남보공방

아두이노 프로미니는 아두이노 나노 기종보다도 더 소형화 시킨 기종으로서 USB연결 단자도 생략되어 있어 개발작업할 때에는 조금 불편하지만 개발이 완료된 후 기기에 부착해서 활용하기에는 다음 같은 장점이 있다.

-아두이노 나노 보다 가격이 조금 더 저렴하다.

-5V용 및 3.3V용 모델이 별도로 있어 용도에 따라 선택할 수 있다.( 3.7V 리듐 배터리만으로도 가동 가능)

-USB 모듈이 없으므로 대기시 소비전력이 적어 동일 배터리로 가동시간을 늘릴 수 있다.

-ATmega328 칩을 적용한 모듈 이외에도 ATmega168 버전도 있어 선택할 수 있다.  

아두이노 PRO MINI SPEC

입출력핀의 갯수나 메모리 사이즈는 어두이노 나노와 거의 동일하다. 

ATmega328 칩 또는 Atmega128칩,  3.3V 또는 5V,  8Mhz Clock speed 또는 16M Clock speed 종류별로 별로 아두이노 프로 미니 모델들이 있으므로 원하는 모델을 선택할 수 있다.

보드의 구성

-아두이노 프로미니 기종은 종류가 다양하고 모델별로 보드를 소형화 하는 과정에서 모델별로 핀배열이 위와 같이 제각각 이어서 브레드 보드에 직접 꽂아 테스트하기에는 부적절한 경우가 있으므로 모델 선택시 주의해야 한다.     

-전원입력은 VCC 핀 또는 RAW 핀을 통해 가해 주면 되는데, VCC 핀을 통해 전원을 공급할 때에는 모델별로 3.3V 또는 5V전원을 공급해야 하지만 RAW핀을 통할 때에는 내부적으로 정전압 레귤레이터 회로를 통하므로 3.3V~12V 또는 5V~12V의 전원을 공급해 주면 된다. 단 VCC 또는 RAW 둘 중 한 곳으로만 전원을 공급해야만 하고 동시에 양쪽에 전원을 공급하면 안된다.

상세 PIN LAYOUT  

사용방법

아두이노 IDE에서 툴 -> 보드에서 Arduino Pro or Pro Mini를 지정하고 프로세서 메뉴를 선택하면 다음과 같이 프로세서의 종류들이 표시되므로 이중 하나를 선택하면 된다.

아두이노 프로미니 기종에는 USB 단자나 USB드라이버가 없으므로 아두이노 IDE에서 개발한 프로그램을 보드에 로드하기 위해서는 FT232RL 아두이노 프로 미니 다운로더와 같은 인터페이스 장치가 필요한데, 다음 과 같이 6개핀을 그대로 연결하면 된다.  이 때 아두이노 프로미니의 사용 전압에 따라 FTDI 보드의 Jumper도 3.3V인지 5V인지를 선택해 놓아야 한다.

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RGB LED는 전구 하나에 빛의 삼원색인 Red,Geen,Blue 세개의 발광소자를 넣어 이 세가지색의 조합을 이용하여 원하는 컬러를 낼 수 있도록 만든 LED전구이다. 즉 아래와 같이 세가지색 모두 켜면 흰색, Red와 Green을 켜면 노란색 이런식으로 색을 조합할 수 있고 각각의 삼원색은 아두이노 PWM신호로 0~255까지 세기를 조정할 수 있으므로 이론적으로  256x256x256 가지 색깔의 빛을 조합할 수 있다.

RGB LED는 세개의 LED를 묶어 놓은 것으써  +극 쪽을 묶어 공통으로 사용하느냐 -극 쪽을 공통으로 사용하느냐에 따라 Common Anode 형(공통+극)과,   Common Cathode (공통-극) 두 종류가 있으므로 회로를 구성할 때 이점에 주의해서 배선해야 한다. 그리고 RGB LED도 일반 LED전구와 동일하게 허용 전압이 있으므로 5V 아두이노 출력선에 그대로 연결해서는 안되고 200옴정도의 저항을 각각 연결해 주어야 한다.

아두이노와의 연결

Common Cathode(공통-극) 일경우 다음과 같이 공통 -극 단자를 아두이노 GND에 연결하고, R,G,B 단자를 각각 저항을 통해 아두이노 PWM핀 (~표시가 있는 핀)에 연결한다. 여기에서는 R,G,B를 3번,5번,6번 핀에 연결했다.

