KR101944392B1 - 전자회로 실습 시스템, 이를 이용한 전자회로 실습결과 모니터링 방법 및 전자회로 실습결과 모니터링용 프로그램이 기록된 기록매체 - Google Patents

전자회로 실습 시스템, 이를 이용한 전자회로 실습결과 모니터링 방법 및 전자회로 실습결과 모니터링용 프로그램이 기록된 기록매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자회로 실습 시스템에 관한 것으로, 전자회로 상에 포함되는 소자에 대응되고, 블록 구조로 형성되며, 식별코드와 제1 무선통신 모듈을 구비하는 모듈함과, 모듈함으로부터 연장되고 다른 모듈과의 결합을 위한 자석을 포함하는 연결부를 구비하는 소자 블록 모듈; 그리고, 소자 블록 모듈의 배치구조를 촬영하는 영상 촬영부, 제1 무선통신 모듈과 무선통신을 수행하여 제1 무선통신 모듈로부터 식별번호를 수신하는 제2 무선통신 모듈, 소자 블록 모듈의 식별코드를 분석하여 소자 정보를 추출하거나 제1 무선통신 모듈로부터 수신한 식별번호를 분석하여 소자 정보를 추출하고, 추출된 소자 정보 및 소자 정보의 배치방향을 이용하여 소자 블록 모듈간 결선상태를 분석하는 처리부 및 처리부의 분석결과를 영상 촬영부의 촬영화면에 오버랩하여 출력하는 출력부를 포함하여, 소자 블록 모듈간 결선 관계를 확인하는 구조를 갖는 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말;을 포함한다. 이로 인해, 피교육자가 블록간 결합을 통해 전자회로 실습에 흥미를 가지고 실습을 수행할 수 있어 실습을 통한 교육 효율이 제고되는 효과가 있다.

Description

전자회로 실습 시스템, 이를 이용한 전자회로 실습결과 모니터링 방법 및 전자회로 실습결과 모니터링용 프로그램이 기록된 기록매체{PRACTICE SYSTEM FOR ELECTRIC CIRCUIT, METHOD OF MONITORING RESULT OF ELECTRIC CIRCUIT PRACTICE USING IT AND RECORDING MEDIUM RECORDED WITH PRACTICE RESULT MONITORING PROGRAM FOR ELECTRIC CIRCUIT}
본 발명은 전자회로 실습 시스템, 이를 이용한 전자회로 실습결과 모니터링 방법 및 전자회로 실습결과 모니터링용 프로그램이 기록된 기록매체에 관한 것이다.
전자회로 실습용 키트는 일반적으로 보드 상에 소자 또는 연결선을 배치하는 형태로 구현되어 있다. 그러나, 이러한 전자회로 실습용 키트는 실습 이전에 전자회로 이론 교육이 충분히 이루어져야 하고, 보드 상에 배치된 소자 및 연결선의 결선이 제대로 이루어졌는지에 대한 직관적 판단이 어렵다는 한계가 있다.
교육용 교구와 관련된 선행문헌인 대한민국 등록특허공보 제10-1712488호로서 로봇, 스마트 블록 완구 및 이를 이용한 로봇 제어 시스템이 개시되어 있으나, 이러한 선행문헌은 블록 자체적으로 블록의 조합 상태를 분석하는 것을 특징으로 하고 있고, 블록 결합에서 발생하는 오류를 검출하거나 이를 모니터링하는 구조에 대해서는 개시하고 있지 않고 있어, 전자회로 실습의 교육 효율을 향상할 수 있는 실습용 키트의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전자회로 실습을 위한 소자를 대체하는 블록을 제공함으로써, 전자회로 실습을 수행하는 교육 대상자가 용이하게 전자회로 실습을 수행할 수 있도록 하기 위한 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전자회로 실습 시스템은 전자회로 상에 포함되는 소자에 대응되고, 블록 구조로 형성되며, 식별코드와 제1 무선통신 모듈을 구비하는 모듈함과, 상기 모듈함으로부터 연장되고 다른 모듈과의 결합을 위한 자석을 포함하는 연결부를 구비하는 소자 블록 모듈; 그리고, 상기 소자 블록 모듈의 배치구조를 촬영하는 영상 촬영부, 상기 제1 무선통신 모듈과 무선통신을 수행하여 상기 제1 무선통신 모듈로부터 식별번호를 수신하는 제2 무선통신 모듈, 상기 소자 블록 모듈의 상기 식별코드를 분석하여 소자 정보를 추출하거나 상기 제1 무선통신 모듈로부터 수신한 식별번호를 분석하여 소자 정보를 추출하고, 추출된 소자 정보 및 소자 정보의 배치방향을 이용하여 상기 소자 블록 모듈간 결선상태를 분석하는 처리부 및 상기 처리부의 분석결과를 상기 영상 촬영부의 촬영화면에 오버랩하여 출력하는 출력부를 포함하여, 상기 소자 블록 모듈간 결선 관계를 확인하는 구조를 갖는 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말;을 포함한다.
