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아두이노 코딩#10 || 온도감지센서

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아두이노 온도센서 – 검색결과 | 쇼핑하우

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[솔다/10분컷] 아두이노 비접촉 온도센서 사용해보기 -MLX90614 모듈-

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아두 이노 열 감지 센서

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[간단한 아두이노 코딩] 5. 온도 센서 사용하기(DS18B20, LM35)

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[간단한 아두이노 코딩] 5 온도 센서 사용하기(DS18B20 LM35)

온도 센서 사용하기(DS18B20 LM35)

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아두이노(ARDUINO) 의 모든 것 – 전자부품쇼핑몰 아이씨뱅큐

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06-3 온도센서(TMP36) 사용하기 – 아두이노 시뮬레이터

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온도센서(TMP36) 소개

온도센서 값 측정하기

온도센서 값 측정하기 회로구성

온도센서 값 측정하기 스케치 코드

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[간단한 아두이노 코딩] 5. 온도 센서 사용하기(DS18B20, LM35)

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온도 센서 사용하기(DS18B20, LM35)

1. 온도 센서 (DS18B20, LM35)

가장 흔하게 볼 수 있는 온도 센서는 아날로그 LM35와 디지털 DS18B20이다. 아날로그 센서는 아두이노의 아날로그 핀으로 0~1023까지 값에 해당하는 결과를 반환한다. 이 값은 각 센서 제조사에서 제공하는 공식을 통하여 실제 온도 값을 구할 수 있다. 반면 디지털 센서는 직접 그 값을 반환하기 때문에 별도로 계산할 필요는 없지만 일부 센서의 경우 해당 업체의 라이브러리가 필요한 경우가 있다.

이번 포스팅에서는 아날로그 온도 센서인 LM35와 디지털 온도 센서인 DS18B20을 이용하여 온도를 구해보고, 두 개의 온도 센서의 평균 값이 30이 넘는 경우 LED를 동작하는 간단한 코드를 작성한다.

2. LM35 온도 읽기

LM35는 아날로그 센서로 섭씨 2도에서 150도까지 측정할 수 있다. 또한 0도(0v)부터 1도 상승시 마다 0.01V(10mV)가 증가한다. 입력 핀은 5v, GND 그리고 데이터 라인이며, 데이터 라인은 아날로그 값이므로 아두이노의 ANALOG IN 핀에 입력해야 한다.

아두이노 아날로그 값(X)은 0~1023으로 리턴되며, 이는 GND부터 기준 전압 Vref 값을 매핑한 것과 같다. 따라서 기준전압이 5V라면, 5*X/1024로 계산하면 0~5V 값을 얻을 수 있다.

이때 LM35 센서는 0.01V마다 1도를 표현하므로, 5*X/1024/0.01으로 계산하게 되면 실제 온도 값을 알 수 있다. 여기서 0.01을 나누는 것은 100을 곱하는것과 같으므로 다시금 아래와 같이 쓸 수 있다.

측정 온도 = 5 * X * 100 / 1024

3. LM35 소스코드

아날로그 값을 1024로 다시 나누었기 때문에 값은 [0,1)이다. 따라서 항상 소수점으로 계산되어야 정상적인 온도를 구할 수 있다. 이를 위하여 5를 5.0으로 표현하여 소수임을 컴파일러에게 알려준다. 이후에는 항상 큰 방향으로 타입 캐스팅이 일어나므로 신경쓰지 않아도 된다.

또한 Serial 통신을 이용하여 컴퓨터에 실제 센서에서 읽은 값을 출력하기 위하여 setup에서 Serial.begin을 호출하여 준다. 이후 출력하고자하는 내용을 Serial.print 함수를 통해 진행한다. 시리얼 모니터는 단축키 ctrl+shift+M을 통해서 켤 수 있다.

