초음파 센서 트립와이어 시스템: Arduino Nano로 침입 감지

부품 및 소모품

필요한 도구

• 컴퓨터 (업로드용)

앱 및 온라인 서비스

• Arduino IDE

프로젝트 소개

초음파 센서로 기준 거리를 설정하고, 물체/사람이 통과하여 거리가 짧아지면 부저로 경보하는 간단한 트립와이어(광학 차단기 대체) 시스템입니다. Fritzing 배선도에 따라 조립하고 코드 업로드하면 바로 작동합니다.

작동 원리

1. 시작 시 초음파 센서로 기준 거리 측정 (장애물 없는 상태)
2. 루프에서 지속적으로 거리 측정
3. 현재 거리가 기준 거리 - 5cm 미만이면 침입으로 판단 → 부저 경보

소스 코드

#define trigPin 9
#define echoPin 10

long duration;
int distance;
long firstPulse;
int baselineDistance;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  
  delay(1000);  // 센서 안정화 대기
  
  // 초기 기준 거리 측정
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  firstPulse = pulseIn(echoPin, HIGH);
  baselineDistance = firstPulse * 0.034 / 2;  // cm 단위
  Serial.print("기준 거리: "); Serial.println(baselineDistance);
}

void loop() {
  // 초음파 발사
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  
  // 에코 수신 및 거리 계산
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = duration * 0.034 / 2;  // cm
  
  Serial.print("현재 거리: "); Serial.println(distance);
  Serial.print("기준 거리: "); Serial.println(baselineDistance);
  
  // 침입 감지: 기준보다 5cm 이상 가까워짐
  if (distance <= baselineDistance - 5) {
    tone(3, 500, 500);  // 핀 3, 500Hz, 500ms
    delay(500);
    tone(3, 800, 500);
    delay(500);
    delay(50);
  }
  
  delay(1000);  // 1초 주기 측정
}

회로도

Fritzing 배선도 이미지 제공:

• HC-SR04 VCC → 5V, GND → GND, Trig → D9, Echo → D10
• 부저 +극 → D3, -극 → GND
• Arduino Nano USB 전원으로 구동 가능

개선 아이디어

• 기준 거리 자동 재보정 (환경 변화 대응)
• 여러 각도 커버를 위한 다중 센서 배치
• WiFi/블루투스/LoRa로 원격 알림 전송
• SD 카드 로깅으로 침입 이력 기록
• 서보 모터로 센서 회전 → 2D 스캐닝
• PIR 센서와 결합하여 오작동 감소