예제로 쉽게 배우는 아두이노

비전공자도 쉽게 시작할 수 있도록 구성한 Arduino 입문·응용 교재다. 예제 중심 설명과 주석, 회로·스케치 해설을 통해 자연스럽게 이해하도록 돕는다. UNO R3·R4를 모두 다루며 WiFi 기능과 프로젝트 실습까지 확장 학습이 가능하다.

이 책은 전자공학, 마이크로컨트롤러, C 언어 등의 기초 지식이 없는 비전공자와 기초 지식을 갖고 Arduino를 처음 접하는 독자 모두를 대상으로 한다. Arduino는 최소한의 공학적 지식만으로도 예술작품부터 실생활에 필요한 물건, 산업용 기기, 취미 작품, 학생들의 임베디드 시스템 실습에까지 활용할 수 있는 매우 매력적인 장치이다. 간단한 프로그램만으로도 고성능의 임베디드 시스템 못지 않은 성능을 낼 수 있고, 그 비용 또한 매우 저렴하여 많은 이들이 쉽게 접근할 수 있다. 이미 수많은 예제를 인터넷에서 쉽게 찾아볼 수 있으며, 무엇보다도 하드웨어 설계의 부담이 매우 적고 다양한 애플리케이션 프로그램에서도 지원하며, 표준화된 장치로 자리 잡고 있다. 이 책의 독자들은 예제를 따라 하는 과정에서 자연스럽게 Arduino를 이해하고 활용할 수 있게 될 것이다.

이 책은 기본 개념과 응용 기술을 모두 담고 있다. 어려운 전문 용어와 복잡한 설명을 최소화하고 다양한 예제를 수행하여 자연스럽게 Arduino와 친해질 수 있도록 구성하였다. 각 예제들은 프로그래밍적 기교를 최소화하고 부분별 주석을 첨부하여 이해도를 높였으며, 회로와 스케치 명령어를 예제별로 설명하여 각 단원 앞부분에 명령어나 하드웨어 설명을 나열하는 식의 구성을 피하여 예제를 처음부터 순서대로 실행시켜도 되고 필요한 예제만 발췌하여 참고하여도 이해할 수 있도록 구성하였다. 각 장의 마지막에는 깊이 있는 공부를 원하는 독자를 위하여 그 장의 내용에서 한 단계 발전할 수 있는 연습문제를 추가하였다.

이 책에서 사용하는 Arduino는 UNO R3와 R4이다. UNO R3는 가장 보편화된 Arduino 모델이다. R4는 R3와 대부분 호환되며, 하드웨어적으로 향상된 기능을 제공한다. 특히 R4 Wifi 모델은 Wifi와 Bluetooth를 사용할 수 있는 하드웨어가 내장되어 있어 편리하게 네트웍 및 무선기기와 접속이 가능하다. 1~9장은 R3, R4 모두 동작 가능한 예제들이다. WiFi 기능이 있는 R4 WiFi를 위해서 10장에 R4만을 위한 내용을 추가하였다.

2~10장까지의 예제를 모두 수행하였거나, 처음부터 실제 필요한 제품을 만들고 싶은 독자는 11장 프로젝트부터 접하여도 된다. 11장 프로젝트에서는 2~10장에 있는 내용을 바탕으로 하여 실제 응용 가능한 몇 가지의 프로젝트를 제시한다. 각 프로젝트에서는 어떠한 예제를 응용하였는지 표시하여 관련 예제를 접한 후 프로젝트를 수행할 수 있도록 하였다. 예제에 사용된 키트와 부품에 대하여는 1.6절에 간략히 소개되어 있으므로 참고하여 구매할 수 있다.

이 책의 구성
이 책에서는 기본 개념과 응용 기술을 모두 담고 있다. 특히, 각 단계별 예제를 제시하고 각 예제에 사용되는 실험 회로와 스케치 명령어를 별도로 설명하여 나열하는 식의 구성을 피하였다. 예제를 단계별로 실행시켜도 되고 필요한 예제만 발췌해서 본다고 해도 이해될 수 있도록 상세한 설명을 추가하였다.

1장에서는 Arduino의 소개와 Arduino를 사용하기 위하여 컴퓨터와 연결하고 Arduino IDE의 기본적인 사용법에 대하여 설명하였다. 2장에서는 시리얼 통신으로 Arduino와 컴퓨터 간의 데이터를 주고받는 방법에 대하여 설명하였다. 시리얼 통신을 제일 먼저 학습하는 이유는 Arduino의 동작 상태를 보기 위한 가장 좋은 방법이기 때문이다. 3장에서는 LCD 모듈에 Arduino를 이용하여 표시하는 방법에 대하여 기술하였다. Arduino의 동작을 시리얼 통신을 사용하지 않고 표시하는 가장 좋은 방법이 LCD에 직접 데이터를 출력하는 것이기 때문에 이 부분을 3장에 우선적으로 설명하였다.

4장에서는 LED를 이용한 예제를 수록하였다. LED는 디지털 신호를 가장 효과적으로 표현할 수 있는 기기이므로 이를 이용하여 다양한 방법의 디지털 신호 제어를 학습할 수 있을 것이다. 특히, FND나 dot matrix는 간단한 정보를 표현하는 데 좋은 방법이다.

5장에서는 디지털 신호를 입력 받는 방법에 대하여 설명하였다. 스케치(펌웨어)를 작성할 때는 입력된 디지털 신호를 직접 처리할 수도 있지만, 입력된 시간이나 횟수를 구분해서 처리해야 하는 경우가 있다. 이에 대하여 예제를 수행하도록 하였다.

6장에서는 아날로그 신호를 입력 받는 방법과 다양한 아날로그 센서에 대하여 설명하였다. 아날로그 센서의 주변 회로를 이해하고 ADC의 기본 원리에 대하여 이해할 수 있는 부분이다.

7장은 많이 쓰이는 스텝모터, 서보모터, DC모터의 구동 및 동작 원리를 이해하는 부분으로 구성되어 있다.

8장은 주변에서 많이 사용되는 적외선 리모컨의 동작 원리를 이해하고 이를 응용하여 주변기기를 제어하는 예제를 수행한다.

9장에서는 부저, 온습도 센서, RFID, 초음파 거리센서 등 실생활에서 많이 쓰이는 전기전자 기기의 원리를 이해하고 주변회로를 구성하여 실습한다. 각각의 부품에 대한 이해를 통해 앞 장에서 학습한 내용을 바탕으로 다수의 기기를 구성할 수 있게 될 것이다.

10장은 UNO R4 WiFi를 이용한 예제이다. 특히, UNO R4 WiFi만이 갖고 있는 내장 매트릭스 LED, 블루투스, WiFi에 대한 실습 예제를 수록하였다. 블루투스나 WiFi는 전문 지식이 요구되므로 복잡한 예제보다는 구현할 수 있는 예제를 수록하는 데 초점을 두었다.

11장은 여러 가지 프로젝트 예제를 제시하였다. 앞 장의 내용을 모두 이해하지 못하더라도 실제 프로젝트 예제를 통하여 Arduino를 동작시키는 데 큰 도움이 될 수 있을 것이다.