아두이노 사운드 센서로 실시간 소음 레벨 모니터링: LED 인디케이터와 LCD 표시

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• 아두이노 IDE

프로젝트 소개

스피커에서 나오는 소리 크기를 KY-038 사운드 센서로 실시간 측정해, 음량 레벨에 따라 색상별 LED 바그래프로 시각화하고 LCD에 수치를 표시하는 프로젝트입니다. 호기심과 심심함에서 시작된 작업이지만, 소음 모니터링의 기본 원리를 익히기 좋은 예제입니다.

작동 원리

1. KY-038 모듈의 아날로그 출력(AO)을 아두이노 A0 핀으로 읽어 음량 레벨(0~1023) 획득
2. 시리얼 모니터로 수집한 데이터를 스프레드시트에 옮겨 정렬, 빈도 높은 구간별 임계값 결정
3. 임계값 구간별 LED 그룹 점등:
   • 노란색 LED (2개): 저음량 구간 (센서값 ~650~700)
   • 초록색 LED (4개): 중간 음량 구간 (~700~720)
   • 빨간색 LED (2개): 고음량 구간 (~720~750)
   • 흰색/파란색 LED (8개): 확장/피크 표시용
4. LCD에 실시간 센서값 표시 (이전 값 잔상 방지 로직 포함)

주요 구현 포인트

• 센서값 잔상 문제 해결: LCD 출력 시 뒤에 공백(" ")을 출력해 이전 자리수 지움
• 디지털 출력(DO) 활용: 센서 모듈의 내장 콤퍼레이터 출력(DO)을 디지털 핀(D2)으로 읽어 임계값 초과 시에만 LCD 갱신
• 임계값 캘리브레이션: 실제 환경에서 시리얼 모니터로 값 관찰 후 코드 내 임계값 수정 필요

소스 코드

#include "Arduino.h"
#include "LiquidCrystal_PCF8574.h"

#define LCD_ADDRESS 0x27
#define LCD_ROWS 2
#define LCD_COLUMNS 16
#define SCROLL_DELAY 150
#define BACKLIGHT 255

LiquidCrystal_PCF8574 LCDi2C;

// LED 핀 매핑 (브레드보드 순서 = 아두이노 PWM 핀)
int LED1 = 3;  int LED2 = 4;  int LED3 = 5;  int LED4 = 6;
int LED5 = 7;  int LED6 = 8;  int LED7 = 9;  int LED8 = 10;

int soundSensor = 2;      // KY-038 DO 핀 → D2
int sensorValue = A0;     // KY-038 AO 핀 → A0
boolean LEDStatus = false;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  LCDi2C.begin(LCD_COLUMNS, LCD_ROWS, LCD_ADDRESS, BACKLIGHT);
  
  pinMode(soundSensor, INPUT);
  pinMode(LED1, OUTPUT); pinMode(LED2, OUTPUT);
  pinMode(LED3, OUTPUT); pinMode(LED4, OUTPUT);
  pinMode(LED5, OUTPUT); pinMode(LED6, OUTPUT);
  pinMode(LED7, OUTPUT); pinMode(LED8, OUTPUT);
}

void loop() {
  int sensorValue = analogRead(A0);
  int SensorData = digitalRead(soundSensor);
  
  if (SensorData == HIGH) {  // 소리 감지됨
    if (LEDStatus == false) {
      LEDStatus = true;
      Serial.println(sensorValue);
      
      // LCD 표시 (잔상 방지용 공백 포함)
      LCDi2C.setCursor(0, 0);
      LCDi2C.print("SoundLevel Data:");
      LCDi2C.setCursor(0, 1);
      LCDi2C.print(sensorValue);
      LCDi2C.print(" ");
    }
    
    // 임계값별 LED 제어 (값은 환경에 맞게 조정 필요)
    if (sensorValue >= 750) digitalWrite(LED8, HIGH); else { LEDStatus = false; digitalWrite(LED8, LOW); }
    if (sensorValue >= 735) digitalWrite(LED7, HIGH); else { LEDStatus = false; digitalWrite(LED7, LOW); }
    if (sensorValue >= 725) digitalWrite(LED6, HIGH); else { LEDStatus = false; digitalWrite(LED6, LOW); }
    if (sensorValue >= 720) digitalWrite(LED5, HIGH); else { LEDStatus = false; digitalWrite(LED5, LOW); }
    if (sensorValue >= 715) digitalWrite(LED4, HIGH); else { LEDStatus = false; digitalWrite(LED4, LOW); }
    if (sensorValue >= 700) digitalWrite(LED3, HIGH); else { LEDStatus = false; digitalWrite(LED3, LOW); }
    if (sensorValue >= 675) digitalWrite(LED2, HIGH); else { LEDStatus = false; digitalWrite(LED2, LOW); }
    if (sensorValue >= 650) digitalWrite(LED1, HIGH); else { LEDStatus = false; digitalWrite(LED1, LOW); }
  }
  else {
    // 소리 미감지 시 모든 LED 끄기
    LEDStatus = false;
    for (int i = 1; i <= 8; i++) {
      digitalWrite(i + 2, LOW);  // D3~D10
    }
  }
}

회로도

브레드보드 배선도를 끝까지 따라 연결하세요. (첨부 이미지 참조)

보완 및 확장 아이디어

• 임계값을 동적으로 조정하는 오토 캘리브레이션 로직 추가
• 소음 데이터 SD 카드 로깅 또는 IoT 플랫폼 전송
• LED 바그래프를 WS2812B 네오픽셀로 교체해 부드러운 그라데이션 표현
• 소음 기준치 초과 시 알림(부저, 푸시 알림) 기능 추가
• LCD 대신 OLED 디스플레이로 그래프 표시

참고: 본 코드는 작성자의 학습용 프로젝트로, 주석에 "lol" 등 비공식 표현이 포함되어 있습니다. 실제 적용 시 코드 정리와 검증이 필요합니다.