KR102155457B1 - 스마트 엘이디 매트 시스템 - Google Patents

Abstract

본발명은 스마트 엘이디 매트 시스템에 관한 것으로, 매트(100)에 다수개의 엘이디(10)를 설치하고, 사용자가 원하는 부위에 해당되는 엘이디(10)를 점등하여 선이나 도형을 표시하는 것으로,
본발명은 환경에 구애받지 않고 안전을 최우선으로 고려하면서, 어린아이나 학생들이 마음껏 활동을 통한 성취기준을 달성 할 수 있는 다양한 교육활동을 위해 LED를 활용하여 선(LINE)을 자유자재로 매트에 나타낼 수 있는 현저한 효과가 있다.

Description

스마트 엘이디 매트 시스템{Smart LED Mat System}

본발명은 스마트 엘이디 매트 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 환경에 구애받지 않고 안전을 최우선으로 고려하면서, 어린아이나 학생들이 마음껏 활동을 통한 성취기준을 달성 할 수 있는 다양한 교육활동을 위해 LED를 활용하여 선(LINE)을 자유자재로 매트에 나타낼 수 있는 스마트 엘이디 매트 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 매트는 바닥에 설치하여 학생들이 그 위에서 다양한 운동을 할수 있게 제작된 것으로, 부상위험을 방지하여 탄성이 있고 부드러운 재질로 구성되며, 일례로서 등록번호 10-1603096 사각의 지지틀(400) 내부에 형성된 공간에 하부 탄성층(100)과 보드층(200) 및 상부 탄성층(300)이 순차적으로 적층되고, 상기 지지틀(400)과 상부 탄성층(300)의 표면을 카페트로 덮어 마감층(500)을 형성한 것으로 이루어지는 마루운동매트에 있어서,

상기 하부 탄성층(100)은, 상기 마루운동매트가 설치되는 바닥(600)과 상기 보드층(200)의 사이에 배치되는 다수개의 스프링 구조체(110)로 구성되고,

상기 각각의 스프링 구조체(110)는, 코일형의 스프링(111); 상기 보드층(200)에 밀착되도록 상기 스프링(111)의 상단부에 결합되는 상부캡(112); 상기 바닥(600)에 밀착되도록 상기 스프링(111)의 하단부에 결합되는 하부캡(113); 및 상기 상부캡(112)과 스프링(111)의 사이 및 상기 하부캡(113)과 스프링(111)의 사이에 설치되는 고무패드(114)로 구성되되,

상기 상부캡(112)은, 볼트(B)의 몸체가 관통하는 관통공(1121a)이 중앙부에 형성되고, 평판형의 구조로 형성되어 스프링(111)과 보드층(200)의 사이에 배치되는 평판부(1121); 상기 평판부(1121)의 저면으로부터 돌출된 구조로 형성되어 스프링(111)의 상단부 내측에 끼워지는 원통부(1122); 및 상기 원통부(1122)가 스프링(111)의 상단부에 완전히 조립된 경우, 스프링(111)의 상단 1권부를 원통부(1122)에 결속하도록 원통부(1122)의 외면에 돌출된 구조로 형성된 하나 이상의 결속돌기(1123);로 이루어지며, 상기 관통공(1121a)을 관통한 채로 보드층(200)에 설치된 가시너트(115)에 체결되는 상기 볼트(B)에 의하여 보드층(200)에 고정되게 구성되고,

상기 고무패드(114)는, 스프링(111)과 마주하는 저면 또는 상면이 스프링과 항상 밀착된 상태를 유지하도록 스프링(111)이 형성하는 나선형의 궤적과 동일한 나선형의 궤적을 그리면서 경사진 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 개선된 탄성층을 갖는 마루운동매트가 공개되어 있다.

또한, 등록실용신안공보 20-0157121호에는 실내체육관의 마루바닥 위에 고무스프링(1), 합판(2), 쿠션판(4)과 융단(5)이 순차적으로 조립 형성되는 마루운동매트를 구성함에 있어서, 고무스프링(1)을 꺽쇠(3)로 합판(2)의 저면에 고정하고 상기 합판(2)을 연결대(6)와 연결판(7)으로 조립하여 쿠션판(4)에 형성되어 있는 요철(4a)을 이용하여 조립연결된 쿠션을 상기 합판위에 덮어주고 접착테이프(velcro)(8)에 의해 결속된 융단(5)으로 쿠션판(4)을 덮어주는 것을 특징으로 하는 마루운동매트가 공개되어 있다.

