Ⅰ.작품 제작의 동기 1.작품 제작의 동기 ----------------------2 2.작품 제작의 목적 ----------------------2 Ⅱ.주변의 움직임과 밝기에 따른 Mobile기기의 제어란? 1.주변의 움직임과 밝기의 LED 제어-----------2

제34회 서울특별시학생과학발명품경진대회 주변 움직임과 밝기에 따른 리모콘 제어 작품번호 3145 출품 부문 생활과학 Ⅰ 2012. 4. 23. 학교 학년/직위 성명 출품 학생 지도 교원

Ⅰ.작품 제작의 동기 1.작품 제작의 동기 ----------------------2 2.작품 제작의 목적 ----------------------2 Ⅱ.주변의 움직임과 밝기에 따른 Mobile기기의 제어란? 1.주변의 움직임과 밝기의 LED 제어-----------2 2.기기가 실생활에서 쉽게 인식할 수 있는 환경-2~6 1)작품의 요약 -------------------------6 Ⅲ. 작품 제작 과정 1.1~2차 작품설계도-----------------------7 2.1~2차 작품제작-------------------------8 3.2~4차 작품제작------------------------8 4.전 체 적 인 모 습 ----------------------9 5.전체적인 작품의 구동--------------------10 Ⅳ.기대효과 1.이 제품(기술)의 응용과 전망-------------10,11 2.이 제품(기술)의 독창성--------------------11-1 -

Ⅰ.작품 제작의 동기 1.작품 제작의 동기 우리 사회는 에너지 부족을 당면하고 있다.에너지의 낭비로 인해 매년 낭비 되는 에너지는 천문학적인 숫자이다.평소 가정에서 에너지절약에 대한 관심이 많았던 중 TV 및 DVD플레이어 등 리모콘을 이용한 기기에서 에너지 낭비를 절약 할 수 있는 방안을 탐구하기 위해 제작을 하였다. 2.작품 제작의 목적 앞에서 말했던거와 같이 TV를 통한 전력 낭비문제는 현대사회에서도 큰 비중 을 가질 정도로 큰 문제이다.그 중 TV를 키고 잠으로써 낭비되는 에너지의 사 례를 초점으로 잡았다.이 사례의 문제점은 사람의 의식적 측면을 벗어나 일어 나는 경우가 많다.인간의 의식으로 컨트롤 할 수 없는 부분을 기계 설비를 통 해 보완 하고 해결하려는 목적을 가지고 값비싼 재료를 사용하지 않고 만들어 경제적 측면에서의 효율성을 높이는 것이 제작의 목적이다. Ⅱ.주변의 움직임과 밝기에 따른 Mobile기기의 제어란? 1.주변의 움직임과 밝기의 LED 제어 1)기기가 실생활에서 쉽게 인식할 수 있는 환경. 1 움직임 (Imeagsensor) 사람이 움직일 때 회로안에 있는 Camera의 Imeag sensor가 움직임을 포착하여 서 회로안에 있는 선들을지나 처리장치에 입력하여 출력을 한다. - 2 -

이 상황에서는 사람이 잠을 자지않는다고 판단을 하여서 Green LED는 출력되지 않는 다.(아래) Green LED가 켜지지 않은 걸로 보아 깨어있다고 판단(움직임이 포착됨 ) 두번째로 사람이 움직이지 않을 때의 경우에서는 마찬가지로 회로안에 있는 Camera 의 Imeagsensor가 움직임을 포착하여 움직임이 없다는 것을 판단했을 때 이 상황에서는 사람이 잠을 잔다고 판단을 하여 Green LED가 출력된다 ( Green LED가 켜진걸로 보아 잠을잔다고 판단(움직임이 포착됨) ) - 3 -

2 밝기 (Photo sensor(cds) ) 수면 중의 움직임 포착만으로도 오작동할 수 있는 한계가 있고, TV를 보면서도 움직 임을 오감지해 버릴 경우를 대비하여 밝기라는 측면의 요소도 넣었다. 사람이 잠을 잘 경우 불을 끄고 잔다는 가정하에 제작에 옮겼다. Photo sensor(cds) 가 사용자의 환경의 밝기를 감지하여 회로로 정보를 보내어 밝기의 유무를 판단하여 Yello LED로 출력한다. 이 경우 에서는 밝기가 존재한지 않으므로 Photo sensor(cds)가 감지하였기 때 - 4 -

문에 불이 들어온다. 이해를 돕기위하여 RED LED 와 FAN 을 설치하여 TV의 역할을 대신한다. RED LED가 켜져있고 FAN이 돌아간 다는 것은 사용자가 밝기 조건에 맞지 않고,움직임 조건에도 맞지 않으므로 사용자가 TV를 보고있는 상태라는 것을 알려준다. (FAN) - 5 -

이 경우는 사람이 TV를 보고있다고 가정했을 때 이다. RED LED가 켜지고 FAN 이 돌아간다는 것은 움직임이 있고 밝기가 밝다는 것을 의미한다. 1)작품의 요약 요약하면,환경의 따른 작동 과정은 움직임과 밝기로 나눌수있는데 이것을 간단하 고 표로 나타내면 GREEN LED 움직임이 없을 때 움직임이 있을 때 움직임이 없을 때 움직임이 있을 때 ON OFF ON OFF YELLOW LED 주변환경이 어두울 때 ON 주변환경이 밝을 때 OFF 주변환경이 어두울 때 ON 주변환경이 밝을 때 OFF FAN&RED LED 기기동작 OFF (TV전원 꺼짐) 기기동작 ON 기기동작 OFF (TV전원 꺼짐) 기기동작 OFF (TV전원 꺼짐) 이처럼 표로 나타낼 수 있다. - 6 -

