M.P.T.O 04-10-01
PART 2. 전자 연결 (Electronics & Wiring)
CHAPTER 05. 부품 이해하기 (Components)
5-1. 두뇌 : 마이크로 컨트롤러 와 핀 번호 읽는 법
(Microcontroller Architecture: The Brain)
“조종간에 전선만 연결한다고 비행기가 움직이지 않는다.”
조종간의 두뇌에 해당하는 ‘마이크로 컨트롤러(Micro Controller Unit, MCU)’는 입력데이터를 처리하고 PC와 대화할 수 있다.
A. 아두이노 또는 STM32
- 교육용 MCU는 아두이노를 사용하지만 이 교범에서는 freejoy 오픈소스를 활용할 수 있도록 STM32를 사용한다.
- 별도의 드라이버 설치 없이 PC에 연결하면 바로 조이스틱으로 잡힌다.
B. MCU 핀 (Pin-out) 해석
- VCC 핀 : 플러스(+) 전원. 빨간 선 연결
- GND 핀 : 그라운드(-) 접지. 검은 선 연결. (모든 전기는 VCC에서 나와 GND로 연결된다.)
- Analog 핀: 아날로그 축(Axis) 신호를 받는 곳. (0~1023 사이의 변화값)
- Digital 핀: 디지털 버튼(Button) 신호를 받는 곳. 눌림(1)과 안 눌림(0)만 구분한다.
5-2. 센서 : 영구적으로 쓰는 홀 센서
(Sensor Engineering: Goodbye Friction)
“가변저항은 라디오 볼륨 조절할 때나 써라. 우리는 전투기를 몬다.”
조종간의 움직임을 범위값로 바꾸는 방법은 두 가지다.
A. 가변저항 (Potentiometer) : 구식 기술
- 장점: 가격이 싸고 볼륨 조절처럼 범용으로 사용한다.
- 단점: 유격이 발생하면 정밀한 측정값을 구하기 어렵다
B. 홀 센서 (Hall Effect Sensor) : 정밀 표준
- 원리: 자석의 자기장 세기를 감지한다. 서로 닿지 않는다(Non-contact).
- 장점: 마찰이 없다. 마모도 없다. 이론상 수명이 ‘무한대’ 다. 그리고 미세한 움직임도 나노 단위로 잡아낸다.
5-3. 버튼 연결 : 복잡한 선을 줄이는 매트릭스 연결법
(Digital I/O & Anti-Ghosting)
“버튼을 동시에 눌렀는데 엉뚱한 키가 입력된다면? “
버튼이 많아지면 MCU 핀의 개수가 부족해진다. 이때 시프트 레지스터 확장보드를 사용해서 해결할 수 있다.
A. 74HC165 확장보드
- 입력 키를 24개까지 확장할 수 있다.
- 쉽게 구할 수 있다.
B. M1 키트 확장보드
- 플러그 & 플레이 방식으로 작동한다.
- 배선 작업이 쉽다.
- 시중에 판매되지 않고 M1 키트에서 제공하는 보드다.
[🔧 티타 교관의 한마디]
“전자회로를 모두 이해할 필요없다. 전기는 물처럼 높은 곳(VCC)에서 낮은 곳(GND)으로 흐른다는 정도만 알면 된다. 우리는 조종간 개발에 필요한 지식과 배선 작업만 잘 하면 된다.”
