Chapter 17: 만들기 - 회로 구성과 코딩¶
🎯 이 장에서 배우는 것¶
- [ ] 설계서를 보고 실제 회로를 구성할 수 있다
- [ ] 여러 기능을 하나의 프로그램으로 통합할 수 있다
- [ ] 오류를 체계적으로 찾아 해결하는 디버깅을 할 수 있다
💡 왜 이걸 배우나요?¶
지난 시간에 열심히 기획서를 작성했죠? 이제 진짜 만들 시간입니다! 🎉
설계도만 있으면 집이 저절로 지어지지 않듯, 기획서만 있다고 스마트 기기가 완성되지 않아요. 직접 부품을 연결하고, 코드를 작성하고, 테스트해야 합니다.
여기서 중요한 건 문제가 생겨도 당황하지 않는 것이에요. 프로 개발자들도 코드 작성 시간보다 디버깅 시간이 더 길다고 해요. 오류를 만나고 해결하는 과정에서 진짜 실력이 쌓입니다!
📚 핵심 개념¶
개념 1: 단계별 개발 전략¶
프로젝트를 만들 때 한 번에 모든 걸 완성하려고 하면 어디서 문제가 생겼는지 찾기 어려워요.
- 비유로 시작: "마치 요리할 때 재료를 하나씩 맛보며 확인하는 것처럼, 코드도 조금씩 테스트하며 만들어요"
- 정확한 정의: "단계별 개발은 기능을 작은 단위로 나누어 각각 완성하고 테스트한 후, 하나씩 합치는 방법입니다"
- 예시로 확인: "스마트 알람을 만든다면 ① LED만 테스트 → ② 부저만 테스트 → ③ 센서만 테스트 → ④ 합치기"
쉽게 말하면: 작게 나눠서 각각 성공시킨 후, 하나씩 합쳐요!
개념 2: 디버깅의 기본 원칙¶
flowchart LR
A[🐛 오류 발생] --> B[🔍 에러 메시지 읽기]
B --> C[📍 문제 위치 찾기]
C --> D[🧪 가설 세우기]
D --> E[✅ 수정 후 테스트]
E -->|해결!| F[🎉 성공]
E -->|아직...| D
style A fill:#ffebee,stroke:#c62828
style B fill:#fff3e0,stroke:#ef6c00
style C fill:#e3f2fd,stroke:#1565c0
style D fill:#f3e5f5,stroke:#7b1fa2
style E fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32
style F fill:#e8f5e9,stroke:#2e7d32
- 비유로 시작: "의사가 증상을 듣고 원인을 찾듯, 에러 메시지는 컴퓨터가 알려주는 '증상'이에요"
- 정확한 정의: "디버깅은 프로그램의 오류(버그)를 찾아 수정하는 과정입니다"
- 예시로 확인: "'NameError: name 'led' is not defined'는 'led라는 이름을 모르겠어요'라는 뜻이에요"
쉽게 말하면: 에러 메시지를 친구처럼 대해요 - 뭐가 문제인지 알려주거든요!
개념 3: 코드 통합의 핵심¶
여러 기능을 합칠 때 가장 중요한 건 핀 충돌 방지와 변수명 정리예요.
flowchart TB
subgraph 통합 전
A1[LED 코드<br/>led = Pin 16]
A2[버튼 코드<br/>btn = Pin 16]
end
subgraph 통합 후
B1[LED: Pin 18]
B2[버튼: Pin 16]
end
A1 --> |⚠️ 핀 충돌!| C[오류 발생]
통합전 --> |핀 정리| 통합후
통합후 --> D[✅ 정상 작동]
style C fill:#ffcdd2,stroke:#c62828
style D fill:#c8e6c9,stroke:#2e7d32
쉽게 말하면: 같은 핀을 두 번 사용하면 안 돼요!
🔨 따라하기¶
Step 1: 기획서 점검하기¶
목표: 만들기 전에 필요한 것들 확인하기
시작하기 전에 기획서를 다시 펼쳐보세요:
✅ 체크리스트 - [ ] 사용할 센서/출력장치 목록이 있나요? - [ ] 각 부품의 연결 포트가 정해졌나요? - [ ] 핀 번호가 겹치는 건 없나요?
