KR101759837B1

KR101759837B1 - 사운드 카드를 이용한 통신구조

Info

Publication number: KR101759837B1
Application number: KR1020160062402A
Authority: KR
Inventors: 강호성; 이백근
Original assignee: 강호성; 이백근
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2017-07-20

Abstract

본 발명은 외부와의 통신 연결이 가능하고 모터에 의해 구동되는 완구 등의 제품에 대하여 사운드 카드를 통해 음향 신호를 주고받음으로써 PC에서 제품의 동작을 제어하고 제품의 상태를 확인할 수 있도록 한 사운드 카드를 이용한 통신구조에 관한 것으로서,
사운드 카드(12) 및 제어 프로그램(25)이 구비된 PC(20)를 이용하여 통신모듈(11)과 제어보드(13)가 구비된 제품(10)의 제어보드(13)를 제어하되, 상기 제어 프로그램(25)에 의해 생성되는 각종 제어신호가 음향 신호로 상기 제어보드(13)로 전달되고 상기 제어보드(13)에서 생성되는 각종 데이터가 음향 신호로 상기 제어 프로그램(25)에 전달되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

사운드 카드를 이용한 통신구조{Communication Structure using Sound Card}

본 발명은 외부와의 통신 연결이 가능하고 모터에 의해 구동되는 완구 등의 제품에 대하여 사운드 카드를 통해 음향 신호를 주고받음으로써 PC에서 제품의 동작을 제어하고 제품의 상태를 확인할 수 있도록 한 사운드 카드를 이용한 통신구조에 관한 것이다.

일반적으로 움직이는 완구는, 완구의 몸체에 탑재된 각종 제어시스템과 모터 등의 기계적인 시스템에 의해 스스로 움직이거나 말을 할 수 있는 등 다양한 기능을 구비하고 있다.

그리고, 이러한 움직이는 완구에 대하여 컴퓨터를 이용하여 완구를 제어할 수 있는 응용기술들이 제시된 바 있다. 예를 들면, 컴퓨터에 저장된 제어데이터를 무선으로 출력하여 이 컴퓨터와 떨어져 있는 완구를 동작시키는 것이다.

하지만, 이 완구는 컴퓨터에서 직접 제어하는 것이 아니라, 완구의 몸체에 탑재된 저장매체에 기록된 데이터에 따라 몸체 내부의 모터와 같은 기계적인 구성요소를 동작시켜 완구를 움직이거나 소리를 출력하는 것으로, 컴퓨터에서 무선으로 전송된 저장매체에 기록된 정보를 완구를 통해 외부로 표출하는 것에 해당한다.

이러한 완구의 예로는 말하는 인형, 무선조정자동차, 무선제어 강아지 로봇 등이 있으며, 지능형 완구라고 한다,.

그런데, 기존의 지능형 완구는 음성, 또는 소리가 녹음된 반도체가 내장되어 단순 반복적인 동작만을 하였으며, 마이크로프로세서(Micro-Processor)가 내장되어 있더라도, 그 처리 속도나, 소프트웨어 용량의 한계로 인하여 복잡한 동작에는 한계가 있다. 따라서, 사용자들은 짧은 시간 동안에 프로그램된 전체 동작을 한번 작동시켜 볼 수 있고, 그 다음부터는 동작이 예측 가능하여 식상해지고, 이로 인해 지능형이라는 이름이 무색해 질만큼 단순히 어린아이들의 놀이감의 역할 밖에는 하지 못하였다.

다시 말해서, 종래의 지능형 완구와 같은 제품은 외부와의 실시간 통신을 통한 제어가 불가능하고 양방향이 아닌 단방향 통신이나 직접적인 프로그램 입력 등에 의해서만 제어가 가능한 문제점이 있다.

한편, 본 발명과 관련한 선행기술문헌을 조사한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1은, 오디오통신의 송수신모드에서 신호 변환부에서 출력되는 신호나 입력되는 음성신호를 압축하거나 신장하는 압축/신장부와; 상기 압축/신장부와의 연속적인 데이타 리드/라이트동작이 가능하도록 양방향 포트를 구비함과 아울러 송,수신부로 분리된 데이타 저장부와; 상기 신호 변환부측에서 출력되는 음성신호를 증폭하여 스피커측으로 출력하거나 마이크신호를 증폭하여 상기 신호 변환부측으로 출력하는 양방향 스피치부를 포함하여 구성함으로써,일반전화기와 같이 양방향 통신이 가능하고, 송수신 데이타의 양이 대폭적으로 줄어들어 통신효율이 향상되며, 연속적인 데이타 처리가 가능하여 오디오 통신이 가능하게 되는, 오디오통신이 가능한 사운드카드에 대하여 기재하고 있다.

