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아두이노 - 버튼 | Arduino - Button

버튼은 기본 구성 요소이며 많은 아두이노 프로젝트에서 널리 사용됩니다. 버튼은 보기와는 달리(기계적, 물리적 특성 때문에) 간단하지 않습니다. 초보자들은 이것으로 많은 어려움을 겪을 수 있습니다. 이 튜토리얼은 초보자들이 쉽게 시작할 수 있도록 도와줍니다. 시작해볼까요!

※ NOTE THAT:

버튼에 대해 발표하기 전에, 초보자들이 보통 접하게 되는 두 가지 일반적인 오류에 대해 알아보고자 합니다:

부유 입력 문제:

증상: 버튼을 Arduino 입력 핀에 연결했을 때, 입력 핀의 상태가 무작위이며 버튼의 누름 상태와 일치하지 않습니다.
원인: 버튼 핀이 풀다운 저항(pull-down resistor)이나 풀업 저항(pull-up resistor)을 사용하지 않습니다.
해결책: 입력 핀에 풀다운 저항이나 풀업 저항을 사용하십시오. 이에 대한 자세한 내용은 이 튜토리얼에서 나중에 설명될 것입니다.

채터링 현상

증상: Arduino의 코드가 버튼의 상태를 읽고 상태 변화(HIGH에서 LOW, 또는 LOW에서 HIGH)를 감지하여 누르기 이벤트를 식별합니다. 실제로 버튼이 한 번만 눌러졌을 때, Arduino 코드는 한 번이 아닌 여러 번 눌린 것으로 감지합니다.
원인: 기계적, 물리적 특성으로 인해 버튼을 한 번 누르면 입력 핀의 상태가 한 번이 아니라 여러 번 LOW와 HIGH 사이를 빠르게 전환합니다.
해결책: 디바운싱(Debounce). 이에 대한 자세한 내용은 Arduino - Button - Debounce 튜토리얼에서 설명될 것입니다.

채터링 현상은 누르기 횟수를 정확하게 감지해야 하는 일부 응용 프로그램에서만 오작동을 일으킵니다. 어떤 종류의 응용 프로그램에서는 해가 되지 않습니다.

준비물

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버튼에 대하여

푸시 버튼, 또는 푸시버튼, 촉각 버튼, 순간 스위치로도 알려져 있는 것은 버튼이 눌리고 유지될 때 닫히고, 해제될 때 열리는 스위치의 한 종류입니다. 다양한 종류의 푸시 버튼이 있으며, 대체로 두 그룹으로 분류됩니다:

PCB 설치형 푸시 버튼 (브레드보드 장착 가능)
패널 설치형 푸시 버튼

핀배열

PCB 장착 버튼은 보통 4개의 핀이 있습니다.

그러나 이 핀들은 내부적으로 쌍으로 연결되어 있습니다. 따라서, 내부적으로 연결되지 않은 네 개의 핀 중 두 개만 사용하면 됩니다.

버튼에 연결하는 방법은 네 가지입니다(대칭 때문에 실제로는 두 가지 방법입니다) (이미지 참조).

버튼에는 단 두 개의 핀만 사용할 수 있는데, 왜 네 개의 핀이 있을까요?

PCB(보드)에서 압력을 견디게 하기 위해 견고하게 설치합니다.

패널 장착 버튼에는 보통 두 개의 핀이 있습니다.

image source: diyables.io

작동 원리

버튼이 눌리지 않았을 때, 핀 A는 핀 B에 연결되지 않습니다.
버튼이 눌렸을 때, 핀 A는 핀 B에 연결됩니다.

아두이노 - 버튼

한 버튼의 핀은 VCC 또는 GND에 연결됩니다. 다른 핀은 아두이노 핀에 연결됩니다.

아두이노의 핀 상태(입력 핀으로 설정됨)를 읽음으로써 버튼이 눌렸는지 아닌지를 감지할 수 있습니다.

버튼 상태와 누름 상태

버튼 상태와 누름 상태 간의 관계는 버튼을 아두이노에 어떻게 연결하고 아두이노 핀의 설정을 어떻게 하는지에 따라 달라집니다.

아두이노와 버튼을 사용하는 방법은 두 가지가 있습니다:

한 버튼의 핀은 VCC에 연결되어 있고, 다른 하나는 풀다운 저항을 가진 아두이노의 핀에 연결되어 있습니다.

버튼이 눌리면, 아두이노의 핀 상태는 HIGH입니다. 그렇지 않으면, 아두이노의 핀 상태는 LOW입니다.
외부 저항을 반드시 사용해야 합니다.

한 버튼의 핀은 GND에 연결되어 있고, 다른 하나는 풀업 저항을 가진 아두이노의 핀에 연결되어 있습니다.

