KR200295866Y1 - Combined Learning Aid using Position Location System and Barcode Reader - Google Patents
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Abstract
본 고안은 이차원 평면상의 좌표를 인식하는 기술과 바코드판독기술을 사용하여, 학습자에게 다양한 기능의 학습방식을 제공하여주는 위치좌표인식시스템과 바코드리더를 결합한 종합학습기에 관한 것으로서, 본 고안에 따르면 평면상의 좌표를 전자펜을 이용한 근접 접촉 방식으로 위치를 확인하는 좌표인식기능과 옵토카플러를 이용하여 학습카드에 인쇄된 바코드인식기능을 하나의 시스템 안에 통합시키고 학습자의 조작에 따라 입력데이터를 받아들여 해당 학습내용을 음성이나 소리로 출력되게 함으로서, 종래에는 학습자가 위치좌표인식시스템을 이용한 학습기나 바코드리더를 이용한 학습기를 별도로 구입하여 사용하던 것을 하나의 학습기를 가지고 두가지 기능의 학습을 할 수 있어 그 학습효율을 높여줄 뿐만 아니라 경제적인 면에 있어서도 그 비용 절감효과가 크도록 한 것이다.The present invention relates to a comprehensive learning machine that combines a positional coordinate recognition system and a barcode reader that provides learners with various functions using a technology of recognizing coordinates on a two-dimensional plane and a barcode reading technology. Coordinate recognition function to check the position of the coordinates in the proximity contact method using the electronic pen and barcode recognition function printed on the learning card by using the optocoupler in one system and accept the input data according to the learner's operation. By outputting the learning contents by voice or sound, the learner can purchase the learner using the position coordinate recognition system or the learner using the barcode reader separately and can learn two functions with one learner. Not only does it increase efficiency, In addition, the cost savings are large.
또한 본체에 장착된 모터의 카드피딩에 의한 바코드리더장치 외에 전자펜 내부에 바코드판독기능을 추가함으로서 바코드를 이용한 학습의 효용성을 높였고, 학습자의 음성을 직접 녹음하고 재생하는 기능을 포함시키고, 영어나 한글의 문자 자판용 키이를 구비한 별도의 키이보드를 부착하여 자판에 의한 학습이 가능하도록 함으로서 학습기의 기능을 다양화하여 학습자의 학습욕구 및 학습효과를 높이는 위치좌표인식시스템과 바코드리더를 결합한 종합학습기이다.In addition to the barcode reader device by the card feeding of the motor mounted on the main body, the barcode reading function is added to the inside of the electronic pen to increase the effectiveness of learning using the barcode, and includes the function of directly recording and playing the learner's voice. By attaching a separate keyboard with key for Korean character keyboard, it is possible to learn by keyboard, diversifying the function of the learner and combining positional coordinate recognition system and barcode reader to increase learner's learning desire and learning effect. It is a learning period.
Description
본 고안은 위치좌표인식시스템과 바코드리더를 결합한 종합학습기에 관한 것으로서, 종래에 따로 따로 사용되어 오던 학습기의 기능을 하나의 시스템에 통합한 것이다. 종래에 사용되는 태블릿상의 평면 좌표 인식시스템을 사용한 대표적인 학습기로는 일본 세가사의 피코라는 제품이 상품화되어 있고, 미국 리프 프로그사의 리프 패드 같은 제품이 상품화되어 있다. 특히 후자의 경우에는 미국 특허 5,877,458 을 원천기술로 사용한 것으로서 제조원가나 생산공정상 편리한 점을 많이 가지고 있다고 평가되어 진다.The present invention relates to a comprehensive learning machine combining a position coordinate recognition system and a barcode reader, and integrates the functions of the learner, which has been used separately in the related art, into a single system. As a representative learner using a planar coordinate recognition system on a tablet, which is conventionally used, a product of Japan's Sega Co., Ltd. is commercialized, and a product such as a leaf pad of US Leaf Frog is commercialized. In particular, in the latter case, US patent 5,877,458 is used as a source technology, and it is evaluated to have many conveniences in manufacturing cost or production process.
또한 바코드를 이용한 학습기는 바코드판독장치를 본체에 장착하여 슬롯을 통하여 카드를 밀어주는 방법이라던지, 핸드스캐너 혹은 포인터를 이용하는 등, 오랫동안 다양한 형태로 상품화 되어있다.In addition, a bar code learning machine has been commercialized in various forms for a long time, such as a method of pushing a card through a slot by mounting a bar code reader on a main body, or using a hand scanner or a pointer.
본 고안은 이러한 위치좌표인식시스템을 이용한 학습기의 장점을 살리고, 바코드판독기술을 이용한 학습기의 장점을 동시에 살리고자 이 두 가지 기술적 사항을 하나의 시스템에 통합 수용하고 하나의 학습기 본체 내에 구현함으로서 두 가지 시스템을 따로 따로 구성하는 것보다 제조 원가 면에서도 저렴하고, 생산 공정이 간편해지는 이점을 제공하는 데에 그 목적이 있다.In order to utilize the advantages of the learner using the position coordinate recognition system and the benefits of the learner using the barcode reading technology, the present invention incorporates these two technical matters into one system and implements them in one learner body. Its purpose is to provide an advantage that the system is inexpensive in terms of manufacturing cost and simplifies the production process than configuring the system separately.
