KR101497049B1 - 통합교육을 위한 스마트 계측장비 - Google Patents

통합교육을 위한 스마트 계측장비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 장소에 구애 없이 장비 1대만으로도 다양한 종류의 전기회로 계측을 통합적으로 실시할 수 있고, 사용자 혼자서도 계측에 대한 계측실습을 손쉽게 수행할 수 있도록 하며, 휴대 또한 간편한 통합교육을 위한 스마트 계측장비에 관한 것으로, 계측대상으로부터 수신한 전기신호를 계측하는 계측모듈; 상기 계측대상에 전기를 인가하는 전원모듈; 상기 계측모듈과 전원모듈의 동작을 통합해 제어하고, 상기 전기신호에 대한 계측값 출력을 제어하는 메인모듈; 입력신호를 상기 메인모듈로 전달하고, 상기 메인모듈의 출력신호에 따라 상기 계측값을 출력시키는 입출력모듈; 및 상기 전기신호 수신을 위해서 상기 계측대상과 전기적으로 연결되는 연결포트 및 접속단자를 갖추고, 상기 계측모듈, 전원모듈, 메인모듈 및 입출력모듈을 일체로 케이싱하는 케이스;를 포함한다.

Description

통합교육을 위한 스마트 계측장비{Smart measuring instrument for inclusive education}
본 발명은 장소에 구애 없이 장비 1대만으로 다양한 종류의 전기회로 계측을 실시할 수 있고, 사용자 혼자서도 계측에 대한 전반적인 교육과 계측실습을 일괄해서 손쉽게 수행할 수 있으며, 휴대 또한 가능한 통합교육을 위한 스마트 계측장비에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 전기전자 및 공학과학기술 교육과 관련한 전문학교 및 학원 등에서 실습하는 전기,전자회로의 계측에서는 기본적으로 함수 발생기, 오실로스코프, 전원 공급기 등의 다양한 실습장비들이 요구됐다. 그런데, 이러한 실습장비는 계측실습의 종류와 내용에 대응하는 다양한 종류와 사양이 요구됐고, 사용자 각자가 개별적으로 계측 조작을 할 수 있도록 사용자 수에 맞춘 다수의 실습장비 또한 요구됐다. 결국, 다수의 사용자가 동시에 계측실습을 하려면 적지 않은 수의 실습장비들을 비치해야 했다.
이러한 비효율성을 해결하기 위해서 종래에는 상기 실습장비들을 종류와 사양 별로 일체화시켜서 다양한 계측실습을 진행할 수 있게 한 계측장치(공개특허번호 제10-2008-0038718호; 2008년 5월 7일 공개)가 제안됐다. 종래 계측장치는 전술한 바와 같이 다양한 종류의 실습장비들을 병렬적으로 단순히 조합해서, 1대의 계측장치로도 다양한 종류의 계측실습을 수행할 수 있고, 계측실습에 따라 요구됐던 독립된 실습장비들을 한곳에 비치해서 종래 교육 현장의 비효율성과 불편을 해소시켰다.
하지만, 종래 계측장치는 다양한 종류의 실습장비를 단순히 일체로 조합한 것에 불과하므로, 특정 분야의 계측을 실습하기 위해서는 해당 실습장비를 일일이 작동시켜야 했다. 더욱이 종래 계측장치는 외부로부터 유입된 신호를 계측하는 계측부와, 계측대상이 연결되는 접속부만을 갖추고 있으므로, 계측대상에 대한 계측값을 출력시키기 위해서는 해당 실습장비별로 출력부를 자체 구비해야 하거나, 상기 실습장비와 연결해서 실습한 계측값을 출력할 수 있는 별도의 컴퓨터 및 모니터가 요구됐다.
또한, 종래 계측실습은 종래 계측장치가 계측해야 할 계측대상을 사용자가 일일이 제작해서 준비해야 하는 번거로움이 있었다.
한편, 종래 계측장치는 계측실습을 위해서 사용자가 참고할 수 있는 별도의 메뉴얼이 없으므로, 오프라인에서 새로운 계측대상과 계측 내용에 대해 계측실습을 하게 되는 경우에는 강사의 지도에 따라 진행해야 하는 제한이 있었고, 사용자는 강사로부터 받은 지도 내용을 기억과 기록에만 의존해서 복습해야 하는 불편이 있었다. 더욱이 오프라인에서 강사의 지도를 받지 않은 계측실습은 독자적인 수행이 곤란하므로, 종래 계측장치는 오프라인에서 강사에 의존하는 수동적인 교육용으로만 제한적으로 활용될 수밖에 없었다.
결국, 종래 계측장치는 계측결과를 시각적으로 확인하기 위한 별도의 모니터 또는 컴퓨터가 비치된 장소, 계측실습을 위해 필요한 모든 계측대상이 비치된 장소, 강사의 지도를 직접 받을 수 있는 장소 등과 같은 제한된 공간에서만 활용해야 하는 문제가 있었다.
선행기술문헌 1. 공개특허공보 제10-2008-0038718호(2008, 5, 7 공개)
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로서, 전기,전자회로를 공부하는 사용자가 독자적으로도 다양한 회로를 구성해서 계측실습을 진행할 수 있고, 추가 장비 없이도 장소에 구애 없이 강사의 수업을 들으면서 계측실습에 임할 수 있으며, 가상으로 다양한 계측대상에 대한 계측실습을 진행할 수 있는 통합교육을 위한 스마트 계측장비의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
계측대상으로부터 수신한 전기신호를 계측하는 계측모듈;
상기 계측대상에 전기를 인가하는 전원모듈;
상기 계측모듈과 전원모듈의 동작을 통합해 제어하고, 상기 전기신호에 대한 계측값 출력을 제어하는 메인모듈;
입력신호를 상기 메인모듈로 전달하고, 상기 메인모듈의 출력신호에 따라 상기 계측값을 출력시키는 입출력모듈; 및
상기 전기신호 수신을 위해서 상기 계측대상과 전기적으로 연결되는 연결포트 및 접속단자를 갖추고, 상기 계측모듈, 전원모듈, 메인모듈 및 입출력모듈을 일체로 케이싱하는 케이스;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합교육을 위한 스마트 계측장비.