상기 처리부는, 상기 식별코드에 일대일 대응되는 상기 소자 블록 모듈의 매칭 정보와, 상기 식별번호에 일대일 대응되는 상기 소자 블록 모듈의 매칭 정보를 저장하는 데이터베이스에 접속하여 상기 식별코드 또는 상기 식별번호로부터 소자 정보를 추출하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 무선통신 모듈 및 상기 제2 무선통신 모듈은 저전력 블루투스 통신을 통해 상기 식별번호를 송수신하는 것을 특징으로 한다.
상기 소자 블록 모듈은 전자회로 실습을 위한 소자로서, 저항, 가변저항, 콘덴서, 캐패시터, LED, 정류 다이오드, 배터리 중 어느 하나의 소자 정보에 대응되는 것을 특징으로 한다.
상기 모듈함은 상기 제1 무선통신 모듈을 내부의 공간에 포함하는 면체 구조로 형성되고, 상기 면체의 외부면 상에 상기 식별코드를 배치하는 형태인 것을 특징으로 한다.
상기 데이터베이스는 상기 소자 블록 모듈의 배치 방향에 따른 상기 소자 블록 모듈의 전류 방향을 설정하고 있고, 상기 처리부는 상기 데이터베이스에서 설정된 상기 소자 블록 모듈의 배치 방향을 두 개의 소자 블록 모듈간 배치에 따른 전류 방향을 모두 참조하여 상기 소자 블록 모듈의 전류 방향을 판단하고, 두 개의 소자 블록 모듈의 연결상태를 정상연결 또는 비정상연결로 판단하여, 판단결과를 분석결과로서 상기 처리부에 전달하는 것을 특징으로 한다.
하나의 상기 소자 블록 모듈의 연결부는 다른 소자 블록 모듈의 연결부와 네오디움 자석 결합을 통해 연결되고, 상기 처리부는 상기 영상 촬영부로부터 전달받은 상기 소자 블록 모듈의 배치구조로부터 서로 다른 두 개의 소자 블록 모듈의 연결부 사이의 간격이 설정된 기준값 이내인 경우, 서로 다른 두 개의 소자 블록 모듈이 연결된 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 처리부는 상기 제1 무선통신 모듈로부터 수신한 식별번호로부터 추출된 소자 정보와, 상기 식별코드로부터 추출된 소자 정보가 일치하거나, 단지 상기 제1 무선통신 모듈로부터 수신한 식별번호로부터 소자 정보가 추출된 경우에만 상기 분석결과를 상기 출력부에 오버랩하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 연결부는 일자 형태 또는 굽은 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 식별코드는 바코드, QR 코드 또는 기타 인식 가능한 마크 형태의 식별코드이고, 상기 처리부는 상기 영상 촬영부가 상기 소자 블록 모듈의 배치구조를 촬영한 영상정보로부터 상기 소자 블록 모듈에 형성된 상기 식별코드를 인식하여 상기 식별코드로부터 상기 식별정보를 추출하는 것을 특징으로 한다.
상기 처리부는 상기 소자 블록 모듈간 결선 관계에 따라 가상의 전자회로를 시뮬레이션하는 알고리즘을 포함하여 형성되어, 상기 소자 블록 모듈간 결합이 정상인 경우 전자 흐름을 상기 출력부에 출력하도록 제어하거나, 상기 소자 블록 모듈간 결합이 비정상인 경우 안내 문구, 상기 소자 블록 모듈간 결합 변경을 유도하는 문구 중 적어도 어느 하나를 상기 출력부에 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 소자 블록 모듈 및 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말을 포함하는 전자회로 실습 시스템을 이용한 전자회로 실습결과 모니터링 방법에 있어서, a) 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말의 영상 촬영부가 소자 블록 모듈을 촬영하는 단계; b) 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말의 제2 무선통신 모듈이 블루투스 통신을 통해 소자 블록 모듈로부터 식별번호를 전달받아, 식별번호에 대응되는 소자 정보를 추출하고, 상기 a) 단계에서 촬영된 영상에 포함된 식별코드로부터 소자 정보를 추출하는 단계; 그리고, c) 상기 a) 단계에서 촬영한 이미지 상에 포함된 적어도 두 개의 소자 모듈간 연결관계에 따라, 상기 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말의 출력부 상에 상기 촬영한 이미지와 상기 촬영한 이미지 위에 소자의 전자흐름정보, 구동안내 정보를 오버랩하여 출력하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 방법이 기록된, 전자회로 실습결과 모니터링용 프로그램이 기록된 기록매체를 포함한다.
이러한 특징에 따르면, 본원 발명의 한 실시예에 따른 전자회로 실습 시스템은 피교육자가 전자회로에 대한 이론적 지식을 바탕으로 하지 않더라도 소자를 대체하는 블록간 결합을 통해 전자회로 실습에 흥미를 가지고 실습을 수행할 수 있어 실습을 통한 교육 효율이 제고되는 효과가 있다.
그리고, 본원 발명의 한 실시예에 따른 전자회로 실습 시스템의 휴대용 단말은 블록에 구비된 식별자를 인식하고, 동시에 블록과 무선통신을 수행하여 블록에 부여된 고유 식별번호를 수신하는 경우에만 블록이 결선된 것으로 인식하여, 블록의 결선상태를 판단하는 휴대용 단말의 판단 정확성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전자회로 실습 시스템의 개략적인 구조를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자회로 실습 시스템의 소자 블록 모듈의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전자회로 실습 시스템에서 복수 개의 소자 블록 모듈이 연결된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자회로 실습 시스템을 이용한 전자회로 실습결과 모니터링 방법의 흐름을 나타낸 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전자회로 실습 시스템의 개략적인 구조를 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자회로 실습 시스템의 소자 블록 모듈의 개략적인 구조를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 전자회로 실습 시스템에서 복수 개의 소자 블록 모듈이 연결된 상태를 나타낸 도면이다.
