임베디드시스템개론: Arduino 활용

Lecture #1 : 아두이노 플랫폼 개요

2012. 3. 2 by 김 영 주

강의 목차

강의 개요임베디드시스템 개요아두이노 플랫폼실습 환경

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강의 개요 (1)강의 목표

아두이노 시스템 활용임베디드 시스템의 구성 및 제어 방법 학습

모바일 컴퓨팅 및 유비쿼터스 컴퓨팅 환경의 대중화주변의 거의 모든 사물들이 컴퓨팅 능력을 내재 사물의 컴퓨팅 능력을 활용할 수 있는 프로그래밍 능력의 필요성 증대

DIY(Do It Yourself) 자신감 배양

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강의 개요 (2)강의 개요

아두이노 시스템의 다양한 활용 학습임베디드시스템의 하드웨어 구성 이해하드웨어 제어 프로그래밍 능력 배양

초중급의 실용적인 내용 학습임베디드 시스템 제작을 위한 기초적인 지식에서부터 제어 프로그램 작성 등의 내용을 쉽게 이해하고 활용할 수 있도록 수업을 진행

수업 방식임베디드시스템 제어에 대한 이론 학습과 실습을 병행실습은 리눅스 환경에서 C/C++ 언어 프로그래밍으로 수행

본인 스스로 MP3 Player와 같은 주변의 장치를 제작해보고 싶다면 도전해보길 바라며, 주위에서 흔히 볼 수 있는 장치를 스스로구현해봄으로써 전공에 대한 또 다른 즐거움과 자신감을 찾을수 있을 것이다.

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강의 개요 (3)강의 개요

“재미삼아 아두이노” / 심재창 외 3인 저/ 한티미디어

Arduino Tutorial Siteshttp://arduino.cc/hu/Tutorial/HomePagehttp://hacknmod.com/hack/arduino-tutorial-how-to-introduction-guide/http://robotecture.com/shenyang/wip.htmlhttp://www.ladyada.net/learn/arduino/http://www.jeremyblum.com/http://tronixstuff.wordpress.com/tutorials/http://fritzing.org

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강의 개요 (4)강의 개요

Arduino Tutorial Sites (계속)

http://www.ecs.umass.edu/ece/m5/tutorials/tutorials.htmlhttp://tokage.cafe24.com/ww/http://itp.nyu.edu/physcomp/Tutorials/Tutorialshttp://www.roguescience.org/wordpress/http://www.amarino-toolkit.net/index.php/tutorials.htmlhttp://sheepdogguides.com/arduino/FA1main.htmhttp://transformativedesign.pbworks.com/w/page/22424429/Arduino%20Tutorial%20Setuphttp://www.planetarduino.org/?cat=37

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강의 개요 (5)강의 진행

아두이노 실습키트를 활용한 실습 위주 강의임베디드 시스템의 구성을 이해하기 위해 초급 수준의 하드웨어구성 방법 이해 및 실습하드웨어 제어 프로그래밍 실습주요 실습에 대해 실습 보고서 작성

다양한 아두이노 프로젝트 리뷰 및 토의

아두이노 시스템과 안드로이드 스마트폰 연동

중간 및 기말 시험 : 실기 시험

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임베디드시스템 개요 (1)“임베디드시스템”?

VS.

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임베디드시스템 개요 (2)“임베디드시스템”?

“a computer system designed for specific control functions within a larger system, often with real-time computing constraints. It is embedded as part of a complete device often including hardware and mechanical parts.”“시스템을 동작시키는 소프트웨어를 하드웨어에 내장하여특수한 기능만을 수행하게 되는 컴퓨터 시스템” (by Wikipedia)

상반 개념: 범용 컴퓨터시스템(General-Purpose Computer System)

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임베디드시스템 개요 (3)“임베디드시스템”?

모바일 컴퓨팅 및 유비쿼터스 컴퓨팅 환경 구축을 위한 근간기술

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임베디드시스템 개요 (4)임베디드시스템 응용

정보 가전 – 디지털TV, 인터넷 냉장고, 세탁기, 가정용 오디오 시스템정보 단말기 – 휴대폰, PDA, 영산 전화기통신 장비 – 전화 교환기, 라우터(router), 공유기, 홈 게이트웨어(home gateway)게임 기기 – 소형 게임기, 지능형 장난감항공 우주 – 비행기, 우주선, 미사일물류, 금융, 사무기기 – POS 단말기, ATM, 프린터차량, 교통 – 자동차, 지능형 교통 제어 시스템

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임베디드시스템 개요 (5)임베디드시스템 응용

휴대폰 휴대용 게임기

디지털 TV 인터넷 냉장고 세탁기

전자사전 애완용 강아지 로봇

MP3 player

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임베디드시스템 개요 (5)임베디드시스템 응용

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임베디드시스템 개요 (6)임베디드시스템 분류

시스템 규모 및 OS 탑재 여부 등에 의한 분류시스템 구성 및 개발방법론이 달라짐.

