만들면서 배우는 아두이노 IoT 사물인터넷과 40개의 작품들(2판)

4차 산업혁명이 각종 산업분야에 적용되면서 AI(인공지능), IoT, 인공지능 등 다양한 기술이 각광받고 발전하기 시작했는데요. 특히 코딩은 AI 및 IT 이슈에 대한 관심이 높은데요. IoT 사물인터넷 역시 AI, 스마트홈, 스마트시티, 스마트팜 등 IoT 구축에 관한 관심이 매우 높습니다.

코딩이란 어떤 명령을 컴퓨터가 알 수 있는 언어로 입력하는 것이며, 프로그래밍이라 할 수 있습니다. 즉, 프로그램을 만들기 위해서는 가장 기본적으로 습득해야 되는 것이 코딩입니다.

IoT란 사물인터넷이라고 합니다. 사물을 인터넷 네트워크를 기반으로 식별 가능한 사물을 연결하여 다양한 데이터들을 상호 공유할 수 있는 기술이나 서비스 환경을 말하며, 스마트홈, 스마트팜, 스마트시티에서는 가장 중요한 기술입니다.

아두이노는 각종 센서나 부품을 직접 연결할 수 있고 입출력 및 중앙처리장치가 포함된 작은 기판인데요. 아두이노는 IoT 사물인터넷과 매우 밀접한 관련이 있습니다.
아두이노는 각종 부품 및 센서를 활용하여 입력 및 출력을 제어하고 명령을 실행 및 처리할 수 있기 때문에 IoT 사물인터넷은 물론 AI, 자율주행자동차, 드론, 로봇 등의 개발에 활용할 수 있습니다.

〈만들면서 배우는 아두이노 IoT 사물인터넷과 40개의 작품들〉2판 책은 중, 고등학생 및 비전공자는 물론 전공자나 예비 실무 개발자도 볼 수 있도록 쉬운 작품부터 AI 기반의 수준 높은 작품까지 다양한 실용적인 예제를 만들고 프로그램 코딩을 해볼 수 있는 IoT 사물인터넷 바이블입니다.


이 책 구성은 다음과 같습니다.
- Chapter 00 아두이노 사물인터넷 준비하기
아두이노를 활용한 다양한 사물인터넷 작품을 만들기 전에 아두이노 관련 기초 지식과 ESP8266을 위한 아두이노 개발환경 구축 및 기초 지식에 대해서 익혀봅니다.

- Chapter 01 기본 기능 활용한 작품 만들기 (5가지 작품 만들기)
ESP8266을 활용한 5가지 사물인터넷 작품을 직접 만들어보고, 디지털 출력, 디지털 입력, 시리얼통신, 아날로그 출력, 아날로그 입력 등 기본 기능과 ESP8266 보드의 사용방법을 익혀봅니다.

- Chapter 02 바로 써먹을 수 있는 사물인터넷 작품 만들기 (12가지 작품 만들기)
인터넷 시간, 공공데이터, 주식시세, 메신저 등 사물인터넷을 사용하는 다양한 작품을 만들어보고, 아두이노 Wemos D1 R1 보드로 인터넷에 접속하여 사물인터넷의 사용방법에 대해 알아봅니다.

- Chapter 03 표준통신 프로토콜 기타 기능 활용한 작품 만들기 (8가지 작품 만들기)
표준 프로토콜을 사용한 8가지 통신 활용 사물인터넷 작품을 만들어보고, TCP, UDP, MQTT, 웹서버 등 일반적으로 많이 사용하는 표준 통신방법, 그 외 wifi 통신에 사용하는 유용한 기능에 대해서도 알아봅니다.

- Chapter 04 IoT 서비스 활용한 작품 만들기 (9가지 작품 만들기)
IFTTT. node-red, thingspeak(mathworks매트랩), firebase(구글) 등의 IOT를 서비스하는 기업의 서비스를 활용하여 다양한 실용적인 IOT 장치를 만들어봅니다.

