주차 보조 센서 (초음파)
Ultrasonic parking sensor
차 뒤 범퍼의 작은 동그라미는 어떻게 벽까지 남은 거리를 알까요?
무슨 일이 일어났나
주차 보조 센서는 범퍼에 박힌 작은 장치에서 사람 귀에 안 들리는 초음파(20 kHz 넘는 소리, NIBIB)를 보내고, 벽이나 기둥에 튕겨 온 메아리까지 걸린 시간으로 거리를 셈합니다.
NHTSA(미국 도로교통안전국) 규칙 글은 초음파 감지기가 자동차에서 가장 흔한 감지 방식이고, 많은 초음파 장치가 주차 보조용으로 설계되었다고 적습니다.
NHTSA 의 2006 년 시험에서 초음파 감지기는 대개 5~8 ft(약 1.5~2.4 m) 거리에서 물체를 찾아냈는데, 20 °C(엔진 343 m/s)에서 1.5 m 벽은 메아리가 약 0.0087 초, 2.4 m 벽은 약 0.014 초 만에 돌아옵니다.
소리 빠르기는 기온에 따라 바뀌어서 엔진은 −10 °C 에서 325 m/s, 30 °C 에서 349 m/s 로 셉니다 — 같은 메아리 시간이라도 추운 날과 더운 날의 실제 거리가 조금 다릅니다.
💡 생활 속 예시
- 아파트 지하 주차장에서 후진할 때 기둥에 가까워질수록 «삐—삐—삐삐삐» 소리가 빨라집니다.
- 코딩 수업 키트의 초음파 거리 센서로 책상 끝까지 거리를 재 보는 활동도 같은 원리입니다.
어떤 부품이 무엇을 하나
- 초음파 센서(범퍼의 동그라미) — 초음파를 보내고 돌아온 메아리를 받는 작은 떨림판이 들어 있습니다.
- 제어 장치 — 보낸 때와 받은 때 사이 시간을 재어 거리 = 소리 빠르기 × 시간 ÷ 2 로 셈합니다.
- 알림 장치(삐 소리 · 화면) — 가까울수록 «삐삐» 를 빠르게 울리거나 화면 막대 색을 바꿉니다.
- 차가 후진 기어에 들어가면 범퍼의 센서들이 짧은 초음파를 내보냅니다.
- 초음파가 벽 · 기둥 · 다른 차에 부딪혀 메아리로 돌아옵니다.
- 센서가 메아리를 받으면 제어 장치가 걸린 시간을 잽니다.
- 시간에 소리 빠르기를 곱해 2 로 나누어 거리를 셈합니다 — 20 °C 에서 0.0087 초면 약 1.5 m 입니다.
- 거리가 줄수록 알림 소리의 간격을 좁혀 운전자에게 알립니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 역학과 에너지 · 탄성파와 소리
- 잉글랜드 · KS3 Physics: Energy and waves
출처
이어서 보기
같은 단원 · 소리
- 개념도플러 효과
- 개념메아리 (소리의 반사)
- 개념소리의 크기 (데시벨) (소리의 세기)
- 개념소리의 높낮이 (진동수)
- 개념관 속 공기의 울림 (기주 공명)
- 개념맥놀이
- 개념소리의 발생과 전달
- 개념소리의 간섭
- 개념소리의 빠르기 (음속)
- 개념소리의 맵시 (음색과 배음)
- 개념초음파
- 왜? 질문박쥐는 깜깜한 밤에 왜 부딪치지 않고 날 수 있을까?
- 왜? 질문음이 살짝 다른 두 소리를 함께 내면 왜 웅웅 떨릴까?
- 왜? 질문개에게 들리는 호루라기 소리가 왜 사람에게는 안 들릴까?
- 왜? 질문멀리서 들어도 높은 음과 낮은 음은 왜 함께 들릴까?
- 왜? 질문산에서 소리치면 왜 메아리가 돌아올까?
- 왜? 질문옆집 음악은 왜 쿵쿵 낮은 소리만 들릴까?
- 왜? 질문같은 도 음인데 피아노와 바이올린 소리는 왜 다를까?
- 왜? 질문소라 껍데기에 귀를 대면 왜 파도 소리가 들릴까?
- 왜? 질문욕실에서 노래하면 왜 더 잘 부르는 것처럼 들릴까?
- 왜? 질문구급차 사이렌은 지나가면 왜 낮게 들릴까?
- 왜? 질문밤에는 왜 먼 곳의 소리가 더 잘 들릴까?
- 왜? 질문멀어질수록 소리는 왜 작아질까?
- 왜? 질문두 스피커 앞을 걸어가면 왜 소리가 커졌다 작아졌다 할까?