아두이노 나노 ESP32 버튼 디바운스
버튼이 눌리거나/놓이거나 또는 스위치가 켜짐과 꺼짐 사이에서 전환될 때, 그 상태는 한 번 LOW에서 HIGH(또는 HIGH에서 LOW)로 변경됩니다. 이게 맞나요?
아니요, 그렇지 않습니다. 그 이유는 물리적 세계에서 단일 버튼을 누를 때, 버튼의 상태가 한 번이 아니라 여러 번 LOW와 HIGH 사이를 빠르게 전환하기 때문입니다. 이것은 기계적이고 물리적인 특성입니다. 이 현상은 차터링이라는 이름으로 알려져 있습니다. 차터링 현상으로 인해 MCU(예: ESP32)는 실제로 한 번 눌린 버튼을 여러 번 눌린 것으로 읽게 됩니다. 이로 인해 오작동이 발생합니다. 이 현상을 제거하는 과정을 디바운스라고 합니다. 이 튜토리얼에서는 그 방법을 보여줍니다.
이 튜토리얼은 다음을 제공합니다:
- Arduino Nano ESP32 코드에서 버튼에 대한 디바운스(debounce) 방법
- 라이브러리를 사용하여 Arduino Nano ESP32 코드에서 버튼에 대한 디바운스 방법
- 라이브러리를 사용하여 Arduino Nano ESP32 코드에서 여러 버튼에 대한 디바운스 방법
준비물
| 1 | × | 아두이노 나노 ESP32 | 아마존 | |
| 1 | × | USB 케이블 타입-C | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | 버튼 키트 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | 패널 장착 푸시 버튼 | 아마존 | |
| 1 | × | 푸시 버튼 모듈 | 아마존 | |
| 1 | × | 브레드보드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | 점퍼케이블 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (옵션) DC 커넥터 전원 연결 잭 플러그 소켓 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 나노용 스크루 터미널 확장 보드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 나노용 브레이크아웃 확장 보드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 나노 ESP32용 전원 분배기 | 쿠팡 | 아마존 |
공개: 이 섹션에서 제공된 링크 중 일부는 제휴 링크입니다. 이 링크를 통해 구매한 경우 추가 비용없이 수수료를 받을 수 있습니다. 지원해 주셔서 감사합니다.
버튼 정보
우리는 버튼에 대한 구체적인 튜토리얼을 가지고 있습니다. 이 튜토리얼에는 하드웨어 핀 배치, 작동 원리, ESP32 연결을 위한 배선 연결, 아두이노 나노 ESP32 코드 등에 대한 자세한 정보와 단계별 지침이 포함되어 있습니다. 다음 링크에서 자세한 내용을 알아보세요:
선연결
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
명확히 하기 위해, Arduino Nano ESP32 코드를 디바운스 없이 그리고 디바운스와 함께 실행해 보고 그 결과를 비교해 봅시다.
디바운스 없는 읽기 버튼
사용 방법
- Arduino Nano ESP32에 익숙하지 않다면, 아두이노 나노 ESP32 - 소프트웨어 설치에 대한 튜토리얼을 참조하세요.
- 제공된 다이어그램에 따라 구성 요소들을 연결하세요.
- USB 케이블을 사용하여 Arduino Nano ESP32 보드를 컴퓨터에 연결하세요.
- 컴퓨터에서 Arduino IDE를 실행하세요.
- Arduino Nano ESP32 보드와 해당 COM 포트를 선택하세요.* 아래 코드를 복사하여 Arduino IDE에 붙여넣으세요.
/*
* 이 아두이노 나노 esp32 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 아두이노 나노 esp32 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-nano-esp32/arduino-nano-esp32-button-debounce
*/
#define BUTTON_PIN D2 // 아두이노 나노 ESP32의 D2 핀이 버튼에 연결됨
int prev_state = LOW; // 입력 핀의 이전 상태
int button_state; // 입력 핀에서의 현재 읽기
void setup() {
// 시리얼 모니터와 통신하기 위해 Serial을 초기화합니다.