- Chapter 05 ESP32 CAM을 활용한 사물인터넷 작품 만들기 (6가지 작품 만들기)
ESP32는 블루투스 2.0, 4.0 및 wifi 통신을 지원합니다. 블루투스 2.0 및 4.0(BLE)을 활용하는 장치를 만들어보고 ESP32 CAM을 활용하여 영상 및 사진을 이용한 작품을 만들어봅니다.

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Chapter 00 아두이노 사물인터넷 준비하기
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01 _아두이노 사물인터넷 작품 기초 지식
02 _ESP8266을 위한 아두이노 개발환경 설치
아두이노 IDE(통합개발환경) 2.x 설치하기
인터페이스 영어를 한글로 변경하기
에디터 빠른 제안 기능 활성화하기
보드 추가하기
포트 설정하기


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Chapter 01 기본 기능 활용한 작품 만들기
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작품 01 _ LED 제어하기(디지털 출력)
빨간색 LED 깜빡이는 코드 만들기
#define문으로 핀 정의하기
빨간색, 노란색, 녹색 LED 번갈아서 깜빡이기
함수를 사용하여 코드 가독성 높이기

작품 02 _ 시리얼통신으로 PC와 통신하기 (시리얼통신)
아두이노에서 PC로 hello 전송하기
줄바꿈하여 PC로 데이터 전송하기
아두이노의 통신속도 변경하기
PC에서 아두이노로 데이터 전송하고 응답받기
PC에서 아두이노로 명령어 전송하여 LED 제어하기
PC에서 아두이노로 문자열 전송하여 LED 제어하기

작품 03 _ 버튼 입력받기(디지털 입력)
버튼 값 확인하기
버튼 값 반전시키기
버튼을 누르면 LED를 켜기
버튼을 한 번 누르면 LED 켜기

작품 04 _ LED의 밝기 제어하기(아날로그 출력)
LED의 밝기 조절하기
버튼을 눌러 LED 밝기 조절하기
아날로그 출력의 range 조절하기
아날로그 출력의 주파수 조절하기

작품 05 _ 가변저항으로 LED의 밝기 조절하기(아날로그 입력)
가변저항 값 읽기
가변저항 값으로 LED 제어하기
map 함수 사용하여 LED 제어하기


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Chapter 02 바로 써먹을 수 있는 사물인터넷 작품 만들기
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작품 06 _ 인터넷 표준 시간 표시장치 만들기
인터넷에 접속하여 시간을 받아 시리얼통신으로 출력하기
한국 시간으로 출력하기
LCD에 한국 시간 출력하기

작품 07 _ 기상청 날씨 표시장치 만들기
우리 동네 날씨 데이터 접속해서 확인하기
아두이노로 접속하여 데이터 시리얼통신으로 출력하기
온도 습도 데이터만 분리하여 시리얼통신으로 출력하기
온도 습도 데이터 LCD에 출력하기

작품 08 _ 공공데이터 미세먼지 값 받아와 네오픽셀 LED에 표시하기
공공데이터 포탈에서 활용신청 및 데이터 확인하기
아두이노에서 미세먼지 값 읽어오기
PM10 미세먼지 데이터만 분리하고 LCD에 표시하기
미세먼지 상태에 따라서 LED 색상 표시하기

작품 09 _ 초음파센서를 이용하여 택배가 감지되면 구글 메일 보내기
구글 이메일 설정하기
구글 이메일 보내기
초음파센서로 거리 측정하기
초음파센서로 거리값에 따라 조건 추가하기
초음파센서로 택배 검출하여 이메일 보내기

작품 10 _ 매일 토양 수분값을 측정하여 네이버 메일 보내기
네이버 이메일 설정하기
매 1분마다 동작하는 코드 만들기
토양수분센서 값 읽기
매일 설정한 시간에 토양수분을 측정하여 메일을 보내는 작품 만들기

작품 11 _ 비트코인의 실시간 가격 표시장치 만들기
업비트 API 활용하여 비트코인 데이터 확인하기
JSON값 분리하여 비트코인의 현재 가격만 출력하기
비트코인의 현재 시세 LCD에 출력하기

