KR20020005287A - Location information input device of serial communication method using power of PS / 2 port - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 시리얼 포트와 PS/2 포트를 이용한 가속도계의 DUTY 비의 크기를 이용한 포인팅 장치에 관한 것으로서, 일반적인 포인팅 장치는 표시화면상에서 커서의 위치를 제어하기 위한 장치이다. 또한 이것은 시리얼 포트나 PS/2 포트 하나를 사용한다. 현재 컴퓨터에 사용되고 있는 포인팅 장치로서는 마우스가 대표적이다.The present invention relates to a pointing device using a size of the duty ratio of an accelerometer using a serial port and a PS / 2 port. A general pointing device is a device for controlling the position of a cursor on a display screen. It also uses either a serial port or a PS / 2 port. A mouse is a typical pointing device currently used in computers.
도 1은 볼 마우스의 내관을 도시한 도면으로, 도 1에 도시되어 있듯이, 볼마우스의 볼(1)을 평평한 표면에 닿게 하여 볼 마우스를 움직이면 볼이 회전하게 된다. 한편 수직 롤러(2)와 수평 롤러(3)는 서로 90°의 각도로 위치하고, 각각 볼에 맞닿아 있기 때문에, 볼이 회전함에 따라 두 롤러도 회전하게 된다. 이때 수직 롤러는 표시 화면상에서 커서의 수직 운동에 상응하고, 수평 롤러는 커서의 좌우 운동에 상응한다.FIG. 1 is a view showing an inner tube of a ball mouse. As shown in FIG. 1, when a ball mouse is moved by touching a ball 1 of a ball mouse to a flat surface, the ball rotates. On the other hand, since the vertical rollers 2 and the horizontal rollers 3 are positioned at an angle of 90 ° to each other and are in contact with the balls, the two rollers also rotate as the balls rotate. At this time, the vertical roller corresponds to the vertical movement of the cursor on the display screen, and the horizontal roller corresponds to the left and right movement of the cursor.
각 롤러는 엔코더(4)라는 휠에 연결되어 롤러가 회전할 때 엔코더도 회전한다. 각 엔코더의 회전량, 즉 마우스의 이동량에 비례하는 신호가 각 엔코더로부터 발생되어 one chip controller(5)를 통해 컴퓨터로 전달된다.Each roller is connected to a wheel called an encoder 4 so that the encoder rotates as the roller rotates. A signal proportional to the amount of rotation of each encoder, that is, the amount of movement of the mouse, is generated from each encoder and transmitted to the computer through the one chip controller 5.
컴퓨터는 마우스로부터 신호를 받아서 해당하는 표시 화면상의 위치에 커서를 표시하게 된다.The computer receives the signal from the mouse and displays the cursor at the location on the corresponding display screen.
한편, 볼 마우스의 꼭대기에는 버튼(6,7)이 있는데, 각 버튼을 누르게 되면 이에 대한 신호가 또한 one chip controller(5)를 통해 컴퓨터로 전달된다.On the other hand, there are buttons 6 and 7 at the top of the ball mouse, and when each button is pressed, a signal for this is also transmitted to the computer through the one chip controller 5.
현재의 포인팅 디바이스로서의 마우스는 여러 가지 면에서 단점을 가지고 있는데, 먼저 볼 마우스를 보면 기계적인 장치의 접촉에 의한 불완전하게 전달되는 신호와 수명이 짧다는 특성이 있다. 또한 광 마우스는 반드시 마우스의 감도를 인지하는 마우스 패드 위에서 사용해야 한다는 단점이 있다.The current mouse as a pointing device has disadvantages in many ways. First, the ball mouse has a characteristic that signals are incompletely transmitted by the contact of a mechanical device and the life is short. In addition, the optical mouse must be used on the mouse pad that recognizes the sensitivity of the mouse.
또한 이 마우스들은 반드시 평면에 접촉해야만 한다는 단점과 또한 팔과 손목으로 움직여야 하기 때문에 운동량이 다른 디바이스에 비해 큼을 알 수 있다.These mice also have the disadvantage of having to touch the plane, and also because they have to move with their arms and wrists, the momentum is greater than other devices.
또한 프리젠테이션을 위해서는 또 다른 장비, 예로 레이져 포인트나 표시 막대 등을 사용해야 하며, 컴퓨터 등의 장비를 이용한 프리젠테이션의 경우 프로그램을 구동하기 위해 다른 인원을 동원하거나 사용자가 각 작업시 컴퓨터로 돌아와서 마우스나 키보드를 이용하여 구동하여야 한다.In addition, you need to use another device, such as a laser point or a display bar, for the presentation.In the case of a presentation using a device such as a computer, it is necessary to mobilize another person to run the program or to return to the computer at each operation. It should be driven by keyboard.
