Hologram Nova 스타터 키트: 라즈베리 파이 종합 설정 & 센서 통합 가이드

Nova가 처음이신가요? 라즈베리 파이가 처음이신가요? 파이썬이 처음이신가요? 이 튜토리얼은 Hologram Nova 스타터 키트의 모든 단계를 안내합니다.

시작하며

이 튜토리얼은 Hologram.io에서 제공하는 공식 Hologram Nova 스타터 키트의 일부입니다.

라즈베리 파이 설정 - 헤드리스

참고: 이미 SD 카드에 Raspbian이 있고 SSH 접속이 가능하다면 다음 섹션으로 건너뛰세요.

헤드리스 설정은 모니터, 키보드, 마우스 없이 파이가 부팅됨을 의미합니다. 모든 구성이 주 컴퓨터에서 SSH로 이루어집니다.

1. Raspbian OS를 SD 카드에 다운로드 및 플래싱

유의사항:

• Raspbian은 라즈베리 파이의 ARM 아키텍처에 맞춘 데비안 파생판.
• Lite(데스크톱 없음)와 Full 버전 모두 작동; 이 튜토리얼엔 Lite로 충분.
• NOOBS는 불필요하며 단계만 추가됨.
• 크로스 플랫폼 도구인 Etcher로 OS 이미지 플래싱.

Raspbian 다운로드: raspbian.org/downloads/raspbian

Etcher 다운로드/설치: etcher.io

Raspbian을 SD 카드에 굽기:

• SD 카드를 컴퓨터에 삽입
• Etcher 열기
• 다운로드한 Raspbian zip 파일을 OS로 선택
• SD 카드를 대상 드라이브로 선택
• "Flash!" 클릭
• Etcher 인터페이스는 아래 스크린샷과 유사

2. Raspbian 구성

플래싱 후 SD 카드를 컴퓨터에 다시 마운트. 터미널을 열고 부트 파티션으로 이동.

cd /Volumes/boot

빈 파일 생성으로 SSH 활성화:

touch ssh

파이가 부팅 시 네트워크에 합류하도록 Wi-Fi 사전 구성. 파이는 2.4GHz만 지원.

sudo nano wpa_supplicant.conf

다음 내용을 붙여넣고 플레이스홀더를 본인 자격 증명으로 교체:

country=US
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
    ssid="**your-wifi**"
    psk="**your-password**"
    key_mgmt=WPA-PSK
}

보안 없는 네트워크의 경우:

country=US
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
    ssid="**your-wifi**"
    key_mgmt=NONE
}

CTRL+X, Y, ENTER로 저장 후 나노 종료. SD 카드 추출 후 파이에 삽입.

3. Wi-Fi SSH로 파이 연결

제공된 5V 2.4A 어댑터로 파이 전원 켜기. 네트워크가 올라올 때까지 1분 대기.

호스트 컴퓨터에서 터미널 열고 SSH 접속:

ssh pi@raspberrypi.local

비밀번호: raspberry.

문제 해결:

• 디바이스를 찾을 수 없음? Wi-Fi 자격 증명 확인 및 파이가 2.4GHz 네트워크에 있는지 확인.
• 동일 호스트명의 파이 여러 대? 파이의 로컬 IP로 SSH: ssh [email protected].

로그인 후 라즈베리 파이 구성 도구 실행:

sudo raspi-config

메뉴에서 다음 작업 수행:

• 7 – Advanced Options → A1 Expand Filesystem
• 5 – Interfacing Options → SPI (필요시 I2C 활성화)
• 1 – Change User Password
• 2 – Hostname (기억하기 쉬운 이름 선택)
• Finish 선택 후 파이 재부팅 허용

재부팅 후 새 호스트명으로 다시 SSH 접속: ssh [email protected].

4. 의존성 설치

파이 패키지 목록 업데이트:

sudo apt-get update

필수 패키지 설치:

sudo apt-get install git git-core build-essential python-dev python-openssl python-smbus python3-pip python-pip screen

Hologram 파이썬 SDK 설치:

curl -L hologram.io/python-install | bash

CLI 버전 확인:

hologram version

0.6.0 이상 버전이 보여야 함. 축하합니다 - 파이 준비 완료!

레슨 1 - LED 깜빡이기

파이의 GPIO 핀(BCM 번호) 사용. 빠른 복습은 StackOverflow GPIO 가이드 참조. 다음 핀아웃 참조.

브레드보드가 처음이라면 이 ScienceBuddiesTv 영상 시청.

이 레슨에서는 GPIO 핀을 출력으로 설정하여 LED 제어.

배선도

220Ω 저항으로 LED 연결. 전원은 보통 빨간 선, 그라운드는 검은 선. 배선 전 반드시 전원 분리.

전원 재연결, 1분 대기, SSH 재연결.

코드 실행

스타터 키트 저장소 복제:

git clone https://github.com/benstr/nova-starter-kit.git

폴더 존재 확인:

ls nova-starter-kit/

깜빡임 스크립트 실행:

sudo python nova-starter-kit/01_blink/main.py

프롬프트에서 깜빡임 횟수 입력. LED가 그에 따라 토글.

