아두이노 우노 하드웨어

안녕하세요 메카럽입니다. 이번 포스팅에서는 아두이노 우노의 하드웨어에 대해 알아보도록 하겠습니다.

저도 공부를 하고 있는 분야라 다소 생소하고 이해가 잘 안 되는 부분이 있지만 그렇다고 포기하면 시작을 안 하는 것만도 못하기 때문에 끝까지 해보려 합니다. 언젠가 아두이노를 접목하여 3D 프린터 출력품을 작동시키는 날이 와서 포스팅하는 그날을 생각하며 진행해 보도록 하겠습니다.

그럼 본격적으로 아두이노 하드웨어에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

아두이노 우노

아두이노 우노 하드웨어 구성

아두이노 우노 세부 핀 맵

ATmega328 칩을 사용하는 우노는 위 그림과 같은 구성을 하고 있습니다. 전원은 외부전원 공급용 소켓과 USB 플러그(데이터 통신 및 전원 공급용)로부터 공급받을 수 있고, Vin 단자에 정류되지 않은 7~12V 전압을 직접 인가하여 공급할 수 있습니다. 별도의 전압 조정기를 내장하고 있어 입력 전원을 5V와 3.3V로 출력할 수 있습니다. 시리얼 통신용 단자와 디지털, 아날로그 단자, 리셋 버튼 등으로 구성되어 있습니다.

아두이노 우노 사양

항목	내용	항목	내용
마이크로 컨트롤러	Atmel ATmega328	직류전류(3.3V핀)	50mA
구동 전압	5V	플래시 메모리	32kB(ATmega328)
입력 전압(추천)	7~12V	SRAM	2kB(ATmega328)
입력 전압(제한)	6~20V	EEPROM	1kB(ATmega328)
디지털 I/O	14개(PWM 출력 6개)	클록 속도	16MHz
아날로그 입력	6개	길이 x 넓이	68.6mm x 53.4mm
직류전류(I/O핀)	40mA	무게	25g

 

■ 전원

우노는 7~12V 사이의 전원을 사용하며 AC-DC 어댑터나 USB 케이블을 사용해 공급하거나, 9V 배터리 또는 1.5V 배터리 묶음 등을 통해서도 입력될 수 있습니다. 전원이 공급되면 전원 LED가 점등되어 보드의 정상 유무를 판단하는 데 유용합니다. 우노에 연결되는 센서와 액추에이터, 확장 보드 등에 전원을 공급하기 위해 5V와 3.3V, GND 핀도 제공하고 있습니다. 유의해야 할 점은, Vin이나 Vraw로 표기된 핀은 레귤레이터(전압 조정기)의 입력 핀을 뜻하고 있고, Vcc 또는 5V 핀은 조정된 전압이 인가되는 핀이므로 구분하여 사용해야 합니다. 다시 말해서, Vcc나 5V 핀에는 5V로 정류되지 않은 전원이나 이를 초과하는 전압이 인가되어서는 안 됩니다. Vin 또는 Vraw 핀에는 7V 이상의 전압이 인가되어야 제대로 작동합니다.

 

■ 마이크로 컨트롤러

아두이노의 마이크로 컨트롤러 칩은 ATmega328의 사양, 특성과 같습니다. 단, 같은 우노라도 DIP 타입의 칩이 꽂혀 있거나, SMD 타입의 칩이 꽂혀 있을 수 있습니다. 이는 구매 단계에서 상품 정보를 통해 구별이 가능하며, 성능의 차이는 없습니다. 구매 시 MCU 모델에 관한 확인이 필요합니다. 간혹 ATmega328이 아닌 ATmega168 칩이 내장된 모델도 있기 때문입니다. MCU 모델명과 함께 작동 클록수를 혹인하는 것도 하나의 방법이기도 합니다.

 

■ 아날로그 핀과 디지털 핀

우노를 포함한 아두이노는 아날로그 입/출력 핀과 디지털 입/출력 핀을 갖고 있습니다. analogRead( ) 함수를 이용하여 아날로그 핀으로 들어오는 센서 출력을 읽어 들일 수 있습니다. 아날로그값(전압)을 1024단계로 나누어 0~1023까지의 값으로 읽어냅니다. 우노는 총 6개의 아날로그 핀과 14개의 디지털 핀을 갖고 있는데, pinMode( ) 함수를 사용하면 아날로그 핀을 디지털 핀으로도 사용할 수 있습니다. 디지털 핀은 디지털 입/출력에 사용할 수 있는데, digitalRead( ) 함수를 통해 디지털 입력을, digitalWrite( ) 함수를 통해 디지털 출력을 생성할 수 있습니다. 또한 PWM핀으로 할당된 몇몇 핀에서는 analogWrite( ) 함수를 사용하여 디지털 핀을 아날로그 출력처럼 활용할 수 있습니다.

 

■ 기타

각 I/O핀에서는 최대 40mA의 직류전류를 사용할 수 있고, 부트로더와 스케치 저장 등을 위한 플래시 메모리를 보유하고 있습니다. 또한, EEPROM에 데이터 저장이 가능합니다. 우노의 크기는 손바닥보다 약간 작은 정도로 브레드 보드와 점퍼선을 활용한 기본적인 성능 확인을 수행하는데 적합합니다.

Blink 예제에 사용되는 디지털 핀은 LED를 제어하는 핀으로, 디지털 13번에 할당되어 있습니다.

 

이번 포스팅에서는 아두이노 하드웨어 중 우노에 대해 알아보았습니다. 그 외 여러 종류가 있는데 다음 포스팅에서 차차 다루도록 하겠습니다. 기계만 알고 있던 저는 아두이노라는 프로그램 장치들을 접하게 되면서 머리가 복잡해지기 시작했습니다. 그래도 새로운 것을 배운 다는 것에 만족하며 배우고 재미를 느끼고 있습니다.

작심삼일이 되어서는 안 될텐데 말입니다.

하루하루 행복하세요.