카-메이커스 Car-Makers 워크북
스마트 도로 만들기
학교명 학년 - 반
이름
스마트 도로 만들기
학생용 워크북
1. 일러두기
1) 아래 그림을 보고 연상되는 단어를 모두 적어 보세요!
2) 우리가 다니는 도로는 어떤 일을 하는지 아래 빈칸에 적어보세요!
>> 도로의 주요 기능은 , , 입니다.
도로란? 보행과 통행이 가능한 비교적 큰 길(너비 4m 이상)로 차도, 보도, 자전거도로, 측도 외에 터널, 교량, 육교 등의 부속물도 도로에 포함됩니다.
6 | 카-메이커스 Car-Makers 워크북 _ 스마트 도로 만들기
3) 도로의 개발과 도시의 발전으로 인해 발생한 문제점은 무엇일까요?
①
②
③
④ 이 외에도 생각되는 도로의 문제점을 적어 보세요!
8 | 카-메이커스 Car-Makers 워크북 _ 스마트 도로 만들기
4) 이러한 도로의 문제점을 해결할 수 있는 방안은 무엇일까요?
① 소통(교통체증)
② 환경(자연보존)
③ 안전(교통사고)
5) 도로와 관련된 다양한 직업군에 대한 설명과 맞는 직업명을 찾아 바르게 연결해 주세요!
국도를 수시로 순회하면서 도로 및 시설물을 감시·보호하고, 국도의 유지·보수에 필요한 작업을 합니다.
도로의 설계, 감독, 판단, 평가 등의 업무를 수행합니다.
지능형 교통체제를 연구하고 교통 부문 지리 정보체계를 구축하는 업무를 수행합니다.
도로 등을 설계 및 시공하고 토목공사 현장을 관리·감독합니다.
도로에 검지기를 세워 자율주행차에 필요한 인프라 구축 작업을 설계하는 업무를 수행합니다.
자연 지형을 측량하여 인공 구조물을 세우기 위해 측량을 계획하여 설계 및 구축에 관한 업무를 수행합니다.
국토 공간상에 존재하는 각종 위치 및 속성 정보등을 정보화하여 활용하는 것으로 첨단 정보시스템에 대한 전반적인업무를 수행합니다.
GIS 전문가 도로교통 안전 진단사
교통 전문가
도로 보수원
토목공학기술자
측량 및 지리정보 전문가
스마트 교통 시스템 설계 엔지니어
10 | 카-메이커스 Car-Makers 워크북 _ 스마트 도로 만들기
2. 함께 해보기
1) 도로 만들기를 위한 주어진 조건을 확인합니다.
2) 주어진 조건에 맞는 효율적인 도로 구성을 자유롭게 그려 보세요!
[조건]
① 빨간 깃발 출발지에서 빨간 깃발 도착지로 도착해야 합니다.
② 초록 깃발 출발지에서 초록 깃발 도착지로 도착해야 합니다.
③ 빨간 깃발 도로와 초록 깃발 도로의 교차로는 한 곳이어야 합니다.
④ 빨간 깃발 도로와 초록 깃발 도로는 반드시 장애지역 두 곳을 거쳐서 지나가야 합니다.
[장애지역]
스쿨존, 실버존, 산, 호수, 농경지, 공사장
12 | 카-메이커스 Car-Makers 워크북 _ 스마트 도로 만들기
3) 도로 장치 만들기
① 도로 만드는 방법
가) 절연 테이프를 붙일 때 모서리는 각이 생기지 않도록 최대한 늘려서 둥글게 붙이면서 붙입니다.
나) 절연 테이프를 두 줄로 겹쳐서 붙입니다.(도로 너비가 3~4cm가 되도록 겹치면 됩니다.) 다) 각이 생기는 부분은 커터 칼로 둥근 모서리가 되도록 잘라줍니다.
② 고가 도로 만드는 방법
가) 고가 도로 판에 검은색 절연 테이프를 두 줄로 겹쳐서 붙입니다.
(도로 너비가 3~4cm가 되도록 겹치면 됩니다.)
나) 오르막길은 직선으로 붙이고 내리막길은 지그재그인 구부러진 길로 붙입니다.