상기의 본 발명은, 스마트 계측장비 1대만으로도 다양한 종류의 계측실습을 진행할 수 있고, 스마트 계측장비에 대한 메뉴얼과 계측실습에 대한 수업 없이도 사용자 스스로가 독자적으로 계측실습을 진행할 수 있으며, 사용자가 계측대상에 대한 전기케이블 연결과 계측실습에 대한 영상 및 계측대상에 대한 연결 등을 손쉽게 할 수 있는 구조를 이루어서, 전기,전자 계측과 관련한 계측실습의 수행 부담을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 계측장비의 일 실시 예를 보인 블록도이고,
도 2는 도 1에 도시한 스마트 계측장비를 구체적으로 보인 블록도이고,
도 3은 본 발명에 따른 전원모듈에 구성된 제2전원부(가변전원공급부)의 동작을 사용자가 제어할 수 있도록, 전원모듈 프로그램이 입출력모듈에 출력시키는 페이지이고,
도 4는 본 발명에 따른 계측모듈에 구성된 디지털 입출력부 프로그램이 입출력모듈에 출력시키는 페이지이고,
도 5는 본 발명에 따른 계측모듈에 구성된 아날로그 출력부 프로그램이 입출력모듈에 출력시키는 페이지이고,
도 6은 본 발명에 따른 계측모듈에 구성된 아날로그 입력부 프로그램이 입출력모듈에 출력시키는 페이지이고,
도 7은 본 발명에 따른 계측모듈에 구성된 디지털 멀티미터 프로그램이 입출력모듈에 출력시키는 페이지이고,
도 8은 본 발명에 따른 스마트 계측장비의 다른 실시 예를 보인 블록도이고,
도 9는 본 발명에 따른 스마트 계측장비에 구성된 영상모듈의 실행모습을 보인 페이지이고,
도 10은 본 발명에 따른 스마트 계측장비에 구성된 콘텐츠 실행모듈의 실행모습을 보인 페이지이고,
도 11은 본 발명에 따른 스마트 계측장비의 또 다른 실시 예를 보인 블록도이고,
도 12는 본 발명에 따른 시뮬레이션 모듈을 활용해서 회로를 시뮬레이션한 모습을 보인 페이지이고,
도 13은 본 발명에 따른 스마트 계측장비의 외관 케이스의 일 실시 예를 도시한 사시도이고,
도 14는 도 13에서 도시한 스마트 계측장비에 회로보드가 장착된 모습을 도시한 사시도이고,
도 15는 본 발명에 따른 회로보드의 일 실시 예 모습을 보인 이미지이고,
도 16은 본 발명에 따른 통합계측기와 회로보드를 전기케이블로 연결한 모습과 해당 회로보드에 대한 계측 결과를 보인 페이지이고,
도 17은 본 발명에 따른 스마트 계측장비의 외관 케이스의 다른 실시 예를 도시한 사시도이고,
도 18은 본 발명에 따른 스마트 계측장비가 구성된 교육시스템을 보인 블록도이다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 계측장비의 일 실시 예를 보인 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시한 스마트 계측장비를 구체적으로 보인 블록도인 바, 이를 참조해 설명한다.
본 발명에 따른 스마트 계측장비(100)는 전기,전자회로가 구성된 계측대상인 학습용 회로보드(200)와 전기적으로 연결되어서 회로보드(200)의 전기신호를 받아 전기상태를 계측하는 계측모듈(110)과, 계측과 관련한 정보를 저장하는 저장모듈(130)과, 입출력모듈(140)과, 상기 모듈들(110, 130, 140)의 동작을 위해서 전기를 공급하는 전원모듈(150)과, 상기 모듈들(110, 130, 140, 150)의 동작을 제어하는 메인모듈(120)을 포함한다.
전원모듈(150)은 전술한 바와 같이 스마트 계측장비(100)의 동작을 위해서 전기를 공급하는 장치로서, 본 발명에 따른 실시 예에서 전원모듈(150)은 스마트 계측장비(100)에 내장된 통합보드를 동작시키기 위해서 전기를 공급하는 '제1전원부'와, 계측을 위해선 다양한 조건의 전기를 조정해 출력하는 '제2전원부'와, 입출력모듈(140)의 출력부를 동작시키기 위해 전기를 공급하는 '제3전원부'로 구성된다. 참고로, 상기 제1,2전원부와 제3전원부는 분리된 스위칭 방식으로 병렬 연결되므로, 사용자가 입출력모듈(140)의 출력부만을 필요에 따라 선택적으로 ON/OFF할 수 있고, 이를 통해서 스마트 계측장비(100)의 소모전력을 절감할 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 실시 예에서 상기 제2전원부는 회로보드(200)가 연결되는 연결포트(101)에 전기를 인가해서 회로보드(200)가 필요한 구동전기를 공급받을 수 있게 한다.
상기 제2전원부는 Variable Power(가변전원공급) 기술이 적용되어서, 계측을 위해 제공되는 전기를 다양하게 조정할 수 있다. 본 실시 예에서는 교류전기, 직류전기, 주파수 등을 조정하며, 대표적으로 3채널 DC 전원, 3상 AC 전원, 고급 3상 AC 전원 등이 예시된다. 결국, 상기 제2전원부는 사용자가 원하는 조건의 전기를 계측모듈(110)에 인가한다.
도 3은 본 발명에 따른 전원모듈(150)에 구성된 제2전원부(가변전원공급부)의 동작을 사용자가 제어할 수 있도록, 전원모듈(150) 프로그램이 입출력모듈(140)에 출력시키는 페이지를 예시한 것으로서, 도 3(a)은 3채널 DC 전원을 조정하기 위한 페이지이다. 도면에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 3채널 DC 전원은 V1, V2, V3의 각 채널별로 -20V~0V~+20V까지의 DC 전압을 출력할 수 있도록 했다.
도 3(b)은 3상 AC 전원을 조정하기 위한 페이지이다. 도면에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 3상 AC 전원은 AC 전압을 0~ 14V(RMS)전압을 0~150Hz로 출력할 수 있도록 했고, 전압 가변 기능과 주파수 가변 기능을 제공할 수 있다. AC전압[V]의 설정 시 출력단자 V1, V2, V3의 출력전압이 동시에 가변되어 출력되며, 주파수[Hz]가변 시에도 V1, V2, V3의 출력 주파수가 동시에 가변된다. 본 발명에 따른 실시 예에서, 출력 전압의 정밀도는 0.1볼트(Volt)이며, 출력 주파수는 1헤르쯔(Hz)이다. 상기 V1, V2, V3의 출력은 Y/Δ 방식의 교류 전원회로로 사용할 수 있다. 참고로, 상기 3상 AC 전원 공급은 RLC회로, 정류회로, 브릿지회로, 단상 및 3상 모터제어 회로, 전력전자회로 등 다양한 회로 계측실습에서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 실시 예에서, 상기 3상 AC 전원 공급의 출력은 전압을 설정하여 V1, V2, V3의 전압을 출력할 수 있으며 설정 값은 RMS값으로 표시된다. 또한, Y 결선방식에서 COM과 V1, V2, V3의 최대 출력전압은 설정 시 14Volt (RMS)이며, Δ 결선방식에서 V1-V2, V2-V3, V3-V1의 선간 전압은 14Volt 설정 시 약 24.2Volt(RMS)가 출력된다.
도 3(c)은 고급 3상 AC 전원을 조정하기 위한 페이지이다. 본 발명에 따른 상기 고급 3상 AC 전원공급은 3상 4선식 Y, 방식의 교류 전원의 가변출력 전원 기능을 제공한다. 상기 고급 3상 AC 전원공급은 V1, V2, V3, COM의 출력단자에 각각 3상 전원을 출력할 수 있으며, 출력전압, 출력되는 전원의 주파수, 위상을 제어할 수 있다. 출력은 V1, V2, V3의 전압을 각각 설정하여 출력할 수 있으며, 설정 값은 백분율(%)로 표시된다. 본 발명에 따른 실시 예에서, Y 결선 방식에서 COM과 V1, V2, V3의 최대 출력전압은 100% 설정 시 14Volt (RMS)이며, Δ 결선 방식에서 V1-V2, V2-V3, V3-V1의 선간 전압은 100% 설정 시 약 24.2Volt(RMS)가 출력된다. 단, V1, V2, V3의 전압 설정값이 어느 한 채널이라도 100%가 아니면 출력전압은 위의 값과 차이가 있다. 출력전원의 주파수 설정은 0~150Hz를 설정하여 출력할 수 있으며, V2, V3의 위상각 설정은 V1을 기준으로 0~359°를 설정하여 출력할 수 있다. 또한 3상 전원을 발생하기 위한 기본파의 클럭주파수는 10~32[kHz]까지 1KHz 단위로 설정할 수 있다. 이외에도, 고급 3상 AC 전원을 조정하기 위한 페이지의 경우, ①그래프 이미지는 3상 AC 전원의 설정에 의한 V1, V2, V3의 각 상간의 관계그래프를 미리보기로 제공한 것으로서, 상기 그래프 이미지의 그래프는 설정 값의 변화에 따라 변화한다.
