라즈베리파이, 초음파 센서를 이용한 출입 감지 (1) Show Raspberry Pi (deprecated) 2016. 6. 7. 12:01 라즈베리파이와 초음파 센서 키트를 가지고 간단하게 사람의 출입을 감지하는 기계를 만들어보자. 여기서 적외선 감지 센서가 있는데 굳이 초음파 센서를 사용한 이유는 현재 라즈베리파이 센서 키트 에 포함되어있는
사진의 요놈 같은 경우 한번 감지 한 후 딜레이가 너무 크다. (다시 감지하는데 대략 10초정도의 딜레이가 있다.) 하지만 초음파 센서 같은 경우 딜레이 없이 엄청나게 빠른 감지효과를 보여주기에 적외선 센서보다는 초음파 센서를 활용하여 만들게 되었다.
RaspberryPi 는 영국의 라즈베리파이 재단이 만든 신용카드 크기의 싱글 보드 컴퓨터이다. 작은 크기로 인해 휴대성이 좋고, 4개의 USB 포트와 (Raspberry pi 2 기준) HDMI 지원으로 모니터 뿐만 아니라 키보드 , 마우스와 연결하여 사용이 가능하고 Raspbian 이라는 전용 OS (라기보단 Linux) 로 구동을 한다.
CPU : ARM Cortex A7 (Quar-core) 900MHz RAM : 1GB LPDDR2 의 사양을 가지고 있다.
(해당 모델의 사진) 사용한 적외선 센서는 HC-SR04 모델을 사용하였다.
(HC-SR04) 이제 라즈베리파이에서 초음파 센서를 제어하기 위해 연결을 해보자.
위 사진은 Raspberry pi 2 의 Gpio 사진이다. 위 사진을 참고로 초음파 센서의 첫 번째 vcc 는 전원이므로 Pin# 02 번에 연결 , 두번째 Trig 는 18번에 연결 , 세번째 Echo 는 16번에 연결하고 마지막 GND는 Ground 라인 즉 06 번에 연결한다. 연결이 완료 되었으면 알고리즘을 생각해보자. 초음파 센서로 단순히 감지 뿐만 아니라 그 사람이 나갔는지 들어왔는지에 관한 것 도 감지 할 수 있도록 알고리즘을 만들 것 이다. 기본적으로 우리 사무실의 구조에서 생각한다면
사진에서 보이듯 초음파 센서 1개를 설치하고 초기 거리 값이 나오면 사람들이 출입할 때 변경된 거리가 점점 늘어나는지 줄어드는지를 측정하여 In & Out 의 값을 얻을 것 이다.
위 사진에 보이는 순서대로 초기 거리에서 정해진 거리가 줄어들면 거리 측정이 시작되고 다시 초기 거리 값으로 돌아오면 측정을 중지한다. 그 때 측정한 거리들은 배열에 들어가있고 그 배열의 거리를 서로 비교해서 줄어드는지 늘어나는지를 검사해서 마지막엔 들어왔는지 나갔는지를 알게 될 것이다. 이를 정확히 측정하기 위해서는 측정하고자 하는 입구에서 최대한 대각선으로 설치를 한다면 좀 더 정확한 결과를 얻을 수 있다. (가장 정확한 건 센서를 2개 설치하는 것 이다. 흘흘) 약 일주일 간 측정한 결과 정확도는 약 90% 다. 그리고 거리를 재기 때문에 몸집이 큰 사람이 지나갈 때 정확도가 더 높았다. 여러사람이 지나갈때는 당연히 In & Out 의 측정결과의 정확도가 많이 떨어진다. 어쨌든 저렴한(?) 가격으로 이 정도면 개인이 쓰기에는 충분하다고 생각한다. 다음 글에서는 Node.js 로 코드를 짜고 결과 데이터를 post 로 보내는 것 까지 해보겠다. (끝) 공유하기 게시글 관리 구독하기GoodBye World저작자표시 'Raspberry Pi (deprecated)' 카테고리의 다른 글라즈베리파이, 초음파 센서를 이용한 출입 감지 (2) (1)2016.06.07TAGIOT, raspberrypi, 라즈베리파이, 초음파센서 관련글 관련글 더보기
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728x90 반응형 이번 글에서는 센서를 이용해서 거리를 측정하는 실습을 해보겠습니다.
