start io t_with_raspberrypi
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누구나, 메이커!!라즈베리파이로 IoT 시작하기
THINKER TO MAKER
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Maker Movement
THINKER TO MAKER
메이커 운동
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Maker
무언가를 만드는 사람
Maker Movement
Maker들이 만드는 법을 공유하고 발전시키는 흐름
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메이커 행사
Maker Faire Hacker-thon
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메이커 작품
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Open Source H/W
THINKER TO MAKER
오픈소스 하드웨어
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Arduino vs. Raspberry Pi
Micro Controller
No
Micro Computer
Yes
성격
리눅스
CC, C++, Java, Python,
Node.JS, Ruby ...개발언어
No Yes카메라
Limit Yes무선환경
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Raspberry Pi
NameRaspberry PiModel A+
Raspberry PiModel B+
Raspberry Pi2Model B
Raspberry PiZero
Raspberry Pi 3Model
Price $20 $35 $5 $35
Processor ARM 11ARM
Cortex A7ARM 11
ARMCoretex-A53
Clock Speed 700Mhz 900Mhz 1Ghz 1.2Ghz
RAM 256MB 512MB 1GB 512MB 1GB
Multi Core Single Quad Single Quad
Flash Micro SD Card
GPIO 40
Ethernet N/A 10/100 N/A 10/100
USB USB 2.0X1 USB 2.0X4 Micro 1 USB 2.0X4
Power 5V, 200mA 5V, 600mA 5V, 800mA 5V, 160mA N/A
Video Out HDMI, Composite Mini-HDMIHDMI,
Composite
Audio Out HDMI, Analog Mini-HDMI HDMI, Analog
Wi-Fi 모듈블루투스 지원
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Circulus 소개
THINKER TO MAKER
온라인 코딩교육 + 메이커 플랫폼
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Circulus Architecture
Core Engine
API Gateway
M2M Controller
Cloud Storage
CirculOS
Intelligence Agent
CirculusApp
CirculusWeb
Data Processing
H2H Controller
모바일부터 하드웨어까지. IoT 개발 학습/제작 클라우드 플랫폼복잡한 IoT 지식 없이, 생각을 다양한 API를 사용하여 손쉽게 구현 가능
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One JavaScript - Multi Use
JavaScript (+Node.JS) 만으로 모바일 부터 하드웨어 개발까지 구현IoT 서비스 제작/배포 지원 솔루션
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www.circul.us
1. E-mail, Password만 넣으면 가입 완료!
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www.circul.us
2. Raspberry Pi 시리얼 번호 입력
OR
2497c978
홈페이지 좌측 상단 본인 아이디 클릭 후, My Profile에 시리얼 등록
부팅 시, 음성으로 시리얼 확인 가능
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www.circul.us
3. 프로젝트 생성하기
Lecture_01
Basic sensor study
리모컨 (웹페이지)
본인의 라즈베리파이에실행되는 부분
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www.circul.us
4. 라즈베리파이 접속 상태 확인
프로젝트 안의 Check 버튼을 눌렀을 때, 정상적으로 연결되었다면, 해당 시리얼에 IP주소가 출력됩니다.
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What to do?
THINKER TO MAKER
오늘 배울 것은?
