KR20180117279A - 모듈 및 이를 포함하는 모듈 어셈블리 - Google Patents

Abstract

서로 연결되어 형성되는 모듈 어셈블리에 제공되는 모듈이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈은, 복수 개의 모듈이 서로 연결되어 형성되는 모듈 어셈블리에 제공되는 모듈로서, 다각형 형상의 평면을 갖는 다면체인 하우징; 및 상기 하우징 내부에 제공된 기판으로부터 도선에 의해 연결되는 복수 개의 단자들이 외부로 노출되는 단자부를 하나 이상 포함하고, 상기 단자부 각각은 상기 하우징의 하나 이상의 측면에 각각 형성되고, 상기 단자부에서 복수 개의 상기 단자들 중 같은 기능을 하는 한 쌍의 단자들이 상기 단자부의 중심선을 기준으로 하여 대칭되도록 배열된다.

Description

모듈 및 이를 포함하는 모듈 어셈블리{MODULE AND MODULE ASSEMBLY COMPRISING THE SAME}

본 발명은 모듈 및 이를 포함하는 모듈 어셈블리에 관한 것이다.

최근 교육, 취미, 연구, 생산 등을 목적으로 하는 다양한 모듈 기반 제작 도구들이 제안되고 있다. 이러한 제작 도구들에 포함된 모듈들은 각각 특정한 기능을 수행할 수 있으며, 모듈들끼리 서로 연결 되어 모듈 어셈블리를 형성할 수 있도록 제공된다. 이때, 각각의 모듈은 서로 전기적으로도 연결되어 에너지, 신호, 데이터 등을 주고 받을 수 있도록 제공될 수도 있다. 사용자는 제공된 매뉴얼 또는 스스로 창작한 방식에 따라 모듈들을 조립하여 특정한 목적을 수행하는 모듈 어셈블리를 제작할 수 있다.

이러한 모듈들은 일반적으로 직육면체 또는 정육면체 등 소정의 입체적인 형상을 갖는 블록 형태로 제공되고 있으며, 모듈들이 서로 결합된 상태를 유지하고 전기적인 신호를 전달하기 위한 체결 구조들을 채택하고 있다.

그러나, 종래의 복수 개의 모듈은 일 면에 형성되는 단자들의 배치가 서로 대응되도록 형성되지 않는다. 이에 사용자가 서로 다른 모듈들을 조립할 때, 각 모듈에 형성된 단자의 배치에 따라 다른 모듈의 단자가 대응되도록 조립하여야 하는 불편함이 있었다. 서로 대응되는 단자가 아닌 다른 단자의 위치에 다른 모듈을 조립할 경우 다른 모듈의 단자와 전기적 통신이 이루어지지 않아 작동하지 않으므로, 서로 다른 두 개의 모듈을 연결하기 위해서는 단자의 위치가 서로 대응하도록 결합해야 한다. 이러한 이유로, 각 모듈에 형성되는 단자의 위치에 맞게 모듈을 결합하여야 하므로, 사용자가 다양한 방법으로 모듈을 조립하는데 한계점이 있다.

미국특허공개공보 제2013-0343025(2013.12.26. 공개)

본 발명의 실시예들은, 복수 개의 모듈이 어느 측면에서도 서로 전기적으로 연결될 수 있는 모듈 및 이를 포함하는 모듈 어셈블리를 제공하기 위한 것이다.

또한, 모듈의 어느 면에 다른 모듈이 연결되는지 확인할 수 있는 모듈 및 이를 포함하는 모듈 어셈블리를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수 개의 모듈이 서로 연결되어 형성되는 모듈 어셈블리에 제공되는 모듈로서, 다각형 형상의 평면을 갖는 다면체인 하우징; 및 상기 하우징 내부에 제공된 기판으로부터 도선에 의해 연결되는 복수 개의 단자들이 외부로 노출되는 단자부를 하나 이상 포함하고, 상기 단자부 각각은 상기 하우징의 하나 이상의 측면에 각각 형성되고, 상기 단자부에서 복수 개의 상기 단자들 중 같은 기능을 하는 한 쌍의 단자들이 상기 단자부의 중심선을 기준으로 하여 대칭되도록 배열되는 것인 모듈이 제공될 수 있다.

또한, 상기 단자부의 복수개의 단자들 중에서 한 쌍을 이루지 못하는 단자는 상기 기준선 상에 배치되는 것인 모듈이 제공될 수 있다.

또한, 복수 개의 상기 단자들은 상기 단자부에 2행으로 배열되고, 제1 행과 상기 제2행은 서로 다른 개수의 단자들이 배열되며, 제1 행의 중심에 배치되는 단자와, 제2 행의 중심에 배치되는 단자는 상기 단자부의 상기 중심선상에 배치되는 것인 모듈이 제공될 수 있다.

또한, 복수 개의 상기 단자는 상기 단자부에 적어도 2행으로 배열되고, 1행에 제1 단자 내지 제5 단자가 형성되고, 2행에는 제6 단자 내지 제8 단자가 형성되며, 제1 단자와 제5 단자가 같은 기능의 단자로 구성되고, 제2 단자와 제4 단자가 같은 기능의 단자로 구성되고, 제6 단자와 제8 단자가 같은 기능의 단자로 구성되는 것인 모듈이 제공될 수 있다.

또한, 상기 단자부는 상기 하우징의 어느 측면에 다른 모듈이 연결되는지를 파악하기 위한 토폴로지(topology) 단자를 포함하는 것인 모듈이 제공될 수 있다.

또한, 상기 단자는 다른 모듈과의 네트워크 통신을 위한 CAN-H 단자 및 CAN-L 단자와, 다른 모듈과의 전원 공급 또는 수급을 위한 VCC 단자 및 GND 단자와, 다른 모듈과의 연결관계를 파악하기 위한 토폴로지(topology) 단자 중 하나 이상을 포함하는 것인 모듈이 제공될 수 있다.

또한, 상기 기판은 복수개의 입출력(I/O) 포트핀을 포함하고, 각각의 상기 단자부의 상기 토폴로지 단자 각각은 상기 입출력 포트핀 각각에 연결되는 것인 모듈이 제공될 수 있다.

또한, 상기 기판에 장착되어 상기 모듈의 기능을 제어하기 위한 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller Unit)을 더 포함하고, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛에 형성되는 복수 개의 입출력 데이터핀 각각은 상기 기판을 통하여 상기 토폴로지 단자 각각에 전기적으로 연결되며, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 상기 입출력 데이터핀을 통하여 다른 모듈에 내장된 마이크로 컨트롤러 유닛과 통신을 하여, 상기 다른 모듈이 상기 하우징의 어느 측면에서 연결되는지를 파악하는 것인 모듈이 제공될 수 있다.

또한, 상기 하우징은 직육면체 형상이고, 상기 하우징의 4개의 측면 각각에는 상기 단자부가 각각 마련되어 있으며, 각각의 상기 단자부의 상기 토폴로지 단자 각각은 상기 마이크로 컨트롤러 유닛의 서로 다른 상기 입출력 데이터핀에 각각 연결되는 것인 모듈이 제공될 수 있다.

또한, 상기 하우징의 일측면에서 선택적으로 돌출 가능한 핀; 상기 핀이 이동가능하게 설치되도록 상기 하우징의 상기 측면에 마련된 핀 설치부; 및 상기 하우징의 상기 측면에 제공되고 다른 모듈의 핀이 삽입되는 핀 수용부를 포함하는 것인 모듈이 제공될 수 있다.

