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🍓 라즈베리 파이, 이 작은 컴퓨터에 빠져들게 된 이야기

처음 라즈베리 파이를 접했을 때, "이 작고 귀여운 기계가 정말 컴퓨터라고?" 하는 생각이 들었습니다. 신용카드 크기의 이 작은 보드가 어떻게든 모니터, 키보드만 연결하면 완전한 컴퓨터처럼 작동한다는 사실이 신기했죠. 그 이후, 라즈베리 파이는 단순한 교육용 장난감이 아닌, 홈 오토메이션, 과학 실험, 산업 자동화에 이르기까지 정말 다양한 곳에 쓰이고 있다는 걸 알게 되었습니다.

🧠 라즈베리 파이란 무엇일까?

라즈베리 파이는 영국의 라즈베리 파이 재단에서 만든 저가형 싱글보드 컴퓨터(Single Board Computer)입니다. 원래 목적은 컴퓨터 과학 교육 보급이었지만, 저렴한 가격과 뛰어난 확장성 덕분에 전 세계적으로 인기를 끌고 있습니다. CPU, RAM, USB 포트, HDMI, GPIO 핀, microSD 카드 슬롯 등 일반 데스크탑 컴퓨터에 있는 거의 모든 필수 요소를 갖추고 있습니다. 여기에 마우스, 키보드, 모니터를 연결하면, 작지만 강력한 컴퓨터가 완성됩니다.

💡 어디에 쓰일 수 있을까?

라즈베리 파이 (Raspberry Pi)키워드로 인터넷을 검색해보면, 많은 곳에 응용되고 있다는 걸 알 수 있습니다.

🏫 1. 교육 분야

• 아이들이 파이썬이나 스크래치 같은 언어를 배우기에 딱입니다.
• 직접 하드웨어를 연결해보고, 운영체제나 네트워크를 이해하는 데도 도움이 됩니다.
• 실제로 많은 학교와 코딩 클럽에서 라즈베리 파이를 활용하고 있습니다.
• 라즈베리 파이의 원래 개발 의도입니다. 학생들에게 저렴한 가격의 컴퓨터를 제공하여 코딩 등을 가르치기 위한 용도로 개발되었습니다. 그러다가 너무 인기를 끌어서 계속 버전업 되면서 모델 5(아래에 설명이 있습니다)와 파생형까지 나오게 되었습니다.
• 아래 사진은 스크래치의 편집화면입니다. 보통 코딩은 문서파일에서 텍스트로 작성합니다만, 스크래치는 아래 사진처럼 도형을 배열하여 코딩합니다. 각 도형은 그 기능에 따라서 색깔과 모양이 다르며, 구체적인 기능은 도형내 입력창에서 지정합니다.

스크래치 편집화면

🏠 2. 홈 자동화 & DIY

• 집안 조명이나 온습도 조절, 스마트 홈 시스템을 만들 수 있습니다. (https://www.home-assistant.io, 여기에 대해서 다른 글에서 소개해 보겠습니다)
• 라즈베리 파이에 Kodi나 Plex를 설치하면 미디어 센터로 변신이 가능합니다.
• RetroPie를 쓰면 옛날 게임기를 재현할 수도 있습니다. (https://retropie.org.uk/)

RetroPi

🔬 3. 과학 실험 및 연구

• 온도, 습도, 미세먼지 측정기 등을 직접 만들어 환경 모니터링을 할 수 있습니다.
• 실험 장비를 원격 제어하거나 데이터 로깅을 할 때도 쓰입니다.

🏭 4. 산업 자동화

• 센서나 모터를 연결해서 산업용 제어 시스템으로 활용하기도 합니다.
• IoT 엣지 디바이스로도 좋습니다.
• 프로토타입 제작에도 라즈베리 파이는 유용합니다.

🔄 라즈베리 파이, 세대를 거치며 진화하다

라즈베리 파이를 처음 보면, "이게 다 뭐가 다른 거지?" 싶은 모델명이 많습니다. A, B, B+, Zero, Compute Module… . 그래서 한 번 정리해보았습니다. 라즈베리 파이의 주요 버전과 그 변형 모델들입니다.

📘 1세대 (Raspberry Pi 1) – 2012년

성능은 낮았지만, 이 작은 컴퓨터가 단돈 35달러라는 가격으로 팔렸습니다.

• Model A: 저가형, RAM 256MB, USB 1개, LAN 없음
• Model B: RAM 512MB, USB 2개, Ethernet 탑재
• Model B+: 전력 개선, GPIO 핀 40개로 확장

이 당시부터 GPIO를 통해 센서를 연결하고 DIY를 시작한 사람들이 많았습니다.

📘 2세대 (Raspberry Pi 2) – 2015년

드디어 쿼드코어 프로세서가 탑재되며 성능이 크게 개선됐습니다. 윈도우 IoT도 구동할 수 있었고요.

