아두이노 프로그래밍(피지컬 컴퓨팅과 C언어로 완성하는)(개정판)

이 책의 구성과 특징

이 책의 개정판에서는 기본적인 아두이노 제어 방법뿐만 아니라, 실제 고급 시스템 개발에 필요한 실전 역량을 강화할 수 있도록 내용을 폭넓게 확장하였다. 본 도서는 기초부터 고급 프로그래밍 및 시스템 구현 기술까지 체계적으로 다루고 있으며, 특히 다음과 같은 내용을 중심으로 구성하였다.
먼저, 디지털·아날로그 GPIO 제어를 비롯해 통신, 각종 센서의 데이터 처리, LCD와 FND를 이용한 정보 표시 등 아두이노 활용에 필요한 기본기를 충분히 다질 수 있도록 구성하였다. 이를 바탕으로 DC 모터, 서보 모터, 스테핑 모터를 제어하는 실습을 통해 하드웨어 구동의 원리를 자연스럽게 이해할 수 있도록 하였다.
기초를 넘어서는 단계에서는 실제 산업 현장에서 활용되는 시스템 제어 기술을 다루었다. 산업용 DC 엔코더 모터의 속도 제어와 RPM 측정, 스테핑 모터 기반 구동 시스템의 구성 및 제어 방식, BLDC 모터의 동작 원리와 PWM 기반 제어 기법을 상세히 설명하였으며, 이를 정밀하게 제어하기 위한 PID 알고리즘의 설계와 적용 방법도 함께 제시하였다. 이러한 내용은 단순한 입문 수준을 넘어 실제 개발에 필요한 핵심 역량을 쌓는 데 큰 도움이 될 것이다.
또한 본 도서에는 단계별 학습을 종합적으로 적용할 수 있는 실전 프로젝트들도 포함되어 있다. 디지털 시계 구현과 같은 기본 프로젝트부터 시작하여 블루투스 기반 무선 탱크 개발, RC 조종기의 PWM 신호를 활용한 무선 제어, 차동 구동 로봇의 속도·방향 제어 등 로봇 공학적 요소를 직접 경험할 수 있도록 구성하였다. 더 나아가 5.8 GHz FPV 영상 송수신, YOLO 기반 객체 인식 및 제어 시스템 구현, 아두이노·Python·PC를 연동한 통합 시스템 개발 등 실제 응용 환경을 반영한 고급 프로젝트도 함께 다루어, 독자가 실무에서도 활용 가능한 수준의 기술을 익힐 수 있도록 하였다.
실전 프로젝트를 통해 독자 여러분은 단순한 입문 단계를 넘어 실제 현장에서 동작하는 수준의 로봇 플랫폼 개발 과정을 직접 경험하게 될 것이다. 입문자는 순서대로 학습하면서 기초를 탄탄히 다질 수 있으며, 기존 경험이 있는 독자라면 필요한 부분만 선택적으로 참고하여 보다 복잡한 시스템을 개발하는 데 활용할 수 있다.
다만 한 가지 강조하고 싶은 점은, AI·센서·네트워크가 통합되는 현대 시스템에서는 단일 기능 구현에 머무르기보다 여러 기술을 조합하여 새로운 기능을 설계해 보는 경험이 더욱 중요해지고 있다는 것이다. 따라서 예제를 그대로 따라 하는 데에서 그치지 말고, 스스로 변형·응용·확장해 보는 학습을 반드시 병행해야 한다. 문제를 직접 분석하고 해결해 나가는 과정에서 진정한 실력이 쌓이며, 이러한 경험은 더 큰 도전과 성장으로 이어질 것이다.
아두이노 생태계는 계속 변화하고 있으며, AI와 결합된 새로운 가능성 또한 빠르게 열리고 있다. 저전력 AI, 오픈소스 CPU 아키텍처, 글로벌 IoT 표준의 확산과 같은 흐름은 앞으로도 지속될 것이며, 본 도서는 이러한 변화 속에서도 흔들리지 않는 기초와 확장 가능한 실전 역량을 갖출 수 있도록 구성하였다.

CHAPTER 01 아두이노 소개
1.1 아두이노란?
1.2 아두이노 우노 보드의 주요 특징
1.3 아두이노 개발 환경
응용 실습

CHAPTER 02 전기·전자 기본 상식
2.1 전기와 전자
2.2 저항기
2.3 브레드보드
응용 실습

CHAPTER 03 아두이노 출력
3.1 LED 제어와 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
응용 실습

CHAPTER 04 아두이노 입력
4.1 두 개의 점퍼 케이블로 스위치 실습하기
4.2 푸시 버튼으로 디지털 입력 이해하기-1
4.3 푸시 버튼으로 디지털 입력 이해하기-2
4.4 RGB LED를 연결하여 무지개색 표현하기
응용 실습

CHAPTER 05 아두이노 시리얼 통신
5.1 시리얼 통신
5.2 시리얼 통신으로 내장 LED 제어하기
5.3 시리얼 통신으로 여러 개의 LED 제어하기
5.4 시리얼 플로터
응용 실습

CHAPTER 06 디스플레이 활용
6.1 FND
6.2 LCD
응용 실습

CHAPTER 07 센서 활용
7.1 피에조 버저
7.2 광센서
7.3 온도 센서
7.4 온·습도 센서
7.5 토양 수분 센서
7.6 초음파 센서
7.7 기울기 센서
7.8 적외선 센서
7.9 아날로그 조이스틱
7.10 3축 가속도 센서
응용 실습

CHAPTER 08 모터 활용
8.1 DC 모터
8.2 서보 모터
8.3 스테핑 모터
8.4 산업용 스테핑 모터의 속도, 방향 및 각도 제어
8.5 산업용 BLDC 모터
8.6 산업용 DC 엔코더 모터
8.7 산업용 DC 엔코더 모터의 PID 제어 기본 적용
8.8 산업용 DC 엔코더 모터의 PID를 이용한 RPM 제어
응용 실습

CHAPTER 09 사물인터넷과 무선 통신의 이해
9.1 사물인터넷의 개념
9.2 네트워크 관련 기본 용어
9.3 블루투스
9.4 지그비
9.5 와이파이
9.6 ESP32
9.7 아두이노 UNO R4
응용 실습

CHAPTER 10 디지털 통신 인터페이스
10.1 SPI 통신
10.2 I2C 통신
응용 실습

CHAPTER 11 인터럽트
11.1 아두이노의 외부 인터럽트
11.2 아두이노의 타이머 인터럽트
응용 실습

CHAPTER 12 나의 첫 번째 아두이노 프로젝트
12.1 LED 전자 주사위 만들기
12.2 온도와 습도가 표시되는 디지털시계 만들기
12.3 스마트폰의 블루투스 통신을 이용한 무선 제어 탱크 만들기
12.4 RC 무선 송수신기를 이용한 객체인식 제어 탱크 만들기

강성묵 대구가톨릭대학교 로봇공학과 부교수
연세대학교 공학박사
[주요 경력]
(사)한국정밀공학회 편집이사
(사)한국소음진동공학회 IT/Electronics 부문 회장
삼성전자 VD사업부 개발팀 책임연구원
[저서]
사물인터넷 세대를 위한 아두이노 프로그래밍
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