KR101885787B1 - Using mercury sensor electronic dice and operating method of same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수은 기울기 센서를 이용한 전자주사위 및 그 작동방법에 관한것이다.The present invention relates to an electronic dice using a mercury tilt sensor and a method of operating the same.
종래에 주사위를 이용하여 게임을 할 경우에는 우선, 사용자가 주사위를 던진다. 그리고 나서, 던져진 주사위의 가장 윗면에 있는 숫자나 점의 개수를 주사위 값으로 사용자가 눈으로 확인하며, 이 주사위 값을 게임이나 놀이에 적용하였다.Conventionally, when playing a game using a dice, the user first throws a die. The user then visually confirms the number of dots or points on the top of the thrown dice as a dice value and applies the dice value to the game or play.
최근에는 이러한 물리적인 주사위의 기능을 컴퓨터가 대신하여 무작위 선택기능을 제공하고 있다. 그러나 컴퓨터를 이용한 주사위 게임은 주사위를 던지는 오락효과가 제한적이므로 실제 물리적인 형태의 주사위를 던지는 행위와 컴퓨터 내에서 실행되는 소프트웨어적인 게임을 결합할 수 있는 기술에 대한 요구가 있었다.In recent years, computers have been providing random selection of these physical dice functions. However, since the computer-based dice game has a limited effect of throwing dice, there was a demand for a technique to combine the actual physical form of dice throwing and the software game played in the computer.
이러한 요구에 부응하기 위하여 종래에 물리적인 주사위 내에 전자장치를 내장시켜 주사위를 던진 후, 나오는 주사위 값을 컴퓨터와 같은 외부 전자장치로 전송할 수 있는 전자주사위가 제안되어 있다. In order to meet such a demand, an electronic dice has been proposed in which an electronic device is built in a physical dice to throw a die, and then the dice value is transferred to an external electronic device such as a computer.
예컨대 국내 공개 특허 제10-2006-0000802호,”전자 주사위 및 주사위 점이 개수 자동판별 방법 및 상기 주사위에 의해 제어되는 외부장치 제어부”의 공개 공보에는, 정육면체 형태의 물리적인 주사위 내부에 적외선 센서와, 발광장치 및 회로부를 마련한 전자 주사위가 기재되어 있다. 상기 종래기술에 의하면, 전자주사위가 어떤 바닥면에 던져질 때, 전자주사위 내부의 전자회로부는 바닥면과 가장 가까이 맞닿아 있는 주사위의 면을 찾아 주사위 윗면의 숫자나 점의 개수를 자동으로 식별하며, 이 식별된 신호를 외부로 무선전송하게 된다. 그러나 상기 종래 기술은 적외선 센서들이 정육면체 각 면에 각각 설치되어야 하는 등 구조가 복잡하고, 전원소모가 크며, 주위 환경 조건에 따라 적외선 센서의 오작동이 발생될 염려가 많다는 문제가 있었다.For example, in Korean Patent Laid-Open No. 10-2006-0000802, "Automatic Determination Method of Number of Dice and Number of Dice" and a publication of an external device control section controlled by the die, there are disclosed an infrared sensor in a cube- An electronic die having a light emitting device and a circuit portion is described. According to the related art, when the electronic dice are thrown on a certain floor surface, the electronic circuit portion inside the electronic dice automatically finds the number of dots or points on the top of the dice by finding the face of the die closest to the bottom surface , And wirelessly transmits the identified signal to the outside. However, the related art has a problem in that the infrared sensor is required to be installed on each surface of the cube, the power consumption is large, and the infrared sensor malfunctions due to environmental conditions.
따라서 본 발명이 속하는 기술분야에서는 전자 주사위 내에 내장되는 센서 및 회로부의 전력소모가 적으면서 외부 환경 조건에 상관없이 일정한 값을 검출할 수 있도록 하여야 한다는 기술적 요구가 있었다. 이러한 요구에 맞추어 질 수 있는 센서로는 움직이는 물체에 작용하는 가속도에 의해 관성력을 검출하는 관성 센서(inertial sensor) 또는 단위 시간당 속도의 변화를 검출하는 가속도 센서가 알려져 있다. 이들 센서는 최근 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 기술이 적용되어 소형화 및 저소비 전력화되고 있으며, 다축 센서로서 개발되고 있어 전자주사위에 적용될 수 있는 최적의 조건을 가지고 있다.Accordingly, there is a technical need in the art to detect a constant value regardless of external environmental conditions while reducing the power consumption of the sensor and the circuit part embedded in the electronic dice. As an example of a sensor that can be adapted to such a demand, there is known an inertial sensor for detecting an inertial force by an acceleration acting on a moving object, or an acceleration sensor for detecting a change in velocity per unit time. Recently, MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology has been applied to miniaturization and low power consumption of these sensors, and it is developed as a multi - axis sensor and has optimal conditions applicable to electronic dice.
그런데 이러한 관성 또는 가속도 센서는 감지 감도가 너무나 좋기 때문에, 예를 들어, 물체를 사용자가 손으로 잡고 있는 경우에 미세한 손떨림과 같은 움직임 까지도 감지되어 오히려 오작동되는 문제가 있었다. 이러한 문제를 회로 내에서 소프트웨어적인 보정방식으로 해결하려는 기술의 예가 국내등록특허 제10-0940095호 “포인터 이동값 계산장치, 포인터 이동값 보정방법 및 자세각도 변화량 보정방법, 이를 사용하는 3차원 포인팅 디바이스”의 등록 공보에 기록되어 있다.However, such an inertia or acceleration sensor has a very good detection sensitivity. For example, when an object is held by a user with a hand, a movement such as a slight motion is detected, and thus, a malfunction occurs. An example of a technique for solving such a problem with a software correction method in a circuit is disclosed in Korean Patent No. 10-0940095 entitled " pointer movement value calculation device, pointer movement value correction method, and attitude angle variation correction method, &Quot; is registered in the registration bulletin.
이에 따르면 포인터의 기울기를 검출하는 센서의 감지 값을 프로세서에 의해 실행되는 특정 알고리즘에 따라 보정함으로써 미세한 손떨림과 같은 불필요한 감지값에 의해 오차가 누적되어 오작동되는 것을 방지할 수 있었다.According to this, the detection value of the sensor for detecting the inclination of the pointer is corrected according to the specific algorithm executed by the processor, so that it is possible to prevent the error from accumulating due to unnecessary detection values such as minute hand jiggling.
그러나 포인터를 잡고 있는 손의 미세한 손떨림을 보정하는 종래 기술은 손으로 잡은 주사위를 던지는 경우에 적용하기에는 무리가 있으므로 위 기술을 그대로 전자 주사위에 대해 적용하기는 어렵고, 던져진 주사위 움직임에 적합한 새로운 알고리즘이 필요하다. However, it is difficult to apply the above technique to the electronic dice as it is difficult to apply to the case of throwing a hand-held dice, since a conventional technique for correcting a minute hand motion of a hand holding a pointer is difficult, Do.
이에 종래기술에서는 예의 연구를 거듭한 결과, 주사위의 움직임을 검출하고 검출된 값에 기초하여 주사위 값을 결정하며 결정된 주사위 값을 외부장치에 송신하는 방식의 전자주사위에 있어서 소형화 및 저전력화 소자로 된 가속도 센서를 이용하여 구성된 전자주사위의 움직임에 적합하게 주사위 값을 결정할 수 있는 새로운 알고리즘을 개발할 수 있었다.Therefore, as a result of intensive researches in the prior art, it has been found that, in the electronic dice in which the movement of the dice is detected, the die value is determined based on the detected value, and the determined die value is transmitted to the external device, We could develop a new algorithm that can determine the dice value suitable for the movement of the electronic dice constructed using the acceleration sensor.