• ARM Cortex-A7 쿼드코어, 1GB RAM
• 완전히 똑같은 폼팩터로도 성능 향상

📘 3세대 (Raspberry Pi 3) – 2016년

제가 입문했던 모델도 이 시리즈입니다. 뭐니 뭐니 해도 Wi-Fi와 Bluetooth가 내장된 게 큰 장점입니다.

• Model B: ARM Cortex-A53 64비트 CPU, Wi-Fi 802.11n, Bluetooth 4.1
• Model B+: 더 나은 무선 성능, 더 안정적인 전원 관리

📘 4세대 (Raspberry Pi 4) – 2019년

진짜 데스크탑 PC에 가까운 성능이 등장합니다. USB 3.0, 듀얼 HDMI, 최대 8GB RAM까지 많은 부분이 향상되었습니다.

• CPU: Cortex-A72 1.5GHz
• RAM: 2GB, 4GB, 8GB 모델 존재
• USB 3.0, 듀얼 micro HDMI
• Gigabit Ethernet, Bluetooth 5.0

이 시기부터 서버나 미디어 센터로 쓰는 분들도 확 늘었습니다.

📘 5세대 (Raspberry Pi 5) – 2023년 (이 글의 맨 위에 사진이 있습니다.)

최신 모델이자, 성능은 이제 정말 작은 데스크탑 수준입니다. PCIe 포트도 생기고, 실시간 시계(RTC), 전원 버튼까지 기본 탑재합니다.

• CPU: ARM Cortex-A76 2.4GHz (쿼드코어)
• RAM: 4GB / 8GB LPDDR4X
• 듀얼 4K 60Hz HDMI 출력
• USB 3.0 x 2, PCIe 2.0 x1
• 실시간 시계(RTC), 전원 버튼, 속도 향상된 GPIO

🧬 라즈베리 파이의 다른 변형 모델들

라즈베리 파이는 단일 제품군이 아니라, 목적에 따라 다양한 변형 모델들도 존재합니다. 사용 목적에 따라 선택하면 좋습니다.

🍰 Raspberry Pi Zero 시리즈

• Pi Zero: 크기가 아주 작고, 가격도 약 $5~$10 수준
• Pi Zero W: Wi-Fi & Bluetooth 내장
• Pi Zero 2 W: 쿼드코어 CPU로 업그레이드됨

💡: 웨어러블, 소형 IoT 기기, 휴대용 프로젝트에 최적

⌨️ Raspberry Pi 400

• 라즈베리 파이 4 기반의 성능
• 키보드와 일체형으로 되어 있어 교육용, 가정용으로 인기

💡: 바로 전원 켜고 쓸 수 있는 ‘입문자용 올인원’ 제품

🔧 Compute Module (CM 시리즈)

• 모든 핵심 부품은 있지만, 포트는 없음
• 직접 회로에 장착하거나 산업 기기에 내장 가능
• 최신 CM4는 Wi-Fi 내장, PCIe, eMMC 옵션 제공

💡: 제품 양산, 산업 현장, 로봇 내부 등 공업용 응용에 적합

🧩 라즈베리 파이의 구성 요소와 최신 모델의 특징

라즈베리 파이는 겉보기엔 단순한 작은 보드 하나지만, 그 안에 생각보다 다양한 기능이 꽉 차 있습니다. CPU와 GPU가 결합된 Broadcom의 SoC를 중심으로, 초기 모델은 256MB였던 RAM도 이제는 최대 8GB까지 올라갔고, USB 포트에는 키보드와 마우스를, HDMI 포트에는 모니터나 TV를 연결할 수 있습니다.

GPIO 핀은 센서나 모터 같은 전자 부품을 연결할 수 있게 해줍니다. CSI/DSI 포트를 통해 카메라나 디스플레이 모듈도 쉽게 붙일 수 있고, 운영체제와 데이터를 저장할 microSD 카드 슬롯도 기본으로 제공됩니다.

이런 기본 구성 외에도 라즈베리 파이 전용 카메라 모듈, 터치 디스플레이, 센서 모듈, 모터 제어용 HATs 같은 주변기기들도 굉장히 다양합니다.

라즈베리 파이 카메라 모듈 장착 모습

덕분에 단순한 컴퓨터를 넘어서, 게임기나 홈 자동화 기기, 데이터 로거 등으로 무한히 확장할 수 있죠.

현재 가장 최신 모델인 라즈베리 파이 5 (2023년 출시)는 정말 놀라운 수준의 성능을 자랑합니다. ARM Cortex-A76 쿼드코어 CPU (2.4GHz)와 VideoCore VII GPU를 탑재했고, 4GB 또는 8GB LPDDR4X RAM, USB 3.0 포트 2개, USB 2.0 포트 2개, 듀얼 4K HDMI 출력 등 완전히 데스크탑 PC급 사양입니다. 저장 장치도 microSD는 물론 PCIe 기반 외장 SSD까지 지원하고, 기가비트 이더넷, Wi-Fi 5, Bluetooth 5.0 덕분에 무선 연결도 빠르고 안정적입니다. 여기에 전원 버튼과 실시간 시계(RTC) 기능까지 탑재되면서, 이제는 본격적인 작업용 기기로도 손색이 없습니다.

