KR102360836B1

KR102360836B1 - 모듈형 전자 부품 조립체 및 이를 이용한 공기 정화 장치

Info

Publication number: KR102360836B1
Application number: KR1020190022242A
Authority: KR
Inventors: 이종민; 김주현; 오세민; 박연하
Original assignee: 주식회사 메이킷올
Priority date: 2019-02-26
Filing date: 2019-02-26
Publication date: 2022-02-09
Also published as: KR20200103972A

Abstract

모듈형 전자 부품 조립체 및 이를 이용한 공기 정화 장치를 개시한다. 본 발명의 모듈형 전자 부품 조립체는 특정 부품이 조립될 수 있는 다수의 조립 커넥터를 구비하고, 다수의 조립 커넥터에 대한 조립 정보가 인쇄된 PCB기판 및 조립 커넥터에 연결되고, 특정 기능을 수행하는 복수의 조립 부품을 포함한다.

Description

모듈형 전자 부품 조립체 및 이를 이용한 공기 정화 장치{modular electronic component assembly and air purification device using the same}

본 발명은 모듈형 전자 부품 조립체 및 이를 이용한 공기 정화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직관적인 방식으로 모듈 부품을 보드에 조립할 수 있고 기능 확장이 가능한 모듈형 전자 부품 조립체 및 이를 이용한 공기 정화 장치에 관한 것이다.

최근에는 싱글보드에 여러 종류의 전자 부품을 조립함으로써 다양한 기능을 수행할 수 있는 전자 제어 보드가 다양하게 출시되고 있다. 특히, 싱글 보드 컴퓨터(Single Board Computer : SBC)의 관심이 늘어가면서 교육 목적으로 싱글 보드 컴퓨터를 활용하는 사례가 많아지고 있다.

싱글 보드 컴퓨터는 다양한 센서, 모터, LED 램프, 디스플레이, 입출력 장치, 네트워크 인터페이스 장치 등을 연결하여 특정 목적, 기능을 수행할 수 있다. 하지만 이러한 싱글 보드 컴퓨터는 GPIO(General-Purpose Input/Output) 또는 모듈 부품을 연결할 수 있는 전용 커넥터를 구비하고 있으며, GPIO에 연결하거나 전용 커넥터에 부품을 연결하여 사용할 수 있다.

하지만, 기존의 싱글 보드 컴퓨터에 부품을 연결할 경우에 GPIO 중 어느 핀(pin)에 연결해야 하는지 보드 자체만으로는 확인할 수 없기 때문에, 사용자는 보드에 부품을 조립하는 경우에 불편함이 있었고, 이러한 불편함을 해결하기 위해서 새로운 개념의 기능 확장이 가능한 모듈형 전자 부품 조립체에 대한 개발의 필요성이 있습니다.

특허문헌 1 : 한국등록특허 제10-1891804호(2018년08월20일 공고) 특허문헌 2 : 한국공개특허 제10-2015-0086425호(2015년07월28일 공개) 특허문헌 3 : 한국등록특허 제10-1608418호(2016년03월28일 공고)

상술한 필요성에 의해서 안출된 본 발명은 조립 정보가 인쇄된 PCB기판에 전자 부품을 기능 모듈별로 조립할 수 있는 기능 확장 및 변경이 가능한 모듈형 전자 부품 조립체 및 이를 이용한 공기 정화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 기능 확장이 가능한 모듈형 전자 부품 조립체는 특정 부품이 조립될 수 있는 다수의 조립 커넥터를 구비하고, 상기 다수의 조립 커넥터에 대한 조립 정보가 인쇄된 PCB기판; 및 상기 조립 커넥터에 연결되고, 특정 기능을 수행하는 복수의 조립 부품;을 포함한다.

이 경우에, 상기 PCB기판은, 상기 조립 커넥터의 주변에 사용자가 상기 복수의 조립 부품의 버전, 종류, 조립 위치, 수량, 조립시 주의사항 등을 구별할 수 있도록 기호, 숫자, 문자, 색채 및 이들의 조합으로 구성된다.

한편, 상기 복수의 조립 부품은, 각각 독립 모듈형태인 팬(pan), 정화 필터(purification filter), 배터리(battery), 자외선 살균기(ultraviolet sterilizer) 및 음이온 발생기(anion generator)를 포함한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 모듈형 전자 부품 조립체를 이용한 공기 정화 장치는, 특정 부품이 조립될 수 있는 다수의 조립 커넥터를 구비하고, 상기 다수의 조립 커넥터에 대한 조립 정보가 인쇄된 PCB기판와 상기 조립 커넥터에 연결되고, 공기 정화 기능을 수행하는 복수의 조립 부품를 포함하는 모듈형 전자 부품 조립체; 상기 전자 부품 조립체와 연결되서 상기 복수의 조립 부품을 제어하는 제어보드; 및 상기 복수의 조립 부품이 조립된 상기 PCB기판 및 상기 제어 보드를 수용하고, 상기 복수의 조립 부품의 형태, 위치, 개수 등에 따라 사용자의 선택에 따라 모양이 미리 가공된 하우징부;를 포함한다.