버튼이 눌리면, 아두이노의 핀 상태는 LOW입니다. 그렇지 않으면, 아두이노의 핀 상태는 HIGH입니다.
내부 또는 외부 저항을 사용할 수 있습니다. 내부 저항은 아두이노 내부에 내장되어 있으며, 아두이노 코드를 통해 설정하기만 하면 됩니다.

※ NOTE THAT:

풀다운 저항 또는 풀업 저항을 사용하지 않으면 버튼이 눌리지 않았을 때 입력 핀의 상태는 "부유" 상태입니다. 이는 상태가 HIGH 또는 LOW(불안정, 고정되지 않음)일 수 있어 잘못된 감지를 초래할 수 있음을 의미합니다.

최악의 방법: 아두이노 핀을 입력으로 초기화(pinMode(BUTTON_PIN, INPUT))하고 외부 풀다운 저항 또는 풀업 저항을 전혀 사용하지 않음.
최선의 방법: 아두이노 핀을 내부 풀업 입력으로 초기화(pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP))합니다. 외부 풀다운 저항 또는 풀업 저항을 사용할 필요가 없습니다.

초보자들이 쉽게 따라 할 수 있도록 이 튜토리얼은 가장 단순한 방법을 사용합니다: 외부 저항을 사용하지 않고 아두이노 핀을 내부 풀업 입력으로 초기화합니다. 초보자들은 풀업/풀다운 저항을 어떻게 연결해야 하는지 신경 쓸 필요가 없습니다. 초보자들은 단지 아두이노 코드를 사용하기만 하면 됩니다.

선연결

아두이노와 PCB 장착 버튼 사이의 배선도

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

아두이노와 패널 마운트 버튼 간의 배선도

Arduino two-pin push button Wiring Diagram

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

image source: diyables.io

버튼 프로그래밍 방법

**pinMode()** 함수를 사용하여 아두이노 핀을 내부 풀업 입력으로 초기화합니다. 예를 들어, 핀 7:

pinMode(7, INPUT_PULLUP);

digitalRead() 함수를 사용하여 아두이노 핀의 상태를 읽습니다.

int buttonState = digitalRead(BUTTON_PIN);

※ NOTE THAT:

널리 사용되는 두 가지 사용 사례가 있습니다:

첫 번째: 입력 상태가 HIGH이면, 무언가를 하세요. 입력 상태가 LOW이면, 반대로 다른 것을 하세요.
두 번째: 입력 상태가 LOW에서 HIGH(또는 HIGH에서 LOW)로 변경되면, 무언가를 하세요.

응용 프로그램에 따라, 이 중 하나를 선택합니다. 예를 들어, 버튼을 사용하여 LED를 제어하는 경우:

버튼을 눌렀을 때 LED가 켜지고, 버튼을 누르지 않았을 때 LED가 꺼지길 원한다면, 첫 번째 사용 사례를 사용해야 합니다.
버튼을 누를 때마다 LED가 켜지고 꺼지는 것을 토글하길 원한다면, 두 번째 사용 사례를 사용해야 합니다.

LOW에서 HIGH로의 상태 변화를 감지하는 방법

// 상수는 변경되지 않습니다. 여기서는 핀 번호를 설정하는 데 사용됩니다: const int BUTTON_PIN = 7; // 푸시버튼 핀의 번호 // 변수는 변경될 것입니다: int lastState = HIGH; // 입력 핀의 이전 상태 int currentState; // 입력 핀에서의 현재 읽기 값 void setup() { // 초당 9600비트의 속도로 직렬 통신을 초기화합니다: Serial.begin(9600); // 풀업 입력으로 푸시버튼 핀을 초기화합니다 // 풀업 입력 핀은 스위치가 열려있을 때 HIGH이고, 닫혀있을 때 LOW입니다. pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP); } void loop() { // 스위치/버튼의 상태를 읽습니다: currentState = digitalRead(BUTTON_PIN); if(lastState == LOW && currentState == HIGH) Serial.println("The state changed from LOW to HIGH"); // 마지막 상태를 저장합니다 lastState = currentState; }

아두이노 코드

사용 방법

아두이노를 USB 케이블을 통해 PC에 연결하십시오
아두이노 IDE를 열고, 올바른 보드와 포트를 선택하십시오
아래 코드를 복사하고 아두이노 IDE로 열기

// 상수는 변경되지 않습니다. 여기서는 핀 번호를 설정하는 데 사용됩니다: const int BUTTON_PIN = 7; // 푸시버튼 핀의 번호 void setup() { // 9600 비트/초로 시리얼 통신 초기화: Serial.begin(9600); // 푸시버튼 핀을 풀업 입력으로 초기화 // 풀업 입력 핀은 스위치가 열려 있을 때 HIGH이고, 스위치가 닫혀 있을 때는 LOW입니다. pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP); } void loop() { // 스위치/버튼의 상태를 읽습니다: int buttonState = digitalRead(BUTTON_PIN); // 버튼의 상태를 출력 Serial.println(buttonState); }

Arduino IDE에서 코드를 Arduino에 업로드하려면 Upload 버튼을 클릭하십시오.