또한, 상기 핀 설치부에 제공된 상기 핀과, 상기 핀 수용부에 수용되는 상기 다른 모듈의 핀에 모두 자력을 미칠 수 있는 자석부를 더 포함하는 것인 모듈이 제공될 수 있다.

또한, 다른 모듈이 상기 모듈에 근접해지면, 상기 핀이 상기 다른 모듈에 포함된 상기 자석부에 의해 상기 다른 모듈의 상기 핀 수용부에 삽입되는 것인 모듈이 제공될 수 있다.

또한, 상기 핀, 상기 핀 설치부 및 상기 핀 수용부는 폭보다 길이가 긴 세장형의 형상을 지니어, 다른 모듈과의 결합 시에 서로 접촉되는 면적을 증가시켜 결합력을 증가시키는 것인 모듈이 제공될 수 있다.

또한, 상기 핀 설치부와 상기 핀 수용부는 상기 단자부를 사이에 두고 상기 단자부의 좌우측에 각각 마련되는 것인 모듈이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수 개의 모듈을 포함하는 모듈 어셈블리로서, 상기 모듈은, 복수의 측면을 갖는 하우징; 상기 하우징 내에 제공되어 상기 모듈의 기능을 제어하는 마이크로 컨트롤러 유닛; 및 상기 마이크로 컨트롤러 유닛의 복수 개의 포트핀과 도선에 의해 연결되고 상기 하우징의 외부로 노출되는 복수개의 단자를 포함하고, 복수 개의 상기 단자는 상기 하우징의 측면의 중심선을 기준으로 하여 대칭되도록 배열되고, 상기 중심선을 기준으로 대칭을 이루는 상기 단자는 서로 같은 기능을 수행하며, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 상기 모듈에 연결되는 다른 모듈이 상기 모듈의 어느 측면에서 연결되는지를 파악하는 것인 모듈 어셈블리가 제공될 수 있다.

또한, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛의 상기 포트핀 중 복수의 입출력 데이터핀 각각은 상기 하우징의 복수의 측면 중 서로 다른 측면에 각각 형성되는 토폴로지 단자 각각에 연결되고, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 상기 토폴로지 단자의 입력 신호에 따라 상기 하우징의 어느 측면에 다른 모듈이 연결되는지 판단 가능한 것인 모듈 어셈블리가 제공될 수 있다.

또한, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 상기 입출력 데이터핀 데이터의 입력신호를 지속적으로 모니터링 하면서, 상기 모듈이 다른 모듈과 접속하게 되면 자동으로 상기 다른 모듈이 연결된 방향을 탐지하는 것인 모듈 어셈블리가 제공될 수 있다.

또한, 상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 상기 입출력 데이터핀 각각을 통하여 상기 모듈에 접속된 다른 모듈과 원-와이어(one-wire)통신을 수행하는 것인 모듈 어셈블리가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 모듈 및 이를 포함하는 모듈 어셈블리에 의하면, 복수 개의 모듈이 어느 측면에서도 서로 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 모듈의 어느 면에 다른 모듈이 연결되는지 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 어셈블리가 조립된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 모듈에 형성되는 노출 단자부를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈의 기판과 마이크로 컨트롤러 유닛을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 모듈들이 서로 연결되는 것을 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4의 마이크로 컨트롤러 유닛의 포트핀과 단자부의 단자들이 도선에 의해 연결되는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1의 제1 모듈과 제2 모듈이 결합되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 7은 도 3의 모듈의 코너를 확대해서 보여주는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

본 명세서에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

또한, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 명확하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 어셈블리가 조립된 모습을 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 모듈에 형성되는 노출 단자부를 보여주는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈의 기판과 마이크로 컨트롤러 유닛을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 모듈들이 서로 연결되는 것을 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 어셈블리(1)는 서로 조립 가능한 복수 개의 모듈(10, 20, 30, 40)들을 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 모듈 어셈블리(1)는 서로 조립 가능한 하나 이상의 모듈(10, 20, 30, 40)들의 집합 또는 이들이 조립된 구조체로 정의될 수 있으며, 그 목적, 종류, 형태, 모듈의 개수 등에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어, 모듈 어셈블리(1)는 학생이나 사용자가 모듈(10, 20, 30, 40)들을 조립하면서 전자 장치의 작동 원리를 이해할 수 있는 교육용 키트의 일부일 수 있다. 또는, 모듈 어셈블리(1)는 연구원이 특정 목적을 수행하기 위한 장치를 제작하기 위해 사용되는 연구용 키트의 일부일 수 있다. 또한, 모듈 어셈블리(1)는 사용자가 취미용으로 조립 가능한 장난감 키트의 일부일 수 있다.

본 실시예에서는 모듈 어셈블리(1)가 도 1에 도시된 것과 같이 4개의 모듈(10, 20, 30, 40)들로 구성된 것을 예로 들어 설명하며, 각각 제1 모듈(10), 제2 모듈(20), 제3 모듈(30), 및 제4 모듈(40)로 지칭한다.

아울러, 본 실시예에서 모듈(10, 20, 30, 40)은 다른 모듈 또는 외부 장치와 주고 받을 수 있도록 구성된 객체로 정의될 수 있다. 이러한 모듈(10, 20, 30, 40)들은 각각 독립적으로 구동 가능하도록 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller Unit)(104), 메모리, 전원 등을 구비하거나, 다른 모듈의 제어를 받아 작동 가능한 감지 수단, 처리 수단, 구동 수단 등을 구비할 수 있다. 또한, 각각의 모듈(10, 20, 30, 40)은 독립적으로 특정한 기능을 수행하거나, 다른 모듈과의 상호 작용에 의해 특정한 기능을 수행하도록 구성될 수도 있다. 모듈(10, 20, 30, 40)들이 마이크로 컨트롤러 유닛(104)을 구비하는 경우, 각각의 모듈별로 펌웨어가 설치될 수도 있다. 예를 들어, 본 실시예에서, 제1 모듈(10)은 리모콘 등으로부터 적외선 신호를 수신할 수 있는 적외선 센서 모듈이고, 제2 모듈(20)은 스마트폰 등과 무선 통신할 수 있는 무선 통신 모듈이고, 제3 모듈(30)은 위치를 감지하기 위한 자이로 센서 모듈이고, 제4 모듈(40)은 모터 등 구동 장치를 작동시키기 위한 구동 모듈일 수 있다. 이 경우, 모듈 어셈블리(1)는 리모콘 또는 스마트폰의 신호를 수신하여 모터를 선택적으로 작동시키는 장치일 수 있다. 상기와 같은 모듈 어셈블리(1)의 구성은 하나의 예에 불과하며, 각각의 모듈은 독립적으로, 또는 다른 모듈과의 연동을 통해 임의의 기능을 수행할 수 있도록 제공될 수 있다.

모듈(10, 20, 30, 40)들은 다른 모듈과 면 접촉 가능한 복수 개의 측면을 갖는 평면이 원형 또는 다각형 형상인 입체일 수 있다. 예를 들어, 모듈(10, 20, 30, 40)들은 직육면체 형상일 수 있다. 여기서, 면 접촉은 측면의 모든 면적이 모두 접촉되는 것만을 의미하는 것은 아니며, 측면의 일부만 접촉되어 어느 하나의 모듈의 측면과 다른 모듈의 측면이 서로 마주보며 일부분이 접촉되는 것을 포함할 수 있다.

