3D프린터와 아두이노로 만드는 초등공작교실

이광원 지음

작가와 2025년 04월 18일 출간

작품소개

책소개

과학의 기술 발전이 매우 빠르게 발전하고 있습니다.

다양한 주제에 대해 대화(Chat)할 수 있도록 오픈AI에서 개발된 인공지능 서비스인 챗GPT, 중국에서 개발된 딥시크(Deep Seek)가 나오면서 전 세계 인공지능 업계에 큰 파장을 일으키고 있습니다.

지금의 가장 뛰어난 컴퓨터보다 매우 빠르게 복잡한 문제를 해결하는 컴퓨터가 만들어지고 있습니다. 인공 지능(AI), 의료, 제약, 암호통신 등 다양한 분야에서 활용될 양자 컴퓨터가 조만간 개발되어 상용화될 것입니다.

공장에서 사람 대신에 힘들고 위험한 작업을 하는 로봇, 가정에서 인간을 돕는 로봇, 의사 대신에 병원에서 수술하는 로봇, 식단에서 음식을 나르는 로봇 등이 인간을 대신하여 일을 합니다. 가까운 미래에는 단순한 작업만 하는 로봇이 아니라 걸으며, 사람처럼 말하고 답하며 생각하는 인공지능(AI) 로봇이 개발될 것입니다.

운전자가 브레이크, 핸들, 가속 페달 등을 조작하지 않아도 도로의 상황을 파악해서 자동으로 움직이는 자동차들이 생기고 있습니다. 조만간 운전자 없이 스스로 움직이는 자율주행 자동차가 생산 될 것입니다.

이 모든 것이 하드웨어인 컴퓨터 칩과 소프트웨어인 코딩(스케치) 없이는 이루어질 수가 없습니다.

가성비가 좋은 가장 기본적인 컴퓨터 칩인 아두이노 나노 보드와 오픈 되어 있는 스케치 등을 기초로 전자 공작품을 만듦으로서 다가오는 과학기술 발전 사회를 이해하고 참여할 수 있게 될 것입니다.

고가인 3D 프린트가 없어도 인터넷의 3D 프린트 대행업체를 통해서 공작품을 만들 수 있습니다. 이 책에서 3D 프린트와 아두이노가 만든 전자 공작품은 15가지입니다. 그대로 따라서 만들다 보면 스스로 만들었다는 성취감을 맛볼 수 있으며 미래의 과학자, 기술자의 꿈도 갖게 될 것입니다.

필자가 초등학교에 재직하던 때에는 국가에서 과학 강국을 내세우며 교육청이나 학교에서 과학교육에 대한 많은 관심과 협조가 있었습니다. 그래서인지 오늘날 우리나라가 IT 강국이 되고 선진국에 진입한 것인지도 모르겠습니다.

각 학교에는 과학 부장이이란 직책이 있고 과학 특활부도 있었습니다. 매년 정기적인 행사로 과학 공작 조립대회, 전자 부품 조립대회, 라디오 조립대회가 열리기도 했습니다. 고무줄의 힘으로 날리는 모형 비행기, 글라이더 비행기 대회가 열려서 과학에 대한 관심이 많았습니다.

요즈음은 앞서 말한 미래 사회의 과학 기술 발전에 기여하며 참여하기 위하여 컴퓨터를 이용한 코딩 교육에 많은 관심을 가지고 있습니다. 그러나 3D 프린터를 이용한 디자인 교육은 하고 있지만 3D 프린터가 고가인 관계로 아직은 각 가정 및 학교에 보급이 덜 되고 있습니다. 그렇지만 인터넷에는 3D 프린트 출력 대행업체가 많으니 소정의 비용만 지불하면 원하는 목적을 이룰 수 있습니다. 일부 지자체에서는 3D 프린터를 무료로 이용하게 합니다.

무엇이든지 처음에는 배우기가 어려워서 중도에 포기하기 쉽습니다. 코딩 및 팅커캐드(Tinkercad)를 이용한 3차원 디자인 또한 그렇습니다.
필자가 사는 곳에서 ‘팅커캐드를 이용한 3D 디자인 학습’을 방학 동안에 4~6학생을 대상으로 가르친 적이 있습니다. 모두들 잘 이해하고 배웠습니다. 여러분도 할 수 있습니다.

이 책에 있는 내용을 그대로 따라서 작품을 만듭니다. 완성된 전자 공작품을 보면 성취감을 느낄 뿐만 아니라 알게 모르게 코딩 및 3D 디자인을 학습하게 되고 이게 동기유발이 되어서 더 깊이 공부하게 될 것이고 취미 생활 및 진로 교육에도 도움이 될 것입니다.

목차

머리말
3D 프린터와 아두이노로 만듦
준비하기
작품1. LED를 켜고 끄는 시간을 제어하는 무드등
작품2. 3가지 색 LED를 번갈아가며 켜고 끄는 무드등
작품3. 서서히 여러 색으로 바뀌는 LED등
작품4. 핸드폰으로 켜고 끄는 LED 무드등
작품5. 깜박이는 크리스마스트리 LED등
작품6. 손뼉 소리로 켜고 끄는 와이어 줄 LED등
작품7. 스스로 앞으로 뒤로 움직이는 메뚜기 장난감
작품8. 사람이 다가가면 스스로 켜지는 LED등
작품9. 화분 관리를 위한 수분 감지기
작품10. 문이 열리면 소리가 나는 경보기
작품11. 두 물체 사이의 거리 측정기
작품12. 멀리서 핸드폰으로 켜고 끄는 220V 전원 스위치
작품13. 전후좌우로 스스로 움직이는 자동차
작품14. 핸드폰으로 조정하는 자동차
작품15. 춤을 추는 로봇, 오또

인물정보

저자(글) 이광원

이광원(1954.01.02)

1. 학력
인천교육대학 졸업(1974.02.11)
서울교육대학 학사졸업(1992.02.18)
한성대학교 행정대학원 석사졸업(1995.02.20)

2. 경력
초등학교 근무(1974.04.06~2013.08.31)

3. 포상
대통령 홍조근정훈장 수여(2014.02.28)

4. 유튜브 운영
https://www.youtube.com/@kwangwonlee4737
(2020.04.22 ~ )

5. 카페 운영
https://cafe.naver.com/3dprinterarduino
(2025.03.22 ~ )