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아두이노 우노 R4 - 모션 센서

이 튜토리얼은 HC-SR501 모션 센서와 Arduino UNO R4를 사용하여 인간을 감지하는 방법에 대해 설명합니다. 자세히 배울 내용은 다음과 같습니다:

HC-SR501 모션 센서의 작동 원리
HC-SR501 모션 센서를 Arduino UNO R4에 연결하는 방법
Arduino UNO R4를 프로그래밍하여 HC-SR501 모션 센서로부터 정보를 읽는 방법
Arduino UNO R4와 모션 센서를 사용하여 사람의 출입을 감지하는 방법

Hardware Preparation

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HC-SR501 모션 센서에 대하여

HC-SR501 PIR 센서는 사람이나 동물의 움직임을 감지합니다. 이는 조명을 켜고 끄거나, 문을 열고 닫거나, 에스컬레이터를 작동시키거나, 침입자를 감지하는 등의 다양한 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다.

문이 스스로 열리고 닫히고, 조명이 자동으로 켜지고 꺼지며, 에스컬레이터가 스스로 시작하는 장소에 갔을 때, "이것이 어떻게 가능할까?"라고 궁금해 한 적이 있습니까? 만약 그렇다면, 이 가이드는 그 작동 원리를 설명할 뿐만 아니라 그것을 직접 만드는 방법도 알려줄 것입니다. 시작해 봅시다!

핀아웃

HC-SR501 모션 센서는 세 개의 핀으로 구성되어 있습니다:

GND 핀: GND (0V)에 연결
VCC 핀: VCC (5V)에 연결
OUTPUT 핀: 움직임이 없을 때 LOW을 보내고, 움직임이 있을 때 HIGH을 보냅니다. 이 핀을 Arduino UNN R4의 입력 핀에 연결하세요.

HC-SR501에는 센서의 설정을 조정하는 데 도움이 되는 하나의 점퍼와 두 개의 가변 저항기가 포함되어 있습니다. 기본 설정으로 시작하십시오. "고급 사용" 섹션에서 더 많은 정보를 찾을 수 있습니다. 고급 사용

작동 방식

HC-SR501 센서는 움직이는 물체에서 발생하는 적외선의 변화를 감지하여 움직임을 감지합니다. HC-SR501 센서가 물체를 감지하기 위해서는 두 가지 조건을 충족해야 합니다:

흔들리거나 움직이고 있다
적외선 에너지를 방출하고 있다.

따라서:

물체가 적외선을 방출하지 않고 움직인다면(로봇이나 장난감 자동차처럼), 센서는 이를 감지하지 않습니다.
물체가 적외선을 방출하지만 움직이지 않는다면(가만히 서 있는 사람처럼), 센서는 이를 감지하지 않습니다.

인간과 동물은 자연적으로 적외선을 방출합니다. 이러한 이유로 센서는 인간과 동물이 움직일 때 감지할 수 있습니다.

OUTPUT 핀의 상태:

센서 범위 내에서 사람이나 동물이 움직이지 않으면 센서의 OUTPUT 핀은 LOW입니다.
사람이나 동물이 센서 범위에 들어오면 OUTPUT 핀이 LOW에서 HIGH로 변경되어 움직임 감지를 나타냅니다.
사람이나 동물이 센서 범위를 떠나면 OUTPUT 핀이 HIGH에서 LOW로 변경되어 움직임의 끝을 나타냅니다.

비디오는 모션 센서가 작동하는 기본 개념을 보여줍니다. 실제 상황에서는 고급 용도 섹션에서 설명한 대로 설정에 따라 작동 방식이 약간 다를 수 있습니다.

아두이노 UNO R4 - HC-SR501 모션 센서

Arduino UNO R4에서 핀을 디지털 입력으로 설정하면 연결된 항목이 LOW 상태인지 HIGH 상태인지 감지할 수 있습니다.

Arduino UNO R4의 핀을 HC-SR501 센서의 출력 핀에 연결합니다. 그런 다음, Arduino UNO R4 코드를 사용하여 출력 핀의 값을 읽어 움직임을 감지합니다.

Wiring Diagram

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

초기 설정


Time Delay Adjuster	Screw it in anti-clockwise direction fully.
Detection Range Adjuster	Screw it in clockwise direction fully.
Repeat Trigger Selector	Put jumper as shown on the image.

