피에조 부저-노크센서

2015-05-06 10:03:39

개요

이미지출처 : www.makershed.com

피에조 부저란 수정이나 세라믹 같은 결정체의 성질(압전 물질)을 이용한 소자로서, 압전 물질에 얇은 판을 대어 압전 효과에 의해 소리가 나도록 한 것입니다.

- 압전 물질 : 어떤 결정에 아력을 가했을 때 전위차(전압)이 발생되고 또 이들의 물질에 반대로 전위차(전압)가 인가되면, 물리적 변위가 생기는 원리를 이용한 물질.

- 압전 효과(piezoelectric effect) : 압력을 가했을 때 전압이 발생되고, 전압을 가했을 때 압력(신장, 응축)이 생기는 것.

즉 피에조 부저가 소리를 발생하는 원리는 압전 물질에 얇은 판을 대어주고, 압전 물질에 전압을 가하면, 압전 물질이 진동하며, 판과 부딪혀 소리가 나는 것입니다.

이번 튜토리얼에서는 위에서 살펴본 압전 효과를 이용해, 피에조 부저를 노크 센서처럼 사용하는 방법을 소개하고자 합니다.

노크 센서 모듈에 비해 성능은 떨어지지만, 피에조 부저는 보통 1000원 이하의 가격에 구매가 가능한 장점이 있습니다.

고성능의 노크 센서가 필요하지 않으신 분들은 피에조 부저를 이용하면 되겠죠?

참고로 이러한 원리를 이용한 재미있는 제품이 2016년 KickStarter에 나왔답니다.

https://www.kickstarter.com/projects/knocki/knocki-make-any-surface-smart/description

부품 목록

NO	부품명	수량	상세설명
1	오렌지보드 (아두이노 Uno)	1	오렌지 보드
2	피에조 부저	1
3	저항	1	1MΩ
4	점퍼 케이블	2
5	브래드 보드	1	mini

부품명	오렌지 보드 (아두이노 Uno)	피에조 부저	저항	점퍼 케이블	브래드 보드
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브래드 보드 레이아웃

회로도

소프트웨어 코딩

노크 감지 하기

먼저 피에조 부저를 이용해 노크를 인식하는 소스부터 살펴보겠습니다.

const int knock = A0; 
int sensorVal = 0;

void setup() {
	Serial.begin(9600);
}

void loop() {
	//노크 센서 값이 3보다 작을 동안에는 아무 것도 하지 않는다.
	while ((sensorVal = analogRead(knock)) < 3) { 
	}  
	//센서 값이 3이상이면 센서 값을 출력 
	Serial.println(sensorVal); 
}

노크를 감지하면 소리내기

노크를 인식하는 용도 뿐 아니라, 피에조 부저에서 노크를 인식하면, 소리를 내는 소스입니다.

즉 하나의 피에조 부저로 INPUT / OUTPUT이 가능합니다.

const int knock = A0; 
int sensorVal = 0;

void setup() {
	Serial.begin(9600);
}

void loop() {
	//노크 센서 값이 3보다 작을 동안에는 아무 것도 하지 않는다.
	while ((sensorVal = analogRead(knock)) < 3) { 
	}  

	//센서 값이 3이상이면 센서 값을 출력 
	Serial.print(sensorVal); 
	Serial.println(" knock");

	//소리를 내는 부분 
	tone(knock,2093,100);
	delay(250);

	//소리 정지 후 다시 input으로 전환
	noTone(knock); 
	pinMode(knock, INPUT);
}