브레드보드 IO 5편, 아두이노와 MQ-135 대기질 센서 + DHT11 + OLED 통합 대시보드

[민한식]

 민선생의 전자공방 ・ 2026. 5. 27. 21:35

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브레드보드 활용 IO 인터페이스 5편

브레드보드에 구성하는 아두이노와 MQ-135 대기질 센서 + DHT11 + OLED 통합 대시보드

공기질 실시간 모니터링 · 온습도 통합 · 경보 기능

아두이노 프로젝트 · 민선생의 전자공방

아두이노 MQ135 + DHT11 + OLED 대시보드 동작영상

OLED 대시보드 동작 영상 (예열→정상→경보 3단계 시연), 알콜솜을 사용한 공기중 알콜 감지 동작 영상

📖 프롤로그 — 전자 코(Electronic Nose)와의 만남

4편에서는 DHT11 스마트 센서로 온도와 습도를 측정하고 OLED에 대시보드를 구성하는 방법을 배웠습니다. 이번 5편에서는 '전자 코(Electronic Nose)'라 불리는 MQ-135 가스 센서를 추가하여, 실내 공기 질을 종합적으로 모니터링하는 통합 시스템을 완성합니다.

특히 이번 편은 4편의 DHT11과 5편의 MQ-135를 동시에 사용하는 통합 프로젝트를 최종 목표로 합니다. 온습도와 공기질을 하나의 OLED 화면에서 실시간으로 확인하고, 위험 수준 감지 시 경보 기능까지 구현합니다.

1장. MQ-135 가스 센서 모듈의 구성 및 특징

▶ 1.1 Keyes MQ-135 모듈의 주요 구성

MQ-135 모듈은 MQ-135 가스 감지 소자를 아두이노에서 바로 사용할 수 있도록 브레이크아웃 보드(Breakout Board) 형태로 제작한 제품입니다.

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브레이크아웃 보드(Breakout Board)

작고 사용하기 어려운 IC나 센서를 사람이 쉽게 연결하고 실험할 수 있도록 꺼내 놓은(“break out”) 작은 보드를 말합니다.

칩의 미세한 핀들을 넓은 간격으로 밖으로 꺼내어, 브레드보드나 점퍼선을 사용해 쉽게 연결할 수 있도록 만든 PCB입니다. 예를 들어 DHT11, MQ-135, MPU6050 자이로 센서처럼 작은 칩이나 센서를 아두이노와 쉽게 연결할 수 있도록 PCB에 실장한 센서 모듈들을 브레이크아웃 보드라고 합니다.

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💡 모듈 내부 핵심 부품
① MQ-135 가스 센서 소자: 금속 산화물 반도체(SnO₂) 기반. 스테인리스 방폭 캡 내장
② LM393 전압 비교기 IC: 아날로그 센서 신호를 디지털 High/Low로 변환
③ 가변 저항기(포텐셔미터): DO 출력의 임계값(Threshold) 조절용
④ LED 인디케이터: 전원 확인용(빨간 LED)과 가스 감지 알림용(녹색 LED) 2개
⑤ 주변 회로: 부하 저항(RL), 히터 코일 제어 회로 등 센서 구동 회로 일체 포함

MQ - 135 센서 구조도

▶ 1.2 핵심 특징

• 다양한 오염 가스 동시 감지: 암모니아(NH₃), 질소산화물(NOₓ), 알코올, 벤젠, 연기, 이산화탄소(CO₂) 등 여러 오염 물질에 동시에 반응합니다.

• 복합 가스 센서: 종합적인 공기 오염도를 나타내는 센서입니다. 단독으로는 현재 감지된 가스가 암모니아인지 연기인지 정확히 구분할 수 없습니다.

• 이중 신호 출력: 농도를 정밀하게 측정하는 아날로그 출력(AO)과 임계값 이상 시 알림을 주는 디지털 출력(DO)을 모두 제공합니다.

• 간편한 연결: 아두이노와 4가닥의 선으로 바로 연결할 수 있는 4핀 헤더 구조입니다.

