KR200420206Y1 - Ｉ2ｃ 통신을 이용한 센서 모듈 인터페이스 키트 - Google Patents

Ｉ2ｃ 통신을 이용한 센서 모듈 인터페이스 키트 Download PDF

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KR200420206Y1
KR200420206Y1 KR2020060007795U KR20060007795U KR200420206Y1 KR 200420206 Y1 KR200420206 Y1 KR 200420206Y1 KR 2020060007795 U KR2020060007795 U KR 2020060007795U KR 20060007795 U KR20060007795 U KR 20060007795U KR 200420206 Y1 KR200420206 Y1 KR 200420206Y1
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정기철
이종덕
박원성
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(학)창성학원
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    • G—PHYSICS
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Abstract

본 고안은 센서 키트에 관한 것으로, 특히 다양한 종류의 센서모듈을 구비하여 상기 센서모듈로 인해 동작되어지는 주변장치와의 상관관계를 데이터로서 새롭게 정립하고 이를 관련분야에 응용할 수 있도록 고안된 I2C 통신을 이용한 센서 모듈 인터페이스 키트에 관한 것이다.
이를 위해 본 고안은 센서와 메모리가 내장된 복수개의 센서모듈; 상기 복수개의 센서모듈과 전기신호적으로 연결되며 PC에서 작성된 어플리케이션을 저장한 메인메모리; 상기 메인메모리와 전기신호적으로 연결되며 상기 메인메모리로부터 상기 메인메모리의 어플리케이션에 기인한 전기적신호를 인가받으면 그에 상응하는 일을 수행하는 장치들을 갖는 주변장치; 및 상기 메인메모리와 주변장치들을 탑재하는 인터페이스 보드를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 I2C 통신을 이용한 센서 모듈 인터페이스 키트를 제공하며, 이로 인해 다양한 센서들이 I2C통신수단에 의해 한번에 제어되며, 이를 토대로 각 센서모듈 및 조합된 센서모듈들에 의해 작동되는 주변장치의 과정을 하나의 데이터로서 정립할 수 있다.
센서, 모듈, 인터페이스, 메모리, 키트, kit, 교육

