아두이노 초음파 센서(HC-SR04)로 거리 측정하기

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아두이노(Arduino)와 초음파 거리 센서 HC-SR04를 이용하면 물체까지의 거리를 손쉽게 측정할 수 있습니다. 로봇 장애물 회피, 주차 보조 장치, 스마트 쓰레기통 등 다양한 DIY 프로젝트에 활용할 수 있죠. 오늘은 부품 준비부터 코드 설명, 테스트 방법까지 단계별로 정리해 보았습니다.

준비물

  • Arduino Uno (또는 호환 보드)
  • HC-SR04 초음파 센서 모듈
  • 브레드보드, 점퍼 케이블
  • USB 케이블(아두이노 연결용)
  • (옵션) 서보모터, LCD 디스플레이 등

HC-SR04 센서 핀 설명

  • VCC: 5V 전원
  • GND: 그라운드
  • Trig: 초음파 송신을 위한 트리거 핀
  • Echo: 반사파 수신 결과(펄스폭) 출력

하드웨어 연결 방법

  1. Arduino 5V → HC-SR04 VCC
  2. Arduino GND → HC-SR04 GND
  3. Arduino 디지털 핀 9 → HC-SR04 Trig
  4. Arduino 디지털 핀 10 → HC-SR04 Echo
아두이노 초음파 센서(HC-SR04)로 거리 측정하기

아두이노 코드 예제

// HC-SR04 초음파 거리 측정
const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;
long duration;
float distanceCm;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
}

void loop() {
  // Trig 핀에 10us 펄스 전송
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);

  // Echo 핀으로부터 펄스 폭(μs) 측정
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

  // 거리 계산: (시간 × 음속(343m/s)) ÷ 2
  distanceCm = duration * 0.0343 / 2;

  // 시리얼 모니터에 출력
  Serial.print("Distance: ");
  Serial.print(distanceCm);
  Serial.println(" cm");
  delay(500);
}

코드 설명

  • pulseIn(): Echo 핀에 HIGH 신호가 유지된 시간을 마이크로초 단위로 반환
  • 0.0343 = (343 m/s) ÷ 10000 (cm/μs 변환)
  • / 2: 송신 ↔ 수신까지 왕복 시간 절반을 사용

테스트 및 결과 확인

  1. 아두이노 IDE에서 위 코드를 업로드
  2. 시리얼 모니터(9600 baud) 실행
  3. 센서 앞에 물체를 놓고 거리 값이 cm 단위로 나오는지 확인

정상적으로 동작하면 2~400cm 범위 내에서 실시간으로 값이 변하는 것을 볼 수 있습니다.

활용 예제 및 팁

  • 장애물 회피 로봇: 거리 값이 일정 이하일 때 모터 방향 전환
  • 주차 보조 시스템: LCD에 거리 표시 + 부저(Buzzer) 경고음
  • 스마트 쓰레기통: 쓰레기통 뚜껑 자동 개폐

Tip) 소음이 심한 환경에서는 측정값이 튈 수 있으니, 여러 번 측정해 평균값을 사용하는 것이 좋습니다.

이처럼 HC-SR04 초음파 센서는 간단한 배선과 몇 줄의 코드만으로도 정확한 거리 측정이 가능합니다. 다양한 프로젝트에 적용해 보시고, 궁금한 점이나 응용 사례는 댓글로 공유해 주세요!