특허문헌 2는, 제어용 애플리케이션이 구동되는 이동통신단말기, 이동통신단말기의 제어용 애플리케이션에 의해 제어되는 완구용 로봇 및 완구용 로봇과 이동통신단말기 간의 신호 데이터를 전달하는 무선 인터페이스 장치를 포함함으로써, 이동통신단말기의 애플리케이션 콘텐츠를 통해 엔터테인먼트, 교육용 등의 목적을 달성하는 완구용 로봇을 제공할 수 있는, 완구용 로봇 제어 시스템 및 이동통신단말기를 통해 제어되는 완구용 로봇에 대하여 기재하고 있다.

특허문헌 3은, 외부로부터 송신된 무선신호를 수신하고 수신된 무선신호에 의해 구동하는 무선 구동부; 및 무선신호를 송신하되, 사용자로부터 입력된 ID를 무선 구동부와 동일하게 설정하고 사용자로부터 입력된 ID에 사용자로부터 입력된 제어기능에 대응되는 제어비트를 부여하여 무선신호를 생성하는 무선 조종부를 포함하는 무선조종 완구에 대하여 기재하고 있다.

KR

10-1998-0043382

A

KR

10-1097761

B1

KR

10-2013-0063791

A

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 사운드 카드 및 제어 프로그램이 구비된 PC 또는 사운드카드에 해당하는 회로와 제어 프로그램이 구비된 모바일 PC 를 이용하여 통신모듈이 구비된 제품의 제어보드를 제어하되, 상기 제어 프로그램에 의해 생성되는 각종 제어신호가 음향 신호로 상기 제어보드로 전달되고 상기 제어보드에서 생성되는 각종 데이터가 음향 신호로 상기 제어 프로그램에 전달되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어 프로그램에서는 명령 코드에 해당하는 음향 오디오 파일을 불러와서 제어보드에 전달 하거나 RAM에 우선 저장한후 이를 필요에 따라 제어보드로 전달하도록 하는 것을 특징으로도 할 수 있다.

또, 본 발명의 사운드 카드를 이용한 통신구조에 따르면, 상기 제어 프로그램에서는 모터 구동 신호와 보드 제어신호를 생성하여 상기 제어보드로 전달하고, 상기 제어보드는 센서값과 보드 상태 신호를 상기 제어 프로그램으로 전달하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 사운드 카드를 이용한 통신구조에 따르면, 상기 통신모듈과 사운드 카드 사이에는 아날로그 신호의 전달이 이루어지며, 상기 사운드 카드는 상기 제어프로그램의 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 DA 컨버터를 구비하고, 상기 통신모듈은 아날로그 신호를 증폭하는 증폭기와, 증폭된 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하여 제어보드의 CPU가 처리할 수 있게 하는 AD 컨버터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 사운드 카드를 이용한 통신구조에 따르면, 상기 통신모듈은 제어보드에서 생성된 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 DA 컨버터를 더 구비하고, 상기 사운드 카드는 제어보드의 통신모듈로부터 전달된 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하여 상기 제어프로그램으로 전달하는 AD 컨버터를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 사운드 카드를 이용한 통신구조에 따르면, 상기 사운드 카드와 통신모듈 사이의 음향 통신을 위하여 상기 사운드 카드의 음량과 통신모듈의 음량을 조절하여 세팅하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 사운드 카드를 이용한 통신구조에 따르면, 상기 제어 프로그램은 스크래치 프로그램을 포함하는 비주얼 코딩 프로그램인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 사운드 카드를 이용한 통신구조는 PC의 제어 프로그램과 제품의 제어보드 사이에서 사운드 카드를 통한 음향 통신이 이루어지도록 함으로써 PC와 제품 간의 양방향 통신을 통해 제품을 직접 제어하거나 제품의 상태를 실시간으로 확인할 수 있게 되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 사운드 카드를 이용한 통신구조에 따르면, PC의 제어 프로그램으로 스크래치 등의 비주얼 코딩 프로그램을 이용함에 따라 사용자가 제품을 제어하기 위한 프로그램을 쉽게 작성할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 사운드 카드를 이용한 통신구조를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명에 따라 제어 프로그램과 제품의 제어보드 사이의 신호 전달 관계를 나타낸 블록도.
도 3은 사운드 카드와 통신모듈 사이의 신호 전달 체계를 나타낸 블록도.
도 4는 사운드 카드와 통신모듈 사이의 통신 음량 세팅 절차를 나타낸 순서도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 사운드 카드를 이용한 통신구조에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 사운드 카드를 이용한 통신구조는 도 1과 2에 도시된 바와 같이, 사운드 카드(12) 및 스크래치 프로그램 등의 비주얼 코딩 프로그램으로 이루어진 제어 프로그램(25)이 구비된 PC(20)를 이용하여 통신모듈(11) 및 제어보드(13)가 구비된 제품(10)의 제어보드(13)를 제어하되, 상기 제어 프로그램(25)에 의해 생성되는 각종 제어신호가 음향 신호로 상기 제어보드(13)로 전달되고 상기 제어보드(13)에서 생성되는 각종 데이터가 음향 신호로 상기 제어 프로그램(25)에 전달되도록 하는 것을 특징으로 한다.

