본문내용
1. 실험 개요
실험 개요는 다음과 같다.
아두이노를 이용한 회로 꾸미기 실험은 아두이노를 활용해 단색 LED에 불빛이 나타나는 과정을 살펴보고, delay의 값이 변화함에 따라 LED의 깜빡임 정도가 달라지는 것을 관찰한다. 또한 Fade 실험에서는 LED소자의 다리가 4개인 경우를 이용해 파란색과 초록색 불빛이 관찰되도록 한다. 마지막으로 Calibration 실험에서는 조도 센서를 활용해 빛을 차단했을 때와 차단하지 않았을 때 단색 LED의 불빛 변화를 관찰한다. 이러한 실험들을 통해 아두이노를 이용한 회로 구성과 작동을 직접 경험하고 이해할 수 있다."
1.1. 실험 1. 아두이노를 이용한 회로 꾸미기
실험 1. 아두이노를 이용한 회로 꾸미기는 아두이노를 활용하여 단색 LED에 불빛이 나타나도록 하는 실험이다. 이는 아두이노의 기본적인 작동 원리를 이해하기 위한 실험으로, 회로를 조립하고 회로도를 그리는 과정을 통해 실험을 진행한다.
실험 결과에 따르면, 실험 1에서는 Blink의 회로를 만드는 과정으로 아두이노를 활용해 단색 LED에 불빛이 나타났으며, delay의 값이 커질수록 LED의 불빛이 깜빡이는 정도가 느려지는 것이 나타났다. 이는 이론적인 내용과 일치하는 결과이다.
실험 1의 고찰에서는 아두이노를 활용하여 회로를 제작하고 회로도를 그리는 과정을 통해 실험을 진행했다는 점을 설명한다. 실험 1에서는 이론에서 나오는 회로와 동일하게 제작했을 때 단색 LED에서 불빛이 제대로 나왔으며 delay의 값을 변화하였을 때 깜빡이는 주기가 변하는 과정도 이론과 일치하게 나타났다고 언급한다. 그러나 디지털핀 0번과 1번은 사용하지 말아야 한다는 점과 5V에서 GND로 바로 연결하지 말아야 한다는 점 등 아두이노 사용 시 주의해야 할 사항들도 함께 제시한다.
아두이노는 공학자 이외의 사람들도 쉽게 사용할 수 있는 오픈 소스 기반 교육용 하드웨어이다. 따라서 다양한 분야에서 활용되고 있는데, IoT, 로봇/드론 개발, 자동 제어 분야 등에서 널리 사용되고 있다고 설명한다.
1.2. 실험 2-1. Fade의 회로 조립판(다리 하나 LED 소자)
실험 2-1. Fade의 회로 조립판(다리 하나 LED 소자)은 단색 LED 소자를 활용하여 LED의 명도를 조절하는 회로를 구현한 것이다. 이 실험에서는 아두이노 보드를 통해 LED에 공급되는 전류를 조절하여 LED의 밝기를 점점 밝게 하거나 어둡게 하는 Fade 효과를 구현하였다.
회로 조립판에는 빵판(브레드보드) 위에 아두이노 보드와 단색 LED 소자, 전선 등이 연결되어 있다. 아두이노 보드의 디지털 핀 중 하나에 LED의 (+)극이 연결되어 있고, 그라운드(GND)에 LED의 (-)극이 연결되어 있다. LED의 밝기 조절은 아두이노에서 PWM(펄스 폭 변조) 신호를 출력하여 LED에 공급되는 전류를 조절함으로써 이루어진다.
이를 통해 LED의 밝기가 점점 밝아졌다가 점점 어두워지는 Fade 효과를 구현할 수 있었다. 이러한 LED 밝기 조절 기능은 다양한 전자 기기에서 활용되며, 아두이노를 통해 쉽게 구현할 수 있다는 점에서 의미가 있다고 할 수 있다."
1.3. 실험 2-2. Fade의 회로 조립판(다리 네 개 LED 소자)
실험 2-2. Fade의 회로 조립판(다리 네 개 LED 소자)은 다리가 네 개인 LED 소자를 활용하여 파란색과 초록색의 불빛을 관찰하는 과정이다. 이 실험에서는 디지털 I/O 핀을 통해 입력된 신호가 LED 소자의 다리에 전달되어 파란색과 초록색의 불빛이 나타나는 것을 확인할 수 있다.
