전자지능로봇공학과 20042471 이효준 20052473 김영호 20052490 박정희 20062450 김경준통신이론설계과제AM 변조/복조기 설계연구 목적 진폭 변조 이론 진폭 변조 배경 진폭 변조 설계 1) 변 조(modulation) 2) 복 조(demodulation) 참고 문헌목 차연구 목적Linear multiplier의 동작을 이해한다. Linear multiplier를 사용한 진폭변조 amplitude modulation에 대해서 알아본다.진폭 변조 이론1) 진폭변조(AM)란? 신호파를 반송파에 회로적으로 실어주는 것 반송파를 0과 1로 off, on하는 방식진폭 변조 이론2) 복조(Demodulation)란? 피변조파를 수신하여 이것에 포함된 신호파를 재생하여 가청 할 수 있게 하는 과정 검파진폭 변조 이론3) 변조의 종류 진폭변조(amplitude modulation, AM) 주파수변조(frequency modulation, FM) 위상변조(phase modulation, PM) 디지털변조(digital modulation, DM)진폭 변조 배경진폭 변조 설계- 설계방법1) 변 조 캐리어 전압원은 100kHz이고, 변조 신 호원은 1kHz를 이용 2) 복 조 신호의 peak을 통과하며 출력단을 LPF 에 의해서 캐리어 리플이 제거된 peak 치 검출진폭 변조 설계- Block diagram진폭 변조 설계- 설계회로진폭 변조 설계- 시뮬레이션 결과Signal wave진폭 변조 설계- 시뮬레이션 결과Modulated Wave진폭 변조 설계- 시뮬레이션 결과TR을 통한 증폭진폭 변조 설계- 시뮬레이션 결과다이오드를 통한 증폭참고 문헌PSpice 아날로그 및 디지털회로 시뮬레이션 1997,전병실 OrCAD PSpice for Windows, 2001 Roy W. Goody, 디지털 전자회로, 2006 강영국감사합니다{nameOfApplication=Show}
디지털 신호처리설계 결과 보고서지도교수님백 승 권 교수님조 원김 경 준 (20062450)김 봉 섭 (20062455)김 지 환 (20062459)1. 개요1)FIR- 반복항이 없이 현재와 과거의 입력에 의해서만 현재의 출력이 결정되는 신호필터FIRIIR특성?선형위상특성?항상 안정하다?차단특성이 나쁘다?필터성능개선을 휘해 높은 차수 요구?감쇠특성이 좋고 FIR보다 차수가 적다?선형위상 특성실현이 어렵다?불안정할 수 있다?안정도 판별 요구됨입출력 방식y(n)=b _{0} x(n)+b _{1} x(n-1)+#`````````````b _{2} x(n-2)+ CDOTS y(n)= sum _{k=0} ^{m} b _{k} x(n-k)y(n)=b _{0} x(n)+b _{1} x(n-1)+#`````````````````````````b _{2} x(n-2)+ CDOTS +a _{1} y(n-1)+#`````````````````````````a _{2} x(n-2)+a _{3} x(n-3)+ CDOTS y(n)=`a _{1} y(n-1)+`a _{2} y(n-2)+ CDOTS #``````````````````=b _{0} x(n)+b _{1} x(n-1)+`b _{2} x(n-2)+ CDOTS y(n)= sum _{k=1} ^{i} a _{k} y(n-k)= sum _{k=0} ^{m} b _{k} x(n-k)전달함수H(Z)= {Y(Z)} over {X(z)} =b _{0} +b _{1} Z ^{-1}#+b _{2} Z ^{-2} +b _{3} Z ^{-3} + CDOTS = sum _{k=0} ^{m} b _{k} Z ^{-k}H(Z)= {Y(Z)} over {X(z)} = {b _{0} +b _{1} Z ^{-1} +b _{2} Z ^{-2} + CDOTS } over {1+b _{1} z ^{-1} +b _{2} z ^{-2} + CDOTS }#```````````````````= {sum _{k=0} ^{m} b _{k} z ^{-k}} over {1+ sum _{k=1} ^{i} a _{k} z ^{-k}}입출력 계수A= LEFT { 1 RIGHT } 1,`B= LEFT { b _{0,} b _{1,} b _{2} ,b _{3} CDOTS RIGHT }A= LEFT { 1,a _{1,} a _{2} ,a _{3} CDOTS RIGHT }#B= LEFT { b _{0,} b _{1,} b _{2} ,b _{3} CDOTS RIGHT }2. 