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[10강] 아두이노 온도센서 TMP36 / 온도 측정 / 온도센서 led 제어 / analogRead() / 회로도, 소스코드 공유
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아두이노 기본실습 6 – CDS(Photoresistor) 광센서 조도센서 실험 | 싸이피아SCIPIA

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아두이노 기본실습 6 – CDS(Photoresistor) 광센서 조도센서 실험

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[Arduino] 아두이노 광센서(CDS)를 활용해서 LED 제어하기

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[Arduino] 아두이노 광센서(CDS)를 활용해서 LED 제어하기

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[Arduino] 아두이노 광센서(CDS)를 활용해서 LED 제어하기
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Arduino 아두이노 광센서, 조도센서(Light sensor) 사용 방법 :: IT-G-House

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Arduino 아두이노 광센서 조도센서(Light sensor) 사용 방법

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Arduino 아두이노 광센서, 조도센서(Light sensor) 사용 방법 :: IT-G-House
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아두이노 조도센서 – 검색결과 | 쇼핑하우

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아두이노 조도센서 - 검색결과 | 쇼핑하우
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아두이노 CDS센서로 빛의 세기 측정하기 :: 남보공방

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  • Most searched keywords: Whether you are looking for 아두이노 CDS센서로 빛의 세기 측정하기 :: 남보공방 CDS센서는 빛의 세기에 따라 저항 값이 변하는(빛의 세기가 셀수록 저항이 작아짐) 광 가변저항이다. 일반적으로 CdS(황화카드뮴)를 사용하므로 CdS라고 … 정확한 빛의 세기를 일반적으로 사용하는 LUX단위로 측정하기 위해서는 제대로 된 광량측정센서를 사용해야 하지만, 단지 빛의 세기가 강한지 어두운 밤인지 정도를 판별하는 용도라면 100원 이하의 센서 비용..메이킹,피지컬컴퓨팅,IOT,아두이노,ESP
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아두이노 CDS센서로 빛의 세기 측정하기

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아두이노 CDS센서로 빛의 세기 측정하기 :: 남보공방
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[Arduino] 아두이노 광센서(CDS)를 활용해서 LED 제어하기

광센서의 개요

우리가 길가다가 도시나, 골목길에서 가로등을 자주 마추치게 된다.

가로등 뿐만아니라 해가질때 산에 올라가서 서울 시내를 바라볼때 일몰시간이 시작되면 도심속 빌딩들이 점점 환하게 불이 켜지는것을 목격할 수 있다.

우리가 살고있는 이곳은 숨어있는 원리들이 생활속에 하나하나씩 존재한다.

낮에는 불이 안들어오고 밤에만 환하게 비추어주는 가로등의 원리는 과연 무엇일까?

이번시간에 아두이노를 통해서 그 원리를 알아보도록 하자.

CDS는 빛을 받아들이게 되면 전도성을 가지는 반도체이며, 빛의 양에 따라서 저항값이 바뀌게되는 가변저항이다.

센서의 구성물질을 황화카드뮴이며, 회로구성이 간단하고 저렴해서 우리의 실생활에서 자주 유용하게 쓰인다.

아두이노에 회로를 구성하게되면, 빛의 양으로인해 저항값이 바뀜과 동시에 전류의 세기도 마찬가지로 바뀌게 되고,

일정하지 않은 전자의 양이 아날로그 값으로 표현이 된다.

그 뒤에 정수로 변환시켜 빛의 양을 한눈에 알아볼 수 있게 우리는 시리얼 모니터를 통해 확인할 수 있게된다.

예제실습 – 광센서의 작동확인

우선 필요한 준비물은 LED전구 , CDS(빛센서) , 220Ω , 10kΩ 각각 하나씩 필요하다.

CDS센서는 특이하게 극성이 존재하지 않는다. 그래서 예외적으로 GND와 5V를 구분하지 않아도 된다.

CDS회로를 구성할때 전류의 값이 불안정하므로 10k 저항을 구성시킨다.

