몇층으로 갈까요? 엘리베이터 층수 나타내기

FND로 다양한 숫자를 표현해 볼까요?

2016.01.20
동영상 설명

■ 무엇을 만들까요?


엘리베이터를 탈 때나, 어딘가에서 순서를 기다릴 때 쉽게 만날 수 있는 숫자판. 이번 프로젝트에서 우리는 FND라고 불리우는 작은 부품으로 엔트리와 아두이노를 이용하여 엘리베이터 층수를 알려주는 숫자판을 만들어보려고 합니다. 

가고 싶은 층을 누르면 층수가 바뀌고 원하는 층에 도착하면… 무사히 집으로 돌아가서 잠을 자거나, 친구들을 만나러 갈 수 있을 겁니다




■ 준비물


 

 아두이노(UNO), 1개

 

 USB 케이블, 1개

 

 브레드 보드, 1개

 

 전선, 20개 정도

  

 FND(1digit), 1개

 

 저항 220 옴, 7개





■ 만들어 봅시다!


[1] FND란?

이전 시간까지는 LED의 시프트 제어에 대해서 배웠습니다. 시프트 제어를 활용하는 사례외에도LED를 이용한 생활 속 전자 제품들은 많은데요. 그 중에서도 LED를 숫자 모양으로 보이게 배치하여 만든FND라는 것이 있습니다. FND는 Finite Numeric Display의 약자로서, 숫자 표시 장치라는 뜻입니다. FND는 7가지의 LED 부분들로 이루어져 있는 특징 때문에 7 - segment라고도 부릅니다.


[그림 1. FND ]


FND의 실제 사용 예로는 디지털 시계, 전광판, 엘리베이터 숫자 표시기 등이 있습니다.


[그림4. 엘리베이터 숫자 표시기]

FND는 어떤 원리로 숫자를 표시하는 것일까요? 그 해답은 FND의 내부 모습에 있습니다. FND 내부에는LED가 8개 들어가 있습니다. 각 LED중 어떤 LED가 켜지고 꺼지는 지에 따라서 FND의 밖에서 봤을 때에 숫자로 보입니다.

[그림 5]를 보면 공통 + (Anode)타입과 공통 – (Cathode)타입의 FND의 내부 모습이 나와 있습니다. 여기에서 공통 + 라는 것은 그림5의 왼쪽 FND의 경우에서, Vcc가 모든 LED에 공통적으로 연결 되어 있다는 의미 입니다. 오른쪽의 FND는 Gnd가 공통으로 연결되어 있기 때문에 공통 – 타입입니다.

 

이번 시간에 우리는 공통 + 타입의 FND를 사용할 것입니다.

[그림 5. FND 내부 회로도]



FND로 표현 할 수 있는 숫자는 [그림 6]과 같습니다. 특정 LED 부분을 끄고 켜는 것만으로 숫자를 표시할 수 있으니 이번 시간에는 만들 엔트리 코드는 어렵지 않을 겁니다.



 

[그림 6. FND로 표현 가능한 숫자]



[2] 하드웨어 연결하기


하드웨어 연결은 아래와 같습니다.



 

[그림 7. FND 아두이노 연결도]



[3] 엔트리 코딩하기


[그림 8] 에 보면 FND를 모두 끄는 코드와 실제 결과 사진이 나와있습니다.

  

[그림 8. FND 모두 끄기]




STEP 1 
 

이제 FND의 내부 LED를 하나씩 켜 보겠습니다. 디지털 2번 핀은 FND의 가장 윗 부분의 LED입니다. 그래서 디지털 2 번핀으로 “끄기” 명령을 내리면 LED가 켜집니다.



 

[그림 9. LED 하나 켜기 ]



STEP 1-2 
 

디지털 3번 핀으로는 FND의 오른쪽 위 LED를 켤 수 있습니다.


[그림 10. LED 두 번째 켜기 ]




[ 그림 11. FND를 모두 켜서 숫자 8을 표현]



STEP 2 
 


[그림 12. FND 숫자를 표현하는 함수 코드]




STEP 2-1  
 

[그림 13. 그림 11의 함수를 이용하여 FND 숫자를 입력하는 함수]




STEP 2-2 
 


 [그림 14. 키보드의 숫자키를 누를 때]




STEP 2-3 
 

 

[그림 15. FND에 표시할 현재층 번호]



STEP 2-4 
 

 

[그림 16. 현재층의 숫자값과 사람이 누른 버튼의 숫자값을 비교하여 엘리베이터의 숫자를 카운터] 



■ 맺음말


이번 시간에는 FND를 하나만 사용해서 엘리베이터 숫자를 표현해 봤습니다. 사실 FND는 여러개가 합쳐져서 더 다양한 곳에 사용되기도 합니다. 어디에 쓰일까요? 여러분 주변에서 찾아보고 만들어보세요!



■ 관련자료