본 실시예에서, 전자회로 실습 시스템(S)은 회로 결선을 위한 블록 구조로 형성되는 소자 블록 모듈(10)과, 소자 블록 모듈(10)과 무선통신을 수행하며 소자 블록 모듈(10)을 촬영하여 결선상태에 따른 처리결과를 출력하는 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말(20)을 포함한다.
소자 블록 모듈(10)은 전자회로 실습을 위한 소자에 대응되는 구성으로서, 다른 소자 블록 모듈(10)과 자석결합으로 연결되는 구조를 갖는 블록 모듈이다. 소자 블록 모듈(10)은 식별코드(11) 및 제1 무선통신 모듈(12)을 구비하는 모듈함(13)과, 모듈함(13)으로부터 연장되고 다른 소자 블록 모듈(10)과 자석결합 되기 위한 연결부(15)를 포함한다.
소자 블록 모듈(10)이 대응되는 소자는 전자회로 실습을 위한 소자로서, 저항, 가변저항, 콘덴서, 캐패시터, LED, 정류 다이오드, 배터리 중 어느 하나이거나 이외의 전자회로 실습을 위한 전자 소자일 수 있다.
모듈함(13)은 제1 무선통신 모듈(12)을 내부에 구비하기 위한 면체 구조로 형성될 수 있다. 모듈함(13)은 내부에 제1 무선통신 모듈(12)을 배치할 수 있고, 제1 무선통신 모듈(12)은 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말(20)의 제2 무선통신 모듈(22)과 무선통신을 수행하기 위한 통신모듈로서, 블루투스(bluetooth) 무선통신을 통해 제2 무선통신 모듈(22)과 무선통신을 수행할 수 있다.
제1 무선통신 모듈(12)은 저전력 블루투스(ble; bluetooth low energy) 통신규격의 통신을 통해 제2 무선통신 모듈(22)과 무선통신을 수행하여 식별번호를 제2 무선통신 모듈(22)로 전송할 수 있다.
제1 무선통신 모듈(12)이 제2 무선통신 모듈(22)로 전송하는 식별번호는 제1 무선통신 모듈(12)에 저장되어 있는 고유 식별번호로서, 하나의 소자 블록 모듈(10)에 일대일 대응되게 부여되는 식별번호이다. 한 예에서, 소자 블록 모듈(10)은 저장부를 더 포함하여 형성되고, 저장부는 소자 블록 모듈(10)에 일대일 대응되어 부여된 식별번호를 저장하여, 제1 무선통신 모듈(12)은 저장부에 저장된 식별번호를 추출하여 제2 무선통신 모듈(22)로 전달할 수 있다.
모듈함(13)이 내부가 빈 형태의 면체 형태로 형성됨에 있어서, 모듈함(13)의 한 외부면(13a)에 식별코드(11)와 소자 표시부(14)를 포함한다. 식별코드(11)와 소자 표시부(14)를 포함하는 모듈함(13)의 한 외부면(13a)은 전자회로 실습을 위해 소자 블록 모듈(10)이 배치되었을 때 육안으로 확인할 수 있는 상부면인 것이 좋다.
이처럼, 면체 형상으로서 전면 및 후면을 포함하는 모듈함(13)은 전면을 외부면(13a)으로 형성하여 전면 상에 식별코드(11)와 소자 표시부(14)를 포함할 수 있으나, 다른 한 예에서, 모듈함(13)은 전면 및 후면에 모두 식별코드(11) 및 소자 표시부(14)를 포함할 수 있으며, 이를 한정하지는 않는다.
식별코드(11)는 소자 블록 모듈(10)에 부여된 고유 식별자를 포함하는 부분으로서, 바코드, QR 코드 또는 기타 인식 가능한 마크 형태의 식별코드일 수 있고, 식별코드(11)는 하나의 소자 블록 모듈(10)에 대해 부여된 하나의 식별번호를 포함할 수 있다. 이때, 식별코드(11)에 포함된 식별번호는 제1 무선통신 모듈(12)이 제2 무선통신 모듈(22)로 전송하는 식별번호와 동일한 식별번호일 수 있으나, 다른 식별번호일 수 있으며, 이를 한정하지는 않는다.
자세한 예에서, 식별코드(11)에 포함된 식별번호와 제1 무선통신 모듈(12)이 제2 무선통신 모듈(22)로 전송하는 식별번호가 동일한 경우, 식별코드(11)와 제1 무선통신 모듈(12)이 모두 하나의 소자 블록 모듈(10)에 대해 부여된 식별번호를 저장하도록 형성된다.
한편, 식별코드(11)에 포함된 식별번호와 제1 무선통신 모듈(12)이 제2 무선통신 모듈(22)로 전송하는 식별번호가 상이한 경우, 하나의 소자 블록 모듈(10)에 대해 식별코드(11)에 대한 식별번호와 제1 무선통신 모듈(12)에 대한 식별번호가 각각 1:1:1 매칭되는 구조로 형성된다.