#define TEMP_LM35 A0 void setup() { // 컴퓨터와 UART 통신을 하여, // 아두이노 IDE에 데이터를 송수신 할 수 있음 // Baud Rate 9600 Serial.begin(9600); } void loop() { // LM35 온도 공식을 이용하여 온도값 계산 // 1도 0.01v 상승 // 아두이노 아날로그 핀은 0~1까지 0~1023에 대응된다. // 따라서 읽은 값을 X는 5V 인가를 감안하면 // 5 * X / 1024 / 0.01 // == 5*X*0.01/1024 == 5*X*100/1024가 된다. float temp_lm35 = (5.0*analogRead(TEMP_LM35)*100)/1024; Serial.print(“LM35: “); Serial.println(temp_lm35); delay(1000); }

아래와 같이 시리얼 모니터에서 LM35에서 읽은 온도 값이 출력된다.

4. DS18B20 온도 읽기

DS18B20은 디지털 온도 센서로 해당 센서를 읽기 위해서는 라이브러리를 이용하거나 혹은 주소값을 이용하여 직접 엑세스 하여야 한다. 그러나 아두이노에서는 굳이 그런 난이도의 접근은 필요없겠다 싶어서 라이브러리를 이용한 간단한 방법을 포스팅한다.

DS18B20은 LM35와 똑같이 3개의 핀을 가지며, 차이점이라면 Pull up 저항을 데이터 라인에 달아주어야 한다. 이때 권장 저항은 4.7k이지만 만약 동일한 저항이 없다면 비슷한 저항을 달아주면 된다.

디지털 센서이므로 데이터 라인은 디지털 핀 2번에 연결해준다.

5. DS18B20 소스코드 + 라이브러리 추가하기

이제 라이브러리를 추가해보자.

(1) 상단 메뉴의 스케치-> 라이브러리 포함하기 -> 라이브러리 관리 혹은 ctrl + shift +I를 눌러 준다.

(2) 라이브러리 매니저에 DS18B20을 검색해서 Dallas Temperature를 설치하여 준다.

아래와 같은 창이 나온다면, 그냥 Install All을 해주는 편이 낫다.

이제 소스코드를 작성하자. 이러한 예제 코드는 각 라이브러리에 포함되어 있거나 혹은 구글링을 하면 쉽게 찾을 수 있다.

// DS 온도 라이브러리 추가 #include #include // DS18B20 디지털 2번핀 #define TEMP_18B20 2 // 라이브러리 호출 방식에 따라 호출 OneWire oneWire(TEMP_18B20); DallasTemperature sensors(&oneWire); void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { // 센서 값을 읽음(다수개의 DS18B20 연결 가능) sensors.requestTemperatures(); // 첫번째 DS18B20의 온도를 가져옴 float temp_18b20 = sensors.getTempCByIndex(0); Serial.print(“DS18B20: “); Serial.println(temp_18b20); delay(1000); }

실제 실행한 결과는 다음과 같다.

6. 두 온도 센서를 읽어 LED 켜기

이제 서로 다른 두 온도 센서의 결과를 평균내어 30도가 넘어가면 LED를 켜는 회로를 구성해보자. 이 두개를 섞어 쓰는 이유는 서로 다른 종류이기도 하지만, 온도 센서 자체의 오차가 존재함을 알았으면 하는 뜻이 담겨있다.

각 센서의 회로 구성은 달라진 것 없이 동일하며, LED 회로 또한 이전 포스트에서 꾸준히 사용한 형식이다.

LM35는 A1, DS18B20은 D2 그리고 LED는 D8핀을 이용할 것이다.

** A0에서 A1으로 바뀐 것은 아래의 회로도를 A1으로 캡쳐해버려서이다. 별뜻 없음

#include #include #define LED_RED 8 #define TEMP_LM35 A1 #define TEMP_18B20 2 OneWire oneWire(TEMP_18B20); DallasTemperature sensors(&oneWire); void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(LED_RED, OUTPUT); } void loop() { float temp_lm35 = (5.0*analogRead(TEMP_LM35)*100)/1024.0; sensors.requestTemperatures(); float temp_18b20 = sensors.getTempCByIndex(0); Serial.print(“LM35: “); Serial.print(temp_lm35); Serial.print(“, DS18B20: “); Serial.println(temp_18b20); delay(1000); int led_on = (temp_18b20+temp_lm35)/2 > 30.0; digitalWrite(LED_RED, led_on); }

