DIY Electronics : 개발 보드 (Development Board)

 

지난 시간에 이어 오늘도 Adafruit에 파는 물건 중 대표 상품인 개발보드에 대해 말씀드리겠습니다.

 

개발보드란 MCU(micro controller unit)를 포함하는 크기가 작은 PCB라고 할수 있는데, 이 보드에는 MCU뿐만 아니라 전원장치, USB 시리얼 통신 장치 등이 포함되어 있습니다. USB케이블이나 LiPo 배터리로 전원을 공급하고, USB포트를 통해서 동작 코드를 업로드 해 줄 수 있습니다.

 

보통 개발보드를 사용하는 목적은, DIY(do-it-yourself) 전자제품을 만드는 분들이 센서, 엑츄에이터, 디스플레이 등을 연결하여 사용자가 원하는 특정한 목적의 기능을 수행하도록 만드는데 사용하는 일종의 범용 정보처리 회로라고 볼수 있습니다. 범용이므로 당연히 사용자가 코드를 짜서 usb케이블을 통해서 MCU에 업로드를 해줄수 있습니다. 사용하는 언어는 주로 C언어이고 아래 사진의 circuitpython처럼 python인 경우도 있습니다. 아두이노 혹은 아두이노 호환보드의 경우 arduino IDE라는 개발 프로그램을 컴퓨터에 설치한 후, C언어로 짠 코드를 usb 케이블을 통해서 개발보드에 업로드하면 됩니다.

 

예를들어 아래의 사진처럼 모터를 돌리게 할 수 있습니다.

 

아두이노 개발보드로 할 수있는 것들이 매우 많으니 한번 여기를 둘러보시길 권합니다. https://learn.adafruit.com/search?q=ard

 

아두이노에 대한 소개페이지(https://learn.adafruit.com/ladyadas-learn-arduino-lesson-number-0)

도 있는데 영어로 되어있어서 여기보다는 다른 분들이 쓰신 아두이노 소개 블로그나 동영상을 보시는것도 좋겠습니다.

 

상점 홈페이지에서 shop을 눌러보면 카테고리별로 제품이 소개되는데, 아두이노(Arduino)와 패더(Feather)가 개발 보드들이며, 라즈베리 파이(Raspberry Pi)는 개발보드라기 보다는 소형 컴퓨터에 가까운 물건입니다.

 

먼저 아두이노는 Adafruit에서 개발한 것이 아니라 아두이노 개발사(https://www.arduino.cc/)에서 만든것이고, 예전에는 Adafruit에서 아두이노 개발보드를 판매하기도 하였으나 현재는 아래와 같은 아두이노 호환보드 몇 종류만 팔고 있습니다.

 

그 다음은 페더(Feather)라는 다른 종류의 개발보드를 팔고 있습니다. 페더는 Adafruit에서 직접 개발해서 판매하는 개발보드의 브랜드명입니다. STM32나 ESP32, NRF 등의 MCU를 탑재하고 있고, Arduino IDE 혹은 circuitpython으로 코딩하여 사용할 수 있습니다.

 

한가지 예를 들면 아래의 사진과 같습니다.

 

제목에 적혀있다시피 ESP32 MCU를 탑재하고 있고, 8 메가의 비휘발성 메모리(Flash), 2 메가의 휘발성 메모리(PSRAM)를 탑재하고 있습니다. ESP32는 Espressif사에서 개발한 MCU로 블루투스와 와이파이등 무선 통신기능이 탑재되어 있습니다. 또한 사진에서 왼쪽에 마이크로 usb 핀 소켓이있어 usb 케이블을 꽂을수 있게 되어 있고(전원공급 및 코드 업로딩), 위쪽에는 LiPo 배터리를 연결할 수 있는 커넥터가 있습니다. 그 외에 위아래의 가장자리에는 MCU와 연결되는 핀들이 있어, 각종 센서 등을 연결해줄 수 있습니다. (헤더 소켓이나 혹은 전선과의 납땜이 필요합니다.)

 

마지막으로 라즈페리 파이가 있습니다. 이 종류는 개발보드라기 보다 소형컴퓨터입니다. 왜냐하면 탑재된 정보처리장치가 MCU가 아닌 CPU (central processing unit)이기 때문입니다. MCU와 CPU의 차이는 쉽게말하면 스펙의 차이입니다. 동작 클럭, 메모리 사이즈 등의 하드웨어의 성능이 MCU에 비해 훨씬 좋기 때문에 두 종류 사이의 구분이 생깁니다. 라즈베리는 신용카드보다 약간 더 큰 크기의 보드로 모니터, 키보드, 마우스 등을 뺀 모든 것이 하나의 보드에 있다고 보면 됩니다. 예를들면 최신 버전인 라즈베리 파이 5는 아래의 사진과 같습니다.

 

사진을 보면 아래쪽 가장자리에서 왼쪽에서부터 전원을 위한 마이크로 usb 케이블 포트가 있고, 그 오른쪽에 HDMI 디스플레이 포트 2개, 그 오른쪽에 카메라는 위한 슬롯이 2개 있습니다. 오른쪽 가장자리에는 usb 포트 4개를 위한 소켓2개와 네트워크 케이블 커낵터가 있습니다. 위쪽 헤드들은 디지털 입출력을 위한 핀들입니다.

 

이 제품을 컴퓨터로 사용하려면 마이크로 usb 포트에 usb 케이블을 연결하고, usb포트에 키보드와 마우스를, 그리고 디스플레이의 hdmi 케이블을 hdmi 커넥터에 연결하면 됩니다. 보드에 와이파이와 블루투스 통신을 담당하는 칩이 내장되어 있어 무선 통신도 가능합니다. 즉 아래의 사진과 같습니다

 

 

 

아래처럼 아예 키트로 팔기도 합니다. (디스플레이와 라즈베리 파이 보드 별도 구매)

https://www.adafruit.com/product/5824

 

 

그래서 라즈베리 파이는 크기가 작은 컴퓨터로 쓸수 있습니다. 참고로 라즈페리 파이에는 마인크래프트 파이버전(minecraft pi edition, minecraft 교육용 버전)와 매스매티카(mathematica)를 무료로 쓸수 있습니다.