arduino

1. Introduce Physical Computing & Arduino
200314942 홍창원/200415193 한진섭

2. Physical Computing?
Physical Computing이란?
피지컬한 (신체적인) 실제 세계와 컴퓨터의 가상 세계가 서로 대화할 수 있도록 하는 것
컴퓨터
마우스, 스위치, 버튼, 디스플레이, 스피커, 마이크…
OS, application
사람
사람과
컴퓨터의
일반적인
입출력
관계
새로운
방식으로
입출력
할 수 있도록
하는 것

3. 입력Input, 출력Output, 처리Process
입력: 여러 가지 형태의 에너지를 받아들이는 것.
출력: 컴퓨터가 처리한 것들을 인지가능 한 형태로 내보내는 것.
처리: 컴퓨터가 읽어 들인 정보를 입력 값의 변화에 따라 판단하여 출력을
내보내거나 다른 컴퓨터에 메시지를 보내는 것.
※ 이를 위해 프로그래밍이 등장함
Ex) C, C++, Processing, Wiring, Action Script, Java…

4. 입력, 출력, 처리 관계도
sensor
Micro-
controller
actuator
Keyboard
mouse computer
Display
speaker
Input Output

5. 에너지의 변환
피지컬 컴퓨팅의 기반을 이루는 주된 개념 중 하나는 트랜스듀서transducer를 사용한
에너지의 변환, 즉 한 형태의 에너지를 다른 형태의 에너지로 바꾸는 것.
트랜스듀서는 피지컬 컴퓨팅 시스템의 눈, 귀, 손, 다리, 그리고 입과 같은 존재들이다.

6. 디지털Digital과 아날로그Analog
어떤 과정에 대해 생각할 때 그 일에서 나타날 수 있는 결과의 가지수를
파악 하는데, 두 상태만으로 충분한 경우를 디지털이라고 하고 나타날 수 있는
상태들의 연속적인 범위를 고려하는 경우를 아날로그라 한다.
컴퓨터는 두 가지 상태만이 존재하는 이진법 시스템으로 되어 있기 때문에,
일반적으로 디지털 입출력이 아날로그 입출력보다 쉽다.
하지만 아날로그 입출력은 디지털보다 더 흥미롭고 재미있을 수 있다.
예를 들어 불을 켜거나 끄는 상황에는 디지털 출력이 적합할 것이다. 하지만
불을 더 밝게, 또는 더 어둡게 조절해야 하는 상황이라면 아날로그 출력이 필요
하다.

7. Physical computing을 위한 도구들1
트랜스듀서: 하나 이상의 소스로부터 수신하는 어떤 형태의 에너지를 다른
형태로 바꾸는 장치. 컴퓨터는 0,1 두 가지 상태만을 정보로 받기 때문에 이것을
사람이 인지 가능한 물리에너지로 바꾸거나 역으로 사람이 내는 물리 에너지를
컴퓨터가 인식 할 수 있는 비트로 바꿔주는 역할을 하는 중간매개가 필요하다.
회로: 컴퓨터가 물질세계의 정보를 처리하고 제어하기 위한 트랜스듀서들을
컴퓨터와 연결하여 그 의미를 해석하기 위해서 구성하는 것. 보통 회로도라는
다이어그램을 사용하여 많은 사람들 간의 이해를 꾀한다.

8. Physical computing을 위한 도구들2
컴퓨터
1) 마이크로 컨트롤러: 매우 작고 간단한 컴퓨터로서 크게 세가지 일을 한다.
즉 센서로부터 정보를 받아들이고, 기본적 모터 등의 장치들을 제어해
물리적 움직임을 만들어내며, 컴퓨터와 다른 장치들로 정보를 보낸다.
2) 멀티미디어 컴퓨터: 이 컴퓨터들은 멀티미디어를 출력할 수 있는능력은
가지고 있을지 모르지만 입력에 있어서는 그렇지 못하다. 하지만 흥미로운
입/출력을 할 수 있는 마이크로 컨트롤러의 능력과 멀티미디어를 출력할 수
있는 멀티미디어 컴퓨터의 능력을 결합시킨다면 사람과 사람간의
커뮤니케이션에 더 많은 강점을 갖게 된다.
3) 그 밖의 컴퓨터들: 노트북 컴퓨터, 타블렛 컴퓨터, 휴대전화 등 입력값을 받아
출력값을 산출할 수 있는 장치라면 어떤 것도 사용할 수 있다.

9. Physical computing을 위한 도구들3
프로그래밍: 사람과 컴퓨터의 인터액션에서 제작자가 원하는 입력과 출력을
컴퓨터가 이해할 수 있는 언어로 얘기해야 할 필요가 있는데(컴퓨터는 이진법으로
밖에 사고하지 못하는 단순한 물건이다.) 이를 위해 제작자는 여러가지 컴퓨터
언어들을 통해 이를 구현한다.
Ex) C, C++, Basic, JAVA, Processing…
컴퓨터간의 통신: 인터넷을 통해 메시지를 보내는 경우가 아니더라도 타입이 다른
두 가지 로컬 컴퓨터끼리 통신해야 하는 경우가 있다.
예를 들어 마이크로 컨트롤러는 스위치들의 상태를 체크하기에는 좋지만
멀티미디어 작업에는 적합하지 않기 때문에 마이크로 컨트롤러의 정보를
멀티미디어 컴퓨터로 보내서 사운드나 비디오를 재생하도록 하는 것이다.

