아두이노 나노 ESP32 - 수위 센서 | Arduino Nano ESP32 - Water Sensor
이 튜토리얼은 Arduino Nano ESP32와 수위 센서를 사용하여 강우량 감지, 누수 감지, 탱크 넘침 및 수위 측정하는 방법에 대한 지침을 제공합니다.
준비물
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수위 센서에 대하여
수위 센서 핀배열
물 수위 센서에는 3개의 핀이 포함됩니다:
- S (신호) 핀: 이 핀은 물의 수위에 비례하는 아날로그 전압을 출력합니다. 이 핀은 아두이노 나노 ESP32의 아날로그 입력 핀에 연결해야 합니다.
- + (VCC) 핀: 이 핀을 3.3V나 5V에 연결합니다.
- - (GND) 핀: 이 핀을 GND에 연결합니다.
수위 센서 작동 원리
단순하게, 센서가 물에 잠길수록 S 핀의 출력 전압이 더 높아집니다. 전압을 측정함으로써 우리는 수위를 알 수 있습니다.
선연결
이론적으로 센서의 VCC와 GND 핀을 각각 ESP32의 3.3V와 GND 핀에 연결함으로써 수분 센서에 전력을 공급할 수 있습니다.
그러나 그 방법은 실제로 권장되지 않습니다. 수분 센서에 지속적으로 전력을 공급하는 경우, 수분 센서는 습한 환경에서 더 빠르게 전기화학적 부식을 겪습니다 ⇒ 센서에서 값을 읽을 때만 수분 센서에 전력을 공급하는 것이 더 좋습니다. 이를 위해, 우리는 센서의 VCC 핀을 ESP32의 디지털 핀에 연결하고, 읽기 전에 ESP32의 핀을 HIGH로, 읽은 후에는 LOW로 프로그래밍 할 수 있습니다.
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
아두이노 나노 ESP32 코드 - 수위 센서에서 값 읽기
/*
* 이 Arduino Nano ESP32 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino Nano 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-water-sensor
*/
#define POWER_PIN D4 // Arduino Nano ESP32 핀 D4가 센서의 VCC 핀에 연결됨
#define SIGNAL_PIN A0 // Arduino Nano ESP32 핀 A0가 센서의 신호 핀에 연결됨
int value = 0; // 센서 값 저장을 위한 변수
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(POWER_PIN, OUTPUT); // 핀을 출력으로 설정
digitalWrite(POWER_PIN, LOW); // 센서를 끕니다
}
void loop() {
digitalWrite(POWER_PIN, HIGH); // 센서를 켭니다
delay(10); // 10 밀리초 동안 대기
value = analogRead(SIGNAL_PIN); // 센서에서 아날로그 값을 읽음
digitalWrite(POWER_PIN, LOW); // 센서를 끕니다
Serial.print("The water sensor value: ");
Serial.println(value);
delay(1000);
}
사용 방법
아두이노 나노 ESP32를 처음 사용하는 경우, 아두이노 IDE에서 아두이노 나노 ESP32 환경 설정 방법을 참조하세요 아두이노 나노 ESP32에 대한 환경 설정 방법 보기.
- 위의 코드를 복사하여 아두이노 IDE에 붙여넣으세요.
- 아두이노 IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 아두이노 나노 ESP32 보드에 코드를 컴파일하고 업로드하세요.
- 센서를 천천히 물에 담그세요(한 잔의 물).
- 시리얼 모니터에서 결과를 확인하세요. 결과는 아래와 같습니다: 센서가 아무것도 만지지 않을 때 값은 0입니다.
COM6
The water sensor value: 0
The water sensor value: 0
The water sensor value: 0
The water sensor value: 25
The water sensor value: 196
The water sensor value: 587
The water sensor value: 625
The water sensor value: 1434
The water sensor value: 1449
The water sensor value: 1454
The water sensor value: 1469
The water sensor value: 2525
The water sensor value: 2526
The water sensor value: 2558
Autoscroll
Clear output
9600 baud
Newline
※ NOTE THAT:
물 센서는 완전히 잠기도록 설계되지 않았으며, PCB의 노출된 트레이스만이 물속에 잠길 수 있습니다. 설치 시 주의하십시오.
물 샐피 감지하는 방법
물 새는 것, 강우량 및 탱크 넘침을 감지하려면 단지 센서의 값을 임계값과 비교하면 됩니다. 임계값은 이 튜토리얼의 보정 부분에서 결정됩니다.
아두이노 나노 ESP32가 물 샘을 감지하면 LED를 켜도록 해봅시다.
배선도
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
아두이노 나노 ESP32 코드 - 물 샘 감지
/*
* 이 Arduino Nano ESP32 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino Nano 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-water-sensor
*/
#define LED_PIN D9 // Arduino Nano ESP32 핀 D9가 LED 핀에 연결됨
#define POWER_PIN D4 // Arduino Nano ESP32 핀 D4가 센서의 VCC 핀에 연결됨
#define SIGNAL_PIN A0 // Arduino Nano ESP32 핀 A0가 센서의 신호 핀에 연결됨
#define THRESHOLD 1000
int value = 0; // 센서 값 저장을 위한 변수
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(LED_PIN, OUTPUT); // 핀을 출력으로 설정
pinMode(POWER_PIN, OUTPUT); // 핀을 출력으로 설정
digitalWrite(POWER_PIN, LOW); // 센서를 꺼짐 상태로 만듦
digitalWrite(LED_PIN, LOW); // LED를 꺼짐 상태로 만듦
}
void loop() {
digitalWrite(POWER_PIN, HIGH); // 센서를 켜짐 상태로 만듦
delay(10); // 10밀리초 기다림
value = analogRead(SIGNAL_PIN); // 센서로부터 아날로그 값을 읽음
digitalWrite(POWER_PIN, LOW); // 센서를 꺼짐 상태로 만듦
if (value > THRESHOLD) {
Serial.print("The water is detected");
digitalWrite(LED_PIN, HIGH); // LED를 켜짐 상태로 만듦
} else {
digitalWrite(LED_PIN, LOW); // LED를 꺼짐 상태로 만듦
}
}
물의 수위를 측정하는 방법
아래의 코드는 수위를 4단계로 나눕니다.
/*
* 이 Arduino Nano ESP32 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino Nano 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-water-sensor
*/
#define POWER_PIN D4 // Arduino Nano ESP32 핀 D4가 센서의 VCC 핀에 연결됨
#define SIGNAL_PIN A0 // Arduino Nano ESP32 핀 A0가 센서의 신호 핀에 연결됨
#define SENSOR_MIN 0
#define SENSOR_MAX 521
int value = 0; // 센서 값 저장을 위한 변수
int level = 0; // 수위 저장을 위한 변수
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(POWER_PIN, OUTPUT); // D7 핀을 출력으로 구성
digitalWrite(POWER_PIN, LOW); // 센서 끄기
}
void loop() {
digitalWrite(POWER_PIN, HIGH); // 센서 켜기
delay(10); // 10 밀리초 기다림
value = analogRead(SIGNAL_PIN); // 센서에서 아날로그 값을 읽음
digitalWrite(POWER_PIN, LOW); // 센서 끄기
level = map(value, SENSOR_MIN, SENSOR_MAX, 0, 4); // 4 단계
Serial.print("Water level: ");
Serial.println(level);
delay(1000);
}
※ NOTE THAT:
- SENSOR_MIN 및 SENSOR_MAX는 보정 과정에 의해 결정됩니다.
- 위의 매핑 방법은 정확하지 않습니다. 그러나 많은 응용 프로그램에서는 받아들일 수 있습니다.
물 수위 센서 보정
동영상
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