KR102113726B1

KR102113726B1 - 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템

Info

Publication number: KR102113726B1
Application number: KR1020180130214A
Authority: KR
Inventors: 조영식
Original assignee: 주식회사 프론트유
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2020-05-21
Anticipated expiration: 2038-10-29
Also published as: KR20200048281A

Abstract

본 발명은 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 페이퍼를 재료로 이용한 복수의 구조물을 구비하여 미니 시티를 건설해보는 토이 시스템에 관한 것으로써, 페이퍼 크래프트(craft)를 바탕으로 제작된 복수의 구조물을 미니 시티의 베이스플레이트(Baseplate)에 배치하여 미니 시티를 건설하며, 상기 복수의 구조물에는 전자엘리먼트를 결합하여 제어보드를 통해 전자엘리먼트를 제어하는 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템에 관한 것이다.
본 발명을 통해, 협업이 가능하도록 2개 이상의 미니 시티를 유무선으로 연결하여 동작하도록 하여 각각의 미니 시티 건설자들이 협업을 경험할 수 있도록 토이 시스템을 제공하는 효과를 제공한다.
또한, 각 구조물에 전자엘리먼트를 결합하도록 하여 생활환경과 전자 제품간의 조화와 기능에 대한 개념을 심어주는 효과를 제공한다.
또한, 급속한 변화 속에 발전하며 창의성이 가미되는 세계적인 종이 공작분야에 대하여 신속한 대응 능력을 갖춘 인재를 양성하는 효과를 제공한다.

Description

소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템{Software Coding Educational Archives Smart Mini City System}

본 발명은 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 페이퍼를 재료로 이용한 복수의 구조물을 구비하여 미니 시티를 건설해보는 토이 시스템에 관한 것으로써, 페이퍼 크래프트(craft)를 바탕으로 제작된 복수의 구조물을 미니 시티의 베이스플레이트(Baseplate)에 배치하여 미니 시티를 건설하며, 상기 복수의 구조물에는 전자엘리먼트를 결합하여 제어보드를 통해 전자엘리먼트를 제어하는 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 관한 선행문헌으로는 특허문헌 1 내지 특허문헌 3이 있다.

상기 특허문헌 1은 여러 장의 종이 패널을 조립하여 만든 종이 패널을 이용한 조립식 입체 구조물에 관한 것이다.

종이 패널을 이용한 조립식 입체 구조물은, 모형을 만드는 놀이 과정에서 아이들의 두뇌개발 및 성취감을 느낄 수 있도록 함과 동시에, 완성된 구조물의 외면에 다양한 그림을 그릴 수 있도록 하여 만들기와 그리기 놀이를 동시에 할 수 있는 이점이 있을 뿐만 아니라, 완성된 입체 구조물은 아이들의 놀이공간으로 계속적으로 이용될 수 있는 장점이 있다.

상기 특허문헌 2는 페이퍼 토이용 입체 구조물에 관한 것으로서, 상세하게는 인간이나, 캐릭터, 생물 혹은 특징적인 의미를 지닌 사물을 입체적으로 형상화하여 표현하고, 유아나 아동의 기호 또는 교육의 목적에 따라 다른 페이퍼 토이용 구조물과 유기적으로 결합되어 다양한 구조로 형상화하는 페이퍼 토이용 입체 구조물에 관한 것이다.

상기 특허문헌 3은 음악 또는 들려주는 이야기를 재생하기 위한 장난감, 및 오디오 정보를 재생하기 위한 디바이스, 및 이미지, 비디오 또는 3D 정보를 재생하기 위한 디바이스, 및 소프트웨어를 실행하기 위한 디바이스, 및 장난감 또는 그러한 디바이스 및 식별 캐리어를 포함하는 시스템, 및 또한 오디오 정보를 재생하기 위한 방법, 및 이미지, 비디오 또는 3D 정보를 재생하기 위한 방법, 및 소프트웨어를 실행하기 위한 방법, 및 또한 식별 캐리어에 관한 것이다.

그러나, 상기한 종래 기술들의 문제점은,

어느 특정한 하나의 구조물에 관한 것으로서, 도시를 건설하기 위한 전반적인 감각을 키워줄 수 없으며, 복수의 구조물을 배치하는 능력을 키워주거나, 협업에 의한 협동 워크에 대한 감각을 길러줄 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 각 구조물에 전자장치를 설치하여 흥미를 유발하며, 각 전자장치가 서로 연결되어 유기적으로 동작하는 장면을 연출하기에 부족했다.

