235 라인트레이서
라인트레이서 과정은 IR 라인센서와 모터 제어를 활용해 검은 선 또는 흰 선을 따라 주행하는 로봇을 제작하고 보정하는 과정이다.
0. 교육을 하는 이유와 궁극적인 목표
이 교육의 궁극적 목표는 학습자가 라인 감지값, 임계값, 좌우 모터 속도 차이, PID 기초를 이해하고, 실제 트랙에서 반복 튜닝을 통해 빠르고 안정적인 라인트레이서 로봇을 완성하게 하는 것이다.
참고한 유료형 교육 흐름
- 민간 Arduino·ESP32 로봇 부트캠프처럼 무선통신, 모터제어, 센서 입력, 미션 주행을 단계별 산출물로 완성하는 흐름
- 미국·영국 로보틱스 아카데미처럼 Bluetooth, Wi‑Fi, MQTT, 웹 대시보드와 실제 로봇 주행을 연결하는 실습 흐름
- 유럽 전문 메이커 워크숍처럼 센서 보정, 주행 데이터 기록, 오류 디버깅, 반복 테스트를 포트폴리오 산출물로 정리하는 흐름
- 유료 로봇 프로젝트 과정처럼 라인트레이싱, 장애물 회피, 미로 탐색, 물류 이송, 청소 알고리즘을 팀 미션으로 운영하는 흐름
입문 · 1일
라인센서 원리와 임계값 보정
라인트레이서 실전 프로젝트 1단계
| 구분 | 세부 내용 | 실천·실습 방법 |
|---|---|---|
| 목표 1 | 라인센서 원리와 임계값 보정 | 검정·흰색 표면에서 센서값을 측정하고 각 센서별 기준값을 표로 만든다. 조명 변화에 따른 오차를 확인하고 수업장 환경에 맞는 보정 절차를 작성한다. |
| 목표 2 | 실습 데이터를 기록하고 동작 기준을 정한다 | 라인트레이서 실습 중 발생하는 센서값, 통신값, 모터 반응, 실패 상황을 표준 양식으로 기록한다. Google Sheets 또는 Serial Monitor 로그를 활용해 정상 범위와 수정 기준을 수치로 정리한다. |
| 목표 3 | 프로토타입을 문서화하고 개선한다 | 회로도, 핀맵, 핵심 코드, 테스트 조건을 제작 보고서로 정리한다. Canva 또는 Google Slides로 데모 발표 자료를 만들고 동료 피드백을 다음 버전에 반영한다. |
| 사용 플랫폼 | Arduino IDE, QTRSensors, Pololu 자료, Tinkercad, Google Sheets, Stopwatch 앱 |
|---|---|
| 강사 스펙 | 라인센서 보정, PID 기초, DC모터 튜닝, 라인트레이서 경기 운영 경험 4년 이상 |
| 수업대상 | 초등 고학년, 중학생, 고등학생, 로봇경진대회 준비반 |
| 소요시간 | 6-8시간 |
| 준비물 | 라인트레이서 섀시, IR/QTR 센서 어레이, DC모터, 모터 드라이버, 검정 테이프 트랙, 배터리 |
| 산출물 | 라인트레이서 로봇, 센서 보정표, 트랙 완주 기록 1단계 산출물 |
| 평가방법 | 원리 이해 30%, 안전 점검 25%, 실습 완성 30%, 참여 15% |
초급 · 2일
기본 라인 추종 알고리즘 구현
라인트레이서 실전 프로젝트 2단계
| 구분 | 세부 내용 | 실천·실습 방법 |
|---|---|---|
| 목표 1 | 기본 라인 추종 알고리즘 구현 | 좌·우 센서 감지 상태에 따라 직진, 좌회전, 우회전, 정지를 분기한다. 센서 2개 방식과 센서 어레이 방식의 코드를 비교해 반응 차이를 확인한다. |
| 목표 2 | 실습 데이터를 기록하고 동작 기준을 정한다 | 라인트레이서 실습 중 발생하는 센서값, 통신값, 모터 반응, 실패 상황을 표준 양식으로 기록한다. Google Sheets 또는 Serial Monitor 로그를 활용해 정상 범위와 수정 기준을 수치로 정리한다. |
| 목표 3 | 프로토타입을 문서화하고 개선한다 | 회로도, 핀맵, 핵심 코드, 테스트 조건을 제작 보고서로 정리한다. Canva 또는 Google Slides로 데모 발표 자료를 만들고 동료 피드백을 다음 버전에 반영한다. |
| 사용 플랫폼 | Arduino IDE, QTRSensors, Pololu 자료, Tinkercad, Google Sheets, Stopwatch 앱 |
|---|---|
