WO2015199355A1 - 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치 - Google Patents

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Abstract

프로그래밍 가능한 결합형 블록장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치는, 센싱값을 측정하고, 상기 센싱값을 설정된 임계범위 따라 서로 다른 결과값으로 생성하는 센서블록, 상기 센서블록과 연결되어 상기 센서블록에 전원을 공급하고, 상기 센싱값 및 상기 결과값을 수신하는 전원블록 및 상기 전원블록과 연결되어 전원을 공급받고, 수신된 상기 결과값 및 상기 센싱값을 기초로 동작유닛을 제어하는 동작값을 생성하는 액션블록을 포함한다.

Description

프로그래밍 가능한 결합형 블록장치
본 발명은 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 컴퓨터를 이용한 별도의 프로그래밍 과정 없이 손으로 조작되는 프로그래밍 연산에 따라 장치를 제어할 수 있는 상호 결합 가능한 체화된(embodied) 프로그래밍 장치에 관한 것이다.
최근 유아 및 청소년의 사고력 및 창의력을 증진시키기 위해 다양한 놀이 기구가 개발되고 있다. 이 중 서로 다른 모양을 가진 블록을 적절히 결합하여 원하는 형상이나 제품을 만드는 조립형 완구의 경우 아동 뿐 아니라 성인들의 좋은 취미활동으로 자리잡고 있는 실정이다.
컴퓨터 및 로봇 관련 산업과 기술이 비약적으로 발전함에 따라, 이러한 조립형 완구에 프로그램을 학습시켜 정해진 패턴이나 동작명령을 수행하는 완구용 로봇이 급속도로 확산되고 있다.
한편, 컴퓨터와 로봇이 일상생활에서 중요한 부분을 차지함에 따라, C언어와 같은 컴퓨터 프로그래밍 관련 분야에 대한 관심과 호기심이 증가하고 있다. 프로그래밍이란 컴퓨터 및 컴퓨팅 장치가 탑재된 디바이스에 부여하는 명령을 만드는 작업으로, 구체적으로 수식이나 작업을 컴퓨터에 알맞도록 정리해서 순서를 정하고 컴퓨터 특유의 명령코드로 고쳐 쓰는 작업을 일컫는다. 이러한 컴퓨터의 명령 코드를 쓰는 작업을 코딩(coding)이라고 하며, 코딩 후 원하는 명령이 실행되지 않을 때 프로그램의 오류(bug)를 찾아내서 고치는 작업을 디버깅(debugging)이라 한다.
종래의 프로그래밍이 가능한 완구, 즉 로봇 장치는 동작을 제어하기 위해 먼저 컴퓨터와 같은 클라이언트 장치에서 프로그래밍 과정을 거친 후 로봇 장치로 제어 프로그램을 전송하고, 로봇 장치는 학습된 프로그램에 따라 동작명령을 수행해야 했다. 이러한 방법은 첫째로, 별도의 프로그래밍 과정을 거친 후 물리적인 로봇 장치로 프로그램을 다운로드해야 되는 불편함이 있었으며, 둘째로, 프로그래밍 되지 않은 명령을 수행할 수 없을 뿐 아니라 로봇 장치를 제어하기 위해 고난이도의 숙련된 프로그래밍 지식을 요구한다는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 로봇 장치는 제조시 결정되는 동작 및 처리능력만을 수행할 수 있어 사용자별로 원하는 동작을 동적으로 변경할 수 있는 프로그래밍을 구현하기 힘들었으며, 로봇 장치를 조종하기 위한 별도의 콘트롤러를 구비해야 되는 불편함이 있었다.
위와 같은 문제점으로부터 안출된 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 기존의 로봇 장치가 동작하기 위해 PC 등에서 프로그래밍을 한 후 로봇 장치로 매번 다운로드하는 불편한 과정을 대체하여, 사용자가 장치를 직접 조작하여 원하는 동작명령을 제어할 수 있는 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 프로그래밍 과정에서 오류가 발생할 경우, 오류의 원인을 직관적으로 파악할 수 있으며 따라서 실시간으로 효율적인 디버깅 작업을 수행할 수 있는 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 프로그래밍된 장치로부터 생성된 동작 명령을 컴퓨터나 TV등 외부 클라이언트 장치로 전송하여 외부 클라이언트 장치를 제어하거나, 외부 클라이언트 장치로부터 입력된 입력값을 기초로 장치를 제어할 수 있는 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 언급된 기술적 과제들을 해결하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치는, 센싱값을 측정하고, 상기 센싱값을 설정된 임계범위 따라 서로 다른 결과값으로 생성하는 센서블록, 상기 센서블록과 연결되어 상기 센서블록에 전원을 공급하고, 상기 센싱값 및 상기 결과값을 수신하는 전원블록 및 상기 전원블록과 연결되어 전원을 공급받고, 수신된 상기 결과값 및 상기 센싱값을 기초로 동작유닛을 제어하는 동작값을 생성하는 액션블록을 포함한다.