설계내용* 수업시간에 배운 내용을 토대로 FIR Filter를 구현하고자 한다.* 설계 툴- MATLAB1)창함수의 종류1. 직사각형 창함수 (Rectangular window)이것은 가장 간단한 창함수이다. 그러나 저지대역 감쇠의 관점에서 보면 가장 나쁜 성능을 나타낸다. 이 함수는 다음과 같이 정의된다.주파수 응답 함수는 다음과 같다.이것은 진폭 응답이다. 앞의 식으로부터 실제 진폭 응답H _{r} (w)는 다음과 같이 주어진다.2. 해닝 창함수(Hanning window)이것은 코사인 그래프를 올린 형태의 창 함수이다. 그 식은 다음과 같다헤닝 창함수의 이론적 근거4. 해밍 창함수(Hamming window)이 함수는 약간의 불연속성을 갖는 것을 제외하면 해닝 창함수와 거의 유사하다. 그 식은 다음과 같다.헤밍 창함수의 이론적 근거5.카이저 창함수(Kaiser window)카이저 창함수는 창함수 . 이것은 주어진 저지대역 감쇠하에서 주엽폭을 창함수이다. 이는 전이대역폭이 매우 가파르다는 것을 의미한다. 이 창함수는 J. F. Kaiser가 만들었고, 다음의 식으로 주어진다.[M,wn,beta,filter_type] = kaiserord([wp*fs/(2*pi) ws*fs/(2*pi)], [1 0], [10^(-Rp/20) 10^(-As/20)], fs,'cell') 함수를 통해 order M과 cutoff freq, beta, filter type을 구했으며, 과 kaiser 윈도우를 곱해 주파수응답특성을 확인할 수 있었다.2)시간함수와 특성표3.FIR 필터 설계* 설계 알고리즘1. 창함수법을 이용하여 각각의 FIR필터를 설계하고, 그 후 자신의 맞는 필터를 설계한다.2. Rectangular window, Hanning window, Hamming window, Kaiser window를 MAT LAB을 통하여 설계하여 보고, 입력신호에 따른 FIR 필터를 설계한다.3. 입력 신호 : 1kHz, 2kHz, 4kHz 신호가 섞인 신호(신호 길이 : 500)4. 샘플링 주파수 : 10kHz5. 필터 조건 : 3kHz 차단 주파수의 저역 (10차)6. 4khz의 차단주파수를 가진 저역통과여파기를 이용하여 복조신호를 처음 메시지 신호로변환한다.1. Fs=10000; % 샘플링 주파수???????????????N=500;???? % 샘플 개수????????????????t=[1:N]/Fs; % 시간 축 값????????????????w=[0:N-1]/N*Fs; % 주파수 축 값???????????????x=sin(2*pi*1000*t)+sin(2*pi*2000*t)+sin(2*pi*4000*t); % 입력신호???????????????s=abs(fft(x)); % 입력 신호에 대한 주파수 특성???????????????wn=3000/(Fs/2); % 차단 주파수 설정???????????????fcoeff=fir1(10,wn); % 필터의 계수 구하기????????????????