KR100715509B1 - Computer coltrol device and method using impact sensors - Google Patents
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Abstract
본 발명은 충격센서를 이용한 컴퓨터 제어장치에 관한 것으로서, 충격을 받는 면에 구비되어 충격을 감지하는 적어도 하나의 충격센서와, 적어도 하나의 충격센서로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 적어도 하나의 비교기 및, 적어도 하나의 비교기로부터 출력된 신호를 입력받아 충격의 강도, 지속시간 및 간격에 따라 컴퓨터를 제어하는 신호를 출력하는 마이크로프로세서를 구비한다. The present invention relates to a computer control device using a shock sensor, at least one shock sensor provided on the surface to be shocked and at least one for converting the analog signal output from the at least one shock sensor into a digital signal And a microprocessor for receiving a signal output from the at least one comparator and outputting a signal for controlling the computer according to the intensity, duration, and interval of the impact.
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컴퓨터 제어장치의 전체구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing the overall configuration of a computer control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2a, 도 2b 및, 도 2c는 제1충격센서 및 제2충격센서에 의해 발생된 다양한 전압신호를 나타내는 그래프이다.2A, 2B, and 2C are graphs illustrating various voltage signals generated by the first shock sensor and the second shock sensor.
도 3은 본 발명에 의한 충격센서를 이용한 컴퓨터 제어장치가 주방에 설치된 예를 도시하는 개략도이다.3 is a schematic diagram showing an example in which a computer control device using an impact sensor according to the present invention is installed in a kitchen.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 충격센서를 이용한 컴퓨터 제어장치를 구현하는 회로도이다.4 is a circuit diagram for implementing a computer control device using an impact sensor according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5a, 도 5b, 도 5d 및 도 5e는 제 1 증폭기 또는 제 2 증폭기에 의해 발생된 다양한 전압신호와 기준 전압을 나타낸 그래프이고, 도 5c 및 도 5f는 제 1 비교기 및 제 2 비교기에 의해 발생된 전압신호를 나타내는 그래프이다. 5A, 5B, 5D, and 5E are graphs showing various voltage signals and reference voltages generated by the first amplifier or the second amplifier, and FIGS. 5C and 5F are generated by the first comparator and the second comparator. It is a graph showing the voltage signal.
도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d 및 도 6e는 다양한 입력신호에 의해 제 1비교기 및 제 2 비교기에서 발생된 다양한 전압신호를 나타내는 그래프이다. 6A, 6B, 6C, 6D, and 6E are graphs illustrating various voltage signals generated in the first comparator and the second comparator by various input signals.
도 7a, 도 7b, 및 도 7c는 충격센서를 설치한 면에 충격을 가하여 충격파가 발생되고, 각 충격센서에 도착한 충격파의 시간차이에 의해 마이크로 프로세서에 입력된 디지털 신호의 전달시간차이를 나타내는 파형도이다.7A, 7B, and 7C are waveforms showing a difference in transmission time of a digital signal input to a microprocessor due to a time difference of shock waves generated by applying a shock to a surface on which a shock sensor is installed, and arriving at each shock sensor. It is also.
도 8은 본 발명의 사용자가 왼발로 충격을 가한 경우 사용자의 위치를 설명하기 위한 개념도이다.8 is a conceptual diagram for explaining a position of a user when the user of the present invention is impacted by the left foot.
도 9는 본 발명의 사용자가 오른발로 충격을 가한 경우 사용자의 위치를 설명하기 위한 개념도이다.9 is a conceptual view for explaining the position of the user when the user of the present invention to the right foot impact.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
101 : 제 1 충격센서 102 : 제 1 증폭기 101: first shock sensor 102: first amplifier
103 : 제 1 비교기 104 : 제 2 충격센서 103: first comparator 104: second shock sensor
105 : 제 2 증폭기 106 : 제 2 비교기 105: second amplifier 106: second comparator
107 : 제 1 스위치 108 : 제 2 스위치 107: first switch 108: second switch
109 : 마이크로 프로세서 110 : 송수신 칩 109: microprocessor 110: transmit and receive chip
111 : 컴퓨터 301 : 모니터 111: computer 301: monitor
302 : 싱크대 801 : 발302: sink 801: foot
본 발명은 충격을 이용하여 컴퓨터를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충격을 신호로 받아 이 신호를 전기적 정보로 가공하고 이 정보를 이용하여 컴퓨터를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for controlling a computer using an impact, and more particularly, to an apparatus and a method for receiving a shock as a signal and processing the signal into electrical information and controlling the computer using the information. .
