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졸업작품 안전승강기

안전 승강기 2005760099 민경화 2005290002 김동현목 차 1) 주제선정의 필요성 2) 설계의 구성도 3) 설계의 동작도 4) 설계의 필요사항 5) 설계 일정표 6) 주요 결과물 7) 문제점 및 결론1) 주제선정의 필요성 국내에 승강기가 도입된 지 100 년이 넘었지만 여전히 추락사고 발생 노인 장애인 어린이2) 설계의 구성도 MCU: 중앙 처리기능 층 이동 : 음성인식과 버튼을 이용해서 이동 모 터 부 : 이동 층수에 따라 속도를 제어 통신 : 단선 시 또는 층수 어긋났을 시 작동 센 서 부 : 도착 층에 조금 위로 또는 아래로 내려갔을 시 바로 잡음3) 설계의 동작도 음성입력과 버튼 음성인식모듈 ,LED 켜짐 승강기 작동 MCU 모 터 부 저장된 음성이 아닐 시 통 신 부 : 단선되었을 시 단선되었다는 걸 알림 센 서 부 : 해당 층에 제대로 도착했는지 확인 그렇지 않을 시 통신부로 알림 노트북에 화면이 뜸 솔레노이드를 이용 , 체인에 검4) 설계의 필요사항스텝 모터 데이터 시트 제작사 : 새한 전자토크 곡선4) 설계의 필요사항솔레 노이드의 기본적인 구성적외선 센서 데이터 시트 ( 수광부 ) 제작사 : AUK Semiconductor4) 설계의 필요사항 ( 적합한 부품 선정기준 ) 음성인식모듈 : 크기가 작고 에너지 소비가 적다 , 화자종속방식으로 사용 포맥스 사용 : 아크릴보다 내구성에서 좋고 가볍기 때문 모터 : 스텝모터를 사용하는 이유로는 펄스에 의해 회전이 결정되므로 제어하기 쉬움 지그비 : 블루투스에 비해서 전력소모가 적고 , 간편하게 사용 , 비용에서도 적음 .4 ) 설계의 필요사항 ( 사양 소개 ) 기능 사양 목표 컨트롤러 AT MEGA 128 모 터 부 스텝모터 층 이동 음성인식 , 버튼 층 인식 모터제어 , LED 층 표시 7-segment 제동장치 전자석 , 소형 솔레노이드 엘리베이터 포 맥 스 층 높이 5 층 통신 지그비 센서 적외선 센서5 ) 설계 일정표 3 4 5 6 7 8 9 10 주차 1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3 4 주제선정 부주제선정 / 자료수집 재료구입 / 회로설계 외형 신호입력 / 컨트롤러 모터 제동장치 센서 통신 프로그램 수정 및 발표6) 주요 결과물6) 주요 결과물6) 주요결과물6) 주요 결과물6) 주요 결과물6) 주요 결과물 MAIN:CALLDISP1; 첫 시작은 1 층부터 . F1:CALLPUSHS; 버튼 함수 호출 . CBIPORTC,3;1 층 LED 는 소등 CALLFLAG; 타 층 플래그 유무 체크 . SBISPORTA,2 ; 버튼 누름 플래그 체크해서 있으면 스킵 ... JMPF1; 없으면 F1 로 분기 . CALLD10MS DECR20; 타이머 감소 . BRNEF1 UP2:CALLUP; 상승 . CALLDISP2;2 층 SBISPORTC,4;2 층 플래그 셋트이면 스킵 . JMPUP3; 아니면 3 층으로 출발 . F2:SBISPINA,1 ; 끊음 스위치를 누르지 않으면 다음 명령 스킵 . JMPBLINE; 누르면 스킵 못하고 BLINE 로 분기 . CALLPUSHS ;2 층에 멈춰서 층 누름 및 음성함수호출 . CBIPORTC,4;2 층 LED 는 소등 . CALLFLAG; 타 층 플래그 유무 체크 . SBISPORTA,2; 버튼 누름 플래그 체크해서 있으면 스킵 ... JMPF2; 없으면 F2 로 분기 . CALLD10MS DECR20; 타이머 감소 . BRNEF2 SBICPORTC,7;5 층 ? JMPUP3 SBICPORTC,6;4 층 ? JMPUP3 SBICPORTC,5;3 층 ?. JMPUP3 SBICPORTC,3;1 층 ? JMPDOWN16) 주요 결과물 VOICE:INAL,PINC ; 음성 출력을 읽어와서 ...... CPIAL,0B00000110 ;1 인가를 비교해서 ... BRNENEXT1 ; 아니면 NEXT1 로 브렌치함 . JMPSW1 NEXT1:CPIAL,0B00000101 ;2 인가 . BRNENEXT2 JMPSW2 NEXT2:CPIAL,0B00000100 ;3 인가 BRNENEXT3 JMPSW3 PUSHS: CALLDANGER ; 승강기가 각층에 정확히 멈췄는지 체크 . PUSHSS:CALLVOICE SBISPINA,3 ;1 스위치를 누르지 않으면 다음 명령 스킵 . JMPSW1 SBISPINA,4 ;2 스위치를 누르지 않으면 다음 명령 스킵 . JMPSW2 SW1: SBIPORTC,3 ;1 층 LED ON CALLFLSW RET SW2: SBIPORTC,4 ;2 층 LED ON CALLFLSW RET FLSW:SBIPORTA,2 RET FLAG:INAH,PORTC CPIAH,0B00000000 ;0 인가를 비교해서 ... BRNERET1;0 이 아니면 RET1 으로 분기 . CBIPORTA,2 RET1:RET6) 주요 결과물 BLINE:CALLFREE CALLTX0_STRING; 지그비로 문자열 출력함수 호출 . .db ---broken LINE--- ,0x0D,0x0A,0,0 ; 지그비 출력 . CALLD500MS SBI PORTA,0 CALLD5SEC CBIPORTA,0 CALLD5SEC JMPSTART2 DANGER: SBISPINE,2;5 층에 승강기 없으면 다음명령 스킵 . CBIPORTE,7; 어느 한 층에 정확히 멈추면 플래그 클리어됨 . SBISPORTE,7;(PORT 로 했을 때 정상 ) 플래그가 클리어 안됐으면 지그비 출력 . RET CALLTX0_STRING; 지그비로 문자열 출력함수 호출 . .db DANGER !! ,0x0D,0x0A,0,0 ; 지그비 출력 . CALLD500MS;0.5 초 간격 출력 . RET UP:LDIR18,0X75 ; 오름 동작 함수 , UPP:LDIAL,0B11110001 ; 모터 상발생 정보 . CALLMOTOR; 모터출력 함수 호출 . LDIAL,0B11110010 ; 모터 상발생 정보 . CALLMOTOR LDIAL,0B11110100 ; 모터 상발생 정보 . CALLMOTOR LDIAL,0B11111000 ; 모터 상발생 정보 . CALLMOTOR DECR18 BRNEUPP RET; 호출한 곳으로 복귀 . MOTOR: OUT PORTD,AL ; 모터 출력 함수 . CALL D5MS RET7 ) 문제점 및 결론 추가기능으로 인해서 예상되는 시간과 비용이 많이 들었음 . 잡음과 소음 때문에 완벽한 음성인식은 없음 . 모터 드라이브 회로는 인터넷과 선배님들의 조언을 듣고 진행을 했음 . 뒤늦게 통신과 센서를 적용시킴에 있어 선행학습이나 준비가 다른 기능에 비해서 부족한 탓에 많은 어려움 . 최초에는 속도조절과 음성인식이라는 기능을 주제로 잡았으나 , 후반부에 들어서면서부터 안전이라는 기능을 중심으로 진행하였음 . 현재 1,2 호기 두 대의 작품을 한대로 결합하기로 결정 . 앞으로의 시간이 넉넉하지 않은 만큼 신속하게 진행 하는데 어려움을 겪었음 .{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2012.05.25| 23페이지| 20,000원| 조회(297)