[H W]=freqz(fcoeff,1,100); % 필터에 대한 주파수 특성????????????????w=W/pi*(Fs/2);???????????????x_filtered=filter(fcoeff,1,x);% 필터링 하기?? ???????????????????????figure % 그림 출력???????????????plot(w,abs(H)); % 필터의 주파수 특성????????????????title('FIR 저역 통과 필터 주파수 특성');figure????????????????subplot(211);???????????????plot(x); % 입력 신호 출력title('입력 신호 ');???????????????subplot(212);???????????????plot(x_filtered); % 필터링 된 신호?????????????????title('필터링된 신호 ');???????????????ww=[1:size(x,2)]/size(x,2)*Fs;???????????????figure???????????????subplot(211);???????????????plot(ww,s); %입력 신호 출력???????????????title('입력 신호의 주파수 특성');???????????????subplot(212);???????????????plot(ww,abs(fft(x_filtered))); % 필터링 된 신호?????????????????title('필터링된 신호의 주파수 특성 ');FIR 저역 통과 필터 주파수 특성입력신호와 필터링된 신호필터링 전과 후 신호의 주파수 스펙트럼 비교2. >>M = 45; As = 60; n=[0:1:M-1];>>beta = 0.1102*(As-8.7)beta = 5.6533>>w_kai = (kaiser(M,beta))';>>wc1 = pi/3; wc2 = 2*pi/3;>>hd = ideal_lp(wc1,M) + ideal_lp(pi,M) - ideal_lp(wc2,M);>>h = hd .* w_kai;>>[db,mag,pha,grd,w] = freqz_m(h,[1]);>>subplot(1,1,1)>>subplot(2,1,2);plot(w/pi,db);>>title('Magnitude Response in dB');grid;>>xlabel('frequency in pi units'); ylabel('Decibels')대역저지 필터의 크기 응답>> M = 45; As = 60; n=[0:1:M-1];>> beta = 0.1102*(As-8.7)+.3beta = 5.9533>> w_kai = (kaiser(M,beta))';>> wc1 = pi/3; wc2 = 2*pi/3;>> hd = ideal_lp(wc1,M) + ideal_lp(pi,M) - ideal_lp(wc2,M);>> h = hd .* w_kai;>> [db,mag,pha,grd,w] = freqz_m(h,[1]);% plots>> subplot(1,1,1);>> subplot(2,2,1); stem(n,hd); title('Ideal Impulse Response')>> axis([-1 M -0.2 0.8]); xlabel('n'); ylabel('hd(n)')>> subplot(2,2,2); stem(n,w_kai);title('Kaiser Window')>> axis([-1 M 0 1.1]); xlabel('n'); ylabel('w(n)')
2011학년도 1학기 “로봇제어시스템설계” 설계프로젝트 최종보고서1역진자 제어Control of Inverted Pendulum이지원(20042464), 김경준(20062450), 박용민(20062464), 양 충(20073855)Abstract : We controled inverted pendulum, use Linear Motion Servo Plants:IP02 of QUANSER.Co. Be used to Matlab Simulation. We could prove some theory(PID, MatLab) using IP02. And then we just controled about angle of pendulum.Keywords : IP02, Inverted Pendulum, MatLab, Electronic intelligence robot, Robot control systemI. 