상상을 스케치하는 아두이노 우노 R4
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![상상을 스케치하는 아두이노 우노 R4 상세 이미지](https://contents.kyobobook.co.kr/sih/fit-in/814x0/dtl/illustrate/505/i9791193926505.jpg)
새로운 아두이노 우노 R4
작가정보
연세대학교 전자공학과 학사와 석사를 취득했다. 이후 플로리다대학교에서 컴퓨터공학 박사를 취득했으며, 현재 동의대학교 전자공학과 교수로 재직 중이다. 저서로는 《ARM Cortex-M 기반의 아두이노 프로그래밍》 (2023), 《라즈베리파이 피코, 마이크로파이썬을 만나다》(2022), 《아두이노 바이블(vol 1.~vol 4.)》(2021), 《허교수의 ARM Mbed 프로그래밍 입문》(2019), 《사물인터넷을 위한 ESP8266 프로그래밍》(2017), 《사물인터넷을 품은 아두이노》(이상 제이펍, 2016), 《따라 하면서 배우는 마이크 로컨트롤러》(2019), 《따라 하면서 배우는 아두이노》(이상 한빛아카데미, 2016) 등이 있다.
목차
- 머리말 xiv
베타리더 후기 xvi
PART I 아두이노 기초 1
CHAPTER 01 아두이노 3
1.1 아두이노의 시작 4
1.2 아두이노 보드 5
1.3 통합개발환경(IDE) 10
1.4 스케치 구조 19
1.5 맺는말 21
CHAPTER 02 마이크로컨트롤러 23
2.1 마이크로프로세서와 마이크로컨트롤러 24
2.2 마이크로컨트롤러의 용도 29
2.3 스케치 작성 환경 32
2.4 마이크로컨트롤러의 메모리 35
2.5 맺는말 38
CHAPTER 03 아두이노 우노 41
3.1 아두이노 우노 R3 42
3.2 아두이노 우노 R4 50
3.3 맺는말 61
CHAPTER 04 아두이노 IDE 63
4.1 아두이노 IDE 64
4.2 가로 툴바 65
4.3 세로 툴바 72
4.4 자동 완성 89
4.5 스케치 편집 97
4.6 맺는말 99
CHAPTER 05 아두이노 기본 클래스 103
5.1 기본 클래스 104
5.2 UART와 USB 시리얼 통신 105
5.3 Serial 클래스 109
5.4 String 클래스 115
5.5 맺는말 125
PART II 데이터 입출력 127
CHAPTER 06 디지털 데이터 출력 129
6.1 마이크로컨트롤러의 데이터 입출력 130
6.2 다이오드와 LED 135
6.3 블링크 136
6.4 LED 제어 138
6.5 시리얼 모니터로 LED 제어 148
6.6 맺는말 151
CHAPTER 07 디지털 데이터 입력 153
7.1 디지털 데이터 입력 154
7.2 풀업 저항과 풀다운 저항 154
7.3 버튼을 사용한 데이터 입력 160
7.4 버튼을 누른 횟수 세기 167
7.5 맺는말 172
CHAPTER 08 아날로그 데이터 입력 175
8.1 아날로그 데이터 입력 176
8.2 아날로그 디지털 변환 176
8.3 가변저항을 사용한 아날로그 데이터 입력 180
8.4 조이스틱 187
8.5 맺는말 190
CHAPTER 09 아날로그 데이터 출력 193
9.1 아날로그 데이터 출력 194
9.2 펄스 폭 변조 194
9.3 LED 밝기 조절 199
9.4 RGB LED 205
9.5 아날로그 신호 출력 209
9.6 맺는말 212
CHAPTER 10 delay와 millis 함수 215
10.1 delay 함수와 millis 함수 216
10.2 LED 점멸 제어 220
10.3 가변저항으로 LED 점멸 간격 조절 224
10.4 맺는말 227
PART III 기본 입출력 장치 229
CHAPTER 11 7세그먼트 표시 장치 231
11.1 7세그먼트 표시 장치 232
11.2 7세그먼트 제어 235
11.3 시리얼 모니터로 7세그먼트 표시 장치 제어 241
11.4 74595 직렬 입력 병렬 출력 레지스터 246
11.5 맺는말 253
