아두이노 코딩-113: WeMos LOLIN 보드에서 조도센서로 LED를 ON OFF해보자.

조도 센서는 빛의 밝기에 의해 저항 값이 조절 되는 일종의 반도체성 가변 저항으로 실제로 도시의 수많은 가로등 ON OFF에 사용되는 센서이다.

한편 1957년에 신경망을 제작하여 인공지능 시대를 열었다고 하는 Rosenblatt이 퍼셉트론 장치를 제작하는데 망막을 포함하는 시각적 인식장치를 꾸미는데 20X20 즉 400개의 Cds 셀을 사용하였다. 하지만 지금은 시간이 많이 흘렀고 반도체가 엄청나게 발전했기 때문에 가장 작은 이미지 센서만 하더라도 30만 픽셀이기 때문에 그런 방법으로 실험 장치를 만들 필요는 없을 것이며 오히려 라즈베리 파이 보드에 맞게 제공되는 파이 카메라를 구입하여 설치 후 이미지 처리를 연구하는 것이 나을 듯하다.

이미 아두이노 우노 보드에서 1KΩ(멀티메터 실측 값 987Ω) 저항과 이 조도센서를 직렬 연결하여 창가에서 어두워질 때 조도센서의 급격한 저항 변화를 측정하였다. 물론 WeMos LOLIN 보드라고 해서 근본적으로 달라지는 것은 없겠으나 LOLIN 보드의 아날로그 입력 핀의 분해능이 12비트인 즉 0∼4095 단계까지로 보다 정밀한 측정이 가능해졌으므로 6.0KΩ을 중심으로 급격하게 변동되었던 조도센서의 저항 값과 전압 값을 다시 측정해 보기로 한다.

WeMos LOLIN 보드에서 변동하는 빛의 밝기 하에서 조도센서의 저항 값을 알아내기 위해서는 블로그 커버의 배선도를 참조하여 배선하도록 하자.

조도센서와 1KΩ(멀티메터 실측 값 987Ω) 저항과 만나는 점에서 점퍼선을 아날로그 입력을 읽을 수 있도록 핀 번호가 36인 VP 핀에 연결한다. 전원은 3V 로 표시한 3.3V 에 연결하도록 한다. 멀티메터로 실측해 보니 3.29V 가 나와 3.3V 로 보도록 한다.

반면에 전류제한 저항 220Ω과 직렬 연결하는 청색 LED는 디지털 데이터 핀 27번에 연결해 둔다.

결과 체크는 시리얼 모니터와 시리얼 플로터에서 에서 하기로 한다.

조도 센서의 저항 값 6K옴을 분기점으로 하여 그 이상이면 어두워진다는 뜻이므로 청색 LED를 ON 시키고 반대로 밝아지면 LED를 끄도록 하자. 분기점 기준은 자신이 설정하면 된다.

창가의 그늘 진 곳에서 조도 센서 저항 값 변동에 따른 LED ON OFF를 동영상을 통해서 관찰해 보자. 이미 좀 어두워져 지속적으로 LED가 ON 된 상태이지만 Cds 의 저항 값은 변동하고 있다. 파형 자체가 삐죽삐죽한 것으로 보아 노이즈가 심한 듯하여 향 후 파형을 정밀하게 관찰해 보고 저주파 필터링 처리를 하도록 하겠다.

//WeMos_lolin_Cds_01
float Volt = 3.3; //아두이노 전압 실측치
float r = 987.0; //1K옴 실측치
int ledPin = 27;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(ledPin,OUTPUT);
}

void loop() {
int analogV = analogRead(36);//0-4095
//Serial.println(analogV);
float V = Volt*analogV/(4095);//Cds 전압 환산
float R_V = Volt-V;//1K저항 전압 계산
float i = R_V/r;//1K옴 저항 전류 계산, 암페어
float cdsR = V/i;//조도센서 저항 계산
Serial.println(cdsR);//시리얼 모니터 출력

if( cdsR<6000) {// 6000옴 이하면 ON
digitalWrite(ledPin,LOW);//밝으면 끄기
}
else {
digitalWrite(ledPin,HIGH);//어두우면 켜기
}
delay(1000);
}//프로그램 끝