상기 센서블록은, 클라이언트에 의해 조작되고, 상기 클라이언트로부터 수신된 입력신호에 의해 상기 센싱값 및 상기 센서블록에 학습된 프로그래밍 연산자를 이용하여 임계범위를 설정하는 조작모듈 및 상기 센싱값, 상기 프로그래밍 연산자, 상기 임계범위 및 상기 결과값을 표시하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
상기 액션블록은, 클라이언트에 의해 조작되고, 상기 클라이언트로부터 수신된 입력신호에 의해 상기 센싱값 및 상기 결과값을 상기 액션블록에 학습된 프로그래밍 연산자를 이용하여 상기 동작값을 설정하는 조작모듈 및 상기 센싱값, 상기 프로그래밍 연산자, 상기 결과값 및 상기 동작값을 표시하는 디스플레이부를 포함하는, 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치.
상기 조작모듈은 엔코더, 조이스틱, 조그셔틀, 버튼, 터치패드중 하나를 포함할 수 있다.
상기 센서블록은, 상기 조작모듈로부터 제1 입력신호를 수신하면 상기 프로그래밍 연산자를 결정하는 제1 모드로 전환되고, 상기 조작모듈로부터 제2 입력신호를 수신하면 결정된 상기 프로그래밍 연산자를 기초로 상기 임계범위를 설정하는 제2 모드로 전환될 수 있다.
상기 센서블록은, 상기 센싱값이 제1 임계범위에 포함되면 제1 결과값을 생성하고, 상기 센싱값이 제2 임계범위에 포함되면 제2 결과값을 생성하되, 상기 임계범위는 복수의 임계범위를 포함할 수 있다.
상기 액션블록은, 상기 센서블록으로부터 상기 제1 결과값을 수신하면 제1 동작값을 생성하고, 상기 센서블록으로부터 상기 제2 결과값을 수신하면 제2 동작값을 생성할 수 있다.
상기 동작유닛은 상기 액션블록과 연결되고, 상기 동작유닛은 모터, 발광유닛, 스피커 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 센서블록은 센서모듈을 포함하고, 상기 센서모듈은 상기 센서블록의 주변의 거리, 온도, 소리, 조도, 적외선, 주파수, 각속도, 가속도, 지자기, 움직임 중 하나를 센싱하여 상기 센싱값을 생성할 수 있다.
복수의 상기 전원블록 또는 복수의 상기 액션블록과 연결되고, 논리게이트를 이용하여 수신된 복수의 상기 제1 결과값으로부터 제2 결과값을 생성하는 로직블록을 더 포함하되, 상기 로직블록은, 클라이언트에 의해 조작되고, 상기 클라이언트로부터 수신된 입력신호에 의해 상기 복수의 제1 결과값 및 상기 센서블록에 학습된 상기 논리게이트를 이용하여 상기 제2 결과값을 설정하는 조작모듈 및 상기 복수의 제1 결과값, 상기 논리게이트 및 상기 제2 결과값을 표시하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
상기 전원블록 또는 상기 액션블록과 연결되며, 무선통신을 이용하여 상기 센싱값 및 상기 결과값을 송수신하는 통신블록을 더 포함하되, 상기 통신블록은 상기 센서블록으로부터 수신된 상기 센싱값 및 상기 결과값을 무선통신을 이용하여 다른 통신블록 또는 클라이언트 장치로 전송할 수 있다.
상기 통신블록은 클라이언트 장치로부터 입력된 센싱값을 무선통신을 이용하여 수신하고, 수신된 상기 센싱값을 상기 전원블록 또는 상기 액션블록으로 전송할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 다양한 효과들을 가질 수 있다.
첫째, 센서블록으로부터 생성된 센싱값, 즉 변수를 이용하여 사용자가 직접 프로그래밍 과정을 수행하되, 종래의 코딩작업과 같은 전문적인 과정 대신 사용자가 조작모듈을 이용하여 몇 번의 설정만으로도 원하는 움직임을 블록장치로 구현할 수 있다.