한편, 종래 아이들의 창의력을 함양시키는 제품들은 시제품 제작으로 종료되고 있었다.

이는 시제품 이후, 상용화 제픔을 생산하지 못하게 되는데, 이유는 제품 제작을 위한 금형 비용의 부담, 제품 생산 비용에 대한 부담이 크기 때문에 제작 및 생산 비용이 저렴한 제품 형태의 기술 개발이 필요한 실정이다.

대한민국등록실용신안공보 20-0406231(2006년01월09일) 대한민국공개특허공보 10-2017-0090274(2017년08월07일) 대한민국공개특허공보 10-2018-0105148(2018년09월27일)

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적으로는, 협업이 가능하도록 2개 이상의 미니 시티를 유무선으로 연결하여 동작하도록 하여 각각의 미니 시티 건설자들이 협업을 경험할 수 있도록 토이 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 목적으로는, 각 구조물에 전자엘리먼트를 결합하도록 하여 생활환경과 전자 제품간의 조화와 기능에 대한 개념을 심어주고자 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 급속한 변화 속에 발전하며 창의성이 가미되는 세계적인 종이 공작분야에 대하여 신속한 대응 능력을 갖춘 인재를 양성하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템은,

페이퍼로 이루어진 복수의 구조물;과

상기 복수의 구조물에 결합되는 전자엘리먼트;와

상기 복수의 구조물을 배치할 수 있도록 마련된 베이스플레이트(Baseplate);와

상기 전자엘리먼트를 제어하는 제어보드;를 포함하는 구성됨으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.

상기 구조물의 제작방법은

3D 모델링제작툴이 3D 모델링을 통하여 베이스 폼을 제작하는 기본모양제작단계(S110);와

입체모형제작툴을 이용하여 전개도면을 제작하는 전개도면제작단계(S120);와

외관도식툴을 이용하여 조립이 완성되었을 경우의 모형 외관을 장식할 장식 그림을 제작하는 외관도식작업단계(S130);를 통하여 제공된 구조물 컨텐츠 정보를 프린터에 제공하여 페이퍼 출력시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템은,

협업이 가능하도록 2개 이상의 미니 시티를 유무선으로 연결하여 동작하도록 하여 각각의 미니 시티 건설자들이 협업을 경험할 수 있도록 토이 시스템을 제공하는 효과를 제공한다.

또한, 각 구조물에 전자엘리먼트를 결합하도록 하여 생활환경과 전자 제품간의 조화와 기능에 대한 개념을 심어주는 효과를 제공한다.

또한, 급속한 변화 속에 발전하며 창의성이 가미되는 세계적인 종이 공작분야에 대하여 신속한 대응 능력을 갖춘 인재를 양성하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 구조물 제작단계를 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 풍차 구조물을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 구조물 제작단계에 의해 제작된 미니 시티의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 구조물 제작단계에 의해 에펠탑을 제작하기 위한 페이퍼크래프트의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템에서 도 2의 미니시티에 전자엘리먼트들이 결합되어 작동하는 실시예를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 전체 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 전자엘리먼트와 제어보드 간의 연결관계를 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 제어보드를 통해 제어되는 페이퍼 미니시티 구조물 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 복수의 구조물을 배치할 수 있도록 마련된 베이스플레이트(Baseplate)를 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 제어보드를 통해 제어되는 엘이디 램프 예시도이다.
도 11 내지 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 협업진행부를 통해 협업하는 예시를 나타낸 예시도이다.

본 발명인 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템은,

페이퍼로 이루어진 복수의 구조물;과

상기 복수의 구조물에 결합되는 전자엘리먼트;와

상기 전자엘리먼트를 제어하는 제어보드;를 포함하는 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 구조물의 제작 방법은,

이하, 본 발명에 의한 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.

본 발명인 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템은, 페이퍼를 재료로 이용한 복수의 구조물을 구비하여 미니시티를 건설해보는 토이 시스템이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 구조물 제작단계를 나타낸 흐름도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 구조물 제작단계는,

3D 모델링제작툴이 3D 모델링을 통하여 베이스 폼(입체모형)을 제작하는 기본모양제작단계(S110);와

구체적으로 설명하자면, 상기 기본모양제작단계(S110)는 3D 모델링제작툴이 3D 모델링을 통하여 베이스 폼(입체모형)을 제작하는데, 예를 들어, 메타스콰이어(Metasequoia) 또는 블랜더(blender)툴 등을 이용하여 3D 모델링을 통하여 베이스 폼(입체모형)을 제작하는 것이다.

