마이크로프로세서가 산업현장에서 다양하게 활용됨에 따라 전문계 고교에서 마이크로프로세서의 교육은 매우 중요하지만, 그 복잡성과 난해성 때문에 실제 전문계 교육 현장에서의 마이크로프로세서 교육은 수월치 않다. 본 논문에서는 아두이노를 활용하여, 전문계 고교의 마이크프로세서 교육에 대한 수행 사례와 그 효과를 소개한다. 아두이노는 오픈소스 기반의 마이크로컴퓨터 플랫폼으로, AVR을 기반으로 한 보드와 소프트웨어 개발을 위한 통합 환경(IDE)를 제공한다. 아두이노는, 다수의 디지털 신호 입출력용 핀과 아날로그 전기 신호 입력용 핀을 통해 다양한 센서로부터 값을 받아들여, LED나 모터와 같은 액츄에이터들을 제어함으로써 환경과 상호작용이 가능한 장치를 만들어낼 수 있다. 또한 플래시, 프로세싱, Max/MSP와 같은 소프트웨어들과도 연동할 수 있다. 본 논문에서는 아두이노를 활용하여 마이크로프로세서의 주요 기능(입출력 포트 제어, 외부 인터럽트, 타이머/카운터 인터럽트, 아날로그 디지털 컨버젼, 시리얼 통신)에 대한 이해를 돕도록 실습 과제를 구성하였다. 이는 전문계 학생들에게 기존 완성형 교육용 키트를 활용한 수업에서 배울 수 없었던 전자부품 조합능력 및 창의적인 제품 제작 능력을 기르는데 도움을 줄 것이다.
마이크로프로세서가 산업현장에서 다양하게 활용됨에 따라 전문계 고교에서 마이크로프로세서의 교육은 매우 중요하지만, 그 복잡성과 난해성 때문에 실제 전문계 교육 현장에서의 마이크로프로세서 교육은 수월치 않다. 본 논문에서는 아두이노를 활용하여, 전문계 고교의 마이크프로세서 교육에 대한 수행 사례와 그 효과를 소개한다. 아두이노는 오픈소스 기반의 마이크로컴퓨터 플랫폼으로, AVR을 기반으로 한 보드와 소프트웨어 개발을 위한 통합 환경(IDE)를 제공한다. 아두이노는, 다수의 디지털 신호 입출력용 핀과 아날로그 전기 신호 입력용 핀을 통해 다양한 센서로부터 값을 받아들여, LED나 모터와 같은 액츄에이터들을 제어함으로써 환경과 상호작용이 가능한 장치를 만들어낼 수 있다. 또한 플래시, 프로세싱, Max/MSP와 같은 소프트웨어들과도 연동할 수 있다. 본 논문에서는 아두이노를 활용하여 마이크로프로세서의 주요 기능(입출력 포트 제어, 외부 인터럽트, 타이머/카운터 인터럽트, 아날로그 디지털 컨버젼, 시리얼 통신)에 대한 이해를 돕도록 실습 과제를 구성하였다. 이는 전문계 학생들에게 기존 완성형 교육용 키트를 활용한 수업에서 배울 수 없었던 전자부품 조합능력 및 창의적인 제품 제작 능력을 기르는데 도움을 줄 것이다.
Microprocessor is widely used in various industries. So it is very important to learn about it. But it is very difficult because students must know about both hardware and software of it. Student usually learn about it with a complete educational product in many technical high school. It make them t...
Microprocessor is widely used in various industries. So it is very important to learn about it. But it is very difficult because students must know about both hardware and software of it. Student usually learn about it with a complete educational product in many technical high school. It make them to have no chance to mixed various electronic parts such as sensors, motors and so on. It cause them to low the creative product making ability. So we adjust new course with the arduino instead of the complete educational product to microprocessor education. It help student to high the electronic part mixing ability and the creative electronic product making ability.