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LED, 초음파 센서, 온습도 센서, 7-세그먼트
다양한 센서를 다루어 보자
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Basic
THINKER TO MAKER
그 전에 잠깐, 기초
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JavaScript 기초
1. 모듈 추가하기(어떤 기능을 가지고 있는 모음)
var wpi = require('wiring-pi');
2. 변수 선언하기(변수: 값을 담아두는 상자)
var val = 10;
3. 출력문 만들기
console.log(“Hello, Raspberry Pi”);
var num = 10;console.log(“저는 ” + num + “살 입니다.”);
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var isOn = 1;setInterval(function(){
wpi.digitalWrite(pin, isOn);isOn = +!isOn;
}, 1000);
Javascript 기초
4. 주기적으로 반복하기
if(a >= b)return a;
5. 조건문 사용하기
While(a == true)console.log(“true”);
6. 반복문 사용하기
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Bread board 사용하기
납땜없이 선 연결 만을 이용하여 센서와 라즈베리파이를 연결
가로로 표시된 부분이 하나로 연결되어 있음
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GPIO(General Purpose Input/Output) 사용하기
- GPIO란? 신호를 보내거나 받을 수 있는 핀- 센서나 외부 장치들과 정보를 주고 받음, BCM번호로 각 핀에게 명령을 내림- 라즈베리파이의 GPIO는 입-출력 외에 또 다른 역할을 하는 핀들이 있음
GROUND : 0VGPIO_XX : ~3.3V3.3V : 3.3V5V : 5V
BCM 번호(각 핀의 일반 적인 이름)
추가 기능을 가진 핀
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Wiring-pi 사용하기
- GPIO를 사용하는 기능을 모아 둔 모음집 중 하나- 아두이노와의 연계를 위해 새롭게 핀 번호를 지정- Wiring-pi의 기능을 사용하는 경우는 Wiring-pi의 이름(핀번호)을 사용해야 함
15
16
1
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28
29
8
9
7
0
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LED
THINKER TO MAKER
LED
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LED
LED를 켜보자!
Ground VCCGPIO
- +
※ GPIO는 입력 또는 출력으로 정할 수 있고, 라즈베리파이는 3.3V까지 출력으로 사용 가능VCC 또는 GPIO출력 모드를 이용하여 LED를 켤 수 있음
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LED ON
//circulus 모듈 추가
var us = require(‘circulus’);
//GPIO 초기화
us.initLED(23);
//LED 설정 (true = ON, false = OFF)
us.setLED(true);
LED를 켜보자!
GROUND
GPIO23
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LED ON/OFF
//circulus 모듈 추가
var us = require(‘circulus’);
//LED 초기화
us.initLED(23);
//LED 설정 (ture = ON, false = OFF)
var isOn = 1;setInterval(function(){
us.setLED(isOn);isOn = +!isOn;
}, 1000);
1초에 한 번씩 LED가 ON/OFF되도록 해보자!
GROUND
GPIO23
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Ultrasonic Sensor
THINKER TO MAKER
초음파 센서(HC-SR04)
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초음파 센서 원리
초음파를 통해 일정한 거리 이내에 사물이 있는지 파악사물과의 거리가 얼마나 떨어졌는지 측정
VCC : 5V GND : GroundTrig : 초음파 전송 Echo : 초음파 수신
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초음파 센서 원리
[High가 끝나는 시간 – Low가 끝나는 시간] / 58
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초음파 센서 거리 측정하기
// circulus 모듈 추가
var us = require(‘circulus');
// 초음파 센서 초기화// initDistance (TRIG, ECHO);
us.initDistance(15, 14);
// 1초에 한 번씩 거리 측정
setInterval(function(){var dist = us.getDistance();console.log(‘distance: ’+dist+’cm’);
}, 1000);
5V
GROUND
GPIO14
GPIO15
1초에 한 번씩 장애물과의 거리를 측정해보자!
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응용 1
THINKER TO MAKER
LED와 초음파 센서
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응용!
// circulus 모듈 추가
var us = require('circulus');
us.initDistance(15, 14);us.initLED(23);
setInterval(function(){var dist = us.getDistance();console.log(‘distance: ’+dist+’cm’);
if(dist < 5)us.setLED(true);
elseus.setLED(false);
}, 1000);
5cm 안에 장애물이 있으면 LED에 불을 켜자!
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7-Segment
THINKER TO MAKER
세븐-세그먼트 (4 Digit LED)
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7-Segment란?
