딸래미 과학상자에 아두이노로 생명 불어넣기
1. 스마트 풍차, 딸과 함께하는 IT 프로젝트
둘째가 움직이기 시작한다.
동네 도서관 코딩교육을 다녀온 뒤로 둘째 딸아이가 급격히 IT에 관심을 보이기 시작한다. 작년에 잠시 스크래치 수업을 해 준 적이 있었는데, 그때는 별로 관심이 없었는데 친구들과 함께 수업을 받고 나서인지 관심을 많이 보이기 시작했다.
3~4년전 첫째 딸래미에게도 시도를 해 보았지만, 첫째는 코딩이나 IT 말고 더 좋아하는 게 많아서 꾸준히 지속을 하지 못했다. 이번에도 같은 될 확률은 있지만 그래도 아빠로서 뭔가 새로운것에 대한 체험기회를 제공하고, 본인에게 맞는 적성을 찾게하는 게 의무라고 생각한다. 내가 먼저 준비하고 끊기있게 도와주자.
첫 과학상자 조립, 풍차
뭔가를 만들어야는 하는데, 집에 굴러다는 과학상자가 있었다. 레고를 좋아해서 그런지 기초 단계 제작업이, 바로 풍차를 만들수 있었다. 풍차는 프레임으로 풍차를 만들고, DC 모터를 이용해서 풍차를 돌리게 된다. 스위치를 조작해서 시계방향, 반시계방향으로 방향도 조정할 수 있다.
풍차를 가지고 뭘할까?
딸과 이야기를 한다.
코딩이 뭐지?> “로봇에게 명령을 하는거요.”
그럼 이 풍차에게 무엇을 명령하고 싶어?> “돌아가! 하면 돌아가고, 멈춰 하면 멈추게 할래요.”
(헉...) 어 그래, 해 보자.
뭐든 못할까? 그래 우선 해보자.
2. 모터 제어 준비 (w/ SN754410)
우선 과학상자 스위치가 아닌 아두이노를 통해 모터를 제어해야 한다.
DC 모터제어는 단순히 Digital, Analog pin으로 전류를 주면 안 되고, 트랜지스터 등으로 전원을 제어해야 한다. 다행히 집에 motor controller인 SN754410가 있어서 이것으로 가지고 모터 제어 준비를 한다.
회로도
고민하고 신경을 써 보니 대학교 때 배운 것을 리마인드 할 수 있었다. 그리고 이제 회로도도 금방 그릴 수 있게 되었다. 하지만 역시 그리는 Tool이 좋다.
자 이제 딸과 함께 과학상자를 붙이고 코딩을 해 볼까?
3. Arduino로 풍차 동작시키기
우선 아이가 익숙한 전기를 주고 기다리고, 전기를 주고 기다리고를 먼저 해 본다.
코딩
모터를 멈추고 정방향으로 돌리고 반대방행으로 돌리는 함수를 만든다. 그리고 그것을 순서대로 호출을 한다.
한가지 이슈가 있다며 과학상가 모터의 용량이 상당히 큰 것 같다. 따라서 노트북에서 전원을 끌어올 때는 문제없이 모터가 잘 돌았는데, 충전지로 연결할 때는 전류가 좀 딸렸다. 할 수 없이 과학상자의 복잡한 톱니바퀴를 제거하고 가볍게 풍차의 날개를 달았다.
4. 사람이 다가 오면 풍차가 켜지기
초음파 센서를 이용해서 사람이 있으면 풍차를 돌려본다.
회로도
코딩
초음파센서를 이용해서 거리를 재고, 50cm이하일 경우에 모터를 돌린다. 그렇지 않은 경우에는 모터를 끊다.
다행히 잘 동작을 한다. :)
5. 스마트 폰과 구글홈으로 풍차에게 명령하기
스마트 폰으로 명령하기
간단히 웹으로 명령을 할 수 있는 화면을 제작해줬다. 딸래미는 아직까지 웹 프로그래밍을 하기에는 좀 이르니 이 부분은 내가 제작하고, 딸래미는 아두이노 코딩을 담당했다.
구글홈으로 명령하기
일주일전에 구글홈 미니를 하나 장만했다. 일반 사용자도 쉽게 자신만의 명령을 추가할 수 있는 Actions On Google 이라는 게 있는데 이것을 이용했다.
“OK Google~ 풍차 켜줘~”
코딩
Firebase에 실시간 데이터베이스를 만들고 Data를 가지고 온다. Data값에 따라서 모터를 조정한다.
시연동작
동영상을 촬영하여 UCC를 만드는 것도 알려주고 만들어 본다. 처음이라서 쉽지는 않았지만 무척 좋아한다.
8. 프로젝트를 마치며
과학상자를 만들고 첫 아두이노 코딩은 딸래미가 잘 따라했다. 그리고 거의 모든 것을 딸아이가 이해하고 있었다. 하지만 복잡한 센서들이 추가되고 외부 데이터베이스를 연결하는 과정에서는 명확히 이해는 못하였다. 그러나 본인이 명령을 해서 과학상자 풍차까지 가게되는 흐름을 이해하는 모습에 나로썬 아주 기뻤다. 우리 둘째딸~ 수고 많았어요!