센서	특징	적합한 용도
MQ-135	종합적 실내 공기질 모니터링 (복합 가스 감지)	실내 환기 알림, 오염도 측정
NDIR CO₂ 센서	이산화탄소만 정밀 측정	스마트 농업, 강의실 CO₂ 관리
MQ-7	일산화탄소(CO) 전용 감지	주차장, 보일러실 CO 경보
MQ-2	가연성 가스(LPG, 프로판) 감지	주방 가스 누출 경보

2장. I/O 구성 및 주요 사양

▶ 2.1 핀 구성 (Pinout)

Keyes MQ-135 모듈은 4개의 핀으로 구성됩니다.

핀 번호	핀 이름	기능 설명	아두이노 연결
1	VCC	전원 입력 (+5V)	5V 핀
2	GND	접지 (0V)	GND 핀
3	DO	디지털 출력 — 가스 농도 ≥ 임계값 → LOW (가스 감지)	디지털 핀 (예: D7)
4	AO	아날로그 출력 — 가스 농도 높을수록 높은 전압 (0~4.2V)	아날로그 핀 (예: A1)

▶ 2.2 주요 사양

항목	사양
동작 전압	DC 5V
작동 전류	약 150mA (히터 내장으로 다른 센서 대비 전류 소모 큼)
출력 신호	이중 출력 (아날로그: 0~4.2V / 디지털: TTL High/Low)
감지 가스	암모니아, 질소산화물, 알코올, 벤젠, 연기, CO₂ 등
감지 농도 범위	10 ~ 1000 ppm
예열 시간	최소 60초 이상 (정확한 측정을 위해 수 시간 권장)
작동 온도/습도	-10~50°C / 95% RH 이하

⚠️ 150mA 전류 소모 주의!
MQ-135는 내부 히터 코일 때문에 약 150mA의 전류를 소모합니다.
DHT11(0.3mA), OLED(20mA)와 비교하면 매우 큰 값입니다.
아두이노 5V 핀 최대 공급 전류(500mA)를 고려하여, USB 허브가 아닌
PC 직결 또는 어댑터 전원 사용을 권장합니다.
총 소모 전류: MQ-135(150mA) + OLED(20mA) + DHT11(3mA) + Arduino(50mA) ≈ 223mA

3장. 동작 원리와 내부 구조

▶ 3.1 동작 원리 — 금속 산화물 반도체 (MOS)

MQ-135 센서는 SnO₂(이산화주석) 금속 산화물 반도체 기술을 기반으로 작동합니다. 4편의 NTC 서미스터, 습도 폴리머와 같이 '저항 변화'를 측정하는 방식입니다.

단계	상태	내부 원리	AO 출력
1	깨끗한 공기	SnO₂ 표면의 산소 이온이 전자를 포착 → 저항 높음	낮은 전압 (~0.4V)
2	오염 가스 감지	가스 분자가 산소 이온과 반응 → 전자 방출 → 저항 감소	전압 상승
3	고농도 오염	더 많은 전자 방출 → 저항 더욱 감소 → 전압 최대	높은 전압 (~4.2V)

▶ 3.2 히터 코일의 역할

MQ-135 센서 소자 내부에는 히터 코일이 있습니다. 이것은 센서의 핵심 구성 요소입니다.

• 작동 온도 유지: SnO₂ 반도체가 가스와 반응하려면 약 200~400°C의 고온이 필요합니다. 히터 코일이 이 온도를 지속적으로 유지합니다.

• 예열 시간 필요: 전원 투입 후 히터가 작동 온도에 도달하기까지 최소 60초가 필요합니다. 이 시간 전에는 측정값을 신뢰하기 어렵습니다.

• 전류 소모 원인: 히터 코일이 약 150mA 전류 소모의 주된 원인입니다. 다른 센서 대비 전류 소모가 큰 이유가 바로 이 히터 때문입니다.

▶ 3.3 분압 회로와 아날로그 출력

모듈 내부의 부하 저항(RL)과 센서 저항(Rs)이 분압 회로를 구성합니다.