IT 산업의 발전은 우리 생활에 많은 변화를 가져오고 있다. 특히 주방에서의 IT 서비스는 주방 문화 자체를 바꿔놓았다. 예전에 주방은 단순히 음식을 조리하고 보관하는 공간이었지만, IT 기술에 의해 건축물 내에서 각 공간별 개념이 확대 또는 축소되거나 개념이 변경됨에 따라, 주방도 그 개념이나 용도가 바뀌고 있다. 이미 일부 지역에서는 주방에서 TV를 시청하거나, 인터넷을 이용하여 정보를 활용하는 것이 일상화 되어있다. 주방에서 방문자를 확인하는 것도 가능하며, 카메라를 이용하여 놀이터에서 놀고 있는 자녀의 상태를 감시하는 것 또한 이미 가능하다. 이와 같이, 생활공간의 하나인 주방에 접목된 IT 기술은 생활을 편리하고 윤택하게 하며 풍요롭게 하고 있다.The development of the IT industry is bringing a lot of changes to our lives. In particular, IT services in the kitchen changed the kitchen culture itself. In the past, the kitchen was simply a space for cooking and storing food, but as the concept of each space is expanded or reduced or the concept is changed in the building by IT technology, the concept and use of the kitchen are changing. Already in some places it is common to watch TV in the kitchen or to use information through the Internet. It is also possible to check visitors in the kitchen, and it is already possible to monitor the condition of the child playing on the playground using a camera. As such, IT technology incorporated into the kitchen, which is one of the living spaces, makes life convenient, rich and enriched.
그러나, 주방이라는 공간은 음식을 조리하거나 설거지 등을 할 때, 주로 손을 사용해야 하고, 정보기술 장비에 치명적 오류를 발생시킬 위험이 높은 물을 주로 사용한다. 따라서 주방에서 전자 장비를 사용할 때에는 젖은 손으로 장비를 만지므로 감전 사고가 발생할 우려도 있다. However, kitchen spaces usually require the use of hands when cooking or washing dishes, and use water with high risk of fatal error in information technology equipment. Therefore, when using the electronic equipment in the kitchen there is a risk of electric shock accident because the equipment is touched by wet hands.
또한 이와 같은 환경적 제한으로 인해, 현재 주방에서 사용중인 키보드, 마우스, 터치스크린, 리모콘 등은 물이나 열기에 의한 고장 발생의 위험이 높고, 싱크대 등과 같은 작업공간에 설치되어야 하기 때문에 인터페이스 장비의 사용이 극도로 불편해질 수밖에 없으며, 위생적으로 음식물에 이물질이 투입될 수도 있다는 문제가 있다.In addition, due to such environmental limitations, the keyboard, mouse, touch screen, remote control, etc. currently used in the kitchen have a high risk of breakdown due to water or heat, and use interface equipment because they must be installed in a work space such as a sink. This is extremely uncomfortable, there is a problem that the foreign matter may be added to the food hygienically.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 젖은 손으로 장비를 만져 발생 될 수 있는 감전 사고를 방지하는 충격센서를 이 용한 컴퓨터 제어장치 및 제어방법을 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention is to solve this problem, it is an object of the present invention to provide a computer control device and a control method using an impact sensor to prevent an electric shock accident that may occur by touching the equipment with wet hands.
본 발명의 다른 목적은 젖은 손을 사용함으로써 발생하는 정보기술 장비의 고장 위험을 줄일 수 있는 충격센서를 이용한 컴퓨터 제어장치 및 제어방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a computer control device and a control method using an impact sensor that can reduce the risk of failure of information technology equipment caused by using wet hands.
본 발명의 또 다른 목적은 위생적으로 음식에 이물질이 투입되어 발생하는 오염 등의 문제를 해결할 수 있는 충격센서를 이용한 컴퓨터 제어장치 및 제어방법을 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a computer control device and a control method using an impact sensor that can solve problems such as contamination caused by the introduction of foreign substances into food.