서론22011학년도 1학기 “로봇제어시스템설계” 설계프로젝트 최종보고서역진자 제어를 통해 이론으로만 배워왔던 제어공학을 IP02와 MatLab를 통해 실제로 확인을 하고, 또한 PID 설계를 통해 제어공학의 실질적인 기초지식을 쌓을 수 있다.역진자를 이용한 제품 중의 가장 대표적인 예로 Segway를 들 수 있다. Segway는 2001년 미국의 발명가 Dean Kamen이 개발한 1인용 탈것으로 탑승자가 서서 타며 균형 Mechanism을 이용하며 전기모터로 구동된다.II. 개발 목표와 설계 사양1. 개발 목표불안정한 Bar를 수직으로 세워 평형 상태를 유지하는 Inverted Pendulum 설계를 한다. x축 방향은 고려하지 않고,theta 만을 고려한다. (단,theta 는±5 ^{CIRC }미만이므로, 이에 따라cos theta APPROX 1,`sin theta APPROX 0으로 생각한다.)2. 설계 사양1) Inverted Pendulum 구성· Pole : 제어대상· Actuator part : pole의 제어에 필요한 구동력을 제공하는 부분.· 37kgL _{t}궤도 길이0.990mT _{c}이동길이0.814mP _{r}래크 마디 간의 거리1.664E-003m/toothr _{mp}모터기어 반경6.35E-003mN _{mp}모터 기어의 치수량24r _{pp}기어 반경 위치0.01482975mN _{pp}모터기어의 톱니 위치56K _{EC}IP02 cart엔코더의 해상도2.275E-005m/countm진자 질량0.2kgIII. 본론1. 개발 시스템의 전체 구성NOYESRightLeftNO시작Encoder 출력센싱수직안정 일치영역값 비교좌 Encoder보상모터 이동우 Encoder보상모터 이동이동거리 계산제한 영역침범보 정2. 수식 유도1) Inverted pendulum 운동방정식진자의 무게 중심 좌표를x _{G`} ,`y _{G}이라 하면 다음과 같은 수식이 나온다.x _{G} =x+lsin theta #y _{G} =lcos thetax _{G}는 레일의 초기 위치에서부터 진자의 x축 거리이고,y _{G}는 식과 같이 진자에서 카트까지의 수직거리이다.진자에 대한 수평 및 수직 방향 운동방정식과 수레에 대한 수평 방향과 수직 방향의 관성력을 각각 N, P 라 하고, 뉴턴의 제2법칙을 적용하면, 진자에 대한 수평 및 수직 방향 운동방정식과 수레에 대한 수평방향 운동 방정식은 다음과 같이 구해진다.뉴턴의 제2법칙 - 가속도의 법칙sum _{} ^{} F`:`Mx ^{''} +bx ^{'} +mx'' _{G} =Fsum _{} ^{} M`:`mx'' _{G} `lcos theta -my'' _{G} `lsin theta =mglsin thetamx'' _{G} =m {d ^{2}} over {dt ^{2}} (x+lsin theta )=N#my'' _{G} =m {d ^{2}} over {dt ^{2}} (lcos theta )=P-mg#M`` {d ^{2}} over {dt ^{2}} x=F-N g는 중력 가속도이고 m단위로 하기 때문에 9.8N/m이다. 진자 막대의 질량을 무시할 때, 진자와 막대의 무APPROX P-mg#M {d ^{2}} over {dt ^{2}} x=F-N` -> `Mx '' =F-N#I theta '' =Hlcos theta -Vlsin theta =0` -> `H APPROX P theta위와 같이 정리되고, 다음과 같은 선형 방정식을 얻을 수 있다.(M+m)x '' +ml theta '' =F#mx '' +ml theta '' =mg theta (단, 이 모델은theta 와` theta ''가±5° 미만일 경우만 성립)다음으로 외부 힘과 토크의 관계식을 대입하여 전개하면 다음과 같이 모터 상수와 모터인가 전압을 입력으로 가지는 새로운 식이 완성된다.