음성인식, 잡음, 지그비, 승강기, 설계의 구성도, 설계의 동작도, 설계의 필요사항, 설계 일정표

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졸업작품 안전 승강기

안전 승강기정보제어공학과2005760099 민경화 2005290002 김동현목차Ⅰ. 서론 ·········3 pageⅡ. 기초 자료Ⅱ-1 작품 계획도 및 구성 ·········5 pageⅡ-2 엘리베이터 설계 및 내부?외부 구조 ·········6 pageⅡ-3 전자석과 솔레노이드 ·········7 pageⅡ-4 ATmega128의 특징 및 핀 구조 ·········10 pageⅡ-5 스텝 모터 ·········13 pageⅡ-6 음성인식 ·········16 pageⅡ-7 적외선 센서 ·········17 pageⅡ-8 Zigbee ·········19 pageⅢ. 작품 기능Ⅲ-1 회로도 ·········25 pageⅢ-2 7-segment ·········26 pageⅢ-3 음성인식 ·········26 pageⅢ-4 모터 드라이브 ·········27 pageⅢ-5 센서 ·········27 pageⅢ-6 버튼과 LED ·········28 pageⅢ-7 제작 일정표 ·········28 pageⅣ. 실험Ⅳ-1 외형 ·········29 pageⅣ-2 버튼과 LED ·········30 pageⅣ-3 음성인식과 컨트롤러 ·········32 pageⅣ-4 모터 ·········33 pageⅣ-5 제동장치 ·········34 pageⅣ-6 센서 ·········35 pageⅣ-7 통신 ·········36 pageⅤ. 결과 고찰 ·········37 pageⅥ. 결론 ·········38 pageⅦ. 참고 문헌 및 사이트 ·········38 pageⅧ. 프로그램 ·········39 page제Ⅰ장 서 론Ⅰ- 1 작품배경 및 필요성1910년 우리나라에 최초의 승강기가 도입된 이후, 지난 100년간 경제발전과 함께 다양한 승강기가 여러 가지 목적으로 우리 생활에 사용되어 왔다. 2010년 기준으로 국내에 설치되어 있는 승강기 댓 수는 약 42만 여대로 꾸준히 증가하는 추세이다.한국 승강기 안전 관리원 http://www.kesi.or.kr 참조증가하는 승선을 감아 솔레노이드를 만들 경우 도선이 일직선일 때 생성되었던 자기장들이 같은 방향으로 정렬되면서 솔레노이드의 자기장이 벡터 합으로 구해진다.절연된 동선에 전류를 통하면 발생하는 자장을 이용하여 금속 Plunger의 위치를 이동시킴으로서 금속부품 주변에는 Coil에 의해 자속경로가 형성되어 최고의 흡인력을 얻을 수 있다.Ⅱ-4. ATmega128의 특징 및 핀 구조ATmega128 핀은 같은 핀도 여러 가지 기능으로 사용가능하도록 되어 있다. 여기에서는 ATmega128핀의 기본적인 I/O 기능에 대해서만 설명한다.VCC5V 전원을 공급한다.GND그라운드 핀이다.PORT A포트 A는 반이중 I/O 포트로 내부 풀업저항이 있다. 입력포트로써 포트A는 내부 풀업이 동작할 경우 외부적으로 풀 다운되어야 한다. 포트A는 클럭이 동작하지 않더라도 리셋 상태이면 HIGH나 LOW가 아닌 Tri-stated 상태가 된다.PORT B포트 B는 반이중 I/O 포트로 내부 풀업저항이 있다. 입력포트로써 포트B는 내부 풀업이 동작할 경우 외부적으로 풀 다운되어야 한다. 포트B는 클럭이 동작하지 않더라도 리셋 상태이면 HIGH나 LOW가 아닌 Tri-stated 상태가 된다.PORT C포트 C는 반이중 I/O 포트로 내부 풀업저항이 있다. 