"상상만 하던 에지 컴퓨팅과 피지컬 AI, 이제 책상 위 라즈베리파이 5로 실현하세요!" 인공지능 기술이 클라우드를 넘어 우리 곁의 기기에서 직접 구동되는 '에지(Edge) AI'의 시대가 열렸다. 이 거대한 흐름의 중심에는 전 세대보다 2~3배 더 강력해진 성능으로 돌아온 라즈베리파이 5가 있다. 본 도서는 단순한 소형 컴퓨터 사용법을 넘어, 라즈베리파이 5를 활용해 실전 피지컬 AI 시스템을 구축하려는 모든 이를 위한 가장 완벽한 지침을 제공한다.

머리말 x PART I 라즈베리파이 기초 다지기 CHAPTER 1 라즈베리파이 준비하기 3 1.1 라즈베리파이 4 1.2 라즈베리파이 5 7 1.3 라즈베리파이를 위한 주변장치 12 1.4 라즈베리파이 OS 15 1.5 요약 25 CHAPTER 2 라즈베리파이 시작하기 26 2.1 라즈베리파이 첫 번째 부팅 27 2.2 라즈베리파이의 IP 주소 확인 31 2.3 원격 데스크톱 사용 37 __2.3.1 VNC 40 __2.3.2 RDP 44 2.4 라즈베리파이와 컴퓨터 직접 연결 51 2.5 요약 56 CHAPTER 3 라즈베리파이 OS 58 3.1 라즈베리파이 OS 59 3.2 셸과 터미널 59 3.3 사용자 관리 63 3.4 파일 시스템 68 3.5 파일과 디렉터리 관리 76 3.6 USB 드라이버 연결 81 3.7 시스템 관리 83 3.8 시스템 종료 및 재시작 89 3.9 요약 92 CHAPTER 4 파이썬 프로그래밍 93 4.1 파이썬의 역사 94 4.2 파이썬의 특징 95 4.3 파이썬 프로그래밍 환경 설정 97 4.4 파이썬 106 __4.4.1 파이썬 식별자 106 __4.4.2 문장과 줄 그리고 들여쓰기 107 __4.4.3 변수와 데이터 타입 111 __4.4.4 연산자와 연산자 우선순위 116 __4.4.5 제어문 120 __4.4.6 시퀀스 125 __4.4.7 컬렉션 128 __4.4.8 함수 132 __4.4.9 모듈 135 __4.4.10 패키지 137 __4.4.11 클래스 139 __4.4.12 라이브러리 142 4.5 요약 145 PART II 범용 입출력 핀 사용하기 CHAPTER 5 범용 입출력 핀 149 5.1 범용 입출력 핀 150 5.2 파이썬을 이용한 범용 입출력 핀 제어 155 5.3 C/C++를 이용한 범용 입출력 핀 제어 157 5.4 GPIO 사용 시 주의할 점 161 5.5 요약 165 CHAPTER 6 디지털 데이터 입출력: LED와 버튼 167 6.1 디지털 데이터 출력 168 6.2 디지털 데이터 입력 175 6.3 PWM 신호 출력 184 6.4 요약 188 CHAPTER 7 모터 190 7.1 모터 191 7.2 DC 모터 192 7.3 스텝 모터 199 7.4 서보 모터 210 7.5 요약 214 CHAPTER 8 UART 통신 216 8.1 UART 통신 217 8.2 라즈베리파이의 UART10 포트 218 8.3 라즈베리파이의 UART0 포트 222 8.4 요약 231 CHAPTER 9 I2C와 1-와이어 통신 232 9.1 I2C 통신 233 9.2 라즈베리파이의 I2C 통신 235 __9.2.1 텍스트 LCD 235 __9.2.2 가속도 각속도 센서 239 9.3 1-와이어 통신 250 9.4 요약 255 CHAPTER 10 SPI 통신 256 10.1 SPI 통신 257 10.2 8자리 7세그먼트 표시장치 258 10.3 LED 매트릭스 267 10.4 요약 274 CHAPTER 11 아날로그 디지털 변환기 276 11.1 아날로그 디지털 변환기 277 11.2 가변저항 279 11.3 아날로그 온도 센서 283 11.4 CdS 조도 센서 287 11.5 요약 291 CHAPTER 12 디지털 데이터 출력 센서 293 12.1 초음파 거리 센서 294 12.2 PIR 센서 298 12.3 터치 센서 302 12.4 DHT11 온습도 센서 306 12.5 요약 310 PART III 인공지능 알고리즘 사용하기 CHAPTER 13 버저와 스피커 313 13.1 버저 314 13.2 스피커 318 13.3 요약 326 CHAPTER 14 음성 합성과 음성 인식 328 14.1 음성 합성 329 14.2 음성 인식 334 14.3 요약 343 CHAPTER 15 카메라와 영상 인식 345 15.1 카메라 346 15.2 QR 코드 스캐너 356 15.3 얼굴 검출 358 15.4 사람 검출 361 15.5 특징점 추출 363 15.6 요약 368 PART IV 인터넷 활용하기 CHAPTER 16 HTTP 클라이언트 373 16.1 웹 클라이언트 374 16.2 웹 페이지 분석 377 16.3 기상청 API 허브 383 16.4 오늘의 날씨 - OpenWeather 390 16.5 요약 397 CHAPTER 17 원격 모니터링과 원격 제어 400 17.1 플라스크 웹 서버 401 17.2 원격 모니터링 403 17.3 원격 제어 405 17.4 포트 포워드 416 17.5 요약 418 CHAPTER 18 인터넷 애플리케이션 420 18.1 IP 주소 알아내기 421 18.2 인터넷 시간 사용하기 423 18.3 구글 계정으로 이메일 보내기 427 18.4 MQTT 430 18.5 요약 437 찾아보기 439