또한, 근접접촉센서인 전자펜의 몸체 안에 핸드스캐닝기능을 추가 장착함으로서 모터를 이용한 카드피딩에 의한 바코드판독뿐만 아니라, 손을 사용한 핸드스캐닝을 가능하게 함으로서 바코드를 이용한 학습의 효용성을 증대시키도록 하는데 다른 목적이 있다.In addition, by adding a hand scanning function in the body of the electronic pen, which is a proximity touch sensor, not only barcode reading by card feeding using a motor but also hand scanning by hand can be used to increase the effectiveness of learning using a barcode. There is another purpose.
또한, 위치좌표인식시스템과 바코드판독기능 이외에 녹음/재생기능을 장착하여 학습자가 자기의 목소리를 직접 녹음을 하고 이를 재생시키면서 학습이 가능하도록 하고, 이외에도 자판이 구비된 키이보드를 별도로 부착할 수 있도록 하여 학습자가 키이보드상의 자판에서 입력을 하면서 학습을 하게 함으로서 다양한 학습방법을 가능하게 하는 데에 또 다른 목적이 있다.In addition to the position coordinate recognition system and barcode reading function, it is equipped with a recording / playback function to enable learners to record their voices and play them while learning, and to attach a keyboard equipped with a keyboard separately. Therefore, another purpose is to enable a variety of learning methods by allowing learners to learn while typing in the keyboard on the keyboard.
그와 같이 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 위치좌표인식시스템과 바코드리더를 결합한 종합학습기는, 상기 미국특허 5,877,458 중 표면좌표인식방법의 일부를 원천기술로 사용하고, 아울러 학습카드에 인쇄된 바코드를 판독하여 출력하는 기능을 함께 구현하는 학습기를 구성함에 있어서, 전체 시스템의 여러가지 기능을 통합하여 제어하고 음성의 압축, 재생, 메모리 읽기/쓰기 등의 역활을 담당하는 디지털 시그널 프로세서(DSP)를 사용하고, 위치확인기능을 구현하기 위하여는 교류발진회로 및 이에 연결된 태블릿, 동축케이블로 구성된 전자펜, 교류신호를 복조변환하여주는 복조부, 이를 제어하여주는 제어부(MCU)로 구성하고, 모터를 이용한 카드피딩구조 및 모터드라이브회로, 바코드 판독을 위한 발광부와 수광부를 구비한 옵토카플러 등이 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.As such, the comprehensive learning machine combining the position coordinate recognition system and the barcode reader of the present invention for achieving the above object uses a part of the surface coordinate recognition method of the US Patent 5,877,458 as a source technology, and a barcode printed on the learning card. In constructing a learner that implements the function of reading and outputting the data, it uses a digital signal processor (DSP) that integrates and controls various functions of the entire system and plays the role of compression, playback, memory read / write, etc. In order to implement the positioning function, an AC oscillation circuit and a tablet connected thereto, an electronic pen composed of a coaxial cable, a demodulation unit for demodulating and converting an AC signal, and a control unit (MCU) for controlling the same, using a motor Card feeding structure, motor drive circuit, optocoupler with light emitting part and light receiving part for barcode reading It characterized in that the box is formed.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 위치좌표인식시스템과 바코드리더를 결합한 종합학습기는, 마이크로폰을 통한 음성 입력부를 구비하여 학습자가 자기의 목소리를 녹음시켜놓고 재생하면서 학습이 가능하게 할 수 있도록 램(RAM)안으로 음성 압축데이터를 기입하고 이를 재생할 수 있도록 하거나, 직접 음성의 녹음/재생이 가능한 별도의 전용 집적 회로(IC)를 포함하여 구성되었고, 학습자가 별도의 키이보드를 사용하여 자판상의 문자를 입력시키면서 학습이 가능하도록 키이보드 입출력 포트를 구비한 것을 특징으로 한다.And, to achieve the above object, a comprehensive learning unit combining the position coordinate recognition system and the barcode reader of the present invention has a voice input unit through a microphone so that a learner can record and play his or her voice while learning. It consists of a separate dedicated integrated circuit (IC) capable of writing and reproducing voice compressed data into RAM, or directly recording / reproducing voice, and using a separate keyboard for learners. It is characterized by having a keyboard input and output port to enable learning while inputting a character.
도 1은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 기능별 블록구성도1 is a functional block diagram according to a preferred embodiment of the present invention
도 2는 위치좌표인식시스템과 바코드리더를 결합한 종합학습기의 개략사시도2 is a schematic perspective view of a comprehensive learning machine combining a position coordinate recognition system and a barcode reader
도 3은 위치좌표인식시스템과 바코드리더를 결합한 종합학습기의 전자펜의 외관과 내부구성품를 보여주는 구조도Figure 3 is a structural diagram showing the appearance and internal components of the electronic pen of the integrated learner combined position coordinate recognition system and barcode reader
도 4는 위치좌표인식시스템과 바코드리더를 결합한 종합학습기의 외부에서 연결하여 사용하는 자판용 키이보드4 is a keyboard for keyboard to be used from the outside of the combined learning system combining the position coordinate recognition system and the barcode reader
도 5는 바코드판독장치의 모터를 이용한 카드피딩구조5 is a card feeding structure using a motor of a barcode reading device
도 6은 바코드가 인쇄된 학습카드와 전자펜을 이용한 핸드스캐닝을 보여주는 모사도6 is a schematic diagram showing hand scanning using a learning card and an electronic pen printed with a barcode.