계측모듈(110)은 연결포트(101)를 통해 전기적으로 연결된 회로보드(200) 또는 스마트 계측장비(100)에 전기를 인가해서 특정 파트의 계측값을 계측한다. 본 발명에 따른 실시 예에서는 회로보드(200)의 특성 및 계측실습의 특성 등을 고려해서 디지털 계측, 아날로그 계측, 디지털 멀티미터(Digital Multimeter; DMM) 등이 계측모듈(110)에 구성된다.
디지털 계측은 전원모듈(150)로부터 인가된 아날로그 전기를 디지털로 변환해서 사용자가 입출력을 제어할 수 있게 한 것으로서, 이를 위해 디지털 입출력부(Digital I/O)를 구성한다. 도 4는 본 발명에 따른 계측모듈에 구성된 디지털 입출력부 프로그램이 입출력모듈(140)에 출력시키는 페이지를 예시한 것으로서, 도 4(a)는 디지털 입력을 위한 조작 페이지를 보이며, 해당 페이지는 디지털 입력 정보를 화면에 표시하고, 4가지 진법 변환이 가능하며, 최대 16비트까지 화면에 정보를 표현할 수 있다.
도 4(b)는 디지털 출력에 대한 확인 페이지를 보인 것으로서, 디지털 출력 정보를 화면에 표시하며, 2진, 8진, 10진, 16진수의 4가지 진법 변환이 가능하고, 8비트와 16비트의 정보를 화면에 표시할 수 있다. 화면에 표시된 디지털 값은 '1' 또는 '0'으로 표시되며, 디지털 출력전압은 1(High level)일 때 +5V(볼트), O(Low level)일 때 0V(볼트)가 출력된다.
도 4(c)는 디지털 입출력을 함께 보인 페이지를 보인 것으로서, 디지털 입력과 출력을 프로그램 창 하나에서 사용할 수 있게 한다.
도 4(d)는 릴레이 조정을 위한 페이지를 보인 것이다. 릴레이는 총 8개가 제어 가능하며 개별적으로 NC(Normal Close), NO(Normal Open) 상태를 나타낸다. 스위치 키를 선택하여 현재 상태를 반전시킬 수 있다. 본 발명에 따른 실시 예에서 릴레이 단자는 RELAY0부터 RELAY7까지 COM, NC, NO단자를 제공한다. 릴레이는 본 발명에 따른 스마트 계측장비(100)에 설치되어서 회로보드(200)와 연결해 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 실시 예에서는 각 페이지의 UI를 탭으로 표현해서, 사용자가 원하는 페이지를 손쉽게 확인해 선택할 수 있도록 했다.
아날로그 계측은 전원모듈(150)로부터 인가된 아날로그 전기를 수신해서 사용자가 입출력을 제어할 수 있게 한 것으로서, 본 발명에 따른 실시 예에서는 아날로그 출력부와 아날로그 입력부로 구성된다.
아날로그 출력부는 함수발생기, 펄스발생기, 임의파형 발생기, DC소스로 구성되어서, 회로보드(200) 또는 스마트 계측장비(100)에 인가되는 아날로그 출력을 사용자가 직접 제어할 수 있게 한다.
도 5는 본 발명에 따른 계측모듈에 구성된 아날로그 출력부 프로그램이 입출력모듈에 출력시키는 페이지를 예시한 것으로서, 도 5(a)는 상기 함수발생기의 구동을 위해서 수치를 입력하는 메뉴가 게시된 페이지이다. 상기 함수발생기의 페이지에서는 설정 표시창과 전압 출력레벨과 주파수를 설정할 수 있으며, 사인파, 삼각파, 구형파, 로직, DC(+), DC(-) 등의 출력신호를 선택할 수 있다.
도 5(b)는 상기 펄스발생기의 구동을 위해서 수치를 입력하는 메뉴가 게시된 페이지이다. 상기 펄스발생기의 페이지에서는 현재 설정상태를 보여주는 설정 표시창이 게시되고, 전압 출력레벨과 주파수를 설정할 수 있으며, 유니폴러 또는 바이폴러 등의 출력신호와 펄스폭을 조정할 수 있다.
도 5(c)는 상기 임의파형 발생기의 구동을 위해서 수치를 입력하는 메뉴가 게시된 페이지이다. 상기 임의파형 발생기의 페이지에서는 상기 함수발생기에서 제어하는 사인파, 삼각파, 구형파 등 기본파형 이외에 사용자의 계측실습 목적에 맞는 다양한 파형을 만들 수 있다. 상기 임의파형 발생기는 회로디자인이나 디바이스의 성능 테스트 등을 구현할 때 또는 전자/전기 장비 등의 신호 특성에 따른 구동 시뮬레이션을 확인하는 용도로 사용할 수 있다. 참고로, 사용자가 임의파형을 설정하기 위해서, 상기 임의파형 발생기는 임의파형에 대한 예시를 이미지로 제공하고, 사용자는 제시된 예시 이미지들 중 선택해서 임의파형을 설정할 수도 있다.
도 5(d)는 상기 DC소스의 구동을 위해서 수치를 입력하는 메뉴가 게시된 페이지이다. 상기 DC소스의 페이지에서는 DC 소스는 직류 전압을 -10V에서 +10V까지 발생 시킬 수 있으며 Range(구간) 선택을 통해 정밀도를 높여서 전압을 설정할 수 있다.
본 발명에 따른 실시 예에서는 각 페이지의 UI를 탭으로 표현해서, 사용자가 원하는 페이지를 손쉽게 확인해 선택할 수 있도록 했다.
아날로그 입력부는 아날로그로 입력되는 소스를 디지털로 변환하여 그래프나 수치로 표현하는 계측기인 오실로스코프, 전압&전류계, 전력계 탭으로 구성되며, 채널 A, 채널 B 등의 두 개 입력을 받아들일 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 계측모듈에 구성된 아날로그 입력부 프로그램이 입출력모듈에 출력시키는 페이지를 예시한 것으로서, 도 6(a)는 상기 오실로스코프의 동작을 제어하기 위한 메뉴가 게시된 페이지로서, 신호(전압)값을 시간 설정에 맞춰서 A(황색), B(청색) 두 개의 채널별로 파형 그래프를 표시할 수 있으며, 파형의 비교, 분석을 위해 채널별 신호(전압) 파형 표시 설정 및 트리거 기능을 갖는다.
도 6(b)는 상기 전압&전류계의 동작을 제어하기 위한 메뉴가 게시된 페이지로서, 두 채널에서 전압 혹은 전류를 복합적으로 측정할 수 있도록 측정모드를 선택하여 사용할 수 있으며, 전류는 가상 저항입력을 통해 전류를 측정할 수 있다. 전류계 모드를 선택하면 저항의 초기값은 1Ω으로 측정된다. 계측모드는 AV, |AV|, P, PP, RMS의 5가지가 제공된다.
도 6(c)는 상기 전력계의 동작을 제어하기 위한 메뉴가 게시된 페이지로서, 전력계 A 채널에 입력으로 들어오는 전압과 B 채널의 전류를 통해 전력량(전압 * 전류)을 계산해서 출력한다. 전류에서 걸리는 저항은 사용자가 가상으로 만들어 임의로 조정이 가능하다. Range 모드를 Auto Range로 설정할 경우 전압과 전류 두 개 채널 모드가 자동으로 서로 전환되며, 전력의 경우 항상 자동으로 Range를 계산하여 화면에 표시된다.
본 발명에 따른 실시 예에서는 각 페이지의 UI를 탭으로 표현해서, 사용자가 원하는 페이지를 손쉽게 확인해 선택할 수 있도록 했다.
