엄마쌤과 함께하는 커넥트 LV.2   

[교재 확인하기]

커넥트 2단계에서 만들어볼 로봇입니다. '기억력게임 탭탭'부터 '테이블농구 슈터'까지 총 11가지 로봇을 만나보세요. 
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[프로그램 다운로드]

커넥트 2단계부터 CPU블럭에 해당 로봇의 프로그램을 다운로드하여 게임을 즐길 수 있습니다. 

한꺼번에 여러 프로그램이 다운로드 되지 않으니, 한 번에 한 가지만 다운로드 해주세요.

프로그램 설치 방법은 프로보 커넥트 e-매뉴얼 페이지를 참고해주세요.

[엄마쌤 로봇 교실]

아이와 함께 커넥트 2단계 로봇을 만들면서 지도할 내용들을 알아봅니다. 

집에서 하는 로봇 교육, 엄마쌤 교실을 열어보세요!

   01. 기억력게임 탭탭   

📌 조립 시 주의 사항 (#: 교재 조립 순서)

#3. 모터에 케이블을 미리 연결한 후 조립합니다. 조립이 완성된 후에는 케이블 연결이 어렵습니다.

📌 로봇 동작 원리

고무줄을 연결하면 고무줄의 장력에 의해 힌지블럭으로 연결된 7*11 블럭이 앞으로 당겨지게 됩니다. 

이를 모터블럭에 연결된 1*5 블럭이 차단기 역할을 하며 앞으로 당겨져 내려오지 않도록 막아주고 있습니다.

게임 규칙에 따라 모터가 회전하여 차단기 블럭이 움직이면 7*11 블럭이 앞으로 당겨지면서 벌칙이 행해집니다.

사람의 두뇌는 지나간 일을 기억하는 능력이 있습니다. 어제 어떤 친구와 이야기 나누었고, 오늘 아침에는 무엇을 먹었는지 알고 있는 것 처럼요.

로봇에도 이런 기능을 하는 CPU라는 장치가 있습니다. 

📌 컴퓨터(CPU)의 기억 장치

컴퓨터의 기억 장치는 정보를 저장하는 곳으로, 마치 우리 뇌 속의 기억과 같은 역할을 해요. 컴퓨터에는 크게 두 종류의 기억 장치가 있어요.

✔ 주기억장치 (RAM)

1. 작업대 : 주기억장치는 현재 컴퓨터가 작업하는 동안 사용하는 임시 저장 공간이에요. 우리가 책상에서 공부할 때 필요한 책이나 연필을 꺼내놓는 것처럼, 컴퓨터가 어떤 프로그램을 실행하거나 작업을 할 때 필요한 정보들을 RAM에 저장해두고 빠르게 사용해요.

2. 휘발성 : RAM은 전원이 꺼지면 저장된 내용이 모두 사라져요. 그래서 '휘발성'이라고 부르기도 해요. 마치 칠판에 쓴 글씨가 지워지는 것과 같아요.

✔ 보조기억장치 (HDD/SSD)

1. 사물함 : 보조기억장치는 컴퓨터를 끄더라도 정보를 오랫동안 보관할 수 있는 저장 공간이에요. 우리가 책을 다 읽고 책장에 꽂아두는 것처럼, 사진, 동영상, 문서, 프로그램 등을 HDD나 SSD에 저장해두어요.

2. 영구 보관 : HDD (하드 디스크 드라이브)나 SSD (솔리드 스테이트 드라이브)가 대표적인 보조기억장치인데, 전원이 꺼져도 내용이 지워지지 않아요.

✔ 비유

 *  뇌 : 주기억장치는 우리가 현재 생각하고 있는 것들을 저장하는 뇌의 활동과 비슷하고, 보조기억장치는 우리가 오랫동안 기억하고 있는 것들을 저장하는 뇌 속의 앨범과 같아요.

 * 책상과 사물함 : 주기억장치는 작업용 책상, 보조기억장치는 작업에 필요한 것들을 저장해 놓는 사물함이라고 생각할 수 있어요.

컴퓨터가 정보를 저장하고 사용하는 방식은 우리가 공부하고 정리하는 방식과 비슷하답니다.

   02. 접시쌓기게임 웨이터리   

📌 조립 시 주의 사항 (#: 교재 조립 순서)

#3. 모터에 케이블을 미리 연결한 후 조립합니다. 조립이 완성된 후에는 케이블 연결이 어렵습니다.