둘째, 각 블록은 하나 이상의 기능을 수행하는 모듈로 상호 결합될 수 있으며, 상호 결합된 블록 역시 사용자로부터 설정된 프로그래밍에 따라 제어되므로 사용자의 창의력이나 사고력에 따라 다양한 형태로 블록이 결합되어 원하는 제어명령을 수행할 수 있다. 따라서 비정형적이고 확장된 장치를 사용자에게 제공할 수 있다.
셋째, 결합된 블록 장치에서 원하는 동작명령이 발생되지 않는 경우, 디스플레이부를 통하여 사용자의 프로그래밍 설정값을 직관적으로 확인할 수 있고, 간편하게 디버깅 작업을 수행할 수 있다.
넷째, 프로그래밍된 장치가 외부 장치와 데이터를 송수신할 수 있어 최근 급격히 확산되는 홈 네트워킹이나 블루투스 등을 이용하여 원격지의 외부 장치를 제어할 수 있을 뿐 아니라, 결합되지 않고 물리적으로 이격된 블록 장치 또한 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 센서블록 및 액션블록간 데이터를 송수신하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 4는 도 1의 센서블록에서 프로그래밍 과정이 수행되는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 액션블록에서 프로그래밍된 결과값에 따라 동작값을 출력하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1 의 구성요소간 데이터를 처리하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 11은 도 1의 구성요소들을 이용한 확장된 결합 구조를 형성하는 다양한 실시예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치에 대해 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
본 명세서에서, 센서블록(10), 전원블록(20), 액션블록(30)을 포함한 서로 다른 다양한 블록은 플라스틱, 알루미늄, 탄성부재, 목재, 도자기 등 다양한 재질을 이용하여 제작될 수 있으며, 본 실시예에서 각 블록은 직육면체의 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 구체, 정육면체, 원뿔, 원기둥 등 사용환경에 따라 다양한 형태로 제작될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 연결된다, 연결되는 등의 단어는 각 블록간의 연결방법을 의미하는 것으로, 각 블록은 통신용 단자가 하나 이상 구비되어 있어 오디오 케이블, USB, 시리얼 케이블, 랜선, 전화케이블 등 다양한 통신용 단자를 이용하여 상호 연결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 각 블록의 일측에 구비된 자성체를 이용하여 상호간 직접 연결되거나 결합될 수 있으며, 각 블록의 일면을 요철(凹凸)모양으로 형성하여 블록조립과 같이 각 블록을 조립하여 결합시킬 수도 있다. 이때에는 통신용 단자끼리 직접 연결되어 데이터를 송수신하고 전원을 전달할 수 있다.
센서블록(10)은 센서모듈로부터 측정된 센싱값을 이용하여 결과값을 출력할 수 있다. 센서블록(10)은 센서모듈과 전기적으로 연결되어 있거나 센서블록 내부에 센서모듈을 탑재할 수 있다. 센서블록(10)은 센싱값을 수신하여 클라이언트로부터 결정되는 임계범위에 따라 서로 다른 결과값을 산출하여 출력할 수 있으며, 구체적인 센서블록(10) 및 센서모듈의 기능은 도 2내지 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
전원블록(20)은 센서블록(10), 액션블록(30), 로직블록(미도시), 통신블록(미도시) 등 다양한 블록과 연결될 수 있으며, 연결된 블록장치에 전원을 공급할 수 있다. 전원블록(20)는 내부 배터리를 이용하여 전원을 공급할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 컴퓨터 등 외부 클라이언트 장치로부터 전원을 공급받아 다른 블록 장치로 전원을 공급할 수 있다.
전원블록(20)은 복수의 연결포트를 포함하고 있으며, 센서블록(10)으로부터 센싱값 및 결과값을 수신하여 전원블록(20)과 연결된 다른 블록 장치로 센싱값 및 결과값을 전달할 수 있다.
액션블록(30)은 전원블록(20)과 연결되어 전원블록(20)으로부터 전원을 공급받을 수 있으며, 전원블록(20)으로부터 센서블록(10)에서 생성된 센싱값 및 결과값을 기초로 동작유닛(미도시)을 제어할 동작값을 생성할 수 있으며, 동작유닛(미도시)은 동작값에 따라 정해진 동작명령을 수행할 수 있다.
몇몇 다른 실시예에서, 액션블록(30)은 다른 액션블록과 연결될 수 있으며, 액션블록(30)이 수신한 센싱값 및 결과값을 다른 액션블록으로 전달할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 액션블록(30)에서 생성된 동작값을 다른 액션블록으로 전송할 수도 있다.
도 2를 참조하면, 도 1의 센서블록(10) 및 액션블록(30)의 구체적인 기능이 도시된다.
