초음파 센서와 LCD 화면을 사용하여 물체의 거리 및 위치 표시

초음파 센서와 LCD 화면을 이용한 아두이노 프로젝트를 위한 상세한 지침을 제공하겠습니다. 이 프로젝트는 물체의 거리와 위치를 측정하고 표시하는 것을 목표로 합니다.

1. 이론 소개

초음파 센서는 사운드 웨이브를 이용하여 물체와의 거리를 측정합니다. 이 웨이브는 물체에 반사되어 센서로 돌아오며, 이 시간을 측정하여 거리를 계산합니다. LCD 화면은 이 데이터를 시각적으로 표시합니다.

2. 준비물

• 아두이노 보드 (Uno, Mega 등)
• 초음파 센서 (HC-SR04 등)
• LCD 화면 (16x2 문자 LCD 등)
• 점퍼 와이어
• 브레드보드

3. 비슷한 센서 모델

• HC-SR04: 가장 일반적인 초음파 센서
• Parallax Ping)))™: 조금 더 비싸지만 더 정확
• MaxBotix EZ 시리즈: 다양한 범위와 해상도 제공

4. 추천 보드 및 간단한 설명

• 아두이노 Uno: 초보자에게 적합, 다양한 프로젝트에 사용 가능
• 아두이노 Mega: 더 많은 I/O 핀, 복잡한 프로젝트에 적합

5. 회로 구성

1. 초음파 센서의 VCC, GND, Trig, Echo 핀을 아두이노에 연결
2. LCD의 VCC, GND, SDA, SCL을 아두이노에 연결 (I2C 모듈 사용 시)

6. 코딩 내용(주석 상세하게 포함)

 

#include <LiquidCrystal_I2C.h> // LCD 라이브러리
#include <NewPing.h> // 초음파 센서 라이브러리

// 핀 정의
#define TRIG_PIN 9
#define ECHO_PIN 10
#define MAX_DISTANCE 200 // 최대 측정 거리

// 객체 생성
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
NewPing sonar(TRIG_PIN, ECHO_PIN, MAX_DISTANCE);

void setup() {
  lcd.init(); // LCD 초기화
  lcd.backlight(); // 백라이트 켜기
}

void loop() {
  delay(50); // 안정성을 위한 지연
  unsigned int uS = sonar.ping(); // 거리 측정
  float distance = uS / US_ROUNDTRIP_CM; // cm 단위로 변환
  lcd.setCursor(0, 0); // LCD의 첫 번째 줄에 커서 설정
  lcd.print("Distance: ");
  lcd.print(distance); // 거리 표시
  lcd.print(" cm");
}

 

7. 코딩 내용 설명

이 코드는 초음파 센서로부터 거리 데이터를 받아 LCD에 표시합니다. LiquidCrystal_I2C와 NewPing 라이브러리를 사용합니다. setup()에서 LCD를 초기화하고, loop()에서는 초음파 센서를 통해 거리를 측정하고 LCD에 표시합니다.

8. 코드 업로드 및 테스트

1. 아두이노 IDE를 열고 코드를 입력
2. 프로젝트를 아두이노 보드에 업로드
3. 실제 물체를 이용해 거리 측정 테스트

9. 응용 업그레이드

• 다양한 센서 데이터를 통합하여 더 정확한 측정
• 데이터 로깅 기능 추가
• 무선 통신을 통한 원격 모니터링

10. 전문용어 및 설명

• 초음파(Ultrasonic): 인간의 청각 범위를 넘는 소리 주파수
• 트리거(Trigger): 센서가 데이터를 수집하기 시작하는 신호
• 에코(Echo): 반사된 소리 신호
• I2C: 다중 장치를 연결하기 위한 통신 프로토콜

11. 기타

이 프로젝트는 환경 조건에 따라 센서의 정확도가 달라질 수 있습니다. 정확한 결과를 위해 여러 조건에서 테스트하는 것이 좋습니다.