상술한 문제점을 해결하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명에 의한 컴퓨터 제어장치는, 충격을 받는 면에 구비되어 충격을 감지하는 적어도 하나의 충격센서, 적어도 하나의 충격센서로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 적어도 하나의 비교기 및, 적어도 하나의 비교기로부터 출력된 신호를 입력받아 충격의 강도, 지속시간 및 간격에 따라 컴퓨터를 제어하는 신호를 출력하는 마이크로프로세서를 구비하는 것을 특징으로 한다. As a technical means for solving the above problems, the computer control device according to the present invention is provided on the surface subjected to an impact, at least one shock sensor for detecting a shock, the analog signal output from the at least one shock sensor digital signal And at least one comparator for converting the signal into a signal, and a microprocessor for receiving a signal output from the at least one comparator and outputting a signal for controlling the computer according to the intensity, duration, and interval of the impact.
이러한 컴퓨터 제어장치는, 적어도 하나의 충격센서와 적어도 하나의 비교기 사이에 접속되어, 적어도 하나의 충격센서로부터 출력된 아날로그 신호를 증폭하는 적어도 하나의 증폭기를 더 구비하는 것이 바람직하다. Such computer control device preferably further comprises at least one amplifier connected between the at least one shock sensor and the at least one comparator and amplifying the analog signal output from the at least one shock sensor.
또한, 본 발명에 의한 컴퓨터 제어장치는, 적어도 하나의 비교기로부터 입력되는 신호의 ON/OFF를 제어하는 적어도 하나의 스위치를 더 구비하는 것이 바람직하고, 마이크로프로세서와 컴퓨터 사이에 접속되어 데이터를 전달하는 송수신칩을 더 구비하는 것이 바람직하다. In addition, the computer control apparatus according to the present invention preferably further comprises at least one switch for controlling ON / OFF of the signal input from the at least one comparator, and is connected between the microprocessor and the computer to transfer data. It is preferable to further include a transceiver chip.
본 발명에 의한 컴퓨터 제어장치에서, 적어도 하나의 충격센서는 고유값을 바탕으로 하여, 충격의 강도 및 지속시간에 따른 주파수 및 크기를 갖는 전압신호를 발생시키는 것이 바람직하고, 적어도 하나의 비교기는, 적어도 하나의 저항으로 이루어진 전압분배회로에 의해 결정된 전압을 기준으로 하여, 기준전압보다 높은 입력 아날로그 전압은 하이(High) 상태로 변환하고, 기준전압보다 낮은 입력 아날로그 전압은 로우(Low) 상태로 변환하는 것이 바람직하다. In the computer control device according to the present invention, it is preferable that at least one impact sensor generates a voltage signal having a frequency and a magnitude according to the intensity and duration of the impact, based on the eigenvalues. The input analog voltage higher than the reference voltage is converted to the high state and the input analog voltage lower than the reference voltage is converted to the low state based on the voltage determined by the voltage divider circuit formed of at least one resistor. It is desirable to.