그러나 상기 종래기술들은 매트표면에 선을 긋거나 도형을 표시하는 것이 곤란하거나 불편하여 단지 운동도구외의 용도외 다양한 학습방법을 위한 수단이 되지 못하는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 컴퓨터나 탭북, 노트북등을 이용하여 매트에 실시간으로 원하는 모양, 색상 형태의 선을 나타낼 수 있으며, 안전하고 창의적인 놀이를 제공하며, 미끄럼 방지 및 낙상사고 예방하면서, 순발력 기르기, 민첩성 기르기, 평형성 기르기, 선따라 공굴리기, 표적게임등등 다양한 응용이 가능하며, 재미있는 놀이를 통하여 식상하지 않고 아이들의 성장발달과 두뇌회전을 돕는 창의성 놀이공간을 제공하며, 다용도의 기능과 실시간 편의성을 제공하며, 시인성이 좋고 다양한 색구현이 가능한 LED를 이용하여 저전력,장수명 ,충격에 강하고 빠른 응답특성을 가진 스마트 엘이디 매트 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본발명은 스마트 엘이디 매트 시스템에 관한 것으로, 매트(100)에 다수개의 엘이디(10)를 설치하고, 사용자가 원하는 부위에 해당되는 엘이디(10)를 점등하여 선이나 도형을 표시하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본발명은 환경에 구애받지 않고 안전을 최우선으로 고려하면서, 어린아이나 학생들이 마음껏 활동을 통한 성취기준을 달성 할 수 있는 다양한 교육활동을 위해 LED를 활용하여 선(LINE)을 자유자재로 매트에 나타낼 수 있는 현저한 효과가 있다.

도 1은 본발명의 스마트 엘이디 매트 시스템 제어를 위한 컴퓨터 화면
도 2는 본발명의 스마트 엘이디 매트 상부도
도 3은 본발명의 스마트 엘이디 매트의 상판과 하판 결합도
도 4는 본발명의 스마트 엘이디 매트 시스템 구성도
도 5는 본발명의 스마트 엘이디 매트의 상판과 하부 엘이디기판 결합구성도

본발명은 스마트 엘이디 매트 시스템에 관한 것으로, 매트(100)에 다수개의 엘이디(10)를 설치하고, 사용자가 원하는 부위에 해당되는 엘이디(10)를 점등하여 선이나 도형을 표시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 엘이디는 매트의 구멍(101) 내부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 엘이디는 밧데리에 의해 전원이 공급되는 것을 특징으로 한다.

또한, 입력수단은 매트에 연결설치되는 컴퓨터 화면의 터치입력을 통해 입력되는 것을 특징으로 한다.출력수단은 엘이디인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 매트(100)는 다수개의 구멍(101)이 형성되는 몸체(110)와, 상기 몸체(110) 주위에 형성되는 결합부(120)로 구성되며, 상기 몸체 구멍(101) 내부에는 엘이디(10)가 장착되며, 상기 엘이디(10)의 불빛이 상기 구멍을 통해 상부로 비춰지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합부(120)는 돌기(121)와 홈(122)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌기(121)는 끝단부로 갈수록 길이가 커지게 형성되어 단면이 역사다리꼴인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홈(122)은 이웃하는 매트의 돌기(121)와 결합되게 단면이 사다리꼴인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌기(121)와 홈(122)은 동일한 단면을 거꾸로 배치한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상판인 몸체(110)의 하부에는 하판인 하부몸체(130)를 설치하며, 상기 하부몸체(120)에 엘이디와 제어부를 설치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부몸체에는 미리 제작된 엘이디기판을 설치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부몸체주위에도 상부의 몸체와 동일한 형태로 결합부(120)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본발명의 스마트 엘이디 매트 시스템 제어를 위한 컴퓨터 화면, 도 2는 본발명의 스마트 엘이디 매트 상부도, 도 3은 본발명의 스마트 엘이디 매트의 상판과 하판 결합도, 도 4는 본발명의 스마트 엘이디 매트 시스템 구성도, 도 5는 본발명의 스마트 엘이디 매트의 상판과 하부 엘이디기판 결합구성도이다.

본발명은 임베디드시스템의 기반하에 데스크탑 컴퓨터나 휴대용 개인정보단말기(PDA), 노트북 스마트폰에 어플리케이션을 설치하면 스마트LED전자매트를 다양하게 활용가능하다.

LED의 다양한 특성을 매트에 접목하므로, 시인성이 뛰어나고 다양한 형태의 선이나 영역등을 자유자재로 구연할 수 있을뿐만 아니라, 움직이는 영역까지도 표현가능하다.

활용도는 남녀노소 유아에서부터 성인까지 유아 유치원 놀이방 학교 병원 일반체육관등에서 다목적으로 활용가능하다.

매트 제작 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

고경도 무해한 안전 매트에 일정한 간격으로 홀을 타공한다(상판).

타공된 홀 에는 전자칩이 내장된 LED가 실장된다.