CHAPTER 12 4자리 7세그먼트 표시 장치 257
12.1 4자리 7세그먼트 표시 장치 258
12.2 4자리 7세그먼트 표시 장치 제어 261
12.3 가변저항값 표시 267
12.4 카운터와 시계 271
12.5 4자리 7세그먼트 표시 장치 라이브러리 273
12.6 MAX7219 디스플레이 드라이버 278
12.7 맺는말 284
CHAPTER 13 LED 매트릭스 287
13.1 LED 매트릭스 288
13.2 LED 매트릭스 제어 293
13.3 문자 애니메이션 구현 296
13.4 MAX7219 디스플레이 드라이버 300
13.5 맺는말 307
CHAPTER 14 내장 LED 매트릭스 311
14.1 LED 매트릭스 312
14.2 찰리플렉싱 313
14.3 LED 매트릭스 제어 316
14.4 애니메이션 만들기 321
14.5 문자열 출력과 스크롤 323
14.6 맺는말 327
CHAPTER 15 텍스트 LCD 329
15.1 텍스트 LCD 330
15.2 텍스트 LCD 제어 333
15.3 사용자 정의 문자 출력 339
15.4 가변저항값 표시 343
15.5 맺는말 345
CHAPTER 16 센서 사용하기 347
16.1 센서 348
16.2 LM35 온도 센서 349
16.3 CdS 조도 센서 352
16.4 PIR 센서 355
16.5 초음파 거리 센서 360
16.6 디지털 온습도 센서 368
16.7 맺는말 376
CHAPTER 17 소리 재생하기 379
17.1 tone 함수 380
17.2 RTTTL 라이브러리 385
17.3 버저 388
17.4 맺는말 392
PART IV 시리얼 통신 395
CHAPTER 18 UART 통신 397
18.1 시리얼 통신 398
18.2 UART 통신 402
18.3 아두이노 우노의 UART 포트 404
18.4 SoftwareSerial 클래스 409
18.5 아두이노 우노 사이의 통신 413
18.6 맺는말 415
CHAPTER 19 I2C 통신 417
19.1 I2C 통신 418
19.2 아두이노 우노의 I2C 통신 421
19.3 텍스트 LCD 426
19.4 맺는말 431
CHAPTER 20 SPI 통신 435
20.1 SPI 통신 436
20.2 아두이노 우노의 SPI 통신 439
20.3 SD 카드 440
20.4 맺는말 450
CHAPTER 21 CAN 통신 453
21.1 CAN 통신 454
21.2 아두이노 우노 R4의 CAN 통신 460
21.3 맺는말 469
PART V 고급 입출력 장치 473
CHAPTER 22 RTC 475
22.1 RTC 476
22.2 RTC 모듈 476
22.3 아두이노 우노 R4의 내장 RTC 490
22.4 맺는말 498
CHAPTER 23 OLED 디스플레이 501
23.1 OLED 디스플레이 502
23.2 OLED 제어 503
23.3 도형 그리기 510
23.4 이미지 표시 512
23.5 맺는말 516
CHAPTER 24 가속도, 각속도 센서 519
24.1 MPU-6050 520
24.2 MPU-6050을 위한 라이브러리 522
24.3 맺는말 533
PART VI 모터 535
CHAPTER 25 DC 모터 537
25.1 모터와 DC 모터 538
25.2 DC 모터 제어 542
25.3 DC 모터 라이브러리 546
25.4 맺는말 551
CHAPTER 26 서보 모터 555
26.1 서보 모터 556
26.2 Servo 라이브러리 558
26.3 서보 모터 속도 제어 562
26.4 맺는말 568
CHAPTER 27 스텝 모터 571
27.1 스텝 모터 572
27.2 28BYJ-48 스텝 모터와 ULN2003 모터 드라이버 579
27.3 Stepper 라이브러리 582
27.4 Unistep2 라이브러리 584
27.5 맺는말 588
PART VII 블루투스와 와이파이 591
CHAPTER 28 블루투스 클래식 593
28.1 블루투스 594
28.2 HC-06 블루투스 모듈 596
