아두이노 배우고 드론 코딩하고 날리기

"아두이노로 배우고, 직접 드론을 만들어 날려보는 가장 완성도 높은 실습형 교재!"
『아두이노 배우고 드론 코딩하고 날리기』는 단순한 이론서가 아닙니다. 아두이노라는 작은 보드에서 시작하여 드론이라는 하늘을 나는 프로젝트로 확장되는, 진짜 만들고 조종해보는 경험을 제공하는 실습 중심 교재입니다.
이 책은 아두이노의 전반적인 기초 개념부터 디지털/아날로그 입출력, 센서 데이터 처리, 블루투스 통신, 가속도 자이로 센서 등 실제 하드웨어를 다루는 감각을 키워주고, 나아가 드론 조립, MSP 통신 분석, 센서 보정, PID 자세제어까지 포함해 드론 개발에 필요한 거의 모든 내용을 담고 있습니다.
특히 다음과 같은 점에서 차별화됩니다:
단계별 진도 구성으로 혼자서도 따라 할 수 있는 체계적인 흐름
풍부한 회로도, 실제 예제, 코드 설명으로 입문자도 부담 없이 접근 가능
드론 제작 및 조종까지 완성도 높은 프로젝트 중심의 구성
교육 현장에서 바로 활용 가능한 수업 친화형 목차 구성
이 책은 창의적 사고를 유도하고, 논리적 문제 해결 능력을 키워주는 교재로써,
초중등 코딩 수업, 메이커 교육, 방과후 창의활동, 동아리 활동, 진로체험 등 다양한 교육 환경에서 활용될 수 있습니다.
아두이노를 처음 접하는 학습자, 코딩 수업을 준비하는 교사, 직접 드론을 만들어보고 싶은 메이커 모두에게
실질적이고 구체적인 결과물을 약속하는 최고의 실습서가 될 것입니다.

Chapter1. 아두이노 시작
1_1. 아두이노란? 15
아두이노란 무엇인가? 15
아두이노는 어떻게 동작되는가? 16
왜 세계 여러 사람이 아두이노를 사용하는가? 16
아두이노 보드 종류 17

1_2. 아두이노 개발환경 설치하기 21



Chapter2. 아두이노 기초 배우기
Arduino Drone IOT Dock 조립하여 준비하기 33

2_1. 시리얼 통신 34
아두이노 프로그램 구조 알아보기 35

2_2. 디지털 출력으로 LED 제어하기 37
디지털 출력 37
LED 깜빡이기 41
LED 더 빨리 깜빡이기 42
LED 더더 빨리 깜빡이기 43
4개의 LED 제어하기 44
변수로 핀 정의하기 46
const int로 핀 정의하기 47
#define으로 핀 정의하기 48
for문을 사용하여 코드 간략화하기 50



2_3. 디지털 입력으로 버튼 입력받기 52
디지털 입력 52
버튼 회로구성 52
버튼 입력받기 55
채터링 방지 57
조건을 추가하여 버튼이 눌릴 때만 값 출력하기 58
함수로 만들기 59
static 변수란? 61
여러 개의 버튼 입력받기 61

2_4. 아날로그 출력으로 RGB LED 제어하기 64
아날로그 출력 64
RGB LED 회로구성 65
LED의 밝기제어 68
흰색 LED의 밝기제어 69
RGB LED 색상제어 71

2_5. 아날로그 입력으로 값 받기 73
아날로그 입력 73
가변저항 회로연결 74
가변저항 값 전압으로 환산하기 77
조도센서 회로 연결 78
조도센서 값확인 81



Chapter3. 아두이노 응용 다루기
3_1. 배열로 피에조부저 배우기 85
피에조부저 85
tone함수를 이용하여 피에조부저 출력하기 87
for문 알아보기 88
배열 알아보기 89
for문과 배열로 피에조부저 코드 줄이기 90
for문과 배열로 "학교종이 땡땡땡" 출력하기 91

3_2. millis 함수로 LED 제어하기 92
millis() 함수 알아보기 92
1초마다 깜빡이는 LED를 만들기 94
0.7초, 1.4초 마다 깜빡이는 2개의 LED 만들기 94
0.7초, 1.4초 마다 깜빡이는 2개의 LED를 delay없이 만들기 95
함수 사용해서 코드 간략화하기 97

3_3. 쓸모있는 함수 배우기 99
map() 함수 99
map() 함수로 LED 밝기 제어 101
constrain() 함수 102
constrain() 함수로 LED 밝기 제어 103
random( ) 함수 104
random( ) 함수로 임의의 시간동안 LED 켜고 끄기 105
random( ) 함수로 LED 랜덤하게 켜기 106

3_4. 라이브러리 설치하여 가속도 자이로 센서 다루기 107
가속도 자이로센서 회로연결 107
샘플 예제코드 확인하기 109
로우데이터 확인하기 110
각도 확인하기 111



