컴퓨팅 ) 사물인터넷 컴퓨팅 응용을 조사

소개글

컴퓨팅 ) 사물인터넷 컴퓨팅 응용을 조사에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.서론

2.본론
1) 디지털 출력의 브레드보드
2) 디지털 출력의 LED 구동 원리
3) 디지털 출력의 아두이노 환경
4) 디지털 입력의 버튼
5) 디지털 입력의 아두이노 환경

3.결론

4.참고문헌

본문내용

ITS 스위치는 접점이 4개로 항상 연결되어 있는 단자가 존재한다. 버튼스위치는 상단의 버튼을 통해 회로를 열고 닫는데 사용하며 버튼을 누를 경우 회로 연결을 통해 1,2번 버튼끼리 3,4번 버튼끼리 전류가 흐르게 된다. 도선을 연결할 때 1,2에서 하나를 그리고 3,4에서 하나씩 골라 사용하게 되고 회로를 열고 닫는 제어와 게임기의 버튼이나 버스 하차 알림, 키보드와 같이 많은 일상생활에서 사용되고 있다.
버튼스위치의 회로가 열려있으면 아두이노 보드에 연결되지 않으면 high와 low에 대한 예측이 불가능해 플로팅 현상을 나타낼 수 있으며 이를 방지하기 위해 스위치를 풀 업 또는 풀다운 저항을 걸어 디지털 입력으로 받게 된다. 버튼스위치를 누르면 high값이 나오고 버튼 스위치를 누르지 않으면 low값이 입력되게 된다.
버튼 회로는 일반 DC 전원을 사용하는 회로에서 버튼을 직렬연결하며 이는 회로 연결성에 손쉬운 제어가 가능하다. 풀업 회로의 경우 입력 핀의 평소 상태가 high로 연결되며 저항이 전원 5V에 연결되어 Digitial Read에서는 high가 0, low는 1의 값을 반환하게 된다. 풀다운 회로의 경우는 평소 상태가 low이며 저항이 GND 즉, 0V로 연결되어 Digitial Read에서 high가 1, low는 0의 값을 반환하게 된다.
스케치가 업 로드되면 버튼스위치를 누르게 되면 high 값이 입력되면서 LED가 켜지게 되고, 버튼을 누르지 않으면 low 값으로 LED는 꺼지게 된다. 버튼스위치에 따라 회로 구성을 따로 할 수도 있다. 버튼스위치의 열림과 닫힘이 기계, 물리적 문제로 잘못된 신호가 발생할 수 있지만 디바운싱 방법을 통해 방지가 가능하다.
5) 디지털 입력의 아두이노 환경
아두이노에서의 디지털 입력은 GPIO 단자를 활용해서, 다양한 함수를 활용해 디지털 입력이 가능하며 pinMODE 함수를 활용하여 GPIO 단자에 대한 입력을 설정한다. 그리고 digitalRead 함수를 활용해 입력 값을 읽어 들이게 된다.
우노를 기준으로 0~13핀을 활용해 디지털 신호가 입력될 수 있으며 입력 함수를 통해 다양한 모드를 설정할 수 있으며 버튼을 통해 접점이 연결되어 출력이 가능하는 환경이 제공될 수 있다. 버튼과 저항은 직렬로 연결되어 있으며 저항이 GND와 연결되어 있어 이는 풀다운 저항이며 버튼이 눌러지지 않을 경우에는 0으로 입력되며 버튼이 눌러지지 않은 상태에서 버튼의 저항은 무한대이며 눌러지면 스위치의 저항은 0이 되는 것이다.
3.결론
디지털은 연속되지 않으면서 독립적으로 나누어있는 것으로 0 또는 1로 표시되는 것이라고 할 수 있다. 이런 사물인터넷 컴퓨팅에서는 디지털 형식으로 모든 작업이 이루어지며 이는 입력과 출력으로 구분될 수 있다. 일반적으로 전기를 연결했다가 끊는 것은 출력이 되고 디지털 핀의 상태를 관찰하는 것은 입력으로 정의될 수 있다.