입력포트로써 포트C는 내부 풀업이 동작할 경우 외부적으로 풀 다운되어야 한다. 포트C는 클럭이 동작하지 않더라도 리셋 상태이면 HIGH나 LOW가 아닌 Tri-stated 상태가 된다.PORT D포트 D는 반이중 I/O 포트로 내부 풀업저항이 있다. 입력포트로써 포트D는 내부 풀업이 동작할 경우 외부적으로 풀 다운되어야 한다. 포트D는 클럭이 동작하지 않더라도 리셋 상태이면 HIGH나 LOW가 아닌 Tri-stated 상태가 된다.PORT E포트 E는 반이중 I/O 포트로 내부 풀업저항이 있다. 입력포트로써 포트E는 내부 풀업이 동작할 경우 외부적으로 풀 다운되어야 한다. 포트E는 클럭이 동작하지 않더라도 리셋 상태이면 HIGH나 LOW가 아닌다. 그리고 코일에 직류를 흐르게 함으로써 고정자는 자화되고 회전자를 A상과 A'상, B상, B'상은 감은 방향이 반대로 되어 있으며, 반대의 극성이 발생한다. 각 상씩 할 때의 또한 스텝 각이 1.8도의 일반적인 4상 모터에서는 회전자 쪽에는 50회전자 이빨, 고정자 쪽에는 48의 고정 이빨이 각각 등 간격으로 S극 쪽을 A상이 여자 된 위치이다.각 상의 여자가 되었을 때의 극의 상태 고정자 이빨과 회전자 이빨과 관계Ⅱ-5.2 스테핑 모터 구동법그림은 유니폴라 구동회로의 예이다. 각각의 코일에 1개의 트랜지스터가 접속되고 트랜지스터를 ON하는 것으로서 각 코일에 전류를 흐르게 한다. 또 그림에서 와 같이 1방향만의 코일에는 전류 ( A' -> A, A' -> A, B' -> B, B' -> B ) 밖에 흐르지 않는다. 이와 같이 코일에 1방향밖에 전류가 흐르지 않기 때문에 유니폴라(편극성)코일에는 동일 시간에 A상, A상 혹은, B상, B상의 한쪽 밖에 전류를 흘리고 있지 않으므로 저속영역에서는 토크를 크게 취할 수 없다는 결점이 있으나 모터 전원 회로를 포함시켜 회로 구성을 가장 간단히 할 수 있는 점에서 가장 널리 이용되고 있다.스테핑 모터의 구동으로 는 전술한 것과 같은 간단한 구성으로 끝나는 유니폴라구동 이외에 회로는 복잡하지만 저속 영역에의 토크를 개선하는 바이폴라구동이라는 방법이 있다. 이 바이폴라구동은 모터의 코일에 교대로 전류를 흘리도록 드라이브한다. 그림은 브리지 형이라고 불리 우는 바이폴라 구동회로를 나타낸다. 회로에서처럼 유니폴라 구동과 비교하여 2개의 트랜지스터를 필요로 한다.Ⅱ-6. 음성인식음성인식은 인간의 음성에 포함되어 있는 언어정보를 자동으로 추출하여, 원하는 사람에게 필요한 정보를 제공해주는 기술을 말한다. 즉, 마이크, 헤드셋, 전화기 등을 통하여 시스템에 입력된 음성의 특징을 분석하여 이 음성명령에 대한 특정한 동작을 수행하는 기술이라 할 수 있다.음성입력 : 사람의 목소리를 마이크 또는 헤드셋을 이용하여 입력.음성검출 : 100M까지 20~250Kbps의 전송 속도를 지원하며 2.4GHz에서 하나의 무선 네트워크에 255대의 기기연결이 가능, 최대 6만5천개의 노드를 확장해 연결할 수 있다.② 멀티 홉 기능Zigbee는 멀티 홉 기능이 지원돼 데이터 전송 성공률이 높다는 것도 특징이다. 스타, 클러스터 트리, 메시 네트워크를 구성할 수 있는데, 현재 Zigbee의 메시 네트워크를 지원할 수 있는 벤더는 드물지만 메시 노드가 되면 최소 6홉에서 최대 255홉까지 멀티캐스트가 가능해 99.99%의 통신성공률을 보장할 수 있다. 또한 메시 구조는 리더기를 일 대 일이 아닌 일 대 다로 물릴 수 있어 리더기가 하나만 있어도 멀티 홉으로 확장성 있는 네트워크를 구성할 수 있기 때문에 소량의 전력으로 수천 개의 장치를 지원할 수 있어, 투자비를 줄이면서 유연한 네트워크 구성이 가능하다. 