도시된 바와 같이, 센서블록(10)은 조작모듈(11), 데이터 처리부(12) 및 디스플레이부(13)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 전원공급부, 통신용 단자 및 블록 일측에 자성체 및 요철(凹凸)부가 더 구비될 수도 있다.
전술한 바와 같이 센서블록(10)은 센서모듈(15)과 전기적으로 연결되거나 센서블록(10)과 센서모듈(15)이 하나의 장치로 결합된 형상일 수 있다. 센서모듈(15)은 센서모듈(15) 주변을 센싱하여 센싱값을 생성할 수 있으며, 거리, 온도, 소리, 조도, 적외선, 주파수, 각속도, 가속도, 지자기, 움직임 중 하나 이상을 측정하거나 복수의 센서모듈(15)이 센서블록(10)과 결합되어 하나 이상의 센싱값을 센서블록(10)으로 전송할 수 있다.
센서블록(10)이 센서모듈(15)로부터 센싱값을 수신하면, 데이터 처리부(12)는 조작모듈(11)에 의해 설정된 임계범위에 따라 서로 다른 결과값을 산출할 수 있다.
조작모듈(11)은 클라이언트에 의해 조작 가능한 엔코더일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 조이스틱, 조그셔틀, 버튼, 터치패드 등 다양한 입력수단으로 대체 가능하다.
조작모듈(11), 즉 엔코더는 사용자가 엔코더를 회전시키거나 누르면 전기적인 입력신호로 변환할 수 있으며, 이러한 엔코더를 이용하여 프로그래밍 과정을 수행할 수 있다. 구체적으로, 엔코더를 이용하여 프로그래밍 연산자를 선택할 수 있으며, 프로그래밍 연산자는 조건문(IF-THEN), 반복문(FOR, WHILE), 논리게이트(AND, OR, NOT, XOR, NOR)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 센서블록(10)은 프로그래밍에 사용되는 다양한 프로그래밍 연산자를 더 학습하여 기억하고, 클라이언트로부터 조작되는 조작모듈(11)의 입력신호에 대응하여 복수의 프로그래밍 연산자 중 하나 이상의 연산자를 결정할 수 있다.
조작모듈(11)을 조작하여 프로그래밍 과정을 실시하는 일 예로, 최초 엔코더를 클릭하면 프로그래밍 연산자의 종류를 선택할 수 있는 모드로 전환되며, 엔코더를 좌우로 돌려가며 프로그래밍 연산자를 선택하고, 다시 엔코더를 클릭하면 프로그래밍 연산자의 선택모드인 제1 모드가 종료될 수 있다. 프로그래밍 연산자의 선택모드인 제1 모드가 종료되면 연속하여 임계범위 설정모드인 제2 모드로 전환될 수 있으며, 클라이언트가 다시 엔코더를 좌우로 회전시켜 임계범위를 설정할 수 있다. 이러한 임계범위는 복수일 수 있으며, 제1 임계범위의 선택이 종료되면, 즉 엔코더를 클릭하면 제2 임계범위를 설정하거나 임계범위 설정모드인 제2 모드를 종료할 수 있다.
디스플레이부(13)는 도트 LED 매트릭스, LCD, OLED 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 디스플레이부(13)는 조작모듈(11)을 이용하여 프로그래밍을 설정하는 일련을 과정들을 시각적인 정보로 표시할 수 있으며, 전술한 예시와 같이, 클라이언트가 조작모듈(11)을 조작하며 제1 모드로 전환되면, 디스플레이부(13)는 프로그래밍 연산자의 종류, 예를 들어 조건문에 사용되는 프로그래밍 연산자인 'IF'를 표시하여 나타낼 수 있다. 클라이언트가 조작모듈(11)을 좌우로 회전하면 '<', '>', '<=', '>=', '==', '!=', 'AND', 'OR' 등의 다른 프로그래밍 연산자를 디스플레이부(13)에서 표시하여 클라이언트가 프로그래밍 연산자를 직관적으로 확인할 수 있다.
액션블록(30)은 동작유닛(35)과 연결될 수 있으며, 액션블록(30)에서 생성된 동작값을 동작유닛(35)으로 전송하여 동작유닛(35)을 제어할 수 있다. 동작유닛(35)은 모터, 스피커, LED와 같은 발광소자일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 전기적 신호를 수신하여 특정 패턴이나 동작명령을 수행할 수 있는 다양한 장치들을 포괄할 수 있다.