본 발명의 다른 태양에 의한 컴퓨터 제어방법은, 충격센서, 비교기 및, 마이크로프로세서가 구비된 컴퓨터 제어장치에서 수행되고, 충격센서가 사용자에 의해 발생된 충격을 감지하는 단계와, 비교기가 충격센서로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계 및, 마이크로프로세서가 비교기로부터 출력된 신호를 입력받아 충격의 강도, 지속시간 및 간격에 따라 컴퓨터를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, a computer control method includes performing a shock sensor, a comparator, and a computer controller equipped with a microprocessor, the shock sensor detecting a shock generated by a user, and the comparator from the shock sensor. And converting the output analog signal into a digital signal, and controlling the computer according to the intensity, duration, and interval of the impact by receiving the signal output from the comparator.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the technical idea of the present invention.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컴퓨터 제어장치의 전체구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing the overall configuration of a computer control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 충격센서를 이용한 컴퓨터 제어장치는 제 1 충격센서(101), 제 2 충격센서(104), 제 1 증폭기(102), 제 2 증폭기(105), 제 1 비교기 (103), 제 2 비교기(106), 제 1 스위치(107), 제 2 스위치(108), 마이크로프로세서(109), 송수신 칩(110) 및, 컴퓨터(111)로 구성된다.Referring to FIG. 1, a computer control apparatus using an impact sensor includes a
사용자가 제 1 충격센서(101) 및 제 2 충격센서(104)가 부착되어있는 면에 충격을 가하면, 제 1 충격센서(101) 및 제 2 충격센서(104)는 압전 효과에 의해 전압을 발생시킨다. 이때, 발생하는 전압의 주파수는 제 1 충격센서(101)와 제 2 충격센서(104)의 고유값을 바탕으로 하며, 그 충격의 강도, 충격의 지속시간에 따라 도 2에 도시된 바와 같은 다양한 형태의 전압신호를 발생시킨다. 이러한 전압신호는 각각 제 1 증폭기(102) 및 제 2 증폭기(105)에서 증폭되고, 제 1 비교기(103) 및 제 2 비교기(106)에서 디지털 신호로 변환된다.When the user strikes the surface on which the
변환된 디지털 신호는 마이크로프로세서(109)로 입력되고, 송수신 칩(110)을 통해 컴퓨터(111)를 제어하게 된다.The converted digital signal is input to the
도 2a, 도 2b 및, 도 2c는 제 1 충격센서(101) 및 제 2 충격센서(104)에 의해 발생된 다양한 전압신호를 나타내는 그래프이다. 2A, 2B and 2C are graphs showing various voltage signals generated by the
도 2a는 약하고 짧은 충격에 대해 발생하는 아날로그 신호에 대한 파형도이고, 도 2b는 강하고 짧은 충격에 대해 발생하는 아날로그 신호에 대한 파형도이며, 도 2c는 강하고 긴 충격에 대해 발생하는 아날로그 신호에 대한 파형도이다. 도 2a, 도 2b 및, 도 2c 를 참조하면, 충격의 길이와 강도의 차이로 인해 다양한 아날로그 신호가 발생함을 알 수 있다. 즉, 약한 충격은 낮은 전압을 발생시키고, 강한 충격은 높은 전압을 발생시키는 것을 알 수 있다. 그리고, 짧은 충격은 전압이 지속되는 시간이 짧고, 긴 충격은 전압이 지속되는 시간이 길다는 것을 확인할 수 있 다. FIG. 2A is a waveform diagram of an analog signal generated for a weak and short impact, FIG. 2B is a waveform diagram of an analog signal generated for a strong and short impact, and FIG. 2C is a waveform diagram of an analog signal generated for a strong and long shock. It is a waveform diagram. 2A, 2B, and 2C, it can be seen that various analog signals are generated due to the difference in the length and intensity of the impact. In other words, it can be seen that a weak shock generates a low voltage, and a strong shock generates a high voltage. In addition, it can be seen that a short shock has a short duration of voltage and a long shock has a long duration of voltage.
이처럼 제 1 충격센서(101) 및 제 2 충격센서(104)에 충격이 가해지면 그 충격의 강도와 시간이, 전압의 크기와 전압이 지속되는 시간에 비례하게 되므로, 이러한 규칙성을 이용하여 마이크로 프로세서(109)의 입력으로 사용함으로써 컴퓨터(111)를 제어할 수 있게 된다.When the shock is applied to the
도 3은 본 발명에 의한 충격센서를 이용한 컴퓨터 제어장치가 주방에 설치된 예를 도시하는 개략도이다.3 is a schematic diagram showing an example in which a computer control device using an impact sensor according to the present invention is installed in a kitchen.