Ⅲ.작품 제작 과정 (작품제작시의 회로도 ) 보기와 같이 처음 제작의 회로도는 이와 같다. 두가지 방향으로 정보를 습득하여 중앙에서 정보를 모아 LED Contral을 하게하는 단순한 구조이다. 첫 번째,Camara의 ImeageSensor가 Motion Signal을 받아들여서 LED 컨트 롤을 할 수 있고 두 번쨰,PhotoSensor(CDS)가 Signal을 받아 LED Contral을 가능하게 했다. 1)작품 제작의 변천 1.1차 제작 움직임의 대한 문제는 발생하지 않았다. 예상한대로 Camara의 ImeageSensor를 사용하여 MotionSignal을 받아드려서 추출 하는 방법은 쉬운 문제였다. 하지만 MotionSignal로 만은 잠을 잔다고 판단을 내리기에는 미흡한 점이 있 었다. 2.2차 제작 밝기라는 새로운 형식으로 다가가서 처음에는 많이 예상과는 빗나갔지만 Photo Sensor(CDS)가 Signal을 받아 LED Contral을 이라는 생각으로 제작을 했다 결 - 7 -

과는 예상 한 대로 실현이 가능했고 더욱더 자세한 사용자의 환경에서의 판단을 내릴 수 있었다. 3.3차 수정 새로운 것을 도입해보려는 노력을 했다. 코골이 라는 내용인데 사람이 코골이를 하면 그 음역대를 찾아서 몇 회의 반 복된 횟수가 도달하면 Mic가 SoundSignal을 찾아 취침중이라고 판단을 내린다 면 이라는 생각으로 개발을 해보았다 하지만 코골이는 사람마다 다를뿐더러,코골이와 TV에서의 소리가 음역대가 비슷할 경우,또 TV 매체의 장면에서 코골이를 하는 장면이 나오면 오작동을 일 으킬 수 있다는 판단을 내려 과감히 코골이에 대한 점은 포기하기로 하였다. 4.4차 제작(최종) 리모콘이라는 면을 강조하기 위해 최대한 크기를 작게 축소하고자 한다. 네모난 부스를 준비하여 실제로 램프를 부착한 공간을 만들어서 실제 어떻게 작동되는지 재현하고,그 상황을 판단하는데 쉽게 이해가 가도록 제작하고자 한 다. 최종 작품 완성 - 8 -

5.전체적인 모습 - 9 -

5.작품구동 Yelow LED AND GreenLED 둘다 작동 된걸로보아 두조건을 만족하므로 잠을 잔다고 판단을 내려 TV의 전원을 내린다는 것을 보여줌 Ⅳ.기대효과 1.이 제품(기술)의 응용과 전망 이 제품이 실생활에 도입될 경우 많은 측면으로 사용될 수 있을 것이다. 첫째,움직임의 측면에서는 스탠드)이런 시험기간 중 학생들은 공부 중 잠에 드는 경우가 많다. 그 때 이기술을 사용한 스탠드는 학생의 움직임이 없음을 감지하여 전원을 내리는데 도 사용할 수 있다. 둘째,밝기의 측면에서는 히터)기존 의 타이머방식을 바꾸어 장시간 히터를 틀어놓을 경우 엄청난 에 너지 손실과 위험성이 엄청나다.이때 이 기술을 도입하여 움직임과 밝기 를 감지하여 히터 자체의 밝기와 주변 밝기를 비교하여 사용자가 잠에 들 었을 경우 자동으로 꺼지게 하는 기술에도 사용할 수 있다. 셋째,요즘 떠오르는 스마트폰 시장에서의 강점이다 어플리케이션(어플)로 재구성하여 만들어서 사람이 잠을 잘때 어플에서 전달 하는 Signal로 TV등 가전기기를 제어할 수 있다는 것이다. - 10 -

넷째,경제적인 측면에서는 TV를 사람이 잠을 자는 시간이 약 8시간이라고 가정하고 8시간의 TV를 켜 놨을 때 TV의 낭비되는 전기량은 무려 290,000W라고 한다.엄청난 손실이며 이를 보안할 수 있는 이 기술은 제품을 만드는데도 매우 값이 싸게 만들 수 있으며,이기술을 실제 리모콘의 부속제품으로 사용하여 리모콘 옵션중 (취침 감지 모드)로 이용하여 따로 구매하지 않아도 된다. 2.이 제품(기술)의 독창성 TV리모콘과 도어폰의 인터페이스를 통해 TV시청 중 방문자나 외부 침입자가 발생했을 때 도어폰의 기능을 TV리모콘으로 제어하는 기능처럼 리모콘의 버튼 터치를 통해 수동으로 여러 기능을 수행하는 선행 연구는 많다.그러나,리모콘의 자동인식 기능을 통해 전력낭비를 막는 연구는 발표되지 않았다.그리고 전력의 효율 을 줄이므로 사용자의 낭비되는 금액이 적게 발생함을 리모콘의 자동인식을 통한 경 우는 없었으며,이처럼 경제적인 측면에서도 새로운 시도라고 말할 수 있다. 이것들로 알 수 있듯이 주변 움직임과 밝기에 따른 리모콘제어는 TV,Notebook 등 가전기기들에 넓게 쓸 수 있으며 에너지낭비도 줄일 뿐 만 아니라 자원의 낭비 를 절감도 할 수 있으며 넓게봐서는 자연까지도 지킬 수 있는 명실상부한 혁신적 인 제품이라고 생각한다. - 11 -