하지만 이러한 방법에 의하더라도 가속도 센서 또는 자이로센서 등을 사용하는 방법은 반응 속도가 느리거나 오차가 누적되어 부정확한 값이 측정되는 문제가 있어 다양한 컨텐츠에 활용하기 어려운 문제가 있었다.However, even in such a method, there is a problem that an acceleration sensor or a gyro sensor is used, because the reaction speed is slow or the error is accumulated and an inaccurate value is measured.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 반응 자체가 즉각적이고, 원리적으로 용이한 수은 기울기 센서(아두이노 센서)를 사용하여 작동하는 주사위를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a dice which operates using a mercury tilt sensor (Arduino sensor) which is immediate and which is easy in principle.
또한 기본적으로 수은 기울기 센서를 사용하여 교육용 키트로 사용하기 위해서는 이와 같은 수은 기울기 센서가 작동하여 전자 주사위에서 발생한 숫자에 대한 정보를 전송하고 이를 제어하는 방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.In addition, the mercury tilt sensor is basically used as a training kit using a mercury tilt sensor. Another purpose of the mercury tilt sensor is to transmit and control information about numbers generated on the electronic dice.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 수은 기울기센서를 이용한 전자 주사위는, 주사위를 굴리는 동작 중에 발생할 수 있는 외부의 진동과 충격을 흡수할 수 있는 지지대;와 상기 지지대를 덮으면서 주사위의 외부 디자인과 내부에 들어 있는 전자 소자들을 보호하는 외관면;과 상기 외관면과 지지대 사이의 주사위의 꼭지점에 45도 기울어진 각도로 배치되는 수은 기울기 센서;와, 상기 수은 기울기 센서에서의 신호를 외부로 전송하는 불루투스 송수신수단; 상기 6개의 외관면 중에서 어느 하나는 배터리를 충전할 수 있는 USB(Universal Serial Bus, MicroB 타입 안드로이드핸드폰 충전용) 포트;를 포함하고, 상기 전자주사위에 전원을 공급할 수 있는 리튬 이온배터리( Lithium Ion Battery); 상기 전자주사위의 동작을 제어할 수 있는 PCB(Printed Circuit Board)기판; 및 상기 수은 기울기 센서로 측정된 이진데이터를 데이터 음성으로 출력하는 블루투스 스피커; 는 전자주사위의 무게 중심을 맞추기 위해 정중앙에 배치되고, 상기 수은 기울기 센서는 상기 전자주사위의 꼭지점 중에서 상측에 형성된 꼭지점면에 배치되는 경우, 상기 꼭지점면의 하측부에 전기적으로 접속된 전극 연결단자;를 통해서 1이라는 이진데이터를 출력하고, 상기 주사위의 상측면을 구성하는 4개의 꼭지점면의 수은 기울기 센서가 네 가지 이진신호를 산출하고 블루투스 연결이 정상적으로 이루어지는 경우 ConnectThread 클래스를 생성하고 블루투스 송수신 수단과 안드로이드 기기가 소켓통신을 통해 마이크로 들어오는 PCM(Pulse Code Modulation) 데이터를 전송할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electronic dice using a mercury tilt sensor, comprising: a support capable of absorbing external vibrations and shocks that may occur during a rolling operation of a die; A mercury tilt sensor disposed at an angle of 45 degrees with respect to an apex of a die between the outer surface and the support to protect the outer design of the dice and the electronic elements contained therein, To the outside; One of the six outer surfaces includes a USB (Universal Serial Bus) port for charging a battery, and a Lithium Ion Battery ); A PCB (Printed Circuit Board) substrate for controlling the operation of the electronic die; And a Bluetooth speaker for outputting binary data measured by the mercury tilt sensor as data voice; An electrode connection terminal electrically connected to a lower portion of the vertex surface when the mercury tilt sensor is disposed on a vertex surface formed on the upper side of the vertexes of the electronic dice; And a mercury tilt sensor of the four vertexes constituting the upper surface of the die calculates four binary signals. When the Bluetooth connection is normally performed, the ConnectThread class is generated, and the Bluetooth transmitting / receiving means and the Android The device can transmit Pulse Code Modulation (PCM) data that comes in via a socket communication.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 6개의 외관면은 4개의 양 가장 자리에 빗면이 형성되고, 상기 빗면은 상기 전자주사위의 8개의 꼭지점면에 대한 하나의 선이 되고, 상기 꼭지점면에는 평행하게 수은 기울기 센서가 배치되며, 상기 주사위를 굴렸을 때, 상측을 구성하는 면에 대해서는 수은 기울기 센서가 ON상태가 되고, 하측에 배치되는 4개의 꼭지점면에 대해서는 수은 기울기 센서가 OFF상태가 되어 예를 들면 상기 상측에 배치된 제1 내지 4꼭지점면에 배치된 수은 기울기 센서에 대한 신호인 1과 상기 하측에 배치된 제5내지 8꼭지점면에 배치된 수은 기울기 센서가 OFF상태인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the six external planes are formed with oblique faces at four edges, the oblique faces are one line with respect to the eight vertexes of the electronic die, and the vertex planes are parallel When the die is rolled, the mercury tilt sensor is turned ON for the surface constituting the upper side, and the mercury tilt sensor is turned OFF for the four vertex surfaces disposed at the lower side, For example, the mercury tilt sensor disposed at the first to fourth vertexes disposed at the lower side and the signal 1 for the mercury tilt sensor disposed at the first to fourth vertexes disposed at the upper side may be in the OFF state.
본 발명의 일 실 시예에 따른 수은 기울기 센서를 이용한 전자주사위의 작동 방법에 있어서, 수은 기울기 센서를 이용한 전자주사위에 내재되어 있는 블루투스 송수신수단을 연결하고, 블루투스 통신을 위한 소프트웨어 시리얼 라이브러리(software serial library)를 불러오고, 상기 블루투스 통신으로 수신받은 데이터를 버퍼에 저장하고 이 저장된 데이터에 따라 if/else문 등으로 구성된 소스코드를 업로드하면 전자주사위(100)로부터 데이터를 송수신할 수 있는 상태 를 준비하는 단계(s110);와, 전자주사위(100)에 장착된 블루투스 송수신 수단과 근거리 무선통신을 수행할 수 있는 휴대용 단말을 페어링하는 단계 (s120);와 수은 기울기 센서를 이용한 전자주사위의 블루투스 송수신수단이 HeadSetServiceClass UUID를 통해 소켓을 생성하고, 블루투스 연결하는 단계(s130); 및 ConnectThread 클래스를 생성하여 전자주사위(100)의 블루투스 송수신부와 안드로이드 기기가 소켓 통신을 통해 마이크로 들어오는 PCM 데이터를 전송하는 단계(s140)를 포함하는 것일 수 있다.A method of operating an electronic dice using a mercury tilt sensor according to an embodiment of the present invention includes connecting a Bluetooth transmitting and receiving means embedded in an electronic die using a mercury tilt sensor and transmitting a software serial library ), Stores data received through the Bluetooth communication in a buffer, and uploads a source code including an if / else statement according to the stored data, thereby preparing a state capable of transmitting and receiving data from the electronic die 100 (S120) of pairing the Bluetooth transmitting / receiving means mounted on the
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 블루투스 송수신 수단으로 전송받은 데이터는, 상기 전자주사위의 8개의 꼭지점면에 장착된 수은 기울기 센서를 통해서 측정된 0 또는 1의 이진데이터 8개이고 상기 이진 데이터로부터 주사위의 숫자인 1-6까지의 수인 것일 수 있다.In the embodiment of the present invention, the data transmitted to the Bluetooth transmitting / receiving means includes eight binary data of 0 or 1 measured through a mercury tilt sensor mounted on eight vertexes of the electronic dice, It can be a number up to the number 1-6.