📐 분압 출력 공식
Vout = Vcc × RL / (Rs + RL)


• Rs(센서 저항): 가스 농도가 높을수록 작아짐
• RL(부하 저항): 모듈 내부 고정값 (약 1kΩ)
• 가스 많음 → Rs 작아짐 → Vout 커짐 → analogRead() 값 커짐
• 이것이 AO 핀 전압이 오염도에 비례하는 이유입니다.

▶ 3.4 디지털 출력(DO)과 포텐셔미터

모듈의 LM393 비교기가 AO 전압과 포텐셔미터 설정값을 비교하여 DO 핀을 제어합니다.

• 포텐셔미터 값 > AO 전압 → DO = HIGH (가스 농도 낮음, 정상)

• 포텐셔미터 값 < AO 전압 → DO = LOW (가스 농도 높음, 경보 발령)

• 조절 방법: 드라이버로 센서의 파랑색 포텐셔미터를 돌려 경보 임계값을 설정합니다. 시계방향으로 돌리면 임계값이 올라가 민감도가 낮아지고, 반시계방향으로 돌리면 민감도가 높아집니다.

4장. 활용상 주의사항 ⚠️

🚫 반드시 금지해야 할 사항 — 센서 영구 손상 유발
① 유기 실리콘 증기 노출 금지: 실리콘 접착제·실리콘 고무·화장품 등
→ 감지 물질 표면이 코팅되어 감도를 영구적으로 상실합니다.
② 고농도 부식성 가스 노출 금지: H₂S, Cl₂, HCl 등
→ 센서 구조 부식 및 성능 저하
③ 물에 젖음 금지: 센서 절대 침수 금지

💡 정확한 측정을 위한 필수 주의사항
① 예열 시간 준수: 전원 인가 후 최소 60초, 정확한 보정(Calibration)은 수 시간 권장
② 온습도 영향 보정: MQ-135 감도는 온도·습도에 영향받음
→ 4편 DHT11과 함께 사용하면 더 정확한 측정 가능함
③ 기준 공기(Clean Air) 보정: Ro(기준 저항) 보정으로 PPM 정확도 향상
④ 상대적 수치로 활용: 교정 없이는 절대값보다 '나쁨/좋음' 상대 비교에 적합

5장. 브레드보드 회로 배선

▶ 5.1 부품 목록

부품	수량	비고
아두이노 Uno R3	1	또는 호환 보드
OLED 128x64 I2C (SSD1306)	1	1편부터 계속 사용
DHT11 센서 모듈 (3핀)	1	4편부터 계속 사용
MQ-135 가스 센서 모듈 (Keyes)	1	이번 편 신규 추가
브레드보드	1	​

▶ 5.2 핀 연결표

부품	부품 핀	아두이노 핀	비고
OLED	VCC	5V	1편 배선 그대로
OLED	GND	GND	1편 배선 그대로
OLED	SDA	A4	1편 배선 그대로
OLED	SCL	A5	1편 배선 그대로
DHT11	GND	GND	4편 배선 그대로
DHT11	VCC	5V	4편 배선 그대로
DHT11	DATA (S)	D2	4편 배선 그대로
MQ-135	VCC	5V	신규 연결
MQ-135	GND	GND	신규 연결
MQ-135	DO	D7	디지털 경보 출력 (신규)
MQ-135	AO	A1	아날로그 농도 출력 (신규)

📌 민선생 배선 팁 — 브레드보드 전원 레일 활용
부품이 3개로 늘어나면서 5V·GND 연결이 복잡해집니다.
브레드보드 양쪽 전원 레일(빨간선=5V, 검은선=GND)을 적극 활용하세요.
아두이노 5V → 레일 빨간선 / GND → 레일 파란선 연결 후
OLED, DHT11, MQ-135 VCC·GND를 모두 해당 레일에서 연결하면 깔끔합니다.

브레드보드 배선도 (Wokwi 작성) — OLED + DHT11 + MQ-135 통합 배선

브레드보드 실제 배선

6장. 라이브러리 설치

MQ-135 센서는 별도의 외부 라이브러리 없이 아두이노 기본 함수 analogRead()만으로 동작합니다. 4편에서 설치한 DHT.h 라이브러리와 Adafruit SSD1306 라이브러리가 이미 설치되어 있으면 추가 설치 없이 바로 진행 가능합니다.

