HC-SR04는 저렴하고 널리 사용되는 초음파 거리 센서로, 물체와의 거리를 측정하는 데 사용돼요. 이 센서는 초음파 파동을 발사하여 물체에 반사되어 돌아오는 시간을 측정함으로써 거리를 계산해요.
최소 측정 가능 거리:
HC-SR04 초음파 센서의 최소 측정 거리는 일반적으로 약 2cm (0.02m) 정도이에요. 이는 초음파 파동이 송신될 때부터 수신될 때까지의 최소 시간 간격과 관련이 있어요. 발사된 파동이 너무 빨리 돌아오면 센서가 이를 충분히 빠르게 감지하지 못하여 정확한 거리를 측정하기 어려워요.
최대 측정 가능 거리:
HC-SR04 센서의 최대 측정 가능 거리는 일반적으로 약 400cm (4m)이에요. 최대 거리는 센서가 파동을 보내고 돌아오기를 기다리는 시간, 파동의 감쇠 정도, 물체의 반사 능력, 환경적 요인 등에 의해 제한돼요. 만약 측정 대상 물체가 반사성이 좋지 않거나, 주변 환경이 복잡해서 잡음이 많을 경우, 실제 측정 가능한 최대 거리는 이보다 짧을 수 있어요.
거리 계산 방법:
거리는 초음파 파동이 발신된 후 수신되기까지 걸린 시간을 측정하여 계산돼요. 수신 시간을 t라고 할 때, 실제 거리 d는 다음과 같이 계산돼요.
[ d = \frac{t \times c}{2} ]
여기서 c는 초음파 파동의 속도 (공기 중에서 약 343m/s)이며, 2로 나누는 이유는 파동이 발신된 지점에서 물체에 도달하고 다시 돌아오는 왕복 거리를 계산해야 하기 때문이에요.
주의사항:
- 각도: HC-SR04 센서는 일정한 각도를 가진 ‘콘’ 모양의 감지 영역을 가져요. 물체가 센서로부터 멀어질수록, 감지 영역은 넓어지므로 각도에 따른 감지 정확도 변화에 주의해야 해요.
- 환경 조건: 온도, 습도, 공기 흐름 등의 환경 조건은 초음파 파동의 속도에 영향을 미치므로 거리 측정에도 영향을 줄 수 있습니다.
- 매끄러운 표면: 매끄럽고 평평한 표면이 반사파를 더 잘 반사하기 때문에 센서의 정확도가 높아져요. 불규칙하거나 부드러운 표면은 정확도를 떨어뜨릴 수 있어요.
이러한 조건들을 고려하여 HC-SR04 초음파 센서를 사용할 때는 적절한 캘리브레이션과 환경 조건을 확인하는 것이 중요해요.