본 실시예에서는 모듈(10, 20, 30, 40)들이 모두 동일한 크기의 사각형 형상의 평면을 갖는 것을 예로 들어 도시하였다. 즉, 본 실시예에서의 모듈(10, 20, 30, 40)들은 4개의 측면을 갖는다. 또한, 본 실시예에서는 모듈(10, 20, 30, 40)들의 높이가 모두 동일하게 형성되어, 모듈(10, 20, 30, 40)들이 모두 동일 한 크기를 갖는 직육면체인 것을 예로 설명한다.

다른 실시예로서, 모듈(10, 20, 30, 40)들은 평면 상 정삼각형, 직사각형, 정오각형 등의 다각형 형상으로 형성될 수도 있고, 특히 정다각형 형상으로 형성될 수 있다. 일부의 모듈(10, 20, 30, 40)들이 서로 다른 입체적 형상을 가질 수도 있다. 또한, 모듈(10, 20, 30, 40)들 중 일부는 뿔, 기둥 형태의 입체적 형상을 가질 수도 있다.

제1 모듈(10)은 외관을 형성하는 하우징(11), 하우징(11) 내부에 제공되어 내부 구조 또는 하우징(11)의 외부 구조의 일부를 형성하는 프레임(100), 프레임(100)의 내측에 제공되는 기판(102), 기판(102)에 설치되는 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller Unit)(104), 하우징(11)의 하나 이상의 측면에 각각 형성되는 단자부(110)를 포함할 수 있다.

하우징(11)은 평면이 직육면체 형상으로 형성된 케이스로서, 내부의 구성품들을 보호한다. 일 예로, 하우징(11)은 도 1에 도시된 것처럼 상부 케이스(11a)와 하부 케이스(11b)가 결합되는 형태로 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 모듈(10)은 하부 케이스(11b)에 단자부(110)가 수용되고, 상부 케이스(11a)와 하부 케이스(11b)가 서로 결합됨으로써 완성된 형태를 갖게 되는 것으로 설명하나, 이는 일 예에 불과하며, 본 발명의 권리범위는 이에 제한되지 않는다. 필요에 따라 상부 케이스(11a)와 하부 케이스(11b)가 일체로 형성되거나, 더 많은 부분으로 나뉘어 조립되거나, 다른 방향으로 분할되어 조립될 수 있다.

여기서, 도 2를 참조하면, 프레임(100)은 하우징(11)의 일부 또는 전부를 구성하는 구조물로서, 하우징(11)의 일부 또는 전부의 외형을 형성하고, 내부에 각종 부품이 설치되기 위한 공간과 구조를 제공할 수 있다. 본 실시예에서 프레임(100)은 상부 케이스(11a)와 하부 케이스(11b) 사이의 단자부(110)의 외형을 형성하며, 다른 모듈과 조립되기 위한 핀(160)과, 다른 모듈의 핀이 수용되는 핀 수용부(180) 등이 형성되는 것을 예로 들어 설명하나, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되지 않는다.

우선, 단자부(110)는 하우징(11)의 측면 중 하나 이상의 측면에 각각 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 직육면체 형상의 하우징(11)의 4개의 측면에 각각 형성된 것을 예시로 설명하도록 한다. 단자부(110)는 외부로 노출되어 전기 신호 등을 다른 모듈에 전달하거나 수신할 수 있고, 또는 다른 모듈에 전원을 공급하거나 다른 모듈로부터 전원을 수급할 수 있는 복수 개의 단자들을 포함할 수 있다. 복수 개의 단자는 다른 모듈과의 전원 공급 또는 수급을 위한 VCC 단자(111) 및 GND 단자(113)와, 다른 모듈과의 네트워크 통신을 위한 CAN-H 단자(115) 및 CAN-L 단자(117)와, 다른 모듈과의 연결관계를 파악하기 위한 토폴로지(topology) 단자(119) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

복수 개의 단자들(111, 113, 115, 117, 119)이 단자부(110)에 배치될 때, 단자들 중 같은 기능을 하는 한 쌍의 단자들이 단자부(110)의 중심선을 기준으로 하여 대칭되도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 단자들(111, 113, 115, 117, 119)은 단자부(110)에 적어도 2행으로 배열될 수 있으며, 제1 행과 제2 행은 서로 다른 개수의 단자들이 배열될 수 있다. 물론, 제1 행과 제2 행은 서로 같은 개수의 단자들이 배열될 수도 있다. 본 실시예에서는 제1 행에는 5열로 배열되고, 제2 행에는 3열로 배열되는 것으로 설명한다. 제1 행에는 제1 단자부터 제5 단자까지 5개의 단자가 배열(도면을 기준으로 좌측에서 우측방향으로)되고, 제2 행에는 제6 단자부터 제8 단자까지 3개의 단자가 배열(도면을 기준으로 좌측에서 우측방향으로)될 수 있다. 이때, 제1 행의 제1 단자와 제5 단자는 같은 기능의 단자로 구성되고, 제2 단자와 제4 단자가 같은 기능의 단자로 구성될 수 있다. 마찬가지로, 제2 행의 제6 단자와 제8 단자가 같은 기능의 단자로 구성될 수 있다. 또한, 각 행에 한 쌍으로 제공되지 못하고 한 개로 제공되어, 같은 기능으로 한 쌍을 이루지 못하는 제1 행의 제3 단자와, 제2 행의 제7 단자는 단자부(110)의 중심선(L) 상에 배치될 수 있다. 따라서, 단자부(110)에 배열되는 단자들(111, 113, 115, 117, 119)은 단자부(110)의 중심선을 기준으로 하여 같은 기능을 하는 단자 들간에 좌우 대칭으로 배열될 수 있다.

핀(160)과 핀 수용부(180)는 단자부(110)가 형성되는 하우징(11)의 하나 이상의 측면에 각각 형성되어, 단자부(110)가 형성된 하우징(11)의 각각의 측면마다 다른 모듈이 결합될 수 있다. 또한, 핀(160)과 핀 수용부(180)는 단자부(110)를 사이에 두고 단자부(110)의 좌측과 우측에 각각 마련될 수 있다. 이러한 핀(160)과 핀 수용부(180)는 다른 모듈과 조립되기 위해 제공된 것으로, 핀(160)은 다른 모듈의 핀 수용부에 수용되고, 핀 수용부(180)에는 다른 모듈의 핀이 수용되어, 모듈과 다른 모듈간에 결합이 가능하다. 일 예로, 제1 모듈(10)의 핀(160)은 제2 모듈(20)의 핀 수용부(180)에 수용되고, 제2 모듈(20)의 핀(260)은 제1 모듈(10)의 핀 수용부(180)에 수용되어 서로 연결될 수 있다. 이때, 서로 다른 모듈 간에 보다 안정적으로 연결되기 위해, 핀(160)과 핀 수용부(180)는 폭보다 길이가 긴 세장형(일방향으로 기다란 형상) 형상을 지니어, 서로 접촉되는 면적을 증가시켜 결합력을 증가시킬 수 있다. 원 또는 정사각형 형상의 핀(160)과 핀 수용부(180)보다 타원형 또는 직사각형 형상의 핀(160)과 핀 수용부(180)가 서로 결합되는 면적이 커질 수 있다. 결합 면적이 커짐에 따라, 자력을 가지는 핀(160)과 핀 수용부(180) 내의 자석부에 의해 서로 결합력이 커질 수 있다. 핀(160)과 핀 수용부(180)이 자력에 의해 결합되는 것에 대한 자세한 설명은 도 6 및 도 7에서 후술하도록 한다.

