10주차_참고 : 조도센서 - dhryu60/SmartDevice_2025-1 GitHub Wiki

📘 조도 센서 및 활용 강의자료

1. 조도 센서란 무엇인가

  • 조도 센서는 빛의 밝기(조도, Lux)를 측정하는 센서이다.
  • 아날로그 값 또는 디지털 값으로 주변 광량을 감지하여 기기에 전달한다.
  • 사람이 느끼는 밝기와 유사하게 반응하며, 실내외 자동 조명, 스마트 디바이스, IoT 환경 감지 등에 널리 활용된다.

2. 조도 센서의 종류

종류 특징 인터페이스
CDS 셀 (광저항) 저렴하고 단순, 정확도 낮음 아날로그
Photodiode 응답속도 빠름, 정밀한 측정 아날로그
TSL2561 / BH1750 디지털 출력, 고정밀 I2C
APDS-9960 조도 외 제스처 인식 지원 I2C

3. 조도 센서의 동작 원리

  • 빛이 강할수록 센서 내부의 저항값이 감소한다 (CDS 기준)
  • 마이크로컨트롤러(예: ESP32, 아두이노)는 아날로그 핀을 통해 입력값을 읽는다.
  • 예) 0 (어두움) ~ 4095 (밝음) 범위의 값이 출력됨

4. 조도 센서 회로 연결 예 (ESP32 기준)

센서 핀 ESP32 핀
S D34
V 3.3V
G GND
  • analogRead(34) 명령으로 센서값을 읽어올 수 있다.

5. 기본 코드 예제 (ESP32 + CDS 셀)

int sensorPin = 34;
int value = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  value = analogRead(sensorPin);
  Serial.println("조도 센서값: " + String(value));
  delay(1000);
}
  • 센서를 손으로 가리면 값이 줄어들고, 빛을 비추면 값이 올라간다.

6. 조도 센서의 활용 사례

(1) 자동 조명 제어

  • 실내 밝기 감지 → 조명 On/Off 제어
  • 밝기 임계값을 기준으로 릴레이나 LED를 제어
if (analogRead(sensorPin) < 1000) {
  digitalWrite(ledPin, HIGH); // 조명 켜기
} else {
  digitalWrite(ledPin, LOW);  // 조명 끄기
}

(2) 스마트 블라인드 시스템

  • 창가의 자연광 수준에 따라 블라인드 개폐
  • 모터 제어 및 시간대 조건과 함께 자동화 가능

(3) IoT 대시보드 + 데이터 로깅

  • 측정값을 Firebase / Thingspeak 등에 주기적으로 저장
  • 시간대별 조도 변화를 그래프로 시각화 가능

(4) 에너지 절약 솔루션

  • 밝을 때는 조명 줄이고, 어두울 때만 점등
  • 사무실, 창고, 외부 조명 제어에 유용

7. 주의사항 및 팁

  • 실내 형광등/태양광/LED 등 다양한 조명에서 값이 다르게 나올 수 있음
  • 센서 위치를 고려해 설치하라 (직사광선 피하기)
  • 아날로그 노이즈 방지를 위해 평균값 필터링 기법 적용이 효과적이다

8. 실습 응용 과제 제안

  • 조도값을 기반으로 스마트폰 앱에 실시간 알림 보내기 (Firebase 연동)
  • 24시간 조도 패턴을 저장하여 낮/밤 자동 스케줄링 만들기
  • 다른 센서(예: 온습도 센서)와 함께 스마트 환경 감지 시스템 구축하기

9. 마무리

조도 센서는 단순하지만 다양한 환경에서 활용 가능한 센서이다. 센서 값을 단순히 측정하는 것을 넘어서, 자동화 제어 및 클라우드 기반 서비스와 연동하면 실생활에서 매우 유용한 스마트 시스템으로 발전시킬 수 있다.