또한, 액션블록(30)은 센서블록(10)에서 생성된 센싱값 및 결과값을 수신하여 이를 기초로 동작값을 생성할 수 있다. 도 5 및 전술한 예시를 인용하면, 제1 결과값이 참(T, True)이고, 제2 결과값이 거짓(F, False)으로 결정될 수 있다. 즉, 센싱값이 50보다 클 경우 결과값은 T로 출력되고, 센싱값이 20보다 작거나 같을 경우 F로 출력될 수 있으며, 액션블록(30)은 이를 기초로 동작값을 생성할 수 있다.
이와 같이, 액션블록(30)은 다양한 결과값에 대응되는 동작명령을 매칭하여 사전에 학습할 수 있으며, 예를 들어 센서블록으로부터 결과값 T를 수신하는 경우, 회전방향이 반시계방향인 제1 동작값을 출력할 수 있다. 따라서, 결과값 T에 대응되는 회전방향을 결정하는 제1 동작값과 센싱값에 대응되는 회전속도를 결정하여 동작유닛(35)으로 전송하고, 동작유닛(35)인 일 예인 모터모듈은 이를 수신하여 반시계방향으로 제1 속도로 회전시킬 수 있다.
동작유닛(35)은 액션블록(30)으로부터 수신되는 동작값에 따라, 센싱값이 점차 감소하면, 반시계방향으로 더욱 빠른 속도로 회전할 수 있으며, 센싱값이 20에 근접할수록 회전속도가 감소하다가 20을 초과하는 순간 시계방향으로 회전할 수 있다. 이후, 센싱값이 점차 증가하면 시계 방향으로 더욱 빠른 속도로 회전할 수 있다.
몇몇 다른 실시예에서 동작유닛(35)이 LED인 경우, 센싱값에 따라 조도가 증가하거나 감소할 수 있으며, 결과값에 따라서 서로 다른 색상을 발광할 수 있다. 또한 동작유닛(35)이 스피커인 경우, 센싱값에 따라 출력되는 음향이 증가하거나 감소할 수 있으며, 결과값에 따라 미리 학습된 서로 다른 음원을 송출할 수 있다. 이 외에도 동작유닛(35)은 다양할 수 있음은 물론이다.
도 3내지 도 4를 참조하면, 클라이언트가 센서블록(10)의 조작모듈(11)을 조작하여 프로그래밍 과정을 실시하는 일 예가 도시된다. 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 조작모듈(11)은 엔코더일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 로터리 엔코더(11)는 회전 및 클릭이 가능하며, 도 3의 (b) 및 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 클라이언트가 센서블록(10)에 구비된 엔코더(11)를 클릭하여 첫번째 입력신호를 생성하면, 센서블록(10)은 프로그래밍 연산자를 결정하는 제1 모드로 전환되며, 디스플레이부(13)는 프로그래밍 연산자의 종류(IF)를 표시할 수 있다.
클라이언트가 프로그래밍 연산자를 결정한 후 엔코더(11)를 다시 클릭하면, 프로그래밍 연산자의 종류를 결정하는 제1 모드에서 임계범위를 설정하는 제2 모드로 모드가 전환될 수 있다. 제2 모드에서는 임계값을 결정하는 제1 서브모드와, 임계범위를 결정하는 제2 서브모드를 포함할 수 있으며, 이들의 설정순서는 서로 바뀔수도 있다. 즉, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 서브모드에서는 엔코더를 좌우로 회전하여 임계범위, 예를 들어 부등호(>)를 선택하여 엔코더를 클릭하면 제2 서브모드로 전환되고, 제2 서브모드에서는 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 임계값을 설정할 수 있다. 즉, 클라이언트가 엔코더를 조작하여 임계값이 50보다 크거나(>), 작거나(<), 크거나 같거나(≥), 작거나 같거나(≤), 같거나(==) 등의 임계범위를 설정할 수 있으며, 예를 들어 임계값인 50보다 작은 임계범위를 설정하고자 할 경우 엔코더(11)를 회전함에 따라 디스플레이부(13)에 표시되는 '<'기호를 선택할 수 있다. 상술한 바와 같은 프로그래밍 과정을 통하여, 도 4의 (d) 및 (e)에 도시된 바와 같이, 데이터 처리부(12)는 센서모듈(15)로부터 센싱된 센싱값이 50보다 크면 제1 결과값(T, True)을 출력하고, 50이하인 경우에는 제2 결과값(F, False)을 출력할 수 있다.
