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by 배용열 Oct 03. 2021

오픈소스 하드웨어의 종류와 초등학교에서의 활용 방안2

지난번 글에 이어서 오늘은 오픈소스 하드웨어 중 비교적 최근에 나온 마이크로비트와 할로코드에 대하여 설명해 보도록 하겠습니다.

개인적으로는 지난번 설명한 아두이노와 과학상자 코딩 보드보다 오늘 설명할 마이크로비트와 할로코드가 초등학생들에게 더 적합하지 않을까 생각합니다. 기본적인 센서가 보드에 이미 탑재되어 있으며, 내장 블루투스를 통해 테블릿 pc나 스마트폰에 연결하여 코딩을 할 수도 있기 때문입니다.

그럼 마이크로비트와 할로코드에 대하여 지금부터 설명해 보도록 하겠습니다.

마이크로 비트

첫 번째로 소개할 오픈소스 하드웨어는 마이크로비트입니다. 마이크로비트는 영국 국영 방송사인 BBC에서 피지컬 컴퓨팅 교육용으로 제작한 도구입니다, 사용 방법을 직관적으로 알 수 있게 디자인되어 있으며, 간단한 센서와 LED 디스플레이를 탑재하고 있습니다.

출처: microbit.org

마이크로비트의 앞면은 위 사진과 같은 모습입니다. 각각의 부분을 숫자로 표시하여 역할을 설명하도록 하겠습니다.

1번은 푸쉬 버튼입니다. 총 2개로 구성되어 있고, A만 누를 때, B만 누를 때, A와 B를 동시에 누를 때 이렇게 3가지 신호를 만들 수 있습니다.

2번은 5X5 LED 디스플레이입니다. 간단한 숫자나 그림 등을 화면에 표시할 수 있습니다. 또한 빛 감지 센서의 역할도 하고 있습니다.

3번은 GPIO 핀으로 다른 센서를 연결할 때, 또는 터치 센서로 이용할 수 있습니다.

4번과 5번은 전기를 공급해야 하는 센서나 모터를 연결할 때 사용합니다. 3V는 +극, GND는 -극의 역할을 합니다.

6번은 터치 센서의 역할을 합니다.

7번은 마이크 LED입니다. 7번 왼쪽의 작은 동그라미는 마이크입니다. 마이크에 입력되는 소리를 LED로 표시하는 역할을 합니다.

출처: microbit.org

마이크로비트의 뒷면은 위 사진과 같습니다. 뒷면도 번호를 붙여 설명해 보도록 하겠습니다. 이 중 10번, 12번, 13번, 14번은 마이크로비트를 조작하는데 중요하지 않기 때문에 생략하도록 하겠습니다.

1번은 라디오와 블루투스 안테나 역할을 합니다. 마이크로비트의 특징 중 하나는 각각의 마이크로비트를 무선으로 연결하여 동시에 여러 개의 마이크로비트를 제어할 수 있다는 것입니다, 이 기능을 라디오 연결을 통해 이용할 수 있습니다. 블루투스는 태블릿 PC나 스마트폰에 무선으로 연결하여 코딩하거나 제어할 때 사용합니다.

2번은 온도 센서를 탑재하고 있습니다. 온도 센서를 통해 온도를 측정하고, 이를 코딩에 활용할 수 있습니다.

3번은 나침반 역할을 하거나, 자기장의 강도를 측정하는 데 사용하는 센서입니다.

4번은 가속도 센서입니다. 마이크로비트의 움직임 정도를 측정하는 데 사용합니다.

5번은 앞면에서 설명한 GPIO 핀입니다.

6번은 마이크로 USB소켓입니다. 컴퓨터와 마이크로비트를 연결할 때 사용합니다.

9번은 외부 전력 공급 장치를 연결할 때 사용합니다. 건전지를 연결하여 사용할 수 있습니다.

11번은 스피커입니다. 음원을 추가하여 마이크로비트에서 재생시킬 수 있습니다.

15번은 리셋 버튼입니다. 마이크로비트를 리셋할 때 사용합니다.

마이크로비트를 피지컬 컴퓨팅 교육용으로 많이 사용하는 이유는, 조작이 쉽고 기본적인 센서들이 다수 탑재되어 있기 때문에 추가 센서를 구입하지 않고도 기본적인 피지컬 컴퓨팅이 가능하기 때문이라고 생각합니다. 또한 컴퓨터에 연결하지 않고 블루투스를 이용해 코딩이 가능하며, 완성된 작품은 전력만 공급된다면(건전지를 이용할 수 있음) 언플러그드 상태에서도 작동이 가능하기 때문에 다방면에서 활용도가 높습니다. 또한 마이크로비트 홈페이지에서 블록형 코딩으로 코드를 입력할 수 있기 때문에 컴퓨터 언어를 모르는 사람들도 쉽게 접근할 수 있습니다. 크기도 작고 가벼워 관리하기도 편리합니다.

블록형 코딩으로 코드를 입력할 수 있습니다.

실제 학교에서 사용해본 결과, 다른 추가 전자 부품 없이 마이크로비트 하나만 이용해서 수업을 할 수 있어 편리했습니다. 탑재된 센서들을 다양한 방식으로 활용하면 생각보다 많은 작품들을 만들 수 있습니다. 컴퓨터 없이 스마트폰을 이용하여 수업을 진행할 수도 있기 때문에 수업을 준비하는 입장에서도 편리했습니다. 하지만 뒤에 소개할 할로코드에 비하여 외부 센서를 연결하는 것이 조금 복잡하게 느껴질 수도 있습니다. 그리고 외부 센서를 연결하기 위해 필요한 부품도 할로코드에 비하여 많습니다. 그럼에도 불구하고 마이크로비트가 많이 사용되는 이유는 외부 센서 없이 탑재된 기능만 가지고도 많은 장치를 만들 수 있기 때문입니다.

