[아두이노] 아두이노 끼리 통신하기

[아두이노] 아두이노 끼리 통신하기

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• 온라인 가상시뮬레이터 : https://www.tinkercad.com/
• 참고자료출처 : https://www.arduino.cc/en/Reference/SoftwareSerial(레퍼런스 참조)
  [아두이노] LED 제어
  [아두이노] Serial 통신 제어

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시리얼통신에서 블루투스 실험을 하면 좋은데 가상 시뮬레이터에서 블루투스를 제공하지 않아서 그 대안으로 2대의 아두이노를 연결해서 시리얼통신하는 실험을 갖도록 하겠습니다. 지난시간에 배웠던 시리얼통신을 이용하여 한쪽에서는 명령을 내리고 한쪽에서 시리얼통신으로 통해서 받은 명령을 실행하는 동작을 간단하게 어떤식으로 수행되는지 진행해 보겠습니다.

1. SoftwareSerial 라이브러리

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아두이노는 내장된 0,1번 핀이 시리얼 통신핀입니다. SoftwareSerial는 소프트웨어를 사용하여 아두이노의 다른 디지털 핀에서 직렬 통신을 허용하게 하기 위해서 개발된 라이브러리 입니다.

#include <SoftwareSerial.h>

• SoftwareSerial mySerial (rx, tx) : 소프트시리얼 객체선언(rx(수신), tx(전송))
• mySerial.begin(2400) : 시리얼 통신 시작(예로 2400 통식속도를 사용해 봤네요.)
• mySerial.write(값) : 데이터 전송
• mySerial.available() : 데이터 들어왔는 확인
• mySerial.read() : 전송된 데이터 1byte 읽기

시리얼통신 함수와 별다를 게 없죠. 단지 객체변수로 선언할대 rx, tx 핀번호를 지정해 줘야 한다는 것 외에는 다 동일합니다. 시리얼통신에서 배웠던 함수들임으로 별로 어렵지 않을꺼에요.

2. 회로도 구성

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• 준비물 : Red LED 1개, 저항 220옴 1개, 아두이노우노 2개
• 내용 : Red LED 깜박이는 기본 예제 회로도

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2대의 아두이노를 보면 10, 11번의 두개의 핀을 시리얼 통신용으로 사용 됩니다. 아두이노의 전용 시리얼통신핀은 0, 1번핀입니다. 이 핀을 사용할 수는 있지만 사용을 안하는 걸 추천 드려요. 나중에 블루투스 통신에서 0,1핀을 사용하기는 하지만 여기에서는 아두이노 IDE 시리얼모니터를 사용하기 때문에 이쪽 0,1 핀을 제외한 다른 핀을 시리얼통신으로 사용할려고 10, 11번 핀을 임의로 지정했습니다.

3. 코딩

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• 참고 자료 : https://www.arduino.cc/en/Reference/SoftwareSerial (레퍼런스 참조)
  [아두이노] LED 제어
  [아두이노] Serial 통신 제어

[ 시리얼통신 기본예제 소스 ]

void setup() {
  Serial.begin(9600);    //시리얼 통신 9600 통신속도로 시작
}
void loop() {
  
  if (Serial.available() > 0) { //데이터가 수신되는지 확인
    char ch = Serial.read(); //1byte 읽음
    Serial.println(ch); //1byte 읽은거 출력
  }
}

[ LED 기본예제 소스(1초 단위로 LED 깜박이기) ]

void setup() {
    pinMode(13, OUTPUT);
}

void loop() {
    digitalWrite(13, HIGH);
    delay(1000);
    digitalWrite(13, LOW);
    delay(1000); 
}

위 기본예제를 2번 아두이노에 합쳐서 동작하게 되는데 1번 아두이노의 명령에 의해서 깜박이게 코딩하도록 하죠.

시리얼통신에 사용되는 라이브러리는 SoftwareSerial 라이브러리입니다. SoftwareSerial 클래스을 이용하여 2대의 아두이노의 통신을 하게 됩니다.

