KR200291743Y1 - 센서 응용 학습을 위한 마이크로 프로세서 학습 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 마이크로 프로세서를 이용하는 학습장치에 관한 것으로, 다양한 센서 소자에 대한 응용 학습을 가능하도록 하는 센서 응용 학습을 위한 마이크로 프로세서 학습 장치를 제공하고자 하는 것이다.

이러한 본 고안은 마이크로 프로세서의 학습 장치에 있어서, 주변 장치를 제어하는 마이크로 프로세서부와 n개의 각기 다른 센서를 이용하여 외부 환경을 측정할 수 있는 센서와 센서 측정 회로부가 한 장의 회로기판에 구성되고, 상기 PCB에는 측정 결과를 표시할 수 있는 표시부와 키입력을 할 수 있는 키입력부 및 사용자 프로그램을 다운로딩하는 다운로딩부를 구비하므로써 이루어지는 것으로, 상기 마이크로 프로세서에서는 제어프로그램을 다운받아 마이크로 프로세서의 기초 학습 및 센서 응용 학습을 할 수 있는 것이다.

Description

센서 응용 학습을 위한 마이크로 프로세서 학습 장치{Sensor application study for micro processor unit}

본 고안은 마이크로 프로세서를 이용하는 학습장치에 관한 것으로, 마이크로 프로세의 학습과 함께 다양한 센서 소자에 대한 응용 학습이 가능하도록 하는 센서 응용 학습을 위한 마이크로 프로세서 학습 장치를 제공하고자 하는 것이다.

기존 학습용 마이크로 프로세서 학습장치의 경우 마이크로 프로세서의 기초 기술을 습득하며, 주변 회로를 응용할 수 있는 마이크로 프로세서 트래이닝 키트가주종을 이루고 있다.

이러한 마이크로 프로세서 트래이닝 키트의 경우 마이크로 프로세서에 관한 기초 및 응용 기술을 쉽게 습득하고 마이크로 프로세서의 활용 능력을 향상시킬 수 있으나, 마이크로 프로세서 이외의 센서 소자에 대한 기초 및 응용 기술에 대해서는 학습할 수 없도록 되어 있다.

마이크로 프로세서를 이용한 제어시스템 구성에서 센서의 활용은 자동화와 정밀화에 가장기본이 되는 입력상황으로서 이를 정확히 그리고 적절하게 활용하지 못할 경우 원하는 상태로의 제어 및 활용을 할 수 없는 문제가 있게 되므로, 각종 센서의 활용에 대한 학습이 요구되는 것이었다.

본 고안은 기존의 학습용 마이크로 프로세서 트래이닝 키트가 마이크로 프로세서 기초 및 응용 기술을 습득하는 것을 목적으로 하고 있어 다양한 센서 응용을 학습 할 수 없는 단점을 보완하기 위한 것으로, 마이크로 프로세서 관련 기초 기술 습득과 온도센서, 습도센서, 중량센서, 자기센서, 전류센서, 광량센서, 적외선 센서, 초음파 센서 등 다양한 센서 소자에 대한 응용 학습이 가능하도록 한 것이다.

이러한 본 고안은 마이크로 프로세서의 학습 장치에 있어서, 주변 장치를 제어하는 마이크로 프로세서부와 n개의 각기 다른 센서를 이용하여 외부 환경을 측정할 수 있는 센서와 센서 측정 회로부가 한 장의 회로기판에 구성되고, 상기 PCB에는 측정 결과를 표시할 수 있는 표시부와 키입력을 할 수 있는 키입력부 및 사용자 프로그램을 다운로딩하는 다운로딩부를 구비하므로써 이루어지는 것으로 상기 마이크로 프로세서에서는 제어프로그램을 다운받아 마이크로 프로세서의 기초 학습 및 센서 응용 학습을 할 수 있도록 하는 것이다.

도 1 은 본 고안의 실시 장치 사진

도 2 는 본 고안의 실시예 회로도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1 : 초음파 센서 2 : 중량센서 3 : 마이크로 프로세서부