이밖에도 Zigbee 메시 네트워크는 데이터 생성, 수정, 확장, 이동 및 128비트의 AES를 이용한 보안 관리시스템으로도 정의내릴 수 있어 보안성에도 탁월한 정점을 갖고 있다.③ 상황인지 기능Zigbee는 위치기반 서비스에 다양하게 응용될 수 있다는 것도 장점이다. 예를 들어 집안의 온도조절센서에 Zigbee를 적용한다면 온수를 욕조에 받을 때 목욕하기 적당한 온도로 수온을 맞춰줘 온도가 내려가면 물을 더 따뜻하게, 온도가 너무 뜨거우면 수온을 자동으로 낮추는 등의 상황인지가 가능하다. 바로 이 점이 RFID보다 Zigbee가 광범위하게 확산될 수 있는 점인데, RFID가 단순히 정보를 전달해주는 중간단계의 역할밖에 수행할 수 없는 반면 Zigbee는 센서 기능을 포함해 능동적이며 상황에 맞게 정보들을 수집해서 뿌려줄 수 있다.④ 칩 개발의 용이성칩 개발에 있어서도 블루투스 정도의 복합 기능 구성이 요구되지 않아 타임 투 마켓이나 응용분야의 확장성에서 큰 장점을 가진다. 이런 Zigbee 기술은 지능형 홈 네트워크, 빌딩 및 산업용 기기 자동화, 물류/환경 모니터링, 휴먼 인터페이스, 텔레매틱스, 군가는 버튼까지 하게 되면 비용도 많이 들고 ATmega128을 한 개 더 사용해야하고 외형을 다시 해야 하기 때문에 여태까지 했던 것을 무시하고 다시 하게 되는 꼴이 되기 때문에 추가적으로 설계를 했습니다.Ⅲ-7. 제작일정표Ⅳ. 실험Ⅳ-1. 외형왼쪽에 있는 사진은 외형의 완성형이고 오른쪽에 있는 사진은 모터의 진동을 막기 위해 잡아주는 외형을 제작하였습니다. 줄은 낚시 줄로 하였습니다. 밑에 판에 회로를 구성하고 엘리베이터 뒤에는 모터를 구동하는 드라이브 회로를 장착해 놓았습니다.모터의 진동을 막기 위해서 지지대를 포맥스로 만들고 결합을 시킨 사진엘리베이터에 설치된 체인의 사진과 간단한 제작 사진왼쪽에 있는 사진은 car에는 위에 솔레노이드를 달고 체인 때문에 뒤에 부분을 체인규격에 맞게 잘랐습니다. car의 전원은 베터리 형식으로 공급을 합니다. 오른쪽에 있는 사진은 제동장치에 사용된 솔레노이드 사진입니다. 버튼을 누르면 추락해서 솔레노이드가 나와서 엘리베이터를 잡아주는데 결정적인 역할을 합니다.Ⅳ-2. 버튼, LED왼쪽에 있는 사진은 층 표시를 하는 LED이고 오른쪽에 있는 사진은 엘리베이터를 움직이게 할 수 있는 버튼입니다.주 기능에 대해서 설명을 하자면 각 층당 버튼을 달고 버튼을 누르면 그 해당 층으로 이동을 합니다. 층 표시는 LED로 해당 층을 누르거나 말을 하면 점등하여 해당 층으로 동작을 하게 됩니다. 도착을 하게 되면 소등을 하고 다음 명령을 기다립니다. 예를 들면 2층을 누르면 2층 LED가 켜지고 2층으로 이동을 합니다. 도착하면 LED는 소등되고 다음 명령을 기다립니다. 4층 먼저 누르고 2층을 눌렀을 때 올라가는 방향이기 때문에 2층에 먼저 선 다음 4층으로 가게 됩니다. 5층에서 1층 누르고 나중에 2층을 눌러도 마찬가지로 2층 먼저 서게 되고 1층에 서게 됩니다. 누르는 순서대로 운행을 하게 되면 전력이 크게 소모가 되기 때문에 전력소모를 줄이기 위해서 그런 식으로 했고 실제 엘리베이터도 그렇게 작동이 됩니다. 버튼과 음성의 신호가

공학/기술| 2012.05.25| 50페이지| 20,000원| 조회(782)

음성인식, 지그비, Zigbee, 엘리베이터 설계, 승강기, 안전 승강기, 전자석과..

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