회로 조립판에 LED 소자를 연결할 때는 각 다리가 서로 다른 연결선에 꽂히도록 하여 합선을 방지해야 한다. 또한 전원 공급을 위한 전압과 전류의 크기가 적절한지 확인해야 한다. 실험 결과에서는 파란색과 초록색의 불빛이 관찰되었지만 빨간색 불빛은 나타나지 않았는데, 이는 사용한 LED 소자에 문제가 있거나 빨간색 신호가 제대로 전달되지 않은 것으로 볼 수 있다.
이 실험을 통해 다리가 네 개인 LED 소자를 이용하여 디지털 I/O 핀의 신호를 전달할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 회로 구성 시 각 부품의 연결 상태와 전원 공급 조건을 점검하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있었다.
1.4. 실험 3. Calibration의 회로 조립판
실험 3. Calibration의 회로 조립판은 조도 센서를 활용한 실험으로, 손으로 조도 센서를 가려 빛을 차단했을 때에는 단색 LED에 불빛이 나지 않았지만, 조도 센서를 가리지 않았을 때는 단색 LED에 불빛이 관찰되었다"고 한다. 즉, 조도 센서를 통해 빛의 유무를 감지하고 이에 따라 LED의 점등 여부가 결정되는 회로를 구성한 것이다. 이러한 실험은 아두이노를 활용하여 센서로부터 입력을 감지하고 이를 토대로 출력 장치를 제어하는 방법을 익히는 데 도움이 될 수 있다.
2. 실험 결과
2.1. 실험 1의 결과
실험 1. 아두이노를 이용한 회로 꾸미기에서는 Blink의 회로를 만드는 과정으로 아두이노를 활용해 단색 LED에 불빛이 나타났으며, delay의 값이 커질수록 LED의 불빛이 깜빡이는 정도가 느려지는 것이 나타났다"". 실험 1에서는 이론에서 나오는 회로와 동일하게 제작하였을 때 단색 LED에서 불빛이 제대로 나왔으며 delay의 값을 변화하였을 때 깜빡이는 주기가 변하는 과정도 이론과 일치하게 나타났다"".
2.2. 실험 2의 결과
실험 2-2. Fade의 회로 조립판(다리 네 개 LED 소자)의 결과를 보면, 회로 조립판 위에 완성한 회로의 사진에서 삼색 LED 소자들이 연결되어 있고 이를 통해 파란색과 초록색 불빛이 관찰되었다"" 이는 이론적으로 예상한 바와 일치하는 결과이다. 다만 실험 과정에서 빨간색 불빛은 나타나지 않았다는 점이 아쉬움으로 남는다. 이에 대한 원인으로 삼색 LED 소자의 문제 또는 빨간색 LED를 연결한 11번 핀에 고장이 있었을 가능성을 고찰하고 있다"".
2.3. 실험 3의 결과
실험 3. Calibration의 회로 조립판에서는 조도 센서를 활용한 실험이 진행되었다. 이 실험에서는 이론적으로 조도 센서를 손으로 빛을 차단했을 때 단색 LED에 불빛이 나와야 하며, 손으로 빛을 차단하지 않았을 때는 단색 LED에 불빛이 꺼져야 한다. 하지만 실제 실험에서는 이론과 반대의 실험결과가 나오게 되었다. 이런 결과가 나온 이유는, 저항과 조도 센서의 위치가 바뀔 경우 전압이 반대로 적용하기 때문인 것으로 추정된다"."
3. 고찰
3.1. 실험 1의 고찰
실험 1에서는 Blink의 회로를 만드는 과정으로 아두이노를 활용해 단색 LED에 불빛이 나타났으며, delay의 값이 커질수록 LED의 불빛이 깜빡이는 정도가 느려지는 것이 관찰되었다. 이는 이론적으로 예상한 바와 일치하는 결과이다. 아두이노를 활용하여 단순한 회로를 구현하는 과정에서 동작이 이론과 잘 부합하였기 때문에, 이번 실험에서는 아두이노의 기본적인 사용법을 확인할 수 있었다고 볼 수 있다.
3.2. 실험 2의 고찰
실험 2에 대한 고찰은 다음과 같다.
실험 2에서는 Fade의 회로를 만드는 과정으로 LED소자의 다리가 4개인 것을 ...
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