4 : 롬소켓 5 : 연결소켓 6 : 다운로딩부

7 : 문자 표시부 8 : 숫자 표시부 10 : 키입력부

18 : 센서부 19 : PCB

본 고안은 하나의 PCB(19)에 마이크로 프로세서와 센서 제어 프로그램이 들어가 센서와 마이크로프로세서 및 주변 장치를 전체적으로 제어하게 되는 마이크로 프로세서부(3)를 평면 탑재시키고, 전류 센서(17), 초음파 센서(1), 습도 센서(15)등과 같이 주변 환경을 측정하거나 인식할 수 있는 n개의 각기 다른 특징의 센서들을 배치한 센서부(18)를 상기 PCB(19)의 일측에 탑재시키며, 측정된 센서값을 표시하거나 측정 시간 등을 표시할 수 있는 숫자표시부(8)와 측정된 센서값을 문자 표시 또는 측정 명령을 문자로 표시할 수 있는 문자표시부(7)를 평면 탑재하고, 사용자가 작성한 제어 프로그램을 PC로부터 직접 다운로드 할 수 있도록 하는 다운로딩부(6)를 평면 탑재시키며, 측정할 센서의 선택 및 측정 변환값 입력을 위한 키입력부(10)를 평면 탑재시키고, 외부의 기기에 측정된 센서의 신호를 전달하거나 제어 신호원을 제공하기 위한 아날로그 신호 출력부(9)를 평면 탑재하고, 상기 기능 블럭이 탑재된 PCB(19)를 커버가 구비된 케이스에 내장하여 이동이 용이하도록 하므로서 구성된다.

센서부(18)는 무게 측정을 위해 사용되는 중량센서(2), 거리 측정을 위해 주로 사용되는 초음파센서(1), 반도체형태의 온도센서(16), 적외선센서(14), 자기센서(11), OPTO INTERRUPT(12), Cds(13), 전류센서(17)등 n개의 각기 다른 특성을 지닌 여러 가지 센서로 구성되며, 상기 센서부(18)의 센싱 입력을 증폭기(AMP)와 다중 아날로그 신호변환기(ADC)를 통해 마이크로 프로세서부(3)에 전달되어 마이크로 프로세서에서 각 센서에서의 센싱값을 인식하게 한다.

여기서 마이크로 프로세서부(3)는 다운로딩부(6)를 통해 다운로드된 사용자 제어 프로그램이 들어가 센서부(18)의 센싱값 인식 또는 숫자 표시부(8), 문자 표시부(7) 등 주변장치를 제어하는 것으로, 롬 소켓(4) 과 램이 연결되고, 제어프로그램을 작성하는 PC와는 연결소켓(5)을 이용하여 RS232C케이블로 연결된다.

상기 롬 소켓(4)에는 마이크로 프로세서 및 주변 장치를 제어하는 프로그램이 라이트(Write)된 롬을 끼워 사용하거나 다운로딩 프로그램이 내장된 롬을 끼워 연결소켓(5)을 통하여 PC로부터 제어 프로그램을 다운로딩 할 수 있도록 한다.

숫자 표시부(8)는 2자리 이상의 숫자를 표시하는 7-세그먼트로 이루어지며, 마이크로 프로세서부(3)에서 인식된 센싱값 또는 사용자 프로그램에서 명령되는 값을 숫자로 표시하여 7-세그먼트를 이용한 제어 프로그램 학습을 할 수 있도록 한다.

문자 표시부(7)는 다양한 문자를 표시할 수 있는 LCD로 구성되며, 다종의 센서값을 동시에 표시할 경우 이를 구분하여 표시하도록 하고, 센싱된 값을 문자로 표시할 수 있도록 하며, LCD를 이용한 제어 프로그램 학습을 할 수 있도록 한다.

키입력부(10)는 4개이상의 복귀형 푸쉬버튼 스위치로 구성되며, 측정할 센서를 선택하거나 센싱된 값을 변환하여 표시하고자 하는 경우 특정값을 입력받을 수 있도록 하고, 키입력부(10)를 이용한 키보드 제어 프로그램 학습을 할 수 있도록 한다.

아날로그신호 출력부(9)는 마이크로 프로세서부(3)와 연결되어 제어프로그램에서 명령되는 디지털 신호 값을 아날로그 신호로 변환하여 출력하도록 구성되며, 센서부(18)의 센싱값이나 사용자 제어 프로그램에서 명령된 디지털 신호값을 아날로그 신호로 출력하여 외부 기기의 신호원으로 사용되거나 외부 기기에 의해 측정할 수 있도록 한다.

상기된 기능블럭이 탑재된 PCB(19)는 커버가 구비된 케이스에 고정시켜 운반 및 보관이 용이하도록 한다.

이와 같이 구성된 본 고안을 작동시키기 위해서는 마이크로프로세서 제어 프로그램 또는 센서 제어프로그램이나 주변 장치 제어프로그램이 라이트(Write)된 롬을 롬 소켓(4)에 끼워주거나, 롬 소켓(4)에 다운로딩 프로그램이 내장된 롬을 끼운 후 연결 소켓(5)에 RS232C 케이블로 PC와 연결하여 PC로부터 직접 제어 프로그램을 다운로딩하도록 한다.