💻 운영체제는?

라즈베리 파이의 대표 운영체제는 Raspberry Pi OS입니다 (예전 이름: Raspbian). 하지만 다양한 OS를 설치할 수 있는데 주로 Linux 계열입니다:

• Ubuntu (데스크탑 및 서버)
• Kali Linux (보안 테스트용)
• LibreELEC (미디어 센터 전용)
• RetroPie (고전 게임기)
• Windows 10/11 IoT Core (IoT 전용)

🧰 어떤 소프트웨어들이 있나?

전부 다는 아닙니다만, 대표적인 소프트웨어로 아래를 들 수 있습니다:

• Scratch: 어린이를 위한 비주얼 코딩 (추천합니다)
• Thonny: 초보자를 위한 파이썬 IDE
• Node-RED: IoT를 위한 비주얼 프로그래밍 툴
• Minecraft Pi Edition: 마인크래프트로 배우는 코딩 (추천합니다)
• Wolfram Mathematica: 수학적 모델링과 계산 (추천합니다)
• Docker: 컨테이너 기술로 다양한 앱 실행
• LAMP 스택: 웹 서버 구축용 (Apache, MySQL, PHP)

🧰 라즈베리 파이로 할 수 있는 키트 예시들

💻 1. DIY 라즈베리 파이 노트북 키트

키보드, 디스플레이, 배터리, 그리고 라즈베리 파이를 조립해서 완전히 작동하는 노트북을 만들 수 있습니다. 특히 Pi-Top, CrowPi, Elecrow 같은 키트들은 이미 필요한 부품이 대부분 포함되어 있어 쉽게 시작할 수 있습니다. 교육용으로도 좋고, 리눅스를 배우거나 Python 프로그래밍을 실습하기에 좋습니다.

(https://all3dp.com/2/best-raspberry-pi-laptop-kits-projects/)

크로우 파이 (CrowPi)

🎮 2. 레트로 게임기 키트 (RetroPie 키트)

옛날 게임을 돌릴 수 있는 RetroPie OS를 설치하고, 조이스틱과 버튼이 포함된 케이스를 씌우면, 진짜 오락실 기계처럼 변신합니다.

(https://retropie.org.uk/)

🏠 3. 스마트 홈 자동화 키트

스마트 전등, 자동 커튼, 날씨 알림, 원격 제어 콘센트까지! 센서들과 라즈베리 파이를 연결해서 스마트홈을 만들 수 있습니다. 직접 만든 홈 IoT 허브로 음성 제어나 모바일 제어도 가능합니다.

(https://www.home-assistant.io/installation/raspberrypi/)

📸 4. 타임랩스 카메라 or AI 카메라 키트

카메라 모듈을 연결하면, 시간 경과 촬영 타임랩스 영상도 만들 수 있고, 오픈CV 같은 AI 도구로 얼굴 인식이나 동작 감지 CCTV도 만들 수 있습니다.

(https://aiyprojects.withgoogle.com/vision/)

📦 5. 라즈베리 파이 로봇 키트

요즘은 정말 잘 만들어진 로봇 키트들이 많아요. 바퀴와 모터, 서보, 거리 센서 등이 포함된 키트에 라즈베리 파이를 올리면 라인 트레이싱 로봇이나 장애물 회피 자율주행 로봇도 만들 수 있습니다.

(https://picobricks.com/collections/raspberry-pi-robotics-kits?srsltid=AfmBOor-K-1NafvtKX9vsQB00rpdgt8QSMuz0Sm0S1rs0D8RPTlQ8-2S)

🧪 6. 과학 실험용 데이터 로깅 키트

온도, 습도, 토양 수분, 기압 등 다양한 센서 데이터를 저장하고 분석하는 프로젝트에도 딱입니다. 환경 관찰, 식물 성장 모니터링 등 다양한 실험에 활용할 수 있습니다.

(https://kitronik.co.uk/blogs/resources/raspberry-pi-pico-discovery-kit-extension-exp-3-data-logging?srsltid=AfmBOopd8qn7TqClVumdZvoRlnn-C3D93qCg7XtE5_xHHSUNVQGKZaJh)

💬 7. AI 음성 비서 키트

챗지피티와 라즈베리 파이로 음성 비서를 만들 수 있습니다. 마이크와 스피커, 인터넷 연결만 있으면 가능합니다.

(https://www.raspberrypi.com/news/make-a-homemade-ai-home-assistant/

🔧 어디서 키트들을 구할 수 있을까?

• 국내에서는 쿠팡, 옥션, 네이버 스마트스토어 같은 곳에서 다양한 라즈베리 파이 키트가 판매되고 있고, 해외 사이트로는 Adafruit, SparkFun, Pimoroni, The Pi Hut 같은 전문 메이커 스토어가 유명합니다.

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.