몇몇 다른 실시예에서, 데이터 처리부(12)는 임계범위를 복수로 설정할 수 있다. 즉, 전술한 임계범위를 제1 임계범위로 설정한 후 제2 임계범위를 포함하는 복수의 임계범위를 부가적으로 설정하여 제3 결과값을 포함하는 복수의 결과값을 출력할 수 있다. 또는, 제1 선택모드에서 프로그래밍 연산자를 선택하지 않는 경우, 입력값의 크기 각각에 대응되는 서로 다른 결과값이 출력될 수도 있다. 센서모듈(10)은 이러한 방법으로 클라이언트로부터 프로그래밍 과정을 생성할 수 있으며, 프로그래밍에 따라 서로 다른 결과값을 출력하여 전원블록(미도시) 및 액션블록(30)으로 전송할 수 있다.
도 5를 참조하면, 액션블록이 센서블록으로부터 수신된 센싱값 및 결과값을 이용하여 동작값을 출력하는 일 예가 도시된다.
구체적으로, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 클라이언트는 액션블록의 로터리 엔코더(31)를 클릭하여 제1 모드인 프로그래밍 연산자를 선택하는 모드에서 프로그래밍 연산자를 선택할 수 있으며, 액션블록의 디스플레이부에서 이를 표시할 수 있다. 전술한 센서블록에서의 프로그래밍 과정과 유사하게, 클라이언트가 프로그래밍 연산자를 선택하는 모드에서 엔코더(31)를 다시 클릭하면, 동작값 설정을 위한 제2 모드로 전환되며, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 센서블록으로부터 수신된 결과값이 제1 결과값(T)인 경우에 대응되는 동작값을 도 5의 (c)와 같이 설정할 수 있다. 즉, 센서블록으로부터 결과값 T가 수신되면, 액션블록은 동작값이 92의 크기로 출력될 수 있으며, 동작값의 크기에 따라 모터의 회전속도, 빛의 색상, 볼륨 등을 제어할 수 있다.
한편, 센서블록으로부터 결과값 F가 수신될 경우에 대한 제2 동작값을 더 설정할 수 있으며, 도 5의 (e)에 도시된 바와 같이 제2 동작값을 엔코더(31)를 이용하여 더 설정할 수 있다.
도 6를 참조하면, 도 1 의 구성요소간 데이터를 처리하는 일 예가 도시된다.
센서모듈(15)으로부터 센싱된 센싱값이 센서블록(10)으로 전달되면, 센서블록(10)은 클라이언트로부터 설정된 프로그래밍 연산자 및 임계범위에 따라 서로 다른 결과값을 산출할 수 있다. 센서블록(10)은 센서블록(10)에 전원을 공급하는 전원블록(20)으로 센싱값 및 결과값을 전송할 수 있으며, 전원블록(20)은 센서블록(10)으로부터 수신한 센싱값 및 결과값을 액션블록(30)으로 전송하고 전원을 공급할 수 있다. 액션블록(30)은 센싱값과 결과값을 기초로 동작값을 생성할 수 있으며, 전원블록(20)으로부터 공급된 전원을 동작값과 함께 동작유닛(35)으로 전송하고, 모터, 스피커, LED 등일 수 있는 동작유닛(35)을 동적으로 제어할 수 있다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 도 1의 구성요소들을 이용한 확장된 결합 구조를 형성하는 다양한 실시예들이 도시된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 센서모듈(15)에서 센싱값을 측정하여 센서블록(10)으로 전송하고, 센서블록(10)에서 생성된 결과값 및 센싱값은 전원블록(20)으로 전송된다. 이때, 하나의 전원블록(20)에는 제1 액션블록(30_1)과 제2 액션블록(30_2)을 포함하는 복수의 액션블록이 연결될 수 있으며, 전원블록(20)에 구비된 통신용 단자의 개수에 따라 연결될 수 있는 액션블록의 수가 가변될 수 있다.
즉, 동일한 센싱값 및 출력값을 제1 액션블록(30_1)과 제2 액션블록(30_2)으로 전송할 수 있으며, 제1 액션블록(30_1)은 제1 동작유닛(35_1)과, 제2 액션블록(30_2)은 제2 동작유닛(35_2)과 연결될 수 있다. 각각의 액션블록은 연결된 동작유닛의 종류에 따라 서로 다른 동작값을 산출할 수 있으며, 예를 들어, 제1 동작유닛(35_1)이 모터인 경우, 제1 액션블록(30_1)은 모터의 회전방향 및 회전속도에 대응되는 제1 동작값을 출력하고, 제2 동작유닛(35_2)이 스피커인 경우, 제2 액션블록(30_2)은 스피커의 음량 및 종류를 결정하는 제2 동작값을 출력할 수 있다.