예를 들면, 육면체의 주사위를 3D로 표현하는 단계이다.

상기 전개도면제작단계(S120)는 입체모형제작툴을 이용하여 전개도면을 제작하는 단계로서, 상기 기본모양제작단계(S110)에서 제작된 입체 모형(베이스 폼)을 이용하여 전개 도면을 제작하는 것이다.

예를 들어, 페이퍼크래프트(Paper craft)와 스케치업, 3DS MAX와 같은 툴을 이용하여 제작할 수 있다.

상기 예에 따르면 6면을 가진 주사위의 전개도가 마련된다.

페이퍼크래프트에 의한 전개도면은 수많은 제작자들에 의하여 급속히 제작되어 보급 전파되고 있으므로 전세계에 수많은 취미 그룹들에 의하여 제작되고 변형되어 왔기에 본 발명에 의하여 신속히 적응할 수 있는 대처 능력을 함양할 수 있다.

이후, 외관도식작업단계(S130)는 외관도식툴을 이용하여 조립이 완성되었을 경우의 모형 외관을 장식할 장식 그림을 제작하는 단계이다.

즉, 모형에 입혀질 외관을 장식할 장식 그림들을 예를 들어, 포토샵을 이용하여 제작하게 되는 것이다.

상기와 같은 구조물 제작단계를 거치게 되면, 도 2에 도시한 바와 같은, 풍차 구조물에 대한 구조물 컨텐츠 정보를 획득할 수 있으며, 해당 정보를 프린터에 제공하여 페이퍼 출력시키게 되는 것이다.

따라서, 도 2와 같은 풍차 구조물이 완성될 수 있는 것이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 구조물 제작단계에 의해 제작된 미니 시티(10)의 예시도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 구조물이 제작되어 있는데, 예를 들어, 빌딩(12, 13) 그리고 크레인(14)이 제작되어 베이스플레이트(24)에 배치되어 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 구조물 제작단계에 의해 에펠탑을 제작하기 위한 페이퍼크래프트의 예시도이다.

도 4에는 에펠탑을 제작하기 위한 작업설명서(36)와 에펠탑의 전개도면(30)이 그려져 있는 것을 알 수 있다.

전개 도면 내에는 접착결합부(33)가 있으며, 접착결합부(33)에 접착체를 도포하여 접착하게 된다.

다음으로는 상기 외관 그림을 준비된 상기 전개 도면에 부착시키는 외관장식단계(S140)를 거치게 되며, 상기 전개 도면들을 조립하여 구조물 제작 완성하는 구조물제작단계(S150)를 거쳐 구조물 제작이 완성되는 것이다.

예를 들어, 상기 전개도면은 120g 용지의 페이퍼에 출력하여 제작할 수도 있는데, 이러한 경우에는 외관 안쪽으로 보강재를 사용하여 페이퍼를 보강해주어야 강도를 유지할 수 있으며, 보강재로는 우드락 등이 있다.

우드락은 페이퍼에 우드락 본드를 사용하여 부착할 수 있다.

따라서, 부가적인 양상에 따라, 상기 구조물제작단계(S150)는 외관 안쪽으로 보강재를 사용하여 페이퍼를 보장해주기 위한 보강재보완단계(S210)을 포함할 수 있다.

전개 도면의 재료로 대개 120g의 페이퍼 등 강도가 떨어지는 재료를 사용하는 이유는 프린터가 어느 정도 두께 이상은 출력하기 어렵기 때문이다.

따라서, 상기와 같이, 보강재보완단계를 거칠 수도 있는 것이다.

그리고, 제작완료 후에 전자엘리먼트가 결합될 수 있지만 보통은 미리 전개도면상에 전자엘리먼트의 일부가 결합될 수 있도록 전자장치결합부가 전개도면에 마련되어 있으므로 구조물 제작중에 전자엘리먼트를 결합하는 전자엘리먼트결합단계(S220)를 더 포함할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템에서 도 2의 미니시티에 전자엘리먼트들이 결합되어 작동하는 실시예를 나타낸 예시도이다.

도 5에는 구조물에 결합된 전자엘리먼트(15, 16)가 빛나고 있는 것이 보인다.

이때, 상기 전자엘리먼트중에 조명부에 해당하는 것이다.