📌 로봇 동작 원리

웨이터리 로봇에 쌓은 접시(블럭)의 무게가 무거워지면 쟁반을 든 오른팔이 내려와 몸통에 위치한 스위치블럭을 누릅니다.

몸통의 스위치블럭이 눌리면 모터가 움직여 로봇이 상체를 숙이면서 쓰러집니다.

인간의 두뇌는 여러가지 조건에 대해 판단하고 그에 따른 명령을 내리는 복잡한 활동을 하는데요,

로봇에서 인간의 두뇌와 같은 기능을 하는 것은 CPU입니다.

📌 CPU란?

CPU는 컴퓨터의 '두뇌'라고 생각하면 돼요. 우리 몸에서 뇌가 모든 것을 생각하고 결정하듯이, 컴퓨터에서는 CPU가 그 역할을 해요.

CPU는 다음과 같은 일을 해요:

1. 명령어 읽기: 컴퓨터 프로그램이 시키는 일을 읽어요.

2. 해석하기: 그 명령어가 무슨 뜻인지 이해해요.

3. 실행하기: 이해한 명령을 실제로 수행해요.

CPU는 정말 빨라서 1초에 수백만 개의 명령을 처리할 수 있어요. 이렇게 빠르기 때문에 우리가 컴퓨터로 게임을 하거나 동영상을 볼 때 부드럽게 작동하는 거예요. CPU는 컴퓨터의 가장 중요한 부품 중 하나예요. 우리가 컴퓨터로 하는 모든 일들, 예를 들어 게임을 하거나 숙제를 하거나 인터넷 검색을 할 때도 CPU가 열심히 일하고 있답니다.

✔ 웨이터리의 CPU는 어떤 활동을 하는걸까요?  

1. [입력] 스위치블럭(왼발) : 게임의 시작와 턴 종료 신호를 CPU에 전달합니다.

2. [입력] 스위치블럭(몸통) : 로봇에 쌓인 블럭의 무게가 무겁다는 신호를 CPU에 전달합니다. 

3. [출력] 모터 : 무게를 견디지 못한 로봇이 쓰러지도록 모터를 움직여 회전시킵니다.

   03. CPR실습로봇 피아르   

📌 조립 시 주의 사항 (#: 교재 조립 순서)

#18. 부품에 연결된 케이블을 로봇 내부로 정리한 후 5*7 블럭을 조립합니다.

📌 로봇 동작 원리

CPR을 통해 피아르 로봇의 가슴을 압박하면 스위치블럭이 눌리면서 가슴 압박의 정확도와 횟수가 측정됩니다.

CPR과 AED는 누군가의 심장이 멈췄을 때 생명을 구하는 중요한 도구예요.

📌 CPR (심폐소생술)

CPR은 심장이 멈춘 사람의 가슴을 손으로 눌러주는 방법이에요. 이렇게 하면 심장 대신 혈액을 몸 전체로 보내줄 수 있어요.

- 가슴 중앙을 강하고 빠르게 누릅니다.

- 1분에 100~120번 정도 누르는 게 좋아요.

- 때로는 입으로 숨을 불어넣기도 해요.

📌 AED (자동심장충격기)

AED는 심장에 전기 충격을 주는 기계예요. 이 충격으로 멈춘 심장을 다시 뛰게 할 수 있어요.

- AED는 사용법을 음성으로 알려줘요.

- 환자의 가슴에 패드를 붙이고 기계의 지시를 따르면 돼요.

- 전기 충격을 줄 때는 모두 환자에게서 떨어져야 해요.

CPR과 AED는 모두 심장이 멈춘 사람을 살리는 데 사용하는 중요한 방법이에요. 하지만 둘은 조금 다른 역할을 해요.

✔ 주요 차이점

1. 방법: CPR은 손으로 하고, AED는 기계로 해요.

2. 목적: CPR은 혈액을 순환시키고, AED는 심장을 다시 뛰게 해요.

3. 사용: CPR은 계속 해야 하지만, AED는 필요할 때만 사용해요.

두 방법 모두 생명을 구하는 데 매우 중요해요. 그래서 보통 CPR을 하다가 AED가 도착하면 함께 사용해요.