이 경우에, 상기 복수의 조립 부품은, 각각 독립 모듈형태인 팬(pan), 정화 필터(purification filter), 배터리(battery), 자외선 살균기(ultraviolet sterilizer) 및 음이온 발생기(anion generator)를 포함한다.

한편, 상기 복수의 조립 부품은, 상기 PCB기판에 탈착가능하게 조립되고, 상기 하우징부에 구비된 고정 구조에 의해서 고정된다.

한편, 상기 하우징부는, 내부는 상기 모듈형 전자 부품 조립체 및 상기 제어 보드를 수용하는 고정하여 수용하는 공간을 구비하고, 외부는 사용자에 의해서 결정된 형태, 색채, 모양, 크기로 3D 프린터에 의해서 출력된다.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 조립 정보가 인쇄된 PCB기판에 기능 모듈별로 전자 부품을 메뉴얼 없이 간편하게 조립하고, 변경, 교체할 수 있으므로, 사용자가 기능을 확장하기 쉽고, 유지 및 보수가 용이한 사용자 편의성이 있고,

사용자가 공기 정화 장치의 기능을 업그레이드 하거나 부품을 교체할 수 있고, 사용자가 원하는 외관으로 디자인을 할 수 있는 사용자 맞춤형 제품을 구축할 수 있는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 전자 부품 조립체의 PCB기판의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 전자 부품 조립체를 예시적으로 설명하는 블럭도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 보드의 일 예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 전자 부품 조립체와 제어 보드의 연결을 예시적으로 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 모듈현 전자 부품 조립체를 이용한 공기 정화 장치를 예시적으로 설명하는 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 하우징부의 구조를 예시적으로 도시한 도면,
도 7 내지 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어보드의 일 예를 모델링한 도면,
도 11 내지 13은 본 발명의 공기 정화 장치용 제어보드에 조립되는 버튼의 일 예를 모델링한 도면, 그리고
도 14 내지 16은 본 발명의 공기 정화 장치용 제어보드에 조립되는 LED의 일 예를 모델링한 도면.

이하에서 도면을 참고하여 본 발명의 다양한 실시예 중 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한다. 도면에 도시된 구성은 본 발명을 쉽게 이해하기 위한 것일뿐 본 발명의 기술적 사상 범위에서 다양하게 변형될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 전자 부품 조립체의 PCB기판의 일 예를 도시한 도면이다. 도 1을 참고하면, PCB기판(100)은 다양한 전자 부품을 장착할 수 있도록 장착 커넥터를 구비한다. 여기서 장착 커넥터는 그 형태, 위치, 크기, 치수 등에 대해서 PCB기판이 사용되는 전자 장치의 기능 및 용도에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

도 1에 도시된 PCB기판(100)은 다양한 종류의 장착 커넥터를 구비하고 있다. 해당 장착 커넥터에는 인접한 영역에 장착 커넥터에 전자 부품을 조립하는 방법 등을 나타내는 조립 정보가 인쇄되어 있다. 이러한 조립 정보에 기초하여 작업자가 조립 메뉴얼을 별도로 참고하지 않더라도 장착 커넥터에 전자 부품을 직관적으로 조립할 수 있다.

보다 구체적으로 살펴보면, 제1 장착 커넥터에는 3개의 홀이 구비되고, 3개의 홀은 전자 부품을 연결하기 위한 커넥터이다. 제1 장착 커넥터의 주변에 인쇄된 제1 부품 장착 정보(P_1)는 연결되는 전자 부품의 극성에 대한 정보(+, -, D)와 극성을 구별하기 위한 컬러 정보가 인쇄되어 있다.

