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김종태,박지엽,이보희 중소기업융합학회 2017 융합정보논문지 Vol.7 No.5
창의적 교육을 위한 모듈형 완구는 다양한 형태의 움직임을 만들어 주는 기능 블럭이 요구된다. 우선 동작을 만들 수 있는 능동 구동 모듈이 필요하고 이와 결합하여 동작을 표현해 낼 수 있기 위한 수동 연결 블록이 다수 필요하다. 본 논문에서는 다양한 창의적 동작을 만들어 낼 수 있는 모듈형 완구에 대한 구성 요소의 설계와 이를 연결하여 동작 시킬 수 있는 제어기 구조를 제안 하였다. 설계된 모듈간의 연결을 원활하게 하기 위한 기구적인 연결 방법을 제시 하였고 이에 적합한 기구구조를 제안하였다. 아울러 모듈형 동작 완구와 연계 되어 동작할 수 있는 다양한 형태의 센서 모듈에 대한 설계를 다루었다. 이런 완구를 이용하여 교육적으로 모방할 수 있는 전형적인 표준 응용 형태를 제안하고 설계된 모듈과 구성 요소를 이용하여 실제로 적용하여 모듈형 완구의 유용성을 보였다. 제안된 방식은 실제 교육용 완구에 적용하여 동작을 기록하고 반복 동작을 수행하여 효과적으로 동작됨을 보였다. Modular toys for creative education require functional blocks to create various types of movements. An active drive module and a lot of passive connection blocks are needed to express motion with combination. In this paper, we propose the design of modular toys to produce various creative movements and controller structure working with them. In order to facilitate the connection between the designed modules, a connection method and a suitable mechanism are suggested. We also dealt with the design of various types of sensor modules that can work in conjunction with modular toys. Using these toys, typical standard application form that can be imitated educationally is suggested and showed the usefulness of the modular toy by actually applying it with designed modules and components. The proposed method is applied to actual educational toys, and the operation is effectively performed by recording operation and playing repetitive operation.
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두개의 전위차계를 이용한 모듈형 완구의 동작 저장 및 반복 재생 동작의 구현
이진규,이보희,김종태,박지엽,공정식 중소기업융합학회 2017 융합정보논문지 Vol.7 No.2
창의적 모듈형 완구의 동작 구현을 위하여 동작을 기록하고 또한 읽어서 반복 동작하는 방식의 움직임이요구된다. 이 때 완구 동작용 모터 출력축에는 전위차계를 사용하여 절대 회전각을 읽어서 제어를 수행하게 된다. 하지만 전위차계의 감지 영역의 불안정한 부분이 일정 영역에 존재하게 되는데 이로 인한 모터 제어의 불안정을가져올 수 있다. 본 논문에서는 2개의 전위차계를 한 축에 장착시켜 안정된 영역을 각각 읽어서 1회전 절대각을 찾는알고리즘을 제안한다. 그리고 다중 회전을 수행 시 필요로 하는 보정 알고리즘에 대해서도 기술하였다. 제안된 방식은 실제 토포보 모듈라 완구에 적용하여 동작을 기록하고 반복 동작을 수행하여 효과적으로 동작됨을 보였다. 아울러 다 회전 동작을 기록하고 동작 시켜 제안된 방식의 유용성을 제시하였다. 향 후 다양한 동작을 통하여 기록과재생의 기능을 확대해 나갈 것이다. In order to realize the operation of the creative modular toy, it is required to record the motion and to read and repeat the motion. At this time, a control potentiometer is used to read the absolute angle of rotation of the toy motion output shaft. However, the unstable part of the sensing area of the potentiometer is present in a certain region, which may lead to instability of the motor control. In this paper, we propose an algorithm to find the absolute angle of one rotation by reading two stable potentiometers on one axis and reading each stable region. We also describe the correction algorithm that is needed to perform multiple rotations. The proposed method is applied to Topobo modular toys to record the operation and perform iterative operation. In addition, multi-turn operation is recorded and operated to suggest the usefulness of the proposed method. In the future, we will expand the functions of recording and playback through various actions.
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