[아두이노 실습] 적외선 센서를 이용하여 거리 측정하기

이번 글에서는 센서를 이용해서 거리를 측정하는 실습을 해보겠습니다.

 

이번 시간에 사용할 센서는 적외선 거리 센서입니다. 이 센서는 적외선을 이용해서 장애물과의 거리를 측정할 수 있게 합니다. 장애물과의 거리를 10cm 전후부터 80cm까지 감지할 수 있습니다. 10cm 거리에 있는 장애물을 측정할 때는 약 3.1V의 아날로그 출력 전압을 가지고 80cm거리에 있는 장애물을 측정할 때는 약 0.4V의 출력전압을 가집니다. 그래서 10cm에서부터 80cm까지 사이의 거리들은 0.4V부터 3.1V의 아날로그 출력 전압을 가지게 됩니다.

 

실제 측정 시, OUTPUT으로 출력 전압이 몇 볼트인지 나오는 건 아니고 0부터 1023사이의 값으로 변환되어 나옵니다. 그래서 0부터 1023 사이의 아날로그 출력 전압을 거리로 변환하는 공식을 거치게 되면 장애물부터 센서까지의 거리를 정확하게 측정할 수 있습니다. 시리얼 모니터를 열면 장애물과의 거리를 실시간으로 모니터링 할 수 있습니다.

 

 

회로를 구성해 봅시다. 적외선 거리 센서를 아두이노 보드에 연결하는 방법은 매우 간단합니다. 이 센서에는 총 3개의 케이블이 달려 있습니다. 두 케이블은 전원 전압 5V와 Ground(GND)에 연결하고, 거리를 측정하는 역할의 케이블은 아날로그 입력 포트 (A0)에 연결하면 됩니다.

 

이제 스케치를 작성해 봅시다. 먼저 변수 Vcc에 전원 전압 5V를 할당합니다. 출력되는 결과를 저장하기 위해서 변수 dist를 사용합니다.

센서와의 시리얼 통신이 필요하기 때문에 9600 bps로 시리얼 통신 속도를 설정합니다.

 

Loop함수에서는 센서가 측정하는 아날로그 출력 전압을 거리로 변환하는 공식이 들어가 있습니다. analogRead 명령을 통해 측정된 값을 불러들입니다. 이 값은 0부터 1023까지 사이의 값으로써 10 bit로 표현되어 있습니다. 따라서 이 값을 2의 10제곱, 즉 1024개의 경우로 구분지어 줍니다.

 

그리고 전압을 거리로 변환하는 공식을 거치게 되면 센서와 장애물 사이의 거리를 구하게 됩니다. 센서의 출력 전압과 측정된 거리의 역수 간의 관계는 센서의 사용 가능한 범위 내에서 선형(linear) 관계입니다. 적외선 거리 센서는 물체까지의 거리의 역수에 대한 아날로그 출력 전압 함수로 나타낼 수 있습니다.이 함수값들을 사용하여 오른쪽 그래프와 같이 출력 전압(V)의 역수와 거리(cm)에 대한 함수 그래프를 그려서 센서 출력 전압을 대략적인 거리로 변환 할 수 있습니다.  

 

Loop함수의 핵심내용은 끝이 났고, 이제 Serial monitor에 출력하기 위한 작업을 합니다 마지막으로는 0.3 초의 delay를 주어서 우리가 측정결과를 눈으로 확인할 수 있게 합니다.

 

 

이제 스케치를 컴파일, 업로드를 하면 적외선 측정 센서가 장애물까지의 거리를 측정하게 됩니다.

 

이번 글에서는 적외선 측정 센서를 이용하여 장애물까지의 거리를 측정하는 실습을 진행하였습니다.

다음 글에서는 IoT 장비 중 아두이노와 함께 널리 사용되고 있는 라즈베리 파이에 대해서 알아보는 시간을 가지겠습니다.