타공한 매트 아래에 LED를 취부 할 수 있는 고경도 매트나, 고강도 PC판(폴리카보네니트), FRP(섬유가화플라스틱)등으로 성형 가공한 하판인 하부몸체를 만들고 그위에 전자칩 LED를 고정한다.(하판)

성형화된 하판에는 전자칩이 내장된 LED나, LED를 구동할 별도의 드라이버단 및 매트 제어시스템을 섹션화하여 실장한다.

곧 다른 실시례로서 상기 상판인 몸체(110)의 하부에는 하판인 하부몸체(130)를 설치하며, 상기 하부몸체(120)에 엘이디와 제어부를 직접 설치하거나, 또는 상기 하부몸체에는 미리 제작된 엘이디기판을 설치할 수 있다. 이때 상판인 상부몸체와 하판이 하부몸체를 볼트나 접착제로 붙여서 설치, 사용한다.

상기 하부몸체주위에도 상부의 몸체와 동일한 형태로 돌기와 홈이 반복형성되는 결합부(120)가 형성된다.

그러므로 사용자가 즉시에 도출된 아이디어를 탭북등 설치된 그림판등 어플리케이션의 운영화면을 통해 격자화된 눈금에 펜으로 그림을 그리듯 그린 후, 도안이나 형상등에 색상을 지정한 후 저장하고 전송하면 스마트매트에 표출되므로, 누구나 쉽게 프로그램을 활용할 수 있다. 곧 그림판의 경우, 그림판에 지정되는 색상을 선택하여 그림을 그린후, 이를 매트제어시스템으로 전송하면 매트제어시스템의 제어부에서는 주소에 의해 해당되는 엘이디를 온시키는 것이다. 예를 들어 하나의 매트에 256 개의 엘이디가 설치되는 경우, 각 엘이디는 R,G, B의 3개의 색상이 다른 엘이디가 하나의 몸체에 결합된 통상의 3색엘이디, 전색상구현엘이디로 구성되어 있으므로, 이들 R,G, B 3개의 엘이디 각각 조도를 조절하여 해당하는 전색상이 구현되게 조절한다.

이때의 컴퓨터 제어부에서 매트제어시스템의 제어부로 신호가 전달되는 선은 4가닥으로서, 클럭, 어드레스를 포함한 데이터, 전원(+), 전원(-)선으로 이루어진다.

매트에서 온되는 일부 엘이디는 불이 들어오고, 나머지는 불이 들어오지 않으므로, 원하는 도형이 된다. 그리고 상기 불이 들어온 엘이디는 각각 원하는 색상을 나타내므로 결국 원하는 색상이 구현되는 도형을 얻을 수 있다.

나아가 본발명은 시간측정 및 점수화할 수도 있다.

그러므로 단순 놀이에서 벗어나 시간측정 및 점수, 횟수등을 표출 하는 디스플레이가 모니터나 별도의 부분에 장착되어 다양한 활동의 보조장치로 할 수 있게 한다.

또한, 일측면에 진행시간, 업 / 다운 타이머, 횟수(카운트)등을 측정의 나타낼 수 있는 디스플레이가 부착된다.

컴퓨터화면의 모니터나 터치모니터 활용하여 실시간 창의적인 아이디어를 구현할 수 있다.

활동시 배경음악등도 제공한다.

엘이디 전원은 한전공급전력이나 밧데리를 사용한다.

또한, 다른 실시례로서 본발명은 매트 하판에 로드셀을 설치하여, 일정무게 이상의 무게가 가해지면 제어부는 경보수단인 스피커를 동작시켜 경보음을 울려서 과다한 숫자의 학생들이 매트에 올라서는 것을 방지한다.

또한 본발명의 매트는 주로 실내에서 사용되므로, 환기가 안될 경우, 그리고 학생들이 운동하며 내뿜는 이산화탄소 등 나쁜 공기속에서 매트에서 운동을 하면 건강에 이상이 올 수 있으므로, 매트에는 유해가스감지센서나 이산화탄소 감지센서를 설치하여, 일정수치 이상의 값이 감지될 경우 제어부는 경보수단인 스피커를 동작시키되 환기를 하라는 멘트를 하여, 창문을 열어 환기를 하게 한다. 그리고 지진파감지센서가 설치되되, 상기 지진파감지센서는 지진을 감지하는 것으로, 지진의 p, s파에만 반응하게 지진파감지가 설정되어 있어서, 지진이 발생하면 제어부는 경보를 발생하여 안전조치를 취하게 한다.

