스위치로 LED 제어

학습 목표

• 아두이노 보드의 디지털입출력 핀을 통하여 스위치나 on/off 센서로 부터 디지털 입력을 받는 방법을 이해한다.

• 다양한 조건(디지털입출력 핀을 통하여 입력받은 값이 무엇인지)에 따라 LED를 제어하는 방법을 알아본다.

  

실습준비물

• 베이스보드 + Uno 보드, 전원연결선 1개, 연결선 8개

  

1. 디지털입력제어: LED와 Switch 제어

• 버튼 스위치를 통하여 디지털입력을 받아들이고, 그 입력 된 정보에 따른 결과를 확인하기 위하여 LED를 사용한다.

  • 버튼 스위치가 눌려지면, +5V의 전압이 아두이노 보드의 디지털입출력 2번으로 들어가게 되어 HIGH가 입력
  • 버튼이 눌려지지 않으면, 저항을 통하여 연결된 접지로 인하여 0V가 입력되어 LOW가 입력
  • 디지털입출력 2번 핀이 HIGH이면, 디지털입출력 10번에 연결된 LED를 켠다
  

1.1 하드웨어 구성

• Switch 및 LED 연결

  • Switch 연결: 연결선을 이용하여, 베이스보드 JP2의 0번과 아두이노 보드의 디지털입출력 핀 2번 연결
  • LED 연결: 연결선을 이용하여, 베이스보드 JP1의 0번과 아두이노 보드의 디지털입출력 핀 10번 연결
  

1.2 Sketch 프로그램

• 입출력 설정

  void setup( ) {
     pinMode( 2, INPUT );
     pinMode( 10, OUTPUT );
  }

• 디지털입출력 핀 2번으로 입력을 받는 명령

  digitalRead(2);

• 조건문

  • 입력된 값이 어떤 값인지에 따라 프로그램 제어 흐름 변경

    

    

• 완성된 Sketch 프로그램

  /*
  디지털입출력 핀 2번으로 버튼 스위치의 값을 받아들여
  버튼 스위치가 눌려지면(HIGH), 디지털입출력 핀 10번에 연결된 LED ON 
  버튼 스위치가 눌려지지 않으면(LOW), LED OFF
  */
  
  void setup( ) {
      pinMode(2, INPUT);      // 디지털입출력 핀 2번을 입력으로 설정
      pinMode(10, OUTPUT);    // 디지털입출력 핀 10번을 출력으로 설정
  }
  
  void loop() {
      int  sw_in=digitalRead(2);      // 핀 2번에 연결된 버튼 스위치 값을 읽어옴
      if(sw_in==1) {                  // 버튼 스위치가 눌러지면
          digitalWrite(10, HIGH);     // 디지털입출력 핀 10번에 연결된 LED ON
      } 
      else digitalWrite(10, LOW);     // 버튼 스위치가 눌러지지 않았으면, 디지털입출력 핀 10번에 연결된 LED OFF
  
  }

2. 다중 if-esle문을 이용한 디지털 제어

• 디지털입출력 핀 2~5번에 각각 버튼 스위치 연결
• 디지털입출력 핀 8~11번에 각각 LED 연결

• 버튼 스위치가 눌려지면 각 스위치에 지정된 LED가 켜지도록 제어(if-else문 사용)

  

2.1 하드웨어 구성

• Switch 및 LED 연결

  • Switch 연결: 연결선을 이용하여, 베이스보드 JP2의 0~3번과 아두이노 보드의 디지털입출력 핀 2~5번 연결
  • LED 연결: 연결선을 이용하여, 베이스보드 JP1의 0~3번과 아두이노 보드의 디지털입출력 핀 8~11번 연결
  

