윈도우 IoT 코어 라즈베리파이 2 로버: 초보자부터 고급까지 완전 가이드

로버(Rover)는 단순하게 시작해 무한한 확장 가능성을 지닌 초보자 친화적 로봇입니다. 첫 번째 깜빡이는 LED 이후, 기본 로봇은 새로운 플랫폼과 기술을 탐구하기에 완벽한 프로젝트입니다.

윈도우 IoT 코어를 시도하기로 했을 때 로버가 자연스러운 첫걸음이었습니다. 단순한 설계로 초보자에게 적합하면서도 아키텍처는 향후 업그레이드를 허용합니다.

이 초기 로버는 자율 주행합니다: 장애물이 길을 막을 때까지 직진하다가, 막히면 명확한 경로가 나타날 때까지 회전한 후 다시 전진합니다. 로버의 핵심은 윈도우 10 IoT 코어를 실행하는 라즈베리파이 2입니다. 두 모터는 L298N 듀얼 H-브리지 컨트롤러로 구동되고, HC-SR04 초음파 센서가 장애물을 감지합니다. 섀시는 저렴하고 널리 구할 수 있는 키트로, 어떤 주행 플랫폼으로든 교체 가능합니다.

고급 하드웨어나 소프트웨어 지식이 필요 없습니다. 사전 준비를 제외하면 아두이노나 라즈베리파이에 익숙한 누구나 1.5-2시간 만에 완성할 수 있습니다. 첫 전자 프로젝트라면 시작 전 아두이노와 라즈베리파이 입문 영상을 몇 시간 시청하세요.

향후 계획 중인 개선 사항:

• 조도 의존 저항과 LED로 헤드라이트 구현
• GPIO를 통한 PWM 방식 속도 제어
• 전자 부품을 숨기는 3D 프린트 바디와 섀시

여러분의 개선 사항도 댓글로 공유해 주세요!

프로젝트 중 참고한 유용한 자료:

• 마이크로소프트 윈도우 개발자 센터 IoT – 윈도우 10 IoT 코어 단계별 가이드
• ModMyPi 블로그 포스트 – 라즈베리파이에 초음파 거리 센서 사용법

사전 준비

1. 라즈베리파이 2에 윈도우 10 IoT 코어 실행 (방법 여기)

2. PC에 윈도우 10과 비주얼 스튜디오 2015 설치 (방법 여기)

3. 간단한 윈도우 앱을 라즈베리파이에 배포해 설정 검증 (방법 여기)

참고: 사전 준비는 2-3시간 소요되며 대부분 무인 실행 가능.

필요한 것들

부품:

1. 라즈베리파이 2 및 표준 액세서리: 5V 2A 전원, 8GB Class 10 마이크로SD 카드, 케이스, 랜선
2. 점퍼 와이어 – 수/수, 수/암
3. 미니 브레드보드
4. 로봇 카 섀시 키트 (베이스, 모터, 휠)
5. L298N 모터 컨트롤러
6. HC-SR04 초음파 거리 센서
7. 1kΩ, 2.2kΩ 저항
8. LM2577 DC-DC 가변 승압 컨버터 모듈
9. 3 × 1.5V AA 배터리 홀더
10. 선택: 온/오프 스위치와 커버가 있는 4 × 1.5V AA 배터리 홀더
11. 선택: 양면 테이프, 벨크로, 고무 밴드

도구:

1. 멀티미터

2. #1 십자 드라이버

3. 롱노즈 플라이어

4. 선택: 와이어 스트리퍼

5. 선택: 납땜 인두

6. 선택: 절연 테이프

참고 자료:

프로젝트 지침

1단계: 로봇 섀시 조립

소요 시간: 30분

도구: #1 십자 드라이버; 납땜 인두 또는 절연 테이프; 선택: 와이어 스트리퍼

부품: 로봇 섀시 키트; 선택: 4 × AA 배터리 홀더 (온/오프 스위치 포함)

키트 지침에 따라 베이스 플레이트, 모터, 휠 조립. 납땜 인두가 있으면 모터 와이어 납땜, 없으면 와이어 끝을 구부려 단자에 고정 후 절연 테이프로 감싸기.

팁: 모터 와이어를 베이스 홀을 통해 통과시켜 엉킴 방지.

키트 배터리 홀더를 커버와 온/오프 스위치가 있는 것으로 교체해 편리한 전원 제어 가능. 라즈베리파이가 배터리 홀더 위에 바로 올라가므로 이 스위치로 Pi 전원 끄지 않고 모터만 끌 수 있습니다.

배터리 케이스를 베이스 중앙에 장착해 균형 유지. 나사, 벨크로, 양면 테이프, 고무 밴드 등 적절히 사용.

2단계: L298N 모터 드라이버 배선

소요 시간: 20분

도구: #1 십자 드라이버; 롱노즈 플라이어

부품: L298N 모터 드라이버; 점퍼 와이어

모터 와이어를 L298N 단자에 연결: 빨강/검정 → 모터 A, 빨강/검정 → 모터 B. 4 × AA 배터리 홀더를 +12V 입력(빨강)과 그라운드(검정)에 연결. L298N 그라운드를 라즈베리파이 GND GPIO 핀(핀 6)에 연결.

모터 부하 시 L298N의 5V 출력이 변동돼 라즈베리파이 리셋 유발 가능. 이를 피하려면 L298N 로직 전원을 Pi의 5V 레일에서 공급하고 모터용 별도 배터리 팩 사용.

중요: L298N의 5V 활성화 점퍼를 제거해 가변 출력 방지.

브레드보드에 5V 전원 레일 생성: Pi 핀 2(5V)에서 암-수 점퍼로 미사용 행 연결, 다시 수-수 점퍼로 L298N +5V 단자를 이 레일에 연결.

GPIO 4핀을 L298N 입력에 연결: IN1 → GPIO 27(핀 13), IN2 → GPIO 22(핀 15), IN3 → GPIO 5(핀 29), IN4 → GPIO 6(핀 31). ENA/ENB 점퍼는 장착 유지.

결과 연결은 아래 다이어그램과 일치.

3단계: DC-DC 승압 컨버터 배선

소요 시간: 20분

도구: 멀티미터; 납땜 인두 또는 절연 테이프; 선택: 와이어 스트리퍼

부품: DC-DC 승압 컨버터; 3 × AA 배터리 홀더; 점퍼 와이어

세 개의 AA 셀(4.5V)로 DC-DC 컨버터가 라즈베리파이용 안정적인 5V로 승압. 배터리 리드를 컨버터 In+와 In- 패드에 납땜 또는 고정, 온보드 포텐셔미터로 출력 5V 설정.

중요: 컨버터 출력이 5V인지 Pi 연결 전 반드시 확인.

컨버터 출력을 Pi에 연결: Out+(빨강)과 Out-(검정) 패드에 와이어 납땜 또는 꼬아서 연결, Pi의 5V(핀 4)와 GND(핀 14)에 연결.

자세히 보기: Rover

현재 프로젝트/포스트는 다음으로도 검색 가능:

• rover raspberry pi