>> mBot 자동차를 직접 각이 진 모서리 위에서 동작시켜 본 후, 어떤 문제점이 있는지 적어 보세요!
>> 오르막길과 내리막길에서 검정 테이프를 서로 다르게 붙인 이유는 무엇일까요?
다) EVA 막대 3cm를 20cm 길이로 6개 자릅니다.
EVA 막대 1cm를 20cm 길이로 2개 자릅니다.
자른 EVA 막대 3cm 3개와 EVA 막대 1cm를 투명 테이프로 붙여서 두 묶음으로 만들어 줍니다.
라) EVA 막대 3cm를 20cm 길이로 4개 자릅니다.
자른 EVA 막대 3cm 2개를 투명 테이프로 붙여서 두 묶음으로 만들어 줍니다.
× ○
오르막길 내리막길
14 | 카-메이커스 Car-Makers 워크북 _ 스마트 도로 만들기
③ 터널 만드는 방법
가) 터널 안이 어두우면 켜지는 LED 만들기 ㉠ 브레드보드 각 구멍에는 번호가 있습니다.
㉡ 아래 그림을 참조하여 부품들과 연결 핀을 브레드보드에 잘 맞추어 끼워줍니다.
(이때 부품의 다리를 벌려 끼워 줍니다.)
㉢ 그림처럼 2핀 커넥터에 LED를 끼우고 탭 전선을 끼워 줍니다. LED의 긴 다리를 빨간 탭 전선과 연결하고 짧은 다리는 검은 탭 전선과 연결합니다.
㉣ 브레드보드에 빨간 전선(7, J), 검은 전선(3, J)을 끼워 줍니다. 브레드보드 바닥의 접착면을 떼어낸 후 터널 구멍이 있는 벽면에 붙입니다. LED는 터널 벽면의 구멍에 끼워 줍니다.
나) EVA 막대 3cm를 20cm 길이로 2개 자릅 니다. 터널 포맥스 판 하단의 접히는 부분에 양면테이프를 붙여 자른 EVA 막대 3cm를 양쪽으로 고정시켜 줍니다.
주의! 트랜지스터는 평평한 쪽이 저항을 향하게 꽃아 줍니다. 조도센서, 저항은 극성과 상관없이 끼우고 트랜지스터, 홀더는 극성을 맞추어 끼워 줍니다.
>> 어두우면 켜지는 LED에 필요한 전자 장치의 이름을 빈칸에 적어 보세요!
16 | 카-메이커스 Car-Makers 워크북 _ 스마트 도로 만들기
④ 신호등 만드는 방법
가) 서보모터 케이블 을 우유갑 왼쪽 세로 구멍에 넣어서 동그 란 축이 위를 향하도 록 서보모터를 끼워 줍니다.
마) 서보 모터에 연결 된 케이블을 아두이 노 보드에 꽂습니다.
주황색 : D8번 빨간색 : 5V 갈색 : GND
나) 서보모터 케이 블 핀에 짧은 케이블 (M-M) 3개를 각각 끼워 줍니다.
바) 3색 신호등 LED 케이블을 아두이노 보드에 꽂습니다.
(3색 신호등 LED에 GND, R, Y, G가 쓰여 있습니다.) 빨간색(R) : D5번 노란색(Y) : D6번 초록색(G) : D9번 GND : GND 다) 3색 신호등 LED
핀에 긴 케이블(F- M) 4개를 각각 끼워 줍니다.
사) 케이블을 정리해 서 우유갑 뒷면의 안 쪽에 있는 벨크로에 아두이노 보드를 붙 입니다.
라) 우유갑 상단 구 멍에 3색 신호등 LED 케이블을 넣 습니다. 3색 신호등 LED 뒷면에 글루건 을 이용해서 우유갑 에 고정시켜 줍니다.
아) 차단기(아이스크 림 막대)를 서보모터 앞면의 동그란 축에 끼워 줍니다.
AA 건전지 홀더를 아두이노 보드에 꽂은 후 차단기의 방향을 확인합니다.
18 | 카-메이커스 Car-Makers 워크북 _ 스마트 도로 만들기
>> 신호등에 필요한 전자 장치의 이름을 빈칸에 적어 보세요!