책이 완성되어 가면서 느낀 점은 라즈베리파이로 할 수 있는 일이 처음 생각했던 것보다 훨씬 많다는 점이다. 이런 것도 가능할까 생각만 했던 것까지도 라즈베리파이 5로 가능했고, 이 모든 가능성을 책에 담지 못한 것이 아쉬울 따름이다. 이 책은 라즈베리파이와 관련된 수많은 이야기 중 기본이 되는 것들을 위주로 다루고자 했으니, 라즈베리파이를 처음 시작하는 독자들에게는 신기하고 재미있는 경험을, 라즈베리파이를 이미 경험해 본 독자들에게는 다양한 활용을 가능하게 해주는 시작점이 되어 줄 것으로 기대한다. 라즈베리파이를 즐겨 보자! (xi쪽)

한글을 정상적으로 표시하기 위해서는 트루타입 폰트 패키지인 fonts-unfonts-core 패키지를 설치하면 된다. 패키지 설치를 위해서는 apt(Advanced Package Tool) 명령을 사용할 수 있다. apt 명령은 데비안 계열 리눅스에서 소프트웨어 패키지를 설치, 삭제, 업데이트하는 데 사용된다. -y 옵션은 설치 여부를 확인하는 과정을 건너뛰도록 해준다. (30쪽)

연산자들 사이에 우선순위가 정해져 있지만 복잡한 계산을 하나의 문장으로 나타내는 것은 코드를 이해하기 어렵게 만들 수 있으므로, 복잡한 문장은 여러 개의 간단한 문장으로 나누어 단계별로 계산하는 것이 좋다. 또한 연산자 중에서 우선순위가 가장 높은 연산자가 괄호이므로 우선순위가 명확하게 나타날 수 있도록 괄호 사용을 추천한다. (120쪽)

모터 중에서는 회전자를 전자석으로, 고정자를 영구자석으로 구성한 형태가 가장 흔하며 이를 브러시드 모터(brushed motor)라고 한다. 이때 브러시란 회전하는 전자석에 가하는 전원의 극성을 바꿔 자기장의 변화를 만들 수 있도록 해주는 부품을 말한다. 브러시드 모터는 역사가 오래되었지만, 브러시가 접촉에 의해 전원을 공급하므로 마찰에 의해 브러시가 마모되고 열이 발생해 수명이 짧
다는 단점이 있다. (191쪽)

