개발자를 위한 전자제어 입문 — 아두이노부터 AI 로봇까지

[1단계] 아두이노 기초 (이 글)
    └── LED, 버튼, 센서, 서보모터
[2단계] ESP32 IoT
    └── WiFi, MQTT, 웹 대시보드
[3단계] Raspberry Pi + 카메라
    └── 컴퓨터 비전, 에지 AI
[4단계] ROS 2 로봇
    └── 자율 주행, 매니퓰레이터
[5단계] AI + 하드웨어 융합
    └── 음성 인식 로봇, 스마트홈

디지털: 0 또는 1 (켜짐/꺼짐)
  → LED 제어, 버튼 읽기
  → Arduino: digitalRead(), digitalWrite()

아날로그: 0~1023 연속 값
  → 온도 센서, 조도 센서
  → Arduino: analogRead(), analogWrite() (PWM)

V = I × R

V(전압) = 5V (Arduino 기본)
R(저항) = 220Ω (LED 보호용)
I(전류) = 5V / 220Ω = 22.7mA ✅ (LED 안전 범위)

Arduino Uno R4:
  디지털 핀: D0~D13 (입력/출력)
  아날로그 핀: A0~A5 (입력)
  PWM 핀: D3, D5, D6, D9, D10, D11 (유사 아날로그 출력)
  전원: 5V, 3.3V, GND

Arduino D13 ──[220Ω]──[LED(+)]──[LED(-)]── GND

// Blink — 전자제어의 Hello World
void setup() {
    pinMode(13, OUTPUT);  // D13을 출력 모드로
}

void loop() {
    digitalWrite(13, HIGH);  // LED ON
    delay(1000);             // 1초 대기
    digitalWrite(13, LOW);   // LED OFF
    delay(1000);             // 1초 대기
}

# MicroPython (ESP32에서 실행)
from machine import Pin
import time

led = Pin(13, Pin.OUT)

while True:
    led.value(1)   # ON
    time.sleep(1)
    led.value(0)   # OFF
    time.sleep(1)

const int buttonPin = 2;
const int ledPin = 13;
int buttonState = 0;

void setup() {
    pinMode(ledPin, OUTPUT);
    pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP);  // 내부 풀업 저항 사용
}

void loop() {
    buttonState = digitalRead(buttonPin);

    if (buttonState == LOW) {  // 버튼 눌림 (PULLUP이라 LOW)
        digitalWrite(ledPin, HIGH);
    } else {
        digitalWrite(ledPin, LOW);
    }
}

#include <DHT.h>

#define DHTPIN 2
#define DHTTYPE DHT11

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup() {
    Serial.begin(9600);
    dht.begin();
}

void loop() {
    float humidity = dht.readHumidity();
    float temperature = dht.readTemperature();

    Serial.print("온도: ");
    Serial.print(temperature);
    Serial.print("°C / 습도: ");
    Serial.print(humidity);
    Serial.println("%");

    delay(2000);
}

#include <Servo.h>

Servo myServo;

void setup() {
    myServo.attach(9);  // D9 핀에 서보 연결
}

void loop() {
    // 0도 → 180도 스윕
    for (int angle = 0; angle <= 180; angle += 10) {
        myServo.write(angle);
        delay(50);
    }
    // 180도 → 0도 스윕
    for (int angle = 180; angle >= 0; angle -= 10) {
        myServo.write(angle);
        delay(50);
    }
}

const int ledPin = 9;  // PWM 핀

void setup() {
    pinMode(ledPin, OUTPUT);
}

void loop() {
    // Fade in
    for (int brightness = 0; brightness <= 255; brightness += 5) {
        analogWrite(ledPin, brightness);
        delay(30);
    }
    // Fade out
    for (int brightness = 255; brightness >= 0; brightness -= 5) {
        analogWrite(ledPin, brightness);
        delay(30);
    }
}

[Arduino 센서] → [ESP32 WiFi] → [K8s MQTT Broker]
                                        ↓
                               [AI 추론 (GPU 서버)]
                                        ↓
                               [제어 명령 → 모터/LED]