어린이과학동아&수학동아 기사

안녕하세요,  박성현 기자입니다. 저는 지난 토요일(9.29)에 코딩메이커-자동으로 물을 주는 스마트화분 만들기 프로그램에 참여하고 이렇게 기사를 쓰게 되었습니다.

1. 식충식물 이야기

저희는 가장 먼저 2018년 7월 15일자에 실린 식충식물 기사에 대해 이야기하였습니다. 식충식물에는 크게 5가지 종류가 있는데 바로 포획식, 끈끈이식, 흡입식, 미로식, 함정식입니다. 대표적인 포획식으로는 파리지옥이 있습니다. 유인한 곤충을 덫으로 빠르게 낚아채죠.

끈끈이식으로는 끈끈이주걱, 벌레잡이제비꽃 등이 있습니다. 향기로 곤충을 유인한 뒤 끈끈한 액체로 잎에 앉은 곤충을 사로잡아 소화합니다. 흡입식은 지나가는 동물을 진공상태의 주머니가 빨아들여서 잡습니다. 동물을 잡은 뒤 0.03초만에 문이 닫혀 탈출할 수 없습니다.

미로식은 미로처럼 생긴 구조로 벌레를 유인합니다. 겐리세아라는 식물은 뿌리잎에 나선형으로 꼬인 부분이 있는데 이 속에 가시털이 거꾸로 나 있어 땅속에 사는 생물들이 들어가면 나올 수 없습니다.

마지막으로 함정식이 있는데 항아리 모양의 함정을 이용해 향기에 이끌린 벌레를 유인합니다. 이 함정은 벽이 마끄럽고 바닥에 물이 있어 올라갈 수 없다고 합니다.

2. 아두이노

아두이노는 2005년에 미술학교 교수 마시모 반지(Massimo Banzi)가 만들었습니다. 학생들이 만든 모형 도시 작품을 IT와 융합해 교육하고자 했던 그는 초보자도 쉽게 다룰 수 있는 저렴한 전자교육용 제품을 만들려고 했고 그렇게 탄생한 것이 바로... 아두이노 입니다!!

(from 다음 이미지)아두이노 우노 R3 보드



아두이노는 센서나 다른 보드들을 자유롭게 연결할 수 있습니다. 그리고 컴퓨터에서 만든 프로그램을 보드로 업로드해서 작동시킬 수 있습니다. 이 보드를 어떻게 작동시키고 조립하는지 사용법이 완전히 공개되어 있는 오픈소스라서 다른 나라나 회사에서 만들어도 불법이 아닙니다. 사실 사진에 나와있는 보드도 중국산입니다(원래 보드는 초록색입니다). 이 아두이노로 만들 수 있는 것들로는 RC카 , 로봇, 도어락, LED장식, LED 신발, LED 큐브 아트 등이 있습니다.

그럼 이번 스마트화분 만들기에 들어간 재료를 볼까요?

(출처-동아 사이언스)

아두이노 우노 보드에 다음과 같은 센서/보드/장치를 연결하거나 다음을 이용해 연결할 수 있습니다.

-센서확장 쉴드

센서를 연결하는 핀을 꽂을 자리가 부족하기 때문에 우노 보드에 연결하여 더 다양하고 많은 위치에 핀을 연결할 수 있습니다.

-모터드라이브

물을 주려면 펌프모터가 필요합니다. 펌프와 배터리, 쉴드를 연결하는 역할입니다.

-배터리/배터리 홀더

모터와 다른 장치에 전기를 공급합니다. 배터리 홀더에 1.5v짜리 배터리 4개를 넣어 총 6볼트를 공급할 수 있습니다.

-납땜 버튼

전선 두개를 연결합니다(펌프, 베터리 홀더의 전선). 하지만 불량일 확률이 높아 사용하지 않고 매니저님께서 전선 끝 부분을 꼬아서  연결해주셨습니다.

-12C LCD 모듈 (16 * 2)

글자를 LCD판에 나타나게 합니다. 일종의 화면 역할입니다.

-조도 센서

빛의 밝기를 감지합니다. 밝으면 값이 줄고 어두우면 값이 늘어납니다.