상기 구조물이 제작 완료되면, 상기 복수의 구조물에 결합된 전자엘리먼트가 제어보드와 유무선으로 연결되게 된다.

무선인 경우에는 전자엘리먼트에 별도의 전원을 구비하는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 전체 구성도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템은,

페이퍼로 이루어진 복수의 구조물(12,13,14);과

상기 복수의 구조물에 결합되는 전자엘리먼트(15,16);와

상기 복수의 구조물을 배치할 수 있도록 마련된 베이스플레이트(Baseplate, 24);와

상기 전자엘리먼트를 제어하는 제어보드(50);를 포함하는 구성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 빌딩(12, 13) 그리고 크레인(14)이 제작되어 베이스플레이트(24)에 배치되어 있으며, 빌딩 혹은 크레인 혹은 기타 구조물들에 전자엘리먼트(15,16)을 구성하게 된다.

이때, 상기 베이스플레이트의 내부 혹은 외부에 제어보드(50)를 구성하게 되는데, 바람직하게는 외관상 내부에 형성하는 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 전자엘리먼트와 제어보드 간의 연결관계를 나타낸 블록도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제어보드(50)과 연결되어 제어보드의 제어 신호를 획득할 경우에 동작할 수 있는 전자엘리먼트들이 존재하게 된다.

구체적으로, 상기 전자엘리먼트의 종류는 다음과 같다.

사운드센서, 적외선센서, 초음파 센서, 조도 센서, 자이로 센서, 감지 센서 중 적어도 어느 하나 이상의 센서부(42);와

서보 모터 및 스텝 모터 중 적어도 어느 하나 이상의 모터부(44);와

전구, 엘이디, 레이저 중 적어도 어느 하나 이상의 조명부(46);와

시리얼 통신부, 래디오 프리퀸시 모듈, 지피에스 모듈, 블루투스 모듈 중 적어도 어느 하나 이상의 통신부(47);와

스피커, 이어폰, 카메라 중 적어도 어느 하나 이상의 시청각장비부(49);를 구비할 수 있다.

한편, 제어보드(50)는 PCB 상에 중앙제어장치(CPU) 및 메모리를 구비하고 상기 전자엘리먼트를 제어 통제하는 기능을 갖추고 있다.

제어보드는 예를 들어, 아두이노 보드를 채용하여 소프트웨어로 프로그래밍하여 조작할 수 있으며, 휴대폰에 별도로 마련된 앱으로 사용자가 블루투스 통신을 통하여 아두이노 보드를 조작할 수 있도록 구성할 수도 있다.

한편, 하나 이상의 구조물을 베이스플레이트(Baseplate)에 끼워 맞춤으로 하나의 미니시티를 완성할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 제어보드를 통해 제어되는 페이퍼 미니시티 구조물 예시도이다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템의 제어보드를 통해 제어되는 엘이디 램프 예시도이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 제작된 페이퍼 구조물은 제어보드와 센서, 구동을 위한 모터, 엘이디 등과 같은 전자엘리먼트들과 연결되며, 센서를 통해 감지된 이벤트에 따라 구조물의 특정 부분들을 구동시키게 된다.

이벤트에 따라 미니 시티의 가로등 점멸 등이 가능하게 되는 것이다.

도 10을 예를 들어 설명하자면, 베이스플레이트에 구조물 및 전자엘리먼트들을 설치 구성하게 된다.

이때, 제어보드를 베이스플레이트 내부 공간에 위치시키고, 전자엘리먼트들과 전선을 이용하여 연결시키게 된다.

이후, 제어보드에서 가로등에 구성된 엘이디 램프로 점등 신호를 전송하게 되면, 해당 엘이디 램프는 점등 신호를 수신받아 점등하게 되는 것이다.

한편, 상기 제어보드는 스마트기기와 통신이 가능하게 되어 스마트기기에 구성된 어플을 통해 사용자가 특정 전자엘리먼트의 동작 신호를 전송하게 되면 제어보드에서는 동작 신호를 획득하여 이에 해당하는 전자엘리먼트를 추출하여 동작 신호를 송출하게 되는 것이다.

예를 들어, 풍차 구조물이 구성되고, 풍차에 구성된 모터에 동작 신호를 어플을 통해 사용자가 제공하면 제어보드에서 동작 신호를 획득하여 해당 풍차에 구성된 모터에 동작 신호를 전송하여 모터가 구동되어 풍차가 회전하게 되는 것이다.

