아두이노 스타터 키트와 교재로 시작하는 아두이노 입문

지난 글에서 가성비 검증을 위해 꼼꼼히 구성을 확인해 58종 아두이노 스타터키트를 구입한 이후 포함된 교재 '나도 아두이노 할수있다'(이하 교재)를 따라하면서 아두이노와 전자회로에대한 이해를 하려 합니다.

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코로나 시대의 취미로 선택한 아두이노 - 가성비와 구성이 좋은 초보자 입문 키트 선택과 구매

오늘은 교재에서 아두이노를 소개하는 부분을 제외하고 챕터4 아두이노 LED켜기 (39~47페이지)를 해보겠습니다.

필요한 준비물들을 먼저 살펴보겠습니다.

아두이노 LED 켜기 준비물

준비물은 아두이노 우노 R3, 아두이노 전원 케이블, 점퍼케이블 M-M타입, 220옴(Ω), 브레드보드, LED , 푸시스위치 (이어지는 챕터 필요) 이며 점퍼케이블은 제 경우 검, 적 각 1개씩 짧은 거로 썼는데 실제 배선과정에서 빠듯한 느낌이어서 긴긴 선을 사용해보시는 것이 좋을거 같습니다. 

교재 챕터04 아두이노 LED켜기를 보면서 가장 어려웠던 부분이 브레드보드에 배선을 정확히 꼽는 부분이었습니다. 교재에 적힌 순서대로 꼽았다고 생각했는데 실제로는 잘못하기도 했습니다. 아무래도 브레드보드를 처음 사용하다보니 발생한 문제인거 같습니다.

실습할 LED 켜기 내용 

위 사진에 나오는 내용인데 이부분은 5V 전압을 2V 전압으로 낮춰주는 역활을 220옴 저항이 한다는 내용인데 굳이 낮춰야 하나 해서 저항을 제외하고 해보니 LED가 망가져버렸습니다. 호기심에 저항없이도 연결해보고 망가뜨린 후 LED가 2V 정도의 낮은 전압에서만 사용해야 하는 부품이란 것을 배우게 되었습니다. 또한 저항의 역활을 조금은 알수 있었던거 같습니다. 

* 위 사진에서 뭔가 이상하지 않나요? 준비물 사진 아래 부품명에서 아두이노를 브레드보드라고 오표기하였습니다. 교재에서 초기에 눈에 확 뛰는 오표기가 들어오니 교재에대한 신뢰가 다소 떨어집니다. 

배선 예제

교재의 배선 예제를 보고 조심스럽게 점의 순서를 확인하고 아두이노와 브레드보드를 연결했습니다. 브레드보드가 큰것과 작은것이 스타터키트에 포함되어 있었는데 중간 정도 크기가 있었으면 좋겠다는 생각이 들었습니다.

아두이노 우노에 점퍼 케이블 연결

전원을 넣지 않은 아두이노 우노에 점퍼 케이블을 먼저 연결합니다. 5V 라고 표시된 곳에 적색 점퍼 케이블을, GND라고 표시된 곳에 흑색 점퍼 케이블을 연결했습니다.

220옴 저항을 테스터로 저항값 확인

집에 있는 멀티테스터로 실험에 사용할 220옴 저항의 저항값을 확인해봤습니다. 흑갈적오..라고 순서를 언젠가 배운거 같은데 막상 저항을 보니 저항값을 구분하는 방법이 기억나지 않았습니다. 최대 난관은 저항의 작은 띠 가장 오른쪽 색이 무엇일까? 하는 것이었습니다. 아 이색이 뭐지? 그런 느낌이었는데 아두이노 관련 유투브 영상을 보면 확대경(돋보기)가 등장하는 이유를 알거 같았습니다. 만약 테스터기가 없고 저항이 포장되어 있던 띠(?)에 마킹된 220옴 마크가 없었다면 아마도 저항을 구분하지 못했을 거 같습니다.

브레드보드에 회로 구성

브레드보드에 교재에 나온 대로 배선을 재현해봤습니다. 위 사진을 보면 점퍼케이블의 여유가 없어 빠듯한 것을 알수 있습니다. 보다 긴 점퍼케이블을 사용하면 조금더 편하지 않을까 하는 생각입니다.

LED 다리길이로 극성 구분

아참 LED는 다리가 긴쪽이 + , 짧은 쪽이 - 라고 합니다. 위 사진에서는 왼쪽이 + 입니다. 다리 길이에 주의해서 브레드보드에 삽입하시기 바랍니다.