또한 본발명은 화재감지센서인 연기감지센서 또는 열감지센서가 장착되어, 화재발생시 제어부는 매트의 엘이디로 화살표 모양을 구현하되, 화살표가 가르키는 방향이 비상출입구 방향이 되게 하여 학생들이 쉽게 탈출할 수 있게 한다. 한편, 매트를 여러개 합쳐서 사용할 수 있는 것으로, 이때 제어부는 그림판의 그림 일부분을 모자이크 마냥 나누어서 여러개 매트에 각각 조각그림이 엘이디에 의해 디스플레이되게 하여 전체 그림이 완성되게 한다. 또한 그림판의 도형을 매트에 도형을 병렬로 표시하여 일례로서 두 개의 매트에 각각 동일한 도형이 구현되게 하여 동시에 여러 학생들이 여러 매트에서 같이 할 수 있게 한다. 그리고 제어부는 실내의 조명을 인식하여, 제어부에서 매트의 엘이디에 전송하는 RGB색상데이터에서 해당색상값을 약하게 보정한다. 예를 들어 실내조명이 붉은색이 강하면, R값을 작게 보정한다.

한편, 각 개인의 이름을 컴퓨터의 데이터베이스에 기록하여, 이전에 한 기록을 불러내어 제시하여 줄 수 있다.

본발명은 초소형 컴퓨터인 라즈베리를 이용하여 자유자재로 라인을 표출하기 위한 프로그래밍과 어플리케이션을 제작하여, 컴퓨터나 탭북, 노트북등에서 손쉽게 이용할 수 있다.

따라서 본발명은 환경에 구애받지 않고 안전을 최우선으로 고려하면서, 어린아이나 학생들이 마음껏 활동을 통한 성취기준을 달성 할 수 있는 다양한 교육활동을 위해 LED를 활용하여 선(LINE)을 자유자재로 매트에 나타낼 수 있는 현저한 효과가 있다.

100 : 매트 10 : 엘이디
11 : 엘이디기판
101 : 구멍
110 : (상부)몸체(상판)
120 : 결합부 121 : 돌기
122 : 홈
130 : 하부몸체(하판)

Claims (3)

1. 매트(100)에 다수개의 엘이디(10)를 설치하고, 사용자가 원하는 부위에 해당되는 엘이디(10)를 점등하여 선이나 도형을 표시하는 스마트 엘이디 매트 시스템에 있어서,
   상기 매트에 일정한 간격으로 홀을 타공하고,
   타공된 홀 에는 전자칩이 내장된 LED가 실장되며,
   타공한 매트 아래에 LED를 취부 할 수 있는 매트나, PC판(폴리카보네니트), 또는 FRP(섬유강화플라스틱)로 성형 가공한 하판인 하부몸체를 만들고 그위에 전자칩 LED를 고정하며,
   성형화된 하판에는 전자칩이 내장된 LED, LED를 구동할 별도의 드라이버단 및 매트 제어시스템을 섹션화하여 실장하여,
   어플리케이션의 운영화면을 통해 격자화된 눈금에 펜으로 그린 그림, 또는 도안이나 형상에 지정되는 색상이 컴퓨터에 의해 저장되고 ,매트제어시스템의 제어부에 전송되어 표출되며,
   이때의 컴퓨터 제어부에서 매트제어시스템의 제어부로 신호가 전달되는 선은 4가닥으로서, 클럭, 어드레스를 포함한 데이터, 전원(+), 전원(-)선으로 이루어지고,
   매트에서 온되는 일부 엘이디는 불이 들어오고, 나머지는 불이 들어오지 않으므로, 원하는 도형이 되고 상기 불이 들어온 엘이디는 각각 원하는 색상을 나타내므로 결국 원하는 색상이 구현되는 도형을 얻을 수 있으며,
   시간측정, 점수,또는 횟수를 표출 하는 디스플레이가 모니터에 장착되어 보조장치로 활용되며,
   일측면에 진행시간, 업 / 다운 타이머, 또는 횟수를 측정의 나타낼 수 있는 디스플레이가 부착되고,
   매트 하판에 로드셀을 설치하여, 일정무게 이상의 무게가 가해지면 매트 제어시스템 제어부는 경보수단인 스피커를 동작시켜 경보음을 울려서 과다한 숫자의 사용자들이 매트에 올라서는 것을 방지하며
   매트에는 유해가스감지센서나 이산화탄소 감지센서를 설치하여, 일정수치 이상의 값이 감지될 경우 제어부는 경보수단인 스피커를 동작시키되 환기를 하라는 멘트를 하여, 창문을 열어 환기를 하게 하고,
   화재감지센서인 연기감지센서 또는 열감지센서가 장착되어, 화재발생시 매트 제어시스템 제어부는 매트의 엘이디로 화살표 모양을 구현하되, 화살표가 가르키는 방향이 비상출입구 방향이 되게 하여 사용자들이 쉽게 탈출할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 스마트 엘이디 매트 시스템
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