라이브러리	용도	설치 상태
Wire.h	I2C 통신 (OLED)	아두이노 기본 내장
Adafruit_GFX.h	OLED 그래픽	1편에서 설치 완료
Adafruit_SSD1306.h	SSD1306 드라이버	1편에서 설치 완료
DHT.h	DHT11 통신	4편에서 설치 완료
​	MQ-135 (analogRead 사용)	추가 설치 불필요 ✅

7장. 소스코드

▶ 7.1 동작 설명

항목	내용
온도/습도 표시	DHT11로 2초마다 측정, OLED 상단에 표시
공기질 표시	MQ-135 AO로 500ms마다 측정, OLED 하단에 바 그래프+상태 표시
공기질 단계	GOOD / FAIR / POOR / DANGER 4단계 판정
경보 기능	MQ-135 DO 핀 LOW 감지 시 OLED 전체 반전(경보 화면) 표시
millis() 비블로킹	DHT11(2초), MQ-135(500ms) 각각 독립 주기로 동작
예열 안내	부팅 시 OLED에 60초 카운트다운 예열 화면 표시

▶ 7.2 OLED 화면 레이아웃

Y 위치	크기	표시 내용
y=0	TextSize(1)	AIR QUALITY MONITOR 타이틀
y=10	─────	가로 구분선
y=13~30	TextSize(1)+2	온도(Temp: XX°C) + 습도(Humi: XX%)
y=33	─────	가로 구분선
y=36~46	TextSize(1)	AQI: XXXX 수치 + 상태(GOOD/FAIR/POOR/DANGER)
y=49~56	바 그래프	공기질 바 그래프 (0~1023 범위)
y=57	TextSize(1)	하단 스케일 안내

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AQI(Air Quality Index, 대기질 지수)

AQI(대기질 지수)란 현재 공기의 오염 정도를 숫자로 나타낸 지표입니다. 미세먼지(PM2.5, PM10), 오존(O₃), 이산화질소(NO₂) 등의 대기오염 물질 농도를 종합하여 계산하며, 숫자가 높을수록 공기 상태가 나쁘고 건강에 미치는 영향도 커집니다. 일반적으로 초록색은 좋음, 노란색은 보통, 빨간색은 나쁨 상태를 의미합니다.

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▶ 7.3 전체 소스코드

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// 민선생의 전자공방 - 브레드보드 IO 인터페이스 5편
// MQ-135 공기질 + DHT11 온습도 + OLED 통합 대시보드
// 보드: Arduino Uno R3
// OLED: SSD1306 128x64 I2C (A4=SDA, A5=SCL, 0x3C)
// DHT11: DATA=D2
// MQ-135: AO=A1, DO=D7
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// ── 라이브러리 포함 ─────────────────────────────
#include <Wire.h> // I2C (OLED)
#include <Adafruit_GFX.h> // OLED 그래픽
#include <Adafruit_SSD1306.h> // SSD1306 드라이버
#include <DHT.h> // DHT11/22 드라이버


// ── OLED 설정 ────────────────────────────────────
#define SCREEN_W 128
#define SCREEN_H 64
#define OLED_ADDR 0x3C
#define OLED_RESET -1


// ── DHT11 설정 ───────────────────────────────────
#define DHT_PIN 2 // DATA 핀 → D2
#define DHT_TYPE DHT11


// ── MQ-135 설정 ──────────────────────────────────
#define MQ135_AO_PIN A1 // 아날로그 출력
#define MQ135_DO_PIN 7 // 디지털 경보 출력


// ── 공기질 단계 임계값 (analogRead 기준, 0~1023) ─
// ※ 이 값은 예열 후 실제 환경에서 보정하세요
#define AQI_GOOD 200 // 0~200: 좋음
#define AQI_FAIR 400 // 201~400: 보통
#define AQI_POOR 600 // 401~600: 나쁨
// 601~: 위험


