SENSORS/ACTUATORS

라즈베리 파이 초음파 센서 릴레이

이 튜토리얼은 라즈베리 파이와 초음파 센서를 사용하여 릴레이를 제어하는 방법을 안내합니다. 자세하게:

라즈베리 파이는 물체가 초음파 센서에 가까이 있을 때 릴레이를 작동시킵니다.
라즈베리 파이는 물체가 초음파 센서에서 멀리 있을 때 릴레이를 비활성화합니다.

릴레이를 전구, LED 스트립, 모터, 또는 액추에이터에 연결함으로써, 우리는 라즈베리 파이와 초음파 센서를 사용하여 전구, LED 스트립, 모터, 또는 액추에이터를 제어할 수 있습니다.

준비물

1	×	라즈베리 파이 5	쿠팡 \| 아마존
1	×	초음파 센서	쿠팡 \| 아마존
1	×	릴레이	아마존
1	×	(옵션) 솔레노이드 잠금장치	쿠팡 \| 아마존
1	×	12V 전원 어댑터	아마존
1	×	DC 커넥터 전원 연결 잭 플러그 소켓	쿠팡 \| 아마존
1	×	점퍼케이블	쿠팡 \| 아마존
1	×	(추천) 라즈베리 파이용 스크루 터미널 블록 쉴드	쿠팡 \| 아마존
1	×	(추천) 라즈베리 파이 프로토타이핑 베이스 플레이트 & 브레드보드 키트	아마존

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릴레이 및 초음파 센서에 대하여#

릴레이 및 초음파 센서(핀 배치, 작동 방식, 프로그래밍 방법 등)에 익숙하지 않다면, 아래 튜토리얼을 참조하세요.

선연결

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

배선 구성을 간단하고 체계적으로 만들기 위해, Raspberry Pi용 스크루 터미널 블록 실드 사용을 권장합니다. 이 실드는 아래와 같이 더욱 안정적이고 관리하기 쉬운 연결을 제공합니다:

라즈베리 파이 코드

자세한 사용 방법

라즈비안 또는 다른 라즈베리 파이 호환 운영 체제가 파이에 설치되어 있는지 확인하세요.
라즈베리 파이가 PC와 동일한 로컬 네트워크에 연결되어 있는지 확인하세요.
라이브러리를 설치해야 하는 경우, 라즈베리 파이가 인터넷에 연결되어 있는지 확인하세요.
라즈베리 파이를 처음 사용하는 경우, 라즈베리 파이 - 소프트웨어 설치을 참조하세요.
Linux 및 macOS에서는 내장된 SSH 클라이언트를 사용하거나 Windows에서는 PuTTY를 사용하여 SSH를 통해 PC를 라즈베리 파이에 연결하세요. SSH를 통해 PC를 라즈베리 파이에 연결하는 방법을 참조하세요.
RPi.GPIO 라이브러리가 설치되어 있는지 확인하세요. 설치되어 있지 않으면 다음 명령을 사용하여 설치하세요.

sudo apt-get update sudo apt-get install python3-rpi.gpio

파이썬 스크립트 파일 ultrasonic_sensor_relay.py을(를) 생성하고 아래 코드를 추가하세요:

