KY-018 아두이노 조도 센서 (LCD16X2 키패드실드)

본 절은 [KY-018] 아두이노 센서를 사용하기 위해 알아야 할 내용과 실습 방법에 대해 설명한다. 아두이노 센서의 특징, 동작원리, 사양, 연결 핀 배열, 출력 값, 주의사항을 알아본다. 아두이노와 센서를 연결하고, 간단한 코딩으로 센서를 쉽게 실습할 수 있다. 

 

목차

 

 

 

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KY-018 아두이노 조도 센서

 

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KY-018 센서란?

KY-018 센서는 빛의 세기에 따라 저항값이 변화하는 광센서이다.  센서는 태양열 정원 조명, 잔디밭, 시계, 음악, 컵, 선물 상자, 미니 라이트, 라이트 음성 스위치, 조명 자동 스위치 및 다양한 조명 제어 장치 등에 활용하여 사용할 수 있다.

 

 

 

 

KY-018-Joy-IT.pdf

0.57MB

 

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KY-018 아두이노 센서 특징

KY-018 센서의 특징은 다음과 같다. 센서는 감도가 높고 반응이 빠르며, 스펙트럼 특성과 좋은 특성의 가치에 부합하다. 높은 수준의 안정성과 신뢰성을 제공한다. CDS 는 조도 센서, 광센서, 황화카드뮴 광센서라고도 불리며, 빛의 세기에 따라 저항 값이 변하는 광 가변저항이다.  예를 들어, 빛의 세기가 셀수록 저항이 작아지는 특징이 있다. 

 

<사양(Specification)> 
동작 전압 : 3.3V ~ 5V
출력 타입 : 아날로그

 

 

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KY-018 센서 동작 원리

KY-018 센서는 포토 레지스터 및 구성 10  kΩ의 인라인 저항기로 구성된다. 포토 레지스터의 저항은 빛이 있으면 감소하고 빛이 없으면 증가한다. 출력은 아날로그이며 빛의 강도를 결정한다. 

 

다시 말해 센서는 발광 다이오드와 포토 트랜지스터를 조합한 센서이다. 물체의 유무를 감지할 수 있는 소자로, 센서에 홈 부위에 물체가 없는 경우 포토 트랜지스터를 켜고, 센서의 핀에서 HIGH(5V)를 출력한다. 송신부와 수신부 사이에 물체가 들어오게 되면 송신부에서 발산한 빛이 차단되어 포토 트랜지스터가 꺼지게 되어 LOW(0V)를 출력하는 원리를 가진다. 

 

[단점]

일반적으로 CdS(황화카드뮴)를 사용하므로 CdS라고 부르고 있다.  빛의 세기에 비 선형적으로 반응하고 소자에 따른 오차로 인해 정확한 수치로 측정하기 어려운 단점이 있다. 

 

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KY-018 센서 구입하기

[KY-018 센서]는 알리익스프레스, 네이버 쇼핑몰, 아마존 등에서 센서를 구입할 수 있다

 

 

 

 

 

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KY-018 하드웨어 연결

다음과 같이 아두이노 센서를 연결할 수 있다. 전원 선 (중간)과 접지 (-)를 각각 +5와 GND에 연결한다. 신호 (S)를 Arduino의 A1 핀에 연결한다.

 

 

 

<핀 구성>
1. Output : Analog Data
2. 5V
3. GND

 

 

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KY-018 소프트웨어 코딩

하드웨어 연결이 완료되면, 아두이노 IDE를 이용해 아두이노 센서 소스코드를 코딩할 수 있다. 

 

센서 코드는 다음과 같다. 

/**
   CDS KY018 Sensor

   @ 모두의 아두이노 환경 센서 (Arduino Sensors for Everyone)
      https://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=18030644
   @ author STEAMEDU123 <steamedu123@gmail.com>
*/

#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);

int sensorPin = A1;
int sensorValue;

void setup(void) {
  lcd.begin(16, 2);
}

void loop(void) {
  sensorValue = analogRead(sensorPin);

  lcd.clear();

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("CDS KY-018");

  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Value: ");
  lcd.print(sensorValue);

  delay(200);
}

 

센서 코드는 다음과 같은 구조를 가진다. 

 

 

 

 

 

 

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KY-018 센서 동작확인

하드웨어 연결, 소프트웨어 코딩이 완료되면 다음과 같이 동작 화면을 확인할 수 있다. 

 

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개발환경 : WINDOWS 10 
아두이노 IDE : 1.8.13 
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01 연결
 - 아두이노와 PC 연결 
 - 아두이노 IDE 실행 
 - 메뉴 → 툴 → 보드:아두이노 UNO 확인 
  - 메뉴 → 스케치 → 확인/컴파일 

02 컴파일 확인 

스케치>확인/컴파일(CTRL+R) 를 선택해서 컴파일을 진행한다.

 

 

03 아두이노 우노 업로드 

컴파일이 이상없이 완료되면 스케치> 업로드(CTRL+U)를 선택해서 컴파일 파일을 업로드한다. 

04 동작 확인

다음과 같이 동작을 확인할 수 있다. 

 

 

 

 

 

 

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마무리

아두이노와 센서를 연결하고, 간단한 코딩으로 센서를 쉽게 실습할 수 있다. 

 

 

[센서 응용분야]

조도에 영향을 받는 환경에 사용할 수 있다. 예를 들어, 고추, 깻잎과 같은 농작물은 온도 및 습도도 중요하지만, 또한 일조량도 중요하다. 일조량에 따라 농작물의 양과 질이 달라지기 때문이다.  ​

스마트팜 시스템 구축시 온도, 습도, 수경재배 양액 측정 센서(양액농도 EC, 산도 pH, TDS), 토양을 배지로 하는 토경 측정 센서(수분, EC, 지온, 산도 pH), 풍향/풍속, 감우, 일사량 , CO2, 공기질 센서 등 분야별로 다양한 센서가 필요하다. 조도센서 Photo Resistor)는 주변의 밝기를 측정하는 센서이다. 광에너지(빛)를 받으면 내부에 움직이는 전자가 발생하여 전도율이 변화는 광전효과를 가지는 소자를 사용한다.  ​

황화카드뮴을(Cds)를 소자로 사용한 경우, Cds 센서라고 한다. Cds 센서는 작고 저렴하기 때문에 가장 보편적으로 사용되고 있다. 어두어지면 자동으로 켜지는 가로등, 자동차의 헤드라이트, 밝기에 따라 변화는 휴대폰 화면 액정 등 실생활에서도 쉽게 찾아볼 수 있다. 

 

 

 

 

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모두의 아두이노 환경 센서 책

[모두의 아두이노 환경 센서] 책은 예스24, 인터넷 교보문고, 알라딘, 인터파크도서, 영풍문고, 반디앤루니스 , 도서11번가 등에서 구입할 수 있다. 이 책에서는 PMS7003, GP2Y1010AU0F, PPD42NS, SDS011 미세먼지 센서, DHT22 온습도 센서, MH-Z19B 이산화탄소 센서, ZE08-CH2O 포름알데히드 센서, CCS811 총휘발성유기화합물 TVOC, GDK101 방사선(감마선) 센서, MQ-131 오존(O3) 센서, MQ-7 일산화탄소, MICS-4514 이산화질소 센서, MICS-6814 암모니아 센서, DGS-SO2 아황산가스(SO2) 센서, BME280 기압 센서, GUVA-S12SD 자외선(UV) 센서, MD0550 기류 센서, QS-FS01 풍속 센서(Wind speed) 를 사용한다.  

모두의 아두이노 환경 센서