소자 표시부(14)는 모듈함(13) 내부에 포함된 소자를 표시하는 부분으로서, 소자 블록 모듈(10)이 대체하는 소자가 저항인 경우, 저항 기호를 모듈함(13)의 외부면(13a)에 표시한다. 또는, 소자 표시부(14)는 소자의 기호 대신 소자의 형태를 그림으로 표시하거나 소자의 명칭을 한글, 영문 중 적어도 하나로 표시할 수 있다.
연결부(15)는 위에서 이미 설명한 것처럼, 모듈함(13)으로부터 연장되는 구성으로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 한 모듈함(13a)에서 연장되어 형성된 연결부(15a)가 다른 모듈함(13b)에서 연장되어 형성된 연결부(15b)와 접하여 결합되게 된다.
한 예에서, 서로 다른 모듈함(13)에 각각 형성되어 접하는 연결부는 그 단부에 네오디움 자석을 각각 포함하여 형성되어, 외부에서 서로 다른 두 개의 소자 블록 모듈(10)에 인가한 힘에 의해 소자 블록 모듈(10)의 연결부(15)가 결합되거나 결합이 분리된다.
이때, 도 2 및 도 3에서는 연결부(15)가 일자 형태로 형성되는 것을 도시하였으나, 다른 한 예로서, 연결부(15)는 굽은 형태로 형성될 수도 있으며, 이를 한정하지는 않는다.
소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말(20)은 소자 블록 모듈(10)의 배치구조를 촬영하여, 소자 결선 상태를 분석하여 그 결과를 출력하는 전용 프로그램인 전자회로 실습결과 모니터링용 프로그램을 포함하는 단말장치로서, 스마트폰, 태블릿 피씨 등과 같이 휴대 가능한 단말이다.
한 예에서, 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말(20)은 전자회로 실습결과 모니터링용 프로그램(이하, ‘전용 프로그램’이라 함)을 단말 상에 설치하고 있을 수 있고, 전용 프로그램은 전자회로 실습 시스템을 판매하는 사업자가 제공하는 웹 페이지로부터 다운로드되어 단말 상에 설치할 수 있다.
소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말(20)은 영상 촬영부(21), 제2 무선통신 모듈(22), 처리부(23) 및 출력부(24)를 포함하여 형성되고, 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말(20)이 스마트폰인 한 예에서, 영상 촬영부(21), 제2 무선통신 모듈(22), 처리부(23) 및 출력부(24)는 각각 스마트폰에 이미 구비된 카메라, 무선통신 모듈, 처리장치 및 출력부의 구성에 대응될 수 있다.
소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말(20)의 영상 촬영부(21), 제2 무선통신 모듈(22), 처리부(23) 및 출력부(24)는 전용 프로그램에서 발생한 제어신호에 따라 구동될 수 있고, 전용 프로그램은 스마트폰에 인가된 제어신호에 의해 동작될 수 있다.
영상 촬영부(21)는 배치된 적어도 하나의 소자 블록 모듈(10)을 촬영하여 이미지 정보로서 처리부(23)로 전달한다.
제2 무선통신 모듈(22)은 위에서 이미 설명한 것처럼, 소자 블록 모듈(10)의 제1 무선통신 모듈(12)과 무선통신을 수행하는 부분으로서, 제1 무선통신 모듈(12)과 블루투스 통신, 한 예로서, 저전력 블루투스 통신을 수행하여 제1 무선통신 모듈(12)로부터 소자 블록 모듈(10)에 대응되는 식별번호를 전달받아 이를 처리부(23)로 전달한다.
처리부(23)는 영상 촬영부(21) 및 제2 무선통신 모듈(22)로부터 전달받은 이미지 정보와 식별번호를 이용하여 배치된 적어도 하나의 소자 블록 모듈(10)의 결선상태를 분석하고, 분석결과를 출력부(24)에 출력한다.
처리부(23)는 영상 촬영부(21)로부터 전달받은 이미지 정보로부터 소자 블록 모듈(10)의 모듈함(13)의 외부면(13a)에 부착된 식별코드(11)를 분석하여 이미지 정보에 포함된 소자 블록 모듈(10)이 무슨 소자를 대체하는지의 정보를 추출한다. 처리부(23)는 바코드, QR 코드 또는 기타 인식 가능한 마크 형태의 식별코드 형태의 식별코드(11)를 읽어들임에 따라 추출한 식별번호를 데이터베이스에서 탐색하여 해당 식별번호가 어떠한 소자에 대응되는지를 판단한다.
처리부(23)는 전용 프로그램이 스마트폰에 다운로드될 때 스마트폰에 함께 다운로드된 데이터베이스에서 식별번호를 탐색하여 해당 식별번호에 대응되는 소자 정보를 추출할 수 있다.
또는, 처리부(23)는 외부의 서버에 구비되어 소자와 식별번호를 대응시켜 저장하는 데이터베이스에 접속하여, 식별코드(11)로부터 추출한 식별번호에 대한 소자정보를 추출할 수 있다. 처리부(23)가 외부의 서버에 접속하기 위해, 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말(20)은 통신부를 더 포함할 수 있고, 이때, 통신부는 스마트폰에 형성된 이동통신망에 접속하는 이동통신 모듈이거나 와이파이 통신을 수행하는 무선통신 모듈일 수 있다.