📌 예시 - 스마트 알람 기획서 요약
| 부품 | 역할 | 연결 포트 | 핀 번호 |
|---|---|---|---|
| DHT11 | 온도 감지 | D16 | GP16 |
| LED | 상태 표시 | D18 | GP18 |
| 부저 | 알람 소리 | D20 | GP20 |
| 버튼 | 알람 끄기 | D17 | GP17 |
Step 2: 부품 하나씩 테스트하기¶
목표: 각 부품이 제대로 작동하는지 개별 확인
🔴 LED 테스트 코드:
# === WHAT: LED가 잘 연결됐는지 테스트 ===
# 먼저 LED만 따로 테스트해봐요
# --- WHY: 나중에 문제 생기면 어디가 문제인지 모르니까 ---
# 지금 확인해두면 통합할 때 편해요
# HOW: 어떻게 동작하는지
from machine import Pin # 핀 제어 라이브러리
import time # 시간 함수
led = Pin(18, Pin.OUT) # GP18에 LED 연결
# 3번 깜빡여서 확인
for i in range(3):
led.on() # LED 켜기
print("LED 켜짐")
time.sleep(0.5) # 0.5초 대기
led.off() # LED 끄기
print("LED 꺼짐")
time.sleep(0.5)
print("LED 테스트 완료! ✅")
실행 결과:
LED 켜짐
LED 꺼짐
LED 켜짐
LED 꺼짐
LED 켜짐
LED 꺼짐
LED 테스트 완료! ✅
여기서 잠깐! 🤔 LED가 깜빡이지 않는다면? 1. Grove 케이블이 제대로 꽂혔는지 확인 2. 포트 번호(D18)가 맞는지 확인 3. LED 모듈의 방향이 맞는지 확인
🔔 부저 테스트 코드:
# === WHAT: 부저가 잘 작동하는지 테스트 ===
from machine import Pin, PWM
import time
buzzer = PWM(Pin(20)) # GP20에 부저 연결
# 삐~ 소리 한 번
buzzer.freq(1000) # 1000Hz 주파수
buzzer.duty_u16(32768) # 50% 듀티 (소리 켜기)
print("삐~ 소리 나나요?")
time.sleep(0.5)
buzzer.duty_u16(0) # 소리 끄기
print("부저 테스트 완료! ✅")
🌡️ DHT11 센서 테스트 코드:
# === WHAT: 온습도 센서 테스트 ===
from machine import Pin
import dht
import time
sensor = dht.DHT11(Pin(16)) # GP16에 DHT11 연결
# 3번 측정해보기
for i in range(3):
time.sleep(2) # DHT11은 2초 간격 필요
sensor.measure() # 측정 실행
temp = sensor.temperature() # 온도 읽기
humid = sensor.humidity() # 습도 읽기
print(f"#{i+1} 온도: {temp}°C, 습도: {humid}%")
print("센서 테스트 완료! ✅")
Step 3: 기능 통합하기¶
목표: 테스트한 부품들을 하나의 프로그램으로 합치기
# === WHAT: 스마트 알람 - 통합 버전 ===
# 온도가 높으면 부저가 울리고 LED가 켜져요
# --- WHY: 각각 성공한 코드를 하나로 합쳐요 ---
# 이미 테스트했으니 자신있게!
from machine import Pin, PWM
import dht
import time
# === 1단계: 모든 부품 초기화 ===
print("부품 초기화 중...")
sensor = dht.DHT11(Pin(16)) # 온습도 센서
led = Pin(18, Pin.OUT) # LED
buzzer = PWM(Pin(20)) # 부저
button = Pin(17, Pin.IN, Pin.PULL_DOWN) # 버튼
# 알람 기준 온도
ALARM_TEMP = 28
# === 2단계: 알람 함수 만들기 ===
def alarm_on():
"""알람을 켜는 함수"""
led.on()
buzzer.freq(1000)
buzzer.duty_u16(32768)
print("🚨 알람 켜짐!")
def alarm_off():
"""알람을 끄는 함수"""
led.off()
buzzer.duty_u16(0)
print("알람 꺼짐")
# === 3단계: 메인 루프 ===
print(f"스마트 알람 시작! (기준 온도: {ALARM_TEMP}°C)")
print("버튼을 누르면 알람이 꺼져요")
alarm_active = False # 알람 상태
while True:
# 온도 측정
try:
sensor.measure()
temp = sensor.temperature()
print(f"현재 온도: {temp}°C")
# 온도가 높으면 알람
if temp >= ALARM_TEMP and not alarm_active:
alarm_on()
alarm_active = True
except Exception as e:
print(f"센서 오류: {e}")
# 버튼으로 알람 끄기
if button.value() == 1 and alarm_active:
alarm_off()
alarm_active = False
time.sleep(2) # 2초마다 체크
여기서 잠깐! 🤔
try-except는 오류가 나도 프로그램이 멈추지 않게 해줘요. 센서가 가끔 읽기 실패할 수 있거든요!
📝 전체 코드¶
# === 스마트 알람 시스템 v1.0 ===
# 온도 기반 알람 + 버튼으로 끄기
# 만든이: ____________
# 날짜: ____________
from machine import Pin, PWM
import dht
import time
# ========== 설정값 ==========
ALARM_TEMP = 28 # 알람 기준 온도
CHECK_INTERVAL = 2 # 측정 간격(초)
# ========== 부품 초기화 ==========
sensor = dht.DHT11(Pin(16))
led = Pin(18, Pin.OUT)
buzzer = PWM(Pin(20))
button = Pin(17, Pin.IN, Pin.PULL_DOWN)
# ========== 함수 정의 ==========
def alarm_on():
led.on()
buzzer.freq(1000)
buzzer.duty_u16(32768)
print("🚨 알람 작동!")
