KR102524062B1 - 마이크로 콘트롤러 - Google Patents

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Abstract

기판부를 포함하는 보드부; 및 상기 보드부로 외부 제어 신호를 전송하는 연결부;를 포함하는, 마이크로 콘트롤러를 개시한다.

Description

마이크로 콘트롤러{MICROCONTROLLER}
본 발명은 센서 시스템에 포함되는 마이크로 컨트롤러에 관한 것이다.
기술 시스템들(예를 들어, 차량들, 세탁기들, 가전 제품들 등)을 제어하기 위한 기준으로서 캡처된 수량들을 취하기 위해 수많은 산업 응용 분야들에서 센서들에 의해 물리량들이 캡처된다. 이를 위해, 센서들은 제어 유닛들로서 역할하는 마이크로컨트롤러들 또는 마이크로프로세서들에 그들의 측정 신호들을 빈번하게 전달한다. 무엇보다도, 전류 센서들이 수많은 응용 분야들에서 사용된다.
대역폭 및 동기화 요구 사항들은 오늘날 시장에서 입수 가능한 대부분의 전류 센서들이 전류 정보(측정된 값들)를 위한 아날로그 인터페이스를 갖는다는 것을 의미한다. 빠른 과전류 검출과 같은 확장된 기능들이 추가 인터페이스를 통해 제공될 수 있으며, 이는 특정 조건들, 예를 들어, 측정된 전류가 특정 임계값을 초과할 때를 빠르게 확인할 수 있게 한다.
온도 모니터링, 기계적 스트레스 모니터링 또는 공급 전압 모니터링과 같은 확장된 센서 정보는 센서 출력들에서 이용 가능하지 않다. 센서 오류(내부 또는 외부)의 이벤트에서는, 이용 가능한 출력 신호들을 안전한 상태로 설정함으로써 상태가 표시된다(예를 들어, 활성 영구 상태를 통해 오류 상태를 나타내는 온-칩 디버깅). 추가 파라미터들(예를 들어, 버스 바 온도)이 필요한 경우, 추가 센서 엘리먼트들(및 평가 마이크로컨트롤러 상의 그 각각의 입력들)이 구현되어야 한다.
아날로그 신호 체인의 무결성을 체크하는 데 필요한 테스트 방법들은 통상적으로 시동 후에 또는 센서 시스템의 직접 센서-마이크로컨트롤러 연결들 중 하나에 대한 시작 조건을 생성함으로써 개시된다. 이 전략은 센서 및 마이크로컨트롤러 모두에서 많은 수의 핀들을 필요로 하고/하거나, 필요한 테스트 시퀀스들을 제어하기 위한 유연성이 부족하다.
따라서, 마이크로컨트롤러와 하나 이상의 센서 칩 사이에서의 제어 및 진단을 위한 개선된 통신이 필요하다.
본 발명의 일측면은 센서 시스템에 있어서 하나 이상의 센서 칩과 통신하는 마이크로 컨트롤러를 개시한다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 마이크로 콘트롤러는 기판부를 포함하는 보드부; 및 상기 보드부로 외부 제어 신호를 전송하는 연결부;를 포함한다.
한편, 상기 보드부는, 전원입력단자가 설치되는 기판부; 및 복수의 센서모듈을 포함하는 스크래치센서부;를 포함하고,
상기 스크래치센서부는, 외부의 광량을 감지하는 광센서; 외부의 소리를 감지하는 음향센서; 상기 기판부의 가속도를 감지하는 가속도센서; 버튼타입의 모듈로 마련되어 버튼에 인가되는 힘을 감지하는 버튼센서; 슬라이딩 타입의 모듈로 마련되어 상기 기판부에 대해 평행한 방향으로 미는 힘을 감지하는 슬라이딩센서; 및 아날로그입력 또는 디지털입력을 받는 포트로 형성되는 스크래치입력포트;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 연결부는, USB 접속 단자; 및 상기 USB 접속 단자를 덮을 수 있도록 형성되는 하우징;을 포함하고,
상기 하우징은, 상기 USB 접속 단자를 덮을 수 있도록 하면이 개방된 박스 형태로 형성되는 덮개부; 하면의 적어도 일부가 개방된 박스 형태로 형성되고, 상기 덮개부의 내측에 형성되는 승하강 블록; 상기 덮개부의 내측에 형성되어 상기 승하강 블록의 상하 방향 이동을 가이드하는 가이드 홈; 상기 승하강 블록의 하면과 상기 기판부 사이에 개재되는 스프링; 및 상기 승하강 블록의 측면에 형성되어 사용자의 조작에 의해 상기 승하강 블록을 상하방향으로 이동시키는 구동 레일;을 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 측면에 따르면, 마이크로컨트롤러와 하나 이상의 센서 모듈 사이에서의 통신이 가능하게 하며, 보드부에 설치되는 스위치부를 이용하여 스크래치센서부 또는 아두이노입력포트 중 어느 하나를 쉽게 활성화 시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 시스템의 개념도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 콘트롤러를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 연결부의 일 실시예를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세척부를 보여주는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 시스템의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 센서 시스템(200)은 마이크로컨트롤러(230) 및 적어도 하나의 센서 칩(210)을 포함한다.
도시된 예시적인 실시예에서는, n개의 센서 칩(210-1, ..., 210-n)이 존재한다(n = 1, 2, 3, ...). 센서 칩들(210-1, ..., 210-n) 각각은, 예를 들어, 자기장 또는 전류와 같은 적어도 하나의 물리량을 측정하도록 설계된다. 마이크로컨트롤러(230) 및 센서 칩들(210-1, ..., 210-n)은 각각의 센서 칩(210-1, ..., 210-n)으로부터 마이크로컨트롤러(230)로 아날로그 측정 데이터를 전달하기 위한 n개의 단방향 아날로그 신호 인터페이스를 통해 커플링된다.
따라서, 각각의 센서 칩(210-1, ..., 210-n)으로부터, 적어도 하나의 아날로그 라인(212-1, ..., 212-n)이 마이크로컨트롤러(230)로 라우팅된다. 각각의 센서 칩(210-1, ..., 210-n)으로부터, 단방향 디지털 과전류 인터페이스(213-1, ..., 213-n)가 마이크로컨트롤러(230)로 라우팅되도록 하는 것도 임의적으로 가능하다. 마이크로컨트롤러(230)와 센서 칩들(210-1, ..., 210-n)은 또한 센서 칩들(210-1, ..., 210-n)과 마이크로컨트롤러(230) 사이에서 디지털 보조 정보를 전달하기 위한 양방향 디지털 신호 인터페이스(250)를 통해 서로 커플링된다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 콘트롤러를 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 마이크로 콘트롤러(100)는 보드부(110) 및 연결부(120)를 포함할 수 있다.
