Arduino 아두이노 초음파(거리) 센서(ultrasounds sensor) 활용: 사람 인식하는 전자기기 작동 시스템

 

 

 

아두이노(Arduino)의 센서들을 알아보는 시간으로 지난 포스팅에서 초음파 센서 사용법과 이를 이용하여 거리를 측정하는 방법을 알아보았습니다. 오늘은 이를 활용하여 사람이 다가가면 전자기기가 자동으로 작동하는 시스템을 만들어 보겠습니다. 원리는 간단한데 앞서 알아본 초음파 센서를 이용하여 설정 거리보다 가까이 사람이 있으면 전자기기에 전력을 공급하는 방식입니다. 초음파 센서로 거리를 측정하는 프로그램은 아래 링크 참조 부탁드리며, 그 이후부터 진행하도록 하겠습니다.

Arduino 아두이노 초음파(거리) 센서(ultrasounds sensor) 사용방법

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준비물은 아래와 같습니다.

 - 아두이노 UNO R3 보드

 - 초음파 센서(HC-SR04)

 - DC-DC 승압형 5V 600mA USB 모듈

 - 5V USB 구동 전자기기

 

새롭게 소개드릴 제품은 DC-DC 승압형 5V 600mA USB 모듈입니다. 저도 처음 사용해보는 건데요.. 아두이노의 출력 전압을 이용하여 5V USB 충전이나 기타 USB 구동 전자기기들을 사용할 수 있게 연결해주는 모듈입니다. 아마 온라인상에서 쉽게 구할 수 있을 거예요 ㅎㅎ

DC-DC 습압형 5V 600mA USB 모듈

 

 

아두이노의 디지털 pin을 통한 출력 전압은 5V이니까 이번 프로젝트뿐만 아니라도 5V USB 구동 전자기기들을 이용할 때 유용하게 사용할 수 있을 듯합니다. ㅎㅎ 그리고 이번 프로젝트를 위해 USB 5V 전력으로 구동되는 전자기기를 사용해야 하는데 특별히 소유하신 전자기기가 없으면 휴대폰 USB 충전기로도 충분히 테스트해 볼 수 있습니다. 

 

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1. 아두이노와 초음파 센서, USB 모듈 연결하기

 

먼저 아두이노와 초음파 센서를 연결하고 전자기기의 USB 전원이 연결될 DC-DC 승압형 5V 600mA USB 모듈을 아두이노와 연결합니다. USB 모듈의 '+' 단자와 아두이노의 디지털핀(Digital Pin) 13번과 연결하고(프로그램에서 수정가능하니 꼭 13번이 아니어도 됩니다), '-' 단자는 그 옆의 GND에 연결합니다. 연결된 USB 모듈에 앞서 준비한 5V USB 구동 전자기기를 이용해서 사람이 다가가면 자동으로 켜지는 시스템을 만들 수 있습니다.

 

아두이노(Arduino), 초음파 센서(HC-SR04) 센서를 활용한 자동 선풍기 만들기 배선

 

 

 

 

2. 프로그램 코딩 

 

스케치에서 pinMode, digitalWrite, if 명령어를 사용해 앞서 링크드린 초음파 센서로 거리를 측정하는 프로그램과 조합하여 프로그램 코딩을 합니다. pinMode와 digitalWrite, if 명령어에 대해서는 아두이노 프로그램 코딩 초급 부분에서 정리하였으니 참고 부탁드립니다.

아두이노(Arduino) 프로그램 코딩 초급 (pinMode, digitalWrite, if 명령어)

int echo = 8;
int trig = 12;
int power = 13;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(trig, OUTPUT);
  pinMode(echo, INPUT);
  pinMode(power, OUTPUT);
}

void loop() {
  float cycletime;
  float distance;
  
  digitalWrite(trig, HIGH);
  delay(10);
  digitalWrite(trig, LOW);
  
  cycletime = pulseIn(echo, HIGH); 
  
  distance = ((340 * cycletime) / 10000) / 2;  

  Serial.print("Distance:");
  Serial.print(distance);
  Serial.println("cm");
  
  if(distance < 50){ 
    digitalWrite (power, HIGH); 
    } 
    else{ 
    digitalWrite (power, LOW); 
    }
  delay(500);
}

 

초음파 센서의 'echo'와 'trig' pin 설정을 각각 8, 12번으로 설정하고, 5V Output power pin을 13번으로 설정하였습니다. 그리고 초음파 센서로 거리를 측정한 후 거리가 50cm 이하가 되면 13번 pin에 연결되어 있는 USB 모듈을 통해 5V가 출력됩니다. 그러면 전자기기가 켜지겠죠? 아닐 경우는 출력 power가 없으니 자동으로 전원이 꺼지도록 'if 명령문'을 사용하였습니다.

 

3. 자동 동작 시스템 확인

 

저는 USB 5V 구동 소형 LED 전등으로 동작 테스트를 해보았습니다. 시리얼 모니터(Serial Monitor)에서 거리를 확인하면 아래와 같이 출력되고, 초음파 센서에 가까이 다가가면(사람과 센서 사이 거리가 50cm 이하 일 때) LED 전등이 자동으로 동작합니다. 와우~ ㅎㅎ

 

아두이노 초음파 센서를 이용한 자동으로 작동하는 전자기기 시스템 만들기

 

초음파 센서의 위치에 따라 거리는 적절히 조절하여 편하게 적용하시면 됩니다. ^^ 앞서 언급하였지만 USB 휴대폰 충전기로도 충분히 테스트 진행 가능합니다. 주의하실 부분은 아두이노의 디지털 Pin의 Output 최대 출력 전류가 40mA이기 때문에 소비전력이 높은 전자기기들은 따로 외부 전력이 필요합니다.

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여기까지 아두이노(Arduino)의 초음파 센서(HC-SR04)를 활용해서 사람을 인식하여 자동으로 전자기기를 작동하는 시스템을 구성해 보았습니다. 너무 간단하게 구성해서 허접해 보일 수도 있지만 대부분 이런 방법의 응용으로 수가 많아지고 조금 더 디테일하게 복잡해질 뿐입니다. 쉽게 생각하셔도 괜찮습니다 ^^

 

오늘도 긴 글 읽어주셔서 감사합니다.