도 3을 참조하면, 사용자는 주방일 도중 싱크대(302) 정면에 설치되어 있는 모니터(301)를 확인하면서, 제1충격센서(101) 및 제2충격센서(104)가 부착된 면에 충격을 가하여 컴퓨터(111)를 제어하게 된다.Referring to FIG. 3, the user checks the
이하에서는 도 4 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충격센서를 이용한 컴퓨터 제어장치 및 제어방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a computer control apparatus and a control method using a shock sensor according to a preferred embodiment of the present invention with reference to Figures 4 to 9 will be described in detail.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 충격센서를 이용한 컴퓨터 제어장치를 구현하는 회로도이다.4 is a circuit diagram for implementing a computer control device using an impact sensor according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 사용자에 의해 발생한 충격이 제 1 충격센서(101) 및 제 2 충격센서(104)에 가해지면 압전효과에 의해 전압이 발생된다. 발생된 전압의 주파수는 제 1 충격센서(101) 및 제 2 충격센서(104)의 고유값을 바탕으로 결정된다. 전압의 크기, 유지시간 및 형태는 가해진 충격의 강도 및 지속시간에 따라 달라진다. Referring to FIG. 4, when a shock generated by a user is applied to the
제 1 충격센서(101)로부터 출력된 신호는 제1증폭기(102)에서 증폭되어 제 1 비교기(103)의 입력단으로 입력된다. 이때, 제 1 증폭기(102)는 OP-AMP (IC1)와 저항(R1, R2)에 의해 구성되며, 입력신호는 입력과 출력의 위상이 동일한 부호 비반전 증폭기를 통해 (1 + R2 / R1)로 증폭되어 출력된다. 만일, 두 저항의 크기를 같게 설정하면(R1=R2), 제 1 증폭기(102)의 증폭도는 2가 된다. The signal output from the
제 1 비교기(103)로 입력된 신호는 저항(R5, R6)으로 구성된 전압분배 회로에 의해 결정된 전압을 기준으로 기준전압보다 높은 전압은 하이(High) 상태인 전원전압으로 변환되고, 기준전압보다 낮은 전압은 로우(Low) 상태인 0V로 변환된다. 즉, 아날로그인 입력신호가 제 1 비교기(103)에 의해 디지털 신호로 변환되어 출력되고, 이 출력 신호는 마이크로 프로세서(109)의 입력단자(RCO)로 입력된다.The signal input to the
유사하게, 제 2 충격센서(104)로부터 출력된 신호는 제 2 증폭기(105)에서 증폭되어 제 2 비교기(106)로 입력되며, 제2증폭기(105)도 제 1 증폭기(102)와 동일하게 구성된다.Similarly, the signal output from the
제 2 비교기(106)로 입력된 신호는 저항(R5, R6)으로 구성된 전압분배 회로에 의해 결정된 전압을 기준으로 기준전압보다 높은 전압은 하이(High) 상태인 전원전압으로 변환되고, 기준전압보다 낮은 전압은 로우(Low) 상태인 0V로 변환된다. 즉, 아날로그인 입력신호가 제 2 비교기(106)에 의해 디지털 신호로 변환되어 출력되고, 이 출력 신호는 마이크로 프로세서(109)의 입력단자(RC1)로 입력된다.The signal inputted to the
제1스위치(107)와 제2스위치(108)는 각각 제1충격센서(101)로부터의 신호와 제2충격센서(104)로부터의 신호에 대해 ON/OFF를 제어하는 역할을 한다.The
마이크로 프로세서(109)는 입력단자(RC0, RC1)로 입력된 디지털 신호를 분석 하여 송수신 칩(110)으로 전송한다. 송수신 칩(110)은 컴퓨터가 다른 직렬장치와 데이터를 주고 받기 위해 사용하는 인터페이스로서, 본 발명에서는 마이크로 프로세서(109)와 컴퓨터(111)사이의 인터페이스 역할을 수행하여, 마이크로 프로세서(109)로부터 발생된 명령어로 컴퓨터(111)를 제어할 수 있게 한다. 이러한 송수신 칩(110)은 데이터 전송을 위한 전원(+/-) 승압 회로를 내장할 수 있다. The
마이크로 프로세서(109)의 입력은 제 1 비교기(103)로부터 발생된 전압신호가 입력되는 포트(RC0), 제 2 비교기(106)로부터 발생된 전압신호가 입력되는 포트(RC1), 제 1 스위치(107)의 신호가 입력되는 포트 (RC0) 및 제 2 스위치(108)의 신호가 입력되는 포트 (RC3)로 구성된다. The input of the
마이크로 프로세서(109)의 출력은 통신을 위한 시리얼 통신 전용 포트(RC6, RC7)와, 현재 동작의 상태를 표시하는 발광 다이오드(Lighting Emitting Diode : LED) 1, 2를 점등시키기 위한 포트(RC4, RC5)로 구성된다. The output of the
포트(RC4, RC5)에서 하이(High) 신호가 출력되면, 트랜지스터(TR1 또는 TR2)의 베이스와 이미터 사이에 전압차이가 생기게 되고, 따라서 베이스 전류가 흐르게 되면, 트랜지스터가 활성화되어 컬렉터와 이미터 사이에 전류가 흐르게 된다. 컬렉터와 이미터 사이에 전류가 흐르게 되면, LED1또는 LED2가 켜지게 되어 도 4의 전체회로의 동작상태를 표시하게 된다. When a high signal is output from the ports RC4 and RC5, there is a voltage difference between the base and the emitter of the transistor TR1 or TR2. Thus, when the base current flows, the transistor is activated to collect the collector and emitter. Current flows between them. When current flows between the collector and the emitter, LED1 or LED2 is turned on to indicate the operating state of the entire circuit of FIG.