한편, 액션블록은 또 다른 액션블록과 연결될 수도 있다. 도시된 바와 같이, 제3 액션블록(30_3)은 제1 액션블록(30_1)과 연결되어 있으며, 제3 액션블록(30_3)은 제1 액션블록(30_1)으로부터 센싱값, 결과값 및 전원을 공급받을 수 있다. 제3 액션블록(30_3)은 제3 동작유닛(35_3)과 연결될 수 있으며, 제3 동작유닛(35_3)이 LED소자인 경우, 제3 액션블록(30_3)은 조도 및 색상을 결정하는 제3 동작값을 LED소자로 전송하여 제어할 수 있다. 즉, 동일한 센싱값을 획득하여 동일한 프로그래밍 과정을 거치더라도, 연결되는 동작유닛에 따라 다양한 동작명령을 제어할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치는 서로 다른 프로그래밍 과정을 통해 생성된 복수의 동작값을 기초로 또 다른 동작값을 산출할 수 있다.
로직블록(40)은 서로 다른 센서블록, 즉 제1 센서블록(10_1)로부터 제1 결과값을 수신하고, 제2 센서블록(10_2)로부터 제2 결과값을 수신하여 새로운 제3 동작값을 산출할 수 있다.
구체적으로, 로직블록(40)은 논리게이트에 의해 서로 다른 결과값을 수신하여 새로운 결과값을 생성할 수 있으며, 로직블록(40)의 논리게이트를 조작모듈을 이용하여 클라이언트가 설정할 수 있다. 예를 들어, 로직블록(40)의 논리게이트가 클라이언트에 의해 OR로 설정될 경우, 연결된 제1 센서블록(10_1)으로부터 결과값 T가, 제2 센서블록(10_2)으로부터 결과값 F가 수신되면, 논리게이트 규칙에 따라 새로운 결과값 T가 생성될 수 있다. 또 다른 예로, 로직블록(40)의 논리게이트가 'AND'로 설정되고, 제1 센서블록(10_1)으로부터 결과값 F가, 제2 센서블록(10_2)으로부터 결과값 F가 수신될 경우, 새로운 결과값 F를 생성하여 제3 액션블록(30_3)으로 전송할 수 있다.
도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치는 통신블록(50)을 더 포함할 수 있다. 통신블록(50)은 무선통신을 이용하여 다른 통신블록 또는 외부 클라이언트 장치와 데이터를 송수신할 수 있다. 이러한 통신블록(50)은 적외선, 블루투스, 지그비, 와이파이 등 다양한 무선통신 프로토콜을 활용하여 데이터를 송수신할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 통신블록(50)은 전원블록(20)에 연결되어 전원을 공급받을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 액션블록(30) 또는 센서블록(10) 등에 연결되어 전원을 간접적으로 공급받을 수도 있다.
도시된 실시예에서, 통신블록(50)은 전원블록(20)과 연결되어 있으며, 센서블록으로부터 산출된 센싱값 및 결과값을 전원블록(20)으로부터 수신하고, 이를 무선 통신을 이용하여 외부장치(60)로 전송할 수 있다.
외부장치(60)는 클라이언트 장치이며, 컴퓨터, TV, 냉장고 등 다양한 전자제품을 포괄할 수 있다.
통신블록(50)이 적외선 통신을 수행하는 모듈이고, 외부장치(60)가 TV인 경우, 센서블록(10)으로부터 수신된 센싱값 및 결과값을 적외선 통신을 이용하여 TV로 전송할 수 있으며, 센싱값 및 결과값을 이용하여 TV의 전원을 켜고 끄거나, 채널 및 음량을 변경하는 등 TV를 제어할 수 있다. 예를 들어 센서블록(10)에 연결되는 센서모듈이 거리감지 센서일 경우, 클라이언트는 거리감지 센서에 손을 가까이 가져가거나 멀리 떨어지는 동작을 통해 TV를 제어할 수 있다.
반대로, 도 10에 도시된 바와 같이, 외부장치, 예를 들어 PC에서 설정된 가상의 센싱값 및 결과를 통신블록(50)에서 무선으로 수신하고, 이를 액션블록(30)으로 전송하여 동작유닛을 제어할 수도 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 통신블록은 다른 통신블록과 무선통신을 수행할 수 있다. 제1 통신블록(50_1) 및 제2 통신블록(50_2)이 블루투스 통신으로 데이터를 송수신하고, 제1 통신블록(50_1)이 마스터 통신블록, 제2 통신블록(50_2)이 슬레이브 통신블록인 경우, 센서블록(10)으로부터 생성된 센싱값 및 결과값을 제1 통신블록(50_1)이 수신하고, 이를 슬레이브 통신블록인 제2 통신블록(50_2)에 블루투스 통신 프로토콜을 이용하여 전송할 수 있다.