한편, 도 9는 본 발명의 복수의 구조물을 배치할 수 있도록 마련된 베이스플레이트(Baseplate)를 나타낸 예시도이다.

즉, 상기 베이스플레이트(24)는,

복수의 구조물의 지지대, 센서, 점퍼선 연결을 위한 결합홀(24a)이 일정 간격으로 다수 형성되는 것을 특징으로 하며,

내부에 제어보드(50)를 안착시킬 수 있는 공간이 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

예를 들어, Paper 구조물의 지지대 및 센서, 점퍼(연결)선 연결을 위한 용도로 사용되게 되며, 스마트 미니시티의 베이스 역할을 수행하는 것이다.

그리고, 내부 공간은 센서 및 모터, LED 제어를 위한 PCB 보드 등이 위치하게 되는 것이다.

본 발명에서는 바람직하게는 한 명 혹은 한팀에 하나의 미니시티를 제작케하고 두 개 이상의 미니시티가 준비되면 미니시티간 제어보드를 통하여 유선 통신으로 연결하여 구조물에서 전자엘리먼트가 상호 작용을 하면서 두 개의 미니시티에서 작동할 수 있도록 하여 협업의 중요성을 이끌어 낼 수 있다.

협업을 위하여 두 개의미니시티의 유선 통신은 시리얼 통신으로 할 수 있다.

예를 들면, 두 도시의 복수의 가로등이 어느 한 도시로부터 차례로 켜지면서 다른 도시의 가로등으로 순차적으로 점등된다면 참여한 사용자들이 협업의 느낌을 강하게 가질 것이다.

페이퍼크래프트에 의한 미니시티들은 토이 시장에서 세계 유명 도시들이 제품화되어 판매되고 있다.

국내에서도 춘천, 충주, 보은 등의 미니시티를 제품화하여 인바운드 여행자에게 기념품으로 소개하여 관광객 유입 및 외화를 획득할 수도 있다.

또한, 스마트 기능이 포함된 미니시티는 학교 또는 부모와 소프트웨어 교육용으로 제공할 수도 있을 것이다.

본 발명은 초·중생들을 위한 협업 가능한 소프트웨어 교육용 스마트 미니시티 토이의 교구 및 교재에 기여한다.

본 발명의 시제품 제작 과제의 목표는 협업 및 컨트롤이 가능한 MCU KIT, 빌딩 및 기타 건물 1종 Set(10개), 동작 가능한 소프트웨어와 샘플 교재 등이다.

본 발명과 기존 제품의 차별점은 창의성, SW Logic, 이벤트 중심의 사고, 협업 능력과 함께 재미(Fun), 인테리어(Interior) 등이 포함된 프로젝트형 SW 교육용 스마트 페이퍼 미니시티(Smart Paper MiniCity)라는 것이다.

본 발명에서 설명하고 있는 페이퍼 아트(Paper Art) & 페이퍼 크래프트(Paper Craft)는 페이퍼 스컬프처(Paper Sculpture)라고도 불리는 종이 공예 분야로서, 평면의 종이를 다양한 방법을 통해 입체감 있는 조형물로 만드는 것을 의미한다.

종이가 가진 특유의 질감과 느낌을 통해 다른 재질보다 정교하고 섬세한 표현이 가능하고 도시화로 인하여 메말라가는 정서를 다시 고양시킬 수 있는 좋은 토이 시스템이 될 것이다.

본 발명의 미니 시티 시스템이 운영되는 과정을 설명하자면, 1단계는 SW 교육의 기초단계인 아두이노 기반의 스크래치(MBlock)을 통한 블록코딩학습으로 LED, Step Motor, Servo Motor, 조도센서, 사운드센서, 적외선 센서 등 제어 H/W 실습을 진행한다.

이후, 2단계에서는 기초 실습에서 습득한 H/W 제어 지식을 바탕으로 자신이 선택한 미니시티 구조물을 제작하고 구조물에 LED 및 각종 모터와 센서를 설치한다.

SW 기본 교육으로 아두이노IDE(스케치),앱인벤터를 활용한 프로그래밍 제어 구문 학습 및 자신이 설계한 미니시티를 구현한다.

이후, 3단계에서는 팀프로젝트 기초단계인 4인이 시나리오를 기획하고 4인이 각각 독립적으로 제작하여 조그마한 스마트 미니시티를 제작한다.