LED는 5번핀에다가 연결시켜주고 220저항을 연결해준다.

int val = 0; void setup() { pinMode(5, OUTPUT); Serial.begin(9600); } void loop() { int val = analogRead(A0); Serial.println(val); if (val < 500){ digitalWrite(5, HIGH); } else{ digitalWrite(5, LOW); } delay(200); } 코드는 위와같이 매우 간단하게 구성되어있다. loop문을 추가로 설명하자면 아날로그 값을 읽어올때 정수타입의 변수를 설정해주면 우리가 시리얼 모니터로 읽어오기 훨씬 편리하다. 그래서 가급적이면 정수타입으로 바꿔주는게 좋다. 그리고 여기서 조건문을 설정해주고 값이 500이하면 불이 켜지게 하고, 그 이상이면 불이 꺼지게 loop문을 구성해준다. 컴파일을 시키게 되면 빛의 양에따라서 위의 사진과 같이 LED의 상태가 바뀌는것을 확인할 수 있다. 이 원리는 앞서 말했듯이 이원리는 가로등에서도 쓰이지만, 야간의 자동차의 라이트가 켜지는 원리, 빛의 밝기에 따라서 휴대폰의 밝기가 자동적으로 조절되는 원리랑도 비슷하다. 반응형

Arduino 아두이노 광센서, 조도센서(Light sensor) 사용 방법

아두이노(Arduino)의 센서들을 알아보는 시간으로 앞선 포스팅에서 아두이노를 이용해 온실(식물) 재배 환경을 측정하는 시스템을 만들 때 사용했던 광센서, 조도센서(Light sensor)에 대해 알아보겠습니다.

광센서는 보통 일조량을 측정하거나 빛을 감지할 때 사용하곤 해서 일상생활에서는 쉽게 접하기는 사실 어려울 수도 있을 거 같습니다. 그러나 가시광선 영역 외 사람 눈으로 보기 어려운 자외선 및 적외선 파장대를 사용하는 기기의 빛을 감지하거나 빛을 이용한 통신을 할 때도 광센서를 사용하는 등 알게 모르게 생활 속 다양한 곳에서 다양한 종류의 광센서가 사용되고 있습니다.

지난 포스팅에서 광센서는 재배온실의 환경을 측정하거나 식물에게 필요한 광량을 정밀하게 측정하기 위해 사용하는 것으로 소개드렸습니다. 이처럼 이번 포스팅에서는 태양의 빛의 세기인 조도(Lux)를 측정하는 아두이노용 광센서를 소개해드리고 사용방법에 대해 알아보겠습니다.

1. bh1750 조도센서

아두이노용 bh1750 조도센서

아두이노에서 사용할 광센서를 검색하면 일반적으로 bh1750 조도센서를 많이 찾아볼 수 있습니다. 그중 위의 사진처럼 CY-30 또는 GY-302 모듈이 가장 많이 검색되는데 모두 Cds 타입의 조도 센서입니다.

Cds는 황화 카드뮴(Cadmium Sulfide) 약자로 빛에 반응하는 화합물로 빛을 Cds에 비추었을 때 내부의 전기전도도가 높아지는 광도전 효과(光導電效果, photoconductive effect)가 나타납니다. 빛이 많이 들어오면 저항이 작아지고 적게 들어오면 저항이 커지는 성질을 이용하여 빛의 유무를 측정할 수 있는 광도전소자에 많이 이용됩니다. CdS 광도전소자는 가시광선 대역에서 특히 높은 감도를 나타내기 때문에 가시광선 영역대의 빛의 세기(조도, Lux)를 측정하는 광센서로 사용됩니다.

황화카드뮴 조도 센서

보통 Cds 조도센서라고 하면 위 사진과 같은 제품을 많이 보셨을 거라 생각되고 이런 단품으로 생각이 됩니다. 그러나 아두이노에서 사용하려면 모듈 제품이 필요하고 실질적으로 실외나 사용 환경에 따라서 모듈의 회로까지 보호할 수 있는 형태면 더욱 좋습니다. 그래서 저는 bh1750fvi 모듈을 사용하고 오늘 포스팅에도 이 모듈을 가지고 진행하려고 합니다.