도 7은 본 고안의 실시 예에 따른 각종 입력과 이에 따라 학습내용을 음성으로 출력, 처리하는 과정을 보여주는 흐름도7 is a flowchart illustrating a process of outputting and processing a variety of inputs and learning contents according to an embodiment of the present invention by voice.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
100 : 시스템제어부(DSP Controller)100: System Controller (DSP Controller)
101 : 위치좌표인식시스템제어부(MCU)101: Position coordinate recognition system control unit (MCU)
102 : 신호발생기부102: signal generator section
103 : 교류(AC)신호발생회로103: AC signal generating circuit
104 : 위상반전출력포트를 가진 증폭기104: amplifier with phase inversion output port
105, 106 : 반도체 스위치105, 106: semiconductor switch
110, 201 : 도전성 재료로 코팅된 태블릿110, 201: tablet coated with a conductive material
111, 112, 113 : 태블릿상의 접점(측정점)111, 112, 113: Points of contact on the tablet (measurement points)
114 : 아날로그/디지털 변환기능을 가진 복조부114: demodulator with analog / digital conversion function
115 : 동축케이블115: coaxial cable
120 : 전자펜120: electronic pen
121, 126 : 옵토카플러121, 126: Optocoupler
122, 127 : 바코드리더 전원스위치122, 127: barcode reader power switch
123 : 내부 바코드리더부123: internal barcode reader
124 : 카드피딩용 모터124: Card Feeding Motor
125 : 모터드라이브회로125: motor drive circuit
128 : 손가락용 그립128: Finger Grip
130 : 동축케이블 내선도체 돌출부130: coaxial cable extension conductor protrusion
135 : 포트 확장부135 port extension
136 : 롬 메모리136: ROM Memory
137 : 램 메모리137: RAM memory
138 : 카드피딩용 풀리138: card feeding pulley
139, 139-1 : 카드피딩용 롤러139, 139-1: Card Feeding Roller
140 : 독립형 녹음/재생 집적 회로140: stand-alone recording / playback integrated circuit
141 : 아날로그/디지털 변환회로141: analog / digital conversion circuit
142 : 마이크로폰142: microphone
143 : 증폭기143: Amplifier
144 : 스피커144: Speaker
150 : 키이보드150: keyboard
151 : 키이보드 컨트롤러151: Keyboard Controller
153 : 키이보드용 커넥터153: connector for keyboard
154 : 키이보드용 잭154: Jack for keyboard
155 : 문자 키이155: character key
200 : 종합학습기 본체200: General Learning Machine
202 : 바코드 학습카드용 슬롯202: slot for barcode learning card
210 : 학습용 책210: Study Book
211 : 책의 쪽 구별 선택 위치211: selection position of the book side
212 : 책위에 인쇄된 바코드212: barcode printed on the book
221 : 녹음용 키이221: recording key
222 : 재생용 키이222: key for playback
223 : 전원 스위치223: power switch
230 : 학습카드230: learning card
231 : 바코드231: Barcode
이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 위치좌표인식시스템과 바코드리더를 결합한 종합학습기를 개략적으로 보인 블록구성도, 도 2는 위치좌표인식시스템과 바코드리더를 결합한 종합학습기의 개략 사시도와 측면도이다.1 is a block diagram schematically showing a comprehensive learner combining a position coordinate recognition system and a barcode reader according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic perspective view and a side view of a comprehensive learner combining a position coordinate recognition system and a barcode reader. .
도 1에 도시된 바와 같이 전 시스템의 제어동작을 수행하는 시스템제어부 (100, DSP Controller)가 있고, 도전성 재료로 일정하게 코팅이 되어있어 좌표인식용 2차원 평면으로 대응되어 사용되는 태블릿(110), 교류신호를 발생하고 이를 태블릿상의 접점들(111, 112, 113)에게 필요한 절차에 따라 스위칭시켜주는 교류신호 발생부(102), 전자펜(120)으로 연결되는 동축케이블(115), 전자펜으로부터 교류신호를 받아 복조시키고 디지털신호로 변환시키는 복조부(114), 좌표인식절차를 수행하는 위치좌표인식시스템제어부(101, MCU) 등으로 위치좌표인식시스템이 구성되고, 내부 바코드리더부(123)에는 학습카드를 도 2의 슬롯(202)으로 피딩하여주는 카드피딩용 모터(124), 이를 구동시키는 모터드라이브회로(125), 바코드를 판독하는 옵토카플러(126), 이의 전원을 단락시켜주는 카드리더 전원스위치(127)가 포함되어 구성된다.As shown in FIG. 1, there is a system controller (100, DSP controller) that performs the control operation of the entire system, and is uniformly coated with a conductive material so that the tablet 110 is used to correspond to the coordinate recognition two-dimensional plane. , The AC signal generating unit 102, the coaxial cable 115 connected to the electronic pen 120, which generates an AC signal and switches it according to the necessary procedures for the contacts 111, 112, and 113 on the tablet. The position coordinate recognition system is composed of a demodulation unit 114 for receiving an AC signal from the demodulation unit 114 and converting it into a digital signal, a position coordinate recognition system control unit 101 (MCU) for performing a coordinate recognition procedure, and an internal barcode reader unit 123. ), The card feeding motor 124 for feeding the learning card to the slot 202 of FIG. 2, the motor drive circuit 125 for driving the learning card, the optocoupler 126 for reading the barcode, and the power supply thereof are short-circuited.Laundry consists includes a further power switch 127.