28.3 스마트폰과 블루투스 통신 601
28.4 맺는말 609
CHAPTER 29 저전력 블루투스 611
29.1 저전력 블루투스(BLE) 612
29.2 ESP32-S3 모듈 615
29.3 주변 장치 설정 및 사용 618
29.4 중앙 장치 설정 및 사용 629
29.5 문자열 전송 636
29.6 맺는말 642
CHAPTER 30 인터넷과 와이파이 645
30.1 인터넷과 와이파이 646
30.2 와이파이 연결 649
30.3 웹 클라이언트 656
30.4 오늘의 날씨 661
30.5 인터넷 시간 670
30.6 맺는말 675
CHAPTER 31 아두이노 클라우드 677
31.1 아두이노 클라우드 678
31.2 장치 추가 681
31.3 사물 구성 686
31.4 스케치 작성 692
31.5 대시보드 구성 698
31.6 오프라인 스케치 작성 707
31.7 맺는말 711
찾아보기 714
책 속으로
아두이노 우노 R3와 R4는 서로 목적이 다른 보드이므로 두 보드의 동거는 오래도록 이어지지 않을까 싶다. 닭 잡는 데 소 잡는 칼을 쓸 필요는 없지 않을까? 아두이노 우노 R3로 될 일을 아두이노 우노 R4로 해결하는 일은 없기를 바라고, 이 책을 통해 해결하고자 하는 문제에 따라 두 보드 중 하나를 선택할 수 있게 된다면 아두이노가 더 재미있어지리라 믿어 의심치 않는다. _xv쪽
아두이노 우노는 ATmega328 마이크로컨트롤러를 사용하여 만들어지기 시작해 R3 버전까지 출시되었고, 2023년 고성능의 RA4M1 마이크로컨트롤러를 사용한 R4 버전이 출시되면서 R3와 R4 버전이 함께 사용되고 있다. 아두이노 우노 R4는 아두이노 우노 R3와 다른 새로운 보드인 것이 사실이다. 하지만 성능 차이를 생각하지 않는다면 두 보드의 형태와 하드웨어 인터페이스가 거의 같아 바꾸어 사용하는 것도 가능하므로 ‘아두이노 우노’라는 이름을 함께 사용하고 있다. _5쪽
아두이노 우노 R4에서만 지원하는 기능도 여러 가지가 있다. 시리얼 통신에서 UART, SPI, I2C 이외에 CAN(Controller Area Network) 통신을 지원하고, ADC 이외에 DAC(Digital Analog Converter) 역시 지원하며, RTC(Real Time Clock)가 포함된 것 등이 추가된 기능에 속한다. 기존 기능의 성능이 개선된 경우도 있으며, ADC와 PWM에서 더 높은 해상도를 사용할 수 있는 것이 대표적이다. 이러한 추가 및 개선 기능은 아두이노 우노 R4에 사용된 RA4M1 마이크로컨트롤러에서 지원하는 기능이라면, 아두이노 우노 R4 와이파이에는 별도의 주변 장치를 추가하여 와이파이 통신과 LED 매트릭스를 사용할 수 있다. _60쪽
아두이노 IDE 2는 첫 번째 정식 버전인 아두이노 IDE 1이 발표된 이후 거의 10년 만에 이루어진 대규모 버전업으로, 이전 버전에 비해 많은 기능이 개선되고 새로운 기능이 추가되었다. 아두이노 IDE 2의 변화 중 외형적으로 가장 큰 변화는 세로 툴바의 추가다. 세로 툴바는 아두이노 IDE를 사용하면서 흔히 사용하는 스케치 관리, 보드 관리, 라이브러리 관리 등의 기능을 별도의 다이얼로그가 아니라 메인 윈도에 통합된 패널을 통해 사용할 수 있도록 해준다. 이 외에 시리얼 모니터가 메인 윈도의 일부로 통합된 것도 아두이노 IDE 2에서 바뀐 부분이다. _99쪽
아두이노 클라우드를 사용하는 전형적인 예는 스마트폰에서 아두이노에 연결된 센서 데이터를 모니터링하거나 스마트폰을 통해 아두이노에 연결된 LED를 원격으로 제어하는 것이다. 그림 31.1은 아두이노에 연결된 온도 센서 데이터를 아두이노 클라우드를 통해 스마트폰에서 확인하는 예라면, 그림 31.2는 아두이노에 연결된 LED를 아두이노 클라우드에 연결된 스마트폰을 통해 제어하는 예에 해당한다. _678쪽
출판사 서평
기존의 아두이노 우노 R3와 비교하여 아두이노 우노 R4를 친절하게 설명하면서
IDE 2.x의 사용법, 아두이노 클라우드까지 다룬다.