Microprocessor is widely used in various industries. So it is very important to learn about it. But it is very difficult because students must know about both hardware and software of it. Student usually learn about it with a complete educational product in many technical high school. It make them to have no chance to mixed various electronic parts such as sensors, motors and so on. It cause them to low the creative product making ability. So we adjust new course with the arduino instead of the complete educational product to microprocessor education. It help student to high the electronic part mixing ability and the creative electronic product making ability.
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문제 정의
이에 우리는 마이크로프로세서 분야에서 아두이노를 활용한 교육을 연구하게 되었다. 아두이노는 편리한 프로그래밍 개발환경과 풍부한 라이브러리를 제공하여, 마이크로프로세서의 구조를 이해하는 어려움과 레지스터를 설정해야 하는 프로그래밍의 어려움을 해소시켜 주어, 보다 자유롭게 다양한 센서와 엑추에이터를 연결할 수 있게 해주었다.
이에 우리는 아두이노를 활용하여 마이크로프로세서를 활용하는 용이성을 극대화하고 전자부품을 조합 능력을 향상시켜 창의적인 전자 시스템 개발 능력 배양에 도움을 주고자 한다.
가설 설정
넷째, 무한한 미래 확장 가능성이다. 구글에서 아두이노를 AOA(Android Open Accessory)의 하드웨어 플랫폼으로 공식 지정하였는데, 이를 통해 매우 다양한 안드로이드 지원 악세서리가 등장할 것으로 예상된다.
제안 방법
다양한 마이크로프로세서를 쉽게 실습할 수 있는 교육용 키트를 만들어 교육에 편리함을 주고자 하였고(김형화, 1996), 난해하고 복잡한 마이크로프로세서의 이론을 멀티미디어와 애니메이션을 활용한 CAI(이용경, 1998), CD-ROM(김성래, 2003), 웹코스웨어(오애경, 2005)를 개발하였다.
마이크로프로세서 5대 주요교육과정을 아두이노를 활용하여, 표 1과와 같이 요소 실습을 통해학습시켰다.
본 연구에서는 그림1 과 같이 마이크로프로세서의 주요한 교육과정으로, 입출력포트제어, 외부 인터럽트, 타이머, 아날로그 디지털 변환기, 시리얼 통신 등 총 5가지 교육 요소를 추출하였다.
요소 실습 후, 학급 당 20명의 학생들을 4명씩 5개 모둠으로 나누어 창작 프로젝트를 실시하였다.
또 관련 센서와 많은 디스플레이 장치, 액츄에이터 등을 제공한다. 이러한 아두이노를 활용하여 마이크로프로세서의 주요 기능(입출력 포트 제어, 외부 인터럽트, 타이머/카운터 인터럽트, 아날로그 디지털 컨버젼, 시리얼 통신)에 대한 이해를 돕도록 실습 과제를 구성하였다.
이론/모형
본 연구에서는 위와 같은 문제를 해결하기 위하여 전 세계적으로 널리 쓰이고 있는 오픈 하드 웨어 기반의 아두이노를 활용하였다. 아두이노는 마이크로프로세서에 대한 지식과 이해가 다소 부족하더라도 풍부한 통합개발환경 라이브러리를 통해서 다양하고도 창의적인 전자기기를 만들 수 있는 환경을 제공한다.
성능/효과
셋째, 아두이노는 하드웨어 및 소프트웨어 모두가 오픈 소스로 이루어져 있다. 이러한 오픈 소스로 인하여 전 세계 수많은 사용자가 아두이노를 이용할 수 있으며, 따라서 사용자를 중심으로 커다란 커뮤니티가 형성되었다.
첫째, 아두이노는 소프트웨어 개발환경이 엔지니어가 아닌 사람들이 쉽게 배울 수 있도록 간단하고 명료하다. 아두이노는 하드웨어 자체는 AVR을 기반 마이크로 콘트롤러를 기반으로 하였고, USB를 시리얼로 변환하는 칩을 사용하는 정도가 특별할 뿐 하드웨어 자체는 전혀 새로울 것이 없다.
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