그리고 상기 시스템제어부(100)에는 프로그램과 학습내용 등 음성데이터가 들어있는 롬(136)과 연산 데이터 혹은 녹음음성의 디지털 데이터를 일시 저장하는 램(137)이 입출력 포트확장부(135)와 같이 연결되며, 음성출력에는 증폭기(143)와 음성 재생용 스피커(144)를 사용하여 구성하고, 외부의 키이보드(150)와의 통신을 위한 입출력포트와 키이보드 컨트롤러(151)가 포함 구성되어 있다.In addition, the system controller 100 is connected to the ROM 136 including voice data such as programs and learning contents, and a RAM 137 that temporarily stores operation data or digital data of a recorded voice, together with the input / output port expansion unit 135. The audio output includes an amplifier 143 and a speaker 144 for voice reproduction, and includes an input / output port and a keyboard controller 151 for communication with an external keyboard 150.
시스템제어부(100)는 통상의 디지털 시그널 프로세서(DSP Controller)를 사용하여, 위치좌표인식시스템제어부(101)에서 들어오는 입력신호와 바코드리더부(123, 122), 키이보드 컨트롤러(151) 등에서 들어오는 입력신호를 받아 롬(136)안에 저장되어 있는 프로그램 기능상의 절차에 따라 기 정의된 학습내용을 음성으로 출력하여 주는 전체적인 시스템의 제어동작을 수행하여 주는데 이에 대한 상세한 과정은 도 7에 도시되어 있다.The system controller 100 uses an ordinary digital signal processor (DSP Controller) to input the input signal from the position coordinate recognition system controller 101 and the input from the barcode reader unit 123, 122, the keyboard controller 151, or the like. In response to the program function stored in the ROM 136, a signal is used to perform a control operation of the entire system that outputs a predetermined learning content as a voice. A detailed process thereof is illustrated in FIG.
본 고안의 위치좌표인식시스템과 바코드리더를 결합한 종합학습기는 위치좌표인식시스템의 원천기술로서 미국특허 5,877,458 중 표면좌표인식방법의 일부를 사용하였는데 그 이유는 현재까지의 2차원적 위치확인기술로서는 매우 경제적이며 제조공정상 편리한 점이 많기 때문이며 간단히 그 원리를 설명하면 다음과 같다.The comprehensive learning machine that combines the position coordinate recognition system and the barcode reader of the present invention used part of the surface coordinate recognition method of US Patent 5,877,458 as the source technology of the position coordinate recognition system. This is because it is economical and has many conveniences in the manufacturing process.
보통은 태블릿이라고 불리는 도전성재료를 일정하게 코팅한 전기판 감지기(110)위에 통상 3개의 접점(111, 112, 113)을 설치하고 여기에 전압을 가하면 태블릿의 2차원 평면 위에는 표면저항성분에 따라 일정한 비율로 감쇄된 전위레벨이 분포하게 된다. 두개의 접점에만 전압을 인가하면 2차원 표면 위에는 전위레벨의 등고선(이를 X 값이라 한다)이 형성되며, 또 다른 두개의 접점에 전압을 인가하면 또 다른 전위레벨의 등고선(이를 Y 값이라 한다)이 형성됨으로서 전체 2차원 평면상의 모든 점에 전위레벨경사가 형성된다. 즉, 2차원 평면 위의 모든 점은 각각 다른 X 와 Y 의 짝 값을 갖는다. 따라서 2차원 평면 위의 어떤 점의 X 와 Y 의 값을 측정하면 그 값을 환산하여 위치를 확인할 수 있는 것이다. 미 특허 5,877,458 은 복수의 태블릿으로 구성된 3차원형태 등에 대한 방식도 같이 기술하고 있는데 여기서는 2차원적 형태를 적용하였다. 도 2에서 보면 본체(200)위에 학습용 책(210)을 얹어 놓고 케이스 내부 바로 밑에 태블릿(201)을 장착하였다. 또한 본 고안의 위치좌표인식시스템과 바코드리더를 결합한 종합학습기는 태블릿 위에 책을 얹고 책에 인쇄된 문자나 그림을 전자펜으로 근접 접촉하여 학습하도록 되어있으므로 좌표인식을 위하여 책의 두께만큼의 근접거리에서도 감지할 수 있는 비접촉식 방식을 사용하였고 이를 위하여 상기 인가전압은 교류신호를 사용하였다. 신호발생기부(102)의 교류신호발생회로(103)에서 교류신호를 발생시키고 위상반전출력포트를 가진 증폭기(104)에서 일정 전압레벨로 증폭을 한 다음 위치좌표인식시스템제어부(101)가 반도체스위치(105, 106)를 절차에 따라 개폐하여 접점들(111, 112, 113)에 교류신호를 인가하는 것이다.Usually, three contact points 111, 112, and 113 are installed on an electrode detector 110 coated with a conductive material, usually called a tablet, and a voltage is applied to the tablet. The potential levels attenuated in proportion are distributed. If voltage is applied to only two contacts, a contour of potential level (this is called X value) is formed on the two-dimensional surface, and if voltage is applied to two other contacts, contour of another potential level (this is called Y value) By this formation, the potential level inclination is formed at all points on the entire two-dimensional plane. That is, every point on the two-dimensional plane has a different pair of X and Y values, respectively. Therefore, if you measure the value of X and Y at a point on the 2D plane, you can convert the value and check the position. US Pat. No. 5,877,458 also describes a method for a three-dimensional form including a plurality of tablets, where a two-dimensional form is applied. 