여기서, 도 3을 참조하면, 기판(102)은 프레임(100)의 내측 공간 중앙부에 고정 설치될 수 있다. 기판(102)에는 제1 모듈(10)의 기능을 구현하기 위한 전자 부품들(미도시됨)이 실장될 수 있다. 예를 들어, 제1 모듈(10)이 적외선 센서 모듈인 경우, 하우징(11)의 일측에는 적외선 센서가 제공될 수 있으며, 기판(120)은 적외선 센서와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 기판(102)에는 제1 모듈(10)을 제어하기 위한 마이크로 컨트롤러 유닛(104)과, 도선(미도시됨)을 통해 마이크로 컨트롤러 유닛(104)과 연결되는 복수 개의 단자들(111, 113, 115, 117, 119)이 실장될 수 있다.

마이크로 컨트롤러 유닛(104)은 제1 모듈(10)을 독립적으로 제어하기 위해 제공될 수 있다. 마이크로 컨트롤러 유닛(104)은 기판(102)에 실장되어 제공될 수 있다. 이러한, 마이크로 컨트롤러 유닛(104)은 제1 모듈(10)이 다른 모듈과 연결되어 전기적 통신을 통해 제1 모듈(10)의 기능을 수행할 수 있도록 제어할 수 있다. 그러기 위해서 마이크로 컨트롤러 유닛(104)은 복수 개의 단자들(111, 113, 115, 117, 119)과 각각 연결되는 복수 개의 포트핀(1021, 1023, 1025, 1027, 1029)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 마이크로 컨트롤러 유닛(104)의 포트핀은 다른 모듈로의 전원을 공급하거나 수급을 하도록 VCC 단자(111)와 연결되는 VCC 포트핀(1021) 및 GND 단자(113)와 연결되는 GND 포트핀(1023)을 포함할 수 있다. 또한, 마이크로 컨트롤러 유닛(104)의 포트핀은 다른 모듈과의 네트워크 통신, 일례로 CAN(Controller Area Network) 통신을 수행하도록 CAN-H 단자(115)와 연결되는 CAN-H 포트핀(1025) 및 CAN-L 단자(117)와 연결되는 CAN-L 포트핀(1027)을 포함할 수 있다. 또한 마이크로 컨트롤러 유닛(104)의 포트핀은 다른 모듈과의 연결관계를 파악하기 위한 토폴로지 단자(119)와 연결되는 복수개의 입출력 데이터핀(1029)을 포함할 수 있다. 마이크로 컨트롤러 유닛(104)은 복수 개의 입출력 데이터 핀(1029) 각각을 통하여 모듈(10)에 접속된 다른 모듈과 원-와이어(one-wire) 통신을 수행할 수 있다.

원-와이어 통신은 단선 버스로 작동하는 통신방식으로서, 입출력 데이터 핀(1029) 각각은 마이크로프로세서와 관련하여 동작하는 유니버설 비동기 송/수신기(UART: Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)로서 작동한다. 상기 원-와이어 통신 방식을 이용함으로써, 각각의 모듈(10)은 다른 모듈과 하나의 와이어, 예컨대 하나의 입출력 데이터핀(1029)을 통하여 각각 데이터를 송수신 할 수 있다. 이에 따라, 단선 버스를 통하여 각각의 모듈이 서로 통신이 가능하므로 토폴로지 단자(199)를 통한 간단한 모듈(10, 20, 30)간의 접속을 통하여 상호간에 연결관계를 효율적으로 파악할 수 있다.

또한, 단자들(111, 113, 115, 117, 119)은 다른 모듈과의 전기 신호 또는 전원 등의 교환을 위한 통로로서 기능하며, 마이크로 컨트롤러 유닛(104)으로부터 연장되는 도선의 단부일 수 있다. 단자들(111, 113, 115, 117, 119)은 마이크로 컨트롤러 유닛(104)으로부터 제공되는 전기 신호 등을 전달받아 다른 모듈에 내장된 마이크로 컨트롤러 유닛(104)과 통신하거나, 다른 모듈에 전원을 공급하거나 다른 모듈로부터 전원을 공급받을 수 있다. 여기서, 단자들(111, 113, 115, 117, 119)은 소정 변위 탄성 이동이 가능한 스프링 프로브(spring probe)이거나 금속판 일 수 있으며, 도선은 이에 연결되는 형태로 제공될 수 있다.

아울러, 단자들(111, 113, 115, 117, 119)을 포함하는 단자부(110)는 프레임(100)의 네 측면의 중앙부에 형성될 수 있다. 모든 모듈들의 측면의 중앙부에 단자가 형성되므로, 복수 개의 모듈 간의 조립이 용이해진다는 장점이 있다.

이하에서 프레임(100)의 각 측면에 배치되는 각각의 단자부(110)는 도 3을 기준으로 좌측 방향을 제1 단자부(110a), 상측 방향을 제2 단자부(110b), 우측 방향을 제3 단자부(110c), 하측 방향을 제4 단자부(110d) 인 것으로 설명한다. 다만, 본 실시예에서는 하우징(11)의 모든 측면에 단자부(110)가 제공되는 것을 예로 들었으나, 실시예에 따라서는 단자부(110)가 형성되지 않은 측면이 존재할 수도 있다. 또한, 도 3에서는 설명의 편의를 위해 제1 행에 배열되는 단자와 제2 행에 배열되는 단자를 동시에 평면으로 도시한 것으로, 제1 행에는 GND 단자(113)와 CAN-L 단자(117)와 CAN-H 단자(115)가 배열되고, 제2 행에는 토폴로지 단자(119)와 VCC 단자(111)가 배열되는 것으로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상술한 바와 같이, 단자부(110)에 형성되는 단자들(111, 113, 115, 117, 119)은 단자부(110)의 중심선을 기준으로 하여, 같은 기능을 하는 단자들 간에 좌우 대칭으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1 행에서 한 쌍을 이루는 제1 단자와 제5 단자는 GND 단자(113)로 형성되고, 제2 단자와 제4 단자는 CAN-L단자(117)로 형성되고, 제2 행에서 제6 단자와 제8 단자는 토폴로지 단자(119)로 형성될 수 있다. 더불어, 제1 행에서 한 쌍을 이루지 못하는 제3 단자는 CAN-H 단자(115)로 형성되고, 제2 행에서 제7 단자는 VCC 단자(111)로 형성될 수 있다. 다만, 단자의 종류 및 단자의 배치가 이에 한정되지 않으며 편의에 따라 변경 가능하다. 또한, 복수 개의 단자 배열이 이에 한정되는 것은 아니며, 단자들이 2행, 5열, 3열로 이루어지는 것뿐만 아니라, 하나의 행 또는 복수 개의 행으로 이루어질 수도 있고, 각 행당 홀수 개 또는 짝수 개의 단자들이 배열될 수도 있다. 좌우 대칭을 이루는 단자 배열에 한해서는 사용자의 편의에 맞도록 단자 배열의 변경이 가능하다.