디지털 멀티미터는 회로보드(200) 또는 스마트 계측장비(100)에 인가된 DCV(DC전압), ACV(AC전압), DCI(DC전류), ACI(AC전류), 단락저항(Beep), 저항, 커패시턴스, 다이오드를 측정한다. 디지털 멀티미터 구동을 위한 해당 페이지에서는 상기 측정을 위해서 계측 모드별 정밀 측정을 위한 Range를 제시한다.
도 7은 본 발명에 따른 계측모듈에 구성된 디지털 멀티미터 프로그램이 입출력모듈에 출력시키는 페이지를 예시한 것으로서, 전술한 바와 같이, DCV(DC전압), ACV(AC전압), DCI(DC전류), ACI(AC전류), 단락저항(Beep), 저항, 커패시턴스, 다이오드 측정을 위한 메뉴를 게시한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 계측장비(100)는 사용자가 인가 전기를 조정할 수 있는 전원모듈(150)과, 회로보드(200) 및 스마트 계측장비(200)의 계측값 계측을 위해서 계측 방식을 조정해 제어할 수 있게 하는 계측모듈(110)을 하드웨어와 소프트웨어로 갖추어서, 계측실습에 필요한 필수기능을 갖추고 계측실습에 대한 편의성을 높였다. 더욱이, 계측모듈(110)에 구성된 디지털 입출력부, 아날로그 출력부, 아날로그 입력부 및 디지털 멀티미터와, 전원모듈(150)에 구성된 제1,2,3전원부는 메인모듈(120)의 통합제어를 받아 임베디드 기반으로 구동하므로, 사용자는 메인모듈(120)이 총괄제어하는 페이지들의 메뉴 선택만을 통해서 계측실습에 필요한 다양한 조건과 계측방식을 조정할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 계측모듈(110)은 계측대상인 회로보드(200)가 연결포트(101)를 매개로 스마트 계측장비(100)에 연결된 경우 이외에, 스마트 계측장비(100)에 계측대상을 두고 해당 계측을 진행할 수 있다. 이는 본 발명에 따른 스마트 계측장비(100)가 갖는 시뮬레이션 기능 수행시 진행되는데, 이에 대해서는 시뮬레이션 기능을 설명하면서 좀 더 상세히 한다.
저장모듈(130)은 앞서 설명한 계측모듈(110)과 전원모듈(150)의 구동을 위한 소프트웨어 프로그램을 저장하고, 스마트 계측장비(100)의 구동을 위한 각종 데이터를 저장한다.
입출력모듈(140)은 스마트 계측장비(100)를 제어하기 위해서 사용자가 스마트 계측장비(100)의 동작상태를 확인하고 이를 조작하기 위한 수단으로서, 입력을 위한 입력수단인 버튼과, 출력을 위한 출력수단인 모니터 등으로 구성된다. 사용자가 상기 버튼을 조작하면 입출력모듈(140)은 해당 입력신호를 생성해서 메인모듈(120)로 전달되고, 메인모듈(120)의 처리에 따른 출력신호를 수신해서 모니터 등을 통해 해당 페이지 등의 이미지를 출력한다. 본 발명에 따른 실시 예에서는 입출력모듈(140)의 입력수단 및 출력수단을 터치스크린으로 해서, 사용자가 화면을 보면서 바로 조작할 수 있도록 했다. 하지만, 입출력모듈(140)의 입출력수단은 터치스크린에 한정하지 않으며, 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 스마트 계측장비의 다른 실시 예를 보인 블록도인 바, 이를 참조해 설명한다.
본 발명에 따른 스마트 계측장비(100')는 저장모듈(130)에 저장된 동영상 파일을 실행시키는 영상모듈(160)과, 회로보드(200)는 물론 기타 다양한 회로를 이미지화해서 해당 회로에 대한 가상의 계측을 실시할 수 있도록 하는 콘텐츠 실행모듈(170)을 더 포함한다.
영상모듈(160)은 스마트 계측장비(100')를 이용하는 사용자가 계측실습 또는 계측기술에 필요한 강의를 시간과 장소에 구애없이 시청할 수 있게 하며, 이를 통해 사용자는 강의 내용에 따라 특정 회로에 대한 계측을 독립적으로 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 스마트 계측장비에 구성된 영상모듈의 실행모습을 보인 페이지의 일 실시 예로, 도 9(a)는 영상모듈(160)이 저장모듈(130)에 저장된 영상물데이터를 검색하기 위한 검색페이지가 입출력모듈(140)에 출력되고, 사용자는 입출력모듈(140)을 제어해서 실행시키고자 하는 영상물데이터를 선택하는 모습을 보인 것이다.
한편, 도 9(b)는 영상모듈(160)이 입출력모듈(140)을 통해서 비디오 재생창이 실행되는 모습을 보인 것으로서, 상기 비디오 재생창은 하단에 재생 관련 컨트롤 박스가 있어서 동영상의 재생, 동영상 실행시간 제어 등 각종 편의 장치가 있고, 기본적으로 좌측에는 동영상이 재생되고 우측에는 설명에 필요한 PT문서나 컴퓨터 화면 이미지(이하 '참고이미지')가 실시간으로 출력된다. 상기 영상물데이터는 동영상 정보와 참고이미지 정보로 구성되고, 상기 참고이미지 정보는 동영상의 실행시간과 매칭해서 저장된다. 결국, 사용자가 특정 파트의 설명을 듣기 위해서 해당 시간대의 동영상을 선택해 플레이하면, 영상모듈(160)은 동영상의 실행시간을 검색해서 해당 실행시간의 동영상을 실행하고, 아울러 상기 실행시간에 매칭된 참고이미지를 검색해 출력한다.
상기 비디오 재생창에서 동영상 및 참고이미지 출력모습은 도 9(b) 외에도 다양할 수 있다. 일 예를 들면, 사용자가 검색할 수 있도록 영상물의 명칭을 리스트로 제시하고, 동일 화면에서 사용자가 선택한 영상물의 동영상이 재생되도록 할 수도 있다.
전술한 바와 같이 동영상 및 참고이미지의 재생방식과 검색은 도 9(b)에 한정하지 않으며, 이하의 권리범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 스마트 계측장비에 구성된 콘텐츠 실행모듈의 실행모습을 보인 페이지인 바, 이를 참조해 설명한다.
도 8에서 보인 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 계측장비(100')는 사용자에게 콘텐츠를 제공하기 위한 콘텐츠 실행모듈(170)을 더 포함한다.
콘텐츠 실행모듈(170)은 스마트 계측장비(100')를 활용해서 사용자가 계측실습을 진행할 수 있도록, 스마트 계측장비(100')의 각종 메뉴를 안내하는 콘텐츠를 제공한다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도면에서 보인 바와 같이 콘텐츠 실행모듈(170)은 스마트 계측장비(100')에 갖춰진 각종 페이지 이미지를 입출력모듈(140)을 통해 출력하고(본 실시 예에서는 아날로그 입력부에서 오실로스코프 페이지를 보임), 사용자가 상기 페이지에 출력된 메뉴 등을 터치스크린 방식으로 조작하면 해당 메뉴에 대응한 다음 과정의 페이지 이미지, 그래프 또는 숫자(각종 문자 또는 기호 포함) 등을 애니메이션 방식으로 진행 및 출력시킨다. 이를 위해서 콘텐츠 실행모듈(170)은 스마트 계측장비(100')가 갖는 각 페이지의 이미지정보와, 해당 페이지에 구비된 메뉴별 다음 이미지정보 등을 포함하고, 이에 대한 안내 멘트 정보를 더 포함할 수 있다.
결국, 사용자는 스마트 계측장비(100')의 실행 구조와, 이를 활용한 계측실습 방식을 손쉽게 이해할 수 있고, 더불어서 애니메이션으로 출력되는 페이지 이미지 내 회로의 전류 흐름, 배선도 등을 쉽게 파악할 수도 있다.
