【 아두이노 센서#21】 HC-SR04 초음파 센서 다루기 #2

【 아두이노 센서#21】 HC-SR04 초음파 센서 다루기 #2

 이번 시간은 초음파 센서 다루기 두 번째 시간으로, 초음파 경보회로를 만들어보려한다. 지난시간 초음파 센서를 이용해서 거리값을 계산해 낼 수 있었다. 이번시간은 이 거리값을 이용해서 특정 거리 영역으로 인지되면 경보음을 울리는 회로를 구성해보려 한다. 그리고 마치 자동차 범퍼에 달려 있는 접근 경보 센서 회로 처럼, 가까이 근접할 수록 신호음과 불 빛을 더 빨리 울리도록 해볼 것이다. 

▶ 선수 학습 :

  1. 초음파 센서 다루기 #1        강좌보기클릭☜

  

▶ 실습에 사용되는 부품 자료 ( HC-SR04 ) 

▶ 실습 목표 :  

1. 초음파 신호의 반사된 시간을 이용해서 물체까지의 거리값을 계산할 수 있다.

2. 물체가 일정거리(40cm) 이하로 감지가 되면 경보음과 함께 LED가 깜빡이게 하고, 가까울 수록 점점 더 빠르게 반응 하도록 프로그래밍 한다. 

3. 실습1은 스피커와 LED를 같이 묶어 포트 하나로 간단히 제어 해 볼 것이고, 실습2는 포트 두 개를 사용하여 각각 제어 해 볼 것이다(출력 공급이 조금 더  좋아짐)

▶ 실습 회로도면 :

  (이미지 클릭하면 확대 가능)

※ 아두이노 포트의 작은 출력으로 소리와 함께 LED를 작동 시키기 때문에, 기본적으로 소리가 작게 날 수 있으며, 스피커는 와트(w) 수가 작은 것을 사용해야 들을 수 있다. 또한 진동판을 전류로 울려서 소리를 내는 방식의 스피커 보다는 피에조 타입의(압전) 스피커를 사용하는 것이 좋다.

※ 본 실습 처럼 단순한 음을 듣기 위한 회로에서는 스피커의 극성 구분은 크게 의미가 없다. 

▶ 실습 1 절차  : 

1. 위 회로 연결도를 참고하여 부품들을 연결한다. 

2. 스피커와 LED를 하나의 포트에 연결하여 동시에 제어 해본다.

▶ 프로그램 코드 및 설명 : 

/*  초음파 센서(HC-SR04 모듈)로 물체와의 거리측정하기 */

int distance;

int triggerPin = 7;

int echoPin = 6;

int alertPin=3;    //   스피커 & LED 연결 핀 설정

void setup( )  {

  Serial.begin(9600);

  pinMode(triggerPin, OUTPUT);  // 트리거 핀을 출력으로 설정

  pinMode(echoPin, INPUT);       // 에코 핀을 입력으로 설정

}

void loop( ) {

 digitalWrite(triggerPin, LOW);    // 트리거 핀 초기화

  digitalWrite(echoPin, LOW);      //  에코 핀 초기화

  delayMicroseconds(2);

  // 트리거 핀으로 10 us의 펄스를 발생

  digitalWrite(triggerPin, HIGH);

  delayMicroseconds(10);

  digitalWrite(triggerPin, LOW);

  // 에코 핀 입력으로부터 거리 값을  cm 단위로 계산

  distance = pulseIn(echoPin, HIGH) / 58;

  Serial.println("Distance(cm) = " + String(distance));

  delay(1000);

  distance = distance>100? 100:distance;//100이상의 값은 모두100

  if (distance < 40) {       //  40 이하의 값부터 경보 시작

    digitalWrite(alertPin,HIGH);

    delay(10);

   digitalWrite(alertPin,LOW);

   delay(distance); // 거리가 가까울수록  음이 빨라지도록 딜레이값을 조정

   }

}

▶ 실습 1 실행영상:  

(전체화면 보기로 보세요)

▶ 아두이노 파일(다운) :

Ultrasonic01_Basic.ino

▶ 실습 2 절차  : 

1. 위 회로 연결도를 참고하여 부품들을 연결한다. 

2. 스피커와 LED를 분리하여 각각의 아두이노 포트를 사용하여 연결한다.

▶ 실습 회로도면 :

 (이미지 클릭하면 확대 가능)

▶ 프로그램 코드 및 설명 : 

int distance;

int alertLED=9;   //   LED  연결 포트

int alertBuzz=8; //   Buzzer  연결 포트

int triggerPin = 7;

int echoPin = 6;

void setup() {

  Serial.begin(9600);

  pinMode(alertLED, OUTPUT);    // 경보용 LED포트를 출력으로 설정

  pinMode(alertBuzz, OUTPUT);   // 경보용 Buzzer를 출력으로 설정

  pinMode(triggerPin, OUTPUT);  // 트리거 핀을 출력으로 설정

  pinMode(echoPin, INPUT);         // 에코 핀을 입력으로 설정

}

void loop() {

 digitalWrite(triggerPin, LOW);    // 트리거 핀 초기화

  digitalWrite(echoPin, LOW);      //  에코 핀 초기화

  delayMicroseconds(2);

//   ----- 트리거  핀으로 10us의 펄스를 발생  -----

 digitalWrite(triggerPin, HIGH);

  delayMicroseconds(10);

  digitalWrite(triggerPin, LOW);

//---------------------------------------

  distance = pulseIn(echoPin, HIGH) / 58; //  거리값

 distance = distance>100? 100:distance;//100이상의 값은 모두100

if (distance < 40) {      //  40cm 미만 값 부터 경고음(Led) 시작

    digitalWrite(alertLED,HIGH);

    digitalWrite(alertBuzz,HIGH);

    delay(10);

    digitalWrite(alertLED,LOW);

    digitalWrite(alertBuzz,LOW);

    delay(distance);

 }

  Serial.println(String(distance)+"(cm)");

  delay(10);

}

▶ 실습 2 실행영상:  

(전체화면 보기로 보세요)

▶ 아두이노 파일(다운) :

Ultrasonic_buzzer2.ino