 이번 시간에 사용할 센서는 적외선 거리 센서입니다. 이 센서는 적외선을 이용해서 장애물과의 거리를 측정할 수 있게 합니다. 장애물과의 거리를 10cm 전후부터 80cm까지 감지할 수 있습니다. 10cm 거리에 있는 장애물을 측정할 때는 약 3.1V의 아날로그 출력 전압을 가지고 80cm거리에 있는 장애물을 측정할 때는 약 0.4V의 출력전압을 가집니다. 그래서 10cm에서부터 80cm까지 사이의 거리들은 0.4V부터 3.1V의 아날로그 출력 전압을 가지게 됩니다.
실제 측정 시, OUTPUT으로 출력 전압이 몇 볼트인지 나오는 건 아니고 0부터 1023사이의 값으로 변환되어 나옵니다. 그래서 0부터 1023 사이의 아날로그 출력 전압을 거리로 변환하는 공식을 거치게 되면 장애물부터 센서까지의 거리를 정확하게 측정할 수 있습니다. 시리얼 모니터를 열면 장애물과의 거리를 실시간으로 모니터링 할 수 있습니다.
회로를 구성해 봅시다. 적외선 거리 센서를 아두이노 보드에 연결하는 방법은 매우 간단합니다. 이 센서에는 총 3개의 케이블이 달려 있습니다. 두 케이블은 전원 전압 5V와 Ground(GND)에 연결하고, 거리를 측정하는 역할의 케이블은 아날로그 입력 포트 (A0)에 연결하면 됩니다.
이제 스케치를 작성해 봅시다. 먼저 변수 Vcc에 전원 전압 5V를 할당합니다. 출력되는 결과를 저장하기 위해서 변수 dist를 사용합니다. 센서와의 시리얼 통신이 필요하기 때문에 9600 bps로 시리얼 통신 속도를 설정합니다.
Loop함수에서는 센서가 측정하는 아날로그 출력 전압을 거리로 변환하는 공식이 들어가 있습니다. analogRead 명령을 통해 측정된 값을 불러들입니다. 이 값은 0부터 1023까지 사이의 값으로써 10 bit로 표현되어 있습니다. 따라서 이 값을 2의 10제곱, 즉 1024개의 경우로 구분지어 줍니다.
그리고 전압을 거리로 변환하는 공식을 거치게 되면 센서와 장애물 사이의 거리를 구하게 됩니다. 센서의 출력 전압과 측정된 거리의 역수 간의 관계는 센서의 사용 가능한 범위 내에서 선형(linear) 관계입니다. 적외선 거리 센서는 물체까지의 거리의 역수에 대한 아날로그 출력 전압 함수로 나타낼 수 있습니다.이 함수값들을 사용하여 오른쪽 그래프와 같이 출력 전압(V)의 역수와 거리(cm)에 대한 함수 그래프를 그려서 센서 출력 전압을 대략적인 거리로 변환 할 수 있습니다.
Loop함수의 핵심내용은 끝이 났고, 이제 Serial monitor에 출력하기 위한 작업을 합니다 마지막으로는 0.3 초의 delay를 주어서 우리가 측정결과를 눈으로 확인할 수 있게 합니다.
이제 스케치를 컴파일, 업로드를 하면 적외선 측정 센서가 장애물까지의 거리를 측정하게 됩니다.
이번 글에서는 적외선 측정 센서를 이용하여 장애물까지의 거리를 측정하는 실습을 진행하였습니다. 다음 글에서는 IoT 장비 중 아두이노와 함께 널리 사용되고 있는 라즈베리 파이에 대해서 알아보는 시간을 가지겠습니다. 728x90 반응형 공유하기 게시글 관리 구독하기끄적끄적 동커벨'컴퓨터공학 > IoT 입문' 카테고리의 다른 글라즈베리 파이 시작해보기 (3)2020.06.12라즈베리 파이는 무엇일까? (2)2020.06.03[아두이노 실습] 밝기(조도) 측정하기 (0)2020.05.15[아두이노 실습] 내부 LED 깜박이기 & 외부 LED 연결 (0)2020.05.10[아두이노 실습] LED ON/OFF (0)2020.05.08Arduino, IoT, 거리측정하기, 라즈베리파이, 사물인터넷, 스케치, 실습, 아두이노, 적외선센서, 튜토리얼 이 글을 공유하기 Google + Kakao Naver 태그
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