1. 센서란?

센서(sensor)는 자연계에 존재하는 물리량 또는 대상물의 정보(온도, 압력, 습도, 거리)를 측정해 전기신호 (2.7V, 0.31V)로 바꾸는 장치(전자부품)이다. 센서는 빛, 소리, 화학물질, 온도 등과 같은 물리적 신호들의 크기를 검출(detect)할 수 있다.

센서에서 처리 기능을 추가하여 (CPU 또는 사람의 두뇌로) 인식하여 상태를 판정하는 것은 감지(perceive)라고 한다. 즉 감지한다는 것은 검출한 뒤 일정한 처리(processing)를 동반한 것을 의미한다.

컵에 담긴 물의 온도를 센서로 검출하면 물의 온도에 해당하는 전기신호가 측정 또는 감지된다 (예 0.32V). 이 온도를 차갑다 또는 따뜻하다 라고 느끼는 상황이 감지된 상황이다.

이렇게 센서는 우리의 일상에서 다양하게 사용되고 있다.

2. 아두이노 센서 종류

2.1 온습도 센서

습도는 공기 중에 수증기가 포함된 정도로써 실생활에서는 상대 습도로 쓰입니다.

온습도 센서는 상대 습도를 20%~90% 정도의 수준으로 감지할 수 있으며 오차는 ±5%입니다.

온도는 따뜻함과 차가움을 구별하는 수치이고 온습도 센서는 주변의 온도를 측정합니다.

압력 전압 5V에서 조정을 통해 수치를 계산해 온도를 영하 40℃ 부터 영상 125℃까지 측정해주며 측정 오차는 ±1.5℃로 거의 정확하게 온도를 측정해준다고 볼 수 있습니다.

이러한 온습도 센서는 간단하게 온도계부터 에어컨, 가습기, 보일러, 화재 경보기 등 다양한 곳에 활용됩니다.

2.2 조도 센서 

조도는 어떤 면에 투사(投射)되는 광속을 면의 면적으로 나눈 것을 말하는데 이는 간단히 말해서

빛의 밝고 어두운 정도를 나타낸다고 말할 수 있습니다.

 

조도 센서는 들어오는 빛의 양에 따라서 값이 변하게 되는데 빛의 양이 많아질수록 전도율이 높아져

저항값이 낮아지게 되고, 빛의양이 적을수록 저항값이 높아지게되는 원리로 전압을 조절하게 됩니다.

 

조도센서는 주로 자동차 전조등, 휴대폰 화면 밝기 자동 조정 등 외부의 밝기 정도를 활용하는 곳에 쓰입니다.

2.3 초음파 센서

초음파는 인간이 들을 수 있는 소리가 가지는 진동수(20 ~ 20,000 Hz)보다 높은 진동수를 갖는 소리입니다.

초음파 센서는 초음파를 이용하여 거리를 측정하는 원리로 작동하는데 위의 사진에서 보면 두개의 스피커가 보이는데 왼쪽에 보이는 T(transmitter)에서 초음파를 쏘고 물체에 맞아서 돌아오는 초음파를
R(receiver)에서 받아 걸린 시간을 계산하여 거리를 측정하는 원리입니다.

초음파 센서는 2cm~4m의 범위 내에서 측정 가능하고 오차는 2cm~3cm입니다.

초음파 센서는 장애물의 거리를 계산하여 장애물을 피하는 용도로 자주 사용됩니다.

2.4 소리 센서

소리 센서는 앞서 소개해드린 초음파 센서와 비슷하게
공기의 진동수를 전기적 신호로 만든 후 전압을 출력하여 다양한 곳에 활용됩니다.

실생활에서는 주로 주변 소리에 반응해 led가 켜지고 꺼지는  화려한 조명을 만들 수 있습니다.

2.5 가스 센서

가스센서는 말그대로 수소가스, 알콜, 메탄가스, 부탄가스, 연기 등등 다양한 가스들을 감지하는 센서입니다.

가스센서는 가스가 센서부에 달라 붙었을때 저항값이 낮아지는 원리를 사용해 저항값이 낮아 졌을때

경고음을 낼 수 있는 피에조 스피커를 활용하면 소리가 울릴 수 있게 해줍니다.

가스 센서는 주로 가스 누출 경보기에 사용되고 알콜 또한 감지 할수 있어서 음주 측정기에 활용됩니다.

2.6 인체감지 센서

인체 감지 센서는 적외선을 통해서 사람의 움직임을 감지하는 원리로 작동됩니다.

자세히 말하자면 인체에서는 적은 양의 적외선을 방출하는데 이렇게 방출된 적외선이인체 감지 센서의
집광렌즈를 통해 적외선 센서 부분에 닿아 전압이 출력되는 원리입니다.

인체 감지 센서는 주로 아파트 현관등과 같이 사람이 지나가면 자동적으로 빛이 켜지는 곳에 활용됩니다.