상술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 반응 속도가 즉각적인 수은 기울기 센서를 활용하여 전자주사위의 사용에 따른 정확도를 향상시킬 수 있고 교육용 프로그램이나, 게임용 프로그램 개발에 활용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention having the above-described structure, the accuracy of the reaction using the electronic dice can be improved by utilizing an instantaneous mercury tilt sensor, and it can be utilized in the development of educational programs and game programs.
또한 본 발명에 따른 수은 기울기 센서를 이용한 전자주사위의 작동방법에 따르면 안정적인 위치인 꼭지점면에 수은 기울기 센서를 배치하고 작동상태를 블루투스를 통해서 연결하여 자체적인 효과음을 제작하거나 휴대용 단말의 효과음을 재생하는 등에 이용하는 작업에 이용할 수 있고 6면체 이외의 8면체 또는 12면체 같은 다면을 갖는 주사위에 적용할 수 있는 기반이 될 수 있다. Further, according to the method of operating the electronic dice using the mercury tilt sensor according to the present invention, the mercury tilt sensor is disposed on the vertex surface at a stable position, the operation state is connected through the Bluetooth to produce its own effect sound, And can be applied to a die having a multi-sided surface such as an octahedron or a dodecahedron other than a hexahedron.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수은 기울기 센서를 이용한 전자주사위의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수은 기울기 센서를 이용한 전자 주사위를 구성하는 PCB 기판(40)을 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수은 기울기 센서를 이용한 전자주사위의 수은 기울기 센서를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수은 기울기 센서를 이용한 전자 주사위의 전개도를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수은 기울기 센서를 이용한 전자주사위의 외관을 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수은 기울기 센서를 이용한 전자주사위의 작동방법을 모식적으로 보여주는 블록도이다.1 is an exploded perspective view of an electronic dice using a mercury tilt sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a
3 is a view showing a mercury tilt sensor of an electronic die using a mercury tilt sensor according to an embodiment of the present invention.
4 is a developed view of an electronic die using a mercury tilt sensor according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing an appearance of an electronic dice using a mercury tilt sensor according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram schematically illustrating an operation method of an electronic dice using a mercury tilt sensor according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고, "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not necessarily the case that it is "directly connected", but also includes the case where it is "indirectly connected" do. Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수은 기울기 센서를 이용한 전자주사위에 대한 특성에 대하여 논의한다.Hereinafter, characteristics of an electronic dice using a mercury tilt sensor according to a preferred embodiment of the present invention will be discussed with reference to the accompanying drawings.
수은 기울기 센서(200)를 이용한 전자주사위(100)의 핵심은 블루투스와 스피커(50) 그리고 데이터를 인식하는 S/W 기술이라 할 수 있다. 현재 블루투스를 이용한 스피커(50)는 이미 세계적으로 생산을 하므로 경쟁력이 없다. 이러한 상황에서 아날로그와 디지털을 함께 갖춘 제품의 경우에는 새로운 교육용 제품으로 경쟁력을 확보할 수 있다. 이러한 시대적 요구에 부응하여 기존의 블루투스 시장을 넘어 영유아의 오감발달을 위한 교육 시스템으로의 새로운 패러다임으로의 전환이 필요한 시대라고 할 수 있다.The core of the
이와 같이 수은 기울기 센서(200)를 이용한 전자주사위(100)는, 주사위(100)를 굴리는 동작 중에 발생할 수 있는 외부의 진동과 충격을 흡수할 수 있는 지지대(10); 상기 지지대(10)를 덮으면서 주사위(100)의 외부 디자인과 상기 주사위 내부에 들어 있는 전자 소자들을 보호하는 외관면(20); 상기 외관면(20)과 지지대(10) 사이의 주사위(100)의 꼭지점에 45도 기울어진 각도로 배치되는 수은 기울기 센서(200); 상기 수은 기울기 센서(200)에서의 신호를 외부로 전송하는 블루투스 송수신수단;과 상기 6개의 외관면(20) 중에서 어느 한 면에는 배터리(30)를 충전할 수 있는 USB(Universal Serial Bus, MicroB 타입 안드로이드핸드폰 충전용) 포트(25)가 장착되고, 상기 전자주사위(100)에 전원을 공급할 수 있는 리튬 이온배터리( Lithium Ion Battery)(30);와, 상기 전자주사위(100)의 동작을 제어할 수 있는 PCB(Printed Circuit Board)기판(40);과, 상기 수은 기울기 센서(200)로 측정된 이진데이터를 데이터 음성으로 출력하는 블루투스 스피커(50);는 주사위(100)의 무게 중심을 맞추기 위해 정중앙에 배치되고,상기 수은 기울기 센서(200)는 상기 전자주사위(100)의 꼭지점 중에서 상측에 형성된 모서리에 배치되는 경우에는 중력에 의해서 상기 꼭지점의 하측선에 전기적으로 연결된 단자를 통해서 전기적으로 접속하여 1 이라는 이진데이터를 출력하고, 상기 주사위의 상측면을 구성하는 4개의 꼭지점의 수은 기울기 센서(200)가 네 가지 이진신호를 산출하고 블루투스 연결이 정상적으로 이루어지는 경우 ConnectThread 클래스를 생성하고 블루투스 송수신 수단과 안드로이드 기기가 소켓통신을 통해 마이크로 들어오는 PCM(Pulse Code Modulation) 데이터를 전송할 수 있는 것일 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 전자주사위는 메모리부와 송수신수단을 포함할 수 있다. 상기 메모리부(미도시)는 수은 기울기 센서(200)에 의하여 감지된 데이터를 저장하며, 제어부가 동작하는 데 필요한 소프트웨어 명령 들을 저장할 수 있다.The electronic dice according to an embodiment of the present invention may include a memory unit and transmitting and receiving means. The memory unit (not shown) stores data sensed by the
송수신수단은, 유선, 또는 블루투스(Bluetooth), 무선 USB(Wireless Universal Serial Bus), 지그비(zigbee), IrDA(Infrared Data Association), Nordic, 또는 SimliciTi 등을 이용한 근거리 무선 통신으로 외부장치와 통신가능한 통신수단일 수 있다. 송수신부의 무선 통신에서 이용되는 통신프로토콜로는 예를 들어, BT/Nordic/SimliciTi 등의 통신 프로토콜을 사용할 수 있다. 한편 본 발명에서 사용할 수 있는 근거리 무선통신장치 및/또는 통신 프로토콜은 전술한 것에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명이 속하는 기술분야에서 사용되는 다양한 근거리 무선 통신장치 및/또는 통신 프로토콜을 본 발명에 적용할 수 있음은 자명할 것이다The transmitting and receiving means is a communication capable of communicating with an external device by a short distance wireless communication using a wired or Bluetooth, a wireless universal serial bus (USB), a zigbee, an IrDA (Infrared Data Association), a Nordic or a SimliciTi Lt; / RTI > For example, a communication protocol such as BT / Nordic / SimliciTi may be used as the communication protocol used in the wireless communication of the transmission / reception unit. It should be noted that the short-range wireless communication apparatus and / or communication protocol that can be used in the present invention are not limited to the above-described ones, and those skilled in the art will appreciate that various short-range wireless communication apparatuses and / It will be obvious that it can be applied
