아두이노 우노 Q 초음파 센서 LCD 디스플레이
이 튜토리얼은 Arduino UNO Q로 HC-SR04 초음파 센서를 사용하여 거리를 측정하고 LCD I2C 화면에 표시하는 방법을 보여줍니다.
필요한 하드웨어
| 1 | × | Arduino UNO Q | 아마존 | |
| 1 | × | USB Cable for Arduino Uno Q | 아마존 | |
| 1 | × | 초음파 센서 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | LCD I2C 16x2 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (또는) LCD I2C 20x4 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | 점퍼케이블 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 우노용 스크루 터미널 블록 쉴드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) Sensors/Servo Expansion Shield for Arduino Uno | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 우노용 브레드보드 쉴드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 우노용 케이스 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 우노용 프로토타이핑 베이스 플레이트 & 브레드보드 키트 | 아마존 |
공개: 이 포스팅 에 제공된 일부 링크는 아마존 제휴 링크입니다. 이 포스팅은 쿠팡 파트너스 활동의 일환으로, 이에 따른 일정액의 수수료를 제공받습니다.
배선 다이어그램
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
MCU 코드
Arduino UNO Q는 두 개의 프로세서를 가지고 있습니다: STM32 MCU(실시간 하드웨어 제어 담당)와 Qualcomm MPU(Debian Linux 실행). 이 섹션에서는 STM32 MCU만 프로그래밍되고, Linux 쪽은 유휴 상태입니다. 나중 섹션에서 두 프로세서가 함께 작동하는 방법을 보여줄 것입니다.
/*
* 이 Arduino UNO Q 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino UNO Q 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-uno-q/arduino-uno-q-ultrasonic-sensor-lcd
*/
#include <DIYables_LCD_I2C.h>
DIYables_LCD_I2C lcd(0x27, 16, 2); // I2C address 0x27, 16 columns, 2 rows
#define TRIG_PIN 4 // The Arduino UNO Q pin connected to the ultrasonic sensor's TRIG pin
#define ECHO_PIN 3 // The Arduino UNO Q pin connected to the ultrasonic sensor's ECHO pin
float duration_us, distance_cm;
void setup() {
lcd.init();
lcd.backlight();
pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
}
void loop() {
// generate 10-microsecond pulse to TRIG pin
digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
// measure duration of pulse from ECHO pin
duration_us = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
// calculate the distance
distance_cm = 0.017 * duration_us;
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Distance: ");
lcd.print(distance_cm);
lcd.print(" cm");
delay(500);
}
※ 주의:
LCD의 I2C 주소는 제조사에 따라 다를 수 있습니다. 이 예제에서는 0x27 (DIYables LCD 모듈의 기본값)을 사용합니다.
빠른 단계
- Arduino UNO Q를 처음 사용하신다면? 계속하기 전에 아두이노 우노 Q 시작하기 튜토리얼을 따라 개발 환경을 준비하세요.
- 부품 배선: TRIG를 핀 4에, ECHO를 핀 3에 연결하세요. LCD I2C를 I2C 버스(SDA/SCL)에 연결하세요.
- 연결: Arduino UNO Q를 USB-C 케이블로 컴퓨터에 연결하세요.
- Arduino App Lab 열기: Arduino App Lab을 실행하고 Arduino UNO Q를 감지할 때까지 기다리세요.
- 새 앱 만들기: Create New App 버튼을 클릭하세요.
- 앱에 이름을 지정하세요. 예: DIYables_UltrasonicLCD
- Create를 클릭하여 확인하세요.
- 새 앱 내에 생성된 폴더 및 파일 세트를 볼 수 있습니다.
- sketch/sketch.ino 파일을 찾으세요. 이곳에 MCU 스케치를 붙여넣을 것입니다.
스케치 붙여넣기: 위의 MCU 코드를 복사하여 스케치 파일에 붙여넣으세요. 다른 파일은 기본값으로 유지하세요.
- Install the library: Click the Add sketch library button (the open book icon with a + sign) in the left sidebar.
- Search for DIYables LCD I2C created by DIYables.io and click the Install button.
Bricks
No bricks added...
Sketch Libraries
No sketch libra...
Files
python
sketch
.gitignore
README.md
app.yaml
sketch.ino
- Search for Arduino_RouterBridge created by Arduino and click the Install button.
Bricks
No bricks added...
Sketch Libraries
No sketch libra...
Files
python
sketch
.gitignore
README.md
app.yaml
sketch.ino
- 업로드: Arduino App Lab에서 Run 버튼을 클릭하여 STM32에 컴파일하고 업로드하세요.
- 테스트: 센서 앞에서 손을 흔들어 보세요. 거리가 500ms마다 LCD에 업데이트되어야 합니다.