마이크로 프로세서(109)의 동작을 위한 클록은 20MHz 크리스탈을 이용할 수 있다. -MCLR 포트에 연결된 전해콘덴서와 저항은 일종의 저역통과필터(Low-Pass Filter)로서 초기 동작시 전원을 인가시킬 때 발생 될 수 있는 스파이크 잡음 및 정전방전(electrostatic discharge; ESD)의 과도한 전압으로부터 발생되는 과도한 전류로부터 마이크로 프로세서(109)를 보호하는 보호회로의 역할을 수행하여 마이크로 프로세서(109)의 오동작을 방지한다.The clock for the operation of the
도 5a, 도 5b, 도 5e 및 도 5d는 제 1 증폭기(102) 또는 제 2 증폭기(105)에 의해 발생된 다양한 전압신호와 기준 전압을 나타낸 그래프이고, 도 5c 및 도 5f는 제 1 비교기(103) 및 제 2 비교기(106)에 의해 발생된 전압신호를 나타내는 그래프이다.5A, 5B, 5E, and 5D are graphs illustrating various voltage signals and reference voltages generated by the
구체적으로, 도 5a는 제 1 증폭기(102) 또는 제 2 증폭기(105)에 의해 증폭된 길거나 혹은 강한 아날로그 신호에 대한 파형도이고, 도 5b는 제 1 비교기(103) 또는 제 2 비교기(106)에서 기준전압과 도 5a의 아날로그 신호를 비교하는 파형도이고, 도 5c는 도 5a의 아날로그 신호가 제 1 비교기(103) 또는 제 2 비교기(106)에서 디지털 신호로 변환된 파형도이다. 유사하게, 도 5d는 제 1 증폭기(102) 또는 제 2 증폭기(105)에 의해 증폭된 짧거나 혹은 약한 아날로그 신호에 대한 파형도이고, 도 5e는 제 1 비교기(103) 또는 제 2 비교기(106)에서의 기준전압과 도 5d의 아날로그 신호를 비교하는 파형도이고, 도 5f는 도 5d의 아날로그 신호가 제 1 비교기(103) 또는 제 2 비교기(106)에서 디지털 신호로 변환된 파형도이다.Specifically, FIG. 5A is a waveform diagram of a long or strong analog signal amplified by the
도 5c와 도 5f를 참조하면, 길게 혹은 강한 충격에 의해 발생한 신호를 디지털 신호로 변환시킨 것과, 짧게 또는 약한 충격에 의해 발생한 신호를 디지털 신호로 변환시킨 신호를 것을 비교하면 신호의 크기와 길이가 다르다는 것을 알 수 있다. 즉, 사용자가 인가한 충격에 따라 마이크로 프로세서(109)에 인가되는 디지털 신호가 달라지므로, 컴퓨터(111)를 제어할 수 있게 된다. Referring to FIGS. 5C and 5F, when a signal generated by a long or strong shock is converted into a digital signal and a signal converted by a short or weak shock into a digital signal, the magnitude and length of the signal are increased. You can see that it is different. That is, since the digital signal applied to the
도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d 및 도 6e는 다양한 입력신호에 의해 제 1 비교기(103) 및 제 2 비교기(106)에서 발생된 다양한 전압신호를 나타내는 그래프이다.6A, 6B, 6C, 6D, and 6E are graphs illustrating various voltage signals generated in the
도 6a는 짧은 한 번의 충격을 가했을 때의 디지털 신호를 나타내는 파형도이고, 도 6b는 짧은 두 번의 충격을 가했을 때의 디지털 신호를 나타내는 파형도이고, 도 6c는 긴 한 번의 충격을 가했을 때의 디지털 신호를 나타내는 파형도이고, 도 6d는 긴 두 번의 충격을 가했을 때의 디지털 신호를 나타내는 파형도이고, 도 6e는 한 번의 긴 충격을 가한 후 한 번의 짧은 충격을 가했을 때의 디지털 신호를 나타내는 파형도이다.FIG. 6A is a waveform diagram showing a digital signal when one short impact is applied, FIG. 6B is a waveform diagram showing a digital signal when two short impacts are applied, and FIG. 6C is a digital diagram when a long shock is applied. 6D is a waveform diagram showing a digital signal when two long shocks are applied, and FIG. 6E is a waveform diagram showing a digital signal when one short impact is applied after one long shock. to be.