119 구급대원이 올 때까지 계속해서 CPR을 하고, AED가 있다면 사용해야 해요.

✔ 이 방법들을 알면 위급한 상황에서 누군가의 생명을 구할 수 있어요. 하지만 실제로 하려면 전문가에게 배워야 해요.

   04. 비행기게임 점핑에어   

📌 조립 시 주의 사항 (#: 교재 조립 순서)

#10. 각 전자 부품이 조립되는 위치와 방향에 주의하여 조립합니다. 포트의 방향을 확인해주세요.

📌 로봇 동작 원리

모터에 연결된 지렛대 끝에 비행기가 달려있습니다. 비행기의 무게 때문에 밑으로 내려오게(고도가 낮아지게) 되면, 적외선 센서에 감지되고 LED블럭에 불이 들어옵니다.  

적외선 센서는 우리 눈에 보이지 않는 적외선을 감지하는 특별한 장치예요. 이 센서는 마치 우리가 손을 뻗어 물건을 만지는 것처럼, 빛을 이용해 주변 환경을 '느끼는' 역할을 해요.

📌 적외선 센서의 구조와 원리

적외선 센서는 크게 두 부분으로 이루어져 있어요:

1. 적외선을 보내는 부분 (적외선 LED)

2. 적외선을 받는 부분 (포토다이오드)

이 센서는 적외선 LED가 보낸 빛이 물체에 부딪혀 돌아오는 것을 포토다이오드가 감지해요. 이렇게 해서 물체의 존재나 거리를 알 수 있답니다.

📌 적외선 센서의 사용 예시

적외선 센서는 우리 주변 여러 곳에서 사용돼요:

1. 자동문 : 누군가 다가오면 문이 자동으로 열리죠.

2. 화장실 자동 수도꼭지 : 손을 대면 물이 나오고, 손을 떼면 물이 멈춰요.

3. 스마트폰 : 통화할 때 얼굴이 가까워지면 화면이 꺼지는 기능이에요.

4. 보안 카메라 : 어두운 곳에서도 사람이나 동물을 감지할 수 있어요.

5. 에어컨 : 방 안의 사람 위치를 파악해 바람의 방향을 조절해요.

6. 소방관 장비 : 연기 속에서도 사람을 찾을 수 있는 특별한 카메라에 사용돼요.

적외선 센서는 이처럼 우리 생활을 더 편리하고 안전하게 만드는 데 큰 역할을 하고 있어요. 앞으로도 더 많은 곳에서 이 센서가 사용될 거예요!

   05. 가위바위보 위너   

📌 조립 시 주의 사항 (#: 교재 조립 순서)

#17. 각 부품이 조립되는 위치와 방향에 주의하여 조립합니다. 스위치 블럭의 포트 방향을 확인해주세요.

📌 로봇 동작 원리

위너 로봇은 가위, 바위, 보 중 한 가지를 무작위(랜덤)로 냅니다. 핸드 조종기 스위치가 눌리는 위치에 따라 가위, 바위, 보를 인식하여 로봇과 사람 간의 승자가 가려집니다. 

랜덤이란 무작위로 어떤 것을 선택하는 것을 말해요. 예를 들어, 선생님이 교실에서 학생들 중 한 명을 뽑을 때 제비뽑기 같은 랜덤 기능을 사용할 수 있어요.

📌 랜덤의 예시

1. 주사위 던지기 : 주사위를 던지면 어떤 숫자가 나올지 미리 알 수 없죠. 이것이 바로 랜덤이에요.

2. 가위바위보 : 상대방이 무엇을 낼지 예측할 수 없어요. 이것도 랜덤의 한 예시예요.

3. 제비뽑기 : 선생님이 발표할 학생을 고를 때, 제비뽑기 같은 랜덤 기능을 사용하면 공평하게 뽑을 수 있어요.

📌 컴퓨터의 랜덤

컴퓨터도 랜덤 기능을 만들 수 있어요. 하지만 컴퓨터는 계산기처럼 정해진 규칙에 따라 작동하기 때문에, 완전한 랜덤을 만들기는 어려워요. 그래서 컴퓨터는 '유사 랜덤'이라는 것을 사용해요. 이것은 진짜 랜덤은 아니지만, 우리가 보기에는 랜덤처럼 보이는 거예요.