따라서, 센서블록(10)에서 생성된 센싱값 및 결과값이 직접 연결되지 않고 물리적으로 이격된 원격지의 블록에 전송될 수 있으며, 원격지의 액션블록(30) 별도의 센서블록 없이도 센싱값 및 결과값을 수신할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (12)

  1. 센싱값을 측정하고, 상기 센싱값을 설정된 임계범위 따라 서로 다른 결과값으로 생성하는 센서블록;
    상기 센서블록과 연결되어 상기 센서블록에 전원을 공급하고, 상기 센싱값 및 상기 결과값을 수신하는 전원블록; 및
    상기 전원블록과 연결되어 전원을 공급받고, 수신된 상기 결과값 및 상기 센싱값을 기초로 동작유닛을 제어하는 동작값을 생성하는 액션블록을 포함하는, 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서블록은,
    클라이언트에 의해 조작되고, 상기 클라이언트로부터 수신된 입력신호에 의해 상기 센싱값 및 상기 센서블록에 학습된 프로그래밍 연산자를 이용하여 임계범위를 설정하는 조작모듈; 및
    상기 센싱값, 상기 프로그래밍 연산자, 상기 임계범위 및 상기 결과값을 표시하는 디스플레이부를 포함하는, 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액션블록은,
    클라이언트에 의해 조작되고, 상기 클라이언트로부터 수신된 입력신호에 의해 상기 센싱값 및 상기 결과값을 상기 액션블록에 학습된 프로그래밍 연산자를 이용하여 상기 동작값을 설정하는 조작모듈; 및
    상기 센싱값, 상기 프로그래밍 연산자, 상기 결과값 및 상기 동작값을 표시하는 디스플레이부를 포함하는, 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 조작모듈은 엔코더, 조이스틱, 조그셔틀, 버튼, 터치패드 중 하나를 포함하는, 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 센서블록은,
    상기 조작모듈로부터 제1 입력신호를 수신하면 상기 프로그래밍 연산자를 결정하는 제1 모드로 전환되고,
    상기 조작모듈로부터 제2 입력신호를 수신하면 결정된 상기 프로그래밍 연산자를 기초로 상기 임계범위를 설정하는 제2 모드로 전환되는, 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센서블록은,
    상기 센싱값이 제1 임계범위에 포함되면 제1 결과값을 생성하고,
    상기 센싱값이 제2 임계범위에 포함되면 제2 결과값을 생성하되,
    상기 임계범위는 복수의 임계범위를 포함하는, 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 액션블록은,
    상기 센서블록으로부터 상기 제1 결과값을 수신하면 제1 동작값을 생성하고,
    상기 센서블록으로부터 상기 제2 결과값을 수신하면 제2 동작값을 생성하는, 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 동작유닛은 상기 액션블록과 연결되고, 상기 동작유닛은 모터, 발광유닛, 스피커 중 하나를 포함하는, 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 센서블록은 센서모듈을 포함하고, 상기 센서모듈은 상기 센서블록의 주변의 거리, 온도, 소리, 조도, 적외선, 주파수, 각속도, 가속도, 지자기, 움직임 중 하나를 센싱하여 상기 센싱값을 생성하는, 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치.
  10. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 전원블록 또는 복수의 상기 액션블록과 연결되고, 논리게이트를 이용하여 복수의 상기 센서블록으로부터 수신된 복수의 상기 결과값으로부터 연산된 결과값을 생성하는 로직블록을 더 포함하되,
    상기 로직블록은,
    클라이언트에 의해 조작되고, 상기 클라이언트로부터 수신된 입력신호에 의해 상기 복수의 결과값 및 상기 로직블록에 학습된 상기 논리게이트를 이용하여 상기 연산된 결과값을 설정하는 조작모듈; 및
    상기 복수의 결과값, 상기 논리게이트 및 상기 연산된 결과값을 표시하는 디스플레이부를 포함하는, 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전원블록 또는 상기 액션블록과 연결되며, 무선통신을 이용하여 상기 센싱값 및 상기 결과값을 송수신하는 통신블록을 더 포함하되,
    상기 통신블록은 상기 센서블록으로부터 수신된 상기 센싱값 및 상기 결과값을 무선통신을 이용하여 다른 통신블록 또는 클라이언트 장치로 전송하는, 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 통신블록은 클라이언트 장치로부터 입력된 센싱값을 무선통신을 이용하여 수신하고,
    수신된 상기 센싱값을 상기 전원블록 또는 상기 액션블록으로 전송하는, 프로그래밍 가능한 결합형 블록장치.
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