스크래치 프로그램은 문법에 따라 텍스트를 입력하는 다른 프로그램과는 달리 기능 블록들을 조립하듯이 끌어다 연결하면 프로그램이 작성되는 비주얼 코딩 프로그램이자 도구로서, 쉽고 간단하게 프로그램을 작성할 수 있다.

여기서, 상기 제품(10)은 각종 센서가 구비되고 모터에 의해 작동되는 완구를 의미한다. 이에 따라, 상기 제어 프로그램(25)에서는 모터 구동 신호와 보드 제어신호를 생성하여 상기 제어보드(13)로 전달하고, 상기 제어보드(13)는 센서값과 보드 상태 신호를 상기 제어 프로그램(25)으로 전달하게 된다.

또한, 상기 제어 프로그램(25)에서는 명령 코드에 해당하는 음향 오디오 파일을 불러와서 상기 제어보드(13)에 전달 하거나 RAM에 우선 저장한후 이를 필요에따라 상기 제어보드(13)로 전달되도록 하는 것을 특징으로도 할 수 있다.

한편, 제품(10)의 통신모듈(11)과 PC(20)의 사운드 카드(12) 사이에서는 아날로그 신호의 전달이 동일한 방식으로 이루어진다. 이와 관련하여, 상기 제품(10)의 통신모듈(11)과 PC의 사운드 카드(12) 사이의 아날로그 신호의 전달을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 사운드 카드(12)는 상기 제어프로그램(25)으로부터 전달된 디지털 데이터(12a)를 아날로그 신호로 변환하는 DA 컨버터(12b)를 구비하고, 상기 통신모듈(11)은 아날로그 신호를 증폭하는 증폭기(11a)와, 증폭된 아날로그 신호를 디지털 데이터(11c)로 변환하여 제어보드의 CPU로 전달하는 AD 컨버터(11b)를 구비한다.

이에 따라, 상기 사운드 카드(12)에서는 아날로그 신호인 정현파를 발생하게 되는데, 상기 DA 컨버터(12b)에서 8비트의 디지털 데이터(12a)를 상기 통신모듈(11)의 수용가능한 입력 앰플리튜드(Amplitude)에 범위에 대응하는 크기로 변환한 정현파 또는 주파수로 변환한 정현파를 발생하여 상기 통신모듈(11)로 전달하게 된다. 그리고, 상기 통신모듈(11)에서는 AD 컨버터(11b)에서 8비트로 디지타이징한 후 앰플리튜드의 크기를 확인하여 해당 디지털 데이터(11c)로 변환하거나 중심 주파수를 확인하여 해당 디지털 데이터(11c)로 변환하게 된다.

그리고, 상기 제어 보드(13)으로부터 생성된 센서값 및 보드 상태값 데이터가 상기 제어프로그램(25)로 전달되도록, 상기 통신모듈(11)은 제어 보드(13)으로부터 생성된 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 DA 컨버터를 더 구비하고, 상기 사운드 카드(12)는 통신모듈(11)로부터 전달된 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하여 제어프로그램(25)으로 전달하는 AD 컨버터를 더 구비한다.

한편, 제품(10)의 통신모듈(11)과 PC(20)의 사운드 카드(22) 사이에서는 음향을 이용하여 아날로그 신호를 전달하는데, 이 경우 통신모듈(11)과 사운드 카드(12)의 음량 조절이 필요하다. 이와 관련하여, 상기 제품(10)의 통신모듈(11)과 사운드 카드(12) 사이의 음량 조절 과정을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 사운드 카드(12)의 음량을 최소 음량에서부터 점차로 음량을 키우면서 음량 확인 신호를 통신모듈(11)로 전송하고, 상기 통신모듈(11)은 전송된 음량 확인 신호를 확인하여 적정 음량 레벨이 감지되면 적정 음량 감지 신호를 상기 사운드 카드(12)에 전송한다. 이에 따라, 상기 사운드 카드(12)는 음량을 상기 통신모듈(11)에 의해 감지된 적정 음량으로 조절한 후 고정한다.

