키트 없이 배우는 Iot 사물 인터넷과 인공지능의 시작, 전기 전자 소프트웨어 개발을 위한 팅커캐드 & 아두이노
팅커캐드 환경에서 비전공자나 입문자가 아두이노를 활용하는 데 필요한 전자 회로와 프로그래밍에 대한 기본 개념의 이해를 높이고 다양한 체험 실습 활동 예제를 통해 프로젝트를 활용하는 방법을 학습할 수 있다. 별도의 키트 없이 팅커캐드를 이용하여 실습하면서 Iot 사물 인터넷과 인공지능의 작동 원리를 이해하고, 전자 회로의 기본 원리 및 동작, 그리고 흥미롭고 다양한 프로젝트를 통해 전자 부품 및 전자 회로와 아두이노 활용 방법을 배울 수 있다. 부록으로 아두이노 프로그래밍을 위한 팁과 프로그래밍을 위한 기초 C, C++ 문법을 제공한다.
목차
〈1장〉 전기의 기본 개념과 팅커캐드
1-1 전기란 무엇인가?
1-2 전기의 기본 개념 전압(voltage) 전류(current) 저항(resistance) 전기가 흐르는 전구 1-3 전자 회로의 기초 전자 회로와 회로도 닫힌 회로와 열린 회로 직렬 회로와 병렬 회로 부품 기준 지정 문자
체험활동 ① 팅커캐드를 이용하여 회로 작성하기 1-1 팅커캐드 시작하기 팅커캐드 접속하기 계정 유형 및 계정 생성 방법 선택하기 계정 생성을 위한 기본 정보 작성하기 계정 생성 완료 및 로그인하기 1-2 팅커캐드 사용하기 회로 만들기의 시작 회로 화면에서 새 회로 만들기 회로 부품을 선택 작업판에 배치하기 회로 부품의 회전 및 대칭하기 회로 부품들을 도선으로 연결하기 도선의 색상 바꾸기 작성한 전자 회로의 동작 확인하기
〈2장〉 전압과 전류의 표현 및 측정
2-1 전압의 표현 방법 두 지점 사이에서 전기 에너지의 상대적인 차이인 전압 크기와 방향을 갖는 2-2 전류의 표현 방법 전기 에너지가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 전류 크기와 방향을 갖는 전류
체험활동 ① 전압과 전류 측정하기 1-1 전압과 전류를 측정하는 멀티미터 팅커캐드의 멀티미터 멀티미터의 측정 모드를 선택하는 방법 전압을 측정하기 위한 멀티미터의 병렬연결 전류를 측정하기 위한 멀티미터의 직렬연결 1-2 회로의 전압과 전류 측정하기 전구에 걸리는 전압 측정하기 회로에 흐르는 전류 측정하기
〈3장〉 저항과 옴의 법칙
3-1 저항과 저항기 전류의 흐름을 방해하는 저항 탄소 피막 저항 3-2 옴의 법칙 3-3 저항의 직렬연결과 병렬연결 저항의 직렬연결 저항의 병렬연결 3-4 저항에서 소비되는 전력 전력이란? 공급전력과 소비전력
체험활동 ① 옴의 법칙 이해하기 1-1 전원 공급 장치 전기 에너지를 공급하는 전원 공급 장치 전원 공급 장치의 정전압 모드와 정전류 모드 1-2 전압과 전류의 측정으로 옴의 법칙 이해하기 간단한 저항회로 구성 전압 및 전류 측정
체험활동 ② 직렬 및 병렬 연결된 저항 회로의 이해 2-1 직렬로 연결된 저항 회로 직렬 저항 회로 구성하기 시뮬레이션으로 직렬연결된 저항의 전압-전류 특성 확인하기 2-2 병렬로 연결된 저항 회로 병렬 저항 회로 구성하기 시뮬레이션으로 병렬 저항 회로에서 전압-전류 특성 확인하기
〈4장〉 에너지를 저장하는 커패시터와 인덕터
4-1 커패시터란 어떤 부품인가? 커패시터 전해 커패시터와 세라믹 커패시터 커패시터에서 전기 에너지를 저장하는 원리 커패시터의 충전과 방전 디바운스 회로 4-2 인덕터란 어떤 부품인가? 인덕터 인덕터의 동작
체험활동 ① 커패시터의 동작 이해 1-1 커패시터의 동작 확인을 위한 회로 구성 1-2 커패시터의 충전 동작 확인하기 1-3 커패시터의 방전 동작 확인하기
체험활동 ② 인덕터의 동작 이해 2-1 인덕터의 동작 확인을 위한 회로 구성 2-2 인덕터의 동작 확인
〈5장〉 다이오드와 트랜지스터
5-1 반도체란? 5-2 다이오드란 어떤 부품인가? 다이오드의 바이어스 다이오드의 종류 5-3 트랜지스터란 어떤 부품인가? 트랜지스터 트랜지스터의 기본 동작 트랜지스터를 활용한 스위칭 회로
