나만의스마트한 사물함만들기사물함만들기

(1)

나만의 스마트한

사물함 만들기

(2)

차례

1 STEAM

교육이란 ?

2

문제 상황 제시 및 이해하기

3

센서 프로그래밍

4

5

스마트한 사물함 완성 및 발표

작품 설계 및 제작

(3)

학습안내

단원명 나만의 스마트한 사물함 만들기

학습방법 프로젝트 학습 (Project based learning) 관련 교과 과학 , 기술 , 정보 , 미술

핵심 역량 협력적 문제해결력 , 컴퓨팅사고력 학습자료 교사 PPT, 로보티즈 IoT, 엔트리

학생 활동지 , 로보티즈 IoT, 엔트리 , 프로젝트 활동 재 료

평가 방법 관찰 및 동료평가 , 산출물 평가

(4)

스마트한 사물함 만들기 프로젝트 이해하기

1 차

시

(5)

STEAM 교육이란 ?

STEAM

교육

- 과학 , 기술 , 공학 , 예술 및 과학이 융합한 형태의 교육

- 기존의 각각의 학문 분야라는 틀에서 완전히 탈피하여 전체적인 안목

 모든 예술과 인문사회 학문영역을 과학 · 기술 · 공학의 시각과 관점에서 고려되도록 접목

(6)

STEAM 수업 개요

상황 제시 감성적

창의적 체험 설계

STEAM

융합인 재

• 스마트한 세상이 열렸다 .

• 컴퓨팅 사고력 이해

• 사용할 제품 이해 및 익히기

• 스마트한 사물함 만들기 문제 이해

• 스마트한 사물함 만들기

• 개발한 사물함 모둠별 발표

• 개발한 프로그램 자기평가 , 동료평가

• 센서 프로그래밍

• 작품 설계

• 작품 제작

과학 , 기술 , 공학 등 융합인

재 를 위한 STEAM 수업 경

험

(7)

학습목표

학습목표 3

▪ 스마트 사물 함 에 적 용 될 수 있 는 첨 단 기술들에 대한 아이디어를 설 계할 수 있다 .

▪ 작품 제작에 필요한 센서와 모터를 테스트 하 여 필 요 한 자료를 수집할 수 있다 .

▪ 스마트 사물 함 에 대 한 아 이디어를 창출 하 고 실 제 시 제품으로 구현 할 수 있다 .

학습목표 1 학습목표 2

(8)

교과 성취기준

정보 정보 기술 기술

과학 과학

● STEAM

교과별 성취기준 (2015 개정 교육과정 )

[12 기가 05-04] 기술 혁신을 위한 창의 공학 설계를 이해하고 , 제 품을 구상하고 설계한 다 .

[9 정보 05-03] 센서 를 이용한 자료 처리 및 동작 제어 프로그램 을 구현한다 .

[9 과 24-02] 과학을

활용하여 우리 생활을

보다 편리하게 만드는

방안을 고 안하고 그

유용성에 대해 토론할

수 있다 .

(9)

프롤로그

• 스마트 스쿨

https://www.youtube.com/watch?v=9vGIrFe6cLU&index=2&list=PLvgXJlkDH zQcH3XdXInn3UO3xB3uEPUSj

(10)

프롤로그

• 지하철 스마트 사물함

https://www.youtube.com/watch?v=qvRfoa-Vrko

(11)

01_01 로보티즈 IoT 제어기 살펴보기

<로보티즈 >

(12)

01_02 로보티즈 IoT 모터 조립 방법

(13)

① 모터의 검정 원모양을 정렬한 다 . ( 파인 부분이 위로 )

② 모터와 회색원 , ㄷ자 브릭을 그림과 같이 연결한다 .

③ 긴 리벳을 회색원쪽 가운데 연 결하여 고정한다 .

④ 반대쪽 검정색 원쪽 바깥쪽으 로 작은 리벳 2 개로 고정한다 .

⑤ 5핀 케이블을 모터에 연결한 다 . 이때 선을 끝까지 밀어서 넣 어준다 .

⑥ 5핀 케이블 반대쪽에 노란색 브릭을 끼운다 .

(14)

⑦ 양쪽으로 작은 리벳을 끼워 노 란색 브릭을 고정한다 .

⑧ 5*12 브릭을 그림과 같이 연 결하고 리벳으로 고정한다 .

⑨ 제어기 6 번 포트에 연결한다 .