// ── 측정 주기 설정 ───────────────────────────────
#define DHT_INTERVAL 2000 // DHT11: 2초마다
#define MQ_INTERVAL 500 // MQ-135: 0.5초마다
#define WARMUP_SEC 60 // 예열 시간(초)


// ── 객체 생성 ─────────────────────────────────────
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_W, SCREEN_H, &Wire, OLED_RESET);
DHT dht(DHT_PIN, DHT_TYPE);


// ── 전역 변수 ─────────────────────────────────────
unsigned long prevDHT = 0; // DHT11 마지막 측정 시각
unsigned long prevMQ = 0; // MQ-135 마지막 측정 시각
float lastTemp = 0;
float lastHumi = 0;
int lastAQI = 0;


// ── 공기질 단계 문자열 반환 ──────────────────────
String getAQIStatus(int val) {
if (val <= AQI_GOOD) return "GOOD";
else if (val <= AQI_FAIR) return "FAIR";
else if (val <= AQI_POOR) return "POOR";
else return "DANGER";
}


// ── 온도 상태 문자열 반환 ────────────────────────
String getTempStatus(float t) {
if (t < 10) return "COLD";
else if (t <= 28) return "NORMAL";
else if (t <= 35) return "WARM";
else return "HOT!";
}


// ── 예열 카운트다운 화면 ─────────────────────────
void showWarmup(int remaining) {
display.clearDisplay();
display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
display.setTextSize(1);
display.setCursor(20, 0);
display.print("MQ-135 WARM-UP");
display.drawLine(0, 10, 127, 10, SSD1306_WHITE);
display.setCursor(10, 18);
display.print("Heating sensor...");
display.setTextSize(3);
display.setCursor(44, 32);
display.print(remaining);
display.setTextSize(1);
display.setCursor(20, 56);
display.print("sec remaining");
display.display();
}


// ── 경보 화면 (반전 표시) ─────────────────────────
void showAlarm(int aqiVal) {
display.invertDisplay(true); // 화면 반전!
display.clearDisplay();
display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
display.setTextSize(2);
display.setCursor(15, 10);
display.print("!! ALARM !!");
display.setTextSize(1);
display.setCursor(10, 35);
display.print("Air Quality DANGER");
display.setCursor(25, 48);
display.print("AQI: ");
display.print(aqiVal);
display.display();
delay(1500); // 1.5초 경보 표시
display.invertDisplay(false); // 반전 해제
}


// ── 통합 대시보드 표시 ───────────────────────────
void showDashboard(float temp, float humi, int aqi) {
display.clearDisplay();
display.setTextColor(SSD1306_WHITE);


// ── 타이틀 ──────────────────────────────────
display.setTextSize(1);
display.setCursor(5, 0);
display.print("AIR QUALITY MONITOR");
display.drawLine(0, 10, 127, 10, SSD1306_WHITE);


// ── 온도 표시 ────────────────────────────────
display.setCursor(0, 13);
display.print("T:");
display.setTextSize(1);


// 온도가 유효한 경우만 출력
if (!isnan(temp)) {
display.setCursor(12, 13);
display.print((int)temp);
display.print((char)247); // ° 기호
display.print("C");
display.setCursor(52, 13);
display.print(getTempStatus(temp));
} else {
display.setCursor(12, 13);
display.print("--");
}


// ── 습도 표시 ────────────────────────────────
display.setCursor(80, 13);
display.print("H:");
if (!isnan(humi)) {
display.setCursor(92, 13);
display.print((int)humi);
display.print("%");
} else {
display.setCursor(92, 13);
display.print("--");
}


display.drawLine(0, 23, 127, 23, SSD1306_WHITE);


// ── 공기질 수치 표시 ─────────────────────────
String status = getAQIStatus(aqi);
display.setCursor(0, 27);
display.print("AQI:");
display.setTextSize(2);
display.setCursor(28, 24);
display.print(aqi);
display.setTextSize(1);
display.setCursor(80, 27);
display.print("[");
display.print(status);
display.print("]");