이와 같이, 단자부(110)의 중심선을 기준으로 하여 복수 개의 단자들(111, 113, 115, 117, 119)을 대칭으로 배열하는 것은, 다른 모듈이 제1 모듈(10)의 어느 측면에서 연결되더라도 전기적 연결이 가능하도록 하기 위함이다. 복수 개의 모듈(10, 20, 30, 40, …)에 제공된 단자부(110)의 단자들이 서로 대칭으로 형성되면, 서로 어느 측면에서 어느 방향으로 연결되더라도 같은 기능의 단자들이 연결될 수 있다. 따라서, 다른 모듈이 제1 모들(10)의 어느 측면에서 어느 방향으로 연결되더라도 상호간에 전원공급 및 전기적 통신이 원활하게 가능할 수 있다.

여기서, 도 4를 참조하면, 모듈간의 결합형태를 달리하여 전체적으로 다른 모듈 어셈블리를 제공하기 위하여, 같은 기능을 하는 단자들이 대칭으로 배열되는 단자부(110)는 각각의 모듈(10, 20, 30, 40)에 단자들의 형태와 배열과 배치 등이 동일하게 제공될 수 있다. 따라서, 모듈이 다른 모듈의 어느 측면에서 결합되어도, 서로 다른 모듈 간에 전기적으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 모듈이 다른 모듈에 연결될 때, 다른 모듈의 정해진 특정 측면에서만 연결되어야 하는 것이 아니라, 다른 모듈의 단자부가 형성된 측면의 어디에서든지 결합될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 복수 개의 모듈을 원하는 모듈 어셈블리로 조립할 수 있다.

이하의 설명에서는 중복 설명을 방지하기 위해, 제1 모듈(10)의 구성요소에 대응되는 제2 모듈(20), 제3 모듈(30), 제4 모듈(40)의 구성요소들에 대한 상세한 설명은 생략하며, 필요한 경우 도면부호의 앞자리를 각각 2, 3, 4로 바꾸어 설명하도록 한다. 예를 들어, 제1 모듈(10)의 단자(111)에 대응되는 제2 모듈(20)의 단자는 도면부호 211로 표현될 수 있다. 예를 들어, 제2 모듈(20)은 프레임(200), 기판(202), 마이크로 컨트롤러 유닛(204), 단자부(210), 단자들(213, 215, 217), 핀(260), 핀 수용부(280)를 포함할 수 있다.

제1 모듈(10)은 제2 모듈(20)의 제1 단자부(210a), 제2 단자부(210b), 제3 단자부(210c), 제4 단자부(210d) 중 어느 한 곳에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 모듈(10)이 제2 모듈(20)의 제1 단자부(210a)에 결합되어 전기적으로 연결될 수 있고, 또는 제1 모듈(10)이 제2 모듈(20)의 제3 단자부(210c)에 결합되어 연결될 수 있다. 먼저, 제1 모듈(10)이 제2 모듈(20)의 제1 단자부(210a)에 결합되는 경우, 제1 모듈(10)의 제3 단자부(110c)가 제2 모듈(20)의 제1 단자부(210a)에 결합될 수 있다. 제1 모듈(10)이 제2 모듈(20)의 제3 단자부(210c)에 결합되는 경우에는, P, Q 지점에 있던 제1 모듈(10)이 각각 P', Q' 지점으로 이동되어 제1 모듈(10)의 제3 단자부(110c)가 제2 모듈(20)의 제3 단자부(210c)에 결합될 수 있다.

이와 같이, 제1 모듈(10)이 제2 모듈(20)에 결합되는 측면이 변하더라도, 제1 모듈(10)과 제2 모듈(20)이 전기적으로 연결되기 위해서, 각각의 단자부(110, 210)에 배열되는 복수 개의 단자들이 단자부의 중심선을 기준으로 대칭으로 같은 기능으로 배열되는 것이다. 이때, 제1 모듈(10)과 제2 모듈(20)의 각 측면에 제공되는 각각의 단자부(110, 210)는 모두 동일한 형상이며 동일한 단자 배치를 포함하고 있다.

예를 들어, 제1 모듈(10)의 각 단자부(110a, 110b, 110c, 110d)들의 양 단에 배치되는 제1 단자와 제5 단자는 GND 단자(113)일 수 있다. 제2 모듈(20)의 각 단자부(210a, 210b, 210c, 210d)도 마찬가지로, 양 단에 배치되는 제1 단자와 제5 단자는 GND 단자(213)일 수 있다. 여기서, 제1 단자부(110a)에서 핀 수용부(180)와 인접하여 배치되고 GND 단자로 형성되는 단자를 제1 단자(113a-1)라 하고, 핀(160)과 인접하여 배치되고 GND 단자로 형성되는 단자를 제5 단자(113a-2)라 한다. 제2 단자부(110b)와 제3 단자부(110c)와 제4 단자부(110d)에서도 마찬가지로, 양 단의 GND 단자(113)를 제1 단자(113b-1, 113c-1, 113d-1)라 하고, 제5 단자(113b-2, 113c-2, 113d-2)라 한다. 마찬가지로, 제2 모듈(20)도 각 단자부(210a, 210b, 210c, 201d)에서 양 단에 배치되어 GND 단자(213)로 이루어지는 단자를, 제1 단자(213a-1, 213b-1, 213c-1, 213d-1)와 제5 단자(213a-2, 213b-2, 213c-2, 213d-2)라 한다.

이에 의해, 제1 모듈(10)이 제2 모듈(20)의 제1 단자부(210a)가 위치하는 측면에서 결합될 때, 제1 모듈(10)의 제1 단자(113c-1)와 제5 단자(113c-2)는 제2 모듈(20)의 제1 단자(213a-1)와 제5 단자(213a-2)와 연결될 수 있다. 또한, 제1 모듈(10)이 제2 모듈(20)의 제3 단자부(210c)가 위치하는 측면에서 결합될 때, 제1 모듈(10)의 제1 단자(113c-1)와 제5 단자(113c-2)는 제2 모듈(20)의 제3 단자부(210c)의 제5 단자(213c-2)와 제1 단자(213c-1)와 연결될 수 있다.

정리하면, 제1 모듈(10)의 단자부(110)와 제2 모듈(20)의 단자부(210)는 모두 동일한 단자 배열 및 형태로 형성되고, 각각의 단자부(110, 210)에 복수 개의 단자들 중 같은 기능을 하는 한 쌍의 단자들이 단자부의 중심선을 기준으로 하여 대칭되도록 배열되므로, 제1 모듈(10)이 제2 모듈(20)의 어느 측면에 결합되더라도 동일한 기능을 하는 단자와 마주하게 되어 상호간에 전기적으로 연결될 수 있다.

5a 내지 도5c는 도 4의 포트핀과 단자들이 연결되는 것을 나타내는 도면이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 단자부(110)에 배열되는 단자들(111, 113, 115, 117, 119)은 마이크로 컨트롤러 유닛(104)의 복수개의 각각의 포트핀(1021, 1023, 1025, 1027, 1029)들과 연결될 수 있다. VCC 포트핀(1021)은 프레임(100)의 각 측면에 각각 제공된 VCC 단자(111a, 111b, 111c, 111d)들과 모두 연결되며, GND 포트핀(1023), CAN-H 포트핀(1025), CAN-L 포트핀(1027)도 마찬가지로 각 측면에 제공된 각각의 단자들과 모두 연결될 수 있다.