Description

Ｉ2Ｃ 통신을 이용한 센서 모듈 인터페이스 키트{Sensor MOdule Interface Kit Design Using I2C Communication}
도 1은 본 고안에 따른 I2C 통신을 이용한 센서 모듈 인터페이스 키트의 개략적인 구성도,
도 2는 본 고안에 따른 I2C 통신을 이용한 센서 모듈 인터페이스 키트의 회로 흐름도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 인터페이스 보드,
200: 센서모듈,
300: 메인메모리,
400: 주변장치,
502: I2C 통신포트.
본 고안은 여러 종류의 센서를 이용하여 로봇을 개발하고자 할 때 상황에 따라 필요로 하는 센서들을 보다 편리하게 실험 실습할 수 있도록 고안한 I2C 통신을 이용한 센서 모듈 인터페이스 키트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 I2C 통신을 이용하여 여러 센서의 데이터를 인터페이스 보드에서 받아 필요로 하는 데이터를 선택하여, 센서에 인터페이스 되어 있는 기타 주변장치를 컨트롤하는데 활용할 수 있도록 고안한 I2C 통신을 이용한 센서 모듈 인터페이스 키트에 관한 것이다.
일반적으로 센서키트는 컨트롤 칩 하나에 여러가지 센서를 사용할 수 있도록 확장포트를 사용하고 있다. 이러한 센서키트는 하나씩 센서에 맞게 프로그램을 설정하고 하나의 센서에서 들어오는 데이터 값을 이용하여, 마이크로프로세서에서 인터페이스된 다양한 장비들을 컨트롤하는 것이 있었다.
이러한 방법은 매우 널리 사용되고 있으나 로봇을 개발하고자 여러가지 센서들을 조합하여 장비를 컨트롤하는 방법에서는 컨트롤 칩 확장포트의 부족이라는 한계성과 여러종류의 센서별로 그에 해당하는 프로그래밍을 입력해야 하는 문제점이 있었다.
이와 같은 이유로 통상의 경우 센서키트는 센서를 한 가지씩 테스트하여 데이터화하고, 그 데이터를 이용하여 여러가지 장비를 컨트롤 하고 있으나 이러한 컨트롤 방법은 한 가지 센서로만 데이터를 받기 때문에 센서 데이터 값의 정확성 저하 및 센서 오동작을 유발하고 있으며, 오동작으로 인한 그릇된 데이터 값으로 구동하는 로봇은 상황을 정확히 판단하지 못하는 커다란 문제점을 안고 있었다.
또한 이러한 문제를 해결하기 위해서 부수적인 회로를 더하여서 컨트롤을 하지만 부수적인 회로에 따른 프로그램 및 신호의 시간차가 길어지거나 아날로그 데이터 값으로 받기가 어려운 문제점이 발생된다.
특히, 여러 가지 센서를 모두 동작하려면 메인기판의 포트가 부족하며 이에 따라서 디스플레이부분과 모터 컨트롤 부분의 컨트롤이 부드럽지 못한 문제점이 발생되고 있다.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 제 1목적은 복수개의 센서모듈에서 발생하는 신호를 I2C통신방법을 사용하여 동시에 처리할 수 있도록 구성한 I2C 통신을 이용한 센서 모듈 인터페이스 키트를 제공하는데 있다.
본 고안의 제 2목적은 다양한 종류의 센서들로부터 생성되는 하나 또는 그 이상의 신호를 메인메모리가 선택적으로 입력받을 수 있도록 구성하고 이러한 신호를 토대로 동작되어지는 주변장치의 결과를 바탕으로 센서와 주변장치의 가장 효율적인 구성을 정립하는데 도움을 줄 수 있는 I2C 통신을 이용한 센서 모듈 인터페이스 키트를 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 고안의 목적들은, 센서와 메모리가 내장된 복수개의 센서모듈; 상기 복수개의 센서모듈과 전기신호적으로 연결되며 PC에서 작성된 어플리케이션을 저장한 메인메모리; 상기 메인메모리와 전기신호적으로 연결되며 상기 메인메모리로부터 상기 메인메모리의 어플리케이션에 기인한 전기적신호를 인가받으면 그에 상응하는 일을 수행하는 장치들을 갖는 주변장치; 및 상기 메인메모리와 주변장치들을 탑재하는 인터페이스 보드를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 I2C 통신을 이용한 센서 모듈 인터페이스 키트에 의해 달성된다.
한편, 본 고안에 있어서, 상기 복수개의 센서모듈과 상기 메인메모리와의 데이터송수신 방법은 I2C통신방식을 사용하고, 상기 메인메모리는 상기 복수개의 센서모듈로부터 생성되는 신호들을 하나 또는 그이상의 신호로서 선택적으로 입력받도록 구성하는 것이 바람직하다.
본 고안의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부되는 도면들과 관련되어 설명되는 이하의 상세한 설명과 양호한 실시예들로부터 더욱 명확해질 것이다.
이하에서는 양호한 실시예를 도시한 첨부 도면과 관련하여 본 고안을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 I2C 통신을 이용한 센서 모듈 인터페이스 키트의 개략적인 구성도이며, 도 2는 본 고안에 따른 I2C 통신을 이용한 센서 모듈 인터페이스 키트의 회로 흐름도이다.
우선, 본 고안은 도 1에 도시된 일실시예에 따라 크게 각각의 독립적으로 구성된 복수개의 센서모듈(200)과 상기 센서모듈(200)들로부터 오는 각각의 신호를 제어하는 메인메모리(300)와 상기 메인메모리(300)의 신호에 의해 동작되어지는 복수개의 주변장치(400)를 탑재한 인터페이스 보드(100)로 이루어진다.
센서모듈(200)은 센서(210)와 상기 센서(210)로부터 제공되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하며, 상기 센서(210)의 동작을 제어하는 메모리(220)로 구성된다.
상기 센서(210)의 일예로는 적외선 센서, 초음파센서, 온도센서, 기울기센서, 조도센서, 자기센서 등이 있으며, 이러한 센서(210)와 그에 해당하는 프로그램을 저장한 메모리(220)를 탑재하여 각각 독립된 모듈로서 구성된다.
상기와 같이 구성된 센서모듈(200)은 외부에 I2C통신포트(502)와 연결하기 위해 SDL, SCL(도시안됨) 단자가 구비된다.