작품 12 _ 삼성전자의 실시간 주식시세 표시장치 만들기
네이버 주식데이터 접속하여 값 확인하기
현재 주식가격만 데이터 분리하기
LCD에 삼성전자의 실시간 가격 표시하기

작품 13 _ 초인종(버튼)을 누르면 SLACK 알람 보내기
SLACK 채널생성 및 봇 추가하기
아두이노로 SLACK에 메시지 보내기
버튼 눌림 확인하기
버튼 눌림을 함수로 만들어 사용하기
버튼이 눌리면 SLACK으로 메시지 전송하기
스마트폰에서 SLACK 설치 후 확인

작품 14 _ 문 열림을 감지하여 SLACK 알람 보내기
도어센서 값 확인하기
도어센서로 문이 열릴 때만 값 출력하기
도어센서로 문이 열릴 때만 SLACK으로 메시지 전송하기

작품 15 _ 빗물 감지하여 텔레그램으로 메시지 전송하기
텔레그램 설정하기
아두이노를 이용하여 텔레그램으로 메시지 전송하기
빗물 감지센서 값 확인하기
빗물이 감지되면 텔레그램으로 메시지 전송하기

작품 16 _ 가속도 자이로센서로 움직임을 감지하면 텔레그램으로 메시지 전송하기
MPU6050 가속도 자이로센서의 가속도 값 확인
가속도 값의 변화를 확인하는 코드 만들기
센서의 움직임이 검출되면 텔레그램으로 메시지 전송하기

작품 17 _ 텔레그램의 메시지를 받아서 LED 제어하기
텔레그램으로 메시지 받기
텔레그램으로 메시지 받아서 LED 제어하기


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Chapter 03 표준통신 프로토콜 기타 기능 활용한 작품 만들기
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작품 18 _ TCP 통신을 활용하여 PC와 통신하기
통신 테스트용 프로그램 다운로드
TCP로 데이터 전송(아두이노 -〉 PC)
TCP로 데이터 전송(PC -〉 아두이노)
TCP로 데이터 전송받아 LED 제어하기
버튼을 누르면 TCP로 데이터 보내기

작품 19 _ UDP 통신을 활용하여 PC와 통신하기
텍스트용 프로그램 다운로드
UDP 통신으로 데이터를 주고 받기
UDP로 데이터 전송받아 LED 제어하기
스위치를 누르면 UDP로 데이터 보내기

작품 20 _ MQTT 통신을 활용하여 PC와 통신하기
PC에 모스키토 MQTT 브로커 설치하고 설정하기
PC에 MQTT 프로그램 설치하기
자신의 컴퓨터의 IP 주소 확인하기
아두이노에서 MQTT 통신으로 데이터 발생하기 및 수신하기
아두이노에서 MQTT 통신으로 LED 제어 및 버튼 눌러 전송하기

작품 21 _ 웹서버로 LED 및 부저 제어하기
웹서버에 글자 출력하기
웹서버를 이용하여 LED를 제어하기
웹서버를 이용하여 부저 제어 추가하기

작품 22 _ 웹서버로 조도센서 모니터링
조도센서 값 측정하기
조도센서 값 웹서버에 표시하기

작품 23 _ WiFi 신호측정기 만들기
네오픽셀 LED 제어하기
네오픽셀 LED 함수로 만들어 제어하기
wifi 신호측정하기
wifi 신호에 따라 네오픽셀 LED 출력하기

작품 24 _ 딥슬립 모드 사용하기
Deep sleep 모드의 기능 및 소모전류
Deep sleep 모드로 동작하여 10초마다 깨어나서 시리얼통신으로 값 전송하기
Deep sleep 모드로 동작하여 10초마다 깨어나서 LED 깜빡이기

작품 25 _ wifi 다시 연결, 고정IP, AP로 동작하는 유용한 기능들
wifi 다시 연결
고정 IP로 활용하기
AP(Access Point)로 활용하기


