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■ 마이크로 마우스의 개념 ■
마우스는 미로를 부여받고 그 미로의 한 모서리에서 출발해서 중앙의 종점(목표위치)에 도달하는 시스템으로
일종의 소형 이동로보트이다. 각 마우스에는 일정 시간이 주어지고 그 시간 안에 몇 번이고 주행할 수가 있다.
각 주행 시간에 그 주행의 시작 전까지의 시간을 일정비율 더한 시간이 그 마이크로 마우스의 기록이 된다.
마이크로 마우스는 1977년 미국 전기전자학회인 IEEE에의하여 처음 만들기 시작하였으며 일본 및 유럽 대회가
1980년에 처음 개최된 이래 매년 일본의 경우 전 일본 마이크로 협회가 구라파의 경우 EUROMICRO라고 하는
마이크로 프로세서의 학회가 각각 주최되어 왔다. 한국의 경우 서울대학교 공과대학의 제어계측 공학과가 주최한
한국 마이크로 로봇 경연대회가 1983년에 처음 개최된 이후 지금까지 계속되고 있다.
마이크로 마우스를 개발함으로써 새로운 이론을 정립하거나 실생활에 유용한 기술을 만들어 낸다는 것은 생각하기
어렵다. 그러나 마이크로 마우스를 제작함으로써 여러 가지 교육적인 효과를 얻을 수 있다. 즉, 간단한 하드웨어
시스템인 마이크로 마우스를 제작하고, 개발하면서 프로그래밍 작성 기술, 마이크로 프로세서 응용 기술, 센서
활용 기술, 모터활용 기술, 기본적인 전자 회로 구현 기술, 디지털 회로 설계 기술, 데이터 통신 기술등을 습득해
나갈 수 있다. 이러한 기술은 향후 복잡한 하드웨어 시스텀을 설계하는데 초석이로 이용되므로 많은 핵생들이
제작하고 있다.
■ 마이크로 마우스의 하드웨어 시스템 ■
마이크로 마우스의 하드웨어적인 입장에서는 정해진 규격의 미로에서 빨리 목표점을 찾기 위해 부피가 작고,
무게가 가벼우며, 속도가 빠른 반면 정학한 미로 벽의 검출을 요구한다. 이러한 마이크로 마우스의 제작을 위해
마이크로 마우스의 하드웨어 시스템을 크게 4부분으로 나누어 생각을 한다.
1. CPU 및 주변 회로부
2. 센서 구동부
3. 모터 구동부
4. 몸체 제작부
▲ 1.1 CPU 및 주변 회로부
CPU BOARD를 제작함에 있어서 요구되는 조건들은 다음과 같다. 되도록 작고, 안정되며, 다기능으로 만들어져야 하며
소비 전력이 적어야 한다. 또 한, 알고리즘 계산등의 처리 속도가 빨라야 하고, 많은 I/O를 갖추어야 한다. 이와 같은
요구 조건을 만족시키는 CPUF로 INTEL사가 개발한 80c196kc을 이용했다.
▲ 1.2 센서 구동부
마이크로 마우스가 벽에 부딪치기 않고 진행하거나, 정확한 자세보정을 하기 위해서는 센서의 역할이 중요하다.
센서는 외부 광에 의한 노이즈에 강하고 직진성을 가지며 응답 속도도 빨라야 한다. 본 연구에서 사용된 센서는
적외선 LED와 포토 트랜지스터를 1쌍으로 하여 전방과 좌우측에 각각 1쌍씩 배치하였으며 벽으로부터 반사되는
적외선의 양을 A/D 변환하여 측정하였다. 센서의 구동 방식으로는 펄스 점등 방식을 사용하여 노이즈를 제거하면서
소비 전류를 줄였다. 센서는 순간적으로 많은 전류를 소비하므로 CPU의 오동작을 막기 위해 콘덴서등을 사용한
보호회로를 전원부에 삽입하였다. 마우스의 미로 탐색과 자세보정으로 전방의 센서로는 앞 벽의 유무를 판단하였고,
좌우측의 센서로는 옆 벽의 유무와 벽과의 거리를 측정하여 마우스가 미로벽 사이의 중앙으로 진행하도록 유도하였다.
▲ 1.3 모터 구동부
모터는 마우스의 크기와 속도를 좌우하는 부분이다. 제어가 가능한 소형 스텝 모터 2개를 사용하여 좌우 바퀴를
각각 독립 구동하였다. 모터의 구동 방식으로는 고속에서 토오크 특성이 좋은 정전류 방식을 사용하였다.
스텝 모터는 토오크를 정확히 계산하여 가감속을 제어해야 탈조에서 벗어날 수 있다.
▲ 1.4 본체 제작부
몸체의 제작에서 가장 중요한 부분은 모터의 배치와전지의 위치 결정 문제이다. 모터의 배치는 2가지 방법을
생각할 수 있는데 첫 번째모터를 마우스의 중심축으로부터 좌우측에 배치하는 방법이고 두 번째는 마우스
중심으로부터 앞뒤로 배치하는 것이다
http://raic.kunsan.ac.kr/project/mouse1.html
감사합니당