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수은 기울기 센서를 이용한 전자 주사위를 구성하는 PCB 기판(40)을 보여주는 사시도이다.2 is a perspective view showing a
도 2를 참조하면, 상기 PCB기판(40)은 4층 레이어(layer)의 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 PCB기판(40)에서 메인 회로는 초록색선으로 표시되어 있으며, 이와 같은 메인 회로 이외에 USB포트(25), 블루투스 스피커(50), 배터리(30) 등 원활한 회로의 구동을 위해 각 레이어(layer)에 회로가 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2, the
도 2에서 스피커 단자(50)는 모바일과 블루투스 연동으로 수신받은 데이터를 스피커(50)로 출력하기 위한 것일 수 있다.In FIG. 2, the
PCB기판(40)에는, 배터리(30), 예를 들면 리튬 이온 배터리와 같은 충전 가능한 2차 전지가 배치될 수 있다. USB 포트(25)는 MicroB 방식으로 충전을 진행할 수 있다. 상기 MicroB 방식의 충전은 리튬 이온 전지에 사용되는 안드로이드 제품에 많이 사용된다고 알려져 있다.On the
본 발명에 사용되는 리튬이온배터리(30)는 다음과 같은 충전 알고리즘을 가지고 있다고 알려져 있다. 즉 세류 충전(1단계), 정전류충전(2단계), 정전압충전(3단계), 충전종료(4단계)의 4가지이다. 전류 충전은 상당 수준으로 소모된 셀에 전하를 복원하는 데 사용된다. 셀전압이 3V미만인 경우, 이셀은 최대 0.1C의 정전류로 충전된다(1단계). It is known that the
셀전압이 전류 충전 임계치 이상으로 올라오면, 정전류 충전을 수행하기 위해 충전 전류가 상승하게 된다. 정전류 충전은 0.2C~1.0C 범위에서 수행될 수 있다. 정전류는 반드시 정확할 필요는 없으며 반정전류도 허용된다. 선형 충전에서는 많은 경우 패스트랜지스터의 열발산을 최소화하기 위해 셀 전압 상승에 따라 전류가 높아진다.When the cell voltage rises above the current charging threshold, the charging current rises to perform constant current charging. Constant current charging can be performed in the range of 0.2C to 1.0C. Constant current is not necessarily accurate and half-current is allowed. In linear charging, in many cases, the current increases with cell voltage rise to minimize the heat dissipation of the pass transistor.
1C를 초과하는 전류를 충전할 때에는, 전체적인 충전 주기를 단축시키지 못하며 지양하는 것이 바람직하다. 높은 전류로 충전할 경우 전극 반응의 과전압과 셀 내부 저항의 전압증가로 인해 전압이 더 빠르게 상승한다. 정전류 단계에 소요되는 시간은 짧아지지만, 정전압 단계에 소요되는 시간이 이에 비례하여 증가하므로, 전체적인 충전 주기는 단축되지 않는다(2단계).When charging a current exceeding 1C, it is preferable not to shorten the overall charging period and to avoid the current. When charged with a high current, the voltage rises faster due to the overvoltage of the electrode reaction and the voltage increase in the cell internal resistance. Although the time required for the constant current step is shortened, the time required for the constant voltage step increases proportionally, so that the overall charge period is not shortened (step 2).
셀 전압이 4.2V 에 이르면, 정전류 충전이 끝나고 정전압 충전이 이루어진다. 최대한의 성능을 보장하기 위해서는 전압 조정 공차가 +1% 보다 우수하다(3단계).When the cell voltage reaches 4.2 V, constant current charging is completed and constant voltage charging is performed. To ensure maximum performance, the voltage regulation tolerance is better than + 1% (Step 3).
니켈 기반 배터리와 달리 리튬이온 배터리에서는 세류 충전 자속이 바람직하지 않을 수 있다. 세류 충전을 지속할 경우, 금속성 리튬의 도금 현상을 유발하여 배터리 상태가 불안정하게 되고, 그 결과 갑작스러운 자동해체가 일어난다.(4단계).Unlike nickel-based batteries, trickle-charged magnetic fluxes may not be desirable in lithium-ion batteries. If the trickle charge is continued, the lithium metal plating phenomenon is caused to cause the battery state to become unstable, resulting in sudden automatic disassembly (step 4).
이와 같은 과정을 통해서 본원발명에서 사용되는 리튬이온전지, 즉 2차 전지의 충전과정은 진행될 수 있다.Through the above process, the charging process of the lithium ion battery, i.e., the secondary battery, used in the present invention can be performed.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수은 기울기 센서를 이용한 전자주사위의 수은 기울기 센서를 보여주는 도면이다.3 is a view showing a mercury tilt sensor of an electronic die using a mercury tilt sensor according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 수은 기울기 센서(200)는 케이스(도면번호 미부여)와 상기 케이스 안에 내장되어 있는 수은(210), 및 전극 연결단자(220)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
상기 수은 기울기 센서(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 케이스 안에 전기 전도성이 있는 수은이 유동할 수 있는 상태로 내장될 수 있고, 상기 내장된 수은(210)에 대하여 케이스 안에서 어느 일측으로 연결된 전극 연결단자(220)의 배치 상태에 따라 도전 상태(ON)과 개방 상태(OFF)가 결정된다.As shown in FIG. 3, the
하지만 전에 상술한 바와 같이, 상기 수은 기울기 센서(200)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자주사위(100)의 꼭지점에 배치되어 있다. 따라서 상기 수은 기울기센서(200)는 상기 전자주사위(100)의 각 외관면(20)에 대해서, 45도의 각도가 기울어진 상태로 배치되고, 상기 수은 기울기 센서(200)가 배치되는 꼭지점면 역시 상기 외관면(20)에 대해서 45도의 각도를 이루게 된다.However, as described above, the
상기 수은 기울기 센서(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 모서리 부분이 라운딩된 원기둥의 형태를 이루고 있기 때문에 꼭지점면의 내부에 안착되게 된다.As shown in FIG. 3, the
또한 상기 꼭지점면은 상기 전자주사위(100)의 외관면(20)의 모서리에 배치되어 있어서, 상기 외관면(20)이 상기 지지대(10)에 결합되어 있는 상태를 보강하여 면의 강도를 높이는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 상기 전자주사위(100)가 각진 모서리를 갖는 정육면체일 경우, 모서리 부분이 파손되거나 하는 현상이 발생할 수 있지만 본원 발명과 같이, 꼭지점면(즉 빗면)을 주는 경우 전자 주사위 를 제품화하였을 때 강도 향상에 기여할 수 있다.The vertex surface is disposed at an edge of the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수은 기울기 센서를 이용한 전자 주사위의 전개도를 보여주는 도면이다.4 is a developed view of an electronic die using a mercury tilt sensor according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 전자 주사위(100)는 총 6면으로 구성될 수 있다. 상기 총 6개의 외관면(20)은 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 외관면(20)에 대해서 주사위의 수에 해당하는 숫자가 표시될 수 있다.Referring to FIG. 4, the
