센서 선택 가이드

개요

IoT 시스템의 핵심인 센서는 물리적 환경을 디지털 데이터로 변환하는 장치입니다. 올바른 센서 선택은 측정 정확도, 전력 소비, 시스템 복잡성, 전체 비용에 직접적인 영향을 미칩니다. 이 가이드에서는 주요 센서 유형의 특징과 선택 기준을 제시합니다.

센서 유형

환경 센서

온도, 습도, 기압, 공기질을 측정하는 센서입니다. 실내 환경 모니터링, 농업, HVAC 시스템에 널리 사용됩니다. DHT22나 SHT30 같은 디지털 온습도 센서는 사용이 간편하고 정확도가 높으며, BME280은 온도, 습도, 기압을 하나의 칩에서 측정합니다.

동작 및 위치 센서

가속도계, 자이로스코프, GPS 모듈은 디바이스의 움직임과 위치를 추적합니다. 착용형 기기에서는 보폭 계산과 자세 감지에, 자산 추적에서는 실시간 위치 모니터링에 활용됩니다. 9축 IMU(관성 측정 장치)는 가속도, 각속도, 지자기 데이터를 통합 제공합니다.

광학 센서

조도 센서는 주변광을 감지하여 디스플레이 밝기를 자동 조절하거나, 야간 모드를 활성화합니다. 적외선 센서는 근접 감지와 제스처 인식에 사용되며, ToF(Time of Flight) 센서는 정밀한 거리 측정이 가능합니다.

물리적 접촉 센서

버튼, 스위치, 홀 효과 센서는 사용자 입력이나 문 개폐 상태를 감지합니다. Reed 스위치는 자석 근접 시 회로를 개폐하여 도어/창문 센서에 이상적입니다. 압력 센서는 힘의 크기를 측정하여 터치 감지나 중량 측정에 사용됩니다.

선택 기준

센서 선택 시 고려해야 할 주요 요소들입니다.

정확도와 정밀도

필요한 측정 정확도를 먼저 정의하세요. 온도 센서의 경우 ±0.5°C 정확도가 필요한지, 아니면 ±2°C로도 충분한지에 따라 선택이 달라집니다. 보정이 필요한 애플리케이션에서는 공장 보정된 센서를 선택하는 것이 시간과 비용을 절약합니다.

인터페이스와 통합

아날로그 출력, I2C, SPI, UART, 1-Wire 등 다양한 인터페이스를 지원하는 센서가 있습니다. 기존 시스템과의 호환성, 필요한 GPIO 핀 수, 통신 거리를 고려하세요. 디지털 인터페이스는 노이즈에 강하고 여러 센서를 버스로 연결할 수 있습니다.

전력 소비

배터리로 작동하는 디바이스에서는 센서의 활성 전류와 수면 전류가 중요합니다. 초저전력 센서는 측정 간격 동안 µA 단위의 전류만 소비하며, 이벤트 기반喚醒 기능을 제공하는 센서도 있습니다.

물리적 특성

센서의 크기, 무게, 마운팅 방식이 설계에 적합한지 확인하세요. SMD 패키지는 자동 조립에 적합하고, 모듈 형태는 프로토타이핑과 소량 생산에 편리합니다. 케이블 길이와 커넥터 타입도 고려해야 합니다.

환경별 추천

스마트 농업

• 토양 수분: 저항식 또는 용량식 수분 센서
• 온습도: SHT30/SHT40 (내후성 버전)
• 광량: PAR(광합성 유효 방사) 센서
• 토양 pH: 전문 pH 프로브

스마트 홈

• 실내 공기질: CCS811 또는 SGP30 (VOC 측정)
• 인체 감지: PIR 센서 또는 mmWave 레이더
• 조도: BH1750 또는 VEML7700
• 도어/창문: Reed 스위치 또는 홀 센서

산업 모니터링

• 진동: 가속도계(ADXL345, MPU6050)
• 온도: RTD 또는 열전대(고온 환경)
• 압력: 디지털 기압 센서(BMP280, LPS22HB)
• 전류: 비침습식 CT 센서

센서 비교표

센서 선택은 애플리케이션의 요구사항, 예산, 개발 타임라인의 균형점에서 이루어져야 합니다.