2, the learning book 210 was placed on the main body 200, and the tablet 201 was mounted directly under the case. In addition, the integrated learning system that combines the position coordinate recognition system and barcode reader of the present invention places the book on the tablet and learns by touching the printed letters or pictures on the book with an electronic pen, so that the distance of the book's thickness can be recognized for the coordinate recognition. Also, a non-contact method that can be sensed was used, and for this, the applied voltage used an AC signal. The AC signal generating circuit 103 of the signal generator unit 102 generates an AC signal, amplifies the amplifier 104 with a phase inversion output port to a predetermined voltage level, and then the position coordinate recognition system controller 101 switches the semiconductor switch. Opening and closing the 105 and 106 according to the procedure, the AC signal is applied to the contacts 111, 112 and 113.
학습자가 통상 전자펜(120)이라 불리는 탐침기(Stylus)를 학습용 책(210)위에 일정한 거리 이내로 접근시키면 밑에 장착되어 있는 태블릿(110, 201)의 가장 가까운 위치의 교류신호가 전자펜 내부에서 안테나 역활을 수행하는 동축케이블(115)의 내부도체(130)로 픽업되어 복조부(114)를 거쳐 위치좌표인식시스템제어부(101)로 들어가는 것이다. 복조부(114) 내부에는 복조회로와 아날로그/디지털 변환기능이 내장되어 있어 교류신호가 들어오면 그 전위레벨을 디지털 값으로 변환시킨다. 이때 짧은 시간 동안 반도체스위치(105, 106)가 절차에 따라 개폐를 반복하면서 선택된 두개의 접점 쌍으로 신호가 인가되고 또 전자펜(120)으로부터 신호레벨을 받아들여 X, Y의 값을 읽어들이고 이를 환산하여 태블릿(110, 201)상의 전자펜이 가리키는 점의 좌표를 인식하게 된다. 동축케이블(115)의 외부도체는 시스템의 전기적 접지점에 연결되어있고 그 종단에 안테나 역활을 수행하는 내부도체(130)의 끝부분을 조금만 노출시키도록 하여 불필요한 외부신호의 간섭을 최소화하였다.When the learner approaches the stylus (Stylus), which is usually called the electronic pen (120), within a certain distance on the learning book (210) within a certain distance, the AC signal of the nearest position of the tablet (110, 201) mounted below the antenna inside the electronic pen It is picked up by the inner conductor 130 of the coaxial cable 115 performing the role and enters the position coordinate recognition system control unit 101 via the demodulator 114. The demodulator 114 has a built-in demodulation circuit and an analog / digital conversion function so that the potential level is converted into a digital value when an AC signal is input. At this time, while the semiconductor switches 105 and 106 repeatedly open and close according to the procedure, a signal is applied to the selected two contact pairs, and the signal level is received from the electronic pen 120 to read the X and Y values. In conversion, the coordinates of the points indicated by the electronic pens on the tablets 110 and 201 are recognized. The outer conductor of the coaxial cable 115 is connected to the electrical ground point of the system, and minimizes the interference of unnecessary external signals by exposing only the end of the inner conductor 130 that performs the antenna role at the end thereof.
이렇게 하여 학습자는 전자펜(120)을 이용하여 학습기 본체(200) 위에 놓여진 학습용 책(210) 위에 있는 그림이나 문장 등 학습내용에 근접 접촉하면 해당사항이 음성으로 출력되게 되며, 이 때 여러 페이지의 책인 경우에는 페이지 선택을 위하여 쪽 구별 선택 위치(211)를 먼저 선택한 후 해당 페이지에 대한 학습을 하는것이다.In this way, when the learner makes close contact with the learning contents such as a picture or a sentence on the learning book 210 placed on the learner main body 200 using the electronic pen 120, the corresponding information is output as a voice. In the case of a book, the page distinction selection position 211 is first selected for the page selection, and then the page is learned.