VCC 5v
GROUND Ground
SCLK 동기화 신호
MOSI 라즈베리파이 출력 -> 7-세그먼트 입력
MISO 7-세그먼트 출력 -> 라즈베리파이 입력
CE Chip enable
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7-Segment 연결하기
VCC GPIO25
GROUND GROUND
SCLK GPIO11(SPI_CLK)
MOSI GPIO10(SPI_MOSI)
MISO -
CE GPIO8(SPI_CE0_N)
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초음파 센서 거리 측정하기
//circulus 모듈 추가
var us = require(‘circulus’);
// Segment 초기화
us.initText();
//글자 출력
us.setText('piau');
//1초에 한 번씩 다른 숫자 출력// 정수.toString() = 정수를 문자열로 변경함 ex) 1 ‘1’
var i = 0;setInterval(function(){
us.setText(i.toString() + i.toString() + i.toString() + i.toString());i++;
if(i === 10)i = 0;
}, 1000);
글자와 숫자를 출력해보자!
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Temperature-humidity Sensor
THINKER TO MAKER
온습도 센서(DHT-11)
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온습도 센서
GND
DATA
VCC
온도와 습도를 동시에 측정할 수 있는 센서
모델명 용도 온도 측정 범위 습도 측정 범위
DHT11 실내용 0 ~ 50도 20 ~ 80%
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온습도 센서
//circulus 모듈 추가
Var us = require(‘circulus);
// GPIO 값 초기화// 가운데 data핀의 BCM 핀 번호 사용
us.initTemp(21);
//1초에 한번씩 온도, 습도 값 출력
setInterval(function(){console.log(us.getTemp());
},1000);
1초에 한 번씩 온도와 습도를 측정해보자!
5V
GROUND
GPIO21
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Remote Control with Smart Phone
THINKER TO MAKER
스마트폰으로 제어하기
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개념
Internet 라즈베리파이
리모컨
JavaScript JavaScriptSend/Receive
HTML
외부접속 가능
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<html><head>
<title>remote control</title><script src="http://code.jquery.com/jquery-2.1.4.min.js"></script><script src="http://www.circul.us/circulus.js"></script><script src="index.js"></script>
</head><body>
<div> LED </div><button id='ledon'>ON</button><button id='ledoff'>OFF</button></br></br><div>ULTRA</div><button id='ultra'>ULTRA</button><span id='distance'>0</span>cm </br></br><div>TEMP/HUMI</div><button id='temp'>TEMP</button><span id='tempinfo'>0</span></br><button id='humi'>HUMI</button><span id='humiinfo'>0</span></br></br><span> SEGMENT</span><span id='segment'>0</span>
</body></html>
HTML로 외관 만들기
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리모컨 확인하기
해당 주소로 PC, 스마트폰 등 다양한 기기에서 바로 사용 가능
간편 주소
circul.us/cloud/ID/프로젝트 이름/파일명.html
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리모컨 초기화
$c.ready(function(us){us.init('b5861b8d')
……//us.send(KEY, DATA);//us.receive(KEY, DATA);
});
## 리모컨 JavaScript (index.js): 리모컨과 자신의 라즈베리파이가 통신하기 위해, 시리얼 번호를 등록함
자신의 라즈베리파이 시리얼 번호로 초기화
뒤의 통신 관련 부분 코드는이곳에 작성합니다.