또한 제2 장착 커넥터에는 6개의 홀이 구비되어 있고, 좌측에 도시된 3개의 홀은 극성에 대한 정보(+, -)를 포함하고, 특정 부품(스피커)를 연결하는 홀을 나타내는 장착 정보가 인쇄되어 있다. 그리고, 우측에 도시된 3개의 홀은 전등, 리플레시, 버튼을 연결할 수 있는 3개의 홀을 나타내는 장착 장보가 인쇄되어 있다. 이러한 제1, 2 장착 커넥터는 공기 정화 장치의 다양한 부품을 연결할 수 있는 조립 커넥터이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 PCB기판(100)의 표면에는 다양한 장착 커넥터가 구비되고, 각각의 장착 커넥터에 어떠한 부품을 어떤 방식으로 연결해야 하는지 이해할 수 있도록 조립 정보가 직관적인 기호, 문자, 숫자, 도형 등으로 인쇄되어 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 전자 부품 조립체를 예시적으로 설명하는 블럭도이다. 도 2를 참고하면, PCB기판(100)은 다양한 기능을 수행하는 모듈형 전자 부품을 연결할 수 있는 복수의 장착 커넥터를 포함한다. 여기서 복수의 장착 커넥터의 주변에는 각각의 장착 커넥터에 대한 조립 정보가 인쇄되어 있다.

구체적으로 살펴보면, PCB기판(100)은 공기 정화 장치를 구성할 수 있는 전자 부품을 조립한다. 제3 장착 커넥터(P_3)는 공기 정화 장치의 팬(pan)을 연결할 수 있는 커넥터이다. 제4 장착 커넥터(P_4)는 공기 정화 장치의 정화 필터(filter)를 연결할 수 있는 커넥터이다. 제5 장착 커넥터(P_5)는 배터리를 연결할 수 있는 커넥터이다. 제6 장착 커넥터(P_6)는 자외선 살균기를 연결할 수 있는 커넥터이다. 제7 장착 커넥터(P_7)는 음이온을 발생시키는 음이온 발생기를 연결할 수 있는 커넥터이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 기능 모듈별로 전자 부품을 개별적으로 장착할 수 있으므로, 기능 확장이 용이하고, 특정 기능 모듈이 고장 난 경우에도 해당 모듈 부품을 교체하면 되므로 전자 장치의 유지 보수가 유리한 장점이 있다. 특히, PCB기판(100)에는 기능 모듈 부품을 장착하거나 해제할 경우에 별도의 메뉴얼이 없어도 이를 실행하기 용이하므로, 사용자 편의성이 증대될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 보드의 일 예를 도시한 도면이다. 도 3을 참고하면, 제어 보드(200)는 외부 전자 부품과 연결되는 I/O 인터페이스(210)를 더 포함한다. 제어 보드(200)를 구성하는 각종 부품에 대해서 개별적으로 설명하지 않아도 본원 발명을 이해하는데 무리가 없으므로 설명을 생략한다. 다만, 제어 보드(200)는 싱글 보드 컴퓨터(SBC)이고, 이러한 싱글 보드 컴퓨터는 라즈베리파이, 비글보드, 바나나파이, 아두이노, 인텔 갈릴레오, 나노파이, 오렌지 파이 등 중앙 처리 장치(CPU), 무선 통신칩, 이미지 프로세싱 칩, 입·출력 인터페이스를 단일 보드에 구비한 보드를 의미한다.