보드부(110)는 아두이노(Arduino)보드와 스크래치(Scratch) 센서보드가 통합된 것으로써, 기판부(111)와 스크래치센서부(112)와 아두이노입력포트(113)와 스위치부(114)를 포함한다.
기판부(111)는 마이크로컨트롤러가 설치되는 것으로써, 마이크로컨트롤러와 정보를 교환하는 스크래치센서부(112)와 아두이노입력포트(113)와 스위치부(114)가 상면에 각각 설치된다.
이러한 기판부(111)에는 SRAM, EEPROM 및 전원입력단자가 설치될 수 있다.
한편, 기판부(111)에는 외부에서 전원이 입력되도록 마련되는 전원입력단자 대신에, 주변의 광을 흡수하여 전원을 생산할 수 있는 광흡수모듈 또는 에너지 하베스팅 모듈이 설치될 수 있다. 에너지 하베스팅 모듈의 경우, 기판부(111)의 전부 또는 일부 면적에 대해 층을 형성하여 전자기파를 흡수하는 방식으로 마련될 수 있고, 후술하는 버튼센서(112d)가 눌러지는 부분에 설치되어 압력을 에너지로 변환하는 방식으로 마련될 수도 있고, 후술하는 슬라이딩센서(112e)가 작동함으로써 발생되는 마찰력을 에너지로 변환하는 방식으로도 마련될 수도 있다.
스크래치센서부(112)는 스크래치 프로그램에서 연동하여 작동하는 센서모듈의 조합체로, 기판부(111)에 설치된다.
스크래치센서부(112)는 후술하는 스위치부(114)에 의해서 활성화될 수 있다.
이러한 스크래치센서부(112)는 광센서(112a)와 음향센서(112b)와 가속도센서(112c)와 버튼센서(112d)와 슬라이딩센서(112e)와 스크래치입력포트(112f)를 포함한다.
광센서(112a)는 외부의 광량을 감지하는 것으로써, 상술한 기판부(111)에서 설치된다. 광센서(112a)를 이용하면, 외부의 광량의 변화에 따른 각종 프로그래밍이 실시될 수 있다.
음향센서(112b)는 외부의 소리를 감지하는 것으로써, 상술한 기판부(111)에 설치된다. 음향센서(112b)를 이용하면, 외부의 음향의 변화 및 음성의 인식에 따른 각종 프로그래밍이 실시될 수 있다.
가속도센서(112c)는 기판부(111)의 가속도를 감지하는 것으로써, 상술한 기판부(111)에 설치된다. 이러한 가속도센서(112c)는 기판부(111)를 기준으로 3축(X, Y, Z)에 대한 가속도를 감지할 수 있다. 이러한 가속도센서(112c)를 이용하면, 기판부(111)의 가속도에 따른 각종 프로그래밍이 실시될 수 있다.
버튼센서(112d)는 버튼타입의 모듈로 마련되어 기판부(111)에 설치되는 것으로써, 버튼에 인가되는 힘을 감지한다. 이러한 버튼센서(112d)를 이용하면, 사용자가 버튼센서(112d)를 누르는 것에 따른 각종 프로그래밍이 실시될 수 있다.
슬라이딩센서(112e)는 슬라이딩 타입의 모듈로 마련되어 기판부(111)에 대해 평행한 방향으로는 미는 힘을 감지한다. 이러한 슬라이딩센서(112e)에 따르면, 기판부(111)에 전기적으로 연결되는 LED 모듈의 밝기 조절, 스피커의 소리조절 등의 제어가 효과적으로 구현될 수 있다.
스크래치입력포트(112f)는 아날로그입력 또는 디지털입력을 받는 포트로써, 기판부(111)에 설치된다.
연결부(120)는 외부 기기와 연결되어 보드부(110)의 제어 신호를 수신할 수 있으며, USB 포트로 적용될 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 연결부의 일 실시예를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 연결부(120)는 하우징(130)을 포함할 수 있다.
하우징(130)은 USB 접속 단자를 덮을 수 있도록 형성될 수 있으며, 덮개부(131), 승하강 블록(132), 가이드 홈(133, 134), 설치 홈(135), 스프링(136) 및 구동 레일(138)을 포함할 수 있다.
덮개부(131)는 USB 접속 단자를 덮을 수 있도록 하면이 개방된 박스 형태로 형성될 수 있다.
승하강 블록(132)은 하면의 적어도 일부가 개방된 박스 형태로 형성될 수 있으며, 덮개부(131)의 내측에 형성될 수 있다.
가이드 홈(133, 134)은 덮개부(131)의 내측에 형성되어 승하강 블록(132)의 상하 방향 이동을 가이드할 수 있다.
설치 홈(135)은 승하강 블록(132)의 하면에 형성될 수 있으며, 스프링(136)이 삽입될 수 있다. 이러한 스프링(136)은 기판부(111) 및 승하강 블록(132)의 사이에 개재될 수 있다.
구동 레일(138)은 승하강 블록(132)의 측면에 형성되어 승하강 블록(132)을 상하방향으로 이동시킬 수 있다.
예를 들면, 사용자는 USB 접속 단자에 케이블을 연결하는 경우, 승하강 블록(132)을 상승시켜 연결하고, 그 이후 스프링(136)의 탄성 작용에 의해 외부 충격으로부터 USB 접속 단자의 접속 부분을 보호할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세척부를 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 마이크로 콘트롤러(100)는 보드부(110) 및 연결부(120)에 더하여 세척부(150)를 더 포함할 수 있다.
세척부(150)는 세척 본체(151), 손잡이(152) 및 분사 노즐(153)을 포함할 수 있다.
세척 본체(151)는 하부가 개방된 박스 형태로 형성될 수 있으며, 보드부(111)의 상부에 안착 설치될 수 있다.
손잡이(152)는 세척 본체(151)의 중심 부분에 사용자가 파지할 수 있도록 설치될 수 있다.
분사 노즐(153)은 외부의 에어 공급 장치와 연결될 수 있으며, 세척 본체(151)와 연통되어 세척 본체(151)의 내부로 에어를 공급할 수 있다.
이와 같은 세척부(150)는 외부의 에어 공급 장치의 제어에 따라 보드부(111)의 상부로 고압의 공기를 공급함으로써 보드부(111)의 상부에 실장된 부품들에 쌓인 이물질을 세척할 수 있도록 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 마이크로 컨트롤러
110: 보드부
120: 연결부