>> 횡단보도에서 스몸비 문제를 해결하기 위한 다른 방법을 생각해 보고 적어 보세요!
⑤ 스몸비 문제를 해결하기 위한 횡단보도 만드는 방법
가) EL 패널 위에 전선이 없는 방향으로 2cm 검정 절연 테이프를 두 줄로 붙여 줍니다.
나) 전원 어댑터의 전원 버튼을 누르는 횟수에 따라서 점등/깜박임/빠른 깜박임을 지원합니다.
스몸비란? 스마트폰(Smart phone)과 좀비(Zombie)의 합성어로 스마트폰에 몰입하여 시계처럼 걷는 사람들을 말합니다.
20 | 카-메이커스 Car-Makers 워크북 _ 스마트 도로 만들기
4) 구성된 도로 위의 빨간색과 초록색 출발점 각각에 mBot 자동차 2대의 전원을 켜서 동작 시켜봅니다.
>> mBot 자동차가 정해진 조건의 장애 지역을 통과할 때와 교차로에서의 문제점을 찾아본 후 문제 해결 방안을 적어 보세요!
장애 지역을 통과할 때 발생한 문제점을 적어 보세요!
(실버존과 스쿨존은 시속 30km 제한, 자연 환경과 먹거리는 보존, 위험 사고 예방)
만든 장치를 이용해서 장애 지역에서 발생한 문제를 해결할 수 있는 방법을 적어 보세요!
mBot 자동차 두 대가 교차로에서 만났을 때 발생한 문제점을 적어 보세요!
만든 장치를 이용해서 교차로에서 발생한 문제를 해결할 수 있는 방법을 적어 보세요!
22 | 카-메이커스 Car-Makers 워크북 _ 스마트 도로 만들기
>> 신호등이 초록불일 때 차단기가 내려오고 mBot 자동차는 멈춥니다. 출발점에서 도착지까지 걸리는 시간 을 계산해서 신호등 차단기가 내려오기 전에 mBot 자동차가 빠르게 도착할 수 있도록 순서도의 빈칸을 변경 해보세요!
>> mBot 자동차의 라인트레이서 및 장애물 인식을 할 수 있도록 한 전자 장치의 이름을 적어보세요!
현재의 신호등 순서도 변경 한 신호등 순서도
24 | 카-메이커스 Car-Makers 워크북 _ 스마트 도로 만들기
5) 문제 해결 방안대로 만들어 놓은 장치(신호등, 고가도로, 터널(지하도))를 설치합니다.
① 고가 도로 설치 방법
가) 높은 EVA 막대 묶음 2개 각각을 가운데 양쪽으로 약 25~30cm 간격을 두고 세워 줍니다.
나) 낮은 EVA 막대 묶음 2개 각각을 양쪽 끝으로 약 20cm 간격을 두고 세워 줍니다.
다) 가운데로 mBot 자동차가 지나갈 수 있도록 높이를 확인한 후에 양면테이프로 고정시켜줍니다.
라) 고가 포맥스 판을 교각 위로 올리고 바닥의 도로와 이어질 수 있도록 검은색 절연테이프로 양쪽 끝을 이어서 붙여줍니다.
② 터널, 신호등과 횡단보도 설치 방법
가) 터널은 장애 지역에 따라 위로 설치하거나 장애 지역을 터널 위로 붙여서 지하도로 표현할 수 있습니다. 장애 지역 위로 설치할 경우에는 장애 지역에
검은색 절연 테이프를 두 줄로 겹쳐 붙여서 mBot 자동차가 동작할 수 있도록 합니다.
나) 신호등은 장애 지역 인근 횡단보도 옆에 벨크로 또는 양면테이프를 바닥에 붙여서 고정시켜 줍니다.
다) 횡단보도는 장애 지역의 도로 위에 검은색 절연테이프를 이용해서 연결시켜 줍니다.
26 | 카-메이커스 Car-Makers 워크북 _ 스마트 도로 만들기
3. 생각 정리하기
>> 만든 장치 외에 다른 해결 방안에 대해 생각해 보고 적어보세요!
>> 도로를 만들면서 느낀 점은 무엇인가요?
스쿨존, 실버존 등 보호 지역
산, 호수, 농경지 등 자연 보존 지역
공사장 등 위험 지역
