사람이 들을 수 있는 음의 주파수는 대략 20~20kHz 범위의 가청음역대(audible sound limit)이다.
사람이 말을하면서 소리를 내면 공기가 진동하게 되고, 이것이 귀속 고막에 전달되면 고막이 진동되면서 말이 들리게 된다.
20kHz 이상의 음을 우리는 초음파(ultrasonic waves)라고 하는데, 인간은 초음파를 듣지 못한다.
동물중 박쥐와 돌고래는 초음파를 사용하는데, 눈이 퇴화한 박쥐는 초음파를 발사하고
반사되어 돌아오는 초음파를 감지하여 사물을 판별한다.
이것은 초음파가 직진이나 반사만 하는 성질을 이용하는 것이라 하겠다.
그렇다면, 초음파 센서(ultrasonic sensor)란 무엇일까?
초음파를 발사해서 장애물을 만나면 반사되어 되돌아오는 음파를 감지하여,
이것의 시간차를 거리로 환산하여 거리를 측정하는 감지기이다.
아두이노 보드에서 사용되는 HC-SR04라는 초음파 센서를 살펴보자.
초음파센서는 신호를 보내는 발신부와 신호를 받는 수신부로 구성되어 있다.
발신부에서 초음파가 발생되어 발사되고, 수신부에서는 발신부에서
발사된 초음파가 장애물에 부딪쳐 반사되어 돌아오면 이것을 감지하게 된다.
초음파의 속도는 약 340m/s 이므로, 반사되어 돌아오는 초음파의 시간차를 계산하여 거리를 측정할 수 있게 되는 것이다.
HC-SR04라는 초음파 센서는 40kHz 주파수를 사용하며, 4.4~5.5V의 전압에서 작동된다.
최대감지거리 4m이다. 아래쪽에 핀이 총 4개가 나와 있는데 순서대로 Vcc, Trig, Echo, Gnd 라고 표시되어져 있다.
Trig핀에 최소 10마이크로초의 펄스를 입력하면 Echo 핀으로 거리에 비례하는 펄스가 반사되어 돌아온다.
우리는 Trig 핀에 펄스를 입력한 시점에서부터 Echo 핀으로 펄스가 출력되는 시점의 시간만 알게 되면 거리를 측정 할 수 있다.
대구중앙직업전문학교에서 새롭게 개강하는 사물인터넷관련 "응용SW IOT 개발자" 과정은
이런 아두이노를 활용한 사물인터넷을 설계하고 만들어 가는 과정입니다.
자세한 교육과정은 아래 링크를 통해 확인하세요.
http://www.jafa.or.kr/