소스 파일 보기:

cat nova-starter-kit/01_blink/main.py
cat nova-starter-kit/01_blink/myLED.py

더 도전해보기!

myLED.py의 추가 함수를 main.py 수정 후 재실행으로 탐색.

sudo nano nova-starter-kit/01_blink/main.py

레슨 2 - 디지털 센서 읽기

DHT11 온습도 센서 추가. Adafruit의 DHT 라이브러리로 데이터 검색 간소화.

DHT 센서 더 알아보기: Adafruit DHT 페이지.

배선도

10kΩ 풀업 저항 사용.

배선 전 전원 제거.

전원 재연결, 1분 대기, SSH 재연결.

코드 실행

센서 폴더 확인:

ls nova-starter-kit/02_digital_sensor/

Adafruit DHT 라이브러리 설치:

git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_DHT.git
sudo python Adafruit_Python_DHT/setup.py install

센서 테스트:

sudo Adafruit_Python_DHT/examples/AdafruitDHT.py 11 21

레슨 스크립트 실행:

sudo python nova-starter-kit/02_digital_sensor/main.py

LED가 3번 깜빡이고 온도/습도 표시.

cat nova-starter-kit/02_digital_sensor/main.py
cat nova-starter-kit/02_digital_sensor/myDHT.py

레슨 3 - 아날로그 센서 읽기

파이는 디지털 신호만 읽을 수 있음. 아날로그 데이터 캡처를 위해 MCP-3008 ADC로 포토레지스터 출력 변환.

MCP-3008은 8채널 제공; 채널 0 사용. Adafruit의 MCP3008 라이브러리로 통신 처리.

배선도

MCP-3008의 노치가 왼쪽을 향하도록. 모든 연결 재확인.

배선 전 전원 제거.

전원 재연결, 1분 대기, SSH 재연결.

코드 실행

아날로그 센서 폴더 확인:

ls nova-starter-kit/03_analog_sensor/

MCP3008 라이브러리 설치:

git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_MCP3008.git
sudo python Adafruit_Python_MCP3008/setup.py install

아날로그 센서 스크립트 실행:

sudo python nova-starter-kit/03_analog_sensor/main.py

LED가 4번 깜빡이고 온도, 습도, 조도 출력.

cat nova-starter-kit/03_analog_sensor/main.py
cat nova-starter-kit/03_analog_sensor/myMCP.py

레슨 4 - 버튼으로 트리거

수동 SSH 세션을 피하기 위해 버튼을 배선하여 센서 읽기 트리거하고 부팅 시 스크립트 자동 실행 설정.

배선도

배선은 간단 - 버튼을 GPIO 핀과 풀업 저항에 연결.

전원 재연결, 1분 대기, SSH 재연결.

코드 실행

버튼 폴더 확인:

ls nova-starter-kit/04_button/

버튼 스크립트 실행:

sudo python nova-starter-kit/04_button/main.py

스크립트가 무한 루프에서 버튼 누름 대기. CTRL+C로 중지.

cat nova-starter-kit/04_button/main.py

시작 시 코드 실행

/etc/rc.local 편집으로 부팅 시 스크립트 실행:

sudo nano /etc/rc.local

exit 0 앞에 다음 줄 추가:

sudo python /home/pi/nova-starter-kit/04_button/main.py &

저장, 재부팅:

sudo reboot

재부팅 후 버튼 누르면 LED 4번 깜빡임.

레슨 5 - Wi-Fi로 데이터 전송

이제 스크립트가 부팅 시 실행되지만 여전히 로컬에서 데이터 확인 원함. 센서 읽기를 Hologram의 데이터 엔진으로 전달.

SIM이 활성화되지 않았다면 dashboard.hologram.io/activate에서 활성화.

Hologram 대시보드에서 Nova 장치 열기, Configuration으로 이동, "Show Router Credentials" 클릭, 8자리 키 생성 후 보관.

자격 증명 파일 편집:

sudo nano nova-starter-kit/credentials.json

플레이스홀더를 생성된 키로 교체.

/etc/rc.local 업데이트로 클라우드 스크립트 실행:

sudo nano /etc/rc.local
sudo python /home/pi/nova-starter-kit/05_cloud/main.py &

재부팅:

sudo reboot

몇 분 후 버튼 누르면 데이터가 클라우드로 전송. dashboard.hologram.io에서 결과 확인.

클라우드 스크립트 보기:

cat nova-starter-kit/05_cloud/main.py

레슨 6 - 셀룰러로 데이터 전송

Wi-Fi 열악한 환경에서의 배포는 간단. Nova 조립 후 SIM 삽입하면 Nova의 두 LED가 네트워크 준비 상태 표시.

/etc/rc.local 편집으로 셀룰러 스크립트 사용:

sudo nano /etc/rc.local
sudo python /home/pi/nova-starter-kit/06_cellular/main.py &

재부팅:

sudo reboot

dashboard.hologram.io에서 데이터 전송 확인.

셀룰러 스크립트 보기:

cat nova-starter-kit/06_cellular/main.py

이제 전 세계 어디서나 셀룰러로 작동하는 날씨 센서 로봇 완성!

출처: Hologram Nova Starter Kit