랜덤 기능은 재미있는 게임을 만들거나, 공평하게 무언가를 선택할 때 유용하게 사용할 수 있어요. 하지만 중요한 결정을 할 때는 랜덤에만 의존하지 않고, 잘 생각해보고 결정하는 것이 좋아요.

   06. 팔씨름게임 쉐이크스틱   

📌 조립 시 주의 사항 (#: 교재 조립 순서)

#15. 모터의 기준점이 되는 홈을 중앙에 맞추고, 조립한 양손을 대칭이 되도록 조립합니다.

📌 로봇 동작 원리

로봇팔과 연결된 스틱을 빠르게 움직여 스위치 블럭을 터치하면 로봇팔이 상대방의 로봇팔을 밀어내면서 팔씨름을 합니다. 상대의 로봇팔이 LED블럭에 닿을때까지 스틱을 빠르게 움직여 로봇팔을 조종합니다. 

📌 프로그램이란?

프로그램은 컴퓨터나 로봇에게 어떤 일을 하라고 알려주는 명령어들의 모음이에요. 우리가 요리 레시피를 따라 요리를 하는 것처럼, 로봇도 프로그램의 지시를 따라 일을 해요.

📌 로봇 제어와 프로그램

로봇을 제어한다는 것은 로봇에게 프로그램을 통해 명령을 내리는 거예요. 이 프로그램은 로봇의 '두뇌' 역할을 하는 제어 장치(CPU)에 저장돼요.

✔ 프로그램의 구성 요소

1. 입력 : 센서를 통해 주변 환경 정보를 받아들여요.

2. 처리 : 입력 받은 정보를 분석하고 결정을 내려요.

3. 출력 : 결정에 따라 로봇의 모터나 다른 부품들을 움직여요.

✔ 로봇 프로그래밍 방법

1. 블록 코딩 : 퍼즐 조각처럼 생긴 명령 블록들을 조립해 프로그램을 만들어요. 엔트리나 스크래치 같은 프로그램을 사용하면 쉽게 배울 수 있어요.

2. 텍스트 코딩 : 컴퓨터 언어를 사용해 직접 명령어를 작성해요. 파이썬이나 C++ 같은 언어를 사용해요.

✔ 간단한 로봇 프로그램 예시

1. 앞으로 5걸음 가기

2. 오른쪽으로 90도 돌기

3. 앞으로 3걸음 가기

4. 물건 집기

5. 뒤로 3걸음 가기

이런 식으로 로봇에게 할 일을 순서대로 알려주는 거예요.

✔ 로봇 프로그래밍 배우기

1. 간단한 블록 코딩부터 시작해 보세요.

2. 로봇의 움직임을 관찰하고, 프로그램이 어떻게 작동하는지 이해해 보세요.

3. 점점 더 복잡한 명령을 내려보며 로봇이 다양한 일을 할 수 있게 해보세요.

로봇 프로그래밍은 마치 로봇과 대화하는 것과 같아요. 여러분의 창의력을 발휘해 로봇에게 재미있는 일을 시켜보세요!

   07. 외계인사격 레이저건   

📌 조립 시 주의 사항 (#: 교재 조립 순서)

#5. 2단핀 4개를 꼭 교재에 안내된 번호 순서대로 조립합니다.

📌 로봇 동작 원리

링크장치로 연결된 외계인이 좌우로 움직입니다. 중앙에 위치한 순간을 포착하고 레이저건을 발사하여 명중하면 적외선 센서가 감지합니다.

외계인이 좌우로 움직여서 명중이 어려웠나요? 링크장치로 연결되어 움직이는 로봇에 대해 알아볼게요.

📌 링크장치란?

링크장치는 여러 개의 막대나 판을 연결해서 만든 기계 장치예요. 이 장치는 움직임을 전달하거나 바꾸는 데 사용돼요.

✔ 링크장치의 구성

링크장치는 주로 다음과 같은 부분으로 이루어져 있어요:

1. 링크 : 막대나 판처럼 생긴 부품이에요.

2. 조인트 : 링크들을 연결하는 부분이에요.

3. 고정된 부분 : 움직이지 않고 다른 링크들을 지지해주는 부분이에요.

✔ 링크장치의 작동 방식

1. 한 부분이 움직이면 연결된 다른 부분들도 함께 움직여요.