고수준 임베디드 시스템지능형 임베디드 시스템비교적 높은 성능의 CPU와 많은 용량의 메모리를 탑재임베디드 리눅스 등의 임베디드 운영체제를 탑재하고 다양한 응용프로그램을 실행예: 스마트폰, 스마트TV, 의료장비 등

단순 임베디드 시스템저성능의 CPU와 저용량의 메모리를 탑재별도의 운영체제가 없이 제어 프로그램이 탑재예: mp3 player, 도어록, 가전장비 제어장치 등

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아두이노 플랫폼 (1)“아두이노(Arduino)” 란?

오픈소스 하드웨어 프로토타입핑(prototyping) 플랫폼3 가지 의미를 내포

A physical pieceof hardware

A programmingenvironment

A community& philosophy

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Arduino Philosophy & CommunitOpen Source Physical Computing Platform

“open source hardware”open source: free to inspect & modifyphysical computing. what?

ubiquitous computing, pervasive computing, ambient intelligence, calm computing, everyware, spimes, blogjects, smart objects...

Community-builtExamples wiki (the “playground”) editable by anyoneForums with lots of helpful people

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아두이노 하드웨어 (1)아두이노 플랫폼 기본 구성

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아두이노 하드웨어 (2)AVR Atmega 8-bit microcontroller chip 사용

chip was designed to be used with C language

Arduino Mega-ADK

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아두이노 하드웨어 (3)Arduino Diecimila Board

• 16 kBytes of Flash program memory• 1 kByte of RAM• 16 MHz (Apple II: 1 MHz)• Inputs and Outputs• 13 digital input/output pins• 5 analog input pins• 6 analog output(PWM) pins• Completely stand-alone: doesn’t need a computer once programmed

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아두이노 하드웨어 (4)Arduino Mega-ADK Board

• 256 kBytes of Flash program memory• 4 kByte of EEPROM• 8 kByte of RAM• 16 MHz (Apple II: 1 MHz)• Inputs and Outputs: - 40 digital input/output pins- 16 analog input pins- 14 analog output(PWM) pins• 4’s UART(serial) port• USB Host channel

ATmega2560USB Host Channel

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아두이노 하드웨어 (5)아두이노 하드웨어 변형

Lilypad Arduino Breadboard Arduino Arduino Mini

Arduino Nano

Arduino Bluetooth Arduino Ethernet Arduino Notebook

Arduino DIY

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아두이노 개발툴 (1)Arduino IDE

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1. 프로젝트 생성 및 프로그램 소스 편집

2. 프로그램 컴파일

3. 프로그램 다운로드(ISP)

4. 콘솔 모니터

Function Buttons

Program Coding Area

System Message Area

아두이노 개발툴 (2)Arduino IDE 설치1) 아두이노 웹사이트(www.arduino.cc)에서 설치 패키지 다

운로드2) 설치 패키지의 압축을 풀어 적절한 위치에 설치

3) 환경변수 설정 및 실행 : 환경설정 파일 /root/.bashrc

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#> pwd/root/다운로드#> mv arduino-1.0-linux.tgz /opt#> cd /opt#> tar xvfz arduino-1.0-linux.tgz

#> gedit ~/.bashrc:

PATH=/opt/arduin-1.0:$PATH:

#> source ~/.bashrc#> arduino

아두이노 개발툴 (3)Host PC와 아두이노 보드 연결

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lsusb명령어를이용하여 연결여부 확인 가능

아두이노 프로그램 개발 (1)아두이노 프로그램 개발 사이클

Make as many changes as you wantNot like most web programming: edit ➝ runEdit ➝ compile ➝ upload ➝ run

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아두이노 프로그램 개발 (2)아두이노 프로그램 작성 및 실행1. Write your sketch

Sketch : Arduino 보드에서 실행되는프로그램

2. Press Compile button(to check for errors)

3. Press Upload button to program Arduino board with your sketch

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아두이노 프로그램 개발 (3)예제 프로그램을 이용한 테스트

LED Blink ExampleStep #1 : Arduino Board 연결Step #2 : Arduino 프로그램 실행Step #3 : Arduino 프로그램에서의 타겟 설정

사용하는 arduino 보드 타입과 연결 포트 설정

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아두이노 프로그램 개발 (4)예제 프로그램을 이용한 테스트

Step #4 : LED Blink 예제 스케치 로딩메뉴: File Examples 1.Basics Blick

Step #5 : Compile 버튼으로 스케치 컴파일링Step #6 : Unoload 버튼으로 스케치 업로드Step #7 : 실행 결과 확인

보드 내의 led 13이 깜박이지를 확인

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