전문가와 제조업체를 위해 STEAM 교육 및 시제품 제작을 간소화하는 기능을 완벽히 갖춘 개발 키트

단일 기판 컴퓨터(SBC)용 개발 키트는 교육자, 제조업체 및 전문 설계자를 위한 기능을 늘릴 수 있는 추가적인 하드웨어 및 소프트웨어 옵션을 제공합니다. 이는 대개 프로젝트에 특정합니다. 즉, 애드온은 로봇 공학, 홈 자동화, 센서 모니터링 등과 같은 특정 응용 제품을 개발하기 위한 것입니다. 개발 키트는 사용 편의성, 가용성, 낮은 비용으로 인해 인기가 높습니다.

개발 키트를 사용하면 애프터마켓 애드온을 최소한만 구매하거나 전혀 구매할 필요 없이 하드웨어와 소프트웨어를 기존 또는 신규 프로젝트에 통합할 수 있습니다. 이러한 애드온은 향상된 기능을 제공하며 마이크로 컨트롤러, 센서, 계전기, 모터, LED, 스피커, 버튼/스위치, 브레드 기판, 배선을 포함할 수 있습니다. 키트 제공업체는 로봇 공학용 서보모터, 카메라 및 내비게이션 장비와 원격 환경 모니터링을 위한 온도, 습도 및 강수 센서 등을 제공하여 프로젝트에 맞게 애드온을 번들로 제공합니다. 하드웨어 구성은 키트만큼 다양하며, 각 구성은 프로젝트를 빠르고 효과적으로 가동하여 실행하는 데 필요한 부품을 포함합니다.

또한 이러한 키트는 프로그래밍 경험이 거의 없는 설계자라도 쉽게 프로그래밍할 수 있도록 SBC 및 온보드 SoC(시스템온칩) 또는 마이크로 컨트롤러에서 사용하도록 고안된 소프트웨어를 포함할 수 있습니다. 또한 작업 및 기능을 블록 또는 아이콘으로 끌어서 놓아 프로그래밍할 수 있도록 통합 개발 환경(IDE), 소프트웨어 개발 키트(SDK), 드래그 앤 드롭(또는 시각 기반) 프로그래밍 인터페이스의 형태로 제공되는 경우도 있습니다. 일부 벤더는 프로그래밍을 간소화하도록 돕기 위해 가이드, 동영상, 단계별 지침의 형태로 학습 자료를 제공합니다.

이 점을 염두에 두고 각각 Arduino, Seeed Studio 및 Taoglas에서 제공하는 주요 개발 키트를 살펴보고 각 개발 키트가 교육, 사물 인터넷(IoT) 응용 제품 설계, 원격 무선 감지 응용 분야에서 어떤 도움을 주고 있는지 알아보겠습니다.

포괄적인 STEAM 교육 키트

Arduino AKX00002 CTC 101 프로그램 키트는 과학, 기술, 엔지니어링, 미술 및 수학(STEAM) 교육에 맞게 설계되었으며 25개 이상의 프로젝트와 교재 온라인 액세스 체험으로 구성된 도구 상자를 포함합니다(그림 1). 이 키트에는 Bluetooth를 탑재한 Arduino 101 개발 기판 6개, 관성 측정 단위(IMU), 디지털 입력/출력(I/O) 핀 14개, 직렬 통신 및 스케치 업로드를 위한 USB 커넥터를 포함하여 최대 700개 부품이 탑재되어 있습니다.

그림 1: AKX00002 Arduino CTC 101 프로그램 키트는 STEAM 교육용으로 설계되었으며 25개 이상의 프로젝트를 지원하는 데 충분한 하드웨어를 포함합니다. (이미지 출처: Arduino)

또한 6개의 Arduino Shield를 포함합니다. 이는 센서, 모터, 기타 프로젝트 개선 기술을 비롯한 향상된 기능을 제공하는 애드온 기판입니다. 또한 10개 이상의 브레드 기판, 전자 부품(센서, LED, 커패시터, 다이오드, 버튼), 플러그 앤 플레이 모듈, 배터리, 케이블, 웹캠, SD 카드, 스피커 등을 포함합니다.