도 5는 모터를 이용하여 바코드가 인쇄된 학습카드를 피딩하고 바코드를 판독하는 바코드리더의 기본 구조를 보여주는 것으로서 학습카드(230)가 슬롯(202)에 삽입되면 옵토카플러와 모터의 전원을 단락시키는 마이크로 스위치방식의 바코드리더 전원스위치(127)가 ON 되고 카드피딩용 모터(124)가 화살표 방향으로 회전하면 피대로 연결된 카드피딩용 풀리(138)가 회전하고, 따라서 학습카드(230)는 두개의 카드피딩용 롤러(139, 139-1)사이에서 일정한 속도로 밀려들어가게 된다. 이 때 학습카드에 인쇄된 바코드의 위치에 맞추어 적절한 높이로 장착된 옵토카플러(126)는 발광부가 바코드를 비추어 주면 수광부가 바코드 막대의 명암을 감지하여 학습카드의 진행에 따라 일련의 펄스 트레인을 발생시키고 이렇게 발생된 펄스 트레인은 시스템제어부(100)에 의하여 고유번호로 환산되어진다.FIG. 5 illustrates a basic structure of a barcode reader that feeds a learning card printed with a barcode using a motor and reads a barcode. When the learning card 230 is inserted into the slot 202, the power of the optocoupler and the motor are short-circuited. When the micro-switched barcode reader power switch 127 is turned on and the card feeding motor 124 rotates in the direction of the arrow, the card feeding pulley 138 connected to the pitch rotates, thus the learning card 230 has two It is pushed in at a constant speed between the card feeding rollers (139, 139-1). In this case, the optocoupler 126 mounted at an appropriate height according to the position of the barcode printed on the learning card has a light emitting unit illuminating the barcode, and the light receiving unit detects the contrast of the barcode bar to generate a series of pulse trains as the learning card proceeds. The pulse train generated in this way is converted into a unique number by the system controller 100.
본 고안의 위치좌표인식시스템과 바코드리더를 결합한 종합학습기는 이와 같이 전자펜을 사용하여 본체 위에 놓여진 학습용 책위의 학습내용 위치를 근접접촉방식으로 선택하여 학습을 하는 기능과 바코드가 인쇄된 학습카드를 바코드리더로 판독하여 학습할 수 있는 기능, 두 가지 기능을 함께 수행할 수 있도록 평면 태블릿을 이용한 좌표인식기술과 바코드판독장치를 하나의 시스템 내에 통합하였다.The integrated learning system that combines the position coordinate recognition system and the barcode reader of the present invention selects the location of the learning contents on the study book placed on the main body using the electronic pen in such a way that the learning function and the barcode printed learning card are selected. Coordinate recognition technology using a flat tablet and barcode reading device are integrated in one system to read and learn with a barcode reader.
도 3에 도시한 바와 같이 동축케이블(115)이 장착된 전자펜(120) 내부에 발광부와 수광부를 가진 옵토카플러(121), 회로기판모듈(129), 전원스위치(122)를 장착하고 리드와이어(131)를 통하여 시스템제어부(100)에 연결 구성함으로서 상기 설명한 모터를 사용하는 내부 바코드리더부(123)외에도 손으로 전자펜(120)을 잡고일정 방향으로 바코드 위를 움직여 핸드스캐닝이 가능하도록 하였다. 전자펜(120) 내부 끝부분에 옵토카플러(121)의 발광부와 수광부를 외부에 노출되도록 전자펜(120) 종단부의 구조를 만들고 학습자가 옵토카플러(121)가 노출된 끝부분을 바코드 위에 대고 스캐닝을 하면 바코드의 막대의 명암에 따라 펄스 트레인이 감지되며, 이 신호를 상기 시스템제어부(100)에서 받아들여 고유번호로 환산한다. 이경우 학습자에 따라 속도가 달라질 수 있으나 일정한 오차 범위내에서도 정확한 판독이 되도록 시스템제어부(100)의 프로그램을 작성한다. 전자펜(120)의 측면에 장착되어있는 바코드리더 전원 스위치(122)는 바코드판독을 하고자 할 때에만 손가락으로 눌러 ON 시키고 사용하도록 하여 평상시에는 불필요한 전력 소모를 하지 않도록 하였다. 상기 모터를 이용한 피딩방식으로는 일정한 규격으로 제작된 바코드용 학습카드만을 사용하여야 되는데 이렇게 전자펜(120)을 이용한 핸드스캐닝이 가능함으로서, 일정한 규격의 학습카드 뿐만이 아니라 일반 학습용 책(210) 위에도 바코드(212)를 인쇄하고 이를 핸드스캐닝하여 해당 학습사항을 출력하도록 함으로서 바코드를 이용한 학습의 활용도를 높일 수 있는 것이다.As shown in FIG. 3, an optocoupler 121 having a light emitting part and a light receiving part, a circuit board module 129, and a power switch 122 are mounted inside the electronic pen 120 to which the coaxial cable 115 is mounted. By connecting to the system control unit 100 through the wire 131, the electronic barcode 120 is held by the hand in addition to the internal barcode reader unit 123 using the above-described motor to move the barcode in a predetermined direction so that hand scanning is possible. It was. At the inner end of the electronic pen 120, the end of the electronic pen 120 is formed to expose the light emitting part and the light receiving part of the optocoupler 121 to the outside, and the learner places the end of the optocoupler 121 exposed on the barcode. When scanning, the pulse train is detected according to the intensity of the bar of the bar code, and this signal is received by the system controller 100 and converted into a unique number. In this case, the speed may vary depending on the learner, but the program of the system control unit 100 is written so that the reading is accurate even within a certain error range. The barcode reader power switch 122 mounted on the side of the electronic pen 120 was turned on and used only with a finger to read the barcode so as to avoid unnecessary power consumption. As the feeding method using the motor, only a learning card for a bar code manufactured to a certain standard should be used. Thus, the hand scanning using the electronic pen 120 is possible, and the bar code is not only on a learning card of a certain standard but also on a general learning book 210. By printing the 212 and hand-scanning to output the corresponding learning information, the utilization of the learning using the barcode can be increased.