구체적으로, 도 5a에 도시된 바와 같이, 마이크로 컨트롤러 유닛(104)의 VCC 포트핀(1021)은 하우징(11)의 각 측면에 각각 제공되는 제1 단자부(110a), 제2 단자부(110b), 제3 단자부(110c), 제4 단자부(110d)에 형성된 VCC 단자(111a, 111b, 111c, 111d)와 서로 상호 연결될 수 있다.

또한, GND 포트핀(1023)도 마찬가지로, 제1 단자부(110a), 제2 단자부(110b), 제3 단자부(110c), 제4 단자부(110d)에 형성된 GND 단자(113a, 113b, 113c, 113d)와 서로 상호 연결될 수 있다.

따라서, 모듈(10)의 복수 개의 단자부(110) 중 어느 단자부(110)에 다른 모듈이 연결되더라도, 다른 모듈과의 전원 공급 또는 전원 수급을 위한 전기적 연결이 될 수 있다.

도 5b에 도시된 바와 같이, CAN-H 포트핀(1025)은 제1 단자부(110a), 제2 단자부(110b), 제3 단자부(110c), 제4 단자부(110d)에 형성된 CAN-H 단자(115a, 115b, 115c, 115d)와 서로 상호 연결될 수 있다.

아울러, CAN-L 포트핀(1027)은 제1 단자부(110a), 제2 단자부(110b), 제3 단자부(110c), 제4 단자부(110d)에 형성된 CAN-L 단자(117a, 117b, 117c, 117d)와 서로 상호 연결될 수 있다.

따라서, 모듈(10)의 복수 개의 단자부(110) 중 어느 단자부(110)에 다른 모듈이 연결되더라도, 다른 모듈과의 네트워크 통신을 위한 전기적 연결이 될 수 있다.

그러나, 도 5c에 도시된 바와 같이, 마이크로 컨트롤러 유닛의 복수 개의 입출력 데이터핀(1029a, 1029b, 1029c, 1029d) 각각은 제1 단자부(110a), 제2 단자부(110b), 제3 단자부(110c), 제4 단자부(110d) 각각에 형성된 토폴로지 단자(119a, 119b 119c, 119d)에 각각 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 입출력 포트핀(1029a)는 제1 단자부(110a)에 제공된 제1 토폴로지 단지(119a)와 연결되고, 제2 입출력 포트핀(1029b)는 제2 단자부(110b)에 제공된 제2 토폴로지 단자(119b)와 연결되고, 제3 입출력 포트핀(1029c)는 제3 단자부(110c)에 제공된 제3 토폴로지 단자(119c)와 연결되고, 제4 입출력 포트핀(1029d)는 제4 단자부(110d)에 제공된 제4 토폴로지 단자(119d)와 각각 연결될 수 있다.

따라서, 마이크로 컨트롤러 유닛(104)은 복수 개의 입출력 데이터핀(1029a, 1029b, 1029c, 1029d)를 통하여 다른 모듈에 내장된 마이크로 컨트롤러 유닛(104)과 통신을 하여, 다른 모듈이 하우징(11)의 어느 측면에 연결되는지 파악할 수 있다. 예를 들어, 제1 단자부(110a)에 제공된 토폴로지 단자(119a)에 다른 모듈이 연결되면, 마이크로 컨트롤러 유닛은 제1 단자부(110a)의 토폴로지 단자(119a)와 연결된 제1 입출력 포트핀(1029a)과의 데이터 통신, 예컨대 원-와이어 통신을 통하여 입력되는 신호에 의해 하우징(11)의 제1 단자부(110a)가 배치된 측면에 다른 모듈이 연결된 것을 알 수 있다.

마이크로 컨트롤러 유닛(104)은 복수 개의 입출력 포트핀(1029)의 입력 신호를 지속적으로 모니터링 하면서, 다른 모듈과 접속하게 되면 자동으로 다른 모듈이 연결된 방향을 탐지할 수 있도록, 각 측면의 토폴로지 단자(119)의 입력 신호에 따라 하우징(11)의 어느 측면에 다른 모듈이 연결되는지 판단 가능하다.

도 6은 도 1의 제1 모듈과 제2 모듈이 결합되는 과정을 보여주는 도면이고, 도 7은 도 3의 모듈의 코너를 확대해서 보여주는 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 프레임(100)의 측면에 형성되는 단자부(110)에는 복수 개의 단자들과, 핀 설치부(150), 핀(160), 핀 수용부(180)가 제공될 수 있고, 핀 설치부(150)와 핀 수용부(160)의 사이에 제공되는 자석부(140)을 포함할 수 있다.

핀(160)과 핀 수용부(160)는 프레임(100)의 코너(101)를 중심으로 양측에 각각 설치될 수 있다. 구체적으로, 코너(101)는 프레임(100)의 제1 모서리(101a)와 제2 모서리(101b)가 연결되는 영역으로 정의될 수 있으며, 이러한 코너(101)를 중심으로 일 측면에는 핀(160) 및 핀 설치부(150)가 제공되고, 타 측면에는 핀 수용부(180)가 제공될 수 있다.

또한, 핀(160) 및 핀 수용부(160)는 사각형 형상의 프레임(100)의 각각의 코너(101)를 중심으로 모두 배치될 수 있다. 이때, 코너(101)를 기준으로 핀(160) 및 핀 수용부(180)가 배치되는 방향은 모두 동일하게 형성된다. 예를 들어, 코너(101)를 중심으로 왼쪽에 핀 수용부(180)가 형성된 경우에는 다른 코너들에 대해서도 왼쪽에 핀 수용부가 형성될 수 있다.

여기서, 모듈들 간의 결합이 용이하게 이뤄질 수 있도록, 핀(160) 및 핀 수용부(180)가 코너(101)로부터 이격된 거리는 서로 대응되도록 형성된다.

핀(160)은 자성체로서, 헤드(162)와 헤드(162)로부터 돌출 형성된 돌기(164)로 구성될 수 있다. 일 예로, 핀(160)을 철(Fe) 성분을 포함하는 금속일 수 있다. 헤드(162)는 돌기(164)보다 넓은 단면적을 가질 수 있으며, 일 예로, 핀(160)은 'T'자 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 후술할 핀 설치부(150)의 단턱(156)에 헤드(162)의 일부가 간섭될 수 있으며, 이에 의해 핀(160)이 자력에 의해 인접한 모듈로 끌려갈 때 제1 모듈(10) 전체가 이동될 수 있으므로, 모듈 간의 결합이 자동으로 이뤄질 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

핀(160)은 프레임(100)의 외측 방향 또는 내측 방향으로 이동될 수 있도록 핀 설치부(150)에 설치된다. 즉, 제1 모듈(10)은 핀(160)이 제1 모듈(10)으로부터 돌출되어 있는 제1 상태와, 제1 모듈(10)의 내측에 수용되어 있는 제2 상태를 갖는다. 이를 위해, 핀 설치부(150)는 핀(160)의 헤드(162)가 이동 가능한 공간을 제공하고 헤드(162)의 이동을 안내하는 헤드 가이드(152)와, 핀(160)의 돌기(164)가 이동 가능한 공간을 제공하고 돌기(164)의 이동을 안내하는 돌기 가이드(154)와, 헤드 가이드(152)와 돌기 가이드(154)의 사이에 제공되어 헤드(162)가 프레임(100)의 외측으로 이탈되는 것을 방지하는 단턱(156)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 핀 설치부(150)가 헤드 가이드(152) 및 돌기 가이드(154)를 갖는 것으로 설명하나, 핀 설치부(150)의 핀(160)의 형상에 따라 다르게 구성될 수 있다.