(M+m)x '' +ml theta '' +( {2 pi } over {r} ) ^{2} {k _{m}} over {R} x= {2 pi } over {r} {k _{m}} over {R} V(t)#mx '' +ml theta '' =mg theta여기서F _{v} = {2 pi } over {r} {k _{m}} over {R}이라 두고,F _{r} =( {2 pi } over {r} ) ^{2} {k _{m}} over {R}이라 하면 위 식은 다음과 같이 간략화 된다.(M+m)x '' +ml theta '' +F _{r} x=F _{v} V(t)#mx '' +ml theta =mg theta2) 상태 공간 방정식위 식에서x _{1} = theta ,``x _{2} = theta prime ,``x _{3} =x,``x _{4} =x prime 이고, u=V이면 다음과 같은 상태 공간 방정식을 나타낼 수 있다.{bmatrix{x prime _{1}#x prime _{2}#x prime _{3}#x prime _{4}}} = {bmatrix{0&1&0&0#{(M+m)g} over {M`l}&0&0&{b} over {M`l}#0&0&0&1#- {mg} over {M}&0&0&- {b} over {M}}} {bmatrix{x _{1}#x _{2}#x _{3}#x _{4}}} + {bmat 유도MatLab으로 Simulation을 하기위해 위에서 구한 식을 S-domain Transfer Function으로 변환해야 한다.>> A=[0 1 0 0; 13.37 0 0 0.177; 0 0 0 1; -3.49 0 0 -0.175];>> B=[0 -0.00353 0 0.353]';>> C=[1 0 0 0; 0 0 1 0];>> D=[0 0]';(단, D는 뒤의 ss2tf함수 사용을 위해 사용하였음.)>> [num,den]=ss2tf(A,B,C,D)num =0 1.8041e-015 -3.5300e-003 6.1863e-002 00 -2.7756e-017 3.5300e-001 -4.2188e-015 -4.7073e+000den =1.0000e+000 1.7500e-001 -1.3370e+001 -1.7220e+000 0분자가 2개의 식으로 나타난 것을 볼 수 있다. 이는 cart의 위치와 Pendulum의 angle의 각각에 대한 transfer function이 구해진 것이다.이를 각각 나누면,>> sys=ss(A,B,C,D)>> systf=tf(sys)Transfer function from input to output...-0.00353 s + 0.06186#1: ---------------------------------s^3 + 0.175 s^2 - 13.37 s - 1.7220.353 s^2 + 1.568e-016 s - 4.707#2: -------------------------------------s^4 + 0.175 s^3 - 13.37 s^2 - 1.722 s5) 출력을 Graph로 확인>> t=[0:0.1:5];y=step(num,den,t);plot(t,y,'-'); grid< Step response of angle & position >위로 향하는 그래프가 angle의 응답이고 밑으로 향하는 그래프가 position이다.6) PID Controller 설계Transient response와 steady state error를 모ulse 응답을 각각 입력하여 출력응답을 알아 보았으며, 적분제어 I값을 크게하여 정상상태 오차는 거의 없으나 과도한 오버슈트가 발생하거나 시스템의 불안정으로 이어 지는것을 확인 할수 있다.kd=10;kp=10;ki=10;< x axis : time, y axis : amplitude>위와 거의 같은 PID계수에서 I값을 줄였으므로 과도한 오버슈트가 없어졌으나 약간의 정상상태 오차가 있음을 확인 할수 있다. 