아두이노 CDS센서로 빛의 세기 측정하기

 

정확한 빛의 세기를 일반적으로 사용하는 LUX단위로 측정하기 위해서는 제대로 된 광량측정센서를 사용해야 하지만, 단지 빛의 세기가 강한지 어두운 밤인지 정도를 판별하는 용도라면 100원 이하의 센서 비용으로도 원하는 기능을 구현할 수 있다.  

 

CDS센서는 빛의 세기에 따라 저항 값이 변하는(빛의 세기가 셀수록 저항이 작아짐) 광 가변저항이다. 일반적으로 CdS(황화카드뮴)를 사용하므로 CdS라고 한다. 광센서(sensor) 중에 하나로 저렴한 것은 개당 몇십원 정도로 값싸고 간단한 센서이지만 많은 곳에 유용하게 사용할 수 있다.

 

 

 

 

CDS센서의 특성을 이용한 빛의 세기 측정방법

 

센서의 모델별로 편차가 있지만 소형 모델인 경우 밝을 때 0.2K옴, 어두울 때 60K옴 정도로 빛의 세기에 따라 저항값이 바뀌므로 다음과 같은 회로를 구성하고 Pin A에서의 전압값을 측정하면 빛의 세기를 판별할 수 있게된다.  

 

 

 

즉, 전체 전압이 5V이고 밝을 때 CDS의 저항은 0.2K옴 정도이라면 5V전압은 저항에 비례하여 나눠지므로 5 X (10K/(0.2K+10K) = 4.9 V 즉 Pin A에서의 전압은 4.9V 정도로 측정될 것이고, 어두울 때 CDS의 저헝은 50K이라면 Pin A에서의 전압은  0.8V 정도가 측정될 것이다.

그리고 이 Pin A를 아두이노 Analog Input단자에 연결하면 0~5V가 0~1024의 숫자로 표시되므로 이 숫자를 확인하여 현재 빛의 세기를 측정할 수 있다. 물론 이 숫자를 바로 LUX단위로 변환하기는 어렵지만 대략적인 빛의 세기는 이와 같이 간단하게 측정할 수 있게 된다.

 

이와 같이 상황에 따라 저항값이 바뀌는 소자를 이용하여 여러 가지 센서가 가능한데, 예를 들어 온도변화에 따라 저항값이 바뀌는 소자를 이용한 온도센서 또는 토양의 수분의 양에 따라 바뀌는 두 전극사이의 저항값 변화를 이용한 토양수분센서 등이 있다.

 

 

 

아두이노와의 연결

 

 

위와 같이 Pin A 부분을 Analog Input 단자에 연결한다.

 

 

샘플프로그램

 

int analogPin = A0; int value = 0; void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { value = analogRead(analogPin); Serial.println(value); delay(1000); }

위 프로그램을 실행시키고 밝은 곳에서 어두운 곳으로 옮겨 보면  다음과 같이 900대의 수치에서 100대의 수치로 변화되는 것을 확인할 수 있다.