 출력 펌웨어 개발

1.1 펌웨어 설계하기

1.2 펌웨어 구현하기

1.3 펌웨어 검증하기



실습 4-2 시리얼 통신을 이용한 데이터 입력 펌웨어 개발

2.1 펌웨어 설계하기

2.2 펌웨어 구현하기

2.3 펌웨어 검증하기



PART 5 TEXT LCD 제어 펌웨어 개발



실습 5-1 TEXT LCD에 문자를 출력하는 펌웨어 개발

1.1 펌웨어 설계하기

1.2 펌웨어 구현하기

1.3 펌웨어 검증하기



실습 5-2 TEXT LCD에 문자가 이동하는 펌웨어 개발

2.1 펌웨어 설계하기

2.2 펌웨어 구현하기

2.3 펌웨어 검증하기



PART 6 KEYPAD 제어 펌웨어 개발



실습 6-1 KEYPAD 상태 출력 펌웨어 개발

1.1 펌웨어 설계하기

1.2 펌웨어 구현하기

1.3 펌웨어 검증하기



실습 6-2 KEYPAD를 이용한 LED 제어 펌웨어 개발 162

2.1 펌웨어 설계하기

2.2 펌웨어 구현하기

2.3 펌웨어 검증하기



PART 7 STEP MOTOR 제어 펌웨어 개발



실습 7-1 STEP MOTOR 회전 방향 제어 펌웨어 개발

1.1 펌웨어 설계하기

1.2 펌웨어 구현하기

1.3 펌웨어 검증하기



실습 7-2 STEP MOTOR 회전 속도 제어 펌웨어 개발

2.1 펌웨어 설계하기

2.2 펌웨어 구현하기

2.3 펌웨어 검증하기



PART 8 KEYPAD와 연동되는 STEP MOTOR 제어 펌웨어 개발



실습 8-1 KEYPAD와 연동되는 STEP MOTOR 회전 방향 제어 펌웨어 개발

1.1 펌웨어 설계하기

1.2 펌웨어 구현하기

1.3 펌웨어 검증하기



실습 8-2 KEYPAD와 연동되는 STEP MOTOR 회전 수 제어 펌웨어 개발

2.1 펌웨어 설계하기

2.2 펌웨어 구현하기

2.3 펌웨어 검증하기



PART 9 CDS SENSOR 모니터링 펌웨어 개발



실습 9-1 CDS SENSOR 값을 TEXT LCD에 출력하는 펌웨어 개발

1.1 펌웨어 설계하기

1.2 펌웨어 구현하기

1.3 펌웨어 검증하기



실습 9-2 CDS Sensor를 이용한 디지털 미터기 펌웨어 개발

2.1 펌웨어 설계하기

2.2 펌웨어 구현하기

2.3 펌웨어 검증하기



PART 10 온/습도센서 모니터링 펌웨어 개발 실습



실습 10-1 온/습도 센서 값을 TEXT LCD에 출력하는 펌웨어 개발

1.1 펌웨어 설계하기

1.2 펌웨어 구현하기

1.3 펌웨어 검증하기



실습 10-2 온/습도 센서와 모터를 연동하여 온/습도 제어기 구현하기

2.1 펌웨어 설계하기

2.2 펌웨어 구현하기

2.3 펌웨어 검증하기



PART 11 Bluetooth 통신을 이용하는 펌웨어 개발



실습 11-1 Bluetooth 통신으로 CDS 센서를 모니터링하는 펌웨어 개발

1.1 펌웨어 설계하기

1.2 펌웨어 구현하기

1.3 펌웨어 검증하기



실습 11-2 Bluetooth 통신으로 STEP MOTOR를 제어하는 펌웨어 개발

2.1 펌웨어 설계하기

2.2 펌웨어 구현하기

2.3 펌웨어 검증하기

오상균