구성원들은 협업을 통해 센싱 이벤트에 대한 시나리오를 설계하고 각자 자신의 스마트 미니시티를 프로그래밍하여 미니시티 한 블록을 완성하는 구현 실습을 진행한다.

이후, 4단계에서는 심화 팀프로젝트는 8인이상 참여하여 시나리오를 기획한다.

그리고 각각의 학생들이 독립적으로 제작하고 또한, 옆의 학생에게 제어 신호를 전달하고 받은 학생은 제어 신호를 심화된 시나리오에 대한 미니시티를 구현하기 위해 통신 프로토콜 이해 및 협업을 통한 스마트 미니시티 프로그래밍을 실습한다.

한편, 본 발명은 상기한 소프트웨어 교육 및 협업을 위하여 하기와 같은 구성을 추가적으로 구성하게 된다.

따라서, 부가적인 양상에 따라, 본 발명인 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템은,

전자엘리먼트의 동작 시나리오 정보를 설정하며, 인원별 혹은 블록별 코딩 정보를 관리하며, 상기한 코딩 정보를 토대로 동작 이벤트 정보를 각각의 전자엘리먼트로 송출하여 동작 여부를 판단하기 위한 협업진행부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 협업진행부는,

프로젝트 컨셉 설정 정보를 획득하기 위한 컨셉설정정보획득모듈;과

블록별 전자엘리먼트의 동작 시나리오를 설정하기 위하여 동작 시나리오 설정페이지를 각각의 사용자단말기로 제공하며, 사용자들에 의해 설정된 동작 시나리오 정보를 획득하기 위한 동작시나리오정보획득모듈;과

사용자단말기로부터 프로그램 코딩 정보를 획득하기 위한 프로그램코딩정보획득모듈;과

상기 컨셉설정정보획득모듈, 동작시나리오정보획득모듈, 프로그램코딩정보획득모듈로부터 정보를 획득하여 협업진행정보디비에 저장 처리하기 위한 협업진행정보저장처리모듈;과

프로젝트 컨셉 설정 정보, 동작 시나리오 정보, 프로그램 코딩 정보를 사용자별 혹은 블록별 저장하고 있는 협업진행정보디비;와

상기 협업진행정보디비로부터 동작 시나리오 정보와 프로그램 코딩 정보를 참조하여 동작 이벤트 정보를 각각의 전자엘리먼트로 송출하여 동작 여부를 판단하기 위한 동작이벤트수행확인모듈;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 동작 시나리오 정보란, 예를 들어, 각 스마트 미니시티의 센서 감지와 동작할 LED, 가로등, 구동체 등의 동작에 대한 시나리오 정보를 의미한다.

상기한 협업 예시를 도 11 내지 도 12를 참조하여 구체적으로 설명하도록 하겠다.

도 11에 도시한 바와 같이, 연결된 첫 번째 스마트 미니시티는 A라는 고유의 Id값(A 미니시티)을 가지고, 두 번째 스마트 미니시티는 B라는 고유의 Id값(B 미니시티)을 가지고 있다.

A 미니시티의 센서에 의해 센싱된 데이터들은 시리얼통신을 통해 B 미니시티에 전달이 되며, 센싱된 센서와 전달된 값에 따라 LED, 가로등, 구동체의 동작이 제어되는 것이다.

예를 들어, 사용자가 센서1은 LED 제어, 센서2는 가로등, 센서3은 구동체를 제어하는 것으로 동작 시나리오와 프로그래밍 코딩을 작성하였다면 동작이벤트수행확인모듈은 A미니시티의 센서1에 감지되었을 때 제어보드로 LED 점등 신호를 전송하여 LED를 점등시키고, B미니시티의 제어보드로 데이터 값을 전달하여 B미니시티의 LED를 점등시키게 되는 것이다.

반대로 B 미니시티의 센서1에 감지되면 A, B미니시티의 LED가 꺼지게 된다.

A미니시티의 센서2에 감지되면 A미니시티의 가로등이 켜지고 B미니시티의 센서2에 감지되면 B미니시티의 가로등이 켜짐과 동시에 A미니시티의 가로등이 꺼지게 되는 것이다.

A, B 미니시티의 센서3에 감지되면 구동체(풍차, 크레인, 회전건물 등)가 움직이게 되는 것이다.

상기한 동작 흐름을 동작 시나리오 정보라 하는 것이다.

