[아두이노] 초음파센서(HC-SR04) 제어

연결 방법

이 코드는 아두이노와 초음파 센서를 사용하여 물체와의 거리를 측정하고, 그 값을 Serial Monitor에 출력하는 예제입니다. 초음파 센서는 소리의 속도를 이용해 물체까지의 거리를 계산합니다. TRIG 핀으로 초음파를 보내고 ECHO 핀으로 반사되어 돌아온 초음파 신호를 수신하여 거리를 측정합니다.

코드 설명

1. 핀 정의

#define TRIG 9 // TRIG 핀 (초음파 보내는 핀)
#define ECHO 8 // ECHO 핀 (초음파 받는 핀)

• TRIG: 초음파 센서에서 신호를 발사하는 핀으로, 디지털 핀 9에 연결되어 있습니다.
• ECHO: 반사된 초음파 신호를 수신하는 핀으로, 디지털 핀 8에 연결되어 있습니다.

setup() 함수

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(TRIG, OUTPUT);
  pinMode(ECHO, INPUT);
}

• Serial.begin(9600);: 시리얼 통신을 시작하여 초당 9600bps의 속도로 Serial Monitor에 데이터를 출력할 수 있도록 설정합니다.
• pinMode(TRIG, OUTPUT);: TRIG 핀을 출력 모드로 설정하여 초음파 신호를 보낼 수 있도록 합니다.
• pinMode(ECHO, INPUT);: ECHO 핀을 입력 모드로 설정하여 반사된 초음파 신호를 수신할 수 있도록 합니다.

loop() 함수

void loop() {
  long duration, distance;
  
  digitalWrite(TRIG, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG, LOW);
  
  duration = pulseIn(ECHO, HIGH);
  distance = duration * 17 / 1000;
  
  Serial.println(duration);
  Serial.print("\nDistance : ");
  Serial.print(distance);
  Serial.println(" Cm");
  
  delay(1000);
}

1. • long duration, distance;: 초음파 신호가 물체에 반사되어 돌아오는 시간(duration)과 거리(distance)를 저장할 변수입니다.
   • TRIG 핀 신호:
     • digitalWrite(TRIG, LOW); delayMicroseconds(2);: TRIG 핀을 짧게 LOW로 설정하여 신호를 초기화합니다.
     • digitalWrite(TRIG, HIGH); delayMicroseconds(10);: TRIG 핀을 HIGH로 설정하여 10 마이크로초 동안 초음파 신호를 전송합니다.
     • digitalWrite(TRIG, LOW);: TRIG 핀을 LOW로 다시 설정하여 초음파 신호 전송을 중지합니다.
   • ECHO 핀 신호:
     • duration = pulseIn(ECHO, HIGH);: ECHO 핀으로 반사된 초음파 신호를 수신하여 HIGH 상태로 유지된 시간을 duration 변수에 저장합니다. 이 값은 초음파가 물체까지 갔다가 반사되어 돌아오는 데 걸린 시간을 마이크로초 단위로 나타냅니다.
   • 거리 계산:
     • distance = duration * 17 / 1000;: 시간을 바탕으로 거리를 계산합니다. 소리의 속도를 이용해 센서에서 물체까지의 거리(단위: cm)를 계산합니다.
       • 소리의 속도는 약 340 m/s이므로, 거리를 계산할 때 (34000 * duration) / 1000000 / 2와 동일한 수식을 사용해 편도 거리로 환산합니다.
   • Serial Monitor 출력:
     • Serial.println(duration);: 초음파가 반사되어 돌아오는 시간을 Serial Monitor에 출력합니다.
     • Serial.print("Distance : "); Serial.print(distance); Serial.println(" Cm");: 거리 값을 cm 단위로 출력하여 물체와의 거리를 표시합니다.
   • delay(1000);: 1초 대기 후 측정을 반복합니다.

동작 원리

1. 초음파 센서 동작:
   • 초음파 센서는 TRIG 핀에서 신호가 전달되면 초음파를 발사하고, ECHO 핀에서 반사된 신호를 수신하여 왕복 시간(duration)을 측정합니다.
2. 거리 계산:
   • duration 값(왕복 시간)을 바탕으로 편도 거리를 계산하여 Serial Monitor에 표시합니다.
3. 출력 예시:
   • Serial Monitor에는 초음파가 반사되어 돌아오는 시간과 물체와의 거리 값이 Distance: [값] cm 형식으로 출력됩니다.

이 코드는 초음파 센서를 사용하여 간단한 거리 측정을 수행하며, 일정 간격(1초마다)으로 거리를 측정하여 Serial Monitor에 출력합니다.