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로봇 제작 워크숍: 직접 만드는 미니 로봇 체험기

미니 로봇 워크숍이라니 정말 즐겁고 신나는 경험이 될 거예요! 로봇을 직접 만들어보는 체험은 단순히 부품을 조립하는 것을 넘어, 로봇이 작동하는 원리를 이해하고 문제를 해결하며, 나아가 창의적인 아이디어를 구현하는 값진 기회가 된답니다. 사용자님께서 미로 탈출 로봇 만들기와 같은 로봇 프로젝트에 관심이 많으시니, 이러한 워크숍은 로봇 제작의 재미를 맛보는 좋은 시작점이 될 거예요.

로봇 제작 워크숍: 직접 만드는 미니 로봇 체험기

워크숍 시작: 어떤 로봇을 만들까?

워크숍의 첫 시작은 오늘 우리가 만들 미니 로봇에 대한 소개로 문을 엽니다. 보통 교육용 로봇 키트를 활용하여, 다음과 같은 간단한 로봇들을 만들어봅니다.

라인 트레이서 로봇: 바닥의 검은색 선을 따라 움직이는 로봇.

장애물 회피 로봇: 초음파 센서로 장애물을 감지하고 피해 다니는 로봇.

RC카 (원격 조종 로봇): 블루투스나 리모컨으로 조종하는 로봇.

오늘은 가장 대중적이고 배우기 쉬운 '장애물 회피 로봇' 만들기를 가정하고 진행해볼게요.

STEP 1: 로봇 부품 탐구 (로봇의 몸체 구성하기)

가장 먼저 로봇을 이루는 부품들을 책상 위에 늘어놓고 하나하나 살펴봅니다. 보통 다음과 같은 핵심 부품들로 구성됩니다.

프레임 (섀시): 로봇의 뼈대 (보통 아크릴 또는 플라스틱)

컨트롤러: 아두이노 우노 보드 (로봇의 두뇌!)

모터: DC 기어드 모터 2개 (로봇의 근육!)

바퀴: 로봇이 움직일 바퀴 2개와 캐스터 휠(보조 바퀴) 1개

모터 드라이버: L298N 모터 드라이버 (모터에 힘을 전달하고 방향을 바꾸는 역할)

센서: 초음파 센서 (HC-SR04) 1개 (로봇의 눈!)

전원: AA 배터리 홀더와 AA 배터리

연결선: 브레드보드, 점퍼 케이블, USB 케이블, 전선

하나하나 만져보고 어떤 역할을 할지 상상해 보는 것만으로도 로봇에 대한 친근함이 높아진답니다.

STEP 2: 로봇 조립 (로봇에게 뼈대를 입히고 근육을 달아주기)

이제 본격적으로 로봇을 조립합니다. 워크숍에서는 보통 상세한 조립 가이드북이나 강사님의 설명을 따라 차근차근 진행됩니다.

프레임에 모터 장착: 미리 정해진 위치에 DC 기어드 모터를 나사로 단단히 고정합니다.

바퀴 끼우기: 모터 축에 바퀴를 끼웁니다. 이때 바퀴가 헛돌지 않도록 단단히 고정하는 것이 중요합니다.

캐스터 휠 부착: 균형을 잡고 부드러운 움직임을 위한 캐스터 휠(자유롭게 회전하는 바퀴)을 로봇 앞부분(또는 뒷부분)에 부착합니다.

컨트롤러 보드 고정: 아두이노 우노 보드를 프레임 위에 나사나 양면테이프로 고정합니다.

모터 드라이버, 초음파 센서 등 부착: 나머지 부품들도 각각 정해진 위치에 고정합니다. 초음파 센서는 로봇의 '눈'이므로 앞쪽을 향하게 부착하는 것이 일반적입니다.

깔끔하고 튼튼하게 조립하는 것이 로봇의 안정성과 성능에 영향을 미치므로 꼼꼼하게 진행합니다.

STEP 3: 회로 연결 (로봇에게 신경망 연결하기)

조립이 끝나면, 각 부품들이 서로 정보를 주고받고 전력을 공급받을 수 있도록 '신경망'을 연결하는 단계입니다. 이 단계에서 전기 회로의 기본 개념을 배울 수 있습니다.