시리얼 모니터 열기
버튼을 여러 번 누르고 놓기
시리얼 모니터에서 결과 보기:

COM6

Send

1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

1은 HIGH이고, 0은 LOW입니다.

코드 설명

위의 아두이노 코드의 주석 라인에 설명을 찾을 수 있습니다.

아두이노 코드 수정하기

코드를 수정하여 누르기 및 릴리스 이벤트를 감지하도록 합시다.

사용 방법

아래와 같이 코드를 수정하세요.

/* * 이 Arduino 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 Arduino 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/arduino/arduino-button */ // 상수는 변경되지 않습니다. 핀 번호를 설정하는 데 여기서 사용됩니다: const int BUTTON_PIN = 7; // 푸시버튼 핀의 번호 // 변수는 변경될 것입니다: int lastState = LOW; // 입력 핀의 이전 상태 int currentState; // 입력 핀에서의 현재 읽기 값 void setup() { // 초당 9600비트의 속도로 시리얼 통신을 초기화합니다: Serial.begin(9600); // 풀업 입력으로 푸시버튼 핀을 초기화합니다 // 풀업 입력 핀은 스위치가 열려있을 때 HIGH이고, 스위치가 닫혔을 때 LOW입니다. pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP); } void loop() { // 스위치/버튼의 상태를 읽습니다: currentState = digitalRead(BUTTON_PIN); if(lastState == HIGH && currentState == LOW) Serial.println("The button is pressed"); else if(lastState == LOW && currentState == HIGH) Serial.println("The button is released"); // 마지막 상태를 저장합니다 lastState = currentState; }

아두이노 IDE에서 코드를 아두이노에 업로드하려면 Upload 버튼을 클릭하세요.

시리얼 모니터 열기
버튼을 누른 다음 놓으세요
시리얼 모니터에서 결과를 확인하세요

COM6

Send

The button is pressed The button is released

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

※ NOTE THAT:

버튼을 한 번만 누르고 놓았음에도 불구하고, 시리얼 모니터의 출력에서는 여러 번 누르고 놓는 이벤트가 표시될 수 있습니다. 이것은 버튼의 정상적인 동작입니다. 이러한 동작을 "차터링 현상"이라고 합니다. Arduino - 버튼 디바운스 튜토리얼에서 더 자세히 알아볼 수 있습니다.

※ NOTE THAT:

초보자들, 특히 여러 버튼을 사용할 때 훨씬 더 쉽게 만들기 위해, 우리는 ezButton이라는 라이브러리를 만들었습니다. 여기서 ezButton 라이브러리에 대해 알아볼 수 있습니다.

동영상

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.

도전해보세요

버튼을 누르면 LED를 켜고, 버튼을 누르지 않을 때 LED를 끕니다.
버튼을 누를 때마다 LED를 켜고 끄는 것을 전환합니다.

추가 지식

입력 핀에 풀다운/풀업 저항을 언제 사용해야 하며 언제 사용하면 안 되는가?

센서가 닫힘( VCC나 GND에 연결) 또는 열림(아무것도 연결되지 않음) 상태를 가지고 있는 경우, 이러한 상태를 LOW와 HIGH의 두 상태로 만들기 위해 풀업 또는 풀다운 저항이 필요합니다. 예를 들어, 푸시 버튼, 스위치, 자기 접촉 스위치(문 센서) 등이 있습니다.

센서에 두 개의 정의된 전압 레벨(LOW와 HIGH)이 있는 경우, 풀업 또는 풀다운 저항이 필요하지 않습니다. 예를 들어, 모션 센서, 터치 센서 등이 있습니다.

아두이노 - 버튼 | Arduino - Button

준비물

버튼에 대하여

핀배열

PCB 장착 버튼은 보통 4개의 핀이 있습니다.

패널 장착 버튼에는 보통 두 개의 핀이 있습니다.

작동 원리

아두이노 - 버튼

버튼 상태와 누름 상태

선연결

버튼 프로그래밍 방법

LOW에서 HIGH로의 상태 변화를 감지하는 방법

아두이노 코드

사용 방법

코드 설명

아두이노 코드 수정하기

사용 방법

동영상

도전해보세요

추가 지식

관련 튜토리얼