[비전공자도 만들 수 있는 블루투스 무드등] 1. 아두이노 LED 무드등 만드는 법

안녕하세요, 닉네임간편입니다.

사물인터넷과 연동되는 앱에 대한 관심이 생겨 간단한 블루투스 무드등 및 앱을 만들어보았는데요, 이번 시간부터 차례차례 만드는 방법에 대해 설명하겠습니다.
우선 이번 시간에는 아두이노에 대해 설명드리고, 회로도를 바탕으로 아두이노 LED를 만들어보겠습니다.

 

0. 준비물

 

제품을 만들기 위한 재료

하나씩 설명드리겠습니다.

1) 아두이노 우노 R3

아두이노는 작은 컴퓨터로 생각하시면 되며, 프로그래밍을 통해 다양한 작업을 수행할 수 있습니다. 또한 아두이노의 가장 큰 특징은 오픈소스 하드웨어라는 점으로, 설계도가 공개되어있어 누구나 만들어서 판매할 수 있습니다. 즉, 정품 이외에도 많은 호환 보드가 존재합니다. 저 또한 호환 보드를 이용해 무드등을 제작하였으며, 1년 정도 사용해본 결과 기능을 동작하는 데 문제가 발생하지 않았습니다. 따라서 호환 보드를 사용하셔도 충분하다고 생각합니다. 물론 호환 보드를 사용할 시 별도의 드라이버를 설치해야 할 수도 있습니다.

아두이노는 다양한 종류의 보드가 있지만, 가장 보편적으로 사용되는 것이 우노(Uno) R3 버전 보드입니다. 따라서 이번 시간에는 해당 보드를 사용할 것입니다.

 

2) 미니 브레드보드
브레드보드를 이용하면 납땜을 하지 않고도 브레드보드에 있는 구멍에 점퍼 케이블을 연결하는 것으로 원하는 제품을 만들 수 있습니다. 따라서 간단한 제품을 만들거나 교육용으로 적합합니다.

저는 무드등 내부에 아두이노와 LED를 넣을 것이므로 크기가 작은 미니 브레드보드를 준비했습니다.

 

3) 블루투스 모듈 HC-06
블루투스 연결을 위한 핵심 부품입니다. 블루투스 모듈을 통해 블루투스 장치(여기선 스마트폰)와 연결하여 LED를 조작하도록 할 것입니다.

4) 점퍼 케이블 수-수(4개)
브레드보드와 다른 부품들을 연결하는 케이블입니다. 점퍼 케이블을 수-수, 암-수, 암-암 이렇게 세 종류가 있습니다. 여기서는 수-수 케이블을 사용할 것이므로, 구매하실 때 종류에 유의하시길 바랍니다.

 

 

5) LED 네오픽셀 스트립
네오픽셀 LED 스트립은 Adafruit라는 회사에서 만든 LED 스트립으로, LED 제어를 보다 용이하게 해주는 제품입니다. 기존 LED를 제어할 때와 달리 이 스트립은 3 개의 선만 연결하면 바로 작동하므로 보다 더 수월하게 제품을 만들 수 있습니다.

 

6) USB 케이블

컴퓨터와 아두이노를 연결하여 코딩한 것을 업로드하기 위해 사용합니다. 저는 1.5M 길이 케이블을 사용했습니다.

 

이것으로 준비는 마쳤습니다. 이제 본격적으로 회로도를 통해 제품을 만들어보겠습니다.

1. 아두이노 회로도

아두이노 회로도

*저는 회로도를 그릴 때 팅커캐드란 사이트를 이용했습니다. 누구나 무료로 온라인을 통해 쉽게 회로도를 그릴 수 있으므로, 이용하는 것을 추천드립니다. 물론 사이트 내에선 블루투스 모듈이 없어서 해당 이미지는 따로 그렸습니다. ^^
https://www.tinkercad.com/

Tinkercad | From mind to design in minutes

 

회로도가 다소 복잡해 보일 수 있지만, 비전공자인 저도 해냈으므로 여러분들도 충분히 해내실 수 있습니다.

(이때 회로도 그림에서의 점퍼 케이블 색상과 실제로 제가 사용한 점퍼 케이블의 색상이 약간 다릅니다. 따라서 블루투스 모듈을 연결할 때에는 색상보다도 연결하는 위치를 잘 보시기 바랍니다. 네오픽셀은 색상이 동일합니다.)