처리부(23)는 이미지 정보에서 두 개의 소자 블록 모듈(10)의 연결부(15)가 접하여 위치하는지의 여부를 판단하여, 두 개의 소자 블록 모듈(10)이 연결된 것으로 판단한다. 한 예에서, 처리부(23)는 그 단부가 마주보도록 위치하는 두 개의 소자 블록 모듈(10)의 연결부(15) 사이의 거리가 설정된 기준값 이내로 형성된 경우, 두 개의 소자 블록 모듈(10)이 연결된 것으로 판단하고, 반대의 경우 두 개의 소자 블록 모듈(10)이 연결되지 않은 상태인 것으로 판단한다.
처리부(23)는 연결된 상태인 것으로 판단된 두 개의 소자 블록 모듈(10)을 각 소자 블록 모듈(10)이 대응되는 소자로 변환하여 가상의 회로를 구현한다. 예로서, 이미지 정보에 포함된 두 개의 소자 블록 모듈(10) 중에서, 식별코드(11) 분석결과 LED 소자와 전원 소자에 각각 대응되는 것으로 판단된 두 개의 소자 블록 모듈(10)이 연결되는 구조를 갖는 경우, 처리부(23)는 LED 소자와 전원 소자의 연결상태를 가상의 회로로 구현한다.
이때, 데이터베이스는 LED 소자 또는 전원 소자와 같이 전류 방향이 구분되는 소자 블록 모듈(10)에 대해 방향정보를 더 포함하여 저장하고 있고, 소자 블록 모듈(10)이 제1 방향으로 배치된 상태일 때 제1 방향으로 전류가 흐르는 구조인 것으로 저장하고, 반대의 경우 제2 방향으로 전류가 흐르는 구조인 것으로 저장한다. 이에 따라, 처리부(23)는 데이터베이스를 참조하여 LED 소자와 전원 소자의 연결상태가 정상 연결되었는지의 여부를 판단할 수 있다.
소자 블록 모듈(10)이 제1 방향 또는 제2 방향으로 배치되는 여부는 소자 블록 모듈(10)의 외부면(13a)에 표시된 로고 방향을 이용하여 구분할 수 있고, 처리부(23)는 이미지 정보에 포함된 소자 블록 모듈(10)의 외부면(13a)을 처리한 결과 도출되는 방향을 데이터베이스에서 탐색한다. 또는, 처리부(23)는 이미지 정보에 포함된 소자 블록 모듈(10)의 이미지를 데이터베이스에서 직접 탐색하여 소자 블록 모듈(10)의 방향성을 탐색할 수 있다.
그리고 이때, 처리부(23)가 소자 블록 모듈(10)의 방향성을 정확하게 추출하기 위해서, 반드시 하나의 소자 블록 모듈(10)에 연결된 다른 소자 블록 모듈(10)의 방향성을 함께 고려하여 하나의 방향을 기준으로 삼는 것이 좋다. 한 예에서, 처리부(23)는 이미지 정보에 전원 소자에 대응되는 소자 블록 모듈(10)이 포함된 경우 해당 소자 블록 모듈(10)의 방향성을 기준으로 하여 이에 연결된 소자 블록 모듈(10)의 방향성을 판단하도록 처리를 수행할 수 있다.
이미지 정보에 포함된 두 개의 소자 블록 모듈(10)이 LED 소자 및 전원 소자인 예에서, 처리부(23)는 두 개의 소자 블록 모듈(10)이 모두 같은 방향으로 배치된 경우 전류의 흐름이 정상인 상태로 판단하지만, 두 개의 소자 블록 모듈(10)이 서로 다른 방향으로 배치된 경우 전류의 흐름이 비정상인 상태로 판단한다.
그리고 이때, 소자 블록 모듈(10)에 대응되는 소자가 방향성이 없는 소자인 경우, 처리부(23)는 소자 블록 모듈(10) 간 정상연결 여부를 판단하는 과정을 수행하지 않을 수 있다.
처리부(23)가 이와 같이 영상 촬영부(21)로부터 전달받은 이미지 정보의 식별코드(10)로부터 배치된 적어도 하나의 소자 블록 모듈(10)에 대응되는 소자 정보를 추출하고, 추출된 각 소자 정보에 따라 소자간 전류 흐름이 정상적으로 연결 되었는지를 판단하는 동작을 수행하지만, 처리부(23)는 제2 무선통신 모듈(22)로부터 전달받은 식별번호를 데이터베이스에서 탐색하여 추출한 소자 정보가 이미지 정보로부터 추출한 적어도 하나의 소자 정보에 포함되는지를 비교하여, 포함되는 것으로 확인되는 경우에만 해당 소자 정보가 회로에 최종적으로 포함되도록 출력부(24)를 제어한다.
이때, 처리부(23)가 소자 블록 모듈(10)에 형성된 식별코드(11)로부터 추출한 식별정보를 데이터베이스에서 탐색하여 소자 정보를 추출하고, 소자 블록 모듈(10)의 제1 무선통신 모듈(12)로부터 전달받은 식별정보를 데이터베이스에서 탐색하여 소자 정보를 추출하여 이의 비교결과 매칭되는 경우에만 출력부(24)의 출력화면을 제어하도록 구성됨으로써, 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말(20)이 소자 블록 모듈(10)의 촬영 영상으로부터 잘못된 정보를 추출하는 등의 오류를 개선할 수 있고, 전자회로 실습 시스템(S)의 신뢰성을 향상할 수 있다.
