거리 센서를 이용한 장애물 감지: 초음파 센서를 사용하여 거리 측정.

1. 이론 소개

• 초음파 센서: 물체로부터 반사되어 돌아오는 초음파를 이용하여 거리를 측정합니다. 이 센서는 거리를 측정하기 위해 초음파 펄스를 발사하고, 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 거리를 계산합니다.

2. 준비물

• 아두이노 보드: 마이크로컨트롤러 기반의 개발 보드로, 다양한 전자 프로젝트와 인터랙티브 작업에 사용됩니다.
• HC-SR04 초음파 센서: 물체와의 거리를 측정하기 위해 사용되는 초음파 기반의 센서입니다.
• 점퍼 와이어: 센서와 아두이노 보드를 연결하는 데 사용되는 전선입니다.
• 브레드보드: 전자 회로를 쉽게 조립할 수 있는 실험용 보드입니다.

3. 추천 보드 및 간단한 설명

• 아두이노 우노: 초보자에게 적합하고 다양한 프로젝트에 사용할 수 있는 다목적 보드입니다.
• 아두이노 메가: 더 많은 핀과 추가 기능을 갖추고 있어 복잡한 프로젝트에 적합한 보드입니다.

4. 회로 구성

• HC-SR04 연결: 센서의 VCC 핀을 아두이노의 5V 핀에, GND 핀을 아두이노의 GND 핀에 연결합니다. Trig 핀을 아두이노의 디지털 핀(예: 9번)에, Echo 핀을 다른 디지털 핀(예: 10번)에 연결합니다.

5. 코딩 내용

#include <NewPing.h>

#define TRIGGER_PIN  9  // 초음파 센서의 Trig 핀
#define ECHO_PIN     10 // 초음파 센서의 Echo 핀
#define MAX_DISTANCE 200 // 최대 측정 거리 (cm)

NewPing sonar(TRIGGER_PIN, ECHO_PIN, MAX_DISTANCE); // NewPing 객체 생성

void setup() {
  Serial.begin(9600); // 시리얼 통신 시작
}

void loop() {
  delay(50); // 50ms 간격으로 측정
  int distance = sonar.ping_cm(); // 거리 측정 (cm 단위)
  if (distance > 0) { // 거리 값이 0보다 크면
    Serial.print("Distance: ");
    Serial.print(distance); // 측정된 거리 출력
    Serial.println(" cm");
  }
}

 

6. 코드 업로드 및 테스트

• 코드 업로드: 아두이노 IDE를 통해 아두이노 보드에 코드를 업로드합니다.
• 테스트: 시리얼 모니터를 통해 물체와의 거리가 정확히 측정되는지 확인합니다.

7. 토론 및 응용

• 초음파 센서의 원리 이해: 초음파 센서가 어떻게 거리를 측정하는지에 대한 이해를 바탕으로, 센서의 다양한 응용 가능성에 대해 토론합니다.
• 응용 프로젝트: 로봇의 장애물 회피 시스템, 주차 보조 시스템, 근접 경보기 등 다양한 프로젝트에 센서를 적용할 수 있습니다.

8. 추가 자료 및 과제

• 온라인 자료: 아두이노 공식 사이트, 초음파 센서 사용법에 관한 튜토리얼 및 가이드.
• 과제: 실제 환경에서 초음파 센서를 이용한 장애물 감지 시스템 구현 및 테스트.

전문 용어 설명

1. 초음파 (Ultrasonic): 인간의 청각 범위를 초과하는 고주파수의 소리.
2. Trig 핀: 초음파 센서에서 신호를 발사하는 핀.
3. Echo 핀: 초음파 신호가 돌아오는 것을 감지하는 핀.
4. 시리얼 통신 (Serial Communication): 데이터를 순차적으로 한 비트씩 전송하는 방식.
5. NewPing 라이브러리: 아두이노에서 초음파 센서를 쉽게 사용할 수 있도록 도와주는 라이브러리.
6. 디지털 핀 (Digital Pin): 아두이노 보드에서 디지털 신호를 읽고 쓰는 핀.
7. GND (Ground): 전기적 접지를 의미하는 핀.
8. VCC: 전원 공급을 의미하는 핀.
9. 마이크로컨트롤러 (Microcontroller): 내장된 메모리와 프로세서를 가진 작은 컴퓨터 칩.
10. 브레드보드 (Breadboard): 회로를 쉽게 조립할 수 있는 실험용 보드.