AIoT 환경에 맞게 32비트의 고성능 RA4M1 마이크로컨트롤러로 만들어진 새로운 아두이노 우노 R4가 2023년 출시되었다.
이 책은 아두이노 우노 R4를 처음 접하거나 이미 R3를 접해본 사람들에게도 유익한 종합 안내서로서 각 장마다 독립적으로 이루어져 있어서 언제든지 필요한 부분만 떼어서 볼 수 있게 구성되었다. 아두이노 우노 R4의 기본 개념과 R3의 차이점을 쉽게 이해할 수 있도록 설명하고, 다양한 프로젝트 예제를 통해 실습 과정을 제공하며, 특히 실습을 위한 회로 그림과 코드가 잘 정리되어 있어 초보자도 쉽게 따라 할 수 있다.
주요 내용
■ 아두이노와 아두이노 IDE 2
■ 아두이노 우노 R3와 R4
■ 아날로그 및 디지털 데이터 입출력
■ 입출력 장치: 센서, LED 매트릭스, 텍스트 LCD, OLED
■ 시리얼 통신: UART, I2C, SPI, CAN
■ 모터: DC 모터, 서보 모터, 스텝 모터
■ 블루투스 클래식과 저전력 블루투스
■ 와이파이와 아두이노 클라우드
기본정보
ISBN | 9791193926505 |
---|---|
발행(출시)일자 | 2024년 09월 06일 |
쪽수 | 736쪽 |
크기 |
189 * 246
* 39
mm
/ 1518 g
|
총권수 | 1권 |
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초,중,고 학생들에게 아두이노를 가르치고 있는 저는...
학생들의 머릿속에 있는 창의적인 생각들을 표현하는 도구로 아두이노를 잘 사용할 수 있도록 수업을 구성합니다. 그러다 보니 국내에 출판된 왠만한 아두이노 책들은 모두 살펴 봤었는데, 드디어 아두이노 끝판왕 책이 나온 것 같습니다.
기본적인 부품의 이해와 동작원리 설명은 물론, 브레드보드로 구성하는 회로 뿐만 아니라 일반적인 회로도까지 제공하고, 회로 구성시 나올 수 있는 현상과 그 현상에 대한 대응까지 잘 설명해 주고 있습니다.
마이크로프로세서와 마이크로 컨트롤러, 아두이노 R3와 R4, delay 함수와 milis함수, 세그먼트와 LED메트릭스등과 같이 비슷하거나, 대체해서 쓸 수 있는 것들을 비교해서 설명해 놓은 점은 이 책에 장점입니다. 또한 아두이노에서 많이 쓰는 시리얼 통신 4가지( UART/I2C SPI,CAN통신), 모터 3가지(DC모터, 서보모터, 스테핑모터) 모두를 자세히 설명한 책은 그동안 보지 못 했던 것 같은데 이 책에서는 많이 사용되는 것들은 모두 알려주려고 꽉꽉 눌러서 담은게 보입니다.