 

1. 네오픽셀 LED 스트립 연결

우선 네오픽셀 LED 스트립을 먼저 연결하겠습니다. 먼저 스트립의 5V 선(빨간색 선)을 아두이노의 3.3V라고 쓰여있는 핀에 연결합니다. GND 선(검은색 선)은 3.3V 핀 아래에서 두 번째에 위치한 GND 핀에 연결합니다. 마지막으로 DIN 선(노란색 선)은 아두이노 위쪽에 6번 핀에 연결하면 되겠습니다.
각각 빨간색 선은 (+) 전원을, 검은색 선은 (-) 전원을 입력받는 곳이며 노란색 선은 신호 입출력을 담당합니다.

 

2. 블루투스 모듈 연결 시 주의사항

다음으로 블루투스 모듈을 연결하겠습니다. HC-06 모듈은 브레드보드에 바로 꽂을 수 있도록 되어있으므로 우선 브레드보드에 연결합니다.

그런데 이때 주의해야 하는 부분이 있습니다. 우선 브레드보드는 내부에 금속이 있으며, 이 금속에 점퍼 케이블과 부품들을 연결함으로써 납땜을 하지 않고도 제품을 만들 수 있습니다.

브레드보드 연결 시 주의사항

보시는 바와 같이 가운데를 기준으로 가로로 금속이 연결되어 있습니다(시각적 편의를 위해 한쪽만 그렸습니다). 내부에서 동일한 금속 라인(각 빨간색 줄에 해당)에 회로적으로 연결되지 않아야 하는 부품들이 연결된다면 합선이 발생할 수 있습니다. 예를 들어 한 부품의 (+) 부분과 (-) 부분이 동일한 가로줄에 연결되면 안 된다는 것입니다. 따라서 이를 유의해서 연결해야 합니다.
저는 이렇게 세로 방향으로 블루투스 모듈을 연결하였습니다.

 

블루투스 모듈을 세로 방향으로 연결하였다면, 모듈이 꽂힌 부분 앞쪽에 점퍼 케이블을 연결하고, 이 케이블을 아두이노에 연결할 것입니다.

 

3. 블루투스 모듈 연결

먼저 블루투스 모듈의 VCC 부분이 꽂힌 곳 앞쪽에 빨간색 선을 연결하고, 이 선을 아두이노 아래쪽에 3.3V 밑에 있는 5V 핀에 연결합니다.

다음으로 모듈의 GND 부분이 꽂힌 곳 앞쪽에 검은색 선을 연결한 후, 아두이노 위쪽에 GND 핀에 연결합니다.(이때 회로도에선 검은색 선을 사용했지만 실제 제가 만들 때에는 노란색 선을 사용했습니다. 이 점 유의하시길 바랍니다)
VCC와 GND는 각각 블루투스 모듈의 (+) 전원과 (-) 전원에 해당하며 따라서 아두이노에 연결할 때에도 이에 맞게 연결합니다.

TXD와 RXD는 각각 블루투스 모듈의 송신과 수신을 담당하고 있으므로, 아두이노에서 해당 역할을 담당하는 핀에 연결하면 되겠습니다.

저는 송신은 2번 핀에서 할 것이므로, 모듈의 TXD 앞쪽에 꽂은 초록색 선을 아두이노의 2번 핀에 연결합니다.

수신을 3번 핀에서 할 것이므로, 모듈의 RXD 앞쪽에 꽂은 파란색 선은 아두이노의 3번 핀에 연결합니다.

 

 

2. 연결한 모습

실제 모습

선 정리가 잘 되진 않았지만, 실제로 연결하면 이런 모습이 나옵니다. 그리고 다음 시간에 본격적으로 코딩을 통해 LED에 불이 들어오게 하겠지만, 미리 보여드리면 다음과 같습니다.

 

LED 모습

아름답게 LED가 빛나는 모습을 보실 수 있습니다.

3. 마무리

이번 시간에는 회로도를 바탕으로 아두이노 LED를 만들어보았습니다.
다음 시간에는 실제로 LED에서 빛이 나도록 아두이노 IDE로 코딩을 해보고, 추가로 안드로이드 앱과 연동할 수 있도록 준비를 해볼 것입니다.
이 정보가 많은 도움이 되길 바라며, 이상으로 글을 마칩니다.