이렇게 도 6a~6e 을 참조하면, 도 5에서 설명한 충격의 강도와 길이에 의해 디지털 신호가 달라지는 것과 유사하게, 충격의 간격에 의해서도 디지털 신호가 달라지므로, 충격의 강도, 길이, 또는 간격 등을 변화시킴으로써 컴퓨터(111)를 제어할 수 있음을 알 수 있다.6A to 6E, the digital signal varies according to the interval of the shock, similarly to the change in the digital signal according to the strength and length of the impact described in FIG. 5, thereby changing the strength, length, or interval of the impact. It can be seen that the
신호의 간격에 의해 컴퓨터(111)를 제어하는 예를 들면, 짧게 1회의 충격을 가했을 때에는 다음의 명령을 수행하도록 하고, 짧게 2회의 충격을 가했을 때에는 이전의 명령을 수행하도록 하며, 길게 1회의 충격을 가했을 때에는 키보드의 엔터와 같은 기능을 수행하도록 하고, 길게 2회의 충격을 가했을 때에는 초기화의 기능을 수행하도록 하며, 길게 1회와 짧게 1회의 충격을 가했을 때에는 메뉴의 기능을 수행하도록 하는 것이다.For example, the
도 7a는 도 1의 제 1 충격센서(101) 및 제 2 충격센서(104)를 설치한 면에 충격을 가하면 충격파가 발생되고, 이 충격파가 제 1 충격센서(101) 및 제2충격센서(104)로 전달되는 것을 나타내는 개념도이다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 예컨대 싱크대(302)의 아래쪽에 제 1 충격센서(101)와 제 2 충격센서(104)를 일정한 간격을 두고 설치할 수 있다. 임의의 지점에서 충격이 발생되면, 그 충격파는 제 1 충격센서(101) 및 제2충격센서(104)에 전달된다. 이때 제 1 충격센서(101)와 제 2 충격센서(104)에 충격파가 도착한 시간을 상호 비교하여 충격발생지점(701)을 추론할 수 있다. 충격파가 도착한 시간은 제 1 충격센서(101)와 제 2 충격센서(104)에서 출력되는 최초의 디지털 신호를 기준으로 측정한다. 도 7b는 충격으로 발생한 파형이 디지털 신호로 변화된 것을 나타내는 파형도이고, 도 7c는 제 1 충격센서(101)와 제 2 충격센서(104)에 도착한 충격파의 시간차이에 의해 마이크로 프로세서(109)에 입력된 디지털 신호의 전달시간 차이를 나타내는 파형도이다.FIG. 7A illustrates a shock wave generated when an impact is applied to a surface on which the
도 8은 사용자가 왼발로 충격을 가한 경우 사용자의 위치를 설명하기 위한 개념도이다.8 is a conceptual diagram for explaining a location of a user when the user strikes with his left foot.
