내가 학부생이었던 90년대에만 해도 DC모터를 제어하는 간단한 실험을 하려면 마이크로프로세서나 DSP부터 먼저 공부해야 했었는데 요즘 나오는 마이컴 보드들을 보면 그런 산을 피해가게끔 해 준다는 생각이 든다. 기초적인 전기회로 지식과 간단한 프로그래밍만으로(궂이 C/C++ 도 필요 없고 python(라즈베리파이) 이나 Java Script(비글본블랙) 같은 언어도 사용 가능하다.) 예전에는 무척이나 어려운 실험이 간단하게 가능하다는게 참 신기하다.

  한편으로는 이러한 환경이 비전공자들을 많이 끌어들일 것이고 더 많은 아이디어가 실제로 구현될 것이다. 참 고무적이고도 즐거운 일이다. 필자도 라즈베리파이를 접해 보고 이전부터 막연히 구상해 왔던 물건을 틈틈이 만들기 시작했는데 전에는 무척이나 어렵게 구현해야 했던 것이 의외로 쉽게 해결되서 상당히 놀란 적이 있다.

그림: 왼쪽부터 아두이노 우노 R3, 아두이노 Due, 라즈베리파이, 비글본 블랙

  특히 아두이노의 경우 하드웨어 제어보드 중에서 거의 표준과 같은 (적어도 비전공자들에게는) 위치를 차지하고 있다는 사실을 알게 되었다. 아두이노 자체도 많이 쓰이고 있고 거기서 파생된 보드들과 (오픈소스이므로 이것을 수정한 수많은 변종 보드들이 존재한다) 또한 연결해서 사용할 수 있는 센서보드(쉴드) 등이 셀 수 없이 다양하다. AVR로 회로를 어떻게 설계해야하는지, avrstudio를 어떻게 사용해야 하는지 굳이 알지 못하더라도 적당한 보드와 필요한 입력장치 및 센서보드를 선택해서 다양한 응용제품(제어기나 로봇 같은 것들)을 쉽게 만들 수 있는 것이다. 

  비교적 높은 컴퓨팅 능력을 요하는 분야에도 사용할 수 있는 옵션이 속속 등장하고 있는 추세이다. 심지어 50달러 내외의 리눅스를 OS로 사용하는 보드들도 많다. 라즈베리파이, 비글본(블랙), 마스보드, 큐티보드 등등이다.

  결국 중요한 것은 사용자의 프로그래밍 능력이라는 결론이 나온다. 프로그래밍이 가능하다면 이러한 보드들을 이용해서 (3D프린팅도 중요한 역할을 하는 것 같음) 원하는 동작을 수행하는 물리적인 제품을 손쉽게 만들 수 있는 시대가 온 것이다.

[#00073]

  이를 위해서는 용량이 4GB 이상인 SD카드가 필요하다. SD카드를 선택할 때 한 가지 알아둘 것은 class 에 따라서 읽고 쓰는 속도가 다르므로 가능한 속도가 빠른 SD카드가 더 유리하다는 것이다. 보통 class 10 이 가장 빠른 속도를 가지며 이 클래스가 낮아지면 더 느려지고 가격도 조금 저렴해 진다. (Minibian 을 사용하면 2G SD카드에도 들어간다. 대신에 최소한의 OS만 들어있기 때문에 모든 프로그램을 직접 설치해 주어야 하는 불편함이 있다.)

  노트북에는 SD카드 홀더가 있는 경우가 많고 없다면 별도의 SD카드 리더기를 이용해야 한다. 먼저 포멧을 해야 하는데 SDFormatter 라는 유틸리티를 사용한다. 이것을 실행한 후 다음과 같이 Option>Format Size Adjustment 옵션을 반드시 'ON'으로 설정한 후 포맷을 한다.

그 다음 http://www.raspberrypi.org/downloads 에서 다운 받은 NOOBS_v1_x_x.zip 파일의 압축을 해제한 다음 그 것을 통째로 SD카드의 루트 디렉토리에 복사하면 된다. 이것을 라즈베리파이에 끼운 후 전원을 인가하면 여러가지 OS중에서 택일하여 운영체제를 인스톨할 수 있다.

[#00074]

 아두이노를 사용해서 프로토타잎을 만들어 실험을 하다 보면 빵판에 와이어링(wiring)을 하게 되어 있는데 회로가 조금만 복잡해져도 선이 얽히게 되어 무척이나 불편하다. 처음에는 간단한 방법으로 시제품을 만들 수 있다는 점이 신기하고 편리하게 생각되지만 이게 반복되다 보면 무척이나 번거로운 작업이 되어 버린다.

와이어링 미로 (wiring maze)

이런 단점과 학습의 편이성을 높이기 위한 방편으로 seeed 라는 회사에서 판매하고 있는 grove 시스템이라는 것이 있다. 이 모듈들은 주변 기기와의 인터페이스를 3핀이나 4핀으로 통일하는 시도를 하고 있다.

​

상단 중앙에 있는 것이 아두이노 그로브 쉴드이고 이것을 아두이노에 끼우면 3핀이나 4핀 인터페이스로 되어 있는 모듈들을 쉽게 연결할 수 있다. 자세히 보면 모두 4핀으로만 구성된 것을 알 수 있다. 모듈은 디지털핀, 아날로그핀. 혹은 I2C, 시리얼 통신으로 제어할 수 있다. 모듈의 종류도 100가지가 넘어서 웬만한 기초적인 장치들은 다 갖추어져 있는 것 같다. 버튼이나 LED모듈과 같이 간단한 것은 디지털핀 하나와 매핑이 되어 있지만 LCD모듈과 같은 것은 시리얼통신으로 연결하여 제공되는라이브러리를 이용하여 간편하게 제어하는 식이다. 이것을 이용하면 물론 자작하는 재미는 줄어들겠지만 지저분한 점퍼선으로부터 벗어날 수 있다.

 라즈베리파이의 GPIO핀에 연결해서 사용할 수 있는 GrovePi 라는 것도 있다. GrovePi는 이러한 grove 모듈들을 라즈베리파이에서 연결해 제어할 수 있도록 하는 인터페이스 보드이다.

가장 큰 장점은 파이에서 파이썬 스크립트로 간편하게 모듈들을 제어할 수 있다는 점이다. 아마도 파이와 GrovePi 간에 I2C 통신이나 시리얼 통신으로 제어 신호를 주고 받는 식으로 되어있지 않을까 짐직이 든다.