그리고 이때, 처리부(23)가 영상 촬영부(21)로부터 전달받은 이미지 정보에 포함된 식별코드(11)로부터 추출한 식별번호 및 이로부터 추출된 소자 정보에 특정 소자 정보가 존재하지 않으나, 제2 무선통신 모듈(22)로부터 전달받은 식별번호로부터 추출한 결과 특정 소자 정보가 존재하는 것으로 처리되는 경우, 처리부(23)는 특정 소자 정보가 소자 블록 모듈(10)의 연결 구조상에 포함되어 있으나 영상 식별 상의 오류로 파악되지 않은 것으로 간주하여, 소자 블록 모듈(10)의 식별 신뢰성을 향상할 수 있다.
이와 같이, 처리부(23)는 제1 무선통신 모듈(12)로부터 수신한 식별번호로부터 추출한 소자 정보와 식별코드(11)로부터 수신한 식별번호로부터 추출한 소자 정보를 모두 이용하고 매칭되는 경우에만 해당 소자 정보가 배치된 것으로 판단하지만, 제1 무선통신 모듈(12)로부터 추출한 소자 정보만을 구비하더라도 해당 소자 정보가 배치된 것으로 판단하여 전자회로 실습 시스템(S)의 신뢰성을 향상한다.
처리부(23)는 영상 촬영부(21)에서 촬영 진행 중으로 출력부(24)에 출력 중인 화면 또는 촬영 완료되어 출력부(24)에 출력 중인 정지 이미지 상에 포함된 소자 블록 모듈(10)에서 빛을 출력하는 형태 또는 열을 발생하는 형태를 애니메이션 효과로 생성하여 이를 이미지 상의 소자 블록 모듈(10)에 오버랩하여 출력하도록 출력부(24)를 제어할 수 있다.
또는, 처리부(23)는 영상 촬영부(21)에서 촬영 진행 중으로 출력부(24)에 출력 중인 화면 또는 촬영 완료되어 출력부(24)에 출력 중인 정지 이미지 상에 포함된 소자 블록 모듈(10)에 소자 블록 모듈(10)간의 전자 흐름을 오버랩하여 출력하도록 하는 애니메이션 효과를 생성하여 출력부(24)를 제어할 수 있다.
한 예에서, 처리부(23)는 소자 블록 모듈(10)의 배치방향이 잘못된 것으로 판단되는 경우, 소자 블록 모듈(10)의 배치방향을 반대로 바꾸어 배치하도록 유도하는 애니메이션 효과를 생성하여 방향 전환이 필요한 해당 소자 블록 모듈(10)에 오버랩 출력되도록 출력부(24)를 제어한다. 이때, 처리부(23)는 방향을 바꾸도록 유도하는 화살표가 출력부(24)에 출력되도록 할 수 있다.
또는, 처리부(23)는 추출된 소자 정보들 및 이의 연결구조를 바탕으로 생성한 가상 회로를 토대로 소자 간 연결이 비정상적인 것으로 판단되는 경우, 비정상적 연결 요인이 되는 해당 소자 블록 모듈(10)에 경고 문구 또는 원인을 안내하는 문구가 출력되도록 출력부(24)를 제어한다. 이때, 가상의 회로 구현에서 회로의 단락, 전원 소자 누락, 또는 연결선 누락 등을 출력부(24)에 안내할 수 있다.
한 예에서, 처리부(23)는 가상 회로 구현 및 이를 토대로 하여 안내 또는 유도 문구를 출력하기 위해 회로 시뮬레이션 프로그램에서 사용하는 알고리즘을 포함하도록 구현될 수 있다.
출력부(24)는 전용 프로그램을 출력하고, 영상 촬영부(21)에서 촬영 중인 동영상 또는 영상 촬영부(21)에서 촬영된 정지 이미지를 출력하며, 출력되는 동영상 또는 정지 이미지 상에 처리부(23)로부터 전달받은 애니메이션 효과를 오버랩하여 출력하거나 경고 또는 안내 문구를 출력한다.
이에 따라, 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말(20)에서 적어도 두 개의 소자 블록 모듈(10)간의 정상 결선 여부 및 정상 결선에 따른 동작결과를 출력부(24)에 효율적으로 출력할 수 있고, 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말(20)을 소지하는 피교육자는 출력부(24)에 출력되는 화면을 모니터링하여 전자회로 실습결과를 직관적이고 효율적으로 수행할 수 있어 학습 효과가 증대되게 된다.
본 명세서에서는 전자회로 실습에 관한 블록 구조를 설명하였으나, 자동차의 엔진 시스템과 같이 구조적 연결로부터 그 시스템을 이해할 수 있는 분야에 대해 확장하여 본 시스템을 적용할 수 있음은 자명하다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자회로 실습 시스템을 이용한 전자회로 실습결과 모니터링 방법의 흐름을 나타낸 순서도이다.
