안녕하세요.

"선생님, 학생 모두를 위한 SW교육 정보를 공유하는"

메이커메이트 입니다.

아두이노의 작동원리를 알아보자!

목표 : 아두이노의 작동원리에 대해 알아봅니다.
준비물 : 아두이노 우노, 코풀사이트 (더 자세한 정보를 확인 가능!)

온도나 빛 세기 같은 에너지를 전기에너지로 변경이 가능하며, 전기에너지를 소리나 움직임 에너지로 변환하는 것 또한 가능합니다. 
보통 우리는 이것을 센서(Sensor)와 액추에이터(Actuator)라고 합니다.

전기회로의 원리는 다음과 같습니다.

1. 아두이노(펌프)는 전압을 만들어 냅니다. 
2. 전위차를 통해 전압이 생기게 되면 이 압력으로 전류가 움직이게 됩니다.
3. 저항은 전류의 흐름을 방해하는 역할을 합니다.
4. 센서나 액추에이터(물레방아) 마다 필요한 전압이 다르므로 저항은 매우 중요한 역할을 합니다.

아두이노를 보시게되면 5V/3.3V와 GND가 존재합니다. 이는 우리가 알고있는 건전지의 +극과 -극을 의미하기도 하죠.
아두이노에서 극성은 전력 공급, 센서 및 액추에이터 연결, 안전한 회로설계를 위해 매우 중요합니다.
만약 +극과 -극을 잘못 연결하게 되면 아두이노 보드와 센서에 심각한 데미지를 줄 수 있습니다. (예를 들어, 터치센서를 반대로 연결하게 되면 센서가 매우 뜨거워지며 화상을 입을 정도의 온도까지 올라가게 됩니다.)
우리가 사용중인 아두이노 우노에는 "역극성 보호 회로"가 내장되어 있어 극성을 반대로 연결하게되면 회로를 보호하기 위해 전원을 차단하게 됩니다.
하지만 간혹 전원이 꺼지지 않고 센서가 뜨워지는 경우도 발생하니 연결하실 때 5V/3.3V와 GND를 서로 반대로 연결하지 않았는지 꼭 확인해 주세요!

아두이노 구조를 보시면 1번 핀 ~ 13번 핀 그리고 A0 ~ A5번 핀이 존재합니다.
이의 차이점은 바로 디지털과 아날로그입니다. 

디지털 신호 : 디지털 신호는 2가지의 형태로 표현하며 '0' 또는 '1' / 'ON' 또는 'OFF'로 나타냅니다. 

아날로그 신호 : 아날로그 신호는 연속적인 값을 가지며, 아두이노의 경우 0 ~ 1023까지의 범위로 값을 표현합니다.

아두이노 보드는 흔히 5V 전원핀을 하나만 제공합니다. 하지만 우리가 만약 5V를 사용하는 센서가 2개라면 어떻게 연결해야할까요?
정답은 브레드보드를 이용하시면 됩니다.
마치 사용할 콘센트가 부족하여 멀티탭을 사용하듯 브레드보드 또한 5V가 부족하게 되면 브레드보드에 연결하여 5V를 추가로 사용할 수 있습니다.
브레드보드 내부의 구조는 세로 줄과 가로 줄로 구성되어 있으며, 세로 줄은 공통된 핀으로 연결되어 있어 같은 전력을 공유하고, 반면 가로 줄은 각각 
다른 핀으로 구성되어 서로 독립적인 연결이 가능합니다.

이번 시간은 아두이노의 작동원리 그리고 브레드보드의 사용법에 대해 알아보았습니다! 
이상 메이커메이트였습니다!