모션 센서를 위한 프로그래밍 방법

pinMode() 함수를 사용하여 Arduino UNO R4 핀을 디지털 입력 모드로 설정하세요.

pinMode(SENSOR_PIN, INPUT);

digitalRead() 함수를 사용하여 센서의 OUTPUT 핀 상태를 확인하십시오.

motion_state = digitalRead(SENSOR_PIN);

모션이 시작될 때 감지합니다 (핀 상태가 LOW에서 HIGH로 변경됨).

prev_motion_state = motion_state; // 핀의 이전 상태 저장 motion_state = digitalRead(SENSOR_PIN); // 핀의 현재 상태 읽기 if (prev_motion_state == LOW && motion_state == HIGH) { // 상태가 LOW에서 HIGH로 전환되는지 확인 Serial.println("Motion detected!"); }

움직임이 멈추었을 때 감지합니다(핀의 상태가 HIGH에서 LOW로 변경됨).

prev_motion_state = motion_state; // 핀의 이전 상태를 유지 motion_state = digitalRead(SENSOR_PIN); // 센서 입력에서 현재 상태 업데이트 if (prev_motion_state == HIGH && motion_state == LOW) { // HIGH에서 LOW로 전환 감지 Serial.println("Motion stopped!"); // 움직임이 멈췄을 때 메시지 출력 }

아두이노 UNO R4 코드

/* * 이 Arduino UNO R4 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 Arduino UNO R4 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/arduino-uno-r4/arduino-uno-r4-motion-sensor */ #define SENSOR_PIN 2 // Arduino UNO R4가 모션 센서의 출력 핀에 연결됨 int motion_state = LOW; // 현재 핀 상태를 LOW로 초기화 int prev_motion_state = LOW; // 이전 핀 상태를 LOW로 초기화 void setup() { Serial.begin(9600); // 시리얼 통신을 9600 보레이트로 시작 pinMode(SENSOR_PIN, INPUT); // 센서를 위한 입력 핀으로 2번 핀 설정 } void loop() { prev_motion_state = motion_state; // 현재 핀 상태를 이전 핀 상태에 할당하여 비교 motion_state = digitalRead(SENSOR_PIN); // 센서 출력에서 현재 상태 읽기 // LOW에서 HIGH로 전환 체크, 이는 모션 감지를 나타냄 if (prev_motion_state == LOW && motion_state == HIGH) { Serial.println("Motion detected!"); // 모션이 감지되었을 때 메시지 출력 // 선택사항: 모션이 감지되었을 때 추가 행동 } // HIGH에서 LOW로 전환 체크, 이는 모션이 멈췄음을 나타냄 else if (prev_motion_state == HIGH && motion_state == LOW) { Serial.println("Motion stopped!"); // 모션이 멈췄을 때 메시지 출력 // 선택사항: 모션이 멈췄을 때 추가 행동 } }

Detailed Instructions

다음 지침을 단계별로 따르세요:

Arduino Uno R4 WiFi/Minima를 처음 사용하는 경우, Arduino IDE에서 Arduino Uno R4 WiFi/Minima 환경 설정하기 튜토리얼을 참조하세요.
제공된 다이어그램에 따라 부품을 연결하세요.
USB 케이블을 사용하여 Arduino Uno R4 보드를 컴퓨터에 연결합니다.
컴퓨터에서 Arduino IDE를 실행하세요.
적절한 Arduino Uno R4 보드(예: Arduino Uno R4 WiFi)와 COM 포트를 선택하세요.
위의 코드를 복사하여 Arduino IDE에서 엽니다.
Arduino IDE에서 Upload 버튼을 눌러 코드를 Arduino UNO R4에 업로드하세요.
시리얼 모니터를 엽니다.
센서 앞에서 손을 움직이세요.
시리얼 모니터에서 출력을 확인하세요.

COM6

Send

Motion detected! Motion stopped!

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

Video Tutorial

비디오 제작은 시간이 많이 걸리는 작업입니다. 비디오 튜토리얼이 학습에 도움이 되었다면, YouTube 채널 을 구독하여 알려 주시기 바랍니다. 비디오에 대한 높은 수요가 있다면, 비디오를 만들기 위해 노력하겠습니다.