본 실시예에서, 전자회로 실습 시스템을 이용한 전자회로 실습결과 모니터링 방법은 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말(20)에서 수행되는 것으로, 먼저, 영상 촬영부(21)가 소자 블록 모듈을 촬영하는 단계(S10)를 수행한다.
그리고, 제2 무선통신 모듈(22)이 블루투스 통신을 통해 소자 블록 모듈(10)로부터 식별번호를 전달받아, 식별번호에 대응되는 소자 정보를 추출(S20)하고, 첫 번째 단계(S10)에서 촬영된 영상에 포함된 식별코드(11)로부터 소자 정보를 추출(S30)한다. 이때, 첫 번째 단계(S10)와 두 번째 단계(S20)가 수행되는 순서는 본 발명의 기술내용에 영향을 미치지 않는다.
그런 다음, 처리부(23)는 두 번째 단계(S20)에서 블루투스 통신을 통해 수신한 식별번호로부터 추출된 소자 정보가 존재하는 경우(Q10), 예 화살표 방향을 따라 이동하여 세 번째 단계(S30)에서 식별코드로부터 추출한 소자 정보가 존재하는지를 판단(Q20)하는 단계를 수행하고, 해당 판단 단계(Q20)의 수행 결과 식별코드로부터 추출한 소자 정보가 존재하는 것으로 판단된 경우, 예 화살표 방향을 따라 이동하여 블루투스 통신을 통해 수신한 식별번호로부터 추출한 소자 정보(S20으로부터 추출된 소자 정보)와 식별코드로부터 추출한 소자 정보(S30으로부터 추출한 소자 정보)의 동일여부를 판단하는 단계(Q30)를 수행한다.
제1 무선통신 모듈(12)과 식별코드(11)로부터 추출된 두 개의 소자 정보가 동일한 것으로 판단되는 경우, 예 화살표 방향을 따라 이동하여, 소자 정보가 배치된 것으로 판단(S40)하고, 영상 촬영부(21)가 촬영한 이미지 상에 소자의 전자흐름정보, 구동안내 정보를 이미지 상에 배치된 소자 블록 모듈(10) 상에 오버랩하여 출력하는 단계(S50)를 수행한다.
그러나, 위의 판단단계(Q20)에서 식별코드로부터 추출한 소자 정보가 존재하지 않는 것으로 판단되는 경우, 즉, 제1 무선통신 모듈(12)로부터 추출한 소자 정보만 존재하는 것으로 판단된 경우, 위의 판단단계(Q20)에서 아니오 화살표 방향을 따라 이동하여 위의 단계(S40, S50)를 수행한다.
그리고, 제1 무선통신 모듈(12)로부터 추출한 소자 정보가 존재하지 않거나(Q10의 아니오 화살표 방향), 제1 무선통신 모듈(12)로부터 소자 정보를 추출하였더라도 블루투스 통신을 통해 수신한 식별번호로부터 추출한 소자 정보(S20으로부터 추출된 소자 정보)와 식별코드로부터 추출한 소자 정보(S30으로부터 추출한 소자 정보)가 동일하지 않은 것으로 판단(Q30의 아니오 화살표 방향)되는 경우, 추출한 소자 정보가 배치되지 않은 것으로 판단(S60)하고 출력부(24) 상에 소자 블록 모듈(10)간 결선 관련 정보를 출력하지 않는다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전자회로 실습결과 모니터링용 프로그램이 기록된 기록매체는 도 4를 참고로 하여 설명한 전자회로 실습 시스템을 이용한 전자회로 실습결과 모니터링 방법을 기록한 매체로 구성된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
S : 전자회로 실습 시스템 10 : 소자 블록 모듈
11 : 식별 코드 12 : 제1 무선통신 모듈
13 : 모듈함 14 : 소자 표시부
15 : 연결부
20 : 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말
21 : 영상 촬영부 22 : 제2 무선통신 모듈
23 : 처리부 24 : 출력부

Claims (13)

  1. 전자회로 상에 포함되는 소자에 대응되고, 블록 구조로 형성되며, 식별코드와 제1 무선통신 모듈을 구비하는 모듈함과, 상기 모듈함으로부터 연장되고 다른 모듈과의 결합을 위한 자석을 포함하는 연결부를 구비하는 소자 블록 모듈; 그리고,
    상기 소자 블록 모듈의 배치구조를 촬영하는 영상 촬영부, 상기 제1 무선통신 모듈과 무선통신을 수행하여 상기 제1 무선통신 모듈로부터 식별번호를 수신하는 제2 무선통신 모듈, 상기 소자 블록 모듈의 상기 식별코드를 분석하여 소자 정보를 추출하거나 상기 제1 무선통신 모듈로부터 수신한 식별번호를 분석하여 소자 정보를 추출하고, 추출된 소자 정보 및 소자 정보의 배치방향을 이용하여 상기 소자 블록 모듈간 결선상태를 분석하는 처리부 및 상기 처리부의 분석결과를 상기 영상 촬영부의 촬영화면에 오버랩하여 출력하는 출력부를 포함하여, 상기 소자 블록 모듈간 결선 관계를 확인하는 구조를 갖는 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말;을 포함하고,
    하나의 상기 소자 블록 모듈의 연결부는 다른 소자 블록 모듈의 연결부와 네오디움 자석 결합을 통해 연결되고, 상기 처리부는 상기 영상 촬영부로부터 전달받은 상기 소자 블록 모듈의 배치구조로부터 서로 다른 두 개의 소자 블록 모듈의 연결부 사이의 간격이 설정된 기준값 이내인 경우, 서로 다른 두 개의 소자 블록 모듈이 연결된 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전자회로 실습 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 식별코드에 일대일 대응되는 상기 소자 블록 모듈의 매칭 정보와, 상기 식별번호에 일대일 대응되는 상기 소자 블록 모듈의 매칭 정보를 저장하는 데이터베이스에 접속하여 상기 식별코드 또는 상기 식별번호로부터 소자 