10. 모터 속도 제어하기로 선풍기 만들기

【활동 하기】

1. 재료 준비하기

2. 선풍기 회로 구성하기

3. 디지털 신호? 아날로그 신호?

4. 선풍기 코드 작성하기

5. 생각해보기

한 여름 더위를 이기는 방법으로 시원한 바람을 만들기 위해 가장 많이 사용하는 것은 선풍기라고 생각한다. 마이크로비트와 다양한 도구를 활용하여 선풍기를 만들고 속도를 제어해 보자.

1 재료 준비하기

선풍기를 만들기 위해 어떤 도구가 필요할지 생각해보자.

마이크로비트 2개

악어 클립 점퍼 와이어 Female

빨간색 2개, 검은색 2개

점퍼선 색상 별 다수

DC 모터 1개

프로펠러 1개

모터 컨트롤 드라이버 1개

배터리 홀더(케이스) 5V 이상

2 선풍기 회로 구성하기

마이크로비트와 하드웨어로 회로를 구성할 때 중요하게 확인해야 할 부분 중 하나는 연결할 하드웨어가 작동되는 전력을 알아야 한다. 마이크로비트에서 나가는 전력은 3V다. 따라서 5V 전력을 사용하는 하드웨어의 경우 추가 전력 공급이 필요하다. 이번 단원에서 구성하는 선풍기 회로도 추가 전력 공급이 필요하기 때문에 배터리를 연결하여 추가 전력을 공급한다.

이미지. 마이크로비트의 0번 핀에 빨간색 악어 클립 점퍼 와이어를 연결한 사진.

마이크로비트에서 데이터를 전달하기 위해 0번 핀에 빨간색 악어 클립 점퍼 와이어를 연결한다.

이미지. 빨간색 악어 클립 점퍼 와이어와 모터 드라이버의 A-1 과 연결한 사진

마이크로비트에서 출발한 데이터는 모터 드라이버를 통해 DC 모터로 전달되기 때문에 빨간색 악어 클립 점퍼 와이어와 모터 드라이버의 A-1 과 연결한다.

이미지. 모터 드라이버의 A-2와 마이크로비트 GND를 검은색 악어 클립 점퍼 와이어를 이용해서 연결한 사진

모터 드라이버의 A-2와 마이크로비트 GND를 검은색 악어 클립 점퍼 와이어를 이용해서 연결한다.

이제 모터 드라이버를 통해 DC모터에 전력을 공급하기 위해 배터리 홀더를 모터 드라이버에 연결한다. 배터리 홀더는 최소 4.5V 이상 공급할 수 있는 제품을 사용한다. 배터리 홀더의 빨간 선은 모터 드라이버의 VCC 핀과 연결하고 검은 선은 GND 핀과 연결한다. 빨간 선은 +극, 검은 선은 -극이다.

DC 모터를 제어하기 위해 모터 드라이버에 연결한다. 마이크로비트의 명령 데이터가 모터 드라이버의 A-1로 들어갔기 때문에 MotorA 단자와 DC 모터를 연결한다.

3 디지털신호? 아날로그신호?

선풍기에 데이터를 전달해서 미풍, 약풍, 강풍의 3단계 바람세기를 조절하기 위해서는 디지털신호와 아날로그 신호의 차이를 알아야 한다.

① 디지털신호

디지털신호는 0과 1 두 가지를 사용하여 데이터를 전달하는 불연속적인 정보다.

② 아날로그신호

연속되는 값을 표시하는 신호를 이야기한다. 온도의 변화, 빛의 세기의 변화 등 자연에서 일어나는 대부분의 신호는 아날로그 신호로 되어 있다.

모터를 켜고 끄기 위해서는 디지털신호를 이용하여 켜고 끌 수 있고 아날로그 신호를 사용하여 강약을 조절할 수 있다.

4 선풍기 코드 작성하기

선풍기가 작동되는 순서를 살펴보면 1번 버튼을 누르면 미풍이 작동하고 2번 버튼을 누르면 약풍이 작동한다. 마지막으로 3번 버튼을 누르면 강풍이 작동된다. 마이크로비트에는 A, B, A+B 세 가지로 버튼을 선택할 수 있지만 이번 단원에서는 A 버튼으로 LED 스크린에서 숫자를 증가시키고 B 버튼으로 바람세기를 선택할 수 있도록 한다.

이미지. 변수 탭의 스크린샷. 숫자 블록, 숫자에 0 저장 블록, 숫자 값 1 증가 블록이 있다.

버튼 A를 눌러 LED 스크린의 숫자를 증가시키기 위해서는 먼저 변수 숫자를 만들어야 한다.

입력 그룹에서 A 버튼 누르면 실행 블록을 사용하여 변수 숫자에 1을 증가시킨다.

이미지. A 누르면 실행 블록에 연결된 숫자 값 1 증가 블록, 만약 숫자=4 면 실행 블록, 숫자에 1 저장 블록

[만약(if) 참(true)이면(then) 실행] 블록을 활용하여 변수 숫자가 4가 되면 0이 저장되도록 한다.

이미지. A 누르면 실행 블록에 연결된 숫자 값 1 증가 블록, 만약 숫자=4 면 실행 블록, 숫자에 1 저장 블록, 수 출력 숫자 블록

LED 스크린에 변수 숫자에 입력된 정수가 출력 되도록 한다.

이미지.B 누르면 실행 블록에 연결된, 만약 참이면 실행, 아니면 실행 블록

[B버튼 누르면 실행] 블록을 사용하여 A 버튼을 눌러 선택한 숫자에 따라 선풍기의 강약이 조절될 수 있도록 [만약(if) 참(true)이면(then) 아니면(else) 실행] 블록을 사용한다.

이미지. B 누르면 실행 블록에 연결된, 만약 숫자=1이면 실행, 아니면서 만약 숫자=2면 실행, 아니면 실행 블록

선택하는 숫자가 3가지이기 때문에 조건을 추가하고 변수 숫자가 1과 같을때, 2와 같을 때를 입력한다.

이미지.
B 누르면 실행 블록에 연결된, 만약 숫자=1이면 실행, P0에 아날로그 값 300 출력 블록, 아니면서 만약 숫자=2면 실행, P0에 아날로그 값 600 출력 블록, 아니면 실행 블록

변수 숫자가 1일 때는 0번 핀에 아날로그 값 300 출력하고 2일 때는 600을 출력하도록 한다.

이미지. B 누르면 실행 블록에 연결된, 만약 숫자=1이면 실행, P0에 아날로그 값 300 출력 블록, 아니면서 만약 숫자=2면 실행, P0에 아날로그 값 600 출력 블록, 아니면서 숫자=3이면 실행, P0에 아날로그 값 1023 출력 블록, 아니면 실행 블록, P0에 디지털값 0 출력 블록

조건을 하나 더 추가하고 3일 때 0번 핀에 아날로그 값 1023을 출력하고 모든 조건을 만족하지 않을 때 0번핀에 디지털 값 0을 출력한다.

5 생각해보기

온도에 따라 선풍기의 속도를 조절하려면 어떻게 할 수 있을까?