※ 주의:
- LCD에 아무것도 표시되지 않으면 확인하세요: LCD I2C 문제 해결
- 이 코드는 학습용입니다. 프로덕션의 경우 초음파 센서 튜토리얼의 노이즈 필터를 적용하세요.
Linux + MCU Bridge 프로그래밍
Arduino UNO Q는 함께 작동하는 두 개의 프로세서를 가지고 있습니다: MPU(Qualcomm, Debian Linux 실행)와 MCU(STM32, Zephyr OS 및 Arduino 스케치 실행). 이들은 Arduino_RouterBridge 라이브러리를 통해 RPC로 통신합니다. 원본 직렬 포트를 통해서는 통신하지 않습니다.
- 초음파 센서와 LCD는 모두 MCU(STM32)에 연결됩니다 - 센서는 핀 2/3에, LCD는 I2C를 통해 연결됩니다.
- MPU는 이를 직접 제어할 수 없습니다 - MCU에서 Bridge.call("read_distance")를 호출하여 거리를 측정하고 LCD에 표시하며 Monitor에 인쇄합니다.
- MPU에는 Wi-Fi가 있습니다 - MPU가 Wi-Fi와 함께 전체 Debian Linux를 실행하기 때문에 Telegram 명령을 수신하고 원격으로 읽기를 트리거할 수 있습니다.
- 통신: Linux 쪽의 Bridge.call()은 MCU 쪽의 Bridge.provide_safe()를 호출합니다 (digitalWrite() 및 LCD 쓰기는 하드웨어 API이므로).
- ⚠️ 예약됨: /dev/ttyHS1 (Linux) 및 Serial1 (MCU)는 Arduino Router에서 사용됩니다 - 절대 직접 열지 마세요.
요약하면: MPU가 읽기를 요청 → MCU가 거리를 측정 → MCU가 LCD에 표시하고 Monitor에 인쇄합니다.
MCU 스케치 - Bridge를 포함한 초음파 센서 LCD 디스플레이:
/*
* 이 Arduino UNO Q 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino UNO Q 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-uno-q/arduino-uno-q-ultrasonic-sensor-lcd
*/
#include "Arduino_RouterBridge.h"
#include <DIYables_LCD_I2C.h>
DIYables_LCD_I2C lcd(0x27, 16, 2);
#define TRIG_PIN 2
#define ECHO_PIN 3
void read_distance() {
digitalWrite(TRIG_PIN, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(TRIG_PIN, LOW);
float duration_us = pulseIn(ECHO_PIN, HIGH);
float distance_cm = 0.017 * duration_us;
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Distance: ");
lcd.print(distance_cm);
lcd.print(" cm");
Monitor.print("Distance: ");
Monitor.print(distance_cm);
Monitor.println(" cm");
}
void setup() {
Bridge.begin();
Monitor.begin();
lcd.init();
lcd.backlight();
pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
Bridge.provide_safe("read_distance", read_distance);
Monitor.println("Ultrasonic Sensor LCD Bridge ready");
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Ready...");
}
void loop() {}
Python 스크립트 (Arduino App Lab) - 매초 Linux에서 거리 읽기 요청:
/*
* 이 Arduino UNO Q 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino UNO Q 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-uno-q/arduino-uno-q-ultrasonic-sensor-lcd
*/
from arduino.app_utils import *
import time
def loop():
Bridge.call("read_distance")
time.sleep(1)
App.run(user_loop=loop)
- 참고: MCU 스케치에서 Bridge.begin()이 호출되고 스케치가 업로드된 후 Linux 쪽에서 Python 스크립트를 실행하세요.
- ⚠️ 경고: 코드에서 /dev/ttyHS1 (Linux의 경우) 또는 Serial1 (MCU의 경우)을 직접 열지 마세요. 이들은 Arduino Router에서 예약되어 있으며 액세스하면 Bridge가 깨집니다.
빠른 단계
- MCU 스케치 업로드: Arduino App Lab을 열고, 새 앱을 만들고, Bridge MCU 스케치를 sketch/sketch.ino에 붙여넣고, DIYables_LCD_I2C 및 Arduino_RouterBridge 라이브러리를 설치하고, Run을 클릭하세요.
- Python 스크립트 추가: 위의 Python 코드를 같은 앱의 Python 탭에 붙여넣으세요.
- 앱 실행: Run을 클릭하세요 - Python이 매초 읽기를 요청하고 MCU가 LCD와 Monitor를 업데이트합니다.
- 콘솔 확인: Console 탭을 열고 → MCU Monitor 하위탭을 열어 거리 값을 확인하세요.