// ── 공기질 바 그래프 ──────────────────────────
display.drawRect(0, 38, 128, 7, SSD1306_WHITE);
int aqiBar = map(aqi, 0, 1023, 0, 126);
aqiBar = constrain(aqiBar, 0, 126);
display.fillRect(1, 39, aqiBar, 5, SSD1306_WHITE);


// ── 단계 경계 표시선 (바 그래프 위) ─────────
// GOOD/FAIR 경계: AQI_GOOD=200 → map(200,0,1023,0,126)≈25
display.drawFastVLine(25, 37, 9, SSD1306_WHITE);
// FAIR/POOR 경계: AQI_FAIR=400 → ≈50
display.drawFastVLine(50, 37, 9, SSD1306_WHITE);
// POOR/DANGER 경계: AQI_POOR=600 → ≈74
display.drawFastVLine(74, 37, 9, SSD1306_WHITE);


// ── 하단 레이블 ─────────────────────────────
display.setCursor(0, 48);
display.print("G");
display.setCursor(22, 48);
display.print("F");
display.setCursor(47, 48);
display.print("P");
display.setCursor(72, 48);
display.print("D");


// ── 하단 정보 ────────────────────────────────
display.setCursor(0, 57);
display.print("G<200 F<400 P<600 D:600+");


display.display();
}


// ─────────────────────────────────────────────────
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(MQ135_DO_PIN, INPUT); // DO 핀 입력 설정


// DHT11 초기화
dht.begin();


// OLED 초기화
if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDR)) {
while(1); // OLED 연결 실패 시 정지
}
display.clearDisplay();


// MQ-135 예열 카운트다운 (60초)
// ※ 이미 수분간 켜둔 상태라면 이 루프를 줄여도 됩니다
for (int i = WARMUP_SEC; i > 0; i--) {
showWarmup(i);
delay(1000);
}


// 예열 완료 메시지
display.clearDisplay();
display.setTextSize(1);
display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
display.setCursor(20, 25);
display.print("Warm-up Complete!");
display.setCursor(15, 40);
display.print("Starting monitor...");
display.display();
delay(2000);
}


// ─────────────────────────────────────────────────
void loop() {
unsigned long now = millis();


// ── DHT11: 2초마다 측정 ─────────────────────
if (now - prevDHT >= DHT_INTERVAL) {
prevDHT = now;
lastHumi = dht.readHumidity();
lastTemp = dht.readTemperature();
if (isnan(lastHumi) || isnan(lastTemp)) {
Serial.println("DHT read failed!");
} else {
Serial.print("Temp:"); Serial.print(lastTemp,1);
Serial.print("C Humi:"); Serial.print(lastHumi,1);
Serial.println("%");
}
}


// ── MQ-135: 0.5초마다 측정 ──────────────────
if (now - prevMQ >= MQ_INTERVAL) {
prevMQ = now;
lastAQI = analogRead(MQ135_AO_PIN); // 0~1023


// DO 핀 경보 감지 (LOW = 경보)
if (digitalRead(MQ135_DO_PIN) == LOW) {
showAlarm(lastAQI); // 경보 화면 표시
}


Serial.print("AQI:"); Serial.print(lastAQI);
Serial.print(" ["); Serial.print(getAQIStatus(lastAQI));
Serial.println("]");
}


// ── 대시보드 갱신 (MQ-135 주기마다) ─────────
if (now - prevMQ < 10) { // MQ 측정 직후 화면 갱신
showDashboard(lastTemp, lastHumi, lastAQI);
}
}

8장. 핵심 코드 해설

▶ 8.1 analogRead()와 공기질 수치 매핑

MQ-135의 AO 핀은 0~4.2V 아날로그 전압을 출력합니다. 아두이노 analogRead()는 이를 0~1023의 정수로 변환합니다. 가변저항으로 동작의 임계값을 조정할 수 있습니다.

