아두이노 시뮬레이션: Capstone design 구현을 위한 Proteus 기반

• C, C++언어를 Arduino에 적용하여 확실히 공부하고 싶은 학생,

• Arduino와 같은 마이크로컨트롤러를 체계적으로 공부하고 싶은 학생,

• 나만의 아이디어를 센서 입력, 정보 디스플레이, 모터 구동 등 통합 제어 구현으로 Capstone Design을 완성하고 싶은 학생들을 위하여.

 

제1장에서는 Arduino 시뮬레이션 전용 소프트웨어인 Proteus의 통합환경 구성과 기본적인 사용법을 다루고, 제2장에서는 Arduino에서 기본 언어로 사용하고 있는 C, C++ 언어에 대하여 필자의 오랜 경험을 바탕으로 한 핵심적인 내용을 중심으로 실습으로 이해하도록 구성하였다.

제3장에서는 센서 융합 신호처리를 위해 다양한 신호의 입력과 신호 변환 방법 그리고 액추에이터 제어에서 필수 요소로 적용되는 PWM 제어, 신호 생성, interrupt를 다루며, 데이터 display 방법을 다룬다. 추가로 외부와 통신을 위한 직렬 통신, 블루투스 통신, 짧은 거리의 통신을 위한 SPI 통신, I2C 통신에 대하여 학습하고, 자동제어 기법 중 가장 많이 사용하는 3-term controller인 discrete PID 제어에 관하여 제어 기법을 다루고 프로그래밍 실습을 한다.

제4장에서는 직류 모터에 대하여 다룬다. 브러시가 있는 일반 직류 모터의 속도와 방향제어 그리고 모빌리티, 로봇 분야에서 많이 사용하는 Step 모터와 서보 모터, BLDC 모터에 대하여도 속도와 방향을 제어하는 동작 원리를 설명하고, 실습을 통해 제어기 설계 능력을 확보할 수 있도록 한다.

[목 차]

1. 통합환경 구성

1-1 Arduino 통합환경(IDE)

1-2 Proteus 통합환경

1-3 Arduino 핀 기능

 

2. C언어 요약

2-1 C언어 기본요소

2-2 제어문

2-3 반복문

2-4 포인터와 배열

2-5 동적 메모리 할당

2-6 함수

2-7 Class와 Library

2-8 헝가리언 표기법, ASCII 코드

 

3. Arduino 센서 융합 신호처리

3-1 ADC

3-2 shiftIn() 함수를 이용한 멀티 데이터 입력

3-3 puseIn() 함수를 이용한 펄스 측정

3-4 PWM 신호생성

3-5 디스플레이(LCD)

3-6 디스플레이(FND)

3-7 Transistor 스위칭 회로

3-8 외부 Interrupt

3-9 Timer

3-10 직렬통신

3-11 소프트웨어 직렬통신
3-12 SPI 통신

3-13 I2C 통신

3-14 Bluetooth 통신

3-15 PID 제어

 

4. 직류 모터 제어

4-1 일반 직류 모터 제어

4-2 Step 모터 제어

4-3 서보 모터 제어

4-4 BLDC 제어