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Socket 통신
var data = ‘hello’; us.send (‘KEY’, data);
JavaScript JavaScriptSend/Receive
us.receive(‘KEY,’ function(data){/* 수행하고 싶은 내용 */console.log(data);
});## hello
us.receive(‘KEY,’ function(data){
/* 수행하고 싶은 내용 */
});
us.send(‘KEY’, data);
리모컨HTML
[Internet]
[라즈베리파이]
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CASE 1 (LED ON/OFF)
//HTML파일에서의 각 버튼을 클릭하면 호출
$('#ledon').click(function(){us.send('ledon');
});
$('#ledoff').click(function(){us.send('ledoff');
});
var us = require('circulus');
us.receive('ledon', function(data){console.log(‘ledon receive’);us.initLED(23);us.setLED(true);
});
us.receive('ledoff', function(data){console.log(‘ledoff receive’);us.initLED(23);us.setLED(false);
});
Remote Controller (index.js) Raspberry Pi (index.js)
리모컨에서 라즈베리파이로 명령 전달
![Page 48: Start io t_with_raspberrypi](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052706/58ee1ad81a28abb05f8b470d/html5/thumbnails/48.jpg)
CASE 2(초음파 센서 거리 출력)
$('#ultra').click(function(){us.send('ultra');
});
// HTML 파일에서 span id = ‘distance’에 출력함
us.receive('distance', function(data){$('#distance').text(data);
});
us.receive('ultra', function(data){console.log(‘ultra receive’);us.initDistance(15, 14);var dist = Math.floor(us.getDistance());
us.send('distance', dist);console.log(dist + ‘ cm’);
});
Remote Controller (index.js) Raspberry Pi (index.js)
리모컨에서 라즈베리파이로 명령 전달 + 응답 수신
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us.receive('temp', function(data){console.log(‘temp receive’);us.initTemp(21);var tempinfo = us.getTemp();console.log(tempinfo.temperature);
us.send('tempinfo', tempinfo.temperature);});
us.receive('humi', function(data){console.log(‘humi receive);us.initTemp(21);var humi = us.getTemp();console.log(humi.humidity);
us.send('humiinfo', humi.humidity);
CASE 2(온/습도 출력)
$('#temp').click(function(){us.send('temp');
});
us.receive('tempinfo', function(data){$('#tempinfo').text(data);
});
$('#humi').click(function(){us.send('humi');
});
us.receive('humiinfo', function(data){$('#humiinfo').text(data);
});
Remote Controller (index.js) Raspberry Pi (index.js)
리모컨에서 라즈베리파이로 명령 전달 + 응답 수신
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리모컨에서 명령 없이, 라즈베리파이의 응답만 수신
us.initText();var i = 0;setInterval(function(){
us.setText(i.toString() + i.toString() + i.toString() + i.toString(), true, false, false, true);
var text = i.toString() + i.toString() + i.toString() + i.toString();
i++;if(i == 10)
i = 0;
console.log(text);us.send('segment', text);
}, 1000);
세그먼트 출력
us.receive('segment', function(data){$('#segment').text(data);
});
Remote Controller (index.js) Raspberry Pi (index.js)
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Design
THINKER TO MAKER
자신만의 작품 구상하기
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무엇을 만들 수 있을까요?
IDEA를 실행하는 것이 중요합니다.
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Making
THINKER TO MAKER
만들어보기
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메이킹 과정
아이디어
서비스 기획
프로토 타이핑
하드웨어 구성
소프트웨어 구성
3D 프린팅
결과 공유
만들고자하는아이디어를떠올리는단계이다.
아이디어를서비스로구체화한다. 이단계에서는보여질모습뿐만아니라,
보이지는않지만사용자에게어떤가치를제공할지도염두해둔다.
블록등으로만들어질하드웨어모습을구성해보고, 이를사용할모바일어
플리케이션이있다면종이에그이미지를구성해본다.
오픈소스하드웨어로만들고자한내용을구성해본다. 프로토타이핑및최
종적으로보여질외관을고려하여센서및각종하드웨어의배치도고려한다.
하드웨어를제어할소프트웨어와리모콘용도로사용될소프트웨어, 그리고
서비스제공을위한소프트웨어를구성한다.
Making 한제품의외관과인쇄가능한부속들을 3D 모델링하고, 결과물을
3D 프린팅하여하드웨어를최종완성한다.
제품을완성하여외부에공개한다. 만일판매를목적으로한제품이라면소
셜펀딩을이용하여판매가능성을확인해본다.
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외관을 만드는 방법!
3D 프린터 레이저 커터 CNC 라우터
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메이커 스페이스
국내현황
성수 메이커스페이스 02-2115-0525 경기 창조경제혁신센터 031-8016-1102
서울 창조경제혁신센터 02-723-9100 Fab. Lab. 서울 070-7743-0806
메이커스빌 1544-8622 과천 과학관 무한상상실 02-509-6925
경기콘텐츠 코리아랩 021-776-4677 K-ICT 디바이스랩 경기 031-776-4736
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필요한 도안을 찾는 법!