응답을 볼때 안정적인 시스템이라고 보이에는 어렵다.kd=20,kp=100,ki=1< x axis : time, y axis : amplitude>k _{p}값을 증가시켜 시스템이 안정적인 응답을 보인다. 1초이내의 빠른시간에 안정적인 상태를 확인 할수 있다. 그리고 미분제어 D값역시 증가 하였기 때문에 빠른 응답속도를 갖는다.계수들의 값들을 수정한 결과 위와 같이 그래프 변화가 생겼음을 확인하였고, PID컨트롤러를 사용하여 부착하지 않았을때보다 현저하게 다른 결과를 확인 할수 있다. unanle한 system에서 컨트롤러를 부착하여 우리가 원하는 데로 안정한 상태를 만들 수 있다.2) 목표대비 결과의 완성도완성도조사100%역할분담90%프로젝트이해90%보고서 작성85%발표 준비90%최종 완성90%VI. 결론 및 고찰1) 결론PID를 이용하여 Inverted Pendulum을 MatLab Simulation을 통하여 확인 할 수 있었다. 비례, 미분, 적분 제어를 통해 각각의 역할을 확인하며, 실제 산업에서의 중요도 또한 이해할 수 있었다. 수식의 이해에 어려움이 많았으며, 각도제어만 구성하였고, 위치제어까지 하지 못한 것이 아쉬웠다.2) 설게 구성요소 및 제한요소에 대한 자체 평가설계 구성요소설계 구성요소 항목에 대한 정의포함여부평가설계목표 합성법설계 목표에 타당한 설계사양을 설정하고 제시하였는지 여부Y, N합성개념설계 및 상세설계를 과정을 통하여 설계된 각 구성요소를 통합하여 전체 시스템을 구성하였는지 여부Y, N분석설계된 내용의 기술적 혹은 경제적 타당성998
2010 창작작품전 결과보고서작품명방문자 인지 전광판작품사진교과목교과목 명로봇센서응용실험지도교수최현칠소속기관인제대학교 공과대학학과전자지능로봇공학과학년3학번20062450총 연구기간2010.09.01~2010.11.02( 60 일간 )학과 내규에 따라 창작 작품전 결과보고서를 제출합니다.2000년 11월 29일성명 : 김 경 준인제대학교 전자지능로봇공학과목차1. 작품의 개요11-1. 개발 배경11-2. 국내?외 관련기술의 현황11-3. 개발 결과물의 활용방안22. 작품의 목표 및 내용22-1. 최종목표2,33. 개발 결과43-1.작품외형 43-2.출력문구53-3 주요 설계회로63-4 추진 일정73-5 총 개발비74. 작품 결과물의 활용방안85. 결론86. 소감80. 작품의 개요0-0. 개발 배경제품 홍보와 사람들의 시선을 끄는 데에 있어 시각적인 전달이 가장 효과적이라고 한다. 그를 보여 주듯이 요즘 광고와 길거리에는 전광판을 사용한 홍보가 바다를 이루고 있다. 뿐만 아니라 각종 전시회와 작은 제품 홍보에 있어서도 이목을 끌기 위해 화려한 색상과, 효과를 사용한 전광판이 사용 되고 있다. 이러한 사실들을 기반으로 무엇을 만들어 작품 전시회도 하고 방문자의 시선을 끌 수 있을까 많은 고민을 한 끝에 기존의 전광판의 기능에 플러스 하여 내가 만든 작품에 관심을 가진 방문자를 인지해서, DOT 매트릭스로 이를 표시 하는 기능을 갖는 전광판을 제작 하고자 한다. 지나치게 어렵지도, 그렇게 쉽지도 않은 작품이고 다른 어떤 작품보다 비주얼이 메인 기능이기 때문에 스스로를 홍보 할 수 있고 뿐만 아니라 학과 작품 전시회 홍보도 할 수 있는 1석 2조의 효과를 누릴 수 있을 것이라 생각한다.1-1. 국내?외 관련기술의 현황- 대형 LED전광판 시장 연평균 8.4%대 성장시장 조사기관인 Standard resources사에 의하면 2003년도 대형 led 전광판 시장은 9.3억 달러로 2000년 7.3억 달러 대비 연평균 8.4%대의 성장을 기록하였다. 이중 옥외용 광고판을 비롯한 풀컬러 led스크린 시장은 2003년 6.1억 달러로, 연평균 9.9%의 성장을 이루었다. 전세계 LED전광판 시장은 북미 43%, 유럽 28% 일본 13%, 한국을 비롯한 극동아시아 지역 8%, 기타 8%로 나눠져 있다. 