헤드 가이드(152)와 돌기 가이드(154)는 핀(160)이 안정적으로 슬라이딩 될 수 있도록 헤드(162) 및 돌기(164)의 단면적에 대응되는 형상 및 크기로 형성될 수 있다. 돌기 가이드(154)의 일측은 프레임(100)의 외부를 향해 개구되어, 핀(160)의 이동에 따라 돌기(164)가 프레임(100)의 외부로 돌출되도록 형성된다. 본 실시예에서는, 핀(160)의 돌출 방향이 프레임(100)의 측면에 대해 수직이 되도록 핀 설치부(150)가 구성되는 것을 예로 들어 도시하였으나, 핀 설치부(150)는 핀(160)의 돌출 방향과 프레임(100)의 측면이 소정의 각도를 갖도록 구성될 수도 있다.

핀 수용부(160)는 다른 모듈에서 돌출되는 핀을 수용하는 공간을 제공하며, 모듈의 외부로 돌출되는 핀의 돌기에 대응되는 폭과 깊이를 갖는 홈 형상으로 형성될 수 있다.

한편, 코너(101)의 핀 설치부(150)와 핀 수용부(160)의 사이 공간에는 자석부(140)가 제공된다. 자석부(140)는 핀 설치부(150)에 제공된 핀(160) 및 핀 수용부(160)를 통해 제1 모듈(10)에 결합된 다른 모듈의 핀에 동시에 자력이 미칠 수 있도록 배치된다.

우선, 자석부(140)는 핀(160)이 핀 설치부(150) 내부에 완전히 수용되어 있을 때뿐만이 아니라, 핀(160)이 완전히 돌출되어 있을 때에도 핀(160)에 자력을 미칠 수 있다. 즉, 핀(160)은 항상 자석부(140)의 자력 범위 내에 위치된다. 여기서, 도 7을 참조하면, 핀(160)이 핀 설치부(150) 내에 완전히 수용된 상태에서 자석부(140)와 핀(160)사이의 거리는 D1으로 표시될 수 있다. 도면에서 D1은 자석부(140)와 핀(160)의 헤드(162)의 단부 사이의 거리로 표현되었으나, 이는 설명의 편의를 위해 도시한 것일 뿐이며, 실제로는 자석부(140)과 핀(160) 사이에 작용하는 자력의 크기를 산정하기 위한 거리로 이해되어야 한다. 이하의 설명에서, 자석과 대상물과의 거리에 대한 설명은 모두 이와 같다.

자석부(140)의 자력이 핀(160)에 미치게 제공됨으로써, 핀(160)은 자화될 수 있다. 예를 들어, 자석부(140)의 핀(160)을 향하는 측면이 N극이 경우, 헤드(162) 측은 S극, 돌기(164)의 단부는 N극으로 자화될 수 있다. 이로서, 핀(160)은 자석으로서 기능할 수 있고, 다른 모듈에 제공된 자석의 자력이 작용하지 않을 때 에는 자석부(140) 측으로 이동되어 하우징(11)의 내측에 수용되어 있으며, 다른 모듈에 제공된 자석의 자력이 더 강하게 작용할 때에는 하우징(11)의 외부로 돌출될 수 있다.

또한, 자석부(140)은 결합하고자 하는 다른 모듈의 핀에도 자력을 미칠 수 있어야 한다. 구체적으로, 자석부(140)이 다른 모듈의 핀에 미치는 자력의 크기는 자석부(140)으로부터 프레임(100)의 측면까지의 거리(D2)와, 다른 모듈의 측면으로부터 핀의 단부까지의 거리(D3)와, 모듈들 사이의 거리(D4)에 따라 달라진다. 실질적으로, 상기 D2와 D3는 기 설정된 거리이므로, D4가 길어지거나 짧아짐에 따라 자석부(140)이 다른 모듈의 핀에 미치는 자력의 크기가 변하게 된다. 여기서, 모듈들이 서로 동일한 형상으로 형성되는 경우 D3는 제1 모듈(10)의 측면으로부터 핀(160)의 단부까지의 거리에 대응될 수 있다. 예를 들어, 제1 모듈(10)과 제2 모듈(20)이 서로 이격된 거리가 커서, D1>(D2+D3+D4)의 관계가 성립하는 경우에는, 핀(160)에 작용하는 제2 자석(240)의 자력은 제1 자석(140)의 자력보다 작으므로, 핀(160)은 제1 모듈(10)의 내측에 수용된 제2 상태를 유지하게 된다.

그리고, 제1 모듈(10)과 제2 모듈(20)이 가까워져, D1<(D2+D3+D4)의 관계가 성립하는 경우에는, 핀(160)에 작용하는 제2 자석(240)의 자력은 제1 자석(140)의 자력보다 크므로, 핀(160)은 핀 설치부(150)를 따라 제1 모듈(10)의 외부로 돌출된다. 핀(160)이 돌출됨에 따라 D1의 크기는 점점 커지게 되고, 핀(160)에 미치는 제1 자석(140)의 자력은 점점 작아지므로, 핀(160)은 확실하게 제1 모듈 (10)의 외부로 돌출될 수 있다.

자석부(140)은 다른 모듈의 핀에 자력을 가해 다른 모듈의 핀을 핀 수용부(160) 내부로 끌어당길 수 있다. 즉, 자석부(140)은 다른 모듈의 핀을 제1 상태로 만들 수 있다. 이를 위해, 자석부(140)은 설정된 거리(이하 "유효 거리"라고 한다) 내에 다른 모듈의 핀이 근접하면, 다른 모듈의 핀에 다른 모듈의 자석이 가하는 자력보다 더 강한 자력을 가할 수 있는 자력을 갖도록 제공될 수 있다.

여기서, 자석부(140)는 다른 모듈의 핀의 돌기가 자화되어 있는 극성과 반대되는 극성이 핀 수용부(160)를 향하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 다른 모듈의 핀의 돌기의 단부가 N극으로 자화되어 있는 경우, 제2 자석부(140)은 S극이 핀 수용부(160)를 향하도록 배치될 수 있다. 본 실시예에서와 같이 모듈들을 동일한 형태로 형성하는 경우, 각각의 모듈에 제공되는 자석의 핀 설치부(150) 또는 핀 수용부(160)를 향하는 극성을 통일시키면, 위와 같은 관계는 당연히 성립할 수 있다.