본 발명의 목적은 상기와 같은 단점을 가진 마우스와 같은 포인팅 장치를 보완, 발전시키기 위해 본 발명을 제안하는데 먼저 볼 마우스와 같은 기계적인 접촉이 없으므로 접촉에 의한 불완전한 신호 전달은 발생하지 않으며 기계적인 수명에 영향이 없고 포인팅 장치가 반드시 패드나 평면에 접촉할 필요가 없다. 또한 2차원 평면 위를 움직이지 않고 공간상을 움직이거나 지지대 위에서 움직임으로 인해 일반 포인팅 장치의 움직임과 같은 동작이 필요 없고 포인팅 장치의 회전운동만으로 포인트를 조작할 수 있다.An object of the present invention proposes the present invention to supplement and develop a pointing device, such as a mouse having the above disadvantages, first, because there is no mechanical contact, such as a ball mouse, incomplete signal transmission by the contact does not occur and mechanical life This does not affect the point and the pointing device does not necessarily have to touch the pad or the plane. In addition, by moving in space or moving on a support without moving on a two-dimensional plane, there is no need for a motion such as the movement of a general pointing device, and the point can be manipulated only by the rotational movement of the pointing device.
또한, 본 발명에서는 이전에 나와있는 공간상의 포인팅 장치에 사용되고 있는 A/D 컨버터를 이용한 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 작업을 거치지 않고 가속도계의 DUTY 비의 변화를 계산함으로서 위치값을 측정하는 방법을 이용한다.In addition, the present invention uses a method of measuring the position value by calculating the change in the duty ratio of the accelerometer without going through the digital conversion of the analog signal using the A / D converter used in the pointing device in space previously .
즉 PWM(Pulse Width Modulation) 방식을 이용한 가속도계는 일정한 주기로 신호가 발생하는데 이때 신호의 DUTY 비는 회전값과 비례하여 변화한다. 즉 도 2는 일정한 상태의 기준 DUTY 비에 대한 한 방향으로의 회전에 의한 DUTY 비가 변화한 것을 보여 주고 있다. 여기서 DUTY 비란 한 주기때의 clock 값(8)에 대한 HIGH 일때의 clock 값(9)의 비로 나타내며, 식으로는이 된다. 기준 DUTY 비를 기준으로 하여 회전에 의한 DUTY 비의 변화로서 회전 방향을 알 수 있고 A/D 컨버터를 이용하지 않고 CPU의 내부 clock에 의한 DUTY비의 크기를 측정할 수 있으며, 이크기에 비례하여 CPU내에서 신호를 생성하여 PC로 신호를 보내어 줌으로서 커서가 움직이게 할수 있다. 예로 가속도계의 DUTY 비가 우측으로 회전할 때 증가할 경우 기준 모션에서 우측으로 회전을 시켰을 때 커서가 오른쪽으로 이동하도록 CPU내에 프로그램 하면, 설정된 이상의 크기가 발생하면 실제 커서의 위치를 우측으로 이동시키는 것으로 보고 커서를 이동시킨다. 즉 이동 중 커서의 이동을 중지시키길 원한다면 장치를 기준 자세로 회전시키면 된다. 이것은 가속도계의 가속도 값을 이용한 절대 위치를 찾는 것이 아니라 회전에 비례하는 값만을 이용함으로서 DUTY 비의 변화에 대한 상대 값을 이용한 상대위치로 가능하게 된다.In other words, an accelerometer using a pulse width modulation (PWM) method generates a signal at a constant cycle. At this time, the duty ratio of the signal changes in proportion to the rotation value. 2 shows that the duty ratio due to rotation in one direction with respect to the reference duty ratio in a constant state is changed. Where the DUTY ratio is the ratio of the clock value (9) to the clock value (8) for one cycle, Becomes The rotation direction can be known as the change of duty ratio due to rotation based on the reference duty ratio, and the size of duty ratio by the internal clock of the CPU can be measured without using the A / D converter. You can move the cursor by generating a signal and sending it to your PC. For example, if the duty ratio of the accelerometer increases when it rotates to the right, if the program is programmed in the CPU to move the cursor to the right when the reference motion is rotated to the right, it will be reported that the actual cursor position is moved to the right when the set abnormal size occurs. Move the cursor. In other words, if you want to stop moving the cursor during the movement, you can rotate the device to the reference position. This is possible by using the relative position using the relative value for the change in the duty ratio by using only the value proportional to the rotation, not finding the absolute position using the accelerometer's acceleration value.
