아두이노와 블루투스를 활용한 스크래치 제어

 책은 앞서 출간된“스크래치로 제어하는 아두이노”의 내용을 수정 보완하고, 블루투스 기반의 무선제어가 가능하도록 내용을 추가하여 확대한 것이다. S4A는 아두이노 보드가 USB케이블로 연결된 상태로 사용하는 환경적 제약이 있다. 그래서 블루투스 통신을 활용하여 무선으로 S4A와 아두이노 보드를 연결함으로써 더 다양한 응용을 해볼 수 있도록 구성하였다. 특히 로봇과 같이 이동하는 제어 대상을 구현하는데 큰 장점이 있다.

스크래치(Scratch)는 미국 MIT에서 초보자들의 알고리즘 교육을 위하여 개발된 것으로 다양한 아이디어를 애니메이션, 게임, 음악과 춤, 스토리 등으로 쉽게 제작하고 공유할 수 있게 되어 있으며, 프로그램을 창의력을 기반으로 레고블록의 조립처럼 쉽고 직관적으로 할 수 있도록 만들어져 있다.

S4A는“아두이노를 위한 스크래치(Scratch for Arduino)”라는 의미로 스크래치에서 아두이노를 간단하게 제어할 수 있는 도구로, 스크래치만으로는 다룰 수 없는 LED, 스위치, 센서와 모터 등을 PC 밖에서 실제적인 하드웨어적 동작을 쉽게 구현할 수 있는 아두이노를 결합하여 사용할 수 있도록 한 것이다. 스크래치의 기능과 하드웨어 구성이 쉬운 아두이노의 장점을 결합한 것이다.

이 책에서는 스크래치에서 아두이노 보드를 통하여 LED의 불을 켜거나 끄고, 모터를 제어하며, 스위치나 가변저항, 센서 등의 입력을 받아 다양한 기능의 제어가 가능하도록 예제를 중심으로 구성하였다. 특히 8장에서는 스크래치의 장점인 플래시 기능과 아두이노의 기능을 결합하여 활용할 수 있도록 하였다.

또한 S4A를 사용한 아두이노 제어에서 좀 더 많은 하드웨어 기능을 다루기 원하는 사람들을 위하여 S4A와 같이 아두이노 보드를 블록명령으로 제어하면서 다양한 기능을 사용할 수 있는 아두블록(ArduBlock)을 소개하고 S4A에서의 확장이 쉽도록 소개하였다.

아두블록은 스크래치와 같이 블록명령으로 아두이노를 프로그래밍 할 수 있는 도구로 S4A가 스크래치에서 아두이노 보드를 통신을 통하여 제어하는 방식이라면, 아두블록은 아두이노 개발환경에서 아두블록 툴(tool)을 설치하고 그 기능을 활용하여 프로그래밍 하는 방식이다.
아두이노 보드를 처음 다루어 보는 사용자나 8장에서처럼 스크래치의 플래시 기능 등과 연동하여 사용하는 경우에는 S4A가 유용하지만 아두이노 보드를 사용하여 좀 더 다양한 제어를 원한다면 아두블록을 활용하는데 도움이 되길 바란다.

이 책의 모든 내용은 선덕고등학교 아두이노동아리(AIS)에서 S4A로 여러 가지 프로젝트를 수행하며 다룬 예제를 바탕으로 제작되었다. 아울러 (주)글로벌이링크 이진우 사장님의 적극적인 배려로 기존의 아두이노 쉴드나 모듈들을 S4A에서 활용 가능하도록 제작하여 주신 것에 감사한다.

이 책의 모든 예제는 네이버 카페인‘공돌이월드(http://cafe.naver.com/gongdoriworld)’의 자료실에서 제공받을 수 있다.

지은이 : 조도현 
-공학박사
-현재) 인하공업전문대학 디지털전자과 교수

 

Chapter1 스크래치 사용법과 아두이노
1. 스크래치(Scratch)
2. 아두이노(Arduino)
3. 스크래치로 아두이노 제어하기(S4A : Scratch for Arduino)
4. 아두이노를 위한 스크래치(S4A)의 설치
5. S4A 개발환경과 아두이노 보드
6. S4A에서 아두이노 보드 동작 확인
7. 아두이노 보드 실습을 위한 베이스보드

Chapter2 스크래치로 LED 제어
1. 아두이노 보드에 연결된 LED의 불을 켜고 끄기
2. 같은 동작을 반복적으로 실행하기
3. 2개 이상의 디지털 출력을 내보내기

Chapter3 스위치를 사용한 LED 제어
1. 버튼 스위치로 입력 받기
2. 조건에 따라 동작을 수행하기

Chapter4 아날로그 신호 입력
1. 아날로그 신호
2. 가변 저항으로 아날로그 입력 받기
3. 조건에 따라 동작을 수행하기

Chapter5 아날로그 센서 입력
1. 센서
2. 빛 감지 센서 활용
3. 백분율 변환
4. 온도 센서

Chapter6 아날로그 신호 출력
1. 아날로그 신호 출력
2. 변수 사용

Chapter7 스크래치로 모터 제어
1. 모터 활용
2. 직류모터 드라이버
3. S4A에서 직류모터 제어

Chapter8 스크래치 게임 만들기 응용
1. 아두이노 보드로 스크래치 게임하기

Chapter9 스크래치 블루투스 무선 제어
1. 블루투스 활용
2. S4A를 블루투스 통신으로 제어하기
3. 블루투스 모듈
4. 아두이노 보드와 블루투스 모듈의 연결

Chapter10 블루투스를 이용한 로봇 제어
1. 블루투스로 직류모터 회전제어
2. 2바퀴 로봇자동차 제작
3. 2바퀴 로봇자동차의 회로연결

Chapter11 S4A와 아두블록(ArduBlock)
1. 아두블록(ArduBlock)과 S4A
2. ArduBlock 프로그램 설치
3. S4A와 아두블록(ArduBlock)의 블록명령
4. 아두블록(ArduBlock)의 프로그래밍

Chapter12 S4A 예제 vs 아두블록 예제
1. 반복과 디지털로 출력하기
2. 판단과 디지털 입력 받기
3. 아날로그 입력 받기
4. 입력의 연산과 비교
5. 변수의 사용
6. 아날로그 출력
7. 피에조 사용

Appendix A 아두이노 개발환경 설치하기
1. 아두이노 개발환경(IDE)
2. 개발환경 설치
3. 아두이노 UNO 보드 연결
4. 아두이노 개발환경에서 S4A 펌웨어 설치

Appendix B 블루투스 모듈 연결
1. 블루투스 모듈 설정
2. S4A에서 블루투스를 사용하기 위한 연결
3. PC에 블루투스 동글 설치하기
4. S4A에서 블루투스로 아두이노 보드와 연결하기
5. S4A에서 블루투스 쉴드 사용하기

Appendix C 아두이노 보드와 베이스 보드