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 전자회로 실습 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 무선통신 모듈 및 상기 제2 무선통신 모듈은 저전력 블루투스 통신을 통해 상기 식별번호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 전자회로 실습 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소자 블록 모듈은 전자회로 실습을 위한 소자로서, 저항, 가변저항, 콘덴서, 캐패시터, LED, 정류 다이오드, 배터리 중 어느 하나의 소자 정보에 대응되는 것을 특징으로 하는 전자회로 실습 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모듈함은 상기 제1 무선통신 모듈을 내부의 공간에 포함하는 면체 구조로 형성되고, 상기 면체의 외부면 상에 상기 식별코드를 배치하는 형태인 것을 특징으로 하는 전자회로 실습 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 데이터베이스는 상기 소자 블록 모듈의 배치 방향에 따른 상기 소자 블록 모듈의 전류 방향을 설정하고 있고,
    상기 처리부는 상기 데이터베이스에서 설정된 상기 소자 블록 모듈의 배치 방향을 두 개의 소자 블록 모듈간 배치에 따른 전류 방향을 모두 참조하여 상기 소자 블록 모듈의 전류 방향을 판단하고, 두 개의 소자 블록 모듈의 연결상태를 정상연결 또는 비정상연결로 판단하여, 판단결과를 분석결과로서 상기 처리부에 전달하는 것을 특징으로 하는 전자회로 실습 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는 상기 제1 무선통신 모듈로부터 수신한 식별번호로부터 추출된 소자 정보와, 상기 식별코드로부터 추출된 소자 정보가 일치하거나, 단지 상기 제1 무선통신 모듈로부터 수신한 식별번호로부터 소자 정보가 추출된 경우에만 상기 분석결과를 상기 출력부에 오버랩하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전자회로 실습 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는 일자 형태 또는 굽은 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자회로 실습 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 식별코드는 바코드, QR 코드 또는 기타 인식 가능한 마크 형태의 식별코드이고, 상기 처리부는 상기 영상 촬영부가 상기 소자 블록 모듈의 배치구조를 촬영한 영상정보로부터 상기 소자 블록 모듈에 형성된 상기 식별코드를 인식하여 상기 식별코드로부터 식별정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 전자회로 실습 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는 상기 소자 블록 모듈간 결선 관계에 따라 가상의 전자회로를 시뮬레이션하는 알고리즘을 포함하여 형성되어, 상기 소자 블록 모듈간 결합이 정상인 경우 전자 흐름을 상기 출력부에 출력하도록 제어하거나,
    상기 소자 블록 모듈간 결합이 비정상인 경우 안내 문구, 상기 소자 블록 모듈간 결합 변경을 유도하는 문구 중 적어도 어느 하나를 상기 출력부에 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전자회로 실습 시스템.
  12. 소자 블록 모듈 및 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말을 포함하는 전자회로 실습 시스템을 이용한 전자회로 실습결과 모니터링 방법에 있어서,
    a) 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말의 영상 촬영부가 소자 블록 모듈을 촬영하는 단계;
    b) 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말의 제2 무선통신 모듈이 블루투스 통신을 통해 소자 블록 모듈로부터 식별번호를 전달받아, 식별번호에 대응되는 소자 정보를 추출하고, 상기 a) 단계에서 촬영된 영상에 포함된 식별코드로부터 소자 정보를 추출하는 단계; 그리고,
    c) 상기 a) 단계에서 촬영한 이미지 상에 포함된 적어도 두 개의 소자 블록 모듈간 연결관계에 따라, 상기 소자 결선 확인이 가능한 휴대용 단말의 출력부 상에 상기 촬영한 이미지와 상기 촬영한 이미지 위에 소자의 전자흐름정보, 구동안내 정보를 오버랩하여 출력하는 단계;를 포함하여 이루어지고,
    하나의 상기 소자 블록 모듈의 연결부는 다른 소자 블록 모듈의 연결부와 네오디움 자석 결합을 통해 연결되며, 상기 c) 단계는 상기 영상 촬영부로부터 전달받은 상기 소자 블록 모듈의 배치구조로부터 서로 다른 두 개의 소자 블록 모듈의 연결부 사이의 간격이 설정된 기준값 이내인 경우, 서로 다른 두 개의 소자 블록 모듈이 연결된 상태인 것으로 판단하여 수행되는 것을 특징으로 하는 전자회로 실습 시스템을 이용한 전자회로 실습결과 모니터링 방법.
  13. 제12항에 기재된 전자회로 실습결과 모니터링 방법을 실행하는 전자회로 실습결과 모니터링용 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독가능한 기록매체.
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