한편, 도 12에 도시한 바와 같이, 연결된 각각의 모든 스마트 미니시티들은 Id값을 부여하게 되며, 상기 부여된 아이디는 협업진행정보디비에 저장되어 관리되게 된다.

이때, 2개 이상의 스마트 미니시티를 연결했을 때 기본적으로 데이터의 흐름은 A부터 I까지 순차적으로 전달된다.

따라서, 본 발명의 제어보드는 데이터가 전달되면서 Id값을 판별하여 동작을 제어할 수 있어 특정 Id값을 가진 스마트 미니시티를 별도로 제어 가능하게 된다.

시나리오 예시는, A 미니시티의 센서1에 감지되면 A~I 모든 미니시티의 LED ON 제어 신호를 보내게 되며, I 미니시티의 센서1에 감지되면 A~I 모든 미니시티의 LED OFF 제어 신호를 보낸다.

이후, 각 미니시티의 센서2에 감지되면 가로등이 켜지게 되며, 이때, 이전 미니시티에는 가로등 OFF 신호를 전송한다.

이는 자동차가 지나가는 미니시티의 가로등이 켜지는 것을 동작 시나리오로 설정한 것이다.

이후, A 미니시티 센서3에 감지되면 A, C, E, G, I 미니시티의 구동체(풍차, 크레인, 회전건물 등)가 회전하는 제어신호를 받고 나머지 B, D, F, H 미니시티는 LED ON 제어 신호를 받게 되는 것이다.

요약하자면, 스마트 미니시티는 S/W 코딩 교육용 교구로 활용할 수 있게 된다.

기존 코딩 교육 교구는 개인이 하나의 정해진 결과물을 만들지만 스마트 미니시티는 개인 또는 여러 인원이 함께 자신이 원하는 시나리오를 작성하므로 다양한 모습의 스마트 미니시티 결과물을 만들어 낼 수 있다.

만들어진 스마트 미니시티 간의 제어보드 내 시리얼 통신을 통해 데이터 값을 전달하여 동작을 제어하는 협업 프로젝트가 가능하다.

따라서, 협업 프로젝트를 진행하면서 사용자는 동작 시나리오를 작성하고 그에 따른 프로그래밍 과정을 거쳐 자신만의 스마트 미니시티를 제작하게 되는 것이다.

이렇듯, 본 발명을 통해, 문제 해결력, 창의력 사고, 사회성 향상, 설계 아이디어 능력 고취, 팀워크 등을 향상시킬 수가 있게 된다.

한편, 본 발명을 통해 기대되는 효과로는 하기와 같다.

즉, 지속적인 스마트토이 개발로 인한 스마트 토이 기능에 대한 기술 축적, 스마트 토이 개발에 필요한 기술 다수 확보(App, 통신기술, 센서기술, 원격제어 기술, MQTT 등), 콘텐츠와 접목하는 기술 확보로 다양한 콘텐츠 연계 가능한 기술 확보, 지역 기업과 협업으로 기술 파급효과 및 새로운 융합 기술 습득, 본 시스템을 통해 개발된 제품은 개발된 기존 제품과 차별화된 제품으로 수출 가능한 제품으로 기대, 스마트토이 산업으로 선도 모델 가능, 유사한 콘텐츠 개발회사 증가로 스마트토이 산업의 활성화, 다양한 콘텐츠와 유기적 결합 가능하여 콘텐츠 기반 산업도 활성화 등이 있다.

그리고, 지역기업과 연계 개발을 통한 지역 스마트토이 산업활성화 기반 구축이 가능하다.

구체적으로 지역기업과 연계개발을 통한 스마트토이 기술확산 및 지역 스마트토이산업 기반 구축, 콘텐츠가 있는 다양한 스마트토이 개발로 스마트토이 개발, 교육, 콘텐츠 발굴 등의 확산으로 기업 간 협업을 통한 산업 활성화, 콘텐츠가 있는 SW스마트토이는 캐릭터 IP 산업으로 확산됨으로 다양한 기업들이 참여할 수 있는 원소스멀티유즈(One-Source Multi-Use)가 가능한 콘텐츠 중심의 SW 교육용 스마트토이를 제공하게 된다.