또한 시리얼 포트나 PS/2 하나만을 사용하는 것이 아닌 신호는 시리얼 포트를 통해 입력되고 전원부는 PS/2 포트를 통해 입력받는다. 일반적으로 시리얼 포트를 통한 신호는 PS/2에 비해 안정성을 가지고 있지만 전류값이 작아 큰 전류값을 요구하는 시스템에서는 사용할 수 없다. 일반적으로 시리얼포트를 통한 전원부는 5V, 10mA 정도의 전원으로 변환하여 사용되어 지고 있다.In addition, the signal is input through the serial port and the power supply is input through the PS / 2 port. In general, signals through the serial port are more stable than PS / 2, but they cannot be used in systems that require large current values because of their small current values. In general, the power supply through the serial port is converted to a power supply of 5V, 10mA.
가속도계를 이용한 본 발명품은 적어도 100mA 이상의 전류값을 요함으로 시리얼 포트의 전원을 사용하지 않고 PS/2의 전원을 사용한다.The present invention using an accelerometer requires a current value of at least 100 mA, thus using a PS / 2 power supply rather than a serial port power supply.
도 1은 현재 사용되고 있는 일반적인 마우스 개략도1 is a schematic diagram of a typical mouse currently in use
도 2는 본 발명의 기준 DUTY 비 신호와 회전시 발생하는 DUTY 비의 변화2 is a change of the reference duty ratio signal and the duty ratio generated during rotation of the present invention.
도 3은 본 발명의 포인팅 디바이스 개략도3 is a schematic diagram of a pointing device of the present invention.
도 4는 본 발명의 포인팅 디바이스 실시의 블록도4 is a block diagram of a pointing device implementation of the present invention.
도 5는 본 발명의 또다른 실시예인 지지대를 이용한 포인팅 디바이스의 개략도5 is a schematic diagram of a pointing device using a support which is another embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명에 사용된 각 포트의 개략도이다.6 is a schematic diagram of each port used in the present invention.
상기한 목적을 위해 구성된 본 발명은,The present invention configured for the above object,
외부 물체와의 마찰에 의한 회전을 이용한 방법이 아닌, 공간상에서의 자세 변화를 측정하여 화면에 표시하는 제어 장치에 관한 것이며, 구성은 가속도계에 의한 DUTY 비의 변화를 측정하고 방향과 크기를 제어하는 장치와, 이 값을 PC로 송신하기 위해 변환 신호와 버튼들의 신호를 통신 protocol에 맞추어 PC로 신호를 보내어 주는 CPU로 이루어져 있다. 또한 전원부를 연결하기 위해 PS/2 포트로 전원선이 연결되어 있다.The present invention relates to a control device that measures a change in posture in space and displays it on a screen, not a method using rotation by friction with an external object, and the configuration measures a change in duty ratio by an accelerometer and controls direction and magnitude. It is composed of a device and a CPU that sends a signal to the PC in accordance with the communication protocol to convert the signal of the conversion signal and buttons to send this value to the PC. In addition, the power line is connected to the PS / 2 port to connect the power supply.
이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail by the accompanying drawings as follows.
도 3은 본 발명의 포인팅 디바이스의 개략도로서, 가속도계(11)와, 회전시 발생하는 DUTY 비의 변화를 측정하고 계산, 그리고 시리얼 포트로 신호를 보내는 CPU(12)로 이루어져 있고, 또한 공간상에서 기본 위치를 설정하는 reset 스위치(13)가 하나 있고, 일반 마우스와 같은 역할을 하는 좌,우 스위치(6,7)가 있다. 시리얼 포트(14)를 통해 신호가 PC로 흐르게 되고, PS/2 포트(15)를 통해 전원이 공급된다.3 is a schematic diagram of the pointing device of the present invention, comprising an accelerometer 11 and a CPU 12 that measures and calculates changes in the duty ratio that occurs during rotation, and sends a signal to the serial port and is also basic in space. There is one reset switch 13 to set the position, and there are left and right switches 6 and 7 which function like ordinary mice. Signals flow through the serial port 14 to the PC, and power is supplied through the PS / 2 port 15.
여기서 CPU의 동작은 DUTY 비의 변화를 보고 이때 변화된 량을 CPU의 내부 타이머를 이용하여 값으로 환산하고 버튼(6, 7, 13)들의 값을 포함한 신호를 시리얼 포트를 통해 PC로 송신한다.Here, the operation of the CPU sees the change in duty ratio and converts the changed amount into a value using the internal timer of the CPU and transmits a signal including the values of the buttons (6, 7, 13) to the PC through the serial port.