전제척으로 코딩을 하면

[ 1번 아두이노 ]

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial mySerial(10,11); //시리얼통신 핀

void setup()
{
    mySerial.begin(2400); //기존 9600이여서 다른 통신속도를 사용해야함
}

void loop()
{
  mySerial.write('1'); // 2번 아두이노에 '1'값 전송
  delay(1000);
  
  mySerial.write('0');  // 2번 아두이노에 '1'값 전송
  delay(1000);
}

간단하죠. SoftwareSerial를 인쿠루드 시키고 SoftwareSerial 객체변수를 선언할대 아두이노에서 사용될 디지털 핀을 10, 11번으로 지정했습니다. 그리고 나서 따로 할 것은 없고. write()함수 명령어로 값을 2번 아두이노에 보내는 명령 코드가 되겠습니다.

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[ 2번 아두이노 ]

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial mySerial(10,11);

char state;
int rPin=13;

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  mySerial.begin(2400);
  pinMode(rPin, OUTPUT);
}

void loop()
{ 
  if(mySerial.available() > 0) { //수신되었는지 상태 확인
    state = mySerial.read(); //수신된 데이터를 1byte 읽어와서 state 변수에 저장함
    
    if(state=='1') digitalWrite(rPin, HIGH); //읽어온 값이 '1'이면 참으로 Red에 HIGH로 불이 들어옴
    else digitalWrite(rPin, LOW); //'0'이면 1이 아니기 때문에 거짓으로 Red에 LOW로 불이 꺼짐
    
    Serial.println(state);  //정상적으로 읽은 값이 들어왔는지 아두이노 IDE 시리얼모니터로 출력
  }
  
}

2번 아두이노는 좀 코딩이 긴 편입니다. 정상적으로 값을 가져왔는지 아두이노 IDE 시리얼모니터로 그 값을 찍어봐야 하기 때문에

 Serial.begin(9600);
 erial.println(state);

이 두문장으로 아두이노 IDE로 state 값을 전송하게 됩니다. 여기서 state 값은 1번 아두이노에서 보내진 데이터를 수신한 값이 되겠습니다.

1번 아두이노에서 데이터를 수신하여 state 변수에 저장되는데 그 로직은 시리얼통신에서 기본적으로 사용하는 시리얼통신으로 데이터가 들어왔을때 그 값을 읽는 로직은 아래와 같습니다. 이건 왠만하면 계속 사용하기 때문에 숙지해 주세요.

  if(mySerial.available() > 0) {
        state = mySerial.read();
    }

if 조건문으로 '1'이면 불이 들어오고 '0'이면 불이 꺼진다는 조건을 만든다.

if(state=='1') 불켜!
else 불꺼;

간단하지요.

4. 결과

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오른쪽 아두이노가 SoftwareSerial 을 사용하여 왼쪽 아두이노에게 '1'과 '0'의 값을 전달하고 왼쪽 아두이노도 전송된 값을 읽어서 Red LED가 깜박이게 동작을 수행하게 하는 사진입니다.

마무리

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시리얼통신과 차이가 없습니다. 단지 SoftwareSerial 라이브러리를 이용하여 소프트웨어적으로 제어 했다는 것만 다를 뿐이죠.
실험에서는 코드를 따로 어떻게 가상시뮬레이터에서 하냐고 생각 하실 수 있습니다. 그냥 코딩창을 띄워놓은 상태에서 해당 아두이노를 클릭하면 해당 아두이노의 코딩창으로 바뀌게 됩니다. 그리고 해당 아두이노 코딩에 맞게 개별적으로 시뮬레이션이 되니간 쉽게 생각하세요.

그리고 이 그림처럼 직접 마우스로 해당 아두이노를 선택하시면 됩니다. 참고로 이 소스를 기반으로 블루투스를 실제 가지고 있는 분이라서 블루투스 통신 코드로 활용하셔도 됩니다.

마지막으로, 이걸로 뭘 할 수 있을지 한번 상상의 나래를 펼쳐보세요.