전기 전자 공학 전공자가 알아야 할 필수 아두이노 지식 | LED깜빡이기 코드 | 온도센서를 이용한 실시간 데이터 측정 코드|

1. 아두이노란?

아두이노(Arduino)는 마이크로컨트롤러 기반의 오픈소스 전자 플랫폼으로, 초보자부터 전문가까지 쉽게 프로그래밍하고 하드웨어를 제어할 수 있도록 설계된 개발 도구다. 전기·전자 전공자뿐만 아니라 취미로 전자 회로를 다루는 사람들에게도 필수적인 도구로 자리 잡고 있다.

2. 아두이노를 활용한 회로 설계의 기본

아두이노를 활용한 회로 설계를 위해서는 다음과 같은 기초 개념을 이해해야 한다.

• 전압과 전류: 아두이노 보드는 일반적으로 5V 또는 3.3V로 동작하며, 각 핀의 최대 출력 전류를 고려해야 한다.
• 입력과 출력(I/O) 핀: 디지털 신호와 아날로그 신호를 처리할 수 있는 핀을 활용하여 센서 및 액추에이터를 연결할 수 있다.
• 저항과 전원 공급: LED, 모터, 센서 등의 부품을 사용할 때 적절한 저항을 배치하여 전압과 전류를 조절해야 한다.

3. 아두이노를 활용한 기본 프로젝트

초보자도 쉽게 따라 할 수 있는 몇 가지 대표적인 프로젝트를 소개한다.

1) LED 깜빡이기 (Hello World 프로젝트)

필요한 부품: 아두이노 보드, LED, 220Ω 저항, 브레드보드, 점퍼 와이어 코드 예제:

void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(13, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(13, LOW);
  delay(1000);
}

이 프로젝트는 아두이노의 디지털 출력 핀을 활용하여 LED를 1초 간격으로 깜빡이게 한다.

2) 온도 센서를 이용한 실시간 데이터 측정

필요한 부품: 아두이노 보드, LM35 온도 센서, 저항 코드 예제:

int sensorPin = A0;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int sensorValue = analogRead(sensorPin);
  float voltage = sensorValue * (5.0 / 1023.0);
  float temperature = voltage * 100.0;
  Serial.println(temperature);
  delay(1000);
}

이 코드를 실행하면 시리얼 모니터에서 실시간으로 온도를 확인할 수 있다.

4. 아두이노 회로 설계 시 주의할 점

• 전류 과부하 방지: LED나 모터를 직접 연결하면 아두이노 보드가 손상될 수 있으므로 적절한 저항과 트랜지스터를 사용해야 한다.
• 안정적인 전원 공급: 배터리나 외부 전원 어댑터를 사용할 때 전압 조절을 철저히 해야 한다.
• 회로 단락(쇼트) 방지: 브레드보드와 점퍼 와이어를 사용할 때 부품 간 연결이 올바르게 되었는지 반드시 확인해야 한다.

5. 아두이노와 PCB 설계

아두이노를 이용한 실험이 끝난 후, 보다 전문적인 프로젝트를 진행하고 싶다면 PCB(Printed Circuit Board) 설계를 고려할 수 있다.

• Fritzing, KiCad, Eagle과 같은 PCB 설계 소프트웨어를 활용하면 직접 PCB를 설계하고 제작할 수 있다.
• 프로토타입 제작 후 PCB로 회로를 구성하면 보다 안정적이고 효율적인 전자 제품을 개발할 수 있다.

6. 결론

아두이노는 전기·전자 전공자가 실무에서 회로 설계를 배우고, 프로젝트를 진행하는 데 필수적인 도구다. 기초 회로 설계 개념을 익힌 후, 간단한 프로젝트부터 시작하여 실력을 키워나가면 보다 복잡한 시스템 개발에도 도전할 수 있다. 아두이노를 활용하여 창의적인 프로젝트를 시도해 보자!