팅커캐드 아두이노 (전기 전자 소프트웨어 개발의 시작과 활용)

최훈

교수
충북대학교대학원전자공학석사,동대학원전자공학박사,LG반도체(주)연구원,한국표준과학연구원Post-Doc현)동의대학교전자공학과교수,주요연구분야:디지털신호처리,계측신호처리,신호처리응용,디지털시스템설계(HDL)

〈1장〉전기의기본개념과팅커캐드

1-1전기란무엇인가?

1-2전기의기본개념
전압(voltage)
전류(current)
저항(resistance)
전기가흐르는전구
1-3전자회로의기초
전자회로와회로도
닫힌회로와열린회로
직렬회로와병렬회로
부품기준지정문자

체험활동①팅커캐드를이용하여회로작성하기
1-1팅커캐드시작하기
팅커캐드접속하기
계정유형및계정생성방법선택하기
계정생성을위한기본정보작성하기
계정생성완료및로그인하기
1-2팅커캐드사용하기
회로만들기의시작
회로화면에서새회로만들기
회로부품을선택
작업판에배치하기
회로부품의회전및대칭하기
회로부품들을도선으로연결하기
도선의색상바꾸기
작성한전자회로의동작확인하기

〈2장〉전압과전류의표현및측정

2-1전압의표현방법
두지점사이에서전기에너지의상대적인차이인전압
크기와방향을갖는
2-2전류의표현방법
전기에너지가높은곳에서낮은곳으로흐르는전류
크기와방향을갖는전류

체험활동①전압과전류측정하기
1-1전압과전류를측정하는멀티미터
팅커캐드의멀티미터
멀티미터의측정모드를선택하는방법
전압을측정하기위한멀티미터의병렬연결
전류를측정하기위한멀티미터의직렬연결
1-2회로의전압과전류측정하기
전구에걸리는전압측정하기
회로에흐르는전류측정하기

〈3장〉저항과옴의법칙

3-1저항과저항기
전류의흐름을방해하는저항
탄소피막저항
3-2옴의법칙
3-3저항의직렬연결과병렬연결
저항의직렬연결
저항의병렬연결
3-4저항에서소비되는전력
전력이란?
공급전력과소비전력

체험활동①옴의법칙이해하기
1-1전원공급장치
전기에너지를공급하는전원공급장치
전원공급장치의정전압모드와정전류모드
1-2전압과전류의측정으로옴의법칙이해하기
간단한저항회로구성
전압및전류측정

체험활동②직렬및병렬연결된저항회로의이해
2-1직렬로연결된저항회로
직렬저항회로구성하기
시뮬레이션으로직렬연결된저항의전압-전류특성확인하기
2-2병렬로연결된저항회로
병렬저항회로구성하기
시뮬레이션으로병렬저항회로에서전압-전류특성확인하기

〈4장〉에너지를저장하는커패시터와인덕터

4-1커패시터란어떤부품인가?
커패시터
전해커패시터와세라믹커패시터
커패시터에서전기에너지를저장하는원리
커패시터의충전과방전
디바운스회로
4-2인덕터란어떤부품인가?
인덕터
인덕터의동작

체험활동①커패시터의동작이해
1-1커패시터의동작확인을위한회로구성
1-2커패시터의충전동작확인하기
1-3커패시터의방전동작확인하기

체험활동②인덕터의동작이해
2-1인덕터의동작확인을위한회로구성
2-2인덕터의동작확인

〈5장〉다이오드와트랜지스터

5-1반도체란?
5-2다이오드란어떤부품인가?
다이오드의바이어스
다이오드의종류
5-3트랜지스터란어떤부품인가?
트랜지스터
트랜지스터의기본동작
트랜지스터를활용한스위칭회로

체험활동①다이오드의기본동작이해
1-1다이오드의순방향바이어스
1-2다이오드의역방향바이어스

체험활동②다이오드정류회로의동작이해
2-1원하는형태의전압신호를만드는함수생성기
2-2시간에대한신호의변화를화면에출력하는오실로스코프
2-3다이오드정류회로의동작
다이오드반파정류회로의구성
다이오드반파정류회로의동작

체험활동③LED의동작이해
3-1LED의기본동작
LED동작확인을위한회로구성
LED의동작

체험활동④트랜지스터스위칭회로의동작이해
4-1트랜지스터의스위칭동작
트랜지스터스위칭회로의구성
트랜지스터스위칭회로의동작

〈6장〉아두이노시작하기

6-1아두이노란?
아두이노보드
소프트웨어개발환경
아두이노통합개발환경사용하기
6-2팅커캐드의아두이노시뮬레이터

체험활동①아두이노시뮬레이터사용하기
1-1아두이노시뮬레이터

체험활동②브레드보드사용하기
2-1브레드보드
2-2브레드보드를이용한회로구성

〈7장〉아날로그신호와디지털신호

7-1신호란?
신호의기본개념
직류신호와교류신호
7-2아날로그신호와디지털신호

〈8장〉디지털데이터입출력

8-1아두이노의데이터입출력
디지털출력함수의사용방법
디지털입력함수의사용방법
8-2디지털입력을위한풀업저항과풀다운저항
풀업저항
풀다운저항
내부풀업저항

체험활동①Blink예제이해하기
1-1스케치의기본구성과내용

체험활동②시리얼모니터사용하기
2-1아두이노의시리얼모니터
2-2시리얼모니터의사용방법
시리얼통신을위한초기화작업
시리얼모니터를이용한데이터출력
시리얼모니터를이용한데이터입력