고급 사용

이 섹션에는 압도될 수 있는 고급 정보가 포함되어 있습니다. 내용에 대해 확신이 없다면 건너뛰어 다음 섹션으로 이동하십시오.

위에서 설명한 대로 우리는 하나의 점퍼와 두 개의 가변 저항기를 사용하여 센서의 설정을 조정할 수 있습니다.

탐지 거리 조절기

이 포텐셔미터는 감지 거리를 조절합니다(약 3미터에서 7미터).

시계 방향으로 끝까지 돌리면 감지 범위는 약 3미터입니다.
반시계 방향으로 끝까지 돌리면 감지 범위는 약 7미터입니다.

포텐셔미터 설정을 변경하여 원하는 범위를 3미터에서 7미터 사이로 조정할 수 있습니다.

시간 지연 조정기

이 가변 저항기는 시간 지연을 조정합니다.

시계 방향으로 끝까지 돌리면 지연 시간이 약 5분이 됩니다.
반시계 방향으로 끝까지 돌리면 지연 시간이 약 3초가 됩니다.

다음으로, 시간 지연이 무엇을 의미하는지 그리고 그것이 반복 트리거와 어떻게 관련되는지 설명하겠습니다.

반복 트리거 선택기

이 점퍼는 트리거 모드를 선택할 수 있게 해줍니다: 단일 트리거 또는 반복 가능한 트리거.

시간 지연 조정기에 의해 조정되는 시간 지연 설정을 time_delay라고 부르겠습니다. 당신이 감지 영역 내에서 계속 움직이며 그 시간동안을 motion_time이라 부르고 (time_delay보다 훨씬 긴 시간)한다고 상상해보세요.

단일 트리거 모드에서는 OUTPUT 핀이 LOW와 HIGH 사이를 여러 번 전환합니다. HIGH 상태는 "time_delay"에 해당하는 기간 동안 유지되며, LOW 상태는 고정된 시간인 3초 동안 유지됩니다.

출력 핀은 동작 시간에 시간 지연을 더한 기간 동안 HIGH 상태를 유지합니다.

테스트

트리거 모드를 테스트해 봅시다. 시간 지연 조절기를 왼쪽 끝으로 완전히 돌려 지연 시간을 3초로 설정하세요.

싱글 트리거 모드:

싱글 트리거 모드를 선택하도록 점퍼를 배치합니다.
센서 앞에서 10초 동안 계속 손을 흔듭니다.
센서 범위에서 손을 제거합니다.
3초 기다린 후, 시리얼 모니터에서 출력 결과를 확인합니다.

COM6

Send

Motion detected! Motion stopped! Motion detected! Motion stopped! Motion detected! Motion stopped!

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

반복 트리거 모드:

반복 트리거 모드를 활성화하려면 점퍼를 장착하십시오.
약 10초 동안 센서 앞에서 손을 계속 움직이세요.
센서 범위에서 손을 제거하세요.
3초를 기다린 후, 직렬 모니터에서 출력을 확인하세요.

COM6

Send

Motion detected! Motion stopped!

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

단발 트리거 모드에서는 센서가 두세 번 활성화됩니다. 반복 가능 트리거 모드에서는 한 번만 활성화됩니다.

※ NOTE THAT:

LOW 기간 동안, 즉 3초 동안, 센서는 움직임을 감지할 수 없습니다. 이는 이 시간 동안 센서가 비활성 상태라는 것을 의미하지만, 일반적으로 문제를 일으키지는 않습니다.

반복 가능한 트리거 모드를 사용할 것이 권장됩니다.

실제 응용에서:

사람 근처에 감지되면 장치나 기계가 자주 켜집니다.
사람이 떠나자마자 장치나 기계가 꺼지지 않습니다. 일정한 지연 후에 꺼집니다.

아두이노 우노 R4 - 모션 센서

Hardware Preparation

HC-SR501 모션 센서에 대하여

핀아웃

작동 방식

아두이노 UNO R4 - HC-SR501 모션 센서

Wiring Diagram

초기 설정

모션 센서를 위한 프로그래밍 방법

아두이노 UNO R4 코드

Detailed Instructions

Video Tutorial

고급 사용

탐지 거리 조절기

시간 지연 조정기

반복 트리거 선택기

테스트

함수 참조

관련 튜토리얼