상기 숫자들의 배치는 임의로 구성할 수 있지만 서술의 편의를 위해 대응되는 외관면(20)(여기서 대응되는 외관면이라 함은 어느 하나의 면에 대하여 그 반대편에 위치하는 외관면을 가리킨다. 즉 상기 전자주사위를 굴린다고 하였을 때, 숫자로 나타나는 면에 대해서 바닥면에 맞닿도록 배치되는 면이 반대되는 면을 가리킨다. 이와 같이 서로 반대되는 면에 배치되는 숫자는 전자주사위가 배열된 전개도인 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 숫자의 합이 7이 되도록 배치될 수 있다. 즉 1에 대응하는 외관면(20)에는 6이 배치되고, 2에 대응하는 외관면(20)에는 5가 배치되고, 3에 대응하는 외관면(20)에는 4가 배치될 수 있다.The arrangement of the numbers may be arbitrarily configured, but for convenience of description, the corresponding outer surface 20 (the corresponding outer surface refers to the outer surface located on the opposite side with respect to any one of the surfaces, 4, which is an exploded view in which the electronic dice are arranged, the numbers arranged on the opposite sides are referred to as " As can be understood, the sum of the numbers can be arranged to be 7. In other words, 6 is arranged on the
이와 같이 전자주사위(100)의 외관에 대하여 6개의 외관면(20)을 갖추고, 각각의 외관면(20)의 사이 사이에 꼭지점면(21, 22, 23, 24, 26, 27, 28, 29)를 배치하는 경우, 외관면(20)의 강도를 향상시킬 수 있다. 전술한 바와 같이 외관면(20)이 정사각형일 경우, 지지대(10)와 맞닿는 면이 4개이지만, 본 발명의 일 실시예와 같이 빗면(여기서 빗면은 꼭지점면(21, 22, 23, 24, 26, 27, 28,29)을 형성하기 위한 면을 지칭한다.)을 주었을 경우, 맞닿는 면이 8개이므로, 제품의 강도에서 유리할 수 있다.As described above, the
6개의 면 중에서 1번 숫자가 배치되는 면에는 배터리(30)를 충전할 수 있는 면에는 USB 포트(25)가 배치될 수 있다. 상기 USB 포트(25)는 USB micro b 타입(안드로이드 핸드폰 충전용) 포트가 장착될 수 있다.A
상기 전자주사위(100)의 무게 중심을 맞추기 위해 배터리,(30), PCB 기판(40), 스피커(50)는 전자주사위(100) 내부의 정중앙에 배치될 수 있다. The
여기서는 전자주사위(100)의 꼭지점면(21, 22, 23, 24, 26, 27, 28, 29)을 이용해서 주사위(100)에서 읽힌 숫자를 전송하는 방식에 대해서 논의한다. Here, a method of transmitting numerals read from the
상기 주사위의 꼭지점면(21, 22, 23, 24)는 숫자 1이 주사위(100)를 굴렸을 때 상측면에 등장하는 꼭지점면(21, 22, 23, 24)을 지칭할 수 있다. 물론 상기 꼭지점면(21 ,22, 23, 24, 26, 27, 28, 29)들은 주사위의 회전에 따라 위치가 상측 꼭지점면에서 하측 꼭지점면으로 변동될 수 있다. The vertex surfaces 21, 22, 23 and 24 of the die may refer to the vertex surfaces 21, 22, 23 and 24 appearing on the upper surface when the number 1 is rolled on the
다만 상기 꼭지점면 중에서 제1꼭지점면(21)과 제7꼭지점면(28)은 대응하는 위치라고 할 수 있고 제1 꼭지점면(21)이 ON상태라고 한다면, 제7꼭지점면(28)은 반드시 OFF상태이어야 한다. 그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 수은 기울기 센서를 이용한 전자주사위(100)의 경우에는 4개의 꼭지점면에 대한 신호로 전자주사위(100)가 나타내는 숫자를 알 수 있다. 이를 순열 조합에서 따지면 4C2=6라고 할 수 있다. The
본 발명의 일 실시예에 따른 수은 기울기 센서를 이용한 전자주사위의 작동방법은 이하와 같다.A method of operating the electronic dice using the mercury tilt sensor according to an embodiment of the present invention is as follows.
본 발명의 일 실시예에 따른 수은 기울기 센서를 이용한 전자주사위에서, 상기 6개의 외관면(20)은 4개의 양 가장 자리에 빗면(20A)이 형성되고, 상기 빗면(20A)은 상기 전자주사위(100)의 8개의 꼭지점면(21, 22, 23, 24, 26, 27, 28, 29)에 대한 하나의 선이 되고, 상기 꼭지점면(21, 22, 23, 24, 26, 27, 28, 29)에는 평행하게 수은 기울기 센서가 배치될 수 있다. In the electronic dice using the mercury tilt sensor according to the embodiment of the present invention, the six
그리고 상기 주사위(100)를 굴렸을 때, 상기 주사위(100)가 멈추고 상측을 구성하는 면에 대해서는 수은 기울기 센서(200)가 ON상태가 될 수 있다. 즉 상기 수은 기울기 센서(200)에 배치되어 있는 수은(210)이 전극연결단자(220)와 전기적으로 접속된 상태일 수있다. 그리고, 하측에 배치되는 4개의 꼭지점면에 대해서는 수은 기울기 센서(200)가 OFF상태가 될 수 있다. When the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수은 기울기 센서를 이용한 전자주사위의 외관을 보여주는 사시도이다.5 is a perspective view showing an appearance of an electronic dice using a mercury tilt sensor according to an embodiment of the present invention.
예를 들면 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 상측에 배치된 제1 내지 4꼭지점면(21, 22, 23, 24)에 배치된 수은 기울기 센서(200)에 대한 신호인 1과 상기 하측에 배치된 제5내지 8꼭지점면(26, 27, 28, 29)에배치된 수은 기울기 센서(200)가 OFF상태인 것일 수 있다. 이와 같은 방식으로 8개의 꼭지점면(21, 22, 23, 24, 26, 27, 28, 29)에 배치된 수은 기울기 센서(200)에 대한 신호가 획득되면 상기 신호를 블루투스 통신을 통해서 연동되도록 구성되어 있는 휴대용 단말로 전송하는 절차를 진행할 수 있다. For example, as shown in FIG. 5, a signal 1 for the
본 발명의 일 실시예에 따른 수은 기울기 센서(2000를 이용한 전자주사위(100)의 경우에는, 반드시 4개의 수은 기울기 센서(200)가 ON상태가 되고, 4개의 수은 기울기 센서(200)는 OFF상태일 수 있다. 즉, 꼭지점면 중에서 상측에 있는 꼭지점면은 ON상태가 되고, 하측에 있는 꼭지점면은 OFF상태가 될 수 있다. The four
물론 이때 신호 전송은 8개의 신호에 대한 전송이 이루어질 수 있다. Of course, at this time, the signal transmission can be performed for eight signals.
예를 들면 주사위의 숫자가 1이 되는 경우 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 내지 4꼭지점면(21, 22, 23, 24)에 배치되는 수은 기울기 센서(200)는 ON상태가 되고 상기 제1 내지 8꼭지점면에 대한 이진신호는 (1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0)의 형태가 될 수 있다. 물론 이는 예시적인 설명이지만 1이외의 다른 숫자에 대해서도 동일하게 적용될 수 있음은 당업자의 입장에서 자명한 사항이므로 자세한 설명은 생략한다.For example, when the number of dice is 1, as shown in FIG. 5, the
인터넷이 폭발적으로 성장하던 90년대 말과 2000년대에는 가상 현실이라는 단어가 자주 사용되었다. 분자적, 물리적 구조 위에서 동작하던 서비스와 정보들이 인터넷으로 이식되면서 비트계 기반한 정보 네트워크의 중요성이 커진 결과가 된다.In the late 1990s and 2000s when the Internet grew explosively, the word virtual reality was often used. Molecular and Physical Structure As the services and information that were operated on the internet are ported to the Internet, the importance of bit-based information network becomes bigger.