활용 분야별로 보면 경기장용 전광판이 가장 높은 비율을 차지하며, 그 다음이 옥외 광고용 전광판, 이동용 전광판, 이벤트용 전광판 등이 뒤를 잇고 있다.- 시장 규모 600~700억원대로 추정LED 디스플레이 분야의 시장은 매우 광범위하여 작게는 숫자 및 문자의 소형 표시기에서 크게는 초대형 동영상 전광판에 이르며, 경기장용 전광판이 시장의 성장을 주도하고 있다. IMF 이후 내리막을 걷던 광고시장의 여파로 전광판 시장도 침체기를 겪었으나, 2002년 한일 월드컵을 계기로 전광판 수요가 급속히 확산되어 전광판에 대한 인지도가 크게 높아졌으며 수요도 급격히 증가했다. 그러나 최고 호황기였던 2002년 월드컵 시즌이 끝난 이후 국내 시장은 포화상태에 이르게 되었다. 당분간은 시장 조정기간이 될 것으로 예상된다. 2003년 국내 LED전광판의 시장은 600~700억원대로 파악되고 있으며, 풀컬러 전광판인 상업용 대형전광판, 경기장용 전광판과 텍스트 전용의 표시소자인 도로 교통정보시스템(VMS)실내용 문자전광판(MDS)등이 각각 1/4씩 시장을 형성한 것으로 보인다. 따라서 동영상용 풀 컬러 LED전광판 시장은 2003년 약 350억원 정도의 규모를 형성한 것으로 판단되며 2004년에는 월드컵 이후 위축된 시장이 조정되기 시작하면서 약 450억원의 시장을 형성하였다.국내 LED전광판 시장은 주로 광고업체와 지방자치단체가 목표 시장이며 업계간 수주 경쟁이 치열한 상태이다. 따라서 신규 수요가 제한적인 국내 시장보다 수익성 있고 신규 수요처 개발이 쉬운 해외시장 개척에 중점을 두고 있으며 해외 지사망이 폭넓은 종합상사를 이용한 수주에도 적극 나서고 있다.2-2. 개발 결과물의 활용방안■ 전시회나 작품전의 실내용으로써 제품 설명 등 간단한 DISPLAY가능■ 사람 인지 기능으로 관람객들의 이목을 끈다■ 광고 뿐만 아니라, 음악, 날씨 등(이퀼라이저, 날씨상태)다방면으로 활용가능1. 작품의 목표 및 내용0-0. 목표목표기능1.문구 표현2. 3color표시3. 양방향 쉬프트(updown)4. 다양한 효과5. 사람 인지 모드파트구분1.전 원 부2.데이터 스캔부3.데이터 입력부4.디스플레이부5.센 서 부파트내용전류소모가 크기 때문에 충분한 전원공급을 할 수 있도록 설계다이나믹 구동을 위해 디코더를 사용하여 데이터 스캔직렬 데이터 입력->병렬 출력을 위해 쉬프트 레지스터 사용모듈이 아닌 일반 도트 매트릭스 12개를 사용하여 구성수동 모드일때 거리감지 센서로 관람객 인지궁극적인 목표로는 전자회로, 전자회로실습시간과 전자응용회로설계, 로봇센서응용실험 시간에 배운 이론 내용과 실습내용을 작품에 접목 시켜 학습한 내용들을 극대화 시키고, 실제 구현 한다. 그리고 4학년을 앞둔 1인 1 졸업 작품이라는 것에 큰 의미를 담아, 3년 동안 대학생활을 하며 학습하고 익힌 기술들을 쏟아 부어 결과물을 도출 한다. 작품 전광판 자체로만의 목표는 첫째, 디지털 이론과 아날로그 이론을 하나의 작품에 구현하고, 둘째, 다양한 MCU를 사용해본다. 셋째, 전광판 글자를 디스플레이 하여 개인의 홍보뿐만 아니라 학과 작품 전시회를 홍보한다.전체 전광판 사이즈는 16*48의 도트매트릭스 전광판이다. 디코더를 사용한 다이나믹 구동으로 글자 디스플레이를 할 것이며, 모듈이 아닌 일반 도트매트릭스를 74HC595라는 8BIT 쉬프트 레지스터를 사용하여 모듈화 시키고, 도트매트릭스가 지원하는 3가지 색상을 모두 출력한다. 빨강, 초록, 주황(빨강+초록)을 출력하여 디스플레이 하고, 일반 전광판과는 다르게 위에서 아래로, 아래에서 위로 글자를 쉬프트 시킨다. 그리고 글자를 뒤집어서 쉬프트 시키는 기능도 가진다. 추가적으로 인체감지 센서를 사용하여 방문자가 작품에 관심을 가져 가까이 올 경우 센서가 사람을 인지한다. 