Thingiverse Instructables Makeall.com
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Appendix A
THINKER TO MAKER
부 록 : 범용 소스코드
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LED
// wiring-pi 함수를 사용할 수 있도록 초기화
var wpi = require('wiring-pi');
wpi.setup('gpio');wpi.wiringPiSetup();
// wiringpi맵 핀 번호 사용
var pin = 4;
// 출력 모드로 설정 (전류) pin(4) --> LED --> GND
wpi.pinMode(pin, wpi.OUTPUT);
// LED ON
var isOn = 1;wpi.digitalWrite(pin, isOn);
LED ON
var wpi = require('wiring-pi');
wpi.setup('gpio');wpi.wiringPiSetup();
var pin = 4;wpi.pinMode(pin, wpi.OUTPUT);
var isOn = 1;
// 1초 주기로 LED ON/OFF
setInterval(function(){wpi.digitalWrite(pin, isOn);isOn = +!isOn;
}, 1000);
1초에 한 번씩 LED ON/OFF
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LED
// wiring-pi 함수를 사용할 수 있도록 초기화
var wpi = require('wiring-pi');
wpi.setup('gpio');wpi.wiringPiSetup();
// wiringpi맵 핀 번호 사용
var pin = 4;
// 출력 모드로 설정 (전류) pin(4) --> LED --> GND
wpi.pinMode(pin, wpi.OUTPUT);
// LED ON
var isOn = 1;wpi.digitalWrite(pin, isOn);
LED ON
var wpi = require('wiring-pi');
wpi.setup('gpio');wpi.wiringPiSetup();
var pin = 4;wpi.pinMode(pin, wpi.OUTPUT);
var isOn = 1;
// 1초 주기로 LED ON/OFF
setInterval(function(){wpi.digitalWrite(pin, isOn);isOn = +!isOn;
}, 1000);
1초에 한 번씩 LED ON/OFF
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초음파 센서로 거리 측정하기
var wpi = require('wiring-pi');var sleep = require('sleep');var microtime = require('microtime');
var TRIG, ECHO;
TRIG = 16; // Wiring-pi MAP 기준, 핀 번호ECHO = 15; // Wiring-pi MAP 기준, 핀 번호
wpi.setup('gpio');wpi.wiringPiSetup();
// TRIG: 보내는 핀 (출력)wpi.pinMode(TRIG, wpi.OUTPUT); // ECHO: 받는 핀 (입력)wpi.pinMode(ECHO, wpi.INPUT);
// 초음파 센서 거리 구하는 공식setInterval(function(){
var cnt1 = 0;var cnt2 = 0;wpi.digitalWrite(TRIG, wpi.LOW);sleep.usleep(2);
wpi.digitalWrite(TRIG, wpi.HIGH);sleep.usleep(20);
wpi.digitalWrite(TRIG, wpi.LOW);
while(wpi.digitalRead(ECHO) == wpi.LOW){
if(cnt1++ > 1000)break;
}var startTime = microtime.now();
while(wpi.digitalRead(ECHO) == wpi.HIGH){
if(cnt2++ > 10000)break;
}var endTime = microtime.now();
// Cm로 변환var distance = (endTime - startTime) / 58; console.log('distance ' + distance);
}, 1000);
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7-Segment 연결하기
startup 동작 모드 시작
setDecodeNone Bit 단위의 데이터로 보여줌
setDedcodeAll 인코딩하여 보여줌 (“0”~”9”, “E”, “H”, “L”, “P”, “-”, “ ”만)
setDigitSegments Bit단위로 계산하여 정보를 표시(setDecodeNone)
setDigitSymbol 인코딩 가능한 값만 정보를 표시(setDecodeAll)
setScanLimit 화면에 출력할 글자 개수 제한 (MAX: 8)
setDisplayIntensity 화면 밝기 제한(MAX : 15)
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7-Segment 출력하기
// max7219 패키지 초기화var MAX7219 = require('max7219');
/* * spidev 사용 초기화 - 라즈베리파이에서 SPI활성화 필요* 세그먼트의 Chip Select를 CE0에 연결하면,* /dev/spidev0.0, CE1에 연결하면 /dev/spidev0.1* console창에 ls /dev/*spi*로 확인 가능*/
var disp = new MAX7219("/dev/spidev0.0");
// 세그먼트 초기화// 해독하지 않는 모드 - 7 segment 각각의 led를 선택함