Claims (3)

  1. 기판부를 포함하는 보드부; 및
    상기 보드부로 외부 제어 신호를 전송하는 연결부;를 포함하고,
    상기 보드부는,
    전원입력단자가 설치되는 기판부; 및
    복수의 센서모듈을 포함하는 스크래치센서부;를 포함하고,
    상기 스크래치센서부는,
    외부의 광량을 감지하는 광센서;
    외부의 소리를 감지하는 음향센서;
    상기 기판부의 가속도를 감지하는 가속도센서;
    버튼타입의 모듈로 마련되어 버튼에 인가되는 힘을 감지하는 버튼센서;
    슬라이딩 타입의 모듈로 마련되어 상기 기판부에 대해 평행한 방향으로 미는 힘을 감지하는 슬라이딩센서; 및
    아날로그입력 또는 디지털입력을 받는 포트로 형성되는 스크래치입력포트;를 포함하고,
    상기 연결부는,
    USB 접속 단자; 및
    상기 USB 접속 단자를 덮을 수 있도록 형성되는 하우징;을 포함하고,
    상기 하우징은,
    상기 USB 접속 단자를 덮을 수 있도록 하면이 개방된 박스 형태로 형성되는 덮개부;
    하면의 적어도 일부가 개방된 박스 형태로 형성되고, 상기 덮개부의 내측에 형성되는 승하강 블록;
    상기 덮개부의 내측에 형성되어 상기 승하강 블록의 상하 방향 이동을 가이드하는 가이드 홈;
    상기 승하강 블록의 하면과 상기 기판부 사이에 개재되는 스프링; 및
    상기 승하강 블록의 측면에 형성되어 사용자의 조작에 의해 상기 승하강 블록을 상하방향으로 이동시키는 구동 레일;을 포함하는, 마이크로 콘트롤러.
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