아두이노(Arduino) bh1750fvi 조도센서 bh1750fvi 조도센서 아두이노(Arduino) bh1750fvi 조도센서

사진에서 볼 수 있듯이 외부환경으로부터 회로를 보호하고 태양의 직사광선을 확산시켜주는 덮개가 있어 실외에서 사용하기에도 적합합니다. 혹시 아두이노용으로 사용할 수 있는 더 괜찮은 조도센서가 있다면 추천 부탁드립니다 ^^

2. 아두이노(Arduino)와 bh1750 조도센서 배선

2-1. I2C 통신

bh1750 조도센서는 I2C 통신을 합니다. I2C (Inter-Integrated Circuit)은 실제로는 I²C (아이 스퀘어 씨)가 올바른 표기이지만 다들 I2C(아이 투 씨)라고 많이들 표기합니다.

I²C 는 풀업 저항이 연결된 직렬 데이터(SDA)와 직렬 클럭(SCL)이라는 두 개의 양 방향 오픈 컬렉터 라인을 사용합니다. 즉, 데이터(SDA)와 데이터의 전송 타이밍(SCL)을 위한 두 개의 선으로 통신을 하는 방식입니다.

I²C는 빠른 속도를 요구하지 않는 간단한 저비용 주변 장치들에 적합하며, 특히 아두이노 같은 Micro-controller에서 단지 2개의 입출력 핀과 소프트웨어만을 이용하여 여러 장치들을 제어할 수 있다는 장점이 있습니다. 또한 일반적으로 더 적은 전력을 소모하기 때문에 휴대전화나 이동형 장치들에서 사용하기에 편리합니다 (위키백과).

아두이노(Arduino) I2C 통신

인터넷 상에서 ‘I2C 통신’이라고 검색을 하면 위와 같은 그림을 많이 볼 수 있습니다. 통신을 위해서 하나의 Master와 하나 이상의 Slave가 구성되는데 Master는 MCU, 아두이노가 되며, Slave는 device, 외부기기 및 센서가 됩니다.

Slave는 여러개 동시에 연결을 하여 통신할 수 있는데 이때 Slave 간 구별을 위해 각 Slave마다 개별 주소(address)가 필요합니다. 실제 아두이노 프로그램이나 라이브러리에 포함된 내용을 보게 되면 I2C통신을 하는 센서나 외부기기는 address가 부여되어 있습니다.

더 자세한 내용은 I2C통신으로 검색하여 찾아보시면 정말 다양한 정보가 있으니 참고 부탁드리며, 여기에서는 오늘 사용하려는 bh1750 광센서가 I2C 통신을 한다. 그래서 두 개의 선 (SDA, SCL)이 필요한데, SCL (직렬 클럭)이 데이터 전송 타이밍을 맞춰주는 방식으로 통신을 한다. 또한 각 Slave에는 address가 부여하여 구분을 하기 때문에 아두이노의 하나의 SDA, SCL 포트에 여러 개의 센서 및 외부기기를 병렬로 연결하여 사용할 수 있다! 정도만 기억하시면 됩니다.

2-1. 아두이노와 조도센서 배선

bh1750 센서에는 VCC/SCL/DAT/GND/ADD 로 총 5개의 연결 단자가 있습니다. 각각 아두이노의 적합한 pin에 연결하시면 됩니다. VCC는 5V, GND는 GND, ADD는 연결하지 않거나 GND에 연결하고, 앞서 소개해드린 SCL과 DAT (SDA)는 각각 아날로그 핀 (Analog pin) 5번과 4번에 연결하시면 됩니다.

아두이노(Arduino)와 조도센서(Light sensor) 배선

2. 프로그램 코딩

먼저 라이브러리를 다운받습니다. 다운로드한 라이브러리는 스케치에서 추가해주시고, 혹시 라이브러리를 처음 사용하시는 분은 아래 링크 참조하셔서 스케치에서 라이브러리를 추가하는 방법을 알아두시면 유용합니다.

BH1750-master.zip 0.27MB

#include BH1750 lightMeter; void setup(){ Serial.begin(9600); lightMeter.begin(); } void loop() { float lux = lightMeter.readLightLevel(); Serial.print(“Light: “); Serial.print(lux); Serial.println(” lx”); delay(1000); }

코드는 라이브러리를 사용하기 때문에 생각보다 간단합니다. 라이브러리에 속해있는 명령어 lightMeter.begin(); 명령어가 setup에서 실행되고, 변수 lux에 lightMeter.reaLightLevel(); 명령어로 측정된 조도 값을 저장한 뒤 Serial.print 명령어로 출력하는 순서입니다.