/* * 이 라즈베리 파이 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 라즈베리 파이 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/raspberry-pi/raspberry-pi-ultrasonic-sensor-relay */ import RPi.GPIO as GPIO import time # Set the GPIO mode to BCM GPIO.setmode(GPIO.BCM) # Define the GPIO pins for the ultrasonic sensor TRIG_PIN = 23 ECHO_PIN = 24 # Define the GPIO pin for the relay RELAY_PIN = 18 # Set up the ultrasonic sensor pins GPIO.setup(TRIG_PIN, GPIO.OUT) GPIO.setup(ECHO_PIN, GPIO.IN) # Set up the relay pin as an output GPIO.setup(RELAY_PIN, GPIO.OUT) # Define the distance threshold in cm (adjust as needed) DISTANCE_THRESHOLD = 20 # 20 cm def get_distance(): # Send a trigger signal GPIO.output(TRIG_PIN, GPIO.HIGH) time.sleep(0.00001) GPIO.output(TRIG_PIN, GPIO.LOW) # Wait for the echo response pulse_start = time.time() pulse_end = time.time() while GPIO.input(ECHO_PIN) == GPIO.LOW: pulse_start = time.time() while GPIO.input(ECHO_PIN) == GPIO.HIGH: pulse_end = time.time() # Calculate the distance in centimeters pulse_duration = pulse_end - pulse_start speed_of_sound = 34300 # Speed of sound in cm/s distance = (pulse_duration * speed_of_sound) / 2 return distance try: while True: # Get the distance from the ultrasonic sensor distance = get_distance() print("Distance:", distance, "cm") # If the distance is below the threshold, turn on the relay if distance < DISTANCE_THRESHOLD: print("Distance below threshold. Turning on the relay.") GPIO.output(RELAY_PIN, GPIO.HIGH) else: print("Distance above threshold. Turning off the relay.") GPIO.output(RELAY_PIN, GPIO.LOW) # Add a small delay to avoid excessive readings time.sleep((0.1) except KeyboardInterrupt: # Clean up the GPIO on exiting the script GPIO.cleanup()

파일을 저장하고 터미널에서 다음 명령어를 실행하여 Python 스크립트를 실행하세요.

python3 ultrasonic_sensor_relay.py

손이나 물체를 초음파 센서로부터 먼 거리에서 천천히 움직입니다.
초음파 센서로 측정된 거리가 터미널 출력에 표시되는지 확인하세요.
릴레이 상태를 확인하세요:

센서에 가까워지고 거리가 정의된 임계값 아래로 내려가면 릴레이가 켜져야 합니다.
센서에서 멀어지고 거리가 임계값 이상으로 올라가면 릴레이가 꺼져야 합니다.

스크립트는 터미널에서 Ctrl + C를 누를 때까지 무한 루프로 계속 실행됩니다.

코드 설명

소스 코드의 주석에 포함된 라인별 설명을 확인하세요!

※ 주의:

위 코드는 교육적 목적을 위해 작성되었습니다. 초음파 센서는 잡음에 매우 민감합니다. 초음파 센서를 실제 응용 프로그램에 사용할 계획이 있다면, 초음파 센서의 잡음을 필터링해야 합니다. 초음파 센서의 거리 측정에서 잡음을 필터링하는 방법에 대한 자세한 정보는 이 튜토리얼을 참조하십시오.

릴레이와 MOSFET 모듈 비교

장치를 스위칭하는 방법이 릴레이만 있는 것은 아닙니다. 12V 솔레노이드 잠금장치, 12V 펌프, 12V 팬처럼 장치가 DC 전원으로 작동한다면 MOSFET 모듈로도 같은 일을 할 수 있습니다.

	릴레이	MOSFET 모듈
할 수 있는 일	장치를 켜거나 끔	장치를 켜거나 끄고, 출력을 설정함(PWM)
스위칭할 때 소음	매번 딸깍 소리가 남	소리 없음
스위칭 속도	느림, 몇 밀리초	매우 빠름
수명	여러 번 스위칭하면 접점이 마모됨	움직이는 부분이 없어 오래 감
전원 종류	AC 또는 DC	DC만 가능
장치 전원 공급 장치	릴레이 정격에 맞는 모든 전압	약 6V 이상
Raspberry Pi와의 절연	예, 코일과 접점 사이	예, PC817 포토커플러로 절연
적합한 용도	AC 장치 또는 단순한 ON/OFF	DC 장치, 밝기 조절과 속도 제어

릴레이와 MOSFET 모듈은 모두 Raspberry Pi 핀이 HIGH(GPIO.output(pin, GPIO.HIGH))일 때 켜집니다. 그래서 단순한 ON/OFF라면 위 코드를 그대로 사용할 수 있습니다. 배선만 바뀝니다. Raspberry Pi 핀의 3.3V 신호로 MOSFET 모듈을 충분히 구동할 수 있습니다. AC 전원 장치에는 항상 릴레이를 사용하세요.

MOSFET 모듈의 핀 배치, 배선, PWM 코드, 안전 팁은 라즈베리 파이 - MOSFET 모듈 튜토리얼을 참고하세요.

동영상

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