[마곡 코딩] 스파이크 프라임 6월 23일 화요일 2시 수업_여권 심사대 2차시

스파이크 프라임(Spike Prime)_ 여름 학기 9주 차

[스파이크 프라임] 여권심사대 확장 수업 거리센서와 모터로 만드는 자동문 시스템 🤖항공✈️

안녕하세요! 오늘은 지난 시간 진행했던 '여권심사대' 기본 수업에서 한 단계 더 나아가, 아이들의 상상력과 논리적 사고력을 확장할 수 있는 심화 연계 수업 내용을 공유해 드립니다. 단순히 여권을 확인하는 기능을 넘어, 실제 공항의 첨단 자동화 시스템처럼 "승객의 입장을 감지하고 자동으로 문이 열고 닫히는 시스템"을 구현해 보았습니다.

📌 오늘 수업의 핵심 확장 포인트 이번 차시의 목표는 기존 여권심사대 모형에 새로운 센서와 하드웨어를 추가하여, 하이테크 공항의 무인 심사대처럼 완전 자동화된 메커니즘을 완성하는 것입니다.

거리센서(초음파 센서)의 활용: 심사대 안으로 브릭(승객)이 들어오는 것을 거리를 측정하여 실시간으로 감지합니다. 모터 구동 및 구조 설계 감지된 신호에 따라 물리적으로 문이 부드럽게 열리고 닫히도록 기어와 모터를 연결하고 제어합니다. 입출력 데이터의 유기적 연동 센서가 읽어들인 입력(Input) 데이터가 모터의 움직임이라는 출력(Output)으로 이어지는 흐름을 이해합니다. 🛠️ 실전 코딩 및 확장 미션 단계 아이들은 기존에 작성했던 여권 제어 코드에 추가로 자동문 구동 알고리즘을 결합하는 고차원적인 미션을 수행했습니다.

1단계 : 거리센서로 승객 감지하기 📏 먼저 여권심사대 진입로에 거리센서를 장착했습니다. 센서와 물체 사이의 거리를 상시 측정하다가, 브릭 캐릭터가 다가와 거리가 일정 기준(예: 5cm 이내)으로 가까워지면 "승객 입장"으로 인식하도록 조건을 설정했습니다.

2단계 : 모터를 이용한 들어오는 문(Gate) 제작 🚪 문이 양옆으로 열리거나 위아래로 들리는 등 아이들마다 자신만의 자동문 구조를 레고 브릭으로 설계했습니다. 모터가 너무 과하게 회전하여 모형이 부서지지 않도록 회전 각도(도 단위)나 회전 시간(초 단위)을 정밀하게 조정하는 디버깅 과정을 거쳤습니다.

3단계 : 통합 알고리즘 구현 (최종 미션!) 🚀 두 가지 요소를 결합하여 다음과 같은 완전한 자동화 시스템 코딩을 완성했습니다. 무인 여권심사대가 대기 상태를 유지합니다. 거리센서를 통해 브릭 캐릭터가 입장한 것을 감지합니다. 승객이 감지되면 모터가 구동되어 들어오는 문이 자동으로 열립니다. 승객이 안전하게 통과할 수 있도록 잠시 대기한 후, 문이 다시 자동으로 닫힙니다.

💡 이번 확장 수업을 통한 학습 효과 기본 예제에 머무르지 않고 생각을 확장하는 이번 수업을 통해 아이들은 다음과 같은 소중한 경험을 얻었습니다. 하드웨어 확장성 : 하나의 허브에 여러 개의 센서와 모터를 연결해 보며, 복잡한 시스템도 차근차근 확장해 나갈 수 있다는 자신감을 얻었습니다. 실생활 문제 해결력 : 우리 주변에서 흔히 보는 지하철 개찰구나 마트 자동문의 원리를 코딩으로 직접 구현해 보며 공학적 사고력을 넓혔습니다. 예외 상황 처리 능력: "브릭이 문에 걸리면 어떻게 하지?", "센서가 너무 일찍 닫히면 안 되는데?"와 같은 실질적인 문제들을 타이밍 조절(기다리기 블록)을 통해 스스로 해결해 냈습니다.

스스로 아이디어를 내고 조립과 코딩을 확장해 나가는 아이들의 모습에서 미래의 멋진 로봇 공학자의 모습이 보입니다. 다음 확장 수업도 더욱 알찬 내용으로 찾아오겠습니다!

동영상은 블로그 원문에서 볼 수 있습니다.

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