체험활동 ① 다이오드의 기본 동작 이해 1-1 다이오드의 순방향 바이어스 1-2 다이오드의 역방향 바이어스
체험활동 ② 다이오드 정류회로의 동작 이해 2-1 원하는 형태의 전압 신호를 만드는 함수 생성기 2-2 시간에 대한 신호의 변화를 화면에 출력하는 오실로스코프 2-3 다이오드 정류회로의 동작 다이오드 반파 정류회로의 구성 다이오드 반파 정류회로의 동작
체험활동 ③ LED의 동작 이해 3-1 LED의 기본 동작 LED 동작 확인을 위한 회로 구성 LED의 동작
체험활동 ④ 트랜지스터 스위칭 회로의 동작 이해 4-1 트랜지스터의 스위칭 동작 트랜지스터 스위칭 회로의 구성 트랜지스터 스위칭 회로의 동작
〈6장〉 아두이노 시작하기
6-1 아두이노란? 아두이노 보드 소프트웨어 개발 환경 아두이노 통합개발환경 사용하기 6-2 팅커캐드의 아두이노 시뮬레이터
체험활동 ① 아두이노 시뮬레이터 사용하기 1-1 아두이노 시뮬레이터
체험활동 ② 브레드보드 사용하기 2-1 브레드보드 2-2 브레드보드를 이용한 회로 구성
〈7장〉 아날로그 신호와 디지털 신호
7-1 신호란? 신호의 기본 개념 직류 신호와 교류 신호 7-2 아날로그 신호와 디지털 신호
〈8장〉 디지털 데이터 입출력
8-1 아두이노의 데이터 입출력 디지털 출력 함수의 사용 방법 디지털 입력 함수의 사용 방법 8-2 디지털 입력을 위한 풀업 저항과 풀다운 저항 풀업 저항 풀다운 저항 내부 풀업 저항
체험활동 ① Blink 예제 이해하기 1-1 스케치의 기본 구성과 내용
체험활동 ② 시리얼 모니터 사용하기 2-1 아두이노의 시리얼 모니터 2-2 시리얼 모니터의 사용 방법 시리얼 통신을 위한 초기화 작업 시리얼 모니터를 이용한 데이터 출력 시리얼 모니터를 이용한 데이터 입력
체험활동 ③ LED 신호등 만들기 3-1 신호등을 위한 LED와 저항 3-2 LED 신호등
체험활동 ④ 푸시 버튼을 이용한 디지털 카운터 만들기 4-1 디지털 데이터 입력을 위한 푸시 버튼 4-2 디지털 카운터 만들기
〈9장〉 아날로그 데이터 입출력
9-1 아두이노의 아날로그 데이터 입출력 9-2 아날로그 입력을 위한 아날로그-디지털 변환기 아날로그-디지털 변환기 아날로그 입력 함수의 사용 방법 아날로그 데이터 입력의 정확도를 높이기 위한 AREF 핀의 사용 9-3 아날로그 출력을 위한 펄스 폭 변조 펄스 폭 변조 아날로그 출력 함수의 사용 방법 아날로그 입력 범위와 출력 범위 맞추기
체험활동 ① LED의 밝기 조절하기 1-1 PWM 출력을 이용한 LED 밝기 조절
체험활동 ② 가변 저항으로 LED 밝기 조절하기 2-1 가변 저항 2-2 가변 저항을 이용한 LED 밝기 조절
체험활동 ③ RGB LED를 이용한 무지개 조명 만들기 3-1 가산 혼합 원리를 이용하는 RGB LED 가산 혼합 원리 RGB LED 3-2 RGB LED를 이용한 무지개 조명
〈10장〉 함수와 라이브러리
10-1 아두이노 함수 아두이노의 내장 함수 아두이노의 사용자 함수 10-2 아두이노 라이브러리
체험활동 ① 서보 모터 제어하기 1-1 서보 모터 서보 모터의 동작 원리 서보 모터 라이브러리 1-2 서보 모터 제어
체험활동 ② 키패드 사용하기 2-1 키패드 키패드의 동작 원리 키패드 라이브러리 2-2 키패드를 사용하여 입력 받기 〈11장〉 7-세그먼트 디스플레이 11-1 7-세그먼트 디스플레이 287 11-2 7-세그먼트 디코더 290
체험활동 ① 7-세그먼트에 0부터 9까지 숫자 표시하기 1-1 아두이노 출력으로 7-세그먼트 직접 제어하기 294 1-2 CD4511을 사용하여 7-세그먼트 제어하기 299
체험활동 ② 7-세그먼트를 이용한 디지털 카운터 만들기 2-1 7-세그먼트를 이용한 디지털 카운터 〈12장〉 텍스트 LCD 12-1 일반 LCD 16 X 2 12-2 I2C 방식의 텍스트 LCD 12-3 LCD의 CG-ROM과 CG-RAM 12-4 텍스트 LCD 라이브러리와 멤버 함수