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06-3 온도센서(TMP36) 사용하기

온도센서(TMP36) 소개

온도센서는 온도를 감지해 전기신호로 바꿔주는 센서를 의미합니다. 아두이노 시뮬레이터는 TMP36이라는 온도센서를 지원하며 아래와 같이 세 개의 단자로 구성됩니다. 첫번째 단자는 Vs라고하며 전원선에 배선하고 Vout은 온도 값에 해당하는 전압을 출력합니다. 그리고 GND는 그라운드에 연결하는 단자입니다.

온도센서(TMP36)에 관한 정보는 데이터시트(Datasheet)를 통해 확인할 수 있으며, 데이터시트는 전자부품, 전원공급장치, 소프트웨어 등의 성능과 특성을 설명하는 문서입니다. 인터넷 검색을 통해 TMP36에 관한 데이터시트를 찾아보면 동작전압과 각 단자를 어디에 연결해야 하고, Vout으로 출력되는 전압을 온도로 바꾸기 위해 어떤 공식을 적용해야 할지 참고할 수 있습니다.

온도센서 값 측정하기

온도센서를 아두이노에 연결해 온도 값을 측정하는 프로그램을 작성해보겠습니다. 아두이노 시뮬레이터의 작업판 우측 기본 구성요소 항목에서 온도센서(TMP36)를 드래그 앤 드랍으로 작업판에 가져옵니다.

온도센서 값 측정하기 회로구성

아두이노와 브레드보드를 작업판에 배치한 뒤 온도센서를 브레드보드에 연결합니다. 작업판 좌측 상단의 회전(Rotate) 버튼을 활용해 온도센서의 단자가 아두이노를 향하도록 방향을 변경하고 위에서부터 그라운드(GND), 출력(Vout), 전원(Vs)에 맞게 브레드보드에 배선합니다.

온도센서 값 측정하기 스케치 코드

스케치 코드에서 8번째 줄은 온도센서의 출력(Vout)을 아두이노의 아날로그 A0핀에 연결해 측정한 값을 readValue에 저장합니다. 9번, 10번째 줄에서 전압과 온도로 변환하는 공식이 적용되는데 변환공식을 이해하기 위해 온도센서(TMP36)의 데이터시트를 참고하면 됩니다. 아래 그림은 온도센서(TMP36)의 데이터시트 중 온도와 전압의 관계도를 보여줍니다.

전압이 1V일 때 온도는 섭씨 50°C이며 전압이 0.5V일 때 온도는 섭씨 0°C 입니다. 이를 일차 방정식으로 표현하면 아래 표와 같습니다. 스케치 코드의 9번째 줄은 디지털 값으로 변환된 값을 다시 아날로그 값인 전압으로 변환하는 과정입니다. 즉, readValue에 5를 곱한 것은 동작전압이 5V이기 때문이며 동작전압이 3.3V나 다른 전압일 경우 이 값을 수정해야 합니다. 1024로 나누는 이유는 10비트의 ADC를 사용하기 때문입니다. 그리고 마지막에는 온도 값을 출력해야 하기 때문에 전압에 관한 식을 온도에 관한 식으로 변환하고 이 수식을 스케치 코드에 적용하여 10번째 줄과 같이 적용합니다.

스케치 코드의 12번, 13번째 줄은 시리얼 모니터에 온도 값을 출력하기 위한 목적입니다. 시뮬레이터를 실행시켜 동작 결과를 살펴보겠습니다. 시뮬레이터 실행 중 온도센서를 마우스 왼쪽버튼으로 클릭하면 좌측에 슬라이드바가 생성되며 동그란 버튼을 위아래로 조절해 온도 값을 변경할 수 있습니다. 마우스 스크롤을 이용해 작업판을 확대하면 변경한 온도를 확인 가능합니다. 또한 시리얼 모니터를 통해 일차 방정식을 적용한 결과가 온도센서에서 변경한 온도 값과 동일한지 확인할 수 있습니다.

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