[아두이노] 같은 원리 다른 부품(복습)

[아두이노] 같은 원리 다른 부품(복습)

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• 온라인 가상시뮬레이터 : https://www.tinkercad.com

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오늘은 아두이노를 실험을 할 때 사용되는 부품들 중에 같은 원리로 동작하지만 다른 부품들이 어떤 것들이 있는지 복습하는 시간을 가져볼까 합니다. 살펴 볼 원리는 3x3x3 CUBE 출력 원리이며 이 원리가 사용되는 다른 부품들을 살펴보는 시간을 가져보도록 하겠습니다.

1. LED의 3x3x3 CUBE 출력 원리

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• 참고자료 : [아두이노] 3x3x3 CUBE LED 제어 I

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참고 자료의 CUBE 원리는 다음과 같습니다.

위 그림에서 보는 것 처럼 가로축선과 세로축선들 끼리 공유선으로 묶으면서 특정 위치에 LED에 불이 들어오는 방법은 가로와 세로의 특정 위치의 +,-의 상태값에 따라 불이 들어오게 됩니다. 공유선을 사용하기 때문에 같은 공유선에서 서로 다른 LED에 불이 들어오기 위해서는 시간차 전원 +,- 상태로 LED를 동시에 서로 다른 공유된 LED에 불이 들어올 수 있게 합니다. 이 원리는 참고자료에 가시면 자세히 나와 있습니다.

이 원리를 사용하는 다른 부품들을 한번 살펴볼까요.

2. 동일한 LED의 3x3x3 CUBE 출력 원리를 사용하는 다른 부품

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이 출력 원리를 이용하는 부품을은 대부분 다수의 LED를 이용하는 부품에서 사용됩니다. 다수의 LED에 사용되는 부품들은 이 원리를 이용하여 부품을 제작합니다. 다수의 LED를 개별적으로 제어하려면 많은 핀을 사용해야 하는데 그렇게 부품을 제작하면 부품도 부품이지만 그 부품을 제어 한다면 아두이노 같은 보드에서 제어하기 위해서 많은 핀들이 필요로 하고 비효율적인 부품이 되겠죠. 그래서 다수의 LED를 사용하는 부품들은 각 LED를 제어하기 위해 공유선을 이용하여 LED를 제어하는 방식을 사용하여 적은 핀으로 많은 LED를 제어할 수 있게 제작이 됩니다. 그러면 이 원리를 이용하는 부품들을 살펴보도록 하죠.

1) 4-Digit 7-Segment Display

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• 참고자료 : [아두이노] 2-Digit 7-Segment Display

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7-Segment를 여러개 사용하기 위해서 4개의 7-Segment을 공유선을 연결하여 출력 원리를 사용합니다.

위 그림의 부품의 내부 회로도는 아래 그림과 같습니다. 한개의 7-Segment Display를 제어하기 위해서는 총 8핀이 필요하는데 4개의 7-Segment Display를 제어한다면 개별적일 경우 32개 핀이 필요 합니다. 하지만 공유선을 이용한 실제 이 부품은 12개의 핀으로 4개의 7-Segment Display를 제어할 수 있게 제작 되었습니다.

2) 8x8 도트매트릭스

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• 참고자료 : [아두이노] 8x8 도트매트릭스 제어

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3x3x3 CUBE은 배치 위치가 3x3x3일뿐 실제 내부 회로도를 보면 3x9로 공유선을 이용하여 연결합니다. 8x8 도트매트릭스은 3x9 LED 회로도에서 8x8형태로 표현한 부품입니다.

아래 내부 회로도 모습을 보시면 3x3x3 CUBE랑 같은 모습인 것을 확인 할 수 있을 꺼에요.

3. 동일한 LED의 3x3x3 CUBE 출력 원리의 반대 입력 부품

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다수의 LED를 제어하는 출력 원리를 반대로 입력 원리로 사용하는 부품이 있습니다. 대표적으로 키패드를 들 수 있습니다. 다수의 LED에 불이 들어오게 하기 위해서 시간차로 특정 위치에 불이 들어오도록 LED의 출력 상태를 만들었다면 반대로 스위치버턴에서 시간차로 특정 위치의 +,-상태로 전류가 공급되고 특정 위치에 스위치버턴이 눌러지면 전류가 흐르고 그 전류값을 아두이노가 읽고 그 읽은 위치값으로 눌러진 스위치 위치를 알게 됩니다. LED은 이 원리를 출력으로 이용했고 스위치버턴은 이 원리를 입력으로 이용했습니다.

Keypad

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• 참고자료 :
  [아두이노] Keypad 제어
  [아두이노] 스위치버턴을 이용한 Keypad 제어

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위 그림을 보면 LED 위치에 스위치버턴으로 바뀌었고 출력 대신에 입력으로 변경되었을 뿐 동작 원리는 동일합니다.

마무리

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동일한 원리를 이용하는 부품들이 많은데 그 중 지금까지 다룬 post들 기준으로 몇개만 나열했네요. 이것 말고도 더 많은 부품들이 동일한 원리로 동작합니다. 각 부품들에 대해서 간단히 복습 차원으로 살펴보는 시간을 가졌습니다. 자세한 부품의 설명은 해당 post를 링크 걸어 놓았으니깐 한번 살펴보셨으면 합니다.

왜! 이런 post를 썼을까요. 그 이유는 아두이노 실험을 쭉 하시다 보면 수 많은 부품들을 다루게 됩니다. 그런데 재밌는 것은 부품만 다르지 부품의 동작원리는 같은 경우가 많습니다. 오늘 post에서 다룬 것처럼 LED와 스위치버턴을 이용하여 만든 부품들이 전부 동일한 원리로 동작합니다. 만약, 3x3x3 CUBE 원리를 알고 있었으면 8x8 도트매트릭스나 4-Digit 7-Segment Display나 키패드 모듈을 쉽게 이해하고 제어할 수 있었을 거라 생각됩니다. 각 부품들을 개별적으로 생각하지 마시고 어떤 특징들이 유사한지 한번 여러분들이 알고 있는 부품들간의 특징들을 비교해서 정리를 해보셨으면 합니다. 오늘 post한 부품들은 동일한 원리의 부품들입니다. 즉, 한개를 알게 되면 위에서 거론한 다른 부품들도 다룰 수 있다는 의미인 것이죠. 이처럼 부품들 간의 특징들을 서로 비교하고 같은 원리의 부품들을 정리하시면 아두이노 학습에 무척 도움 됩니다. 이번에 한번 이런 부품들 별로 정리하는 시간을 가져보셨으면 하는 맘으로 post를 작성 했네요.

"같은 느낌 다른 표현"의 부품들을 찾는 재미과 반복 복습학습으로 아두이노 능력이 향상될 거라 생각 됩니다.