도 3에 도시된 제어 보드(200)는 기능 모듈별 부품이 확장되는 PCB기판(100)과 연결되고, PCB기판(100)에 연결된 각종의 전자 부품을 제어하고, 전자 부품으로부터 얻어지는 물리·화학적 감지 정보를 이용하여 주변 환경 변수를 조절할 수 있다. 구체적으로, PCB기판(100)에 공기 청정 장치를 위한 전자 부품이 조립된 경우에는 제어 보드(200)는 PCB기판(100)에 연결된 팬, 정화 필터, 배터리, 자외선 살균기, 음이온 발생기 등을 제어함으로써 공기를 정화시킨다. 도 3에 도시된 제어 보드(200)는 공기 정화 장치 이외에 다른 부품이 PCB기판(100)에 조립될 경우에는 공기 정화 기능 이외에 다른 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈형 전자 부품 조립체와 제어 보드의 연결을 예시적으로 도시한 도면이다. 도 4에서는 PCB기판(100)에 다른 전자 부품이 장착되어 있지 않았지만, 본 발명의 모듈형 전자 부품 조립체는 PCB기판(100)에 특정 목적의 전자 부품이 조립된 결과물을 의미한다. 모듈형 전자 부품 조립체는 PCB기판(100)에 전자 부품이 연결되고, PCB기판(100)은 제어 보드(200)와 연결됨으로써, 제어 보드(200)의 제어에 따라 특정 기능을 실행한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 모듈형 전자 부품 조립체를 이용한 공기 정화 장치를 예시적으로 설명하는 도면이다. 도 5를 참고하면, 모듈형 전자 부품 조립체는 PCB기판(100)에 다양한 전자 부품(110 내지 140)을 연결한 결과물이다. 모듈형 전자 부품 조립체는 제어 보드(200)와 전기적으로 연결된다. 모듈형 전자 부품 조립체와 제어 보드(200)는 내부 하우징부(310)에 수납될 수 있다. 도 5에서는 박스형태의 내부 하우징부(310)를 도시하고 있으나, 사용자의 설계에 따라서는 원통형, 다각형, 반구형 등 다양한 형태로 내부 하우징부(310)를 구성할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 모듈형 전자 부품 조립체는 PCB기판(100)에 각종의 전자 부품을 기능별로 모듈형태로 조립함으로써, 손쉽게 구성할 수 있고, 모듈형 전자 부품 조립체와 제어 보드(200)를 PCB기판(100)을 통해서 연결함으로서 조립 및 제어를 손쉽게 할 수 있는 장점이 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 하우징부의 구조를 예시적으로 도시한 도면이다. 도 6을 참고하면, 하우징부(300)는 내부 하우징부(310)에 의해서 모듈형 전자 부품 조립체를 수납하고 있으며, 외부 하우징부(320)에 의해서 내부 하우징부(310)를 둘러싸고 장치의 외관을 구성하게 된다. 여기서 외부 하우징부(320)는 내부 하우징부(310)의 치수에 따라 기본 치수는 정해지고, 그 밖의 형태, 색채, 재질, 모양등이 사용자에 의해서 다양하게 변경될 수 있다. 특히, 본 발명의 경우에는 외부 하우징부(320)를 3D프린터를 이용하여 출력함으로써 손쉽게 외관을 구성할 수 있다는 점에서 차이점이 있다. 이때, 외부 하우징부(320)의 내부는 하우징부(310)의 가로, 세로, 높이의 치수 및 형태에 따라 내부 공간이 정해진다. 그리고, 외부 하우징부(320)의 외부 형태, 색채, 모양, 재질, 강도, 재료 등은 3D 프린터에서 제공하는 다양한 필라멘트의 특징, 종류, 3D 프린터의 출력 방식 등에 의해서 달라질 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

100 : PCB 기판
110 : 공기 정화 장치의 팬
120 : 공기 정화 장치의 정화 필터
130 : 공기 정화 장치의 배터리
140 : 공기 정화 장치의 자외선 살균기
150 : 공기 정화 장치의 음이온 발생기
200 : 제어 보드
310 : 내부 하우징부
320 : 외부 하우징부

Claims

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모듈형 전자 부품 조립체를 이용한 공기 정화 장치에 있어서,
특정 부품이 조립될 수 있는 다수의 조립 커넥터를 구비하고, 상기 다수의 조립 커넥터에 대한 조립 정보가 인쇄된 PCB기판과 상기 조립 커넥터에 연결되고, 공기 정화 기능을 수행하는 복수의 조립 부품를 포함하는 모듈형 전자 부품 조립체;
상기 전자 부품 조립체와 연결되서 상기 복수의 조립 부품을 제어하는 제어보드; 및
상기 복수의 조립 부품이 조립된 상기 PCB기판 및 상기 제어 보드를 내부 공간에 수용하고, 상기 복수의 조립 부품의 형태, 위치 및 개수에 따라 모양이 미리 가공된 하우징부;를 포함하고,
상기 모듈형 전자 부품 조립체는, 상기 PCB기판을 통해서 상기 제어 보드와 전기적으로 연결되며,
상기 하우징부는, 상기 PCB기판 및 상기 제어 보드를 수납하는 내부 하우징부와 상기 내부 하우징부의 치수에 따라 내부 치수가 정해지고, 외부의 형태, 색채, 모양, 재질, 강도 및 재료를 선택하여 3D 프린터에 의해서 미리 가공된 외부 하우징부로 구성되는 것을 특징을 하는 모듈형 전자 부품 조립체를 이용한 공기 정화 장치.
제4 항에 있어서,
상기 복수의 조립 부품은, 각각 독립 모듈형태인 팬(pan), 정화 필터(purification filter), 배터리(battery), 자외선 살균기(ultraviolet sterilizer) 및 음이온 발생기(anion generator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 전자 부품 조립체를 이용한 공기 정화 장치.
제5 항에 있어서,
상기 복수의 조립 부품은, 상기 PCB기판에 탈착가능하게 조립되고, 상기 하우징부에 구비된 고정 구조에 의해서 고정되는 것을 특징으로 하는 모듈형 전자 부품 조립체를 이용한 공기 정화 장치.
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