Chapter4. 아두이노 활용
4_1. 밝기조절 스탠드 만들기 115
가변저항으로 LED 밝기 제어 117
버튼 1개로 LED 켜고 끄기 118
디바운스 처리하여 버튼 1개로 LED 켜고 끄기 120
버튼1개로 LED 켜고 끄고 밝기 제어 스탠드 만들기 122

4_2. 어두워지면 켜지는 LED 만들기 124
CDS센서 값을 읽기 126
어두우면 LED 켜기 126
주차장 주차 알림 LED 만들기 128

4_3. 버튼과 LED를 활용한 기억력 퀴즈 131
핀설정 및 LED와 버튼 테스트 133
랜덤 LED 켜기 134
디바운스된 버튼 입력 테스트 136
버튼과 LED로 기억력 테스트 게임 완성 13

4_4. 블루투스LE 스마트 조명 제어 142
블루투스 데이터 수신받기 143
LED 켜고 끄기 147

4_5. 가속도 자이로센서로 충격감지 알리미 만들기 150
라이브러리 설치하기 151
가속도 값 받기 152
가속도 값 임계점 설정하기 154
임계점이 넘으면 부저 울리기 155



Chapter5. 드론 시작하기
5-1. 드론 조립 및 안드로이드 조종 앱 설치 159
드론조립 159

5-2. 드론 조종하기 169
드론 조종 시 유의사항 169
아두이노 드론 프로그램 업로드 171
안드로이드 조종 앱 설치 172
드론조종하기 173



Chapter6. 드론 부품 다루기
6-1. 아두이노의 내부 LED 다루기 179
LED깜빡이기 180
LED핀과 상태를 #define으로 정의하여 사용하기 182
for문을 사용하여 LED 10번 깜빡이기 184

6-2. 블루투스 통신 186
블루투스 통신으로 데이터 주고받기 186
블루투스 통신으로 드론 LED 켜고 끄기 190

6-3. 가속도 자이로 센서 193
가속도 자이로센서의 값 읽어 출력하기 193
각도 계산하여 출력하기 195

6-4. 모터 다루기 198
모터 속도 조절하기 198
4개의 모터 속도 조절하기 200

6-5. EEPROM 다루기 202
EEPROM에 write로 쓰기 202
EEPROM에 read로 읽기 203
EEPROM에 put으로 쓰기 204
EEPROM에 get으로 읽기 204



Chapter7. 드론 조종 신호 분석하기
7-1. MSP 프로토콜 개요 207
MSP란 무엇인가? 207
MSP 데이터 구조 207
주요 요소 설명 208
MSP 통신 흐름 208
MSP 예제: ARM 명령 보내기 208
체크섬 계산 방법 209

7-2. 조종 신호 데이터 수신하기 210
ROW 데이터 출력하기 210
ROW 데이터 보기 편하게 출력하기 212

7-3. 조종 신호(Throttle, Roll, Pitch, Yaw) 분석 215
드론의 X,Y,Z 값 조종 신호로 받아 출력하기 215
드론의 X,Y 값 제한하기 217

7-4. 명령별 동작 확인하기 220
시동켬, 시동끔, 센서보정 명령받기 220
시동켬, 시동끔 상태 완성하기 222
센서 보정신호 완성하기 226



Chapter8. 센서 데이터 획득 및 처리
8-1. 센서데이터 획득 및 보정하기 231
센서 데이터 읽기 231
오프셋 보정하기 235
보정 값 EEPROM에 저장하고 읽기 239

8-2. 센서의 각도 구하기 244
자이로센서 각도 변환 244
시간(deltaTime) 계산 248
가속도 기반 각도 계산 251

8-3. 필터를 사용한 각도 안정화하기 256
저역통과필터 적용 256
Complementary Filter 활용 260



Chapter9. 자세제어로 드론 완성하기
9-1. PID제어 기초 267
PID 제어란? 267
PID 제어의 기본 원리 267
드론 PID 제어의 실제 흐름 268
PID 제어 흐름도 269
PID 상수(KP, KI, KD)의 역할 269
PID 튜닝 방법 269

9-2. 시동상태로 값 초기화하기 270
Arm 상태 확인 및 모터 정지 처리 270
스로틀(throttle)이 최소값 이하일 때 초기화 275

9-3. PID제어로 드론 완성하기 281
오차 계산 281
PID 제어 계산 286
모터 속도 계산 및 출력으로 드론 완성하기 291

박준원 전) 경민대 산학겸임교수
전) 한화정보통신 연구원

저서)
하이테크에듀테크 미래교육실전활용법(2025.01월 앤써북)
한권으로 끝내는 아두이노와 파이썬으로 52개작품만들기 (2023.07월 앤써북)
만들면서 배우는 지속가능한 인공지능 작품만들기(2023.01월 앤써북)