참고로, 애니메이션 기능을 콘텐츠 실행모듈(170)의 실행에 적용시키기 위해서, 콘텐츠 실행모듈(170)이 제시하는 페이지의 각 메뉴별로 실행가능한 다음 과정의 이미지들을 저장모듈(130)에 이미지정보로 저장한다. 결국, 사용자가 임의 페이지에서 특정 메뉴를 선택하면, 상기 메뉴에 대응한 다음 페이지 이미지가 입출력모듈(140)을 통해 출력된다. 이외에도 페이지 내에 출력되는 회로이미지에서 특정 회로를 선택해 조작하면, 그 다음 결과가 애니메이션 기능을 통해 출력되도록 할 수도 있다.
도 11은 본 발명에 따른 스마트 계측장비의 또 다른 실시 예를 보인 블록도인 바, 이를 참조해 설명한다.
본 발명에 따른 스마트 계측장비(100")는 계측실습을 위한 실제 회로보드(200) 없이도 사용자가 직접 특정한 회로를 설계하고 상기 회로에 대한 계측값을 시뮬레이션으로 계측할 수 있게 하는 시뮬레이션 모듈(180)을 더 포함한다.
시뮬레이션 모듈(180)의 기능을 좀 더 구체적으로 설명하면, 사용자는 스마트 계측장비(100")의 시뮬레이션 메뉴를 선택해서 시뮬레이션 기능을 실행시키고, 해당 페이지가 입출력모듈(140)을 통해 출력되면 도 12(본 발명에 따른 시뮬레이션 모듈을 활용해서 회로를 시뮬레이션한 모습을 보인 페이지)에서 보인 바와 같이, 사용자가 직접 입출력모듈(140)을 조작해서 전기회로 및 전기설비, 전자회로, 논리회로 등과 같은 분야의 특정 회로를 직접 설계해 출력시킨다.
시뮬레이션 모듈(180)은 논리적으로 프로그램된 프로세스에 따라 상기 특정 회로에 대한 전기계측을 자동 또는 수동으로 시뮬레이션해서 해당하는 계측값을 출력하고, 사용자는 이렇게 시뮬레이션 되는 계측값을 참고해서 자신이 설계한 회로에 대한 정상 여부를 확인한다. 결국, 사용자는 회로보드(200) 등의 계측대상을 갖추지 않아도 프로그램적으로 자신이 확인하고자 하는 회로를 직접 설계해서 그 실행 여부 및 계측값 등을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 스마트 계측장비(100")에 구성된 시뮬레이션 모듈(180)은 사용자가 프로그램에 따라 제작한 가상 회로를 시뮬레이션하는 시뮬레이션 실행부(181)와, 시뮬레이션 실행부(181)의 특정 회로에 대한 하드웨어 회로를 갖추고 시뮬레이션 실행부(181)의 시뮬레이션 계측시 상기 특정 회로에 대한 실제 계측이 이루어지도록 하는 회로구동부(182)로 구성된다.
시뮬레이션 실행부(181)는 전술한 바와 같이 사용자의 조작에 따라 회로를 설계하고, 설계된 가상 회로에 대한 계측값을 시뮬레이션 연산을 통해 생성 및 출력한다.
참고로, 본 발명에 따른 시뮬레이션 실행부(181)는 다양한 시뮬레이션 프로그램이 적용될 수 있고, 스마트 계측장비(100")에는 전기,전자 계측실습 분야에서 널리 활용되고 있는 공지,공용의 CASPOC(Power Electrocic/Green Energy Cad Software) 등이 적용될 수 있다.
회로구동부(182)는 시뮬레이션 실행부(181)가 시뮬레이션하는 회로분야별로 하드웨어 회로를 갖춘 장치로서, 사용자가 특정 회로에 대한 시뮬레이션을 실행할 때 회로구동부(182)는 상기 회로에 대응한 하드웨어를 구성한다. 이렇게 구성된 하드웨어 회로는 스마트 계측장비(100") 내 계측대상이 되고 계측모듈(110)과 연동해서 실제 계측이 이루어지도록 한다. 결국, 회로구동부(182)는 시뮬레이션 실행부(181)가 행하고 있는 시뮬레이션 계측값에 대응한 실제 계측값을 출력해서, 사용자가 시뮬레이션한 계측값이 실제 계측값과 어떤 차이가 있는지를 직접 확인할 수 있다. 이를 위해서 회로구동부(182)는 시뮬레이션 실행부(181)에 프로그램된 회로에 대응하는 하드웨어 회로를 갖추며, 사용자가 계측을 위해서 전압, 전류 또는 저항 등의 크기를 조정하면 계측모듈(110)은 사용자가 계측을 위해 조정하는 전압, 전류 등의 크기가 상기 하드웨어 회로에 인가되어서 실제 계측을 진행한다. 이후, 계측된 계측값은 시뮬레이션 계측값과 대비해서 입출력모듈(140)을 통해 함께 출력시킬 수 있고, 사용자는 이렇게 출력되는 계측값을 보면서 보다 실질적인 계측 실험을 진행할 수 있다.
이외에도, 회로구동부(182)의 구성을 통해서, 사용자는 별도의 회로기판(200) 없이 스마트 계측장비(100")만으로도 특정 회로 등에 대한 계측 실험을 진행할 수 있다. 결국, 사용자는 계측 계측실습을 위한 각종 장비 없이도 스마트 계측장비(100") 한 대만으로 충분한 계측실습을 진행할 수 있고, 아울러 휴대가 용이하므로 장소에 구애없이 정밀하면서도 실질적인 계측실습을 진행할 수 있는 획기적인 효과가 있다.
한편, 본 발명에 따른 스마트 계측장비(100, 100', 100")는 전술한 각종 기능 구현을 위한 모듈(110, 130, 140, 150, 160, 170, 180)이 메인모듈(120)을 중심으로 임베디드 방식으로 서로 연동하므로, 사용자는 특정 계측실습을 진행하기 위해서 최초 페이지로부터 카테고리별로 분리된 메뉴를 하나하나 선택하면 되고, 이를 통해서 사용자는 본 발명에 따른 스마트 계측장비(100, 100', 100")를 활용해서 전기,전자 계측실습에 대한 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 13은 본 발명에 따른 스마트 계측장비의 외관 케이스의 일 실시 예를 도시한 사시도이고, 도 14는 도 13에서 도시한 스마트 계측장비에 회로보드가 장착된 모습을 도시한 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.
본 발명에 따른 스마트 계측장비(100)는 앞서 예시한 모듈(110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180)을 내장하고, 사용자가 손쉽게 활용 및 조작할 수 있는 디자인의 케이스(190)를 더 포함한다.
도시한 바와 같이 케이스(190)는 사면부(191)과 평면부(192)로 구성된 'ㄴ' 형상의 외관을 이룬다. 여기서, 사면부(191)은 회로보드(200)와의 유선 연결을 위한 각종 접속단자(191a)가 배치 구성되고, 입출력모듈(140)의 스크린이 배치되는 화면부(191b)가 구성된다. 따라서 사용자는 바른 자세를 유지해서 화면부(191b)에 배치된 화면부(191b)에서 입출력모듈(140)이 출력하는 각종 페이지를 손쉽게 주시하면서도, 회로보드(200)와 연결된 전기케이블을 해당하는 접속단자(191a)에 손쉽게 꽂아 전기적인 연결을 할 수 있다.