제 1 충격센서(101)와 제 2 충격센서(104) 사이의 거리가 5m라고 가정하고, 충격파의 전달속도가 1500m/s라고 가정하며, 사용자의 평균 다리 사이의 거리를 50cm라고 가정한다. 사용자가 왼발(801)로 충격을 가할 경우 제 1 충격센서(101)로부터 왼발(801)까지의 거리는 2.25m가 되고, 제 2 충격센서(104)로부터 왼발(801)까지의 거리는 2.75m가 된다. 이를 시간으로 환산하면, 충격발생지점(701)으로부터 제 1 충격센서(101)까지 충격파가 도달하는데 걸리는 시간은 1.5ms ( 2.25m / 1500m/s )이고, 제 2 충격센서(104)까지 충격파가 도달하는데 걸리는 시간은 1.833ms ( 2.75m / 1500m/s )가 된다. 1.833ms에서 1.5ms를 빼면 0.333ms이 되므로, 제 1 충격센서(101)는 제 2 충격센서(104)보다 0.333ms 앞서서 충격파를 받았으며, 사용자는 그 시간에 해당하는 거리만큼 제 1 충격센서(101)에 가깝게 위치한 것이다. 이 시간을 거리로 환산하면( 0.333ms * 1500m/s = 50cm ) 충격을 가한 위치로부터 제 1 충격센서(101)까지의 거리가 제 2 충격센서(104)까지의 거리보다 50cm 짧은 것을 확인할 수 있다. 이러한 사용자의 위치를 마이크로 프로세서(109)가 입력의 파라미터로 받아들임으로써, 보다 다양한 제어를 가능하게 한다.It is assumed that the distance between the
도 9는 사용자가 오른발로 충격을 가한 경우 사용자의 위치를 설명하기 위한 개념도이다.9 is a conceptual diagram for explaining a location of a user when the user strikes with his right foot.
제 1 충격센서(101)와 제 2 충격센서(104) 사이의 거리가 5m라고 가정하고, 충격파의 전달속도가 1500m/s라고 가정하며, 사용자의 평균 다리 사이의 거리를 50cm라고 가정한다. 사용자가 오른발(901)로 충격을 가할 경우 제 1 충격센서(101)로부터 오른발(901)까지의 거리는 2.75m가 되고, 제 2 충격센서(104)로부터 오른발(901)까지의 거리는 2.25m가 된다. 이를 시간으로 환산하면 충격발생지점(701)으로부터 제 2 충격센서(104)까지 충격파가 도달하는데 걸리는 시간은 1.5ms ( 2.25m / 1500m/s )이고, 제 1 충격센서(101)까지 충격파가 도달하는데 걸리는 시간은 1.833ms ( 2.75m / 1500m/s ) 이다. 1.833ms에서1.5ms를 빼면0.333ms이 되므로, 제 2 충격센서(104)는 제 1 충격센서(101)보다 0.333ms 앞서서 충격파를 받았으며, 사용자는 그 시간에 해당하는 거리만큼 제 2 충격센서(104)에 가깝게 위치한 것이다. 이 시간을 거리로 환산하면( 0.333ms * 1500m/s = 50cm ) 충격을 가한 위치로부터 제 2 충격센서(104)까지의 거리가 제 1 충격센서(101)까지의 거리보다 50cm 짧은 것을 확인할 수 있다. 이러한 사용자의 위치를 마이크로 프로세서(109)가 입력의 파라미터로 받아들여 보다 다양한 제어를 가능하게 한다.It is assumed that the distance between the
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above-described preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 충격센서를 이용한 컴퓨터 제어장치는 여분의 공간을 할애하지 않아도 되는 충격센서를 이용하고, 충격을 이용하여 컴퓨터를 제어하는 구성을 가지므로, 요리나 기타 주방일 중에서 젖은 손으로 장비를 다루어서 발생될 수 있는 감전사고를 방지하는 효과가 있고, 수분의 침투로 인터페이스 장비나 기타 정보기술 장비에 발생될 수 있는 고장의 원인을 제거하는 효과가 있고, 위생적으로 음식에 이물질이 투입되어 발생하는 오염 등의 문제를 해결할 수 있게 하면서 다양한 컴퓨터작업을 할 수 있도록 함으로써 다양한 정보를 얻을 수 있는 효과가 있다.As described above, the computer control device using the impact sensor according to the present invention uses a shock sensor that does not have to spare the space, and has a configuration to control the computer using the impact, cooking or other kitchen work It has the effect of preventing the electric shock which can be caused by handling the equipment with wet hands, and it is effective to eliminate the cause of the failure that can occur in the interface equipment or other information technology equipment due to the ingress of moisture. It is possible to obtain various information by enabling various computer tasks while solving problems such as contamination caused by foreign substances being input.
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