프레임(100)에는 자석부(140)이 수용되는 자석 설치부(120)가 제공된다. 자석 설치부(120)는 자석부(140)의 위치를 고정시키기 위해 제공되는 것으로서, 프레임(100)에 홈 형태로 함입 형성될 수 있으며, 상술한 것처럼 자석부(140)이 핀 수용부(160)와 핀 설치부(150)의 사이에 배치되도록 제공된다. 또한 자석 설치부(120)는 자석부(140)이 제1 모듈(10)의 외부로 노출되지 않게 제공될 수 있다. 그러나, 이는 일 예에 불과하며 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 자석 설치부(120)는 핀 수용부(160)와 연결되어 하나의 연통된 공간을 형성하도록 제공될 수 있으며, 자석부(140)의 위치를 유지하기 위한 스토퍼 등의 구조물을 구비할 수도 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 모듈 어셈블리 10, 20, 30, 40: 모듈
11: 하우징 100, 200: 프레임
101, 201: 코너 102, 202: 기판
1021: VCC포트 1023: GND 포트
1025: CAN-H 포트 1027: CAN-L 포트
1029: 입출력 포트 110, 210: 단자부
111, 211: VCC 단자 113, 213: GND 단자
115, 215: CAN-H 단자 117, 217: CAN-L 단자
119, 219: 토폴로지 단자 120, 220: 자석 설치부
140, 240: 자석부 150, 250: 핀 설치부
152: 헤드 가이드 154: 돌기 가이드
156: 단턱 160, 260: 핀
180, 280: 핀 수용부

Claims (18)

1. 복수 개의 모듈이 서로 연결되어 형성되는 모듈 어셈블리에 제공되는 모듈로서,
   다각형 형상의 평면을 갖는 다면체인 하우징; 및
   상기 하우징 내부에 제공된 기판으로부터 도선에 의해 연결되는 복수 개의 단자들이 외부로 노출되는 단자부를 하나 이상 포함하고,
   상기 단자부 각각은 상기 하우징의 하나 이상의 측면에 각각 형성되고,
   상기 단자부에서 복수 개의 상기 단자들 중 같은 기능을 하는 한 쌍의 단자들이 상기 단자부의 중심선을 기준으로 하여 대칭되도록 배열되는 것인 모듈.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 단자부의 복수개의 단자들 중에서 한 쌍을 이루지 못하는 단자는 상기 기준선 상에 배치되는 것인 모듈.
   
3. 제1항에 있어서,
   복수 개의 상기 단자들은 상기 단자부에 2행으로 배열되고, 제1 행과 상기 제2행은 서로 다른 개수의 단자들이 배열되며,
   제1 행의 중심에 배치되는 단자와, 제2 행의 중심에 배치되는 단자는 상기 단자부의 상기 중심선상에 배치되는 것인 모듈.
   
4. 제1항에 있어서,
   복수 개의 상기 단자는 상기 단자부에 적어도 2행으로 배열되고,
   1행에 제1 단자 내지 제5 단자가 형성되고, 2행에는 제6 단자 내지 제8 단자가 형성되며,
   제1 단자와 제5 단자가 같은 기능의 단자로 구성되고, 제2 단자와 제4 단자가 같은 기능의 단자로 구성되고, 제6 단자와 제8 단자가 같은 기능의 단자로 구성되는 것인 모듈.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 단자부는 상기 하우징의 어느 측면에 다른 모듈이 연결되는지를 파악하기 위한 토폴로지(topology) 단자를 포함하는 것인 모듈.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 단자는 다른 모듈과의 네트워크 통신을 위한 CAN-H 단자 및 CAN-L 단자와, 다른 모듈과의 전원 공급 또는 수급을 위한 VCC 단자 및 GND 단자와, 다른 모듈과의 연결관계를 파악하기 위한 토폴로지(topology) 단자 중 하나 이상을 포함하는 것인 모듈.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 기판은 복수개의 입출력(I/O) 포트핀을 포함하고, 각각의 상기 단자부의 상기 토폴로지 단자 각각은 상기 입출력 포트핀 각각에 연결되는 것인 모듈.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 기판에 장착되어 상기 모듈의 기능을 제어하기 위한 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller Unit)을 더 포함하고,
   상기 마이크로 컨트롤러 유닛에 형성되는 복수 개의 입출력 데이터핀 각각은 상기 기판을 통하여 상기 토폴로지 단자 각각에 전기적으로 연결되며,
   상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 상기 입출력 데이터핀을 통하여 다른 모듈에 내장된 마이크로 컨트롤러 유닛과 통신을 하여, 상기 다른 모듈이 상기 하우징의 어느 측면에서 연결되는지를 파악하는 것인 모듈.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 하우징은 직육면체 형상이고,
   상기 하우징의 4개의 측면 각각에는 상기 단자부가 각각 마련되어 있으며, 각각의 상기 단자부의 상기 토폴로지 단자 각각은 상기 마이크로 컨트롤러 유닛의 서로 다른 상기 입출력 데이터핀에 각각 연결되는 것인 모듈.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 일측면에서 선택적으로 돌출 가능한 핀;
    상기 핀이 이동가능하게 설치되도록 상기 하우징의 상기 측면에 마련된 핀 설치부; 및
    상기 하우징의 상기 측면에 제공되고 다른 모듈의 핀이 삽입되는 핀 수용부를 포함하는 것인 모듈.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 핀 설치부에 제공된 상기 핀과, 상기 핀 수용부에 수용되는 상기 다른 모듈의 핀에 모두 자력을 미칠 수 있는 자석부를 더 포함하는 것인 모듈.
    
12. 제11항에 있어서,
    다른 모듈이 상기 모듈에 근접해지면, 상기 핀이 상기 다른 모듈에 포함된 상기 자석부에 의해 상기 다른 모듈의 상기 핀 수용부에 삽입되는 것인 모듈.
    
13. 제1항에 있어서,
    상기 핀, 상기 핀 설치부 및 상기 핀 수용부는 폭보다 길이가 긴 세장형의 형상을 지니어, 다른 모듈과의 결합 시에 서로 접촉되는 면적을 증가시켜 결합력을 증가시키는 것인 모듈.
    
14. 제10항에 있어서,
    상기 핀 설치부와 상기 핀 수용부는 상기 단자부를 사이에 두고 상기 단자부의 좌우측에 각각 마련되는 것인 모듈.
    
15. 복수 개의 모듈을 포함하는 모듈 어셈블리로서,
    상기 모듈은,
    복수의 측면을 갖는 하우징;
    상기 하우징 내에 제공되어 상기 모듈의 기능을 제어하는 마이크로 컨트롤러 유닛; 및
    상기 마이크로 컨트롤러 유닛의 복수 개의 포트핀과 도선에 의해 연결되고 상기 하우징의 외부로 노출되는 복수개의 단자를 포함하고,
    복수 개의 상기 단자는 상기 하우징의 측면의 중심선을 기준으로 하여 대칭되도록 배열되고,
    상기 중심선을 기준으로 대칭을 이루는 상기 단자는 서로 같은 기능을 수행하며,
    상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 상기 모듈에 연결되는 다른 모듈이 상기 모듈의 어느 측면에서 연결되는지를 파악하는 것인 모듈 어셈블리.
    
16. 제15항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러 유닛의 상기 포트핀 중 복수의 입출력 데이터핀 각각은 상기 하우징의 복수의 측면 중 서로 다른 측면에 각각 형성되는 토폴로지 단자 각각에 연결되고,
    상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 상기 토폴로지 단자의 입력 신호에 따라 상기 하우징의 어느 측면에 다른 모듈이 연결되는지 판단 가능한 것인 모듈 어셈블리.
    
17. 제16항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 상기 입출력 데이터핀 데이터의 입력신호를 지속적으로 모니터링 하면서, 상기 모듈이 다른 모듈과 접속하게 되면 자동으로 상기 다른 모듈이 연결된 방향을 탐지하는 것인 모듈 어셈블리.
    
18. 제16항에 있어서,
    상기 마이크로 컨트롤러 유닛은 상기 입출력 데이터핀 각각을 통하여 상기 모듈에 접속된 다른 모듈과 원-와이어(one-wire)통신을 수행하는 것인 모듈 어셈블리.
    

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