2. 이 움직임으로 우리가 원하는 일을 할 수 있게 해줘요.

✔ 링크장치의 예시

1. 자동차 트렁크 문 : 문을 열고 닫을 때 사용돼요.

2. 크레인 : 무거운 물건을 들어 올릴 때 사용돼요.

3. 자전거 페달 : 페달을 밟으면 바퀴가 돌아가게 해줘요.

링크 장치는 우리 주변의 많은 기계들에서 사용되고 있어요. 이 장치 덕분에 복잡한 움직임을 만들어내거나 힘을 전달할 수 있답니다.

   08. 하마게임 하몽   

📌 조립 시 주의 사항 (#: 교재 조립 순서)

#17. CPU 블럭과 배터리블럭에 연결되는 듀얼핀의 위치에 주의하여 조립합니다.

📌 로봇 동작 원리

하몽의 입 안에 있는 스위치 블럭을 정해진 시간 안에 정해진 횟수만큼 누르는 게임입니다. 게임의 성공 여부는 LED블럭이 알려줍니다.

밝게 불이 들어오는 LED 블럭으로 게임의 승패를 확인할 수 있어요. LED 전구에 대해 알아볼게요. 

📌 LED란 무엇인가요?

LED는 발광 다이오드의 줄임말로, 영어로는 Light Emitting Diode라고 해요. 쉽게 말하면, 전기를 사용해서 빛을 내는 작은 장치예요. LED는 다양한 색상의 빛을 만들 수 있어서 많은 곳에서 사용되고 있어요.

✔ LED의 작동 원리

LED는 두 가지 종류의 반도체로 만들어져 있어요.

1. P형 반도체 : 전자가 부족해서 양전하(+)를 가지고 있어요.

2. N형 반도체 : 전자가 많아서 음전하(-)를 가지고 있어요.

전기가 흐르면, N형 반도체의 전자가 P형 반도체로 이동하면서 서로 결합해요. 이때 발생하는 에너지가 빛으로 변환돼서 우리가 볼 수 있는 빛이 나오는 거예요.

✔ LED의 특징

- 효율적 : LED는 전기를 적게 사용하면서도 밝은 빛을 낼 수 있어요.

- 긴 수명 : 일반 전구보다 훨씬 오래 사용할 수 있어요.

- 다양한 색상 : 빨간색, 파란색, 초록색 등 여러 색상의 빛을 만들 수 있어요.

✔ LED의 활용

LED는 우리 생활에서 다양한 곳에 사용돼요.

1. 조명 : 집이나 학교에서 사용하는 조명 기구.

2. 교통 신호등 : 차가 다니는 길이나 보행자 신호에 사용돼요.

3. 전자 기기 : TV, 컴퓨터 모니터, 스마트폰의 화면 백라이트 등.

LED는 환경을 생각하는 좋은 선택이기도 해요. 에너지를 절약하고 오랫동안 사용할 수 있기 때문에 많은 사람들이 좋아해요!

   09. 역도게임 라차차   

📌 조립 시 주의 사항 (#: 교재 조립 순서)

#11. 모터블럭과 링크핀을 조립하는 위치를 정확이 확인합니다. 이미 조립되어 있는 스위치블럭을 옆으로 살짝 밀어내고 모터블럭을 위에서 아래로 끼워 조립합니다.

📌 로봇 동작 원리

바닥 양쪽의 스위치를 터치하면 모터가 조금씩 움직이면서 라차차가 역도를 들고 일어납니다. 끝까지 일어나면 다리 감지 스위치와 팔 감지 스위치를 터치하고 역도에 성공!

라차차에는 여러 개의 스위치블럭이 사용되었습니다. 스위치에 대해 알아볼게요.

📌 스위치의 기본 개념

스위치는 전기를 켜고 끄는 장치예요. 마치 불을 켜고 끄는 것처럼 전기가 흐르는 길을 열고 닫는 역할을 해요.

✔ 스위치의 종류

1. 똑딱이 스위치 : 한 번 누르면 켜지고, 다시 누르면 꺼지는 스위치예요. 집에서 불을 켜고 끌 때 많이 사용해요.

2. 버튼 스위치 : 누르고 있는 동안만 켜지는 스위치예요. 초인종이 대표적인 예시죠.