Serial.begin(9600);
// 버튼 핀을 pull-up 입력으로 초기화합니다(스위치가 열려 있을 때 HIGH이고 닫혀 있을 때는 LOW)
pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);
}
void loop() {
// 스위치/버튼의 상태를 읽습니다:
button_state = digitalRead(BUTTON_PIN);
if (prev_state == HIGH && button_state == LOW)
Serial.println("The button is pressed");
else if (prev_state == LOW && button_state == HIGH)
Serial.println("The button is released");
// 마지막 상태를 저장합니다
prev_state = button_state;
}
아두이노 IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 Arduino Nano ESP32 보드에 코드를 컴파일하고 업로드하세요.
아두이노 IDE에서 시리얼 모니터 열기
- 버튼을 한 번 누르고 몇 초간 유지한 다음에 놓으세요.
- 시리얼 모니터에서 결과를 확인하세요. 아래와 같이 보입니다:
COM6
The button is pressed
The button is pressed
The button is pressed
The button is released
The button is released
Autoscroll
Clear output
9600 baud
Newline
⇒ 보시다시피, 단 한 번의 눌림과 해제를 했지만, Arduino Nano ESP32는 여러 번의 눌림과 해제를 읽었습니다.
※ 주의:
잡음 현상은 항상 발생하지 않습니다. 발생하지 않으면 위의 테스트를 여러 번 시도해 주세요.
디바운스를 적용한 읽기 버튼
사용 방법
- 이것이 Arduino Nano ESP32를 처음 사용하는 경우, 아두이노 나노 ESP32 - 소프트웨어 설치을 참조하십시오.
- 아래 코드를 복사하여 Arduino IDE에 붙여넣으십시오.
/*
* 이 아두이노 나노 esp32 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 아두이노 나노 esp32 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-nano-esp32/arduino-nano-esp32-button-debounce
*/
#define BUTTON_PIN D2 // Arduino Nano ESP32 D2 핀에 버튼 연결
#define DEBOUNCE_TIME 50 // 디바운스 시간(밀리초), 여전히 채터링이 있으면 이 시간을 늘리세요
int prev_state_steady = LOW; // 입력 핀에서의 이전 안정된 상태
int prev_state_flick = LOW; // 입력 핀에서의 이전 변동하는 상태
int button_state; // 입력 핀으로부터의 현재 읽기 값
unsigned long last_debounce_time = 0; // 출력 핀이 토글된 마지막 시간
void setup() {
// 시리얼 모니터와 통신하기 위해 시리얼을 초기화합니다.
Serial.begin(9600);
// 버튼 핀을 풀업 입력으로 초기화합니다(스위치가 열려 있을 때 HIGH, 닫혀 있을 때 LOW).
pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);
}
void loop() {
// 스위치/버튼의 상태를 읽습니다:
button_state = digitalRead(BUTTON_PIN);
// 버튼이 눌려진 것을 감지합니다
// (즉, 입력이 LOW에서 HIGH로 바뀌었고), 마지막 누름 이후 충분한 시간이 지났을 때
// 노이즈를 무시할 수 있습니다:
// 스위치/버튼이 변경되었으면, 노이즈 또는 눌림으로 인해:
if (button_state != prev_state_flick) {
// 디바운싱 타이머를 초기화합니다
last_debounce_time = millis();
// 마지막 변동하는 상태를 저장합니다
prev_state_flick = button_state;
}
if ((millis() - last_debounce_time) > DEBOUNCE_TIME) {
// 읽기 값이 무엇이든, 디바운스 지연 시간보다 더 길게 그 상태에 있었으므로
// 실제 현재 상태로 받아들입니다:
// 버튼 상태가 변경되었다면:
if(prev_state_steady == HIGH && button_state == LOW)
Serial.println("The button is pressed");
else if(prev_state_steady == LOW && button_state == HIGH)
Serial.println("The button is released");
// 마지막 안정된 상태를 저장합니다
prev_state_steady = button_state;
}
}
- Arduino IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 코드를 Arduino Nano ESP32 보드에 컴파일하고 업로드하세요.