아날로그 전압	analogRead() 값	의미
0V (≈0.4V 최소)	~80	매우 깨끗한 공기
1.2V	~245	양호
2.5V	~512	보통
4.2V (최대)	~860	매우 오염

📌 임계값 보정 방법
코드의 AQI_GOOD, AQI_FAIR, AQI_POOR 값은 환경마다 다릅니다.
1단계: 신선한 실외 공기에서 Serial Monitor 값 확인 → 이 값이 'GOOD' 기준선
2단계: 알코올 솜을 가까이 대면서 값이 올라가는 것을 확인
3단계: 각 환경에 맞게 임계값을 수정하여 사용하세요.

▶ 8.2 invertDisplay()를 활용한 경보 효과

display.invertDisplay(true)는 OLED 픽셀을 전부 반전시킵니다. 별도 LED나 부저 없이 시각적 경보 효과를 내려 합니다.

void showAlarm(int aqiVal) {
display.invertDisplay(true); // 화면 전체 반전 (경보 효과)
// ... 경보 텍스트 출력 ...
display.display();
delay(1500);
display.invertDisplay(false); // 반전 해제
}

▶ 8.3 두 센서의 독립적 millis() 비블로킹

DHT11(2초)과 MQ-135(0.5초)가 각자 다른 주기로 동작합니다. 각자 독립적인 타이머 변수를 사용하기 때문에 서로 간섭하지 않습니다.

unsigned long prevDHT = 0; // DHT11 전용 타이머
unsigned long prevMQ = 0; // MQ-135 전용 타이머


void loop() {
unsigned long now = millis();


if (now - prevDHT >= 2000) { // 2초마다 DHT 측정
prevDHT = now;
// DHT 코드...
}


if (now - prevMQ >= 500) { // 0.5초마다 MQ 측정
prevMQ = now;
// MQ-135 코드...
}
// loop()는 계속 돌며 두 조건을 모두 체크!
}

💡 millis() 비블로킹의 진정한 힘
이 구조는 시리즈 전체를 관통하는 핵심 패턴입니다.
3편(초음파 100ms) + 4편(DHT11 2000ms) + 5편(MQ-135 500ms) 모두 동시에
하나의 loop()에서 간섭 없이 각자 주기로 동작할 수 있습니다.
delay()를 사용했다면 절대 불가능한 일입니다!

▶ 8.4 주요 함수 정리

함수	설명
analogRead(A1)	MQ-135 AO 핀 읽기 → 0~1023 반환
digitalRead(D7)	MQ-135 DO 핀 읽기 → LOW=경보, HIGH=정상
display.invertDisplay(true)	OLED 화면 픽셀 전체 반전 (경보 효과)
map(val, 0, 1023, 0, 126)	analogRead 값을 바 그래프 픽셀 길이로 변환
constrain(val, 0, 126)	변환값이 0~126 범위를 벗어나지 않도록 제한
display.drawFastVLine(x,y,h,c)	수직선 그리기 — 단계 경계 표시에 활용

9장. 동작 확인 및 테스트

▶ 9.1 업로드 및 초기 동작 확인

코드 업로드 후 다음 순서로 동작을 확인합니다.

단계	확인 내용	정상 동작
1	전원 인가 직후	OLED에 'MQ-135 WARM-UP' + 카운트다운 표시
2	60초 후	'Warm-up Complete!' 메시지 표시
3	대시보드 진입	온도/습도/공기질 수치 표시 시작
4	알코올 솜 가까이 대기	AQI 수치 상승, 상태 POOR/DANGER로 변경
5	DO 포텐셔미터 조절 후	AQI 임계값 초과 시 화면 반전 경보 발생
6	시리얼 모니터 확인	Temp/Humi/AQI 값 2줄 출력 확인

OLED 대시보드 동작 영상 (예열→정상→경보 3단계 시연)

▶ 9.2 시리얼 모니터 출력

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🎁 [보너스 노트] 아두이노 멀티태스킹의 비밀: 블로킹(Blocking) vs 비블로킹(Non-blocking)

이번 5편 프로젝트의 핵심 코드는 아두이노가 두 가지 센서(DHT11, MQ-135)를 동시에 다루면서도 화면을 매끄럽게 갱신하도록 설계되었습니다. 이것이 가능한 이유는 바로 '비블로킹(Non-blocking)' 방식을 사용했기 때문입니다. 아두이노 제어의 성패를 가르는 이 두 개념을 핵심만 쏙쏙 정리해 드립니다!

