수리수리공방 모듈 · 디바이스 개발
디바이스 개발 M1 「켜고 읽는다」 — 재고, 정하고, 알리는 물건 하나
이 모듈이 끝나면 물건 하나가 손에 남습니다. 브레드보드breadboard 위에 개발보드 하나, 온도센서 하나, LED 하나. 평소에는 꺼져 있다가 정해 둔 온도를 넘으면 불이 켜집니다. 온실이 더워지는 것도, 창고가 얼어붙는 것도 같은 물건으로 봅니다. 아두이노를 배우는 게 아니라 이 물건을 만드는 것이 목표입니다. 아직 못 하는 것은 9절에 정직하게 적어 둡니다.
완성품 하나
센서는 온도를 알려주지 않습니다. 숫자를 보내 줄 뿐입니다. 그 숫자 어디에 선을 그을지 정하는 것은 사람입니다. 그 선이 이 물건의 전부입니다.
기준을 낮게 잡으면 서리 경보가 됩니다. 온실이나 창고가 얼기 전에 알려 줍니다. 기준을 높게 잡으면 과열 경보가 됩니다. 비닐하우스가 한낮에 달아오를 때 켜집니다. 같은 물건을 숫자만 바꿔 두 가지로 씁니다.
온도를 숫자로 보여주지 않습니다. 화면이 없습니다. 알려 주는 것은 켜짐과 꺼짐뿐입니다. 기록하지 않습니다. 어제 몇 도였는지는 남지 않습니다. 멀리 알리지 않습니다. 그 자리에 가서 봐야 합니다.
셋 다 M2에서 붙이는 것입니다. 화면과 기록과 통신은 부품이 늘고 전원이 커지는 일이라, 먼저 선이 안 빠지는 물건이 되어야 얹을 수 있습니다.
이 계열의 안전은 성격이 다릅니다
5V는 사람을 감전시키지 않습니다. 손으로 만져도 아무 느낌이 없습니다. 대신 잘못 꽂은 선 하나가 부품을 태웁니다. 위험의 방향이 반대입니다. 감전과 응급 대응은 『해부학 교실』 0장과 부록을 그대로 씁니다.
극성을 반대로 꽂았을 때, 플러스와 마이너스가 맞닿았을 때(쇼트short circuit), 부품이 견디는 것보다 큰 전기를 흘렸을 때입니다. 셋 다 전원을 넣는 순간 일어납니다. 그래서 전원은 마지막에 넣습니다.
릴레이로 콘센트 기기를 켜는 프로젝트가 흔하지만, 그 순간 이 자료의 범위를 벗어납니다. 온도에 따라 히터나 팬을 켜고 싶으면 시판 스마트플러그를 쓰십시오. 이미 인증받아 나온 물건이 훨씬 안전하고 쌉니다.
M1의 전원은 USB나 어댑터뿐입니다. 보호회로 없는 리튬 셀을 직결하는 것은 만들기에서 가장 흔한 화재 원인입니다.
부품이 아니라 모듈
낱개 부품이 무엇이고 어떻게 죽는지는 『해부학 교실』 도감에 있습니다. 만들기에서 손에 잡는 것은 대부분 이미 조립되어 나온 작은 판입니다. 회로를 설계하는 게 아니라 판과 판을 잇는 것이 M1의 일입니다.
판단을 맡는 판입니다. 안에 마이크로컨트롤러MCU · microcontroller가 들어 있고, 가장자리에 꽂을 구멍이 줄지어 있습니다.
납땜 없이 꽂았다 뺐다 하는 판입니다. 속이 이미 이어져 있어서, 꽂는 게 아니라 이어진 줄 위에 올려놓는 것입니다.
재는 일을 맡는 판입니다. 센서 알맹이에 필요한 부품이 이미 붙어 나와서, 선 세 가닥만 꽂으면 됩니다.
판과 판을 잇는 선입니다. 양 끝이 핀인 것, 한쪽이 구멍인 것, 양쪽이 구멍인 것 세 종류가 있습니다.
알리는 일을 맡습니다. 극성이 있습니다. 거꾸로 꽂으면 타지는 않지만 그냥 안 켜집니다.
LED와 짝으로 씁니다. 전기가 몰려 들어가는 것을 막아 LED를 살려 둡니다.
부품 이름과 값은 파는 곳마다 다르게 적혀 있습니다. 무엇을 사야 하는지는 10절의 질문으로 넘깁니다. 여기서 지어내지 않습니다.
배선의 절반은 브레드보드 속입니다
브레드보드는 겉보기에 구멍이 고르게 뚫려 있지만 속은 줄로 묶여 있습니다. 어느 줄이 어디까지 이어지는지 모르면 배선이 아니라 추측이 됩니다.
| 무엇을 | 어디에 꽂나 | 틀리면 |
|---|---|---|
| 보드 5V | 브레드보드 ＋ 레일 | 센서가 아예 안 깨어납니다 |
| 보드 GND | 브레드보드 − 레일 | 값이 널뛰거나 아무것도 안 읽힙니다 |
| 센서 VCC | ＋ 레일 | 같은 위 |
| 센서 GND | − 레일 | 같은 위 |
| 센서 OUT | 보드 A0 | 숫자가 늘 같은 값으로 굳습니다 |
| LED 긴 다리 | 보드 D8 | 거꾸로면 타지 않고 그냥 안 켜집니다 |
| LED 짧은 다리 | 저항을 거쳐 − 레일 | 저항을 빼면 LED가 죽습니다 |
만드는 순서 ①
한꺼번에 다 붙이면 안 될 때 어디가 문제인지 알 수 없습니다. 하나 붙이고 확인, 하나 붙이고 확인입니다. 이 습관이 7절의 절반을 미리 막아 줍니다.
만드는 순서 ②
센서를 붙이자마자 불까지 이으면, 안 켜졌을 때 센서 탓인지 불 탓인지 모릅니다. 먼저 숫자만 화면으로 불러냅니다.
하나는 전압으로 알려주는 것입니다. 온도가 오르면 내보내는 전압이 함께 움직입니다. 보드는 그 전압을 숫자로 바꿔 읽습니다. M1에서는 이쪽을 씁니다. 따로 준비할 것이 없고, 숫자가 바로 흐릅니다.
다른 하나는 숫자로 알려주는 것입니다. 이미 계산된 값을 정해진 약속대로 보내옵니다. 더 정확하지만 그 약속을 풀어 주는 코드를 따로 얹어야 합니다. 사기 전에 어느 쪽인지 확인합니다. 파는 곳 설명에 아날로그·디지털로 적혀 있습니다.