Raspberry Pi 및 Grove 모듈이 탑재된 IoT

Seeed Studio와 Microsoft는 Raspberry Pi(포함 안 됨) 및 Seeed의 Grove 애드온 모듈을 사용하여 신속한 IoT 프로젝트 개발을 촉진하기 위해 서로 협력하여 Microsoft IoT Grove 키트를 개발했습니다. 이 모듈은 Arduino의 Shield 기판과 비슷하지만 새로운 플러그 앤 플레이 연결 시스템으로 인해 Pi에서 매우 쉽게 사용할 수 있습니다. 이 키트는 Raspberry Pi B/B+/A+/2 기판과 완벽히 호환되는 GrovePi+ 케이프를 포함하며, 손쉬운 응용 제품 개발을 위해 Windows 10 IoT Core 운영 체제를 실행합니다. 또한 5인치 터치스크린 디스플레이, 계전기 모듈, 온도/습도 센서, 초음파 범위 센서가 탑재되어 있습니다.

그림 2: Microsoft IoT Grove 키트는 IoT 프로젝트에서 Raspberry Pi(포함 안 됨) 및 Grove 애드온 모듈을 사용하여 빠르게 연결하고 시제품을 제작할 수 있도록 설계되었습니다. (이미지 출처: Seeed Studio)

추가 하드웨어로는 LED 바, 회전 각도 센서, 버저, 음향 센서, 광센서, 버튼, LCD RGB 백라이트, 마이크로 USB 케이블, Grove 케이블 10개가 포함되어 있습니다. Microsoft는 손쉬운 프로젝트 개발을 위해 Grove 플랫폼 및 모듈 기능을 숙지하는 데 도움이 되는 상세 튜토리얼도 제공합니다.

무선 감지 및 클라우드 관리

무선 감지, 데이터 수집, 클라우드 기반 관리가 필요한 IoT 프로젝트를 위해 Taoglas ELC.10B EDGE IoT 시험용 키트에는 적절한 기능이 탑재되어 있습니다. 이 키트는 셀룰러, Bluetooth, 기판 실장 센서, 두 위성 위치 추적 옵션(다대역 글로벌 항법 위성 시스템(GNSS), 실시간 운동역학(RTK))을 제공하는 간편한 패키지에 클라우드 기반 관리 플랫폼이 탑재된 포괄적인 무선 통신 패키지입니다. 또한 사용자의 요구 사항에 따라 활성 셀룰러 플랜으로 미리 구성되어 있으므로 쉽게 배포할 수 있습니다. 액세스는 클라우드 기반 관리 플랫폼을 통해 수행되므로, 어디서나 프로젝트에 액세스할 수 있습니다.

그림 3: ELC.10B EDGE IoT Star 키트는 클라우드 기반 관리를 통해 IoT 프로젝트에 무선으로 연결할 수 있는 옵션을 제공합니다. (이미지 출처: Taoglas)

ELC-10B는 네트워크, 센서, 보안 및 데이터 관리를 지원하는 Taoglas의 Edge Insights 클라우드 기반 실시간 분석 소프트웨어 플랫폼과 함께 제공됩니다.

RTK 기능을 탑재한 GNSS는 정밀한 포지셔닝 데이터를 몇 분 이내에 수집하고 전체 IoT 보안 스택, 전력 및 장치 관리 기능과 DaaS(Data as a Service)를 제공합니다. 이 플랫폼은 온도/습도, 가속도계, 자이로스코프, 자력계, 조명, 공기 등 다양한 센서와 함께 제공됩니다. 또한 LTE, 3G, 2G, Cat-M 및 NB-IoT에 대한 셀룰러 지원을 제공하므로 세계 어디서나 작동할 수 있습니다.

결론

이러한 개발 키트는 교육자, 제조업체, 설계자가 SBC를 빠르게 배우고 응용할 수 있도록 돕기 위해 현재 제공되는 개발 키트의 몇 가지 예에 불과합니다. 키트는 프로젝트에 따라 완전히 달라질 수 있습니다. 즉, 학생의 학습과 설계자의 요구 사항에 가장 도움이 되는 기능 세트와 요구 사항에 따라 최적의 키트를 선택해야 합니다.