⑩ 모터가 구동될 수 있도록 건전지 전원을 연결한다 .

(15)

01_04 엔트리와 제어기 연결

●

엔트리 실행  하드웨어 연결

(16)

문제 상황

< 생각해보기 >

교실의 사물들 중 스마트하게 만들 수 있는 부분을 생각해 발표해보자 .

<예 > 교실에 들어오면 자동으로 켜지는 전등 , 아무 움직임이 감지 안되면 자동으로 꺼지는 전등

교실의 많은 사물들에게 다양한 기능을 적용하여 스마트한 사물들을 만들 수 있

다 . 그 중 교실에서 책이나 물건을 보관하는 개인 사물함을 디자인하고 박수를

인식하여 열리고 닫히는 나만의 스마트한 사물함을 만들어보고자 한다 .

(17)

센서 프로그래밍

1.

박수 소리 확인하기

1.

박수 소리 확인하기

아래와 같이 엔트리봇에 실시간 소리 횟수를 말하는 프로그램을 작성하고 제어기에 내 장된 소리 인식 센서 ( 마이크 ) 를 이용하여 박수가 잘 인식되는지 확인한다 .

화면구성 코드

(18)

2.

서보 모터 출력 확인하기

2.

서보 모터 출력 확인하기

6 번 포트에 서보모터를 연결하고 엔트리봇에 값을 계속 확인하는 프로그램으로 넣고 서보 모터를 돌려 값을 확인한다 .

화면구성 코드

사물함이 닫힌 상태

사물함이 열린 상태

측정 값

(19)

3.

박수 획수에 따라 서보 모터 위치 변경하기

3.

박수 획수에 따라 서보 모터 위치 변경하기

박수를 1 회 치면 서보모터가 위로 올려 사물함을 열고 박수를 2 회 치면 서보모터를 내려 사물함을 닫는 프로그램을 완성해보고 바르게 동작하는지 확인한다 .

설계된 알고리즘

프로그램이 시작되면

포트 6 번에 연결된 서보 모터를 관절모드로 정한다 . 계속 반복하기

만약 박수를 ( 1 ) 회 치면

서보 모터의 위치를 (

230 )

로 바꾼다 . 만약 박수를 (

2 )

회 치면

서보 모터의 위치를 (

512 )

로 바꾼다 .

서보모터는 관절모드 , 회전모드 2 가지를 설정해서 사용할 수 있다 .

(20)

3.

박수 획수에 따라 서보 모터 위치 변경하기

3.

박수 획수에 따라 서보 모터 위치 변경하기

박수를 1 회 치면 서보모터가 위로 올려 사물함을 열고 박수를 2 회 치면 서보모터를 내려 사물함을 닫는 프로그램을 완성해보고 바르게 동작하는지 확인한다 .

프로그래밍

(21)

스마트한 사물함 만들기

하드웨어 설계 및 제작

2 차시 ~ 3 차시

(22)

모듬 구성

팀명 :

역할분야 학번 이름

프로젝트 매니저 아이디어 기획자

프로그래머

하드웨어 제작자

(23)

모듬 구성원 역할

(24)

작품 설계

• 확정된 아이디어를 바탕으로 스마트 사물함의 시제품을 설계해본다 .

(25)

작품 제작

• 설계된 하드웨어를 바탕으로 실제 시제품을 제작한다 .

(26)

나만의 스마트한 사물함 공유하기

3 차시

(27)

공유하고 평가하기

ALUALU

• 다른 팀의 발표를 듣고 강점 , 약점 , 특징을 적어 평가한다 .

구분 모둠 점수 상 중 하

A 강점 L 약점 U 특성

구분 모둠 점수 상 중 하

A 강점 L 약점 U 특성

공유 및 평가하기 공유 및 평가하기

1.

자유롭게 모든 팀이 개발한 제품 설명을 듣고 실제로 경험해본다 .

2.

다른 모둠의 제품을 아래의 ALU 양식에 따라 평가해보자 .

3.

모든 팀의 발표를 듣고

가장 잘했다고 생각되는 팀의 발표 판넬에 스티커를 붙인다 .( 자신 작품 제

외 )

(28)

작품 발표 및 평가하기

(29)

생각 되돌아보기 – IoT 세상

사물인터넷은 사물에 센서를 부착해 실시간으로 데이터를 인터넷으로 주고받는 기 술이나 환경을 일컫는다 . 지금도 인터넷에 연결된 사물은 주변에서 적잖게 볼 수 있 다 . 하지만 사물인터넷이 여는 세상은 이와 다르다 .

