아두이노를 이용하여 전자센서나 출력 장치를 붙이고 코딩으로 제어하려면 처음에 몸시 망막합니다.
우선은 남들이 만들어 놓은 것을 하나씩 경험하면서 배워가야 하는데요....이는 코딩을 잘하기 위한 사전 준비이기도 합니다.
제어 대상에 대한 이해없이 코딩한다는 것은 사실 의미가 없고 이들을 제어하여 원하는 새로운 목표를 달성하기도 어렵죠.
 
평소에 코딩 선생님들과 공부하면서 이 정도는 이해하면 좋을 것 같은 전기전자 공부 범위를 간단히 정리해 보았습니다.
코딩 공부하시고 교안 작성하시는데 조금이나마 도움이 되시길 바라는 마음입니다.
 
1. 입력장치와 출력장치의 기본동작 이해
   이러한 장치는 종류도 많고요 크기도 단순한 부품레벨부터 시작하여 회로연결 덩어리인 모듈 형태를 취합니다
   워낙 종류도 많은데요 부품부터 모듈단계로 하나씩 차근 차근 공부하시면 됩니다. 제조사에서 제공하는 정보를 활용하세요.
   이 부분은 과학의 물리량과 직접적인 관계가 되므로 평소 물리 중심의 과학 공부를 틈틈이 하면
더욱 이해가 풍부해 지고 아이들과 창의 융합 코딩이 가능하고 수업중 이야기 거리도 많아집니다. 수업이 충실해지고 창의적인 활동으로도 이어집니다.
 
2. 옴의 법칙
   회로를 만들어 놓으면 전기가 흐르고 이때 회로내 전압, 전류,저항의 관계를 옴의 법칙으로 모두 정리가 가능합니다
  간단한 회로부터 옴의 법칙을 적용하여 해석해 보시면 회로 동작이 이해되기 시작합니다.
 
3. 키르히호프의 전류 및 전압법칙
   하나는 전류량 보존 법칙으로 쉽게 표현하자면 전류량은 사라지지 않고 전기가 흐르는 경로를 따라 흐르다가
결국 다시 모인다는 지극히 상식적인 개념입니다. 회로를 보시고 전류가 어디로 흘러 들어와 어디로 빠져 나가는지를 잘 살펴보시기 바랍니다
이때 전류는 전압이 높은 곳에서 낮으 곳으로 흐른다는 사실만 기억하시면 됩니다.
 
나머지 하나는 전압법칙인데요. 공급전압은 회로의 부품 여러개에 나누어 걸리고 이들을 모두 합치면 공급된 전압과 같다는
지극히 당연한 이야기 입니다. 전압이란 근본적으로 힘과 에너지관련 단위미르로 에너지보존의 법칙이라고 합니다.
 
4. 직렬회로 / 병렬회로
   건전지와 마찬가지고 전기를 사용하는 부품들도 직렬 혹은 병렬 연결을 할 수가 있습니다.
이때 직렬 연결은 모두 동일한 양의 전류가 흐른다는 키르히호프의 전류 법칙을 적용하시고 전압은 키르히호프의 전압법칙에 따라
직렬 부품에 나누어 길리는데 이때 여기에도 옴의 법칙을 적용하면 부품에 나누어 걸리는 전압도 회로 해석이 쉽게 됩니다.
 
5. LED, 트랜지스터 기본 반도체 특성
 자주 사용하는 LED의 경우 전압을 가했을 때 나타나는 전류 통과 특성을 잘 이해하시면 됩니다
트랜지스터의 경우 기본적인 증폭회로를 기억하시고 베이스 전류가 콜렉터 전류를 제어한다는 것만 머리에 담아 두시면 트랜지스터 회로도 쉽게 이해가 됩니다.
 
6. 전자센서모듈(입력장치)
전자모듈은 워낙 종류가 다양합니다만 입력 센서 모듈의 경우 거의 핀의 형식이 동일합니다.
즉 전기를 모듈에 공급하는 플러스와 마이너스 핀이 있고 전자센서의 감지 값이 전압의 형태로 나타나는 출력핀이 있습니다.
이 핀은 다시 두가지로 나누니어 아나로그 형태와 디지털 형태로 처리하여 결과를 내보내는 것 2가지가 있습니다.
어느 하나만 출력하던지 둘다 출력하는 것들이 있습니다. 자세한 사항은 모듈 제작사에서 제공하는 정보를 참조하면 됩니다.
일부 모듈의 경우는 고유의 출력 방식이거나 통신 방식을 사용하므로 각각 공부해야 합니다만 이것은 고급단계이므로 천천이 하시면 됩니다.
 
7. 전압 분배의 법칙
저항이 2개이상 직렬연결된 경우 저항이 큰 쪽에 전압이 많이 걸린다는 법칙입니다. 사실 옴의 법칙을 적용하면 해석이 되어 이해가 됩니다.
 
8. 플레밍의 왼손법칙/오른손 법칙
전동기의 원리, 발전기의 원리에 대한 내용으로 출력 장치인 전동기의 동작 원리를 이해하는데 필요한 법칙입니다.
이 원리를 이용하여 전동기의 회전 방향제어와 PWM포트를 이용한 속도 제어가 쉡게 해석됩니다.
 
9. 콘덴서와 코일의 동작 특성
저항외에 자주 사용하는 부품인데요...모두 전기를 저장하는 특성이 있는 부품입니다.
우선 콘덴서를 이용하여 전기를 저장하고 방전하는 원리부터 공부하면 이 부분도 정복 가능한 영역입니다.
코일 부분은 자기유도, 전자기유도 법칙을 공부한 후 서서히 이해를 시도해 보시는 것이 좋을 것 같습니다.
 
10. 정전유도, 전자기유도
전기의 기본 성질에 대한 것으로 전기의 종류와 서로간의 작용헤 대한 내용입니다
전자기유도는 전기와 자기에 대한 내용으로 닭과 계란처럼 서로가 서로를 만들어 간다는 얘기인데요
기본적인 지식으로 궁부해 놓으면 아주 유용합니다. 포트에 나타나는 플로팅 현상을 이해하는데 도움이 됩니다.
 
11. 회로시험기를 한대씩 보유하기
전기전자회로해석은 결국 각 부품에 나타나는 전압과 전류를 이해하는 것으로 이들을 실제 측정할 수 있는 간단한 회로시험기 정도는
보유하고 계시는 것이 회로해석에 큰 도움이 됩니다. 
코딩을 함께 적용하면서 회로에 나타나는 현상을 회로시험기로 많이 측정하고 확인하고 다양한 법칙들을 적용하다보면
점차 이러한 것에 익숙해 지고 이해력도 점점 좋아질 것입니다.  가격은 저렴한 것이 5000원짜리부터 있으니 꼭 하나씩 보유하세요~
 
아두이노와 입출력 장치간의 회로동작 해석 능력은 아두이노를 이용한 피지컬 코딩 콘텐츠를 점점 풍부하게 하고
나아가 교안의 범위가 광범위하게 넓혀가면서 자연스럽게 융합화되는 방향으로 나아가 융복합 시대인 4차산업을 준비하는 
우리 아이들에게 매우 유익한 피지컬 코딩 교육이 될  것이며 왜 공부를 해야하는지도 모르고 암기하고 문제풀고 하는
식의 공부방식에서 벗어나 자기만의 꿈을 키우며 학교 공부에도 더욱 매진하는 바람직한 방향으로 가는데 분명 일조할 것이라 기대합니다.