계속해서, 평면부(192)는 회로보드(200)를 안착시키기 위해서 회로보드(200)의 형상에 상응하는 형상을 갖는 안착홈(192a)이 형성되어서, 회로보드(200)가 좌우 이탈됨 없이 안착홈(192a)에 안정적으로 배치되도록 할 수 있고, 안착홈(192a)에 안착된 회로보드(200)는 회로면이 상방으로 바로 노출되므로 사용자가 바른 자세에서 상기 회로면의 회로배선을 손쉽게 파악할 수 있다. 또한, 전기케이블의 단자가 연결되는 상기 회로면의 각 접속홀과, 사면부(191) 내 접속단자(191a)의 위치를 화면부(191b)에 출력되는 지시에 따라 함께 파악해 연결할 수 있으므로, 전기케이블을 잘못 연결함으로써 발생하는 계측실습의 오류를 최소화할 수 있다. 참고로, 본 발명에 따른 회로보드(200)는 회로배선이 프린트되고, 상기 회로배선에는 해당하는 소자가 실장되며, 특정 지점별로 계측을 위한 접속홀이 구성된다.
한편, 본 발명에 따른 안착홈(192a)의 일측 내면에는 회로보드(200)와의 전기적 연결을 위한 슬롯 타입의 연결포트(101)가 배치된다. 연결포트(101)는 회로보드(200)에 전기 인가를 위한 다양한 조건의 전기가 출력되고, 이와 연결된 회로보드(200)는 해당 조건에 따른 통전이 이루어진다.
본 발명에 따른 회로보드(200)는 평판 형태를 이루며, 회로보드(200)의 일측 선단에는 접속포트(210)가 돌출 형성된다. 접속포트(210)는 연결포트(101)로부터 출력된 다양한 조건의 전기를 수신해서 해당 회로에 인가하고, 상기 회로배선의 전기 상태를 확인한 회로보드(200)가 이를 데이터로 변환해서 출력시키는 단자이며, 회로보드(200)가 안착홈(192a)에 안착되면 연결포트(101)에 정확히 삽입돼 맞물릴 수 있는 위치에 배치된다. 또한 접속포트(210)를 통해서 회로보드(200)에 설정된 식별코드가 출력되며, 접속포트(210)가 연결포트(101)에 접속되면 통합계측기(100)의 메인모듈(120)은 접속포트(210)로부터 출력되는 회로보드(200)의 식별코드를 확인해서 해당 회로보드(200)에 어떤 회로배선이 구비된지를 식별한다.
참고로, 메인모듈(120)은 회로보드(200)가 안착홈(192a)에 장착되면 전술한 경로에 따라 회로보드(200)의 식별코드를 확인하고, 해당 회로보드(200)의 계측을 위한 관련 페이지를 출력한다. 아울러 메인모듈(120)은 회로보드(200)의 계측을 위한 계측모듈(110) 내 관련 파트를 실행시켜서, 사용자가 화면부(191b)에 출력되는 메뉴를 일일이 선택하지 않아도 회로보드(200)를 연결포트(101)에 꽂는 것만으로 해당 계측 작업을 곧바로 실시할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 스마트 계측장비(100)의 케이스(180)는 안착홈(192a)에 안착된 회로보드(200)가 물리적으로 안정하게 고정될 수 있도록, 회로보드(200)를 지지하는 스토퍼(192b)를 더 포함한다. 본 발명에 따른 실시 예에서 스토퍼(192b)는 도시한 바와 같이, 안착홈(192a)에 배치되어서 연결포트(101)와 접속포트(210)가 서로 접속한 상태가 유지될 수 있도록, 접속포트(210)에 대향하는 위치에 배치된다. 즉, 회로보드(200)의 양측단이 연결포트(101)와 스토퍼(192b)에 각각 지지되면서, 회로보드(200)가 안정한 고정상태를 유지할 수 있는 것이다.
한편, 도 14에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시 예에서 스토퍼(192b)는 'ㄱ'형 고리 형태를 이루고, 스토퍼(192b)가 맞물리는 회로보드(200)의 일지점에는 맞물림 홈(220)을 형성시킨다. 여기서, 맞물림 홈(220)은 관통구멍 형태를 이루고, 스토퍼(192b)는 맞물림 홈(220)을 관통해서 맞물림 홈(220)의 주변을 덮는다. 결국, 회로보드(200)의 접속포트(210)를 연결포트(101)에 맞추고 맞물림 홈(220)을 스토퍼(192b)에 맞춘 상태에서 접속포트(210)를 연결포트(101)에 밀어 삽입하면, 맞물림 홈(220)은 스토퍼(192b) 안으로 깊이 맞물리면서 스토퍼(192b)의 구배된 단부가 맞물림 홈(220)의 주변을 덮게 되고, 이를 통해서 회로보드(200)는 연결포트(101)에 접속하는 것만으로도 현재의 고정 자세를 안정하게 유지할 수 있다.
이외에도 회로보드(200)는 사용자가 회로보드(200)를 손쉽게 탈착하기 위한 손잡이(2 30)가 형성된다. 본 발명에 따른 실시 예에서 손잡이(230)는 상하로 관통된 형상이며, 사용자가 손가락을 끼워서 회로보드(200)를 손쉽게 탈착할 수 있다.
도 15는 본 발명에 따른 회로보드의 일 실시 예 모습을 보인 이미지이고, 도 16은 본 발명에 따른 스마트 계측장비와 회로보드를 전기케이블로 연결한 모습과 해당 회로보드에 대한 계측 결과를 보인 페이지인 바, 이를 참조해 설명한다.
본 발명에 따른 회로보드(200)는 전기,전자 계측과 관련해서 사용자가 필수적으로 계측실습해야 하는 다양한 분야의 회로배선을 갖춘 패널 형상을 이룬다. 이들 중 신호변환기 관련 회로보드(200)를 예시한다.
본 실시 예에서 신호변환기 관련 회로보드(200)는 A/D Converter, D/A Converter, F/V Converter, V/F Converter 관련 회로가 2행 2열로 배치된다.
본 실시 예에서 확인할 수 있는 바와 같이, 일측단에는 연결포트(101)에 접속하는 접속포트(210)가 배치되고, 타측단에는 맞물림 홈(220)이 형성된다. 또한 사용자가 회로보드(200)를 손쉽게 조작할 수 있도록 상기 타측단에는 손잡이(230)가 형성된다.
회로보드(200)의 회로면에는 스마트 계측장비(100)의 접속단자(191a)와 전기케이블을 매개로 연결할 수 있는 다수의 접속홀이 특정 회로부위에 형성되며, 이렇게 형성된 상기 접속홀은 도 16(a)에서 보인 바와 같이, 접속단자(191a)에 연결된 전기케이블이 접속된다.
도 16(a)를 참조해서 아날로그/디지털 변환에 대한 계측 과정을 순차 설명한다.
1) 회로 결선
- Vin 입력 : M16의 Circuit-1에서 1e 단자와 1f 단자 간을 황색선으로 연결한다.
2) 전원 결선은 내부적으로 연결되어 있다.
3) Signal Output 결선
- 전면 패널 Signal Output의 A+ 단자와 Circuit-1의 1a 단자 간을 적색선으로 연결하고, A- 단자와 1b 단자 간을 흑색선으로 연결한다.
4) 전술한 회로 결선이 완성되면, 아날로그 입력에 DC Source 10V를 인가한다.
- 본 계측실습에는 아날로그 출력부 페이지(도 5(d) 참고)를 화면부(191b)에 출력한다.
- 상기 회로 결선이 준비되면 전술한 바와 같이 DC Source 10V를 인가하고,
Figure 112014045834586-pat00001
을 선택하고, DC Source 탭을 클릭한 다음 DC Voltage Range에서
Figure 112014045834586-pat00002
를 선택하고,
Figure 112014045834586-pat00003
을 클릭해서 DC 10V를 아날로그 입력에 출력한다.