LED 매트릭스는 LED를 행과 열로 배치하여 문자, 기호, 숫자 등을 표시할 수 있도록 만든 출력장치다. LED 매트릭스는 64개의 LED를 8행 8열로 구성하여 사용하는 것이 기본이며 하나의 문자를 표시하는 데 사용된다. LED 매트릭스는 8자리 7세그먼트 표시장치와 사용하는 LED 수는 같지만 모두 하나의 문자를 표시하는 데 사용되므로 7세그먼트 표시장치보다 복잡한 문자를 표시할 수 있다. (267쪽)

얼굴 검출을 위해서는 여러 가지 알고리즘을 사용할 수 있지만, OpenCV 라이브러리에서는 하르 캐스케이드(Haar Cascade) 분류기를 사용할 수 있다. 하르는 헝가리의 수학자인 알프레드 하르(Alfred Haar)가 만든 명암 기반의 특징을 사용해서 붙여진 이름이다. 캐스케이드는 계단식의 흐름을 의미하며 여러 단계의 분류기가 순차적으로 배치되어 있음을 뜻한다. 캐스케이드 구조는 먼저 얼굴이 없는 영역을 초기에 빠르게 걸러내고, 얼굴이 있을 가능성이 높은 영역만 처리하도록 함으로써 빠르고 효율적인 검출을 가능하게 해준다. (358쪽)

라즈베리파이가 처음인 독자들에게는 신기하고 재미있는 경험을, 이미 경험해 본 독자들에게는 다양한 활용을 위한 시작점을 제공한다. 이 책은 라즈베리파이 5를 사용해 세상과 상호작용하는 지능형 시스템 구현을 목표로, 기본적인 라즈베리파이 사용법부터 응용까지의 전 과정을 다룬다. 라즈베리파이를 처음 접하는 독자도 어려움 없이 라즈베리파이를 시작할 수 있도록 운영체제 설치와 초기 설정법, 기본적인 리눅스 사용법에 이어 개발 환경 구축법을 차례대로 설명한다. 이어서 범용 입출력 핀을 사용한 입출력 제어를 바탕으로 다양한 센서, 카메라, 액추에이터 등을 연결하고 제어하는 방법을 다루고, 이를 바탕으로 실제 물리 세계의 정보를 수집하고 반응하는 시스템 구현 방법을 다룬다. 또한 인터넷 활용과 영상 처리, 음성 인식 등 피지컬 AI의 핵심 기술을 에지 컴퓨팅 환경에서 구현하는 방법을 예제 중심으로 알아본다. ●압도적인 디테일과 '바이블'급 완성도: 국내 마이크로컨트롤러(MCU) 분야 최고 권위자 중 한 분으로 꼽히는 허경용 교수가 집필하여, 입문자를 위한 체계적인 커리큘럼부터 하드웨어와 소프트웨어를 깊이 있게 연결하는 통찰력을 제공한다. ●라즈베리파이 5 최신 사양 완벽 반영: 2.4GHz 쿼드 코어 프로세서, PCIe 2.0 인터페이스 등 라즈베리파이 5만의 새로운 구조와 작동 방식을 기본으로 하여 이전 모델과는 달라진 제어 방법까지 상세히 안내한다. ●기초부터 인공지능 실습까지 단계적 구성: OS 설치와 파이썬 기초는 물론, 각종 센서 및 모터 제어(GPIO), 음성 합성/인식, 그리고 카메라를 이용한 영상 인식까지 이론과 실습을 절묘하게 구성했다. 이 책의 특징 ●라즈베리파이 5를 기본으로 최신 하드웨어 구성과 사양 반영 ●운영체제 설치부터 인공지능 활용까지 이어지는 단계적 구성 ●핵심 개념 설명과 이를 확인할 수 있는 실용적 예제 제공 ●에지 컴퓨팅과 피지컬 AI 시스템 구현을 위한 장치 중심의 내용 구성