아두이노 나노 - 초음파 센서 - 피에조 부저 | Arduino Nano - Ultrasonic Sensor - Piezo Buzzer
이 튜토리얼은 아두이노 나노와 초음파 센서를 사용하여 피에조 부저를 제어하는 방법을 안내합니다. 자세히 말하자면:
- 초음파 센서에 물체가 가까우면 Arduino Nano가 소리를 낸다.
- 초음파 센서에서 물체가 멀어지면 Arduino Nano가 소리를 멈춘다.
- 물체가 초음파 센서에 가까울 때 Arduino Nano는 멜로디를 연주한다.
준비물
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파이조 부저 및 초음파 센서에 대하여
만약 여러분이 피에조 부저와 초음파 센서(핀 배치, 작동 방식, 프로그래밍 등을 포함하여)에 익숙하지 않다면, 다음의 튜토리얼이 도움이 될 것입니다:
선연결
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
아두이노 나노 코드 - 간단한 사운드
/*
* 이 Arduino Nano 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino Nano 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-nano/arduino-nano-ultrasonic-sensor-piezo-buzzer
*/
#define TRIG_PIN 3 // 초음파 센서의 TRIG 핀에 연결된 Arduino Nano 핀
#define ECHO_PIN 2 // 초음파 센서의 ECHO 핀에 연결된 Arduino Nano 핀
#define BUZZER_PIN 9 // Piezo Buzzer에 연결된 Arduino Nano 핀
#define DISTANCE_THRESHOLD 50 // 센티미터 단위
float duration_us, distance_cm;
void setup() {
Serial.begin (9600); // 시리얼 모니터와 통신하기 위해 시리얼을 초기화한다.
pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT); // 아두이노 핀을 출력 모드로 설정
pinMode(ECHO_PIN, INPUT); // 아두이노 핀을 입력 모드로 설정
pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT); // 아두이노 핀을 출력 모드로 설정
}
void loop() {
// TRIG 핀에 10-마이크로초 펄스를 생성한다.
digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
// ECHO 핀에서 펄스 지속 시간을 측정한다
duration_us = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
// 거리를 계산한다
distance_cm = 0.017 * duration_us;
if (distance_cm < DISTANCE_THRESHOLD)
digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH); // Piezo Buzzer를 켠다
else
digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW); // Piezo Buzzer를 끈다
// 시리얼 모니터에 값을 출력한다
Serial.print("distance: ");
Serial.print(distance_cm);
Serial.println(" cm");
delay(500);
}
사용 방법
- 아두이노 나노와 PC에 USB 케이블을 연결하세요.
- 아두이노 IDE를 실행하고, 올바른 보드와 포트를 선택하세요.
- 코드를 IDE에 붙여넣고 열어주세요.
- Upload 버튼을 클릭해서 코드를 아두이노 나노로 전송하세요.
- 센서 앞에서 손을 흔들어 보세요.
- 피에조 부저의 소리를 들어보세요.
코드 설명
소스 코드의 주석에 포함된 줄별 설명을 확인하세요!
아두이노 나노 코드 - 멜로디
/*
* 이 Arduino Nano 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino Nano 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-nano/arduino-nano-ultrasonic-sensor-piezo-buzzer
*/
#include "pitches.h"
#define TRIG_PIN 3 // 아두이노 나노 핀이 초음파 센서의 TRIG 핀에 연결됨
#define ECHO_PIN 2 // 아두이노 나노 핀이 초음파 센서의 ECHO 핀에 연결됨
#define BUZZER_PIN 9 // 아두이노 나노 핀이 Piezo Buzzer에 연결됨
#define DISTANCE_THRESHOLD 50 // 센티미터 단위
float duration_us, distance_cm;
// 멜로디에 있는 음표들:
int melody[] = {
NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5,
NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5,
NOTE_E5, NOTE_G5, NOTE_C5, NOTE_D5,
NOTE_E5,
NOTE_F5, NOTE_F5, NOTE_F5, NOTE_F5,
NOTE_F5, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5, NOTE_E5,
NOTE_E5, NOTE_D5, NOTE_D5, NOTE_E5,
NOTE_D5, NOTE_G5
};
// 음표 지속 시간: 4 = 4분 음표, 8 = 8분 음표 등, 템포라고도 함:
int noteDurations[] = {
8, 8, 4,
8, 8, 4,
8, 8, 8, 8,
2,
8, 8, 8, 8,
8, 8, 8, 16, 16,
8, 8, 8, 8,
4, 4
};
void setup() {
pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT); // 아두이노 핀을 출력 모드로 설정
pinMode(ECHO_PIN, INPUT); // 아두이노 핀을 입력 모드로 설정
}
void loop() {
// TRIG 핀에 10마이크로초 펄스를 생성.
digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
// ECHO 핀에서 펄스 지속 시간 측정
duration_us = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
// 거리 계산
distance_cm = 0.017 * duration_us;
if (distance_cm < DISTANCE_THRESHOLD)
buzzer(); // 노래 재생
delay(500);
}
void buzzer() {
// 멜로디의 음표들을 반복함:
int size = sizeof(noteDurations) / sizeof(int);
for (int thisNote = 0; thisNote < size; thisNote++) {
// 음표 지속 시간을 계산하기 위해, 1초를 음표 타입으로 나눔.
