1. 수행배경 

• 우리가 구현하려고 하는 on/off스위치는 레고 마인드스톰 EV3을 기반으로 하려 제작하려 한다. 레고 마인드스톰의 EV3 소프트웨어를 이용하여 on/off 기능을 입력시키고 레고로 스위치를 구현하여 작동을 시키려고 한다. 우선 on/off 스위치를 어떤 방식으로 작동 시킬지 생각을 해보아야 한다. 우리 팀이 생각해 본 것은 사물인터넷을 이용한 on/off 방식이다.

• ​레고 마인드스톰의 활용되는 부품으로는 코어세트, 익스텐션 세트, 여러 가지 센서가 있다. 코어 세트는 모델을 만들고 프로그래밍하며 실제 로보틱스 기술을 바탕으로 한 자신만의 솔루션을 시험해 볼 수 있다. 작지만 강력한 컴퓨터인 EV3 인텔리젠트 브릭이 포함되어 있으며 모터를 제어하고 센서의 피드백을 수집할 수 있어 스마트 스위치를 제작 및 테스트 하여 작동을 개선하는 기능이 있다. 익스텐션 세트는 다양한 범위의 부품이 들어 있으면 EV3 코어 세트에 이상적인 보충세트이며 지금까지 로보틱스의 체험을 다음 단계로 끌어올릴 수 있도록 디자인 되어있다. 여러 종류의 기어, 라지 턴테이블, 부품 그리고 독특한 구조적 부품 등 특별한 부품들이 빔, 축, 커넥터 등 많은 일반 부품과 함께 충분히 들어있다. 이 세트를 사용하여 더 크고 더 복잡한 모델을 만들 수 있는 기능이 있다. 각종센서(동작감지센서, 적외선센서, 초음파센서)는 사물과의 거리를 측정해 프로그램을 작동시키는 기능을 보유하고 있다. 허브로는 WeDo 2.0 코어 세트를 이용한다. WeDo 2.0코어 세트는 위한 스마트허브는 제작한 모형의 두뇌역할을 하며 WeDo 센서와 모터에 생명을 불어 넣는다. WeDo 2.0 소프트웨어와 블루투스® 로우 에너지(블루투스 4.0) 기술이 접목되어 스마트허브의 두 개의 포트를 통해 태블렛 또는 데스크탑과 WeDo 2.0 코어 세트 간의 데이터 송수신이 이루어진다.

 

2. 수행기간

             

분류

일정

4월

5월

6월

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

4

기초 구조 디자인 구상 / 구현

디자인 구상

구조 제작

센서 부착

모듈 / 센서 연결

센서 장비 / 툴 사용 학습

레고 조작법 학습

마인드 스톰 학습

종류별 센서 학습

통신 학습

센서 정보 처리 학습 / 구현

센서 관련 개념학습

센서 실험

오차 축소

외관 수정

구조 마무리

시연내용 구상

연동 체크 / 마무리

통신 / 연동체크

시연 리허설

3. 개발작품 설명

• 브릭에 연결된 라지 모터가 레일을 돌리는 역할을 수행하고, 레일에 연결된 라지 모터 두개에는 스위치를 On/Off 시킬수 있도록 팔이 부착되어 있어 라지모터를 구동하게 되면 이 팔이 스위치를 On/Off 하게 된다. 브릭은 스마트 스위치의 CPU 역할을 하게되며, 컴퓨터에서 프로그래밍한 내용을 입력받아 모터와 센서에 역할을 수행할수 있도록 출력시킨다. 적외선 센서는 사람의 움직임을 감지하여 스마트 스위치를 On/Off 할 수 있도록 프로그래밍 되어 있으며, 터치 센서는 위쪽 버튼을 누르게 되면 프로그래밍 된 대로 스위치가 On/Off 되게 한다.
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4. 활용방안

• 1) 스마트 스위치를 이용한다면 일상생활에서 느끼고 있는 번거로움 및 불필요한 동작을 줄일 수 있다. 누구나 스위치를 껐다 켰다하는 것에 귀찮음을 느끼고 있는 것이 현실이다. 따라서 스마트 스위치를 사용하게 된다면 이러한 부분에서 가장 큰 효과를 나타낼 수 있다.

   

  2) 타이머 기능과 원격 조정 기능을 활용한다면 전력이 낭비되는 것을 방지하고 경제적 이익을 창출 할 수 있다. 일상생활에서 스위치의 on/off 상태에 관심을 가지고 있지 않고 무심코 지나치는 경우가 많은데 이러한 경우에 스마트 스위치의 타이머 기능 및 원격 조정 기능을 사용하게 된다면 자원의 낭비를 방지하고 그에 따른 경제적 이익을 볼 수 있다.

   

  3) 장애우, 어린이 등 신체적으로 불편한 사람들에게 커다란 도움을 줄 수 있다. 장애우, 거동이 불편하신 노약자, 키가 작은 어린이 등 스위치의 on/off 조절이 불편한 사람들에게 스마트 스위치를 사용한다면 보다 편리하고 손쉽게 스위치를 작동 시킬 수 있다.

   

  4) 레고를 이용한 스마트 스위치를 만드는 것이기 때문에 누구나 손쉽게 만들고 활용 가능하다. '스마트 스위치 셋트'라는 이름으로 우리가 직접 만들면서 들어간 부품이나 재료, 프로그램, 코드 등을 하나의 레고 상품으로 만들 것이다. 따라서 스마트 스위치 셋트만 있다면 누구나 손쉽게 스마트 스위치를 만들 수 있다.

   

  5) 스마트 스위치를 개발하여 경제적 이익을 창출할 수 있다. 우리가 직접 만든 스마트 스위치 셋트를 레고 업체와의 연계를 통하여 레고 홈페이지나 여러 마트 레고 코너에서 판매할 수 있다. 그리고 스위치 확장 킷을 추가로 만들어 다른 부속 부품 등을 모아 따로 판매 가능 하다. 따라서 스마트 스위치의 개발로 인하여 우리 팀 및 레고 업체에게 경제적 이익을 가져 다 주게 되는 것이다.