다음은 할로코드에 대해서 설명해 보도록 하겠습니다.

할로코드

두 번째로 소개할 오픈소스 하드웨어는 할로코드입니다. 할로코드는 중국의 makeblock에서 만든 피지컬 컴퓨팅 도구로, 지금까지 소개한 오픈소스 하드웨어 중 가장 최근에 개발된 장치입니다. 마이크로비트와 마찬가지로 사용 방법이 매우 간단하고, 누구나 쉽게 다룰 수 있도록 디자인되었습니다. 또한 기본적인 센서들이 탑재되어 있어 할로코드 하나만 가지고도 기본적인 피지컬 컴퓨팅 교육이 가능합니다.

출처: www.makeblock.com

할로코드의 앞면은 위 사진과 같습니다. 마찬가지로 각 부분에 대하여 번호를 붙여 설명하도록 하겠습니다.

1번은 마이크입니다. 마이크에 입력되는 소리 신호를 전기 신호로 바꾸어 주는 역할을 합니다.

2번은 LED입니다. 총 12개로 구성되어 있으며 마이크로비트의 LED 디스플레이 역할을 합니다.

3번과 4번은 전기를 공급해야 하는 센서나 동력 장치를 연결할 때 사용합니다. 3번은 -극, 4번은 +극 역할을 합니다.

5번은 자이로 센서로 회전이나 움직임 등을 감지하는 역할을 합니다.

6번은 터치 센서로 총 4개로 구성되어 있습니다.

7번은 마이크로 USB 포트로 컴퓨터와 할로코드를 연결할 때 사용합니다.

8번은 푸쉬 버튼입니다.

마이크로비트와 비교해 보았을 때, 기본 보드에 탑재된 센서와 활용성 측면에서는 할로코드보다 마이크로비트가 더 활용하기 좋다고 생각합니다. 따라서 단일 보드만 가지고 피지컬 컴퓨팅 교육을 하는 경우애는 마이크로비트를 추천합니다. 하지만 다양한 확장 센서를 활용하여 교육을 할 경우에는 할로코드가 훨씬 활용도가 높습니다. 할로코드는 mblock에서 제작한 다양한 센서를 연결하여 활용할 수 있습니다. 마이크로비트도 다른 외부 센서를 연결하여 사용할 수 있지만, 할로코드에 비하여 연결 방식이 어려워 초등학생들이 다루기에는 쉽지 않습니다. 할로코드는 모든 센서들이 +,-,입출력 신호와 관계없이 클립 형태로 연결됩니다. 예를 들어 마이크로비트에서 초음파 센서를 연결할 경우 마이크로비트에 확장팩을 먼저 연결하고, 초음파 센서에 나와있는 +, -, echo, trig 핀을 각각 해당 커넥터에 구분하여 연결하여야 합니다. 하지만 할로코드의 경우 할로코드와 초음파 센서를 하나의 클립으로 연결할 수 있기 때문에 초등학생 수준에서도 매우 쉽게 접근할 수 있습니다. 그리고 makeblock에서 제공하는 ai &머신 러닝 기농도 마이크로비트에서는 찾을 수 없는 장점 중 하나입니다. 또한 마이크로비트는 건전지만을 외부 전력으로 사용할 수 있지만, 할로코드는 외장 보조 배터리가 따로 있어 충전한 후 건전지 대신 연결할 수 있습니다. 코딩은 마이크로비트와 마찬가지로 블록형 코딩을 이용하여 코드를 입력할 수 있고, makeblock에서 제작한 mblock 앱을 이용하여 스마트폰이나 테블릿pc로 제어를 할 수 있습니다.

mblock 프로그램

위 프로그램은 메이크블록 홈페이지에서 다운로드하여 사용할 수 있습니다. 마이크로비트는 웹 사이트에 접속하여 코딩을 하지만, mblock는 다운로드하여서 실행하고, 스마트폰에 앱을 설치할 수도 있어 웹에 접속하지 않고도 코딩할 수 있다는 장점이 있습니다.

개인적으로 마이크로비트와 할로코드 모두를 피지컬 컴퓨팅 교육에 사용해 보았고, 두 장치 모두 피지컬 컴퓨팅 교육에 활용하기 적합한 도구라고 생각합니다. 차이점을 이야기해보자면, 단일 보드만 가지고 교육을 할 경우에는 마이크로비트가 더 활용성이 좋다고 생각합니다. 하지만 단일 보드에 확장 센서를 추가하여 더욱 다양한 창작물을 만들기 위해서는 할로코드가 초등학생 수준에서는 더 쉽게 접근할 수 있는 도구라고 생각합니다.

따라서 활용 목적에 따라 마이크로비트와 할로코드를 적절하게 선택하여 사용하면 더 효과적인 피지컬 컴퓨팅 교육이 이루어질 수 있을 것이라 생각합니다.

지금까지 마이크로비트와 할로코드에 대해서 설명하였고, 피지컬 컴퓨팅 도구로서 초등학생 수준에서 활용할 수 있는 방법에 대한 개인적인 생각을 이야기해 보았습니다. 앞에서 다루었던 아두이노와 과학상자 코딩 보드를 포함하면 총 4개의 오픈소스 하드웨어를 다루었는데, 이 중 피지컬 컴퓨팅 수준이 그리 높지 않은 초등학생들에게는 마이크로비트나 할로코드가 교육용 도구로 적당하다고 생각합니다. 따라서 앞으로는 마이크로비트와 할로코드의 활용 방법에 대하여 구체적으로 설명해 보도록 하겠습니다.

감사합니다.