10. Arduino?
Arduino는 오픈소스로 예술가, 디자이너, 취미로 하거나 또는 상호작용하는
물체나 환경을 만드는 것에 관심이 있는 사람을 대상으로 하는 유연하고 사용
하기 쉬운 입출력 보드를 말한다.
Wiring보드의 확장판으로 Massimo Banzi, David Cuartieles, Dave Mellis,
and Nick Zambetti가 만들었다.
Arduino는 많은 센서들로부터 입력받은 값으로 환경을 감지할 수 있고 또 빛,
모터등 여러 가지 작동기actuators를 통해 입력값을 출력할 수 있다.
Arduino보드의 마이크로 컨트롤러는 Wiring/Processing언어로 프로그래밍 할
수 있고, 이뿐만 아니라 컴퓨터에서 동작 가능한 프로그램들(e.g. Flash,
MaxMSP…) 과도 연계할 수 있다.

11. Arduino보드의 종류1
Diecimila – 가장 최근에 나온 것으로 범용모델
14개의 디지털 입/출력 핀과 (그 중 6개는 PWM-pulse width modulation; 펄스 폭
변조- 출력들로 사용할 수 있다. 즉 입출력을 동시에 할 수 있다는 뜻),
6개의 아날로그 입력과, 16 MHz의 크리스털 교류발전기, USB 연결부, 전원 잭,
ICSP헤더 그리고 리셋버튼이 있다.

12. Arduino보드의 종류2
Bluetooth – 블루투스 방식으로 무선으로 연결된다.
하나의 ArduinoBT당 하나씩의 암호를 갖는다.
LilyPad – 웨어러블 컴퓨터 용으로 옷에 부착하고
재봉질로 배선한다.

13. Arduino보드의 종류3
Mini – 작은 마이크로 컨트롤러 보드로 특별한 곳에
사용될 때 쓸 수 있다. (예를 들어 브레드보드와
함께 사용한다든지) 컴퓨터와 연결하기 위해서는
Mini USB Adapter가 필요하다.
Mini USB Adapter – Arduino Mini나 다른 마이크로
컨트롤러를 컴퓨터와 연결하기 위한 어댑터.

14. Arduino보드의 종류4
Nano – 제일 작은 Arduino보드로 보통
브래드보드에 끼워 사용한다.
(일명 ‘Boarduino’라고 불리는 변형 Arduino 보드처럼)
작지만 Diecimilia보드의 전원 잭을 제외하곤 모든
기능을 가지고 있다.
Serial – 가장 기본적인 Arduino보드.

15. Arduino보드의 종류5
Pro – 보드에 반 영구적인 인스톨이나 작품전시를
할 때 사용한다. Diecimilia보다 싸고 배터리를 이용
한 전력공급이 쉽다. 헤더가 없고 다양한 종류의 연
결과 납땜을 할 수 있는 구멍이 있다.
Pro Mini – Arduino Pro처럼 보드에 반 영구적인
인스톨이나 작품전시를 할 때 사용한다. 싼 가격에
작은 보드. 헤더가 없고 다양한 종류의 연결과
납땜을 할 수 있는 구멍이 있다.

16. Aruduino를 이용한 실험들
Arduino Theremin - Merry Christmas!
InteractionSoapBox based on Arduino
Arduino LED communication

17. Processing / Wiring
http://wiring.org.co/
http://processing.org/
Processing과 Wiring(여기서는 보드를 말하는 것이 아니라 프로그램 언어를
지칭하고 있다.)은 오픈소스의 프로그래밍 언어로 이미지, 애니메이션,
인터액션을 프로그램하고 싶은 사람들에게 프로그램 환경을 제공한다.
학생, 예술가, 디자이너, 연구자, 배우고 견본을 만들고 실제 작업을 하는 취미를
가진 사람들이 사용할 수 있다.
Processing 과 Wiring은 ‘sketch book’이라는 개발툴을 제공하고 I/O보드와
포트 연결하여 개발한 코드를 보드로 업로드 시킬 수 있다.

18. Processing / Wiring ‘Sketch book’
http://wiring.org.co/
http://processing.org/

19. Wiring Experiment

20. Arduino & Processing / Wiring
발표를 통하여 적은 부분이나마 혼합매체, 뉴미디어 등의 단어에
친숙해지고 현대의 흐름인 디자인과 엔지니어링의 만남이 어떠한
시너지 효과를 낼 수 있는지 같이 생각해 볼 기회를 만들 수 있다고
생각합니다.
맺 음 말
이상입니다.