【 아두이노 센서#22】 HC-SR04 초음파 센서 경보회로 with LCD

【 아두이노 센서#22】 HC-SR04 초음파 센서 경보회로 with LCD

 지난시간 초음파 센서로 접근 경보회로 기본을 다루었다. 그럼 이제 LCD를 부착하여 거리값을 LCD에 표시해보자. 이렇게 된다면 포터블하며 실제로 자동차등에 부착할 수 있는 형태가 되어 훨씬 실용적으로 활용할 수 있게 된다.

▶ 선수 학습 :

  1. 초음파 센서 다루기 #1  ☜ 강좌보기클릭

  2. 초음파 센서 다루기 #2  ☜ 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. 스피커와 LED는 각각 포트로 제어 할 수 있으나, 지금은 하나의 포트(13)로 제어할 것이며, LCD(1602)를 부착하여 초음파로 측정된 거리 값을 LCD를 통해 표시할 수 있다. 

▶ 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.

▶ 실습 절차  : 

1.    위 회로 연결도를 참고하여 부품들을 연결한다

2.    초음파 센서의 거리 값을 16x2 LCD로 표시하라

3.    LCD에 ‘거리값’을 표시 할 경우 큰 수치에서 작은 수치로 줄어들어 이전 수치값이 남아 있어 값을 읽을 때 혼란스러운 현상이 일어난다. 이럴경우 몇가지 방법이 있으나, 간단한 방법은, 임의의 공백을 적당한(2~10) 딜레이(값)와 함께 사용하면 해결할 수 있다.

4.    실제 거리와 유사한지 비교해본다

▶ 프로그램 코드 및 설명 : 

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

#include <LiquidCrystal.h>// LCD 사용을 위한 헤더 선언

int distance;

int triggerPin = 10;

int echoPin = 11;

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

LiquidCrystal lcd(2,3,4,5,6,7);//LCD 핀 배열 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

  }

 lcd.setCursor(0,0);  //커서를 첫 열 첫 행으로 이동

 lcd.print("Distance(cm):");

 lcd.print(distance);

 delay(2);   // 거리값 표시를 위한 약간의 딜레이를 준다. 

 lcd.print("            ");  //거리 값이 계속 바뀌어 나타나는 잔상제거를 위한 공백

}

▶ 실행영상:  

(전체화면 보기로 보세요)
# 아래 영상은 동일한 회로와 프로그래밍이 되어 있으며, 휴대성을 위해 아두이노 보드만, 우노 R3에서 나노 보드로 교체한 회로 영상이다.

▶ 아두이노 파일(다운) :

Ultrasonic_buzzer_LCD_.ino