3. 슬라이드 스위치 : 밀어서 켜고 끄는 스위치예요. 작은 장난감에서 많이 볼 수 있어요.

4. 토글 스위치 : 레버를 위아래로 움직여 켜고 끄는 스위치예요. 

✔ 스위치의 특성

1. ON/OFF 기능 : 스위치의 가장 기본적인 특성이에요. 전기를 통하게 하거나 막는 역할을 해요.

2. 안전성 : 스위치는 안전하게 전기를 제어할 수 있게 해줘요.

3. 편리성 : 스위치 덕분에 우리는 쉽게 전자기기를 사용할 수 있어요.

4. 다양한 용도 : 작은 장난감부터 큰 기계까지 다양한 곳에서 사용돼요.

스위치는 우리 생활에서 매우 중요한 역할을 해요. 스위치 덕분에 우리는 안전하고 편리하게 전기를 사용할 수 있답니다!

   10. 스피드터치 해머샷   

📌 조립 시 주의 사항 (#: 교재 조립 순서)

#6. 3*3 블럭에 2단핀을 먼저 조립하고 고무줄을 끼웁니다. 고무줄을 거는 위치를 확인합니다. 

📌 로봇 동작 원리

LED 블럭의 게임 신호에 따라 상대방보다 빠르게 스위치를 누르면 해머를 반대편으로 보낼 수 있습니다. 망치를 끝까지 보내 상대방의 발사대를 때리면 게임 승리! 

해머샷 로봇은 게임 신호에 재빠르게 반응하는 것이 게임 승리의 관건입니다. 이 때 필요한 것은 순발력일까요, 민첩성일까요?

순발력과 민첩성은 비슷해 보이지만 조금 다른 능력이라고 해요.

📌 순발력

순발력은 순간적으로 강한 힘을 내는 능력이에요. 예를 들면,

- 높이뛰기를 할 때 순간적으로 힘을 내어 높이 점프하는 것

- 단거리 달리기를 시작할 때 빠르게 출발하는 것

순발력은 근육의 힘과 관련이 있어요.

📌 민첩성

민첩성은 몸의 방향을 빠르게 바꾸거나 재빨리 반응하는 능력이에요. 예를 들면,

- 축구나 농구에서 상대방을 피해 빠르게 방향을 바꾸는 것

- 탁구에서 공이 오는 방향을 빠르게 파악하고 반응하는 것

민첩성은 신경과 근육이 얼마나 빠르게 반응하는지와 관련이 있어요.

✔ 차이점

1. 순발력은 순간적인 힘과 관련이 있고, 민첩성은 빠른 반응과 관련이 있어요.

2. 순발력은 주로 한 방향으로 힘을 내는 것이고, 민첩성은 여러 방향으로 빠르게 움직이는 거예요.

두 능력 모두 운동을 잘하기 위해 중요해요. 운동을 열심히 하면 순발력과 민첩성을 모두 기를 수 있답니다!

   11. 테이블농구 슈터   

📌 조립 시 주의 사항 (#: 교재 조립 순서)

#9. 모터에 케이블을 먼저 꽂고 시작해야 나중에 배선이 쉽습니다.  

📌 로봇 동작 원리

아래 위로 움직이는 골대에 공을 날려 슛을 성공시켜야 합니다. 공이 골대에 들어가면 적외선 센서에 감지되어 FND 블럭에 득점수가 표시됩니다. 

농구 게임의 제한시간과 득점수를 보여주는 FND블럭이 사용되었어요. FND에 대해 알아볼게요.

📌 FND란 무엇일까요?

FND는 Flexible Numeric Display의 줄임말로, 숫자를 보여주는 특별한 전자 부품입니다. 우리는 이것을 흔히 '세븐 세그먼트'라고도 부르죠.

✔ FND의 사용처

FND는 우리 주변 여러 곳에서 볼 수 있어요:

- 계산기의 숫자 표시

- 엘리베이터의 층수 표시

- 전자시계의 시간 표시[1]

FND는 간단하지만 매우 유용한 부품이에요. 숫자를 쉽게 보여줄 수 있어서 많은 전자기기에서 사용되고 있답니다!

커넥트 2단계 11개 로봇을 모두 만들어보셨나요? 내가 원하는 창작 로봇도 만들어보세요. 

커넥트 3단계에서 다시 만나요!