아두이노 소프트웨어 튜터

머리말

"자동차는 이제 가솔린이 아니라 소프트웨어로 달린다"



메르세데스 벤츠(Mercedes-Benz)의 CEO인 디터 제체(Dieter Zetsche)의 말입니다. 무인자동차개발을 위한 개발비의 90%가 IT기술 개발비에 투자되고, 전기자동차를 개발하는 기업인 테슬라도 하드웨어가 아닌 소프트웨어기술을 경쟁력으로 내세우고 있습니다. 자동차를 비롯한 비행기, 스마트폰, 생활 가전제품 등 모든 제조업 제품의 경쟁력은 내장한 소프트웨어에 달려있다 할 수 있는 세상이 되었습니다.



이제 소프트웨어는 모든 산업에 광범위하게 영향을 미치고 있으며, 개별 회사의 경쟁력을 넘어 국가 경쟁력을 결정하는 중요한 요소입니다. 마이크로소프트, 구글을 비롯해 컴퓨터를 만들던 애플의 경쟁력은 운영체제와 콘텐츠 등의 소프트웨어에 있습니다. 제품개발 원가 중 소프트웨어가 차지하는 비율은 정보가전 제품의 54%, 통신장비의 52%, 의료장비의 42%, 자동차의 40%이상이며, 신기술이 적용됨에 따라 그 비중은 점점 더 높아질 전망입니다.



우리의 대한민국은 생산 가능 면적비율이 낮고 지하자원 또한 부족합니다. 그럼에도 불구하고 세계 10대 교역국에 속한 경제력과 국가 경쟁력을 갖고 있는 이유는 바로 우수한 인적 자원을 바탕으로 한 제조산업의 경쟁력이 있었기 때문입니다. 하지만 최근 들어 우리나라의 전통 제조산업은 세계적인 소프트웨어 기반 환경에 발 빠르게 대응하지 못하고 있으며, 이와 함께 중국의 강한 제조역량과 기술적 성장, 일본의 차별화된 기술력과 엔저를 통한 가격 경쟁력 회복에 발이 묶여 국가 경쟁력 유지에 많은 어려움을 겪고 있습니다.



세계 제일의 하드웨어와 생산량을 자랑하는 우리 휴대폰의 소프트웨어 국산화율은 놀랍게도 15%에 불과합니다. 아울러 세계적인 경쟁력을 가진 조선산업은 겨우 4%, 자동차도 5%에 불과합니다. 이와 함께 소프트웨어 엔지니어의 수도 턱없이 부족한 실정입니다. 기술선진국 대비 소프트웨어 기술수준평균이 77%에 불과한 우리나라의 기술 경쟁력을 높이고, 우수한 하드웨어 제조기술에 차별화된 소프트웨어 혁신 기술을 더하는 국가적 노력이 절실히 요구되고 있습니다.



소프트웨어는 그 자체도 경쟁력이지만 하드웨어와 결합하면 더 큰 경쟁력을 발휘합니다. 본 교재의 여러 과제를 하나하나 차분히 따라하다 보면 어느새 원하는 동작을 프로그램할 수 있을 것입니다. 그 순간이 아마도 소프트웨어 전문가로서의 출발점이 될 것입니다.



살며 공감되는 옛 시 한 구절입니다.



"사랑하면 알게 되고, 알게 되면 보이나니, 그때 보이는 것은 전과 다르리라"



평생 1만 시간만 투자하면 그 분야 최고의 전문가가 될 수 있다 합니다. 지식인으로서의 도덕성과 책임감을 갖고 있고, 멋지게 놀 줄도 아는 여러분이 우리나라의 미래이고, 가장 소중한 자원입니다. 세상을 향해 날개를 펼치는 것은 여러분의 몫입니다.



감사합니다.



2014년 가을

저자 드림

Chapter1 아두이노는 무엇인가요?

1.1 일상의 작은 컴퓨터 마이크로컨트롤러

1.2 아두이노의 탄생

1.3 아두이노의 구성

1.4 아두이노 우노 R3 (Arduino Uno R3)

1.5 아두이노 스케치 (IDE : 통합개발환경) 설치



Chapter2 아두이노 디딤돌 (전기ㆍ전자공학 기초 다지기)

2.1 전기란 무엇인가요?

2.2 전압, 전류, 저항이란

2.3 전류의 열작용

2.4 전류의 자기작용



Chapter3 아두이노와 소통하기

3.1 아두이노 프로그래밍 언어 스케치

1) 아두이노 스케치의 구성요소

2) 변수와 상수

3) 자료형

4) 제어문

5) 반복문

6) 연산자

7) 함수



Chapter4 아두이노 프로그래밍 기초

과제 1 LED 켜고 끄기

과제 1-1 for문을 사용하여 LED 깜박이기

과제 1-2 함수를 이용해 LED 깜박임 제어하기

과제 1-3 프로토타입을 이용한 함수 선언하기

과제 1-4 PWM을 이용한 LED 밝기 제어하기

과제 1-5 8개의 LED로 라이트 바 만들기

과제 2 스위치 입력 받아 LED 켜고 끄기

과제 2-1 두 개의 스위치 입력 받아 LED 켜고 끄기

과제 2-2 스위치를 누르면 LED 서서히 켜지고, 서서히 꺼지기

과제 3 액정표시장치(LCD)글자 표시하기

과제 3-1 ASCII코드 값 LCD에 표시하기

과제 3-2 LCD로 전압계 만들기

과제 3-3 LCD에 한글쓰기

과제 3-4 아두이노로 온도계 만들기

과제 4 컴퓨터와 통신하며 알고리즘 배우기

과제 4-1 시험점수 순위 매기기 알고리즘

과제 4-2 유클리드의 호제법을 이용한 최대공약수 구하기

과제 4-3 버블정렬을 사용하여 숫자를 크기순으로~

과제 4-4 배열을 이용해 삼각형 모양으로 별표 그리기

과제 5 파헬벨의 캐논 멜로디 연주하기

과제 5-1 가변저항으로 연주하는 나만의 악기 만들기

과제 6 FND로 숫자 표시해보기

과제 6-1 다이내믹 구동으로 4자리 FND에 숫자 표시하기

과제 6-2 타이머를 이용한 FND 시간표시기 만들기

과제 7 RC 서보모터를 원하는 위치로 회전시키기

과제 7-1 가변저항으로 RC 서보모터의 회전각도 제어하기

과제 7-2 조이스틱으로 제어하는 2축 로봇 스케치하기

과제 8 직류모터 속도 제어하기

과제 8-1 직류모터 속도 및 회전방향 제어하기

과제 9 스텝핑 모터를 사용한 1축 위치제어로봇 만들기

과제 9-1 스텝핑 모터의 정역과 속도제어 해보기



Chapter5 아두이노 프로젝트 과제 만들기

Project 1. 알람시계 만들기

Project 2. 레이저를 쏘는 3축 운동 로봇 만들기

Project 3. EL 와이어를 사용한 무드 조명장치

Project 4. 열전사 프린터 출력장치 만들기

Project 5. 실제로 발사되는 화약로켓과 자동발사대 만들기

민한식 저자 민한식은

충남대학교 전자공학교육과졸

충남대학교 산업대학원 공학석사

전자계산기(컴퓨터시스템응용)기술사 취득 (2,000년)

전) 충남대학교 기술교육과 겸임교수

대학수학능력시험 프로그래밍교과 출제위원

현) 대전광역시교육청 대전교육정보원 교육연구사

저서)

PCB아트웍, 성안당, 2009

PIC마이크로컨트롤러, 복두출판사, 2012