1. 한 줄 요약

• 블로킹 (Blocking): 하나의 작업이 끝날 때까지 CPU가 아무것도 하지 못하고 그 자리에 멈춰 서서 기다리는 방식.

• 비블로킹 (Non-blocking): 작업이 끝나기를 기다리지 않고, CPU가 계속 돌면서 다른 일을 즉시 처리하는 방식.

2. 일상생활로 이해하는 비유

• 블로킹 방식의 카페 (delay): 손님이 주문을 하자, 직원이 커피가 다 나올 때까지 카운터에 가만히 서서 기다립니다. 커피가 나오는 2분 동안 뒤에 줄 선 다른 손님들은 주문조차 하지 못하고 계속 대기해야 합니다.

• 비블로킹 방식의 카페 (millis): 손님이 주문을 하면 직원은 진동벨을 쥐어주고, 즉시 뒤에 선 다음 손님의 주문을 받습니다. 직원은 카운터에서 계속 일을 하다가, 진동벨이 울리는 손님이 오면 그때 커피를 내어줍니다.

3. 코드로 보는 치명적인 차이

• ❌ delay()를 쓴 블로킹 방식

void loop() { readDHT11(); // 온습도 읽기 delay(2000); // ⚠️ 2초 동안 아두이노의 두뇌가 완전히 얼어붙음 readMQ135(); // 가스 감지 (delay에 갇혀 2초에 한 번만 실행됨) }

• 문제점: 온습도를 2초 주기로 읽으려고 delay(2000)을 넣는 순간, 그 2초 사이에 가스가 누출되더라도 아두이노는 바보가 되어 위험 상황을 전혀 감지하지 못합니다.

• ⭕ millis()를 쓴 비블로킹 방식 (이번 편에 적용된 방식!)

void loop() { unsigned long now = millis(); // 흘러가는 시계를 실시간으로 체크 // 2초마다 온습도 읽기 (시간이 안 되었으면 기다리지 않고 즉시 통과!) if (now - prevDHT >= 2000) { prevDHT = now; readDHT11(); } // 0.5초마다 가스 감지 (온습도 대기 시간과 상관없이 즉각 감지 가능!) if (now - prevMQ >= 500) { prevMQ = now; readMQ135(); } }

• 장점: loop() 함수가 1초에 수만 번씩 초고속으로 회전하면서 "시간 됐나?" 확인하고 바로 다음 코드로 넘어가기 때문에, 온습도를 기다리는 중에도 가스를 촘촘하게 감지하여 돌발 상황에 즉각 반응할 수 있습니다.

💡 결론: 진짜 제품을 만들려면?

눈앞에서 며칠 잘 돌아가는 시제품은 delay()로도 빠르게 만들 수 있습니다. 하지만 센서가 늘어나고, 사용자의 버튼 입력이나 위험 상황에 실시간으로 반응해야 하는 '상용 제품'의 영역으로 넘어가면 비블로킹(millis)은 선택이 아닌 필수가 됩니다.

공방 회원 여러분도 이번 기회에 millis()를 활용한 시간 제어 패턴을 꼭 숙지하셔서, 절대 멈추지 않는 튼튼하고 견고한 아두이노 프로그램을 설계해 보세요!

다음 편 예고 — 6편
▶ 6편: 광센서(조도) + OLED 조도 모니터 + 자동 밝기 조절
• CDS 광센서(조도 저항) 동작 원리와 analogRead() 활용
• 조도 범위에 따른 밝기 단계 판정 (매우 밝음/밝음/보통/어두움/매우 어두움)
• OLED 화면 자동 밝기 조절 (조도에 따라 OLED 밝기 변경)
• 5편(MQ-135) + 6편(광센서) + 4편(DHT11) 3센서 통합 환경 모니터

민선생의 전자공방 | blog.naver.com/hansikmin

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