2.2 Sketch 프로그램

- 완성된 Sketch 프로그램

/*
  4개의 스위치와 4개의 LED를 이용한 입출력 제어
  - 만약 2번 핀에 연결된 버튼이 눌러지면, 8번 핀에 연결된 LED를 ON
  - 만약 3번 핀에 연결된 버튼이 눌러지면, 9번 핀에 연결된 LED를 ON
  - 만약 4번 핀에 연결된 버튼이 눌러지면, 10번 핀에 연결된 LED를 ON
  - 만약 5번 핀에 연결된 버튼이 눌러지면, 11번 핀에 연결된 LED를 ON
  - 그렇지 않은 모든 경우에 모든 LED는 OFF
*/
int pin_SW[4] = {2,3,4,5};      // pin_SW 배열 선언 및 초기화
int pin_LED[4] = {8,9,10,11};   // pin_LED 배열 선언 및 초기화
int k;

void setup() {
  for (k=0; k<4; k++) {
    pinMode(pin_SW[k], INPUT);      // 핀 번호 pin_SW[k]를 입력으로 설정 
    pinMode(pin_LED[k], OUTPUT);    // 핀 번호 pin_LED[k]를 출력으로 설정
  }    
}

void loop() {
  if (digitalRead(pin_SW[0]) == 1) {        // 핀 번호 pin_SW[0]에 연결된 버튼이 눌러지면
    digitalWrite(pin_LED[0], HIGH);         // 핀 번호 pin_LED[0]에 연결된 LED를 ON
  } else if (digitalRead(pin_SW[1]) == 1) { // 핀 번호 pin_SW[1]에 연결된 버튼이 눌러지면
    digitalWrite(pin_LED[1], HIGH);         // 핀 번호 pin_LED[1]에 연결된 LED를 ON
  } else if (digitalRead(pin_SW[2]) == 1) { // 핀 번호 pin_SW[2]에 연결된 버튼이 눌러지면
    digitalWrite(pin_LED[2], HIGH);         // 핀 번호 pin_LED[2]에 연결된 LED를 ON
  } else if (digitalRead(pin_SW[3]) == 1) { // 핀 번호 pin_SW[2]에 연결된 버튼이 눌러지면
    digitalWrite(pin_LED[3], HIGH);         // 핀 번호 pin_LED[3]에 연결된 LED를 ON
  } else {                                  // 아무 버튼이 눌러지지 않은 경우, 모든 LED를 OFF
    for (k=0; k<4; k++) {
      digitalWrite(pin_LED[k], LOW);        
    }
  }
}

3. 실습과제

• 버튼 스위치 4개로 아래 표와 같이 LED의 동작 기능을 제어하여 보자.

  

하드웨어 구성

• 2.1 하드웨어 구성과 동일

기본 시작 코드

int pin_SW[4] = {2,3,4,5};
int pin_LED[4] = {8,9,10,11};
int k;

void setup() {
  for (k=0; k<4; k++) {
    pinMode(pin_SW[k], INPUT);
    pinMode(pin_LED[k], OUTPUT);
  } 
}

void loop() {
   // 이 부분에 코드를 추가 하세요. 
}

4. 연습과제

1. 2.2절의 예제코드에서 스위치의 우선순위를 정하여 두 개 이상의 스위치가 동시에 눌려졌을 때 우선순위가 높은 스위치의 제어만 이루어지도록 스케치를 만들어 보자.

   • 동작 예: 우선순위가 SW0<SW1<SW2<SW3일 때,
     • SW1과 SW3이 동시에 눌려지면 SW3에 의하여 LED3만 켜지고, LED1은 꺼져야한다.
     • SW1과 SW3이 동시에 눌려진 상태(LED3만 켜져 있음)에서, SW3의 손을 떼면 LED1만 켜져야 한다.
     • SW1이 눌러진 상태(LED1이 켜져 있음)에서 SW3을 누르면, LED3만 켜지고 LED1은 꺼져야 한다.

2. 4개의 스위치를 사용하여 LED 4개가 모두 깜박이는 속도를 4단계로 조정하는 스케치를 만들어 보자.

   • SW0을 누르고 있으면 1초 간격으로 깜박
   • SW1을 누르고 있으면 0.8초 간격으로 깜박
   • SW2를 누르고 있으면 0.6초 간격으로 깜박
   • SW3을 누르고 있으면 0.4초 간격으로 깜박