-펌프모터 & 호스

펌프모터가 배터리로부터 전력을 받으면 작동을 합니다. 펌프모터를 물 속에 넣어 놓고 호스를 밖으로 꺼내 화분에 놓으면 물이 호스를 통해 화분으로 흘러내려갑니다.

-토양 수분 센서

토양에 수분이 얼마나 많은지 감지합니다. 0~1023의 값을 코딩을 통해 0~100(백분율)의 값으로 바꿀 수 있습니다.

-스위치 모듈

버튼이 있어서 누르면 0, 누르지 않으면 1의 값을 가집니다.

-RGB모듈

LED(발광 다이오드)입니다. RGB, 즉 빨간색, 초록색, 파란색의 빛을 낼 수 있습니다. 각 색은 0~255의 값으로 밝기를 조절할 수 있습니다.

-드라이버

모터드라이브는 나사를 조이고 풀며 연결을 해야 합니다. 나사를 조이고 풀기 위해 드라이버를 사용합니다.

-암-암 케이블

케이블 양 끝 모두에 연결 핀을 꽂을 수 있습니다.

-암-수 케이블

케이블 한 끝에는 연결 핀을 꽂고, 다른 쪽 끝은 연결할 수 있습니다.

3. mBlock

아두이노와 연결되는 프로그램은 다양합니다. 스크래치, 엔트리 등은 블록 코딩으로 쉽게 프로그램을 짤 수 있지만 아두이노에 프로그램이 저장되지 않아서 아두이노를 사용하려면 항상 컴퓨터와 연결되있어야 합니다. 스케치는 업로드가 쉽지만 c, c++를 이용해야 하므로 프로그램을 짜기가 어렵습니다. 그 중간이 mBlock입니다. mBlock은 블록코딩이면서도 스케치와 연결되기 때문에 업로드도 쉽고 프로그래밍도 쉽습니다.

↓mBlock 화면

mBlock은 https://goo.gl/Ej2zhQ에서 설치가 가능합니다.

mBlock을 사용하기 위해서는 먼저 language버튼을 누르고 한국어를 선택합니다.

그리고 보드에서 mBot이 아니라 Arduino Uno를 선택합니다. 그리고 확장->확장관리->kocoafab검색->다운로드->닫기->확장->kocoafab선택을 합니다. 그럼 코딩 화면의 로보트 탭에 kocoafab블록이 뜹니다.

다음으로 연결에 들어가서, 시리얼포트->컴(숫자)을 클릭합니다. 여기에서 (숫자)는 컴퓨터마다 다를 수 있습니다. 만약 '직렬포트없음'이 뜬다면 아두이노 보드를 연결해주어야 합니다.

마지막으로 편집에서 아두이노모드를 선택합니다.

https://drive.google.com/file/d/19Z-HeXawe7WlbUxLaRRyPX1B1HkIehvw/view에서 교육자료를 다운받아 코딩을 할 수 있습니다.

이렇게 해서 완성된 결과물은 다음과 같았습니다.

작품이 완성된 뒤 한 친구는 질문이 있냐는 선생님께 정리방법을 알려달라고 했습니다(웃음).

화분에 토양수분센서와 호스를 꽂으면 LCD화면에 습도와 습도에 따라 Give Me Water^^;, Good ^.^, I'm Happy ^U^라는 메시지가 뜨도록 했습니다. 그리고 상태에 따라 LED에 색깔 불이 들어옵니다. 이 불빛은 조도센서의 값에 따라 그 밝기가 달라집니다. 마지막으로 버튼을 누르면 펌프와 호스를 통해 물이 흘러 화분에 자동으로 물을 주었습니다.

약간 조잡해 보여도 작동이 잘 되어서 좋았습니다.

수업이 끝나기 전, 식충식물과 한정판 천문대 엽서를 받았습니다.

↑끈끈이 주걱입니당! >O<

시간이 부족했다고 느껴질 정도로 몰입했던 수업이었습니다. 결과물도 좋았고 작동도 잘 돼서 뿌듯하고 즐거운 시간이었습니다.

앞으로도 이런 수업이 있다면 꼭!! 참여하고 싶습니다~~.

지금까지 박성현 기자였습니다.

봐주셔서 감사합니다~~!