파이썬과 아두이노 기초

제1장 파이썬 특징 및 설치
1.1 파이썬 특징
1.2 파이썬 설치
1.3 파이썬 실행

제2장 파이썬 기초문법
2.1 자료형과 변수
2.2 입력과 출력
2.3 데이터 타입과 사용

제3장 제어문
3.1 조건문
3.2 반복문

제4장 함수와 변수
4.1 함수란?
4.2 매개변수와 변수 범위
4.3 함수 값의 반환

제5장 파일 처리 함수
5.1 파일 쓰기
5.2 파일 읽기

제6장 모듈과 패키지
6.1 모듈
6.2 사용자 정의 모듈
6.3 random과 daytime 모듈
6.4 객체지향 프로그램
제7장 파이썬과 아두이노
7.1 아두이노
7.2 아두이노 보드와 파이썬 통신
7.3 파이썬과 아두이노 IDE로 LED 제어
7.4 파이썬과 아두이노 IDE로 그래프 그리기

머리말
반도체 기술의 발달에 따라 디스플레이, 자동차 및 조선 등과 같은 제조업 분야에 ICT(Information and Communications Technology) 기술이 융합되면서 산업과 기업의 인프라를 연결하고 상품과 서비스를 고도화하여 생산현장의 패러다임을 변화시키고 있다. 또한 IOT(Internet of Things) 기술은 사람과 사물 연결, 사물과 사물을 연결하여 인공지능(AI : Artificial Intelligence), 빅데이터, 모바일, 웨어러블 등과 같은 초연결사회를 위한 새로운 기술 및 창조적인 제품개발에 기여하고 있다. 특히 최근에는 탄소배출을 감축하는 친환경 정책에 따라 전기 자동차가 상용화되고 자율주행을 위한 새로운 기술이 요구되면서 AI 기술은 더욱더 중요하게 되었다.

본 교재에서는 인공지능, 데이터 분석, 데이터 시각화 및 영상처리 등의 소프트웨어 기술개발에 유용하고 구글, 아마존, 네이버, 카카오 등 국내외 글로벌 기업에서 기술개발에 많이 활용하고 있는 파이썬 중심으로 집필하였으며, C++ 기반으로 개발된 아두이노 IDE(통합개발환경, Integrated Development Environment)와 파이썬을 연결하여 산업에 적용할 수 있는 기초기술을 습득할 수 있도록 다음과 같이 구성하였다.

제1장은 파이썬의 특징 및 설치에 대하여 기술하고, 인터프리터 방식과 컴파일 방식으로 사칙연산하는 프로그램을 작성하여 실행함으로써 프로그램 작성방식에 따른 특징을 이해하도록 구성하였다.
제2장은 파이썬의 기초문법을 습득하는 것을 목표로 설정하고, 자료형과 변수 타입의 표현, 입력과 출력함수를 사용한 프로그램 작성, 문자열의 입출력, 산술 연산자와 할당 연산자를 활용하는 프로그램, 데이터의 종류와 입출력으로 사용하는 방법을 습득할 수 있도록 예제 프로그램으로 구성하였다.

제3장은 조건문과 반복문으로 구성되는 제어문의 사용 방법을 익히는 것을 목표로 하여 비교와 논리 연산자의 기호 및 기능을 이해하고 if~else 문, for 문, while 문을 사용하는 제어문의 구조와 사용법을 설명하였다. 또한 조건문과 제어문에 사용되고 있는 각종 명령어를 습득할 수 있도록 조건문의 종류 및 반복문의 기본구조를 가진 예제를 기술하였다.

제4장은 함수와 변수의 정의 및 호출하는 방법을 익히는 것을 목표로 하여 구성하였으며, 라이브러리에 내장되어 있는 함수와 사용자가 정의하는 함수로 구분하였다. 그리고 함수의 정의에 사용되는 매개변수의 값을 전달하는 방식과 호출하는 방식을 기술하였고, 지역변수와 전역변수로 사용되는 특징 및 함수 값의 반환에 대하여 기술하였다.

제5장은 파일처리 함수를 익히는 것을 목표로 하여 파일쓰기와 파일 읽기로 구분하였다. 또한 파일쓰기 및 파일 읽기에 사용되는 함수의 사용형식 및 파일모드의 종류와 기능을 기술하고, 예제 프로그램을 따라하도록 구성하였다.

제6장은 파이썬 라이브러리에서 제공되는 내장 모듈과 패키지, 메소드의 기능을 설명하고 모듈 함수 및 패키지 함수의 호출 방법을 기술하였다. 경우에 따라서는 사용자가 직접 만들어 사용하는 사용자 정의 모듈 및 확장 패키지를 설치하고 사용하는 방법을 익힐 수 있도록 구성하였으며, 객체지향 프로그램에 사용되는 객체, 클래스 및 메소드의 개념과 정의를 이해하도록 예제 프로그램을 기술하였다.

제7장은 파이썬과 아두이노를 사용하여 아두이노 보드에 연결되어 있는 LED 및 가변저항의 변화량을 시리얼 통신으로 파이썬에서 제어하는 예제 프로그램을 기술하였다. 파이썬과 아두이노의 통신 기본개념, 아두이노 IDE의 설치 및 사용방법, 아두이노 보드의 종류 및 사양, 아두이노 보드와 파이썬의 통신방법, 아두이노 IDE를 사용하여 시리얼 통신하는 기본 프로그램과 실행, 아두이노 보드에 연결되어 있는 LED를 파이썬으로 제어하는 전기회로 구성 및 프로그램 작성, 가변저항 및 PWM(Pulse Width Modulation) 제어로 LED의 밝기제어, 가변저항기의 변화량을 AD변환하는 디지털값으로 LED의 밝기제어 및 파이썬에서 데이터값 모니터링, 가변저항기의 변화량을 파이썬에서 수신하여 실시간 그래프 그리기 등을 기술하고 예제를 따라하여 습득할 수 있도록 구성하였다.

끝으로 이 교재의 출판을 위하여 수고하여 주신 복두출판사의 대표님 이하 관계자 여러분들께 깊은 감사를 표하는 바이다.
저자 씀