디지털 핀의 용도에 따라 핀 모드는 다르게 설정될 수 있다. 플로팅으로 인해 값이 자꾸 변할 수 있어 초기 전압의 고정이 필요하다. 디지털 입출력에 활용될 수 있는 것 중 하나로는 아두이노이며 이와 관련한 용어는 다양하다.
브레드보드는 일명 빵판이라 불리면서 전자 회로의 시제품을 만드는 프로토타이핑에 사용되는 장치라고 할 수 있다. 납땜이 필요 없어 재사용이 가능하며 다양한 크기가 존재하며 가로선 5개가 서로 연결되고 모든 세로선도 서로 연결되며 점퍼 연결선을 사용해 편리하게 작업할 수 있다.
브레드보드를 통해 LED가 출력될 수 있는 과정을 만들 수 있으며 자체적으로 발광할 수 있는 반도체로 +,- 극성에 맞는 연결이 필요하며, LED 출력은 디지털 입력의 버튼을 통해 가능하게 된다. 결국 디지털 입력이 선행됨으로써 디지털 출력이 이루어지게 되는 것이다. 원활한 디지털 출력의 결과를 얻고자 한다면 적절한 환경이 제공되야 한다.
아두이노 보드는 오픈 소스를 기반으로 한 것으로 다수의 스위치와 센서를 통해 값을 읽어 LED나 모터 등의 외부 전자 장치들을 통제하여 환경과 상호작용이 가능한 물건을 만들어 낸다. 쉽게 개발할 수 있는 환경을 제공하며 장치 제어가 가능하다. 마이크컨트롤러를 쉽게 동작시킬 수 있어 누구라도 직접 보드를 만들고 수정할 수 있는 것이다.
아두이노의 하드웨어는 플랫폼 특성상 응용 가능한 분야가 다양해서 창의적이면서 융합적인 교육활동 분야에 활발하게 적용될 수 있으며 사용이 편리하며 내구성이 높아 많은 사람들에게 인기를 얻고 있다고 할 수 있다.
아두이노는 우노나 레오나르도, 메가, 나노, 피오 등 다양한 시리즈가 있으며 사용자 용도에따라 적절한 것을 선택할 수 있다. 가장 일반적인 것은 우노이며 이렇게 연결된 전자기기들이 컴퓨터로부터 전원을 공급을 받을 수 있고 외부 전원 사용도 가능하게 된다.
개방형 자료인 오픈 소스를 기반으로 소프트웨어 개발을 위해 통합 개발환경을 제공하여 스케치를 별도의 추가 장비가 없어도 컴파일하여 아두이노 하드웨어에 업로드 할 수 있으며 C언어와 유사한 프로그래밍 언어로 유연성과 확장성을 높임으로써 누구나 쉽게 접근할 수 있다. 이와 같은 아두이노는 응용 가능분야가 넓고 다양해 넓게 활용될 수 있다.
아두이노에 대해 적절한 활용을 통해 교육적으로 활용이 가능하며 다양한 상황속에서 문제해결능력이 발휘될 수 있으며 정보 논리적 사고력이 향상될 수 있다. 회로 설계나 프로그램 코딩 및 구동장치 모듈을 제작하고 구현하는 과정을 통해 하드웨어와 소프트웨어 지식에 대해 자연스러운 습득이 가능하며 창의적인 융합능력 및 논리적 사고력이 향상될 수 있다.
4.참고문헌
1) 김유현. \"클라우드 컴퓨팅 환경의 사물인터넷 제어 프로그램 설계 및 구현\" VOL.- NO.- (2017)
2) 김억만. \"고등학교 전자기단원에서 브레드보드를 이용한 전기회로 학습자료 개발에 관한 연구\" VOL.- NO.- (2005)
3) 위키백과, 아두이노,
4) 샘스토리, 코뎅어레이 이두아노 버전
5) 김원웅,최준섭. \"아두이노 활용 교육을 위한 블루투스 통신형 구동장치 모듈 설계와 구현\" 實科敎育硏究 VOL.22 NO.1 (2016):325-343

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