disp.setDecodeNone();// 사용하는 세그먼트 수 (8개까지 지원)
disp.setScanLimit(8); disp.startup(); // 밝기 0-15 (0으로 입력해도 꺼지지는 않음)
disp.setDisplayIntensity(15
// 출력// setDigitSegments (세그먼트 번호, [7개의 led, 아래점 1(ON), 0(OFF)]);
disp.setDigitSegments(0, [0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1]); disp.setDigitSegments(1, [1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1]);disp.setDigitSegments(2, [1, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1]);disp.setDigitSegments(3, [0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1]);
DigitSegments 방식 출력하기
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7-Segment에 출력하기
//max7219 패키지 초기화
var MAX7219 = require('max7219');var disp = new MAX7219("/dev/spidev0.0");
//세그먼트 초기화// 해독하는 모드 세그먼트의 led를 각각 제어하지 않고, 숫자 혹은 출력 가능한 문자를 입력한다.
disp.setDecodeAll(); disp.setScanLimit(8);disp.startup(); disp.setDisplayIntensity(15);
// 출력// 사용할 수 있는 값은 0 - 9, ‘H’, ‘E’, ‘L’, ‘P’, ‘-’, ‘ ‘이다
disp.setDigitSymbol(0, "H", true);disp.setDigitSymbol(1, 2);disp.setDigitSymbol(2, "L");disp.setDigitSymbol(3, "-", true);
DigitSymbol 방식 출력하기
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온습도 센서
//DHT11 패키지 초기화Var dht = require('node-dht-sensor');
//핀 번호 초기화dht.initialize(11, 21); // dht.initialize (온도센서 버전-11번 (DHT11), 핀 번호);
//1초에 한 번씩 온도와 습도 값 읽기setInterval(function(){
var dt = dht.read(); // 읽어오기console.log ('Temp: '+ dht.temp....);console.log ('Humd: '+ dht.humd....);
}, 1000);
1초에 한 번씩 온도, 습도 출력하기
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Appendix B
THINKER TO MAKER
부 록
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www.circul.us
1. WIFI 연결
1 2
3 4
Disconnected from circulus!!
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Raspbian OS 설치하기
https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
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Circulus OS 설치하기
rom.circul.us circul.us
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S/W를 손쉽게!!
www.npmjs.com
자바스크립트 관련 패키지를 사용해보자
![Page 71: Start io t_with_raspberrypi](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052706/58ee1ad81a28abb05f8b470d/html5/thumbnails/71.jpg)
S/W를 손쉽게!!
1. 센서 또는 기능 조회
2. npm 설치
3. 소스코드에서 require
1) 라즈베리파이를 지원하는지 확인한다.2) 클릭하여 설치하는 방법과 사용법을 확인한다
var wpi = require('wiring-pi');
SSH 사용법은부록 참조
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SSH 접속하기(접속 PC와 라즈베리파이가 같은 네트워크에 있을 때)
Raspberry Pi IP주소
RasbianID : piPWD : raspberry
Circulus OSID : piPWD : circulus
![Page 73: Start io t_with_raspberrypi](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052706/58ee1ad81a28abb05f8b470d/html5/thumbnails/73.jpg)
Thank you감사합니다.
![Page 74: Start io t_with_raspberrypi](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022052706/58ee1ad81a28abb05f8b470d/html5/thumbnails/74.jpg)
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