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Chapter 04 IOT 서비스 활용한 작품 만들기
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작품 26 _ IFTTT 활용하여 가스가 감지되면 스마트폰으로 알림 보내기
IFTTT 사이트에서 서비스 등록하기
아두이노에서 IFTTT로 Webhook 연결하기
스마트폰 어플 설치하고 로그인하기
가스센서 값 확인하기
가스가 검출되면 IFTTT로 알람 보내기

작품 27 _ IFTTT 활용하여 1분 단위로 온습도 값을 측정하여 구글 스프레스시트에 기록하기
IFTTT 설정하기
DHT11 온도 습도 센서 값 읽기
온도 습도 값 읽어 구글 스프레드시트에 기록하기

작품 28 _ node-red를 이용한 버튼 및 LED GUI로 제어하기 (TCP-Server를 활용)
Node-Red 설치하기
설치하기
TCP 서버 만들고 버튼과 LED를 제어하는 코드 만들기 Node-Red 코드 작성하기

작품 29 _ node-red를 이용한 조도센서 GUI로 표시하기 (TCP-Client를 활용)
PC IP주소 확인
TCP 클라이언트 구현과 조도센서 값을 서버 전송하는 코드
Node-Red 코드 작성하기

작품 30 _ node-red를 이용한 스마트팜 만들기 (MQTT 통신 활용)
아두이노 라이브러리 설치
node-red 설치
MQTT 설치
온습도 센서 값 측정하고 서버에 전송하여 모터 제어하는 코드 만들기
Node-Red 코드 작성하기


작품 31 _ thingspeak 활용하여 조도센서 값 기록하고 모니터링하기
thingspeak 회원가입 및 서비스 설정
아두이노로 thingspeak에 데이터 기록하기
조도센서를 읽어 thingspeak에 기록하기

작품 32 _ thingspeak 활용하여 아이방 온습도 기록하기
thingspeak 채널 생성 및 데이터쓰기
DHT11 온습도 센서값 확인하기
DHT11 온습도 센서값 thingspeak로 전송하기

작품 33 _ 어디서나 우리집 모니터링 온도, 습도, 조도
ESP8266 아두이노 프로그램
firebase에 데이터 쓰기
온도습도를 firebase에 기록하기
앱인벤터로 앱 만들고 확인하기

작품 34 _ 사물인터넷 어디서나 스마트 스위치 컨트롤러 만들기
firebase로 조도값 전송하기


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Chapter 05 ESP32 CAM 활용한 사물인터넷 작품 만들기
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ESP32-CAM 개발환경 구성하기
ESP32-CAM 조립하기

작품 35 _ 블루투스 2.0(블루투스 클래식)으로 초음파센서 침입자 감지 시스템 만들기
초음파센서 값 확인하기
블루투스 2.0 통신으로 스마트폰과 데이터 주고 받기

작품 36 _ 블루투스 4.0(블루투스 LE) 스마트 조명제어
네오픽셀 LED 제어하기
블루투스 4.0(블루투스 LE)를 이용하여 스마트폰과 데이터 주고 받기
스마트폰에서 블루투스 4.0(블루투스LE)로 명령받아서 네오픽셀 led 제어하기

작품 37 _ CCTV 만들기
CCTV 코드 작성하기

작품 38 _ 사진을 찍어 SD메모리에 저장하기
SD카드 포멧 및 ESP32 CAM에 연결하기
사진 찍어 SD카드에 저장하는 코드 만들기

작품 39 _ 초인종(버튼)을 누르면 사진을 찍어 텔레그램으로 전송하기
텔레그램 설정하기
버튼을 누르면 클릭 확인하는 코드 작성하기
버튼을 누르면 텔레그램으로 사진 전송하기

작품 40 _ 버튼을 누르면 사진을 찍어 이메일로 전송하기
구글 이메일 설정하기
버튼을 누르면 이메일로 사진 전송하기

장문철 현) 미랩 대표
현) 다두이노(www.daduino.co.kr) 대표
전) 부천대학 정보통신과 겸임교수

(저서)
만들면서 배우는 라즈베리파이 5와 40개의 작품들 (2024. 03 앤써북)
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