JPUB 서평 이벤트를 통해 지급 받은 책입니다.
하지만 서평 이벤트가 아니었어도 이 책은 다른 선생님들께도 추천하고 싶은 책 입니다.
"상상을 스케치 하는 아두이노 우노4"
이 책과 함께하면 상상하는 모든 것을 현실로 만들 수 있을 것 같습니다.
*이 책을 학습하고 난 뒤 만들 수 있는 것 :
우리 집 지역 날씨와 집안 온습도 수치를 LCD와 어플에 띄우고 직장에서 확인한 뒤 원격으로 공압모터를 작동시켜 화분에 물을 주는 장치
(아두이노IoT클라우드는 같은 와이파이에 연결할 필요 없이 LTE나 5G 데이터로 외부에서 제어할 수 있음)
각종 모터에 대한 설명이 가장 좋았습니다. 저자의 지난 출판작들에서부터 이어지면서 발전을 거듭한 노련한 설명은 헷갈리기 쉬운 모터별 차이점을 쉽게 이해할 수 있게 해주고, 특히나 전원 인가 방법을 종류별로 설명해주는 부분이 가장 좋았습니다. 아두이노로 모터를 제어하는 프로젝트를 진행하면 반드시 부딪히는 부분이 외부전원 문제이기 때문입니다.
새로운 통신 방법 CAN에 대해서도 잘 나와있습니다. 비록 추가적인 하드웨어가 필요하지만 이론적 이해를 돕는 데는 충분합니다.
MPU6050의 사용 예제도 들어가 있어서 놀랐는데, 가속도, 자이로 센서 종류는 점차 활용 빈도가 많아지고 드론과 로봇 분야 등 훨씬 재밌는 프로젝트로 확장할 수 있어서 배워두면 아주 좋습니다.
R3와 R4를 모두 아우르기 위해 노력한 흔적이 많이 보였습니다. 블루투스 챕터에서도 클래식과 BLE를 함께 다루었고, 빌트인 LED 매트릭스와 외장 LED 매트릭스도 둘 다 다루고 있습니다. 아직 R3 보드를 사용하는 곳에서는 외장 부품을 사용하는 실습이 모두 가능할 것입니다.
따라서 학교 등의 교육 현장에서 교재로 사용하기에도 안성맞춤입니다.
AIoT를 공부하는 사람들에게는 아두이노 자체가 올드하게 느껴질 수 있습니다. R3 보드가 워낙 오래되어서 그 동안 좋은 제품이 많이 나왔기 때문입니다. 하지만 가장 많은 프로젝트 레퍼런스, 가장 적당한 진입장벽, 각종 부품들과 높은 호환성 등 여전히 피지컬 컴퓨팅의 왕좌를 지키고 있습니다. 이 책에서는 와이파이와 아두이노 IoT클라우드를 활용해서 AIoT의 세상으로 가는 방향도 알려주고 있으니 빠르게 변화하는 이 시장을 대비하는 징검다리 역할을 기대할 수 있습니다.
또한 저자분도 C언어 책이나 아두이노 책 집필하셨던 분이라 신뢰를 가지고 읽어볼 수 있었던 것 같습니다.
또한 기초적인 부분도 탄탄하지만 아두이노를 다루는 것에 있어 기초적인 코딩과 확장성을 위한 센서들에 대한 설명들까지 정말 다방면에 있어 세세하게 나눠서 잘 알려주고 있습니다.
그리고 코딩함에 있어 다른 책들은 코딩에 대한 설명이 거의 없이 통으로 예시만 주고 넘어가는 경우도 많지만, 이 책에서는 사전 설명, 주석을 통한 설명, 코드 제시 이후 추가적인 설명을 통해서 이해하기 쉽게 잘 설명해주고 있습니다. 덕분에 포기하지 않고 끝까지 잘 읽을 수 있었던 것 같습니다.
