빛 감지 센서로 밝기 측정하기: 주변 광도에 따라 LED 조절.

1. 이론 소개

• 광도 센서: 주변 빛의 강도에 따라 전기 신호를 변화시키는 센서입니다. 이 신호는 아두이노에서 아날로그 값으로 읽힙니다.
• PWM(Pulse Width Modulation): LED의 밝기를 조절하기 위해 사용되는 기술로, 신호의 폭을 변화시켜 평균 전력 출력을 조절합니다.

2. 준비물

• 아두이노 보드: 프로그램이 업로드되는 마이크로컨트롤러 보드입니다.
• 광도 센서 (예: LDR, Light Dependent Resistor): 빛의 강도에 따라 저항이 변하는 센서입니다.
• LED: 광을 발생시키는 전자 부품입니다.
• 저항: LED를 보호하기 위해 사용되며, 일반적으로 220옴 저항을 사용합니다.
• 점퍼 와이어: 회로 구성을 위해 필요합니다.
• 브레드보드: 회로를 쉽게 구성할 수 있는 실험용 보드입니다.

3. 추천 보드 및 간단한 설명

• 아두이노 우노: 다양한 기능을 제공하는 초보자에게 적합한 범용 보드입니다.
• 아두이노 메가: 더 많은 핀과 메모리를 제공하여 복잡한 프로젝트에 적합합니다.

4. 회로 구성

• 광도 센서 연결: 센서의 한쪽을 아두이노의 5V에, 다른 쪽을 GND에 연결하고, 중간 핀을 아날로그 입력 핀(A0 등)에 연결합니다.
• LED 연결: LED의 양극을 아두이노의 디지털 핀(예: 9번)에, 음극을 저항을 거쳐 GND에 연결합니다.

5. 코딩 내용

int LDRPin = A0; // 광도 센서 핀
int LEDPin = 9;  // LED 핀
int LDRValue = 0; // 광도 센서 값 저장 변수

void setup() {
  pinMode(LEDPin, OUTPUT); // LED 핀을 출력으로 설정
}

void loop() {
  LDRValue = analogRead(LDRPin); // 광도 센서로부터 값 읽기
  int brightness = map(LDRValue, 0, 1023, 0, 255); // 읽은 값을 밝기 값으로 변환
  analogWrite(LEDPin, brightness); // LED에 밝기 값 적용

  delay(100); // 100ms 대기
}

 

6. 코드 업로드 및 테스트

• 코드 업로드: 아두이노 IDE를 통해 아두이노 보드에 코드 업로드.
• 테스트: 광도 센서에 따라 LED의 밝기가 변하는지 확인.

7. 토론 및 응용

• 광도 센서의 원리: 광도 센서가 어떻게 빛의 강도를 감지하는지 이해.
• 응용 프로젝트: 자동 조명 시스템, 환경 조명 조절 장치 등 개발.

8. 추가 자료 및 과제

• 온라인 자료: 아두이노 공식 문서, 광도 센서 및 PWM 제어 관련 튜토리얼.
• 과제: 다양한 조명 조건에서 광도 센서를 사용한 자동 조명 시스템 구현.

전문 용어 설명

1. 광도 센서 (LDR): 빛의 강도에 따라 저항이 변화하는 센서.
2. PWM (Pulse Width Modulation): 전압의 폭을 조절하여 평균 전력을 제어하는 기술.
3. 아날로그 신호: 연속적인 값을 가지는 신호.
4. 디지털 신호: 이산적인 값(예: 0과 1)으로 정보를 표현하는 신호.
5. analogRead(): 아날로그 핀에서 값을 읽는 함수.
6. analogWrite(): PWM 핀에 특정 듀티 사이클의 신호를 출력하는 함수.
7. map() 함수: 한 범위의 값을 다른 범위로 변환하는 함수.
8. 디지털 핀 (Digital Pin): 아두이노에서 디지털 신호를 읽고 쓸 수 있는 핀.
9. 듀티 사이클 (Duty Cycle): PWM 신호에서 고전압 상태가 유지되는 시간의 비율.
10. GND (Ground): 전기적 접지를 의미하는 핀.