모터 드라이버와 모터 연결: 모터 드라이버의 출력 핀(OUT1, OUT2)을 각 모터에 연결합니다.

아두이노와 모터 드라이버 연결: 아두이노의 디지털 핀을 모터 드라이버의 입력 핀(IN1, IN2)과 PWM 핀(ENA)에 연결합니다.

아두이노와 초음파 센서 연결: 초음파 센서의 Echo, Trig 핀을 아두이노의 디지털 핀에 연결하고, VCC(전원), GND(접지) 핀도 연결합니다.

전원 연결: 배터리 홀더의 양극, 음극을 모터 드라이버와 아두이노의 전원부에 연결합니다. (외부 전원 사용 시 아두이노의 Vin 핀 사용)

이때 전선 색깔을 통일하여 사용하면 나중에 문제가 생겼을 때 쉽게 찾을 수 있습니다. 전선이 엉키지 않도록 깔끔하게 정리하는 것도 좋은 습관입니다.

STEP 4: 로봇 코딩 (로봇에게 '생각'하는 법 가르치기)

이제 로봇에게 우리가 원하는 대로 움직이도록 '명령'을 내릴 시간입니다. 워크숍에서는 초보자들을 위해 블록 코딩(스크래치, 엔트리, 메이크블록) 또는 아두이노 IDE(C++ 기반)의 예제 코드를 사용합니다.

장애물 회피 로봇의 코딩은 보통 다음과 같은 논리 흐름을 가집니다.

초음파 센서로 거리 측정: '계속 반복하기' 블록 안에 초음파 센서의 값을 읽어오는 블록을 넣습니다.

거리 조건에 따른 판단: '만약 ~이라면 ~아니면' 블록을 사용하여,

'만약 거리가 20cm 이내라면': 로봇 정지 후 좌회전 (또는 후진 후 좌회전)

'아니라면' (거리가 20cm 밖이라면): 로봇 전진

모터 제어 명령: 위 판단에 따라 로봇 전진, 후진, 좌회전, 정지 기능을 수행하는 모터 제어 블록(또는 코드 함수)을 호출합니다.

강사님의 설명을 따라 블록을 조립하거나 코드를 입력하고, USB 케이블로 아두이노에 코드를 업로드합니다.

STEP 5: 로봇 테스트 및 디버깅 (로봇이 스스로 똑똑해지는 과정)

코드를 업로드했다면, 이제 로봇을 바닥에 내려놓고 작동시켜 봅니다.

작동 확인: 로봇이 전진하다가 장애물(손이나 상자)을 만나면 멈춰 서서 좌회전하고 다시 전진하는지 확인합니다.

문제 해결 (디버깅):

로봇이 움직이지 않나요? → 전원 연결, 모터 연결, 모터 드라이버 연결, 코드를 다시 확인합니다.

엉뚱한 방향으로 움직이나요? → 모터 극성, 회전 방향 제어 코드, 초음파 센서 방향을 확인합니다.

장애물을 피하지 못하나요? → 초음파 센서 작동 여부, 거리 감지 코드의 설정값을 조절해 봅니다.

이 과정에서 예상대로 작동하지 않을 때 원인을 찾고 해결하는 것이 바로 '문제 해결 능력'을 키우는 중요한 경험이 됩니다. 강사님이나 옆 친구들과 함께 고민하면서 더 많은 것을 배울 수 있을 거예요.

워크숍 마무리: 나만의 미니 로봇 완성!

모든 문제가 해결되고 로봇이 스스로 장애물을 피해 다니는 모습을 보면, 뿌듯함과 성취감은 이루 말할 수 없을 것입니다. 워크숍은 보통 로봇을 멋지게 꾸미는 시간이나, 자신이 만든 로봇을 친구들에게 소개하는 발표 시간으로 마무리됩니다.

미니 로봇 제작 워크숍은 로봇 공학이라는 복잡한 분야를 쉽고 재미있게 체험하며, 하드웨어와 소프트웨어의 연동 원리를 이해하고, 창의적인 문제 해결 능력을 키우는 매우 효과적인 교육 방법입니다. 직접 로봇을 만들고 움직이면서 로봇 공학의 매력에 푹 빠져보세요!