방문자가 인식되면 “WOW"라는 문구를 출력 하여 방문자에게 깊은 인상을 심어준다. 디스플레이할 문구의 순서는 I.N.J.E.->전자과->HELLO->김경준->♥♡♥이고, 색상은 쉬프트와 동시에 계속해서 바뀐다. 스태틱 방식과는 다르게 다이나믹 구동은 글자 하나하나의 데이터를 입력해야 하는 큰 단점이 있지만, 말 그대로 다이나믹한 효과를 구현하고자 한다.2. 개발 결과물3-1. 창작작품 외형작품 외형 사진그림1. 정면그림2. 측면1그림3. 바닥면그림4. 측면2그림5. 위에서 내려다본면그림6. 작품 내부그림7. 전원스위치 및 모드 선택스위치그림 8. 방문자 감지 센서3-2. 전광판 출력 문구출력 문구색상 : 주황 -> 빨강효과 : 위->아래 쉬프트색상 : 빨강 -> 초록효과 : 위->아래 쉬프트색상 : 빨강 -> 초록효과 : 위에서 아래로 쉬프트와 동시에 깜빡임색상 : 빨강 -> 주황->초록효과 : 위래서 아래로 쉬프트, 아래에서 위로 글자 뒤집어 쉬프트색상 : 주황 -> 초록->빨강효과 : 아래에서 위로 쉬프트, 위에서 아래로 뒤집어서 쉬프트■ 전체 효과 : 처음에 빠른 속도로 쉬프트 하다 점점 느려진다. 그리고 다섯 문구 중 하나에서 다시 쉬프트 속도가 빨라 진다.■ 효과 종류 : 깜빡임, 색 변경, 문구 뒤집기, 색넣어 깜빡임, 미끄러지듯 출력 등■ 자동모드에서는 계속해서 글자가 출력되고, 수동 모드일때는 센서에 감지되면 문구출 력을 한다.3-3. 작품 주요 설계 회로일련번호개발내용추진일정기간(주)9월10월11월1주2주3주4주1주2주3주4주1주2주3주1자료조사72필요 기능 설정23구조 도안34부품 선정251차 회로도 설계26펌웨어 프로그래밍27외형 제작281차 시작품 완성 및 테스트191차 시작품 문제점 수정(회로 재설계 등)210중간보고서 작성 및 발표1112차 시작품 완성 및 테스트2122차 시작품 문제점 수정(회로 재설계 등)213결과보고서 작성,발표114작품전 전시13-3. 추진 일정품 명수량(개)단가(원)합계(원)사 이 트비 고AVR2561AVR MEGA 2561 모듈(AM-2561PRO)12800028,000http://www.devicemart.co.kr도트매트릭스(8*8)FYM-19881FSG-1112400048,000http://www.devicemart.co.kr디코더74HC138(DIP)2200400http://www.devicemart.co.kr8bit쉬프트 레지스터74HC595(DIP)122002,400http://www.devicemart.co.kr단면기판BA12-100x300-단면230006,000http://www.devicemart.co.kr스위치Toggle스위치(SRLS-102-A4)1900900http://www.devicemart.co.krpnp trKTA1273(10개)161502,400http://www.devicemart.co.kr아크릴(5t)285x425(mm)3500015,000http://www.devicemart.co.kr레귤레이터Switching Regulator, 3A/5V1300300http://www.devicemart.co.kr합계103,4003-4. 총 개발비4. 작품 결과물의 활용방안LED는 친환경 적이고 에너지 절약을 할 수 있는 각광받는 분야이다. 시대를 반영하여 연구 결과물은 이를 사용한 작품이고, 주요 기능은 거리감지 센서를 사용하여 방문자가 감지 되었을 때 동작하도록 만들었다. 물론 실외용 전광판은 항상 ON되어 사람들의 이목을 끌 수 있어야 겠지만, 실내용 전광판으로 만들었기 때문에 충분히 활용 가능하다고 판단된다. 무인주유소, 실내 전시회, 슈퍼마켓실내, 차량 전화번호 알리미 등에서 방문자가 감지되었을 때 특정 제품의 설명이나 사용법 등을 알려 줄 수 있다. 뿐만 아니라 자동모드와 수동모드 설정을 선택할 수 있도록 제작하였기 때문에 전광판 본래의 기능에도 충실할 수 있다. 그 활용도는 무궁무진 하다.