[AVR] 여러가지 센서를 통해 ADC 이해하기

작년에 아두이노 스타터킷을 샀을 때 같이 들어있었던 여러가지 센서들을 통해서 여러가지 동작들을 확인 해 보았습니다.

 

 

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맨 좌측에 있는 센서는 기울기 센서입니다.

내부 구조와 Schematic은 위의 그림과 같습니다. 보통 이 기울기 센서는 전압값을 Analog로 분배해주기 보다는 위의 스케메틱처럼 스위치로써 많이 사용됩니다.

 

 

위 동영상을 보시면 LED의 밝기가 디지털값으로써 변하는 것을 알 수 있습니다. 실제로 브레드보드를 흔들면 센서 안에서 소리가 나며 스위치가 ON/OFF 되는 것을 확인할 수 있습니다.

 

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두번째 센서는 많이들 알고 계시겠지만 CdS 광도전 셀 입니다.

 

 

세부 Spec과 구조는 다음과 같습니다. 밝은 곳(10럭스)에서의 저항값은 대략 5~10k 정도이며 어두은 곳에서의 저항은 대략 200k 정도임을 알 수 있습니다. 제가 실제로 극단적으로 확인을 한 결과 매우 밝은 곳(3000럭스 이상)에서는 거의 저항값이 200옴 아래로 떨어지는것을 확인했습니다. 또한 극단적으로 어두운 곳에서는 저항값이 수 M옴 까지 증가하는것도 확인했습니다.

 

따라서 이 CdS 셀을 통해서 ADC 회로를 구성하려면 저항 또는 가변저항을 직렬로 연결해줘야 하는데 주변의 밝기에 맞춰서 적당한 값을 연결하면 되겠습니다.

 

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세 번째 센서는 포토 다이오드 입니다. 포토다이오드란 일반 LED의 역 기능이라고 생각하시면 됩니다.

LED가 전압을 받아서 전류를 흘리고, 이를 통해서 빛을 내는 소자라면 포토다이오드는 빛을 받으면 도통이 되고 따라서 전류를 흘려보내는 소자입니다. 따라서 광센서로 사용되기도 합니다.

 

포토다이오드로 실습을 해 보려고 했으나 센서가 망가졌는지 전압이 찍히지 않아서 영상을 올리지 못했습니다.

 

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네 번째 센서는 LM 35 온도센서입니다. 이 센서 또한 많이 알고 계실거라 생각이 듭니다.

 

 

이 센서는 직접 섭씨 온도로 눈금을 매겨줍니다. 섭씨 1도당 10mV의 전압이 증가하게 됩니다.

제가 사용했던 패키지 타입은 TO-92 플라스틱 타입이었습니다. 주의해야 할 점은 위의 pin-out description이 아래쪽에서 본 bottom view 기준이라는 점입니다. 본 패키지를 위쪽 방향에서 보는 것으로 착각하셨다면 supply와 GND를 반대로 연결하게 되는 것이므로 각별히 주의해야 합니다.

 

위 영상처럼 손으로 센서를 잡으면 전압이 조금씩 올라가는것을 확인할 수 있었습니다. datasheet의 application note를 보면 출력단에 (-)전원과 함께 적절한 크기의 저항을 달아주면 전압값을 실제 온도 x 10mV 의 값으로 나타낼 수 있습니다. A/D 변환된 데이터를 좀 더 쉽게 활용할 수 있을 것 같네요.

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마지막으로 가장 오른쪽에 있는 센서는 적외선 근접센서입니다.

 

이 센서는 물체가 근접하면 후면에 있는 LED에 빛이 들어오는 방식으로 작동됩니다.

거리에 따라서 전압값이 아날로그 형태로 변할 거라고 예상했지만 High, Low 형태로 디지털형태로 측정되었습니다.

 

물체가 가까이 오면 전압이 상승하고 멀어지면 하강하는것을 확인했습니다.

지능형 자동차나 로봇 등에 장착해서 물체나 거리를 감지하면 신호를 보내거나 부저를 울리게 하는 등으로 활용될 수 있을 것 같습니다.