체험활동 ① 텍스트 LCD의 종류별 라이브러리 사용 방법 1-1 일반 LCD 16 X 2와 LiquidCristal 라이브러리 1-2 I2C 방식의 LCD(MCP23008)와 Adafruit_LiquidCrystal 라이브러리 1-3 I2C 방식의 LCD(PCF8574)와 LiquidCrystal_I2C 라이브러리
체험활동 ② 텍스트 LCD의 기본 동작 제어하기 2-1 LCD의 기본 동작 확인을 위한 회로 준비 2-2 멤버 함수를 사용한 LCD의 기본 동작 제어 clear() 함수, setCursor() 함수 cursor() / noCursor() 함수, home( ) 함수 blink() / noBlink() 함수 display() / noDisplay() 함수 scrollDisplayLeft() / scrollDisplayRight() 함수 autoscroll() / noAutoscroll 함수 leftToRight() / rightToLeft() 함수
체험활동 ③ 텍스트 LCD에 사용자 정의 문자 출력하기 3-1 사용자 정의 문자 출력
〈13장〉 다양한 센서 사용하기
13-1 팅커캐드의 다양한 센서
체험활동 ① 기울기 센서를 이용한 기울기 감지 시스템 만들기 1-1 기울기 센서 1-2 기울기 감지 시스템
체험활동 ② 토양 수분 센서를 이용한 스마트 화분 만들기 2-1 토양 수분 센서 2-2 스마트 화분
체험활동 ③ 포토 레지스터로 스마트 가로등 만들기 3-1 포토 레지스터 3-2 스마트 가로등
체험활동 ④ PIR 센서로 침입 감지 시스템 만들기 4-1 PIR 센서 4-2 침입 감지 시스템
체험활동 ⑤ 힘 센서를 이용한 압력 측정 시스템 만들기 5-1 힘 센서 5-2 압력 측정 시스템
체험활동 ⑥ 가스 센서를 이용한 가스 누출 경보기 만들기 6-1 가스 센서 6-2 가스 누출 경보기
체험활동 ⑦ 온도 센서로 디지털 온도계 만들기 7-1 온도 센서 7-2 디지털 온도계
체험활동 ⑧ 휨 센서를 이용한 가위-바위-보 인식 시스템 만들기 8-1 휨 센서 8-2 가위-바위-보 인식 시스템
체험활동 ⑨ 초음파 센서를 이용한 거리 측정 시스템 만들기 9-1 초음파 센서 9-2 초음파 거리 측정 시스템
〈14장〉 다양한 출력 장치 사용하기
14-1 팅커캐드의 다양한 출력 장치
체험활동 ① 네오픽셀 조명 만들기 1-1 네오픽셀 1-2 네오픽셀 조명 만들기
체험활동 ② 진동 모터를 이용한 카페 진동벨 만들기 2-1 진동 모터 2-2 카페 진동벨 만들기
체험활동 ③ DC 모터를 이용하는 RC카 조종하기 3-1 DC 모터와 하비 기어 모터 3-2 RC카 조종하기
체험활동 ④ 피에조 버저로 멜로디 연주하기 4-1 피에조 버저 4-2 피에조 버저를 이용한 멜로디 연주 음계 정의 부분 멜로디 작성 부분 음표 및 쉼표의 길이를 설정하는 부분 연주하는 부분
〈15장〉 기타 장치 사용하기
15-1 기타 장치들
체험활동 ① 릴레이 사용하기 1-1 릴레이 1-2 릴레이를 이용한 전구 제어
체험활동 ② 적외선 리모컨 사용하기 2-1 적외선 2-2 적외선 리모컨으로 LED 제어하기
체험활동 ③ EEPROM을 활용한 디지털 도어락 만들기 3-1 EEPROM EEPROM에 데이터를 저장하고 읽기 키패드로 입력 받은 6자리 비밀번호를 EEPROM에 저장하기 3-2 디지털 도어락 만들기
〈부록1〉 아두이노 프로그래밍
1. 아두이노 프로그래밍을 위한 Tip 2. 아두이노 프로그래밍을 위한 기초 C, C++ 문법
〈부록2〉 아스키코드 표
저자소개
최훈
출판사리뷰
이 책의 장점은 아래의 단 3가지 문장만 기억하면 된다!
1. 누구나 쉽게 따라할 수 있는 체험 활동 실습형 구성 2. 키트가 없어도 바로 배우는 아두이노 프로그래밍! 3. 전자 회로의 기본 원리부터 동작, 프로젝트 완전 학습
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