- VREF 조정용 가변저항 R4를 가변하여 DATA OUTPUT 0~7에 해당하는 LED가 모두 점등되게 한다. 단, “0”에 해당되는 LED는 소등에서 점등으로 바뀌는 순간에 정확히 조정한다.
5) 입력 DC전압을 0.0V, 0.5V, 1.1V, 2.2V, 5.0V, 10.0V로 설정하였을 때, DATA OUTPUT LED의 상태를 점검하여 기록하고, 점등시 H, 소등시 L로 기록한다. 단, R4는 절대 가변하지 않도록 한다.
6) 계측실습이 완료되면 DC source 화면에서
Figure 112014045834586-pat00004
을 클릭하여 아날로그 입력에 가해지는 DC 전원을 차단한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 케이스(190)는 회로보드(200)의 회로면이 상방으로 노출되게 케이스(190)의 평면부(192)에서 수용하므로, 사용자는 상기 회로면에 구성된 회로를 일견으로 손쉽게 파악할 수 있고, 회로보드(200)의 접속홀과 연결되는 접속단자(191a)는 사면부(191)에서 수용하므로, 상기 회로면의 파악과 동시에 전기케이블이 연결되어야 할 접속단자(191a)를 손쉽게 확인할 수 있다. 더불어서, 사면부(191)은 계측실습을 가이드하는 페이지의 출력 화면(191b)을 수용하므로, 사용자는 전기케이블을 연결하는 과정을 화면(191b)을 보면서 손쉽게 따라할 수 있다. 결국, 본 발명에 따른 케이스(190)는 사용자가 전기,전자 계측에 대한 계측실습을 이해하기 쉽게 공부할 수 있도록 디자인된 이상적인 스마트 계측장비이다.
도 17은 본 발명에 따른 스마트 계측장비의 외관 케이스의 다른 실시 예를 도시한 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.
본 발명에 따른 스마트 계측장비(100)는 휴대의 간편성을 위해서 사면부(191)와 평면부(192)가 절첩되도록 한다. 이를 위해서 도시한 바와 같이 사면부(191)와 평면부(192)의 연결은 힌지(193)를 매개로 이루어진다. 결국, 사용자가 스마트 계측장비(100)를 사용하는 중에는 도 17(a)에서 보인 바와 같이 힌지(193)를 중심으로 사면부(191)와 평면부(192)를 펼치고, 운반 또는 보관시에는 도 17(b)에서 보인 바와 같이 힌지(193)를 중심으로 사면부(191)와 평면부(192)를 접는다.
사면부(191)와 평면부(192) 간의 전기적 연결은 일반 노트북 등과 같이 힌지(193)를 통한 배선으로 이루어질 수 있고, 이외에도 전선을 외부로 노출되게 배선해서 사면부(191)와 평면부(192) 간의 전기적 연결을 실현할 수도 있다.
계속해서, 사면부(191)와 평면부(192)는 접힌 상태가 유지되도록, 고정수단(194a, 194b)을 보강한다. 서로 짝을 이루는 고정수단(194a, 194b)은 사면부(191)와 평면부(192)에 각각 형성 또는 배치되며, 상호 간의 고정 방식을 통해 탈부착 가능하게 고정된다. 본 발명에 따른 실시 예에서는 자력을 응용해서 고정수단(194a, 194b) 중 하나에 자석을 적용하고, 다른 하나에는 금속을 적용했으나, 이외에도 기계적인 탈부착이 가능한 다양한 방식의 고정수단(194a, 194b)이 적용될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 스마트 계측장비(100)는 사용자의 휴대를 목적으로 하므로, 용이한 휴대를 위해서 손잡이(195)를 더 포함할 수도 있다.
도 18은 본 발명에 따른 스마트 계측장비가 구성된 교육시스템을 보인 블록도인 바, 이를 참조해 설명한다.
본 발명에 따른 교육시스템은 사용자가 전기회로 계측실습을 하기 위한 스마트 계측장비(100)와, 강의 내용을 촬영해서 영상물데이터로 수집하는 촬영장비(300)와, 수집된 영상물데이터를 관리하는 콘텐츠 서버(400)로 구성된다.
촬영장비(300)는 강사의 강의 모습 촬영과 음성을 녹음하는 촬영카메라(311) 및 마이크(312)(이하 '촬영수단')로부터 영상물을 수집하고, 상기 영상물을 데이터 파일로 정리하는 영상수집모듈(320)과, 이렇게 수집된 영상물데이터를 통신망으로 발송하는 통신모듈(330)로 구성된다.
영상수집모듈(320)은 상기 촬영수단이 촬영한 영상물을 실시간으로 수신해서 데이터 형태로 변환처리하는 공지,공용의 장치로서, 해당 강의를 생방송으로 진행해야 하는 경우에는 데이터 변환 후 해당 영상물데이터를 실시간으로 전송하도록 처리하고, 녹화만을 하는 경우에는 데이터 변환 후 해당 영상물데이터를 저장한다.
통신모듈(330)은 유,무선 인터넷 등의 통신망으로 영상물데이터를 전송하는 공지,공용의 통신장치이다.
콘텐츠 서버(400)는 통신망에 접속해서 데이터 통신을 처리하는 통신모듈(410)과, 촬영장비(300)로부터 전송된 영상물데이터를 분류해서 영상데이터DB(430)에 저장하며 영상데이터DB(430)를 검색하는 영상관리모듈(420)과, 영상데이터를 저장하는 영상데이터DB(430)와, 가입회원에 대한 개인정보를 관리하면서 로그인/로그아웃을 처리하는 회원관리모듈(440)로 구성된다.
통신모듈(410)은 유,무선 인터넷 등의 통신망으로 영상물데이터를 발,수신하는 공지,공용의 통신장치이다.
영상관리모듈(420)은 촬영장비(300)로부터 전송된 영상물데이터를 설정된 기준에 따라 분류해 저장하고, 사용자가 검색을 시도하는 영상물데이터를 영상물데이터DB(430)에서 검색한다. 본 발명에 따른 콘텐츠 서버(400)는 통신망 내 웹페이지를 관리하는 일반적인 서버로서, 영상관리모듈(420)은 상기 웹페이지에 영상물데이터 리스트를 게시하고, 사용자가 상기 리스트에서 특정 영상물데이터를 선택하면 상기 영상물데이터를 영상물데이터DB(430)에서 검색해서 통신망으로 전송한다.
영상물데이터DB(430)는 영상물데이터를 저장하는 통상적인 저장장치이다.
회원관리모듈(440)은 콘텐츠 서버(400)에 접속하는 사용자 회원의 개인정보를 저장해서, 해당 사용자 회원이 웹페이지에 접속해서 로그인 또는 로그아웃을 하면 이를 처리한다. 영상물데이터DB(430)에 저장된 영상물데이터는 지정된 사용자 회원에게만 제공하는 것이 바람직하므로, 상기 웹페이지에 접속한 사용자 회원을 분류 및 관리해서 지정된 사용자 회원에게만 영상물데이터를 제공할 수 있게 한다. 하지만, 콘텐츠 서버(400)는 비회원에게도 영상물데이터를 제공할 수 있고, 따라서 사용자 회원의 식별을 위한 로그인 절차가 반드시 요구되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 콘텐츠 서버(400)는 통신망을 통해서 콘텐츠 서버(400)에 접속할 수 있는 기기라면 상기 기기의 종류에 상관없이 영상물데이터를 제공할 수 있다. 상기 기기는 일반 컴퓨터(500) 또는 모바일(500')일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 교육시스템은 스마트 계측장비(100)가 콘텐츠 서버(400)에 직접 접속할 수 있고, 콘텐츠 서버(400)에서 제공하는 영상물데이터를 수신해서 이를 실행시킬 수 있다.