한편, 인터페이스 보드(100)는 어플리케이션이 저장된 메인메모리(300)를 탑재하고 상기 어플리케이션을 메인메모리(300)에 저장하기 위해 PC(600)와 메인메모리(300)를 연결하기 위한 커넥터(501)가 구비되며, 상기 메인메모리(300)와 상기 센서모듈(200)에 탑재된 메모리(220)와의 송수신을 위해 I2C통신포트(502)를 구비하여, 메모리(220)로부터 오는 신호를 상기 메인메모리(300)가 처리를 하여 그에 따라 작동하는 복수개의 주변장치(400)를 구비하여서 이루어진다.
상기 I2C통신포트(502)는 직렬 데이터 라인(serial Data Line)(SDL)과 직렬 클럭라인(Serial Clock Line)(SCL)의 두 라인을 이용하여 직렬데이터를 송수신하며, 이러한 I2C의 제어방식은 하드웨어 변경 없이 소프트웨어적으로 기능을 변경할 수 있다.
또한, 1대1통신이 아니라 다수의 프로세서와의 통신이 가능하고, 8비트 양방향통신으로 표준 100kbps, 고속(fast)모드에서 400kbps속도(초고속3.4Mbps)가 가능하며, 노이즈에 강하여 신뢰성이 높고, 매우 적은 전력을 사용하며, 다양한 온도환경에서도 잘 동작할 뿐만 아니라, 다양한 전압레벨을 지원한다.
뿐만 아니라, 시스템 내부가 아닌 시스템 외부와도 확장이 가능하기 때문에 본 고안의 메모리(220)와 메인메모리(300)간의 통신 수단으로서 바람직하다.
주변장치(400)는 메인메모리(300)의 어플리케이션에 기인한 신호에 의해 동작되어지고, 적어도 하나 또는 복수개가 동시에 동작되어질 수 있다.
상기 주변장치(400)의 일예로는 LCD(405), LED표시기(404), DC모터(403), 스텝 모터(401), 서보모터(402) 등을 들 수 있다.
이하에서는 상기와 같이 구성된 I2C 통신을 이용한 센서 모듈 인터페이스 키트의 동작방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
다양한 종류의 센서모듈(200)이 구비된 상태에서 인터페이스 보드(100)의 메인메모리(300)는 상기 센서모듈(200) 중 적어도 하나 이상의 센서모듈(200) 신호를 I2C통신포트(502)를 이용하여 요청한다.
상기 메인메모리(300)의 요청에 의해 신호를 인가받은 센서모듈(200)들은 내부에 구비된 각각의 메모리(220)에 전송하고, 상기 메모리(220)는 상기 전송된 신호에 따라 센서(210)를 구동시킨다.
따라서, 센서(210)는 상기 메모리(220)의 요청에 의해 동작되어지고, 해당하는 결과를 아날로그 신호로서 메모리(220)에 전달한다. 이에따라 상기 메모리(220)는 상기 센서(210)로부터 전송받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 I2C통신포트(502)를 이용하여 메인메모리(300)에 전송한다.
그리고 메인메모리(300)는 상기 디지털 신호를 수신하여, 그에 해당하는 주변장치(400)에 신호를 인가하고, 상기 신호에 따라 상기 주변장치(400)는 동작을 하게 된다.
이러한 방법은 최초 메인메모리(300)가 해당 센서모듈(200)에 요청신호를 보내어 동작될 수 있지만, 상기 메인메모리(300)의 요청과는 별개로 복수개의 센서모듈(200)들이 미리 동작되어질 수 있고 상기 복수개의 센서모듈(200) 중 적어도 하나 이상의 센서모듈(200)에서 결과값이 산출되면 이를 메인메모리(300)에 전송하는 방식의 형태로도 진행될 수 있고, 상기 메인메모리(300)는 이를 선택적으로 입력받을 수 있다.
따라서 상기 전술한 바에 따른 본 고안의 I2C 통신을 이용한 센서 모듈 인터페이스 키트에 의하면, 다양한 센서들을 제어할 수 있도록 I2C통신수단을 구비하여 각 센서들의 동작을 조합하여 하나의 데이터로서 정립할 수 있고, 또 각 센서의 동작을 선택적으로 처리할 수 있어, 종래의 기술보다 더욱 편리하게 다양한 데이터를 정립할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 이를 관련분야(일예로 로봇산업)에 응용하면 로봇의 움직임을 더욱 상황에 알맞는 움직임으로 표현할 수 있고, 다양한 센서를 한번에 사용할 수 있어 이를 토대로 로봇의 복잡한 동작을 표현해낼 수 있을 것이라 기대된다.
한편, 본 고안을 학생들의 실험 도구로써 활용한다면 국내 로봇산업 및 관련분야에 크게 이바지할 것으로 기대된다.
비록 본 고안이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 고안의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 실용신안등록청구의 범위에 속함은 자명하다.

Claims (2)

  1. 센서(210)와 메모리(220)가 내장된 복수개의 센서모듈(200);
    상기 복수개의 센서모듈(200)과 전기신호적으로 연결되며 PC(600)에서 작성된 어플리케이션을 저장한 메인메모리(300);
    상기 메인메모리(300)와 전기신호적으로 연결되며 상기 메인메모리(300)로부터 상기 메인메모리(300)의 어플리케이션에 기인한 전기적신호를 인가받으면 그에 상응하는 일을 수행하는 장치들을 갖는 주변장치(400); 및
    상기 메인메모리(300)와 주변장치(400)들을 탑재하는 인터페이스 보드(100)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 I2C 통신을 이용한 센서 모듈 인터페이스 키트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수개의 센서모듈(200)과 상기 메인메모리(300)와의 데이터송수신 방법은 I2C통신방식을 사용하고, 상기 메인메모리(300)는 상기 복수개의 센서모듈(200)로부터 생성되는 신호들을 하나 또는 그이상의 신호로서 선택적으로 입력받도록 구성한 것이 특징인 I2C 통신을 이용한 센서 모듈 인터페이스 키트.
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KR101735301B1 (ko) * 2016-03-11 2017-05-15 (주)티앤원 마이크로컨트롤러 키트

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