상기와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

12, 13, 14 : 구조물
15, 16 : 전자엘리먼트
24 : 베이스플레이트
50 : 제어보드

Claims

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소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템에 있어서,
페이퍼로 이루어진 복수의 구조물;과
상기 복수의 구조물에 결합되는 전자엘리먼트;와
상기 복수의 구조물을 배치할 수 있도록 마련된 베이스플레이트(Baseplate);와
상기 전자엘리먼트를 제어하는 제어보드;와
전자엘리먼트의 동작 시나리오 정보를 설정하며, 인원별 혹은 블록별 코딩 정보를 관리하며, 상기한 코딩 정보를 토대로 동작 이벤트 정보를 각각의 전자엘리먼트로 송출하여 동작 여부를 판단하기 위한 협업진행부;를 포함하여 구성되되,
상기 복수의 구조물을 베이스플레이트에 끼워 맞춤으로 처리하여 하나의 미니시티를 완성시키는 것을 특징으로 하며,
상기 제어보드는 스마트기기와 통신이 가능하여 스마트기기에 구성된 어플을 통해 사용자가 특정 전자엘리먼트의 동작 신호를 전송하게 되면 제어보드에서는 동작 신호를 획득하여 이에 해당하는 전자엘리먼트를 추출하여 동작 신호를 송출하게 되는 것을 특징으로 하며,
상기 베이스플레이트(Baseplate)는,
복수의 구조물의 지지대, 센서, 점퍼선 연결을 위한 결합홀(24a)이 일정 간격으로 다수 형성되는 것을 특징으로 하며,
내부에 제어보드(50)를 안착시킬 수 있는 공간이 마련되어 있는 것을 특징으로 하며,
상기 제어보드를 베이스플레이트의 내부 공간에 위치시키고, 전자엘리먼트들과 전선을 이용하여 연결시키는 것을 특징으로 하며,
상기 협업진행부는,
프로젝트 컨셉 설정 정보를 획득하기 위한 컨셉설정정보획득모듈;과
블록별 전자엘리먼트의 동작 시나리오를 설정하기 위하여 동작 시나리오 설정페이지를 각각의 사용자단말기로 제공하며, 사용자들에 의해 설정된 동작 시나리오 정보를 획득하기 위한 동작시나리오정보획득모듈;과
사용자단말기로부터 프로그램 코딩 정보를 획득하기 위한 프로그램코딩정보획득모듈;과
상기 컨셉설정정보획득모듈, 동작시나리오정보획득모듈, 프로그램코딩정보획득모듈로부터 정보를 획득하여 협업진행정보디비에 저장 처리하기 위한 협업진행정보저장처리모듈;과
프로젝트 컨셉 설정 정보, 동작 시나리오 정보, 프로그램 코딩 정보를 사용자별 혹은 블록별 저장하고 있는 협업진행정보디비;와
상기 협업진행정보디비로부터 동작 시나리오 정보와 프로그램 코딩 정보를 참조하여 동작 이벤트 정보를 각각의 전자엘리먼트로 송출하여 동작 여부를 판단하기 위한 동작이벤트수행확인모듈;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,
상기 구조물의 제작 방법은,
3D 모델링제작툴이 3D 모델링을 통하여 베이스 폼을 제작하는 기본모양제작단계(S110);와
입체모형제작툴을 이용하여 전개도면을 제작하는 전개도면제작단계(S120);와
외관도식툴을 이용하여 조립이 완성되었을 경우의 모형 외관을 장식할 장식 그림을 제작하는 외관도식작업단계(S130);를 통하여 제공된 구조물 컨텐츠 정보를 프린터에 제공하여 페이퍼 출력시키는 것을 특징으로 하며,
전개 도면 내에는 접착결합부(33)가 구성되어 있으며, 접착결합부(33)에 접착체를 도포하여 접착하는 것을 특징으로 하며,
구조물 외관 안쪽을 보강재를 사용하여 페이퍼를 보강해주는 것을 특징으로 하며,
상기 전자엘리먼트는,
사운드센서, 적외선센서, 초음파 센서, 조도 센서, 자이로 센서, 감지 센서 중 적어도 어느 하나 이상의 센서부(42);와
서보 모터 및 스텝 모터 중 적어도 어느 하나 이상의 모터부(44);와
전구, 엘이디, 레이저 중 적어도 어느 하나 이상의 조명부(46);와
시리얼 통신부, 래디오 프리퀸시 모듈, 지피에스 모듈, 블루투스 모듈 중 적어도 어느 하나 이상의 통신부(47);와
스피커, 이어폰, 카메라 중 적어도 어느 하나 이상의 시청각장비부(49); 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 소프트웨어 코딩 교육용 교구 스마트 미니시티 시스템.