하지만 가상 현실 시절의 정보들은 아직 공간에 한정되었다. 고전적인 유선통신망이 제공되는 사무실이나 집이라는 공간에서만 접속이 가능한 네트워크였기 때문에 아직은 데스크탑-pc시대였다고 할 수 있다. But the information of the time of virtual reality was still limited to space. It was still in the desktop-pc era because it was a network that could only be accessed in the office or home space provided with the classic wired network.
2000년대 초반에도 사람들이 주머니엔 휴대폰이란 게 있고, 일부 얼리 어뎁터들은 PDA(Personal Display Assistant, 개인 정보 단말기)란 기기를 적극 활용하기도 하였다. 현재의 스마트 폰이란게 그 시절에도 2개의 기기로 나뉘어 존재했다고 볼 수 있다.In the early 2000s, people also had mobile phones in their pockets and some early adopters actively used PDAs (Personal Display Assistants). The current smartphone was divided into two devices in those days.
근래 들어 사물인터넷(Internet of Things)라는 단어가 흔히 사용되는 것도 이런 맥락에서 이해될 수 있다. 즉 사물 인터넷은 유비쿼터스의 또 다른 이름이며 실행 가능해 보이는 조각들로 이해할 수 있다.In recent years, the term Internet of Things is often used. In other words, the Internet of things is another name for ubiquitous and can be understood as pieces that seem viable.
사물인터넷은 모바일이라는 유산을 전승받으면서 스마트 폰이라는 사물 안에 인터넷은 사람들의 일상 생활까지 침투해서 정보들을 수집하고, 새로운 서비스를 만들어 주었다. 이러한 트랜드에 발맞추어 임베디드 장치들은 더욱 소형화되었고, 저전력으로 동작하며 스마트폰을 허브로 인터넷 연결통로도 갖추게 되었다. Though the Internet is inherited from the legacy of mobile, the Internet has penetrated people's everyday lives, gathering information, and creating new services. In keeping with these trends, embedded devices have become smaller, have lower power consumption, and have a smartphone as a hub for connecting to the Internet.
정보네트워크는 스마트폰이 놓여지는 손바닥이라는 제약을 벗어나 스며들 준비가 된 것처럼 보일 수 있다. The information network may appear to be ready to infiltrate the constraint of the palm of the handset.
본 발명의 일 실시예에 따른 수은 기울기 센서(200)를 이용한 전자주사위(100)의 경우에는, 아날로그(전자주사위)와 디지털(어플리케이션)을 연동하는 방법으로 영유아를 위한 새로운 교육 패러다임을 제공하는 관점을 두고 있다. 제품을 만지고 보고 듣고 느낄 수 있는 시스템으로 오감 발달 향상에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.In the case of the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수은 기울기 센서를 이용한 전자주사위의 작동방법을 모식적으로 보여주는 블록도이다.6 is a block diagram schematically illustrating an operation method of an electronic dice using a mercury tilt sensor according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 수은 기울기 센서(200)는 전술한 바와 같이 신속하게 데이터를 출력하며, 전기적으로 접속된 PCB 기판(40)으로부터 블루투스 스피커(50)를 통해서 음성을 출력하는 동시에 블루투스를 통해 휴대용 단말(본 발명에서는 스마트폰으로 표기) 어플리케이션으로 PCM(Pulse Code Modulation)으로 데이터를 전송할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
상기 어플리케이션은 데이터 값을 전송받아 S/W기능을 수행하여 데이터 값을 LCD 등의 모니터 등의 디스플레이를 통해서 출력할 수 있다. 여기에는 서버(미도시)와 연동하도록 구성될 수 있다. The application receives the data value and performs the S / W function to output the data value through a display such as a LCD monitor. It may be configured to work with a server (not shown).
즉 상기 서버는 교육용 콘텐츠, 무료의 클래식 음원을 스트리밍 형태로 제공할 수 있다. 이후 다양한 교육용 콘텐츠를 사용자 편의 입장에서 부가해서 데이터베이스(DB) 기능으로 사용할 수 있다.That is, the server can provide education contents and free classical sound sources in a streaming form. Various educational contents can be added as a database (DB) function by adding them from the user's viewpoint.
블루투스(Bluetooth)는 2.4GHz 무선링크를 통해 데이터를 주고 받기 위한 표준이다. 블루투스는 보안 프로토콜이며, 단거리, 저전력, 저비용으로 장치들을 무선으로 연결할 수 있다.Bluetooth is a standard for sending and receiving data over a 2.4 GHz radio link. Bluetooth is a security protocol that allows devices to be connected wirelessly over short distances, low power, and low cost.
근래에는 많은 장치들이 무선으로 연결되고 있으며, 블루투스가 차지하는 비중이 점차적으로 증가하고 있다. 이와 같은 블루투스가 적용될 수 있는 분야로는 헤드셋(headset), 비디오 게임 컨트롤러(Video Game Controller), 키보드(keyboard), MP3 플레이어, 전자주사위 등 많은 분야에 적용할 수 있다.In recent years, many devices are connected wirelessly, and the proportion of Bluetooth is gradually increasing. Bluetooth can be applied to many fields such as a headset, a video game controller, a keyboard, an MP3 player, and an electronic dice.
특히 100m 이내의 단거리에서 상대적으로 작은 데이터를 주고 받는 통신 프로토콜로서 유선 통신인 시리얼 통신 인터페이스(serial communication interfaces)를 무선으로 대체할 수 있다.Especially, it is possible to wirelessly replace serial communication interfaces, which are wired communication, as a communication protocol for exchanging relatively small data in a short distance of 100m or less.
이러한 블루투스는 지그비(Zigbee), 와이파이(Wifi) 등과 동일한 주파수 대역인 RF(Radio Frequency) 대역에서 작동한다. 이를 위해 블루투스는, 다른 프로토콜과 분리되어 동작할 수 있도록 표준이 만들어져 있다.Such Bluetooth operates in the RF (Radio Frequency) band, which is the same frequency band as Zigbee, WiFi and the like. To this end, Bluetooth has been standardized to operate separately from other protocols.
피코넷(piconets)라고 불리우는 블루투스 네트워크는 마스터/슬레이브(master/slave) 모듈을 사용한다. 이 모델은 하나의 장치가 다수의(7개까지) 슬레이브 장치와 연결될 수 있다. 피코넷에 연결되는 슬레이브 장치는, 오직 하나의 장치에만 연결이 가능하다. 마스터 장치는 피코넷을 통해 통신을 조율하고, 마스터 장치에민 연결이 가능하다. 마스터 장치는 피코넷을 통해 연결된 어떤 슬레이브 장치에든 데이터를 전송할 수 있고 데이터에 대한 요청을 보낼 수 있다. 슬레이브 장치는 마스터 장치와 데이터 교환을 할 수 있지만, 슬레이브 장치 사이의 통신은 할 수 없도록 구성되어 있다.A Bluetooth network called piconets uses a master / slave module. In this model, one device can be connected to multiple (up to seven) slave devices. A slave device connected to a piconet can be connected to only one device. The master device coordinates communication through the piconet and can be connected to the master device. The master device can send data to any slave device connected via a piconet and can send a request for data. The slave device can exchange data with the master device, but can not communicate with the slave device.
이와 같은 블루투스 장치들은 휴대용 단말에서 검색될 수 있으며, 휴대폰의 화면에 개별이름의 형태로 표시될 수 있다.Such Bluetooth devices can be retrieved from the portable terminal and displayed in the form of individual names on the screen of the mobile phone.
