아두이노 초음파센서 수업 자료

소셜임팩트_아두이노6.ppt

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초음파 센서 ppt 자료입니다.

 

1. 초음파란 무엇인가요?

초음파는 인간의 귀로 들을 수 없는 높은 주파수의 소리를 말합니다. 일반적으로 사람은 20Hz에서 20,000Hz 사이의 소리를 들을 수 있는데, 초음파는 이 범위를 넘어서는 주파수를 가지고 있습니다. 초음파는 20,000Hz 이상의 소리를 의미하죠.

예시: 박쥐와 돌고래

 

• 박쥐는 초음파를 사용해 주변의 장애물을 탐지하고 먹이를 찾습니다. 박쥐는 소리를 내고 그 소리가 물체에 부딪혀 돌아오는 반향을 듣고, 그 반향을 통해 물체의 위치와 크기를 파악합니다.
• 돌고래도 초음파를 사용해 물 속에서 소통하고 사냥합니다. 돌고래는 초음파를 통해 물고기의 위치를 정확하게 알아낼 수 있습니다.

2. 초음파 센서란 무엇인가요?

초음파 센서는 초음파를 이용해 물체와의 거리를 측정하는 장치입니다. 초음파 센서는 일반적으로 송신부와 수신부로 구성되어 있습니다.

• 송신부는 초음파를 발생시킵니다.
• 수신부는 반사되어 돌아오는 초음파를 감지합니다.

이 두 부품이 협력하여 초음파 센서는 물체와의 거리를 정확하게 측정할 수 있습니다.

예시: HC-SR04 초음파 센서

우리가 사용할 HC-SR04 초음파 센서는 거리를 측정할 때 많이 사용되는 센서입니다. 이 센서는 송신부에서 초음파를 발사하고, 물체에 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 거리를 계산합니다.

 

 

3. 초음파 센서의 원리

초음파센서

초음파 센서는 다음과 같은 과정을 통해 거리를 측정합니다:

1. 초음파 발사: 송신부에서 초음파가 발사됩니다.
2. 반사: 초음파가 물체에 부딪혀 반사됩니다.
3. 수신: 반사된 초음파가 수신부에 도착합니다.
4. 시간 계산: 초음파가 발사되고 수신될 때까지의 시간을 측정합니다.

 

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4. 초음파 센서의 응용

초음파 센서는 다양한 분야에서 사용됩니다. 예를 들어:

• 자동차 후방 주차 센서: 자동차가 후진할 때 뒤에 있는 장애물과의 거리를 측정하여 운전자에게 경고합니다.
• 주차장 주차 상태 표시등: 자동차 주차시 빨강 led, 비어있는 공간 녹색 led 표시되는 주차장 시설.
• 로봇 공학: 로봇이 장애물을 피하고 경로를 탐색할 때 사용합니다.
• 거리 측정기: 건설 현장에서 벽과의 거리를 측정하는 데 사용됩니다.

 

5. 실습 예제

우리 실습에서는 아두이노와 HC-SR04 초음파 센서를 사용하여 물체와의 거리를 측정해 볼 것입니다. 이를 통해 초음파 센서의 동작 원리를 직접 체험해보고, 초음파가 어떻게 거리 측정에 활용되는지 이해할 수 있습니다.

 

 

회로 연결 방법:

1. 초음파 센서의 VCC 핀을 아두이노의 5V 핀에 연결
2. 초음파 센서의 GND 핀을 아두이노의 GND 핀에 연결
3. 초음파 센서의 Trig 핀을 아두이노의 디지털 8번 핀에 연결
4. 초음파 센서의 Echo 핀을 아두이노의 디지털 9번 핀에 연결

 

 

 

시간 계산: 초음파가 발사되고 수신될 때까지의 시간을 측정합니다.

초음파 시간 측정

 

 

 

거리 계산: 시간을 이용해 물체와 센서 사이의 거리를 계산합니다

거리를 계산 물리공식

 

 

거리환산 코드