App Lab 콘솔 출력
sketch.ino
1#include "Arduino_RouterBridge.h"
Serial Monitor
Python
Ultrasonic Sensor LCD Bridge ready
Distance: 29.4 cm
Distance: 27.6 cm
Distance: 14.3 cm
Distance: 13.1 cm
Telegram 통합
Telegram을 통해 원격으로 거리를 읽고 LCD에 표시합니다.
아직 Telegram 봇이 없는 경우, 계속하기 전에 아두이노 우노 Q - 텔레그램 봇을 참고하여 봇 토큰을 얻으세요.
MCU 스케치: 이전 Bridge 섹션의 동일한 MCU 스케치를 유지하세요 - 변경 사항이 없습니다. STM32에 이미 업로드되고 실행 중인지 확인하세요.
Python 스크립트 (Arduino App Lab) - 초음파 LCD 디스플레이용 Telegram 봇:
/*
* 이 Arduino UNO Q 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino UNO Q 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-uno-q/arduino-uno-q-ultrasonic-sensor-lcd
*/
from arduino.app_utils import *
import requests
import time
BOT_TOKEN = "YOUR_BOT_TOKEN"
API_URL = f"https://api.telegram.org/bot{BOT_TOKEN}"
last_update_id = 0
def send_message(chat_id, text):
requests.post(f"{API_URL}/sendMessage", json={"chat_id": chat_id, "text": text})
def get_updates():
global last_update_id
resp = requests.get(f"{API_URL}/getUpdates", params={"offset": last_update_id + 1, "timeout": 5})
return resp.json().get("result", [])
def loop():
global last_update_id
updates = get_updates()
for update in updates:
last_update_id = update["update_id"]
msg = update.get("message", {})
chat_id = msg.get("chat", {}).get("id")
text = msg.get("text", "").strip()
if text == "/read":
distance = Bridge.call("read_distance")
send_message(chat_id, distance)
else:
send_message(chat_id, "Commands:\n/read — measure distance and display on LCD")
time.sleep(0.5)
App.run(user_loop=loop)
- 참고: YOUR_BOT_TOKEN을 Telegram의 @BotFather에서 얻은 토큰으로 바꾸세요.
- /read를 보내 거리 측정을 트리거하세요. 결과가 LCD와 Monitor에 나타납니다.
빠른 단계
- MCU 스케치 업로드: 이전 섹션의 Bridge MCU 스케치를 사용하세요 (아직 업로드되지 않은 경우 먼저 업로드).
- Telegram 스크립트 붙여넣기: 위의 Python 코드를 Arduino App Lab의 앱 Python 탭에 복사하세요.
- 토큰 설정: 스크립트의 YOUR_BOT_TOKEN을 실제 봇 토큰으로 바꾸세요.
- 앱 실행: Run을 클릭하세요. 봇이 Telegram 메시지 수신 대기를 시작합니다.
- 테스트: /read를 보내세요. 봇이 측정된 거리로 응답하며, 이는 LCD에도 나타납니다.
App Lab 콘솔 출력
sketch.ino
1#include "Arduino_RouterBridge.h"
Serial Monitor
Python
[2026-04-29 12:00:01] Telegram: /read
[2026-04-29 12:00:01] Distance: 29.4 cm
[2026-04-29 12:02:05] Telegram: /read
[2026-04-29 12:02:05] Distance: 13.1 cm
Telegram
12:45
Welcome to Telegram!
ArduinoBot
10:19
Chatting with Arduino...
BotFather
Yesterday
Your bot has been created.
ArduinoBot
bot
OpenClaw 통합
아래 아두이노 우노 Q - OpenClaw 튜토리얼의 지시를 참고하여 이 튜토리얼에 OpenClaw를 적용할 수 있습니다.
응용 프로그램/프로젝트 아이디어
- 주차 보조 디스플레이: 차량이 벽에 접근할 때 LCD에 "Safe", "Slow", "Stop"을 표시합니다.
- 수위 디스플레이: 센서를 탱크 위에 장착 - LCD에 현재 수위를 표시합니다.
- 방문자 거리 로그: 박물관 전시에서 LCD에 가장 가까운 접근 거리를 표시합니다.
- 스마트 측정 도구: 센서 + LCD를 휴대용 거리 측정기로 사용합니다.
- 물체 근접 디스플레이: 로봇 공학 프로젝트에서 실시간 접근 거리를 표시합니다.
직접 도전해보세요
- 쉬움: LCD의 두 번째 줄 추가 - 거리 < 20cm일 때 "Close!", 그 외에는 "Far" 표시
- 중간: LCD의 두 줄에 센티미터와 인치로 거리 표시
- 고급: 실제 거리 값(cm 단위)을 Telegram 사용자에게 메시지로 직접 전송