도 4는 본 발명의 포인팅 디바이스 실시의 블록도로서 가속도계의 x 좌표 회전을 센싱하는 가속도계(11a)와, y 좌표 회전을 센싱하는 가속도계(11b), (11a), (11b)의 값을 변환 및 송신역활을 하는 CPU(12), 그리고 신호를 reset하는 스위치(13), 일반 마우스의 좌, 우 버튼과 같은 역할을 하는 좌, 우 스위치(6,7)로 구성되어 있다.Figure 4 is a block diagram of a pointing device implementation of the present invention converts the accelerometer 11a for sensing the x coordinate rotation of the accelerometer and the accelerometers 11b, 11a, 11b for sensing the y coordinate rotation. A CPU 12 serving as a transmission, a switch 13 for resetting a signal, and left and right switches 6 and 7 serving as a left and right button of a general mouse.
도 5는 본 발명의 포인팅 장치의 또다른 실시예인 지지대를 이용한 포인팅 디바이스의 개략도로서 마우스(17)와 지지대(18)가 결합된 형태이다. 여기서 결합은 좌우와 상하의 움직임이 자유롭게 되어 있어서 2축을 기준으로 회전하는 것과 같은 역할을 한다. 회전이지만 실제는 회전에 의한 DUTY 비의 변화가 생겨서 가속도계는 위치 방향을 생성하게 된다.5 is a schematic diagram of a pointing device using a support, which is another embodiment of the pointing device of the present invention, in which a mouse 17 and a support 18 are combined. In this case, the coupling is free to move left and right and up and down to play a role of rotating about two axes. In reality, however, the duty ratio changes due to rotation, and the accelerometer generates the position direction.
도 6은 본 발명의 각 포트의 개략도이다. 본 발명에서 사용하는 시리얼 포트의 잭은 데이터를 받는 RXD(19)와 데이터를 송신하는 TXD(20), 그리고 GND(21)를 이용하며, PS/2 포트의 잭은 +5V를 공급하는 VCC 단자(23)와 GND(22)를 이용한다.6 is a schematic diagram of each port of the present invention. The jack of the serial port used in the present invention uses the RXD (19) for receiving data, the TXD (20) for transmitting data, and the GND (21), and the jack of the PS / 2 port provides a VCC terminal for supplying + 5V. (23) and GND 22 are used.
이상에서와 같이 본 발명의 위치 정보 입력 장치의 일종인 디바이스는 신호의 안전성이 좋은 시리얼 포트를 이용하면서 충분한 전원을 공급받을 수 있다. 또한 본 발명의 효과로 공간상의 사용으로 인한 고정된 위치가 필요 없게 됨으로 인해, 이동시 편리하게 사용하기 때문에, 비행기나 이동중인 차내 등의 좁은 좌석에서도 정확한 제어를 수행할 수 있게 된다. 또한 지지대에 고정시킨 예에서는 팔의 운동이 필요없고, 2차원 공간이 필요없게 되며, 또한 프리젠테이션을 수행할 경우 담당자가 직접 컴퓨터등을 운용할 수 있으므로 훨씬 큰 효과를 낼 수 있을 것이다.As described above, the device, which is a kind of the location information input device of the present invention, can be supplied with sufficient power while using a serial port with high signal safety. In addition, since the fixed position due to the use of space is not necessary due to the effect of the present invention, it is convenient to use when moving, so that accurate control can be performed even in a narrow seat such as an airplane or a moving vehicle. In addition, in the example fixed to the support does not require the movement of the arm, two-dimensional space, and also when giving a presentation, the person in charge can directly operate the computer, etc. will have a much greater effect.
[발명의 실시예][Examples of the Invention]
[실시예 1]Example 1
프리젠테이션에서의 가속도계를 이용한 포인팅 장치Pointing device using accelerometer in presentation
[실시예 2]Example 2
가속도계의 DUTY 비를 이용한 2, 3차원 마우스2, 3D mouse using DUTY ratio of accelerometer
[실시예 3]Example 3
가속도계의 DUTY 비를 이용한 2, 3차원 조이스틱2, 3D joystick using accelerometer duty ratio
[실시예 4]Example 4
가속도계의 DUTY 비를 이용한 인터넷 TV용 리모트 컨트롤Remote Control for Internet TV Using DUTY Ratio of Accelerometer
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Citations (4)
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