아두이노 우노로 정밀 반응 속도 테스터 만들기

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프로젝트 소개

운동선수, 저격수, 크리켓/야구 선수뿐 아니라 일반인 삶에도 반응 속도가 큰 영향을 미친다는 글을 읽고 내 반응 속도를 직접 측정해보고 싶어졌습니다. 예: 운전 중 반응 속도 느리면 대형 사고로 이어질 수 있죠.

1단계: 준비물

전자 취미가라면 다 굴러다니는 부품들입니다. 모르는 부품은 사진 참고하세요.

2단계: 시각 반응 속도 측정 절차

인체엔 청각/시각/촉각 반응 속도 등이 있지만 여기선 시각 반응 속도를 측정합니다.

1. 시리얼 모니터에 "준비 버튼(버튼 3) 누르세요" 표시
2. 준비 버튼 누르면 랜덤 대기 시간(2~5초) 후 두 LED 중 하나가 랜덤 점등
3. 피험자는 점등된 LED에 대응하는 버튼(LED1→버튼1, LED2→버튼2)을 최대한 빨리 누름
4. 아두이노가 LED 점등~버튼 눌림 사이 시간 차이(마이크로초) 측정
5. 시리얼 모니터에 반응 시간 출력

3단계: 회로 구성

• 아두이노 5V, GND → 브레드보드 파워 레일
• LED 캐소드 → 100Ω 저항 → GND
• LED1 애노드 → D8, LED2 애노드 → D12
• 푸시 버튼 3개 장착 (눌리면 대각선 단자 연결됨)
• 10kΩ 풀다운 저항: 버튼 한 쪽 → 저항 → GND, 다른 쪽 → 5V
• 버튼 신호선 → D2(버튼2), D4(버튼1), D7(버튼3/준비)

※ 핀 번호는 취향껏 변경 가능

4단계: 코드 작성 포인트

• 버튼 디바운싱 처리 (마이크로초 단위)
• 반응 시간 측정 해상도 확보 (micros() 사용)
• 시리얼 모니터로 디버깅 및 사용자 인터페이스

첨부 코드 다운로드해 바로 써도 되지만, 직접 짜보며 원리 이해하길 권장합니다. 헷갈리면 동영상 참고.

5단계: 테스트 & 게임

친구들과 대결! 평균 내기(아두이노가 자동으로 해줘도 좋음). 일반인 평균 시각 반응 속도 약 250ms. 음주 후 이 수치 넘으면 운전 절대 금물!

코드

아두이노 반응 속도 측정 코드

// 핀 번호 설정
const int buttonPin1 = 4;  // LED1 대응 버튼
const int buttonPin2 = 2;  // LED2 대응 버튼
const int buttonPin3 = 7;  // 준비 버튼
const int ledPin1 = 8;     // LED1
const int ledPin2 = 12;    // LED2

// 상태 변수
int ledState1 = LOW, ledState2 = LOW;
int buttonState1, buttonState2, buttonState3;
int lastButtonState1 = LOW, lastButtonState2 = LOW, lastButtonState3 = LOW;

unsigned long lastDebounceTime = 0;
long debounceDelay = 20000;  // 20ms 디바운스 (마이크로초)
unsigned long randNumber;
unsigned long minRandomNumber = 2000;  // 2ms
unsigned long maxRandomNumber = 5000;  // 5ms
unsigned long time1, time2;
int button3Pressed = LOW;
int printcount = 0;
int takeReading = LOW;
int reading1, reading2, reading3;
int oddNumber, evenNumber;

void setup() {
  pinMode(buttonPin1, INPUT);
  pinMode(buttonPin2, INPUT);
  pinMode(buttonPin3, INPUT);
  pinMode(ledPin1, OUTPUT);
  pinMode(ledPin2, OUTPUT);
  Serial.begin(115200);
  digitalWrite(ledPin1, ledState1);
  digitalWrite(ledPin2, ledState2);
  randomSeed(analogRead(0));  // 노이즈로 시드 생성
}

void loop() {
  if (printcount == 0) {
    Serial.println("press button 3 when you are ready");
    printcount = 1;
    takeReading = LOW;
    oddNumber = LOW;
    evenNumber = LOW;
  }

  if (button3Pressed == HIGH) {
    digitalWrite(ledPin1, LOW);
    digitalWrite(ledPin2, LOW);
    randNumber = random(minRandomNumber, maxRandomNumber);
    delay(randNumber);
    if (randNumber & 1 == 1) {  // 홀수면 LED1
      digitalWrite(ledPin1, HIGH);
      digitalWrite(ledPin2, LOW);
      time1 = micros();
      oddNumber = HIGH;
    } else {  // 짝수면 LED2
      digitalWrite(ledPin1, LOW);
      digitalWrite(ledPin2, HIGH);
      time1 = micros();
      evenNumber = HIGH;
    }
    button3Pressed = LOW;
  }

  reading3 = digitalRead(buttonPin3);
  if (takeReading == HIGH) {
    if (oddNumber == HIGH) reading1 = digitalRead(buttonPin1);
    if (evenNumber == HIGH) reading2 = digitalRead(buttonPin2);
  }

  // 디바운싱: 상태 변화 시 타이머 리셋
  if (reading1 != lastButtonState1 || reading2 != lastButtonState2 || reading3 != lastButtonState3) {
    lastDebounceTime = micros();
  }

  if ((micros() - lastDebounceTime) > debounceDelay) {
    // 버튼 1 (LED1 대응)
    if (reading1 != buttonState1) {
      buttonState1 = reading1;
      if (buttonState1 == HIGH) {
        Serial.print("Your reaction time is: ");
        Serial.print(lastDebounceTime - time1);
        Serial.println("us");
        Serial.println();
        printcount = 0;
      }
    }
    // 버튼 2 (LED2 대응)
    if (reading2 != buttonState2) {
      buttonState2 = reading2;
      if (buttonState2 == HIGH) {
        Serial.print("Your reaction time is: ");
        Serial.print(lastDebounceTime - time1);
        Serial.println("us");
        Serial.println();
        printcount = 0;
      }
    }
    // 준비 버튼
    if (reading3 != buttonState3) {
      buttonState3 = reading3;
      if (buttonState3 == HIGH) {
        Serial.println("READY TO GO");
        button3Pressed = HIGH;
        takeReading = HIGH;
      }
    }
  }

  lastButtonState1 = reading1;
  lastButtonState2 = reading2;
  lastButtonState3 = reading3;
}

회로도