[논문]아두이노를 이용한 외부환경에 반응하는 능동형 창문제어

김주현; 김수정; 김수희; 김민규; 김문석; 유수연

아두이노를 이용한 외부환경에 반응하는 능동형 창문제어
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김주현 (인하대) , 김수정 (인하대) , 김수희 (인하대) , 김민규 (인하대) , 김문석 (인하대) , 유수연 (인하대)

본 논문의 목적은 먼지 감지 센서, 우적 센서, 조도 감지센서와 자동 장치를 창문에 부착하고 Arduino에 연결하여 외부 환경에 따라 자동으로 창문을 여닫도록 하는데 있다. 입사광의 산란 검출을 기반으로 하는 먼지센서, 비가 내리는 양에 따른 저항 값의 변화를 감지하는 우적센서, 빛의 밝기에 따라 저항 값이 바뀌는 조도 감지 센서를 제어용 컴퓨터인 아두이노에 연결하여 데이터를 입력 받도록 한다. 사용자의 설정에 따라 입력 받은 데이터를 이용하여 창문의 여닫음을 결정하고 이를 창문에 부착한 자동장치를 통해 능동적으로 구현한다. 본 연구를 통해 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있으며 나아가 냉난방기 사용을 줄여 에너지를 절약하는 효과를 기대한다.

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문제 정의

창문의 자동화를 통해 사용자의 편의성을 향상시킬 뿐 아니라 이를 효과적으로 사용하여 냉난방기 사용을 줄여 에너지를 절약하는 효과 까지 기대하는 것에 목적이 있다. 창문에 먼지 감지 센서, 비 감지 센서, 조도 감지 센서와 자동 장치를 부착하고 이를 아두이노와 연결한다.

제안 방법

창문에 먼지 감지 센서, 비 감지 센서, 조도 감지 센서와 자동 장치를 부착하고 이를 아두이노와 연결한다. 각종 외부 환경 요소들을 센서가 감지하고 이 데이터를 사용자의 설정에 따라 창문을 여닫는 등의 적절한 반응을 하도록 한다.
먼지 센서, 우적 센서, 조도 감지 센서를 창문 밖에 설치하여 황사가 심하거나, 비가 오거나, 햇빛이 강한 경우 등 외부 환경 변화를 측정한다. 그러한 값을 아두이노를 통해서 제어하게 된다.
본 논문에서 먼지 감지 센서, 우적 센서, 조도 감지 센서와 자동 장치를 창문에 부착하고 Arduino에 연결하여 외부 환경에 따라 자동으로 창문을 여닫도록 하였다.
입사광의 산란 검출을 기반으로 하는 먼지센서, 비가 내리는 양에 따른 저항 값의 변화를 감지하는 우적센서, 빛의 밝기에 따라 저항 값이 바뀌는 조도 감지 센서를 제어용 컴퓨터인 아두이노에 연결하여 데이터를 입력 받도록 한다. 사용자의 설정에 따라 입력 받은 데이터를 이용하여 창문의 여닫음을 결정하고 이를 창문에 부착한 자동 개폐 장치를 통해 능동적으로 구현한다.
아두이노와 연결한 앞에서 언급했던 세 종류의 센서를 통해 외부 환경의 변화 값을 얻는다. 아두이노에서 배포하는 IDE라는 프로그램으로 사용자가 미리 설정한 정도에 따라 아두이노에 연결되어 있는 모터를 이용하여 창문을 열거나 닫도록 한다.
위의 장치들을 창문에 부착하고 자동장치와 연결하여 능동형 창문을 구현한다.
창문의 상태는 먼저 닫혀 있을 때를 디폴트 값으로 하고, 아두이노를 이용해 모터가 돌아가는 횟수를 제어하도록 하여 열리고 닫힌 상태 뿐만아니라 열린 정도를 알 수 있도록 한다. 이를 3단계로 나누어, 활짝 열리는 정도, 조금만 여는 정도, 완전히 닫힌 정도로 외부 환경 변화에 맞추어 사용자가 스마트하게 창문을 사용할 수 있도록 한다.

후속연구

비용적인 측면을 고려하여 개발하였기 때문에 실제로 구현이 어려울 수 있다. 더 성능이 좋은 센서와 제어용 컴퓨터를 쓴다면 더 유용하게 사용될 것이다. 또한, 여러 가지 외부 환경을 측정하는 센서들을 통합하여 작게 제작하고, 자동 개폐 장치 또한 외관에 어울리도록 제작한다면 실제 생활에 활용할 수 있을 것이다.
더 성능이 좋은 센서와 제어용 컴퓨터를 쓴다면 더 유용하게 사용될 것이다. 또한, 여러 가지 외부 환경을 측정하는 센서들을 통합하여 작게 제작하고, 자동 개폐 장치 또한 외관에 어울리도록 제작한다면 실제 생활에 활용할 수 있을 것이다.

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