즉, 피교육자는 PC에서 제어 프로그램을 설계한 후 이를 롬 라이터를 통해 롬에 라이트하고, 이를 롬 소켓(4)에 끼워주어 마이크로 프로세서를 작동시키거나, PC에서 설계된 제어프로그램을 직접 다운로딩하여 작동시키게 되는 것이다.

마이크로 프로세서부(3)는 롬 또는 램에 저장된 제어프로그램을 이용하여 PCB(19)에 탑재되어 구성된 제어 모듈을 제어하게 된다.

각각의 센서에 대한 동작을 관찰하기 위해서는 인식하고자 하는 대상을 센서의 특징에 맞도록 물체 근접시키거나 전류 신호원을 입력하거나 주변 온도를 변화시키거나 습도를 변화시키거나, 빛의 양을 변화시키거나, 자석을 근접시켜 센싱하도록 하고, 이를 A/D변환시켜 마이크로 프로세서부(3)에서 인식하도록 하므로서 각 센서의 센싱값이 숫자표시부(8) 또는 문자표시부(7)에 나타내도록 한다.

이때 피교육자는 센서부(18)에서 센싱된 값을 적절하게 변환하여 표준 단위로 표시하기 위해 키입력부(10)의 키입력과 문자표시부(7)의 표시문자를 이용하여 변환 상수값을 입력하도록 한다.

또한 센서부(18)에서 센싱된 값을 마이크로 프로세서부(3)에서 인식하여 그 값을 마이크로 프로세서부(3)에 연결된 아날로그신호 출력부(9)를 통해 외부의 기기에 연결하여 외부 기기의 측정 신호원으로 이용할 수 있도록 한다.

본 고안의 문자표시부(7)는 제어 프로그램 중 발생할 수 있는 각종 변수 및 작동 상태를 표시하여 이를 피교육자가 용이하게 확인할 수 있도록 하며, 센싱된 값을 표준단위로 변환시키기 위한 변환 상수값을 입력받고자 할 경우 키입력부(10)를 통해 입력되는 값을 표시하여 피교육자가 입력값을 확인하여 입력할 수 있도록 한다.

이러한 본 고안은 평면인 하나의 PCB(19)에서 모든 작동이 이루어지게 되므로 기존과 같은 마이크로 프로세서 제어 학습뿐 아니라 여러 가지 센서의 신호를 계측과, 각각의 센서에 따른 구동 회로 구성 학습, 각각의 센서 특성 파악이 용이한 것이며, 케이스에 수납되어 있어 이동과 보관이 용이하다.

본 고안은 마이크로 프로세서 기초 및 주변 장치 응용 기술 습득을 주요 목적으로 하는 기존의 마이크로 프로세서 학습장치에 여러 가지의 센서를 응용할 수있도록 하여 마이크로 프로세서 학습에 대한 효과뿐만 아니라 센서 응용 실험 학습을 하게 함으로서 마이크로 프로세서를 이용한 기본 응용 학습과 더불어 각종 센서 제어 학습을 함께 할 수 있도록 하는 한편 각종 센서의 특징에 따른 제어 방법 등의 학습을 할 수 있다.

또한 마이크로 프로세서에 대한 학습과 센서 응용 학습을 피교육자에게 하고자 하는 교육기관에서는 한 개의 학습장치를 이용하여 마이크로 프로세서의 학습과 센서의 응용학습을 할 수 있음으로 하여, 교육효과를 향상하며, 케이스에 고정되어 있어 유지 및 관리가 쉬운 장점이 있는 것이다.

Claims (3)

1. 마이크로 프로세서 학습 장치에 있어서,

   주변 장치를 제어하는 마이크로 프로세서부와 n개의 각기 다른 센서를 이용하여 외부 환경을 측정할 수 있는 센서 및 센서 측정 회로부를 한 장의 PCB에 구비하고,

   상기 PCB에는 측정 결과를 표시할 수 있는 숫자표시부와 문자를 표시하는 문자표시부를 구비하는 한편 키입력을 할 수 있는 키입력부와 사용자 프로그램을 다운로딩하는 다운로딩부를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 센서 응용 학습을 위한 마이크로 프로세서 학습 장치.
2. 제1항에 있어서, 센서부(18)의 각 센서에서 센싱된 값을 적절하게 변환하여 표준 단위로 표시하기 위해 키입력부(10)의 키입력과 문자표시부(7)의 표시문자를 이용하여 변환 상수값을 입력하는 것을 특징으로 하는 센서 응용 학습을 위한 마이크로 프로세서 학습 장치.
3. 제1항에 있어서, 장치의 구성품이 탑재된 PCB는 커버가 구비된 케이스에 수납되는 것을 특징으로 하는 센서 응용 학습을 위한 마이크로 프로세서 학습 장치.