- Arduino IDE에서 시리얼 모니터를 엽니다.
- 몇 초 동안 버튼을 계속 누른 상태로 유지한 다음에 놓습니다.
- 시리얼 모니터에서 결과를 확인하세요. 아래와 같이 보일 것입니다:
COM6
The button is pressed
The button is released
Autoscroll
Clear output
9600 baud
Newline
⇒ 보시다시피, 당신은 한 번 누르고 놓았고, Arduino Nano ESP32는 한 번 누름과 놓음을 읽었습니다. 채터링이 제거되었습니다.
우리가 간단하게 만들었습니다 - 라이브러리를 이용한 아두이노 나노 ESP32 버튼 디바운스 코드
초보자들이 여러 버튼에 대해 디바운싱을 할 때 편하도록, 우리는 ezButton이라는 버튼 라이브러리를 만들었습니다. 여기에서 ezButton 라이브러리에 대해 알아볼 수 있습니다.
아두이노 나노 ESP32 버튼 디바운스 코드 (단일 버튼용)
/*
* 이 아두이노 나노 esp32 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 아두이노 나노 esp32 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-nano-esp32/arduino-nano-esp32-button-debounce
*/
#include <ezButton.h>
#define DEBOUNCE_TIME 50 // 밀리초 단위의 디바운스 시간, 여전히 채터링이 발생한다면 이 시간을 늘리세요.
ezButton button(D2); // D2 핀을 위한 ezButton 오브젝트 생성
void setup() {
Serial.begin(9600);
button.setDebounceTime(DEBOUNCE_TIME); // 디바운스 시간을 50밀리초로 설정
}
void loop() {
button.loop(); // 먼저 loop() 함수를 반드시 호출해야 합니다.
if (button.isPressed())
Serial.println("The button is pressed");
if (button.isReleased())
Serial.println("The button is released");
}
아두이노 나노 ESP32 버튼 디바운스 코드(복수 버튼용)
세 개의 버튼을 위한 디바운스 코드를 작성합시다.
배선도
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
/*
* 이 아두이노 나노 esp32 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 아두이노 나노 esp32 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-nano-esp32/arduino-nano-esp32-button-debounce
*/
#include <ezButton.h>
#define DEBOUNCE_TIME 50 // 밀리초 단위의 디바운스 시간, 여전히 채터링이 발생하면 이 시간을 늘리세요.
ezButton button1(D6); // D6핀을 위한 ezButton 객체 생성
ezButton button2(D7); // D7핀을 위한 ezButton 객체 생성
ezButton button3(D8); // D8핀을 위한 ezButton 객체 생성
void setup() {
Serial.begin(9600);
button1.setDebounceTime(DEBOUNCE_TIME); // 디바운스 시간을 50 밀리초로 설정
button2.setDebounceTime(DEBOUNCE_TIME); // 디바운스 시간을 50 밀리초로 설정
button3.setDebounceTime(DEBOUNCE_TIME); // 디바운스 시간을 50 밀리초로 설정
}
void loop() {
button1.loop(); // 반드시 loop() 함수를 먼저 호출해야 됩니다.
button2.loop(); // 반드시 loop() 함수를 먼저 호출해야 됩니다.
button3.loop(); // 반드시 loop() 함수를 먼저 호출해야 됩니다.
if (button1.isPressed())
Serial.println("The button 1 is pressed");
if (button1.isReleased())
Serial.println("The button 1 is released");
if (button2.isPressed())
Serial.println("The button 2 is pressed");
if (button2.isReleased())
Serial.println("The button 2 is released");
if (button3.isPressed())
Serial.println("The button 3 is pressed");
if (button3.isReleased())
Serial.println("The button 3 is released");
}
동영상
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추가 지식
- DEBOUNCE_TIME 값은 하드웨어에 따라 다릅니다. 다른 하드웨어는 다른 값을 사용할 수 있습니다.
- 디바운스는 온/오프 스위치, 리미트 스위치, 리드 스위치, 터치 센서 등에도 적용되어야 합니다.