체험활동③LED신호등만들기
3-1신호등을위한LED와저항
3-2LED신호등

체험활동④푸시버튼을이용한디지털카운터만들기
4-1디지털데이터입력을위한푸시버튼
4-2디지털카운터만들기

〈9장〉아날로그데이터입출력

9-1아두이노의아날로그데이터입출력
9-2아날로그입력을위한아날로그-디지털변환기
아날로그-디지털변환기
아날로그입력함수의사용방법
아날로그데이터입력의정확도를높이기위한AREF핀의사용
9-3아날로그출력을위한펄스폭변조
펄스폭변조
아날로그출력함수의사용방법
아날로그입력범위와출력범위맞추기

체험활동①LED의밝기조절하기
1-1PWM출력을이용한LED밝기조절

체험활동②가변저항으로LED밝기조절하기
2-1가변저항
2-2가변저항을이용한LED밝기조절

체험활동③RGBLED를이용한무지개조명만들기
3-1가산혼합원리를이용하는RGBLED
가산혼합원리
RGBLED
3-2RGBLED를이용한무지개조명

〈10장〉함수와라이브러리

10-1아두이노함수
아두이노의내장함수
아두이노의사용자함수
10-2아두이노라이브러리

체험활동①서보모터제어하기
1-1서보모터
서보모터의동작원리
서보모터라이브러리
1-2서보모터제어

체험활동②키패드사용하기
2-1키패드
키패드의동작원리
키패드라이브러리
2-2키패드를사용하여입력받기
〈11장〉7-세그먼트디스플레이
11-17-세그먼트디스플레이287
11-27-세그먼트디코더290

체험활동①7-세그먼트에0부터9까지숫자표시하기
1-1아두이노출력으로
7-세그먼트직접제어하기294
1-2CD4511을사용하여
7-세그먼트제어하기299

체험활동②7-세그먼트를이용한디지털카운터만들기
2-17-세그먼트를이용한디지털카운터
〈12장〉텍스트LCD
12-1일반LCD16X2
12-2I2C방식의텍스트LCD
12-3LCD의CG-ROM과CG-RAM
12-4텍스트LCD라이브러리와멤버함수

체험활동①텍스트LCD의종류별라이브러리사용방법
1-1일반LCD16X2와LiquidCristal라이브러리
1-2I2C방식의LCD(MCP23008)와Adafruit_LiquidCrystal라이브러리
1-3I2C방식의LCD(PCF8574)와LiquidCrystal_I2C라이브러리

체험활동②텍스트LCD의기본동작제어하기
2-1LCD의기본동작확인을위한회로준비
2-2멤버함수를사용한LCD의
기본동작제어
clear()함수,setCursor()함수
cursor()/noCursor()함수,home()함수
blink()/noBlink()함수
display()/noDisplay()함수
scrollDisplayLeft()/scrollDisplayRight()함수
autoscroll()/noAutoscroll함수
leftToRight()/rightToLeft()함수

체험활동③텍스트LCD에사용자정의문자출력하기
3-1사용자정의문자출력

〈13장〉다양한센서사용하기

13-1팅커캐드의다양한센서

체험활동①기울기센서를이용한기울기감지시스템만들기
1-1기울기센서
1-2기울기감지시스템

체험활동②토양수분센서를이용한스마트화분만들기
2-1토양수분센서
2-2스마트화분

체험활동③포토레지스터로스마트가로등만들기
3-1포토레지스터
3-2스마트가로등

체험활동④PIR센서로침입감지시스템만들기
4-1PIR센서
4-2침입감지시스템

체험활동⑤힘센서를이용한압력측정시스템만들기
5-1힘센서
5-2압력측정시스템

체험활동⑥가스센서를이용한가스누출경보기만들기
6-1가스센서
6-2가스누출경보기

체험활동⑦온도센서로디지털온도계만들기
7-1온도센서
7-2디지털온도계

체험활동⑧휨센서를이용한가위-바위-보인식시스템만들기
8-1휨센서
8-2가위-바위-보인식시스템

체험활동⑨초음파센서를이용한거리측정시스템만들기
9-1초음파센서
9-2초음파거리측정시스템

〈14장〉다양한출력장치사용하기

14-1팅커캐드의다양한출력장치

체험활동①네오픽셀조명만들기
1-1네오픽셀
1-2네오픽셀조명만들기

체험활동②진동모터를이용한카페진동벨만들기
2-1진동모터
2-2카페진동벨만들기

체험활동③DC모터를이용하는RC카조종하기
3-1DC모터와하비기어모터
3-2RC카조종하기

체험활동④피에조버저로멜로디연주하기
4-1피에조버저
4-2피에조버저를이용한멜로디연주
음계정의부분
멜로디작성부분
음표및쉼표의길이를설정하는부분
연주하는부분

〈15장〉기타장치사용하기