02_8 CDS 센서 입력받기
Reporting Date: November. 19, 2024
광저항기의 전반적인 개념과
CDS 센서 실습에 대해 다루고자 한다.
목차
01 광저항기
Photoresistor,
Light Dependent Resistor
빛의 세기에 따라 저항이 변하는 전자 부품.
이 부품은 빛의 세기가 강할수록 저항이 낮아지고,
빛이 약할수록 저항이 높아지는 특성을 가지고 있다.
02 조도 센서
(Light Sensor)
빛의 세기(조도)를 감지하는 센서를 의미하는 더 포괄적인 용어.
광저항기를 포함하여 광다이오드, 포토트랜지스터, 광전지 등
다양한 종류의 빛 감지 부품을 모두 포함할 수 있다.
빛의 세기를 측정하여 이를 전기적 신호로 변환하는 역할을 한다.
광저항기 외에도 다양한 방식으로 빛을 감지할 수 있는 부품들이 사용될 수 있다.
조도 센서는 일반적으로 자동화된 시스템에서 빛의 세기를 측정하는 데 사용된다.
자동 조명 시스템, 빛에 의한 온도 조절, 카메라의 노출 제어 등에 사용된다.
03 광저항기의 동작 원리
광자가 광저항기의 물질에 충돌하면
전자가 자유롭게 이동할 수 있게 되어, 그 결과 저항이 낮아진다.
반대로 빛이 적게 오면 전자의 이동이 제한되어 저항이 높아진다.
이 특성 덕분에 광저항기는 빛을 감지하는 센서로 자주 사용된다.
예를 들어, 자동 조명 시스템, 광선 감지 장치, 태양광 발전 시스템의 일부분 등에서 활용된다.
04 광저항기의 주요 특징
저항의 변화는 빛의 세기에 비례한다.
일반적으로 반도체 물질(주로 셀레늄, 실리콘 등)로 만들어져 있다.
조도 센서, 태양광 센서, 자동 밝기 조절 시스템 등 다양한 곳에 사용된다.
빛의 세기를 감지하고 그것을 전기적 신호로 변환하는 역할을 하므로,
자동화된 시스템에서 중요한 역할을 한다.
05 광저항기의 종류
사용하는 재료나 특성에 따라 다르게 분류될 수 있다.
이는 빛에 대한 반응 속도나 감도가 달라지는 요인이 된다.
1. CDS 광저항기
(Cadmium Sulfide LDR)
CdS(황화 카드뮴) 재료를 사용한 특정한 종류의 광저항기.
저렴하고 내구성이 좋으며 일반적인 조도 센서에 사용된다.
빛의 세기와 저항이 비례하는 특성을 가지고 있으며,
특히 가시광선 영역에서 잘 작동한다.
조도 센서, 광선 감지 장치, 자동 밝기 조절 시스템 등에 활용된다.
2. CdSe 광저항기
(Cadmium Selenide LDR)
CdSe(셀레늄 화합물) 재료를 사용한 특정한 종류의 광저항기.
CdS보다 더 빠른 반응 속도와 높은 감도를 보인다.
적외선을 포함한 더 넓은 파장 범위에서 잘 작동하는 경향이 있다.
적외선 감지, 고속 응답이 필요한 애플리케이션에서 사용된다.
3. PbS 광저항기
(Lead Sulfide LDE)
PbS(황화 납) 재료를 사용한 특정한 종류의 광저항기.
적외선에 매우 민감하여 인체 감지 시스템 및 열 감지에 자주 사용된다.
적외선 센서, 온도 측정, 열감지 시스템 등에 활용된다.
4. Si 광저항기
(Silicon)
Si(실리콘) 재료를 사용한 특정한 종류의 광저항기.
광다이오드나 태양 전지와 유사한 동작을 할 수 있다.
가시광선에 대해 잘 작동하지만, 반도체로서의 성질로 인해
다른 재료에 비해 더 높은 전력 소모를 유발할 수 있다.
조도 센서, 디지털 카메라, 자동차 헤드라이트 조정 시스템 등에 활용된다.
5. Ge 광저항기
(Germanium)
Ge(게르마늄) 재료를 사용한 특정한 종류의 광저항기.
CdS와 비교하여 더 높은 전도도를 가지며, 적외선에 대해 더 민감하다.
적외선 감지, 과학 실험에서의 정밀 측정 기기 등에 활용된다.
6. ZnO 광저항기
(Zinc Oxide)
ZnO(산화 아연) 재료를 사용한 특정한 종류의 광저항기.
넓은 파장 범위에서 잘 작동하며, 고온에서도 성능이 유지된다.
광전자 장치, 디스플레이 기술, 고온 환경에서의 감지 등에 활용된다.
실습
팅커캐드(Tinkercad) 사이트로 들어간다.
Tinkercad - From mind to design in minutes
Tinkercad is a free, easy-to-use app for 3D design, electronics, and coding.
www.tinkercad.com
포토레지스터와 서보모터를 사용하여
빛의 밝기에 따라 서보모터를 제어하기.
#include <Servo.h> // Servo 라이브러리 포함
Servo my_servo; // 서보모터 객체 생성
int photoresistor = A0; // 포토레지스터 연결 핀 정의
boolean servo_state = false; // 서보모터의 상태 (true: 열린 상태, false: 닫힌 상태)
void setup() {
my_servo.attach(9); // 서보모터 제어 핀을 9번 핀에 연결
my_servo.write(0); // 서보모터 초기 위치를 0도로 설정
Serial.begin(9600); // 시리얼 통신 시작 (디버깅 용)
}
void loop() {
int read_value = analogRead(photoresistor); // 포토레지스터 값을 읽음
Serial.println(read_value); // 포토레지스터 값 출력 (디버깅 용)
if (read_value > 700) { // 포토레지스터 값이 700 이상이면 (빛이 충분하면)
if (servo_state == false) { // 서보모터가 닫힌 상태라면
for (int pos = 0; pos <= 180; pos++) { // 서보모터를 0도에서 180도까지 이동
my_servo.write(pos); // 서보모터에 각도 전달
delay(15); // 서보모터 이동 시간 딜레이
}
servo_state = true; // 서보모터가 열린 상태로 설정
}
delay(1000); // 1초 대기 (중복 동작 방지)
}
else { // 포토레지스터 값이 700 이하이면 (빛이 부족하면)
if (servo_state == true) { // 서보모터가 열린 상태라면
for (int pos = 180; pos >= 0; pos--) { // 서보모터를 180도에서 0도까지 이동
my_servo.write(pos); // 서보모터에 각도 전달
delay(15); // 서보모터 이동 시간 딜레이
}
servo_state = false; // 서보모터가 닫힌 상태로 설정
}
}
}참고: 한 권으로 끝내는 아두이노와 파이썬으로 52개 작품 만들기 (p.96)
Basic Elements — Schemdraw 0.19 documentation