참고로 도 3에 도시한 손가락 용 그립(128)부분은 도전성 재료를 사용하여 만들고, 전자펜(120) 내부에서 접지상태인 동축케이블(115)의 외피도체에 연결되어 있어 학습자가 이 그립(128)을 손으로 잡았을 경우 학습자의 손이 접지가 됨으로서 신체를 통하여 유기될 수 있는 전기적 잡음을 최소화 시켜주어 위치좌표인식시스템의 좌표확인 의 오차발생을 줄여주도록 하는 것이다.For reference, the part of the finger grip 128 shown in FIG. 3 is made of a conductive material, and is connected to the outer conductor of the coaxial cable 115 which is grounded inside the electronic pen 120. ) When the hand is held by hand, the learner's hand is grounded to minimize the electric noise that can be induced through the body, thereby reducing the error of the coordinate confirmation of the position coordinate recognition system.
또한 상기 시스템제어부(100)는 키이보드의 입력을 받을 수 있는 별도의 입출력포트를 구비하고, 도4에 도시한 바와 같이 영어의 알파벳이나 한글의 자판, 혹은 필요한 기능의 키이(155)들이 장착된 별도의 키이보드(150)를 키이보드커넥터(153)를 통하여 본체(200) 내부에 있는 키이보드 컨트롤러(150)에 연결할 수 있도록 하여, 학습자의 키이보드(150) 자판을 통한 입력신호를 시스템제어부(100)에서 처리하게 함으로서 키이보드를 이용한 학습기능을 수행하도록 하였다.In addition, the system control unit 100 has a separate input and output port that can receive the input of the keyboard, as shown in Figure 4 is equipped with the English alphabet, the Korean keyboard, or the key 155 of the required function A separate keyboard 150 can be connected to the keyboard controller 150 inside the main body 200 through the keyboard connector 153, so that the input signal through the keyboard of the learner's keyboard 150 is controlled by the system controller. By processing at (100) was to perform the learning function using the keyboard.
그리고 학습자의 음성을 녹음하고 재생하는 기능으로서, 도 2의 녹음용 키이(221)를 누르면 마이크로폰(140)을 통하여 음성이 입력되고 이를 아날로그/디지털 변환처리(141)한 후, 시스템제어부에서 디지털신호 압축과정을 거쳐 램(137)에 저장되며 저장된 음성데이터는 재생용 키이(222)를 누르면 증폭기(143)를 통하여 스피커(144)로 출력되도록 하였다. 여기에서 녹음/재생 기능은 최근에 많이 사용하는 플래시 롬 타입의 독립형 녹음/재생용 집적 회로(140)를 사용하여 시스템제어부(100)와 별도로도 구성할 수 있다.In addition, as a function of recording and playing the learner's voice, when the recording key 221 of FIG. 2 is pressed, the voice is input through the microphone 140 and the analog / digital conversion process 141 is performed. The compressed voice data stored in the RAM 137 through the compression process is outputted to the speaker 144 through the amplifier 143 when the key 222 for reproduction is pressed. Here, the recording / playback function may be configured separately from the system control unit 100 by using the flash ROM type independent recording / playback integrated circuit 140 that is frequently used.
상기와 같이 여러 가지 기능을 통합하여 다양한 방법으로 학습이 가능한 본 고안의 위치좌표인식시스템과 바코드리더를 결합한 종합학습기의 각종 입력과 이를 받아 처리하는 과정을 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.Various inputs of the integrated learning machine combining the position coordinate recognition system and the barcode reader of the present invention, which can be learned in various ways by integrating various functions as described above, will be described with reference to FIG. 7.
맨 처음에 전원이 ON 되면 시스템은 전 상태를 초기화하며 최초의 인사 메시지를 출력한다.(단계 302) 그 다음에 시스템 프로그램 루틴이 시작하며 바코드 입력이 있는가 여부를 체크(단계 304)한다. 바코드 입력이 없을 시에는 차례로 태블릿 입력(단계 305), 키이보드 입력(단계 306), 녹음키이 입력(단계 311), 재생키이입력여부를 체크(단계 313)한다.When the power is first turned on, the system initializes all states and outputs the first greeting message (step 302). The system program routine then starts and checks whether there is a barcode input (step 304). When there is no bar code input, the tablet input (step 305), the keyboard input (step 306), the recording key input (step 311), and the playback key input are checked (step 313).