// 예: 4분음표 = 1000 / 4, 8분음표 = 1000 / 8 등.
int noteDuration = 1000 / noteDurations[thisNote];
tone(BUZZER_PIN, melody[thisNote], noteDuration);
// 음표들을 구분하기 위해, 최소한의 시간을 설정.
// 음표의 지속 시간 + 30%가 잘 작동하는 것으로 보임:
int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.30;
delay(pauseBetweenNotes);
// 음표 재생을 중지:
noTone(BUZZER_PIN);
}
}
사용 방법
- 아두이노 IDE로 코드를 복사해서 열어주세요.
- 아두이노 IDE에서 pitches.h 파일을 생성하려면:
- 직렬 모니터 아이콘 바로 아래 있는 버튼을 클릭해서 새 탭을 선택하거나, Ctrl+Shift+N 키를 사용하세요.
- Arduino IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 코드를 컴파일하고 Arduino Nano로 업로드하세요.
- 센서 앞에서 손을 움직이세요.
- 피에조 부저에서 나오는 음악을 들으세요.
파일 이름을 pitches.h로 지정하고 OK 버튼을 클릭하십시오.
아래 코드를 복사하여 생성된 pitches.h 파일에 붙여넣으세요.
/*************************************************
* Public Constants
*************************************************/
#define NOTE_B0 31
#define NOTE_C1 33
#define NOTE_CS1 35
#define NOTE_D1 37
#define NOTE_DS1 39
#define NOTE_E1 41
#define NOTE_F1 44
#define NOTE_FS1 46
#define NOTE_G1 49
#define NOTE_GS1 52
#define NOTE_A1 55
#define NOTE_AS1 58
#define NOTE_B1 62
#define NOTE_C2 65
#define NOTE_CS2 69
#define NOTE_D2 73
#define NOTE_DS2 78
#define NOTE_E2 82
#define NOTE_F2 87
#define NOTE_FS2 93
#define NOTE_G2 98
#define NOTE_GS2 104
#define NOTE_A2 110
#define NOTE_AS2 117
#define NOTE_B2 123
#define NOTE_C3 131
#define NOTE_CS3 139
#define NOTE_D3 147
#define NOTE_DS3 156
#define NOTE_E3 165
#define NOTE_F3 175
#define NOTE_FS3 185
#define NOTE_G3 196
#define NOTE_GS3 208
#define NOTE_A3 220
#define NOTE_AS3 233
#define NOTE_B3 247
#define NOTE_C4 262
#define NOTE_CS4 277
#define NOTE_D4 294
#define NOTE_DS4 311
#define NOTE_E4 330
#define NOTE_F4 349
#define NOTE_FS4 370
#define NOTE_G4 392
#define NOTE_GS4 415
#define NOTE_A4 440
#define NOTE_AS4 466
#define NOTE_B4 494
#define NOTE_C5 523
#define NOTE_CS5 554
#define NOTE_D5 587
#define NOTE_DS5 622
#define NOTE_E5 659
#define NOTE_F5 698
#define NOTE_FS5 740
#define NOTE_G5 784
#define NOTE_GS5 831
#define NOTE_A5 880
#define NOTE_AS5 932
#define NOTE_B5 988
#define NOTE_C6 1047
#define NOTE_CS6 1109
#define NOTE_D6 1175
#define NOTE_DS6 1245
#define NOTE_E6 1319
#define NOTE_F6 1397
#define NOTE_FS6 1480
#define NOTE_G6 1568
#define NOTE_GS6 1661
#define NOTE_A6 1760
#define NOTE_AS6 1865
#define NOTE_B6 1976
#define NOTE_C7 2093
#define NOTE_CS7 2217
#define NOTE_D7 2349
#define NOTE_DS7 2489
#define NOTE_E7 2637
#define NOTE_F7 2794
#define NOTE_FS7 2960
#define NOTE_G7 3136
#define NOTE_GS7 3322
#define NOTE_A7 3520
#define NOTE_AS7 3729
#define NOTE_B7 3951
#define NOTE_C8 4186
#define NOTE_CS8 4435
#define NOTE_D8 4699
#define NOTE_DS8 4978
코드 설명
소스 코드의 주석에 있는 줄별 설명을 확인하세요!
※ NOTE THAT:
위의 코드는 delay() 함수를 사용하는데, 이것은 멜로디를 연주하는 동안 다른 코드의 실행을 차단합니다. 이를 방지하기 위해, 다른 코드의 실행을 차단하지 않고 부저가 비프음을 내거나 멜로디를 연주할 수 있도록 설계된 ezBuzzer 라이브러리를 대신 사용할 수 있습니다.
이 코드는 학습 목적으로만 사용됩니다. 초음파 센서는 소음에 매우 민감하기 때문에, 실제로 하나를 사용할 계획이라면 초음파 센서에 대해 소음을 필터링해야 합니다. 초음파 센서의 거리 측정에서 소음을 필터링하는 방법에 대한 자세한 정보는 초음파 센서를 위한 소음 필터링 방법을 참조하세요.
동영상
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