이를 위해서 본 발명에 따른 스마트 계측장비(100)는 저장모듈(130)에 저장된 동영상 파일 또는 콘텐츠 서버(400)로부터 수신한 영상물데이터를 실행시키는 영상모듈(160)과, 통신망에 접속해서 데이터를 송수신하는 통신모듈(102)을 더 포함한다.
전술한 바와 같이, 영상모듈(160)은 스마트 계측장비(100)를 이용하는 사용자가 계측실습 또는 계측기술에 필요한 강의를 시간과 장소에 구애없이 시청할 수 있게 하며, 이를 통해 사용자는 강의 내용에 따라 특정 회로에 대한 계측을 독립적으로 수행할 수 있다.
도 9는 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 계측장비(100)에 구성된 영상모듈의 실행모습을 보인 페이지의 일 실시 예로, 도 9(a)는 영상모듈(160)이 저장모듈(130)에 저장되거나 콘텐츠 서버(400)에 저장 및 전송된 영상물데이터를 검색하기 위한 검색페이지가 입출력모듈(140)에 출력되고, 사용자는 입출력모듈(140)을 제어해서 실행시키고자 하는 영상물데이터를 선택하는 모습을 보인 것이다.
한편, 도 9(b)는 영상모듈(160)이 입출력모듈(140)을 통해서 비디오 재생창이 실행되는 모습을 보인 것으로서, 상기 비디오 재생창은 하단에 재생 관련 컨트롤 박스가 있어서 동영상의 재생, 동영상 실행시간 제어 등 각종 편의 장치가 있고, 기본적으로 좌측에는 동영상이 재생되고 우측에는 설명에 필요한 PT문서나 컴퓨터 화면 이미지(이하 '참고이미지')가 실시간으로 출력된다. 상기 영상물데이터는 동영상 정보와 참고이미지 정보로 구성되고, 상기 참고이미지 정보는 동영상의 실행시간과 매칭해서 저장된다. 결국, 사용자가 특정 파트의 설명을 듣기 위해서 해당 시간대의 동영상을 선택해 플레이하면, 영상모듈(160)은 동영상의 실행시간을 검색해서 해당 실행시간의 동영상을 실행하고, 아울러 상기 실행시간에 매칭된 참고이미지를 검색해 출력한다.
상기 비디오 재생창에서 동영상 및 참고이미지 출력모습은 도 9(b) 외에도 다양할 수 있다. 일 예를 들면, 사용자가 검색할 수 있도록 영상물의 명칭을 리스트로 제시하고, 동일 화면에서 사용자가 선택한 영상물의 동영상이 재생되도록 할 수도 있다.
전술한 바와 같이 동영상 및 참고이미지의 재생방식과 검색은 도 9(b)에 한정하지 않으며, 이하의 권리범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 100', 100"; 스마트 계측장비 101; 연결포트 110; 계측모듈
120; 메인모듈 130; 저장모듈 140; 입출력모듈
150; 전원모듈 160; 영상모듈 170; 콘텐츠 실행모듈
180; 시뮬레이션 모듈 181; 시뮬레이션 실행부
182; 회로구동부 190; 케이스 191; 사면부
191a; 접속단자 191b; 화면부 192; 평면부
192a; 안착홈 192b; 스토퍼

Claims (9)

  1. 계측대상으로부터 수신한 전기신호를 계측하는 계측모듈; 상기 계측대상에 전기를 인가하는 전원모듈; 상기 계측모듈과 전원모듈의 동작을 통합해 제어하고, 상기 전기신호에 대한 계측값 출력을 제어하는 메인모듈; 입력신호를 상기 메인모듈로 전달하고, 상기 메인모듈의 출력신호에 따라 상기 계측값을 출력시키는 입출력모듈; 및 상기 전기신호 수신을 위해서 상기 계측대상과 전기적으로 연결되는 연결포트 및 접속단자를 갖추고, 상기 계측모듈, 전원모듈, 메인모듈 및 입출력모듈을 일체로 케이싱하는 케이스;를 포함하는 통합교육을 위한 스마트 계측장비에 있어서,
    상기 입출력모듈은 터치스크린이고;
    상기 계측대상은 상면에 회로배선이 이루어진 패널 형상의 회로보드이고;
    영상물데이터를 저장하는 저장모듈; 및
    통신망을 매개로 콘텐츠 서버에 접속해서 영상물데이터를 수신하는 통신모듈; 상기 통신모듈이 수신한 영상물데이터 리스트 페이지를 상기 입출력모듈을 통해 출력시키고, 선택된 영상물데이터에 대한 출력신호에 따라 상기 영상물데이터의 영상이미지를 상기 입출력모듈을 통해 출력시키는 영상모듈을 더 포함하고;
    상기 메인모듈은 상기 계측모듈과 영상모듈의 동작을 택일할 수 있도록 동일 페이지에 선택 메뉴를 출력시키고, 상기 연결포트에 계측대상의 접속포트가 접속하면 상기 메인모듈은 상기 계측대상으로부터 출력된 식별코드를 확인해서 상기 계측대상의 회로배선 종류를 확인하고며, 상기 회로배선 관련 페이지를 검색해서 상기 입출력모듈에 출력시키고;
    사용자의 설계에 따라 가상 회로를 제작하고 상기 가상 회로의 각 지점별 계측값을 시뮬레이션 프로그램이 연산해서 출력시키는 시뮬레이션 실행부와, 상기 가상 회로의 각 지점에 대응한 하드웨어 회로를 갖추고 상기 시뮬레이션 프로그램의 계측값에 대응하는 계측값을 계측하도록 상기 계측모듈과 연동하며 상기 케이스에 설치되는 회로구동부로 구성된 시뮬레이션 모듈을 더 포함하고;
    상기 메인모듈은 상기 계측모듈과 시뮬레이션 모듈의 동작을 택일할 수 있도록 동일 페이지에 선택 메뉴를 출력시키며;
    상기 전원모듈은 상기 계측장비의 기본 구동을 위해서 전기를 공급하는 제1전원부와, 상기 식별코드를 통해 확인한 계측대상 전용 전기를 자동 조정해서 상기 계측대상에 출력시키는 제2전원부와, 상기 입출력모듈의 출력부를 동작시키기 위해 전기를 공급하는 제3전원부로 분할 구성된 것;
    을 특징으로 하는 통합교육을 위한 스마트 계측장비.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 계측모듈은
    계측대상에 디지털 신호를 입력하고 상기 계측값을 디지털로 출력하는 디지털 입출력부와,
    계측대상에 아날로그 신호를 입력하고 상기 계측값을 아날로그로 출력하는 아날로그 입력부 및 아날로그 출력부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합교육을 위한 스마트 계측장비.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측모듈의 구동에 따라 상기 입출력모듈에 출력되는 페이지 이미지를 저장하는 저장모듈; 및
    상기 메인모듈의 제어에 따라 메뉴가 게시된 페이지 이미지를 상기 입출력모듈을 통해 출력시키고, 선택된 메뉴와 링크된 다음 페이지 이미지, 그래프 또는 숫자 중 선택된 하나 이상을 상기 입출력모듈을 통해 출력시키는 콘텐츠 실행모듈;을 더 포함하고,
    상기 메인모듈은 상기 계측모듈과 콘텐츠 실행모듈의 동작을 택일할 수 있도록 동일 페이지에 선택 메뉴를 출력시키는 것;
    을 특징으로 하는 통합교육을 위한 스마트 계측장비.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    통신망에 접속해서 데이터를 송,수신하도록, 상기 케이스에 내설된 통신모듈;을 더 포함하고,
    상기 메인모듈은 상기 통신모듈의 동작을 제어하는 것;
    을 특징으로 하는 통합교육을 위한 스마트 계측장비.

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