옵토카플러를 통해서 바코드 입력(단계 304)이 들어오면 일련의 펄스 트레인을 판독하여 고유번호로 변환하여주고 (단계 307), 데이터가 저장되어 있는 메모리 안에서 해당주소를 찾아(단계 310) 이를 음성으로 출력한다(단계 314). 또한 전자펜을 통하여 태블릿 입력(단계 305)이 들어오면 그 좌표를 추출하고(단계 308) 역시 데이터가 저장되어 있는 메모리 안에서 해당주소를 찾아(단계 310) 이를 음성으로 출력한다. 키이보드 입력(306)에 대한 것도 마찬가지 과정으로 입력된 코드의 변환작업(단계 309)를 거친 후 데이터가 저장되어 있는 메모리 안에서 해당주소를 찾아(단계 310) 이를 음성으로 출력한다. 녹음키이 입력(단계 311)이 들어오면 녹음절차를 수행(단계 312)하고, 재생키이 입력(단계 313)이 들어오면 녹음되어 있는 내용을 음성으로 출력한다. 시스템제어부(100)는 학습자가 조작하는 각종 입력신호가 언제 들어오는가를 계속 체크하면서 입력신호가 들어오면 해당 절차를 수행하는데 이 경우 각 입력신호 간에 우선 순위를 설정하여 절차수행에 상호 충돌이 일어나지 않도록 프로그램 한다.When the barcode input (step 304) is input through the optocoupler, a series of pulse trains are read and converted into a unique number (step 307), and the corresponding address is found in the memory where the data is stored (step 310) and output as a voice. (Step 314). In addition, when the tablet input (step 305) is input through the electronic pen, the coordinates are extracted (step 308), and the corresponding address is found in the memory where the data is stored (step 310). Similarly, the keyboard input 306 undergoes a conversion operation (step 309) of the input code, finds the corresponding address in the memory where the data is stored (step 310), and outputs it as a voice. When the recording key input (step 311) is input, the recording procedure is performed (step 312), and when the playback key input (step 313) is input, the recorded contents are output as voice. The system controller 100 continuously checks when the various input signals manipulated by the learner enter and performs the corresponding procedure when the input signals are received. In this case, the priority is set between the input signals so that the program does not have a conflict in the performance of the procedure. do.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 위치좌표인식시스템과 바코드리더를 결합한 종합학습기에 따르면 좌표인식기술과 바코드판독기술을 하나의 시스템에 통합 설계하여, 학습자가 다른 기능의 학습기를 이용하고자할 때 둘 이상의 다른 학습기를 구입하여야 하는 불편함을 해소하고, 여러 기능을 한 학습기에서 구현되게함으로서 학습자의 학습효과를 증대시키는 효과가 있다.As described above, according to the integrated learning machine combining the position coordinate recognition system and the barcode reader of the present invention, when the learner wants to use the learner having different functions by integrating the coordinate recognition technology and the barcode reading technology into one system, This eliminates the inconvenience of having to purchase another learner, and has the effect of increasing the learning effect of the learner by being implemented in one learner.
그리고 하나의 전자펜 내부에 위치확인용 안테나 역활을 하는 동축케이블과 바코드리더용 옵토카플러를 함께 내장시킴으로서 일정한 규격의 바코드용 학습카드 뿐만이 아니라 일반 학습용 책 위에도 바코드(212)를 인쇄하여 핸드스캐닝을 가능하게 함으로서 바코드를 이용한 학습의 활용도를 높일 수 있는 것이다.The built-in coaxial cable, which acts as a positioning antenna, and an optocoupler for barcode readers can be installed inside a single electronic pen to print handsets by printing barcodes 212 on general learning books as well as bar codes. By doing so, it is possible to increase the utilization of the learning using the barcode.
또한 본 고안의 위치좌표인식시스템과 바코드리더를 결합한 종합학습기는 녹음/재생기능을 구비하여 학습자가 직접 음성을 녹음하고 이를 재생하여 들어봄으로서 학습효과를 높일 수 있으며, 별도로 키이보드를 부착할 수 있도록 하여 학습자의 키이보드상의 자판에 의한 학습을 가능하게 함으로서 보다 효율적이며 종합적인 학습효과를 얻을 수 있는 것이다.In addition, the integrated learning system that combines the position coordinate recognition system and the barcode reader of the present invention has a recording / playback function so that the learner can directly record and listen to the voice to enhance the learning effect, and attach a keyboard separately. By enabling the learner to learn by the keyboard on the keyboard, a more efficient and comprehensive learning effect can be obtained.
이렇게, 종래의 학습기는 대부분 한가지 기술을 채택하여 구성되어 있어서 이를 이용하여 학습하고자 할 경우에는 따로 따로 구입하여야 함으로 구입의 번거로움과 비용이 과다하게 지출되어 학습자의 부담이 많았던 것을 본 고안은 여러 기능을 하나의 시스템 안에 통합하여 구성함으로서 하나의 학습기를 가지고 보다 경제적이면서 다양한 방법으로 학습을 가능하게 하는 효과가 있다.In this way, the conventional learner is composed of mostly adopting one technology, so if you want to learn by using it, you have to purchase it separately. It is effective to enable learning in a more economical and diverse way with one learner by integrating it into one system.
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KR101336454B1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-12-04 | 김희정 | Learning materials for younger learners |
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