프로그램 코딩 후 컴파일/업로드를 진행하면 시리얼 모니터로 조도센서에 의해 측정된 조도 값이 1초 간격으로 나타나는 것을 확인할 수 있습니다.

여기까지 아두이노(Arduino) 센서 중 조도센서(Light sensor) bh1750 모듈의 사용 방법을 알아보았습니다. 이와 함께 I2C통신 방식에 대해서도 간단하게 설명드렸습니다. 추후 기회가 생기면 통신방식에 대해서 정리해보는 포스팅을 하도록 하겠습니다.

앞서 소개해드렸듯이 조도센서는 일상생활에서 알게모르게 많이 사용되기도 하고 특히 식물 재배 환경에서는 햇빛의 광량을 측정할 수 있기 때문에 아주 유용합니다. 식물에게 일일적산광량 (DLI, Day Light Integral) 매우 중요한 개념이고, 개화에 있어서 광량 및 주기 또한 큰 영향을 미치기 때문에 꼭 측정하는 항목이기도 합니다.

광이 식물에 영향을 미치는 부분은 아두이노 블로그에서는 다루지는 않도록 하겠습니다. ㅎㅎ 그럼 오늘도 긴 글 읽어주셔서 감사합니다. 궁금하신 부분이나 다양한 의견 댓글로 남겨주시면 감사하겠습니다.

아두이노 CDS센서로 빛의 세기 측정하기

정확한 빛의 세기를 일반적으로 사용하는 LUX단위로 측정하기 위해서는 제대로 된 광량측정센서를 사용해야 하지만, 단지 빛의 세기가 강한지 어두운 밤인지 정도를 판별하는 용도라면 100원 이하의 센서 비용으로도 원하는 기능을 구현할 수 있다.

CDS센서는 빛의 세기에 따라 저항 값이 변하는(빛의 세기가 셀수록 저항이 작아짐) 광 가변저항이다. 일반적으로 CdS(황화카드뮴)를 사용하므로 CdS라고 한다. 광센서(sensor) 중에 하나로 저렴한 것은 개당 몇십원 정도로 값싸고 간단한 센서이지만 많은 곳에 유용하게 사용할 수 있다.

CDS센서의 특성을 이용한 빛의 세기 측정방법

센서의 모델별로 편차가 있지만 소형 모델인 경우 밝을 때 0.2K옴, 어두울 때 60K옴 정도로 빛의 세기에 따라 저항값이 바뀌므로 다음과 같은 회로를 구성하고 Pin A에서의 전압값을 측정하면 빛의 세기를 판별할 수 있게된다.

즉, 전체 전압이 5V이고 밝을 때 CDS의 저항은 0.2K옴 정도이라면 5V전압은 저항에 비례하여 나눠지므로 5 X (10K/(0.2K+10K) = 4.9 V 즉 Pin A에서의 전압은 4.9V 정도로 측정될 것이고, 어두울 때 CDS의 저헝은 50K이라면 Pin A에서의 전압은 0.8V 정도가 측정될 것이다.

그리고 이 Pin A를 아두이노 Analog Input단자에 연결하면 0~5V가 0~1024의 숫자로 표시되므로 이 숫자를 확인하여 현재 빛의 세기를 측정할 수 있다. 물론 이 숫자를 바로 LUX단위로 변환하기는 어렵지만 대략적인 빛의 세기는 이와 같이 간단하게 측정할 수 있게 된다.

이와 같이 상황에 따라 저항값이 바뀌는 소자를 이용하여 여러 가지 센서가 가능한데, 예를 들어 온도변화에 따라 저항값이 바뀌는 소자를 이용한 온도센서 또는 토양의 수분의 양에 따라 바뀌는 두 전극사이의 저항값 변화를 이용한 토양수분센서 등이 있다.

아두이노와의 연결

위와 같이 Pin A 부분을 Analog Input 단자에 연결한다.

샘플프로그램

int analogPin = A0; int value = 0; void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { value = analogRead(analogPin); Serial.println(value); delay(1000); }

위 프로그램을 실행시키고 밝은 곳에서 어두운 곳으로 옮겨 보면 다음과 같이 900대의 수치에서 100대의 수치로 변화되는 것을 확인할 수 있다.

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