상기 사운드 카드(12)의 음량이 고정되면 동일한 방식으로 상기 통신모듈(11)의 음량을 결정한다. 즉, 상기 통신모듈(11)의 음량을 최소 음량에서부터 점차로 음량을 키우면서 음량 확인 신호를 사운드 카드(12)로 전송하고, 상기 사운드 카드(12)는 전송된 음량 확인 신호를 확인하여 적정 음량 레벨이 감지되면 적정 음량 감지 신호를 상기 통신모듈(11)에 전송한다. 이에 따라, 상기 통신모듈(11)은 음량을 상기 사운드 카드(12)에 의해 감지된 적정 음량으로 조절한 후 고정하는 것이다.

물론, 상기 사운드 카드(12)의 음량을 조절한 후에 통신모듈(11)의 음량을 조절하는 대신에 상기 통신모듈(11)의 음량을 먼저 조절하고 상기 사운드 카드(12)의 음량을 나중에 조절할 수도 있다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 명세서에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10...제품
11...통신모듈
11a...증폭기
11b...AD 컨버터
11c...디지털 데이터
12...사운드 카드
12a...디지털 데이터
12b...DA 컨버터
13...제어보드
20...PC
21...통신모듈
22...사운드 카드
25...제어 프로그램

Claims

사운드 카드(12) 및 제어 프로그램(25)이 구비된 PC(20) 또는 사운드카드(12)에 해당하는 회로와 제어 프로그램이 구비된 모바일 PC 중에서 선택된 어느 하나를 이용하여 통신모듈(11)과 제어보드(13)가 구비된 제품(10)의 제어보드(13)를 제어하되,
상기 제어 프로그램(25)에 의해 생성되는 각종 제어신호가 음향 신호로 상기 제어보드(13)로 전달되고 상기 제어보드(13)에서 생성되는 각종 데이터가 음향 신호로 상기 제어 프로그램(25)에 전달되도록 하는 것을 특징으로 하되,
상기 통신모듈(11)과 사운드 카드(12) 사이에는 아날로그 신호의 전달이 이루어지며,
상기 사운드 카드(12)는 상기 제어 프로그램(25)으로부터 전달된 디지털 데이터(12a)를 아날로그 신호로 변환하는 DA 컨버터(12b)를 구비하고,
상기 통신모듈(11)은 아날로그 신호를 증폭하는 증폭기(11a)와, 증폭된 아날로그 신호를 디지털 데이터(11c)로 변환하여 제어보드(13)의 CPU가 처리할 수 있게 하는 AD 컨버터(11b)를 구비하는 것을 특징으로 하는
사운드 카드를 이용한 통신구조.
제1항에 있어서,
제어 프로그램(5)에서 명령 코드에 해당하는 음향 오디오 파일을 불러와서 제어보드(13)에 전달 하거나 RAM에 우선 저장한 후 이를 필요에 따라 제어보드(13)로 전달하도록 하는 것을 특징으로 하는 사운드 카드를 이용한 통신구조.
제1항에 있어서,
상기 제어 프로그램(25)에서는 모터 구동 신호와 보드 제어신호를 생성하여 상기 제어보드(13)로 전달하고,
상기 제어보드(13)는 센서값과 보드 상태 신호를 상기 제어 프로그램(25)으로 전달하는 것을 특징으로 하는 사운드 카드를 이용한 통신구조.
삭제
제1항에 있어서,
상기 통신모듈(11)은 제어보드(13)에서 생성된 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 DA 컨버터를 더 구비하고,
상기 사운드 카드(12)는 제어보드(13)의 통신모듈(11)로부터 전달된 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하여 제어프로그램(25)으로 전달하는 AD 컨버터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 사운드 카드를 이용한 통신구조.
제 5항에 있어서,
상기 사운드 카드(12)와 통신모듈(11) 사이의 음향 통신을 위하여 상기 사운드 카드(12)의 음량과 통신모듈(11)의 음량을 조절하여 세팅하는 것을 특징으로 하는 사운드 카드를 이용한 통신구조.
제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 프로그램(25)은 스크래치 프로그램을 포함하는 비주얼 코딩 프로그램인 것을 특징으로 하는 사운드 카드를 이용한 통신구조.