그래서 그런지 약 720페이지 정도로 정말 양이 많습니다. 책 가격이 4만원 정도이길래 약간 비싼건 아닌가 싶었지만 앞서 적은 책의 디테일함과 알찬 내용들 그리고 분량들을 생각하면 4만원이라는 돈이 비싸다고 느껴지지 않았습니다.
아두이노를 처음 시작하시는 분들 혹은 R4에 대해서 배우고 싶으신 분들은 꼭 읽어보는 것이 좋을 것 같습니다.
일단은 책이 어딴 느낌인가 하면 아두이노라는 어떻게 보면 한 주제를 다루고 있지만 그 안에서도 내용이 굉장히 많고, 챕터가 많지만 챕터 자체가 길지 않고 간략하게 소개된 느낌이 있다. 챕터 구성은 병렬적으로 되어있기보단 기본으로 시작해서 클라우드 소개 정도까지 구성이 잘 되어있는 편이다. 그래서 레퍼런스로 보기에도 괜찮지만 순차적으로 따라가기에도 좋다고 본다.
나는 이걸 종이책으로 보긴 했는데, 개인적으로 전자책으로 보면 더 좋을 책이라고 생각한다. 책이 워낙 두껍고 챕터가 많다보니 인덱스로 찾을 수 있는 전자책이 편해보인다.
사실 책을 보고 하는 실습은 정보가 생략되어있거나 해서 바로 따라하기가 어려운 경우도 많았는데 사진과 코드가 생략 없이 하나하나 큼직하게 나와있아서 좋은 것 같다. 환경 세팅이나 부품에 대한 부분도 나와있어서 편리했다. 챕터가 시작할 때 이런 부분들이 나와있다.
단점이라 하면 책이 두껍고, 뭔가 하나의 목표를 향해 달려가는 게 아니다보니, 개인이 혼자 저 책 하나만 보고 처음부터 끝까지 다 보겠다 하면 좀 재미가 없을 수도 있을 것 같다. 스터디에서 쓰거나 강의용 교재로 쓰기엔 상당히 좋을 것 같다. 만약 본인이 강사라면 강의 구성을 위해 참고하거나 연구하기에도 쓰기 좋은 책이라고 생각한다.
어느 정도 아두이노는 해보았지만 함수만 대충 알거나 배경지식 없이 프로젝트로 코드만 사용해봤던 사용자들에게도 추천합니다.
기초가 되는 정보부터 설명해줍니다.
단순 어떤 함수를 사용해야 한다는게 아니라, 왜 이 함수를 사용하는지에 대한 내용으로 풀어나가는 책입니다.
제대로 읽고 여러 예제와 본인만의 프로젝트를 하게 된다면, 아두이노를 잘 하는 사람으로 거듭날 수 있을 것 같습니다.
R4를 중심으로 다루고 있지만, R3와의 차이점도 충분히 설명하고 있습니다. 예를 들어, 시리얼 함수의 경우 각 중요 함수와 다양한 예제, 마지막에 종합 예제까지 단계별로 구성되어 있어 충분히 학습할 수 있도록 돕고 있습니다.
다른 단원들도 마찬가지로 구성되어 있으며, 특히 블루투스와 저전력 BLE를 나누어 설명한 부분이 인상적이었습니다.
44,000원에 700여 페이지로 구성된 이 책은 아두이노에 대한 다양한 그림 예제와 배선도를 통해, 글만으로는 이해하기 어려운 부분을 보충 설명해 주고 있습니다.
특히, 중요한 R3와 R4는 5V 전압으로 작동하지만, 데이터 핀의 출력 가능 전류는 차이가 크다는 점도 설명해 주고 있습니다. 이를 어떻게 해결할 수 있는지도 다루고 있어 전기 및 전자 기초가 부족한 사람들도 그림을 참고하여 쉽게 검색하거나 질문할 수 있도록 구성되어 있다는 점이 좋았습니다.
마지막으로 지인이 R4 보드를 시작으로 아두이노를 시작한다면 위 책을 적극 추천 하겠습니다.