‘ ’

지금까진 인터넷에 연결된 기기들이 정보를 주고받으려면 인간의 조작 이 개입돼야

했다 . 사물인터넷 시대가 열리면 인터넷에 연결된 기기는 사람의 도움 없이 서로 알

아서 정보를 주고 받으며 대화를 나눌 수 있다 . 블루투스나 근거리무선통신 (NFC),

센서데이터 , 네트워크가 이들의 자율적인 소통을 돕는 기술이 된다 .

(30)

커리어패스

소프트웨어 , 로봇공학의 초석 되다

‘ 과학을 뒤흔드는 젊은 천재 10 인’ ‘ 10 년 뒤 한국을 빛낼 100 인’ ‘타임지 선정 최고의 발명품상’ 등 데니스 홍 교수를 표현하는 수 식어는 다양하다 . 세계적인 로봇 공학자로서 화려한 수상 경력을 가진 그는 공대생들이 가장 만나고 싶어 하는 명사 중 한 명이기도 하다 . 그는 현재 자신이 소장으로 재직하고 있는 로멜라 (RoMeLa) 로봇연구소는 2004 년부터 휴머노이드 (humanoid, 인간과 유사한 신체 구조를 지닌 로봇으로 인간을 대신하거나 인간과 협력할 수 있다 ) 에 대한 연구를 진행하고 있다 . 최근 기존 인공지능의 수준을 뛰어넘는 휴머노이드 소프트웨어를 탑재한 로봇 개발에 성공했으며 , 현재는 1 호 휴머노이드 ‘찰리’의 계량 연구를 진행 중 이다 .

데니스 홍 교수는 수많은 사업 제안을 뿌리치고 자신이 개발한 로봇 관련 정보들을 오픈 플랫폼 (open platform) 을 통해 전 세계 개 발자들에게 공개했다 . 그는 “지속적으로 발전하고 있는 하드웨어 부문 연구와 더불어 소프트웨어의 발전 방향도 모색돼야 한다”며

“소프트웨어 개발 주역인 여러분의 역할이 무척 중요하다 " 고 덧붙였다 .

“ 내 목표는 사회 변화시키는 ‘따뜻한’ 기술 개발”

그는 로봇공학자로서의 자신을 대표하는 키워드로 ‘따뜻한 기술’을 꼽았다 . “ 전 제가 하는 일이 ‘종이’로만 남지 않길 바랍니다 . 사 회를 , 그리고 사람들을 행복하게 해주는 기술을 만드는 게 최종 목표예요 .”

그는 목표를 이루기 위해 다양한 활동을 해왔다 . 대표적으로 시각장애인용 자동차 ‘브라이언’을 들 수 있다 . 2009 년 개발된 ‘브라이 언’은 세계 최초로 시각장애인이 스스로 운전할 수 있도록 설계된 자동차다 . 시각장애인이 이 자동차를 타고 경주대회에 나갈 수 있 을 정도로 완성도가 높다 . 미국 일간지 ‘워싱턴 포스트 (The Washington Post)’ 는 데니스 홍 교수의 프로젝트에 대해 ‘달 착륙에 버 금가는 성과’라고 극찬했다 .

데니스 홍 교수는 “사람들은 내가 처음 개발과 주행에 성공한 후 자동차에만 관심을 보였다” 하지만 “진짜 목표는 시각과 다른 감각을 통해 정보를 전달하는 사용자 환경 (User Interface, UI) 을 개발하는 것”이라고 말했다 . 그는 “우리가 일상에서 시각을 통해 많이 하 는 일 중 하나가 바로 ‘운전’”이라며 " 시각장애인이 운전할 수 있는 환경을 개발한다면 다른 모든 생활에도 적용할 수 있으리라 생각 했다 " 고 설명을 이어갔다 . 가장 어려운 환경에서 효과적으로 사용할 수 있는 환경을 개발 , 그들의 삶에 긍정적 영향을 주는 것 . 이 것이 바로 그가 시각장애인용 자동차 개발에 열정을 쏟는 진짜 이유다 .

출처 : https://news.samsung.com/kr/%eb%8c%80%ed%95%99%ec%83%9d-%ea%b8%b0%ec%9e%90%eb%8b%a8-%ec%83%88%eb

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(31)

감사합니다

Q & A

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