첫과제 아두이노 LED 켜기 성공

첫 과제였던 아두이노 LED 켜기가 성공했습니다. 

연관 과제로 푸시버튼 위 회로에 추가하여 푸시버튼으로 LED를 켜는 과제가 이어집니다.

첫 회로구성 실수

푸시버튼을 추가하고 다시 회로를 구성하였습니다. 다만 회로 구성에서 실수가 있었습니다. 어떤 실수인지 아시겠습니까? 네 푸시버튼 아래 보이는 다리에 맞게 LED의 -를 위 사진상 i라인 6번째에 삽입해야 하는데 7번째에 삽입해서 LED가 켜지지 않았습니다. 처음으로 회로구성을 실패하게된 실수입니다.

다시한번 돋보기의 필요성을 느낀 계기입니다. 

회로 재구성

재구성한 회로입니다. 교재와 약간 배치가 달라도 정확해야 동작한다는 것을 배운 후라 언뜻 봐도 구분이 쉽게 변경해봤습니다. 여기까지 해보니 브레드보드에대한 이해가 전혀 없다는 것을 알게됩니다. 교재 41페이지에 브레드보드에 대한 설명이 있는대 읽어봐도 사실 전혀 이해가 되지 않습니다. 

다만 위아래 +,- 표시부분과 abcde , fghij  부분이 연결되어 있지 않고 abcde블럭, fghij블럭은 같은 라인끼리는 연결되어 있다는 정도만 이해했습니다.

브레드보드를 조금은 이해하게된 부분 켜지지 않는 LED

바로 위 실험에서 abcde , fghij 두 블럭은 서로 연결되지 않는 다는 것은 교재에 나온 내용을 보고 이해한것이 아니고 위 사진처럼 LED 하나만 켜긴 아쉬워서 다른 LED 두개를 푸시버튼 아래에 삽입했는데 켜지지 않는 것을 보고 알게된 것입니다.

3개의 LED 켜기 실험

위 사진처럼 LED들을 같은 fghij 블록 6,7번째 라인에 삽입되어야 LED들이 모두 켜지게 됩니다. 그런데 여기서 또 다른 문제가 생깁니다. 위 오른쪽 사진에서처럼 중간에 위치한 푸른색 LED는 켜지지 않아 다른 LED로 대체하니 켜집니다. 이 과정에서 배운 것은 스타터키트에 포함된 부품들에 "불량" 부품도 있다는 점을 앞으로 회로 구성에서 염두에 두어야 한다는 점입니다. 제대로 구성한거 같은데 동작하지 않는다면 부품의 불량여부도 확인해야 한다는 말이죠

저항은 도대체 뭐지?

교재에 나온대로 하는 것이 아니고 꼭 뭔가를 일부러 빼고 하는 경우 학교 다닐때 꼭 그런 친구가 있지 않나요? 네 제가 바로 그런 청개구리 기질을 가진 학생이었습니다. 교재에 나온대로 하려니 뭔가 아쉬워서 저항은 왜 넣는거야? 라면서 빼면 안되나? 그런 생각에 저항을 빼보았더니 LED가 약 0.1초 정도 켜졌다가 바로 꺼지면서 망가졌습니다. 

이 경험에서는 LED가 약 2V의 전압 정도로 켜야 하는 매우 약한 부품이란 것을 알게되었고 5V 전압을 2V로 낮춰주는 역활을 바로 저항이 하는 것이구나 하는 것을 배우게 되었습니다.

https://youtu.be/slSU6fftdkk

위 동영상은 제가 브레드보드의 구조가 전혀  이해되지 않아 멀티테스터로 연결된 부분들을 확인 하는 동영상입니다. 저처럼 브레드보드를 처음 접하는 분들에게 도움이 되었으면 합니다.

 이번 과제 실습은 여기까지 하게되었습니다. 비록 간단하고 짧은 실습이었지만 여러가지를 배우고 다양한 경험을 한거 같습니다. 또한 아두이노에 프로그래밍을 해서 업로드 하지 않아도 LED 켜기는 동작한다는 것도 추가로 알게되었습니다. 

교재를 보면 다음 챕터부터는 아두이노 IDE를 설치하고 좀 더 고급진 뭔가 프로그래밍 코딩을 하는 과정이 되는 것 같습니다.