오픈소스 하드웨어 소개 (아두이노)
아두이노(Arduino) 란?
'오픈 소스 하드웨어'의 한 형태로서 구성이 공개되어 있으며 표준화된 기능의 입출력 핀을 가지고 있고 프로그램이 가능한 작은 하드웨어 회로 유닛이다. 이탈리아에서 처음 제작됐다. 범용 아두이노 장치와 브래드 보드(말그대로 '빵판'이라고도 부름)를 함께 이용하면 납땜등의 번거로운 작업없이 자신만의 전자 장치를 구현할 수 있다. 뿐만 아니라 아두이노는 가격도 수 만원 이내로 꽤 저렴한 편이다.
아두이노의 대략적인 구성
디지털 신호 연결단자부, 아날로그 신호 연결단자부, CPU, USB포트, ...
아두이노의 버전들
아두이노 우노
우노(UNO)는 이탈리아어로 1 이라는 의미이다. 8bit CPU가 탑재되어 있는데, 아주 단순한 프로그래밍만 가능하다. 기본적으로 주변 장치들을 연결할 수 있는 확장 컨넥터('쉴드'라고 부름)를 가지고 있고 일반 크기의 USB 포트도 가지고 있다.
기본 아두이노 버전과 레오나르도 버전이 있다. 둘 다 같은 성능을 가지고 있고 핀 기능도 똑같다.
단지, 기본 버전은 일반 크기의 USB 포트를, 레오나르도 버전은 마이크로 USB 포트가 장착되어 있다.
아두이노 듀에
듀에(DUE)는 이탈리아어로 2 이라는 의미이다. 32bit CPU가 탑재되어 있으며 좀 복잡한 기능의 프로그램을 사용할 수 있다. 좀 더 다양한 주변 장치들을 연결할 수 있으며 훨씬 많은 확장용 컨넥터들을 가지고 있다.
아두이노 트레
트레(TRE)는 이탈리아어로 3 이라는 의미이다. 가장 최근에 나온 버전이다.
아두이노 회로와 비글본 블랙이 결합된 형태를 띄고 있다.
참고) 아두이노 윤(YUN)
'아두이노 + WIFI내장'인 모델이다. 기존에는 아두이노에 와이파이 쉴드를 확장 장착해야 했었다.
* 아두이노 프로, 아두이노 미니, 넷두이노 : 아두이노 유닛을 초소형 크기로 만든 제품이다.
아두이노 미니와 넷두이노는 크기가 같고 이들은 아두이노 프로보다 더 소형이다.
아두이노를 위한 프로그래밍과 도구들
쉬운 프로그램 도구에 '스크래치'라는 도구가 있다. MIT의 미디어 랩 애들이 만든 도구로 위젯들을 드래그앤드롭 하는 것 만으로 프로그램이 구현된다.
'프로세싱'이라는 도구는 예술가나 일반인들이 미디어 예술 작품들을 프로그램으로 구현해 내고자 할 때 유용하다.
아두이노 이외의 또 다른 오픈소스 하드웨어들
아래 세 가지 오픈소스 하드웨어들은 모두 32bit CPU를 가지고 있으며, 운영체제(Operating System)를 심을 수 있다.
영국에서 개발된 '라즈베리 파이(Raspberry Pi)'
초소형 32bit 700MHz 정도의 CPU, 512MB 메모리를 탑재한 초소형 PC 형태이다. 리눅스 OS를 사용할 수 있다. USB, RJ-45, HDMI 포트를 포함하고 있다. (약 4만 5천원 정도)
미국에서 개발된 '비글본 블랙(BeagleBone Black)'
TI사의 칩셋 기반 32bit 1GHz CPU, 512MB 이상의 메모리, 4GB 플래시 메모리를 탑재하고 있으며 개발 능력에 상관없이 접근할 수 있는 값싼 초소형 PC 형태이다. USB, RJ-45, HDMI, mini-HDMI 포트, SD Memory Slot을 가지고 있다. 라즈베리 파이보다 훨씬 고급형이다. 안드로이드 OS도 사용할 수 있다. 아두이노 쉴드와 호환 된다. (약 7만 5천원 정도)
'갈릴레오(Galileo)'
인텔 펜티엄 32bit CPU를 장착하고 있다. 특히 펜티엄 CPU는 저전력 설계와 위성에 사용될 만큼 안정성이 입증된 CPU이므로 인텔이 ARM CPU에게 빼앗긴 모바일 시장의 주도권을 가져오려는 전략과 맞물려 사용하고 있는 CPU다. 실제 이 펜티엄 CPU를 아두이노와 제휴해서 탑재한 모듈의 이름은 '에디슨'이다. 당연히 아두이노 우노의 R3용 쉴드와 호환도 된다. 아두이노의 쉴드들을 그대로 사용할 수 있는 것이다. (약 10만원 정도)
조금 아쉬운 점은 최근에 인텔이 웨어러블 시장을 노리고 시작했던 이 프로젝트에서 조용히 손을 떼고 있다는 점이다. 아마도 시장의 미성숙과 기대에 못미치는 수익성 때문인 것 같다. 현재 웨어러블 시장에서는 ARM 계열의 CPU가 우위를 점하고 있다.
참고) 아두이노 확장 쉴드들의 종류
이더넷 쉴드 : 네트워크에 연결하기 위한 쉴드이다.
와이파이 쉴드 : 와이파이를 사용할 수 있게 해주는 쉴드이다.
센서블럭쉴드 : 장착된 센서들의 종류에 따라 다양한 검출을 가능하게 해주는 쉴드이다.
블루투스 쉴드 : 블루투스 사용을 가능하게 해주는 쉴드이다.
다용도 확장 쉴드 : 더 많은 쉴드들을 연결할 수 있게 해주는 쉴드이다.
자주 사용하는 아두이노 확장용 부품들
센서 류 : 온도, 습도 센서, 가속 센서, 빛 센서, 소리 센서, 압력 센서, ...
액추에이터 류 : LED, 디지털 디스플레이어, 부저, 스피커, 모터, ...