| 강사 스펙 | 라인센서 보정, PID 기초, DC모터 튜닝, 라인트레이서 경기 운영 경험 4년 이상 |
| 수업대상 | 초등 고학년, 중학생, 고등학생, 로봇경진대회 준비반 |
| 소요시간 | 8-12시간 |
| 준비물 | 라인트레이서 섀시, IR/QTR 센서 어레이, DC모터, 모터 드라이버, 검정 테이프 트랙, 배터리 |
| 산출물 | 라인트레이서 로봇, 센서 보정표, 트랙 완주 기록 2단계 산출물 |
| 평가방법 | 구현 정확도 30%, 값 관찰 30%, 오류 수정 25%, 협업 15% |
중급 · 3일
속도 튜닝과 PID 기초 적용
라인트레이서 실전 프로젝트 3단계
| 구분 | 세부 내용 | 실천·실습 방법 |
|---|---|---|
| 목표 1 | 속도 튜닝과 PID 기초 적용 | P 제어를 적용해 라인 중심에서 벗어난 정도에 따라 좌우 모터 속도를 조절한다. 트랙 주행 시간을 측정하고 빠르지만 이탈하지 않는 속도 범위를 찾는다. |
| 목표 2 | 실습 데이터를 기록하고 동작 기준을 정한다 | 라인트레이서 실습 중 발생하는 센서값, 통신값, 모터 반응, 실패 상황을 표준 양식으로 기록한다. Google Sheets 또는 Serial Monitor 로그를 활용해 정상 범위와 수정 기준을 수치로 정리한다. |
| 목표 3 | 프로토타입을 문서화하고 개선한다 | 회로도, 핀맵, 핵심 코드, 테스트 조건을 제작 보고서로 정리한다. Canva 또는 Google Slides로 데모 발표 자료를 만들고 동료 피드백을 다음 버전에 반영한다. |
| 사용 플랫폼 | Arduino IDE, QTRSensors, Pololu 자료, Tinkercad, Google Sheets, Stopwatch 앱 |
|---|---|
| 강사 스펙 | 라인센서 보정, PID 기초, DC모터 튜닝, 라인트레이서 경기 운영 경험 4년 이상 |
| 수업대상 | 초등 고학년, 중학생, 고등학생, 로봇경진대회 준비반 |
| 소요시간 | 12-16시간 |
| 준비물 | 라인트레이서 섀시, IR/QTR 센서 어레이, DC모터, 모터 드라이버, 검정 테이프 트랙, 배터리 |
| 산출물 | 라인트레이서 로봇, 센서 보정표, 트랙 완주 기록 3단계 산출물 |
| 평가방법 | 응용 로직 35%, 안정성 25%, 코드 정리 25%, 테스트 15% |
심화 · 4일
라인트레이서 경기 트랙 완주
라인트레이서 실전 프로젝트 4단계
| 구분 | 세부 내용 | 실천·실습 방법 |
|---|---|---|
| 목표 1 | 라인트레이서 경기 트랙 완주 | 직선, 곡선, 교차점, 급커브가 포함된 트랙을 제작하고 완주 전략을 세운다. 완주 시간, 이탈 횟수, 수정한 코드 내용을 기록해 팀별 개선 과정을 발표한다. |
| 목표 2 | 실습 데이터를 기록하고 동작 기준을 정한다 | 라인트레이서 실습 중 발생하는 센서값, 통신값, 모터 반응, 실패 상황을 표준 양식으로 기록한다. Google Sheets 또는 Serial Monitor 로그를 활용해 정상 범위와 수정 기준을 수치로 정리한다. |
| 목표 3 | 프로토타입을 문서화하고 개선한다 | 회로도, 핀맵, 핵심 코드, 테스트 조건을 제작 보고서로 정리한다. Canva 또는 Google Slides로 데모 발표 자료를 만들고 동료 피드백을 다음 버전에 반영한다. |
| 사용 플랫폼 | Arduino IDE, QTRSensors, Pololu 자료, Tinkercad, Google Sheets, Stopwatch 앱 |
|---|---|
| 강사 스펙 | 라인센서 보정, PID 기초, DC모터 튜닝, 라인트레이서 경기 운영 경험 4년 이상 |
| 수업대상 | 초등 고학년, 중학생, 고등학생, 로봇경진대회 준비반 |
| 소요시간 | 16-24시간 |
| 준비물 | 라인트레이서 섀시, IR/QTR 센서 어레이, DC모터, 모터 드라이버, 검정 테이프 트랙, 배터리 |
| 산출물 | 라인트레이서 로봇, 센서 보정표, 트랙 완주 기록 4단계 산출물 |
| 평가방법 | 작동성 35%, 실용성 25%, 완성도 25%, 발표 15% |