샘플프로그램

 int red = 3; int green = 5; int blue = 6; void setup() { pinMode(red, OUTPUT); pinMode(green, OUTPUT); pinMode(blue, OUTPUT); } void loop() { for ( int i=0; i < 255; i=i+30) { for ( int j=0; j < 255; j=j+30) { for ( int k=0; k < 255; k=k+30) { analogWrite(red, i); analogWrite(green, j); analogWrite(blue, k); delay(10); } } } }

조금 더 편리한 부품

육안으로는 Common Anode 형과  Common Cathode 형을 구분하기도 힘들도 저항을 일일이 납땜하기도 번거롭기 때문에 다음과 같이 소형 기판에 저항까지 부착하고 R,G,B 핀과 공통 전극까지 표시해 놓은 부품도 있고, WS2812 칩을 사용하여  R,G,B 세가지 핀없이 하나의 데이터핀으로 사용할 수 있는 부품도 있다. 

음파는 초당 340m를 이동하므로 음파를 발사하여 이 음파가 전방의 물체에 반사되어 되돌아 오는 시간을 측정하면 물체까지의 거리를 추산해 볼 수 있다. 즉, 음파를 발사한 후 반사되어 되돌아 올떄 까지 0.1초가 걸렸다면 물체까지의 거리는 17m라고 계산할 수 있디. 이는 박쥐가 눈대신 초음파를 이용하여 전방에 물체가 있는지 여부와 거리를 알아내는 방식과 동일한 방법이다.   

아래는 가장 흔하게 사용하는 초음파거리센서 HC-SR04 모델인데, 좌측 T 라고 표시된 부분이 초음파발생기 이고 우측 R로 표시된 부분이 초음파수신기 부분이다.  Vcc 핀에 5V를 가해 주고 Trig핀에 신호를 주면 초음파가 발생되므로 Echo핀으로 수신되는 감지하면 된다. SR-04 모델의 사양은  2cm~450cm 사이의 거리를 측정할 수 있으며 초음파의 방사각도는 15도로 되어  있고, 정밀도는 0.3cm로 발표되어 있다. 

초음파식 거리 측정의 한계

-초음파는 직진하지 않고 사방으로 퍼지는 특성 때문에 거리가 멀어지면 반사되어 되돌아 오는 초음파의 양도 급속하 적어지게 되어 인식할 수 없게 된다.

-음파의 속도는 온도에 따라서 변하기 때문에 단순히 초당 340m/s로 계산하면 부정확한 수치가 되므로 온도에 따라 보정해 주어야 한다.

-벽면처럼 평평한 반사면이 아니고 굴곡진 지형이거나 중간에 물체가 있을 경우는 정면에 보이는 물체외의 직진 거리가 아니고 중간에서 반사되어 오는 거리를 측정하게 되어 부정확한 거리측정이 된다. 따라서 정밀한 거리 측정을 위해서는 레이저처럼 직진성 빛을 사용하는 거리측정 방식이 필요하다.

따라서 정밀한 거리 측정에는 레이저 등 고가의 다른 거리 측정기가 필요하지만, 초음파방식의 거리 측정기는 가격이 싸고 단순하므로 개략적인 거리 측정 용도로 사용하기에는 무난하다.         

아두이노와의 연결    

Trig핀과 Echo핀을 아두이노 디지털 단자에 연결하면 되는데 여기에서는 2번 단자와 3번 단자를 사용했다.

샘플프로그램

#define TRIG 2 #define ECHO 3 long distance; int i,cnt_chk,sum_dist; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(TRIG, OUTPUT); pinMode(ECHO, INPUT); } void loop() { for ( i = 0; i < 5; i++ ) { digitalWrite(TRIG, LOW); delayMicroseconds(2); //2uS 동안 멈춤 digitalWrite(TRIG, HIGH); delayMicroseconds(10); //10uS 동안 동작 digitalWrite(TRIG, LOW); distance = pulseIn(ECHO, HIGH) * 0.017; if ( distance > 0 ) { cnt_chk++; sum_dist = sum_dist + distance; } } if ( cnt_chk > 0 ) { distance = sum_dist / cnt_chk; Serial.print("Distance="); Serial.println(distance); } delay(500); }

1~2 line : 2번핀을 Trig용으로 3번핀을 Echo용으로 사용하겠다고  정의한다.

13~23 line : 정확도를 높이기 위해 5회 연속 측정하여 평균값을 사용한다.    

14~17 line : 10마이크로초 만큼 Trig 핀에 High 신호를 주어 펄스를 발생시킨다.