이와 같은 블루투스의 연결과정은 다음과 같이 이루어진다. 즉 요청(inquiry)이 있으면, 두 개의 서로 일치하지 못하는 상태에서 서로를 찾기 위한 과정을 진행하게 된다. 휴대용 단말에서 요청을 보내면, 다른 하나의 장치는 이 요청(request)에 대해서 주소, 이름 및 기타 정보와 함께 응답하는 과정이 이루어진다. The Bluetooth connection process is as follows. In other words, if there is an inquiry, the process of searching for each other is performed in a state in which two of them do not coincide with each other. When a portable terminal sends a request, the other device responds to the request with an address, name and other information.
이와 같이 두 개의 장치가 연결되는 과정을 페이징(paging)이라고 한다.The process of connecting two devices in this way is called paging.
이와 같은 페이징 과정을 거쳐 두 장치가 연결되기 전에 각각의 장치는 서로의 주소를 알고 있어야 한다는 제약이 있다. 이와 같은 페이징 상태에 이르게 되면, 각각의 장치들은 자신의 상태(mode)를 바꿀 수 있다. 여기에는 Active mode(두 개의 장치가 데이터를 전송하고, 수신할 수 있는 상태를 나타낸다.)There is a restriction that each device must know each other's address before the two devices are connected through the paging process. When this paging state is reached, each device can change its mode. This includes Active mode (two devices can transmit and receive data).
Sniff mode(절전모드로서, sleep(비활성 상태)로 정해진 간격(예를 들면, 100ms) 마다 송수신 내용이 있는 지 확인하는 단게라고 할 수 있다. ) Hold mode( 일시적인 절전 모드, 장치는 정해진 시간 동안 sleep 상태로 들어갔다가, 다시 active 모드로 돌아오는 모드이다. 이때 마스터 장치는 슬ㄹ이브 장치에게 이 모드로 들어가도록 지시할 수 있다. Park Mode( 정지모드,, 더 깊은 절전 모드로 마스터 장치에서 신호가 있을 때가지 정지모드로 들어가도록 알려주는 모드이다.)를 포함할 수 있다.Sniff mode is a power saving mode that is used to check if there is a transmission or reception at an interval (for example, 100ms) set to sleep (inactive state).) Hold mode (temporary power saving mode, Mode, and then return to the active mode, where the master device can instruct the slave device to enter this mode: Park Mode (stop mode, deeper sleep mode, And a mode for notifying the user to enter the stop mode when there is a certain time).
블루투스는 무선 링크를 통해 데이터를 송수신하기 위한 프로토콜로서, 요청(inquiry)와 페이징(paging)과정을 거쳐 본딩되고 페어링될 수 있다. 두 장치가 페어링 된 후, 특정한 데이터(주소, 이름, 프로파일)을 교환하고 나면, 서로 가까운 거리를 유지할 때, 자동으로 페어링 절차가 진행된다.Bluetooth is a protocol for transmitting and receiving data through a wireless link, and can be bonded and paired through an inquiry and a paging process. Once the two devices have been paired, once the specific data (address, name, profile) has been exchanged, the pairing process will proceed automatically when maintaining close distances.
상술한 바와 같이, 두 장치가 연결되고 난 후 특정한 데이터를 교환하고 나면, 본딩(bonding)상태를 만들 수 있다. Bonding된 장치들은 서로 가까운 거리를 유지할 때, 자동으로 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수은 기울기 센서(200)를 이용한 전자주사위(100)의 경우에도 근처에 있는(대략적으로 5m 내외) 때에 자동으로 연결되고 데이터를 송수신할 수 있다. As described above, after exchanging specific data after the two devices are connected, a bonding state can be created. Bonded devices can be connected automatically when they are close to each other. In the case of the
상술한 블루투스 프로파일은 블루투스 장치가 어떤 종류의 데이터를 보내는 지 명확하게 정의하기 위한, 블루투스의 기본 표준 외에 더해진 프로토콜을 가리킨다. 블루투스 스펙(specification)은 블루투스가 어떻게 동작하는 지 설명하고, 블루투스 프로파일은 어떻게 사용되는 지 정의한다.The above Bluetooth profile refers to a protocol added to the basic Bluetooth standard to clearly define what kind of data a Bluetooth device sends. The Bluetooth specification describes how Bluetooth works and defines how the Bluetooth profile is used.
이와 같은 블루투스 프로파일은 각각의 장치별(예를 들면, Headset, 유선통신모듈(예를 들면, serial communication interface_예를 들면 RS-232, or UART), 핸즈 프리 이어폰(HFP_Hands Free Profile), 오디오 전송 프로파일(Audio Distribution Profile) 등을 사용할 수 있고 상기 블루투스 프로파일이 블루투스에 사용되는 대표적인 프로파일이라고 할 수 있다.Such a Bluetooth profile may be used for each device (e.g., a headset, a wired communication module (e.g., a serial communication interface such as RS-232, or UART), a HFP_Hands Free Profile, A profile (Audio Distribution Profile) can be used, and the Bluetooth profile is a representative profile used in Bluetooth.
이와 같은 블루투스는 무선네트워크가 적용되는 모든 상황에 적합한 프로토콜이 아니다. 대신 근거리, 무선 피코넷 통신망을 만드는데 유용한 프로토콜이다. 그리고 다른 프로토콜에 비해 편리한 연결과정을 제공한다. Bluetooth is not a suitable protocol for all situations where wireless networks are applied. Instead, it is a useful protocol for creating near-field, wireless piconet networks. And provides a convenient connection process over other protocols.
수은 기울기 센서(200)를 이용한 전자주사위(100)에 내재되어 있는 블루투스 송수신수단을 연결하고, 블루투스 통신을 위한 소프트웨어 시리얼 라이브러리(software serial library)를 불러오고, 상기 블루투스 통신으로 수신받은 데이터를 버퍼에 저장하고 이 저장된 데이터에 따라 if/else문 등으로 구성된 소스코드를 업로드하면 전자주사위(100)로부터 데이터를 송수신할 수 있는 상태가 된다(s110). Connects the Bluetooth transmitting / receiving means contained in the
이와 같이 전자주사위(100)에 장착된 블루투스 송수신 수단과 근거리 무선통신을 수행할 수 있는 휴대용 단말을 페어링한다(s120)In this way, the Bluetooth transmitting / receiving means mounted on the
휴대용단말과 전자주사위(100)에 내장되어 있는 블루투스 송수신수단을 페어링한다고 하는 것은 휴대용 단말의 디바이스 설정에서 블루투스 모듈(통상적으로 휴대용 단말에서 블루투스 모듈로 사용되는 것은 HC-05/HC-06임)을 설정하고 PIn번호를 입력하는 과정을 수행할 수 있다.The pairing of the portable terminal and the Bluetooth transmitting / receiving means built in the
이러한 Pin번호로는 1234 또는 0000을 입력하고 확인을 누르면 블루투스 송수신수단과 휴대용 단말의 페어링 과정이 완료된다.When 1234 or 0000 is input as the PIN number and confirmation is made, the pairing process of the Bluetooth transmitting / receiving means and the portable terminal is completed.
휴대용 단말 중의 하나인 안드로이드 폰에서는 상술한 신호를 보낼 수 있는 앱을 실행할 수 있어야한다. An Android phone, one of the handheld terminals, should be able to run an app that can send the above signals.
