아두이노 2: 아두이노 준비하기

1. 아두이노의 전기 원리 이해하기

전기는 아두이노와 전자 부품들이 동작하는 핵심 요소입니다. 전기의 흐름은 물의 흐름과 비슷하게 생각할 수 있습니다. 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르듯, 전기도 높은 전압에서 낮은 전압으로 흐릅니다.

• 전압(Voltage): 전기의 위치 에너지를 나타내는 값으로, 전압이 높을수록 더 많은 전기를 흘려 보낼 수 있습니다. 아두이노 보드에는 5V와 3.3V 핀이 있습니다. 아두이노 UNO는 주로 5V를 사용하며, 아두이노 DUE와 ZERO 같은 모델은 3.3V를 사용합니다​.
• GND(그라운드): 전압이 0V인 부분으로, 전기가 흐르는 경로의 시작 또는 끝을 의미합니다. GND는 배터리의 마이너스 극과 같은 역할을 합니다.
• 헤더 소켓: 아두이노 보드에 있는 핀들이 위치하는 부분을 헤더 소켓이라고 합니다. 이곳에 점퍼 와이어나 전자 부품들을 꽂아 전기 회로를 구성할 수 있습니다. 헤더 소켓은 입력 및 출력 핀과 연결되어 있으며, 아두이노에서 전기 신호를 주고받는 중요한 통로입니다. 일반적으로, 수컷 핀과 암컷 핀으로 구분됩니다. 수컷 핀은 끝 부분이 핀 형태로 나와있고, 암컷 핀은 구멍이 있어 수컷 핀을 연결할 수 있습니다.

2. 전자 부품의 기본 개념

아두이노 보드에는 다양한 전자 부품을 연결하여 동작시킬 수 있습니다. 이 부품들은 아두이노가 환경을 인식하고, 그에 따라 반응하게 만드는 중요한 요소들입니다.

• 센서(Sensor): 센서는 아두이노의 눈, 코, 입과 같은 역할을 합니다. 주위 환경의 정보를 감지하여 아두이노에 신호를 보내는 장치입니다. 예를 들어, 휨 센서는 얼마나 구부렸는지 인식하고, 밝기 센서는 주변의 밝기를 감지합니다. 거리 센서는 물체와의 거리를 측정합니다. 

 

• 액추에이터(Actuator): 액추에이터는 아두이노가 주위에 영향을 미치는 역할을 합니다. 즉, 아두이노가 움직임이나 소리, 빛을 통해 환경에 반응할 수 있도록 돕는 장치입니다. 예를 들어, LED는 빛을 내며, 피에조 스피커는 소리를 냅니다. 모터는 회전하는 동작을 만들어냅니다​.

 

3. 주요 전자 부품 소개

다양한 전자 부품들이 아두이노와 함께 사용될 수 있지만, 그중에서도 자주 사용되는 부품들을 알아봅시다.

• 저항(Resistor): 저항은 전기가 지나가는 길을 방해하여 과전류로부터 다른 부품들을 보호합니다. 저항은 저항 값(옴, Ω)으로 표현되며, 띠의 색깔을 통해 저항 값을 읽을 수 있습니다​.
• 다이오드(Diode): 다이오드는 전기가 한 방향으로만 흐르게 하여 역류를 방지합니다. 전기가 거꾸로 흐르면 문제가 발생할 수 있는데, 다이오드는 이를 방지하는 중요한 부품입니다​.
• 브레드보드(Breadboard): 납땜 없이 전자 부품들을 연결할 수 있는 도구입니다. 브레드보드의 구멍에 점퍼 와이어와 전자 부품을 꽂아 회로를 구성할 수 있습니다​.

 

4. 아두이노 IDE 설치하기

아두이노 보드에 프로그램을 작성하고 업로드하려면 아두이노 IDE(통합 개발 환경)를 설치해야 합니다. 아두이노 IDE는 아두이노 공식 웹사이트에서 다운로드할 수 있으며, 운영체제에 맞게 설치할 수 있습니다​.

• 윈도우(Windows): 설치 파일을 다운로드한 후, 드라이버 설치까지 자동으로 진행해주는 인스톨러를 사용하는 것을 권장합니다.
• 맥(Mac): 설치 파일을 다운로드한 후, 압축을 풀고 "Arduino" 아이콘을 응용 프로그램 폴더로 드래그하여 설치합니다.
• 리눅스(Linux): 설치 파일을 다운로드한 후, 명령어를 통해 압축을 풀고 설치를 진행합니다.

설치가 완료되면 아두이노 IDE를 열어 프로그램을 작성할 준비를 마칩니다.

 

5. 저항 값 읽는 법

아두이노에서 사용하는 저항 값은 매우 중요한 정보입니다. 저항은 전자 부품이 안전하게 작동할 수 있도록 도와주는 중요한 역할을 하기 때문입니다. 저항에는 여러 가지 색깔의 띠가 있는데, 이 색깔을 통해 저항 값을 읽을 수 있습니다.

• 첫 번째와 두 번째 띠: 저항 값의 첫 번째와 두 번째 자릿수를 나타냅니다.
• 세 번째 띠: 앞에서 찾은 숫자 뒤에 붙일 0의 개수를 의미합니다.
• 마지막 띠: 저항의 오차 범위를 나타냅니다. 금색은 5%, 은색은 10% 오차를 뜻합니다​.