def alarm_off():
led.off()
buzzer.duty_u16(0)
print("✅ 알람 해제")
def read_temperature():
try:
sensor.measure()
return sensor.temperature()
except:
return None
# ========== 메인 프로그램 ==========
print("=" * 30)
print(" 스마트 알람 시스템 시작")
print(f" 기준 온도: {ALARM_TEMP}°C")
print("=" * 30)
alarm_active = False
while True:
temp = read_temperature()
if temp is not None:
print(f"온도: {temp}°C", end=" ")
if temp >= ALARM_TEMP and not alarm_active:
alarm_on()
alarm_active = True
elif temp < ALARM_TEMP:
print("- 정상")
else:
print("센서 읽기 실패")
if button.value() == 1 and alarm_active:
alarm_off()
alarm_active = False
time.sleep(CHECK_INTERVAL)
⚠️ 자주 하는 실수¶
실수 1: 같은 핀을 두 번 사용¶
증상:
ValueError: Pin 16 already in use
원인: 두 개의 부품을 같은 핀에 연결하려고 함
해결:
# 잘못된 코드
led = Pin(16, Pin.OUT)
sensor = dht.DHT11(Pin(16)) # 충돌!
# 올바른 코드
led = Pin(18, Pin.OUT) # LED는 18번
sensor = dht.DHT11(Pin(16)) # 센서는 16번
실수 2: 변수명 오타¶
증상:
NameError: name 'buzer' is not defined
원인: 변수 이름을 다르게 씀 (buzzer vs buzer)
해결:
# 잘못된 코드
buzzer = PWM(Pin(20))
buzer.freq(1000) # 오타!
# 올바른 코드
buzzer = PWM(Pin(20))
buzzer.freq(1000) # 정확한 이름
실수 3: 들여쓰기 오류¶
증상:
IndentationError: unexpected indent
원인: 들여쓰기(스페이스)가 맞지 않음
해결:
# 잘못된 코드
if temp > 28:
print("덥다!") # 들여쓰기 없음
# 올바른 코드
if temp > 28:
print("덥다!") # 4칸 들여쓰기
실수 4: 센서 측정 간격 무시¶
증상: 온도가 항상 이상한 값이 나옴
원인: DHT11은 최소 2초 간격이 필요
해결:
# 잘못된 코드
while True:
sensor.measure()
print(sensor.temperature())
time.sleep(0.5) # 너무 빨라!
# 올바른 코드
while True:
sensor.measure()
print(sensor.temperature())
time.sleep(2) # 2초 이상!
✅ 스스로 점검하기¶
-
왜 부품을 하나씩 테스트한 후에 통합해야 할까요?
-
try-except를 쓰는 이유는 무엇인가요? -
다음 에러 메시지의 의미는?
NameError: name 'sensor' is not defined
정답 확인
1. 문제가 생겼을 때 어디서 발생했는지 쉽게 찾을 수 있어요. 모두 합쳐놓으면 원인 찾기가 어려워요. 2. 오류가 나도 프로그램이 멈추지 않고 계속 실행되게 해줘요. 센서는 가끔 읽기 실패할 수 있거든요. 3. 'sensor'라는 변수를 정의하지 않고 사용했다는 뜻이에요. `sensor = dht.DHT11(Pin(16))` 같은 코드가 필요해요.🚀 더 해보기¶
도전 1: LED 패턴 바꾸기¶
알람이 울릴 때 LED가 깜빡이도록 수정해보세요.
도전 2: 온도 단계별 반응¶
- 28°C 이상: 빨간 LED
- 25~28°C: 노란 LED
- 25°C 미만: 초록 LED
도전 3: OLED에 상태 표시 ⭐¶
현재 온도와 알람 상태를 OLED 화면에 표시해보세요!
🛠️ 문제 해결 가이드¶
문제가 생겼을 때 이 순서로 확인하세요:
flowchart TD
A[문제 발생!] --> B{에러 메시지<br/>있나요?}
B -->|있음| C[메시지 읽기]
B -->|없음| D[print로 확인]
C --> E[어느 줄인지 확인]
E --> F[그 줄 주변 점검]
D --> G[의심 구간에<br/>print 추가]
G --> H[값 확인]
F --> I[수정 후 테스트]
H --> I
style A fill:#ffcdd2,stroke:#c62828
style I fill:#c8e6c9,stroke:#2e7d32
💡 디버깅 꿀팁
- print()를 자주 써서 값을 확인하세요
- 문제가 생기면 주석(#)으로 코드를 잠시 비활성화해보세요
- 작동하던 코드로 돌아가서 천천히 다시 시도하세요
🔗 다음 장으로¶
축하해요! 🎉 설계서를 바탕으로 실제 작동하는 기기를 만들었어요!
이번 장에서 배운 것: - 단계별 개발로 안전하게 만들기 - 부품 개별 테스트의 중요성 - 에러 메시지 읽고 해결하기 - 코드 통합 시 주의점
다음 장 예고: 완성된 프로젝트를 테스트하고 발표하는 시간이에요! 내 작품을 멋지게 소개하는 방법, 친구들 작품에서 배우는 법을 익혀봅시다. 최종 점검 후 자랑스럽게 발표해봐요! 🏆