안드로이드 폰에 내장되어 있는 앱을 시작하고 난 후 블루투스 버튼을 클릭했을 때, 현재 휴대용 단말인 안드로이드기기의 블루투스 기능이 내재되어 있는 지 확인하는 절차를 거친다. 대부분의 안드로이드 기기는 블루투스 기능을 내재하고 있다. After starting the app built in the Android phone, when the Bluetooth button is clicked, it is checked whether the Bluetooth function of the Android device, which is a portable terminal, is inherent. Most Android devices have Bluetooth capabilities.
상술한 바와 같이 휴대용 단말과 블루투스 송수신 수단이 페어링되고 나면, 주변에 연결가능한 블루투스 기기를 모두 검색하고 연결 시에는 현재 안드로이드 기기와 수은 기울기 센서(200)를 이용한 전자주사위(10))의 블루투스송수신수단이 HeadSetServiceClass UUID를 통해 소켓을 생성하고, 블루투스 연결을 하게 된다(s130). When the portable terminal is paired with the Bluetooth transmitting and receiving means as described above, the Bluetooth transmitting and receiving means of the electronic dice (10) using the current Android device and the mercury tilt sensor (200) The HeadSetServiceClass UUID is used to create a socket, and a Bluetooth connection is established (S130).
상기 HeasSetServiceClass UUID는 블루투스 페어링(pairing) API(Application Programming Interface)에서 사용되는 일종의 클래스 리스트 중의 하나이다.The HeasSetServiceClass UUID is one of a kind of class list used in the Bluetooth pairing API (Application Programming Interface).
블루투스 연결이 정상적으로 이루어지고 나면, ConnectThread 클래스를 생성하여 전자주사위(100)의 블루투스 송수신부와 안드로이드 기기가 소켓 통신을 통해 마이크로 들어오는 PCM 데이터를 전송할 수 있다(s140).When the Bluetooth connection is normally established, the ConnectThread class is generated, and the Bluetooth transmitting / receiving unit of the
상기 ConnectThread 클래스는, 안드로이브 블루투스 기기에 연결하는 데 사용되는 쓰레드입니다. The ConnectThread class is a thread used to connect to Android Bluetooth devices.
PCM 데이터라고 하는 것은 소리를 조밀한 시간 간격의 2진 부호로 바꾸어 전송하는 방식으로 전송되는 데이터를 지칭한다.The PCM data refers to data transmitted in such a manner that the sound is converted into a binary code with a precise time interval.
이때 블루투스 스키퍼(50)는 OVC3860이라는 블루투스 음성 코덱을 사용할 수 있다. OVC3860은 블루투스 스피커(50)에서 사용할 수 있는 블루투스 스테레오 오디오 모듈(Bluetooth stereo audio module)이다. At this time, the
이와 같이 전자주사위에 외부기기(앱+안드로이드)를 제작하여 전자주사위(100)에 전기적으로 접속하고 나면 전자주사위(100)에서 발생한 이벤트(주사위 굴림으로부터 획득된 주사위값)에 대한 데이터를 휴대용 단말로 전송할 수 있다. 그리고 전송된 데이터는 휴대용 단말의 디스플레이를 통해서 볼 수 있다.When an external device (app + Android) is manufactured on the electronic dice and electrically connected to the
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
10: 지지대 20: 외관면
25: USB 포트 30: 배터리
40: PCB 50: 스피커
100: 전자주사위 200: 수은 기울기 센서
210: 수은 220: 전극 연결 단자10: support 20: outer surface
25: USB port 30: Battery
40: PCB 50: Speaker
100: electronic dice 200: mercury tilt sensor
210: mercury 220: electrode connection terminal
Claims (4)
상기 지지대를 덮으면서 주사위의 외부 디자인과 상기 주사위 내부에 들어 있는 전자 소자들을 보호하는 외관면;
상기 외관면과 지지대 사이의 주사위의 꼭지점면에 배치되는 수은 기울기 센서;
상기 수은 기울기 센서에서의 신호를 외부로 전송하는 블루투스 송수신수단;
6개의 외관면 중에서 어느 한 면에는 배터리를 충전할 수 있는 USB(Universal Serial Bus, MicroB 타입 안드로이드핸드폰 충전용) 포트;
상기 주사위에 전원을 공급할 수 있는 리튬 이온배터리( Lithium Ion Battery);
상기 주사위의 동작을 제어할 수 있는 PCB(Printed Circuit Board) 기판; 및
상기 수은 기울기 센서로 측정된 이진데이터를 데이터 음성으로 출력하는 블루투스 스피커;를 포함하고,
상기 리튬 이온배터리( Lithium Ion Battery), PCB 기판 및 블루투스 스피커는 주사위의 무게 중심을 맞추기 위해 정중앙에 배치되고,
상기 수은 기울기 센서는 상기 주사위의 꼭지점면 중에서 상측에 형성된 꼭지점면에 배치되는 경우에는 중력에 의해서 상기 꼭지점면의 하측부에 연결된 전극 연결 단자를 통해서 전기적으로 접속하여 1이라는 이진데이터를 출력하고, 상기 주사위의 상측면을 구성하는 4개의 꼭지점면의 수은 기울기 센서가 네 가지 이진신호를 산출하고 블루투스 연결이 정상적으로 이루어지는 경우 ConnectThread 클래스를 생성하고 블루투스 송수신 수단과 안드로이드 기기가 소켓통신을 통해 마이크로 들어오는 PCM(Pulse Code Modulation) 데이터를 전송할 수 있고,
상기 6개의 외관면은 4개의 양 가장 자리에 빗면이 형성되고,
상기 빗면은 상기 주사위의 8개의 꼭지점면에 대한 하나의 선이 되고, 상기 꼭지점면에는 평행하게 수은 기울기 센서가 배치되며,
상기 주사위를 굴렸을 때, 상측을 구성하는 면에 대해서는 수은 기울기 센서가 ON상태가 되고, 하측에 배치되는 4개의 꼭지점면에 대해서는 수은 기울기 센서가 OFF상태가 되는 것을 특징으로 하는 수은 기울기 센서를 이용한 전자 주사위.
A support for absorbing external vibrations and shocks that may occur during the operation of rolling the dice;
An outer surface that covers the support and protects the outer design of the dice and the electronic components contained within the die;
A mercury tilt sensor disposed on a vertex surface of the die between the outer surface and the support;
Bluetooth transmitting / receiving means for transmitting a signal from the mercury tilt sensor to the outside;
USB (Universal Serial Bus, MicroB type Android mobile phone charging) port that can charge the battery on either side of the six exterior surfaces;
A lithium ion battery capable of supplying power to the die;
A PCB (Printed Circuit Board) substrate capable of controlling the operation of the die; And
And a Bluetooth speaker for outputting binary data measured by the mercury tilt sensor as data voice,
The lithium ion battery, the PCB substrate, and the Bluetooth speaker are disposed in the center to match the center of gravity of the dice,
Wherein the mercury tilt sensor is electrically connected through an electrode connection terminal connected to a lower portion of the vertex surface by gravity when the mercury tilt sensor is disposed on a vertex surface formed on an upper surface of the die to output binary data of 1, When the mercury tilt sensor of the four vertexes constituting the upper side of the dice calculates four binary signals and the Bluetooth connection is normally performed, the ConnectThread class is created and the Bluetooth transmitting and receiving means and the Android device transmit the PCM Code Modulation) data,
The six outer surfaces are formed with an oblique surface at four edge portions,
Wherein the oblique surface is a line for eight vertexes of the die, a mercury tilt sensor is disposed parallel to the vertex surface,
Wherein when the die is rolled, the mercury tilt sensor is turned ON for the surface constituting the upper side, and the mercury tilt sensor is turned OFF for the four vertex surfaces disposed at the lower side. Electronic dice.
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