2024년 종합설계 제안서
소 속	전기공학 전공
과 제 명	국문 : 박수 소리로 컨트롤 할 수있는 스마트 커튼 영문 : Smart curtains controlled by clapping sound
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본인은 위 종합설계 과제의 팀장으로서 팀을 대표하여 제반규정을 준수하며, 과제를 성실히 수행하고자 이 제안서를 제출합니다. 2023년 월 일 팀 장 (인)
본 종합설계 제안서를 승인하며, 아래 사항에 대하여 지도교수로서 지도하겠습니다. 1. 종합설계 과제 수행에 대한 종합적인 지도 2. 작품 제작에 필요한 기자재 등의 제반 개발환경 지원 2023년 월 일 지도교수 소속: 학과 성명: (인) 정보통신대학장 귀하

1. 개발 배경 및 필요성(개조식으로 기술할 것)

1. 연구개발의 필요성

가. 개발의 필요성

거동이 불편한 노약자나 이동이 어려운 장애인 혹은 환자들에게 커튼을 치고 걷는 행위는 누군가의 도움이 없이는 어려운 일이다. 사용 대상이 혼자 있을 때도 어려움 없이 커튼을 치고 걷을 수 있도록 하기 위해 가벼운 손뼉 혹은 목소리 만으로 커튼을 치고 걷는, 소리를 감지한 커튼을 치는 장치를 개발하려고 한다.

나. 기존 개발품의 문제점(설계 구성요소 중 분석) :

기존의 커튼은 수동으로 직접 치고 걷어야 한다. 때문에, 거동이 불편한 환자나 노약자, 장애인들은 누군가의 도움이 없이는 어려움이 있다.

다. 본 과제의 독창성

소리만으로 작동하는 커튼은 아직 사회에 대중화되지 않았기 때문에 이 장치를 개발한다면 큰 의미가 있을 것으로 예상된다.

라. 기대효과

1) 산업적 기대효과

-소리를 제어한 기술을 통한 스마트 커튼이라는 새로운 시장을 창출할 수 있다.
-거동이 어려운 사람뿐만 아니라 가정에도 편리하게 사용할 수 있기에 광범위한 수요를 통한 커튼 산업 활성화에 기여할 수 있다.

2) 기술적 기대효과

-사용자가 손을 사용하지 않고도 직관적으로 커튼을 조작할 수 있어 편의성을 제공해준다.
-기존의 스마트 홈 시스템 사물인터넷(IoT)과 융합하여 개인에게 더 높은 접근성을 제공할 수 있다.

3) 경제적 기대효과

-거동이 불편한 환자, 장애인, 노약자들의 어려움을 해결하여 국민의 건강과 삶의 질 향상에 크게 기여할 수 있다.
-관련 산업의 발달로 인한 일자리 창출에도 기여할 수 있다

2. 개발 내용 및 방법

가. 작품의 목표 (설계 구성요소 중 목표설정)

임베디드시스템, 마이크로 프로세서, 회로이론, 전기기기 등의 교과목들을 통하여 학습한 공학 지식을 바탕으로 소리 센서를 이용하여 소리의 높낮이를 정확히 인식해 커튼을 치고 걷히게 하는 작품을 설계하고 제작한다.

나. 작품의 내용 (설계 구성요소 중 합성 및 제작)

임베디드시스템, 마이크로프로세서 교과목을 통해 배운 센서를 활용한 소프트웨어 코딩 및 제어 기술과 전기기기, 회로이론 교과목을 통해 배운 DC모터 및 회로 설계 기술을 융합하여 소리를 인식한 자동 커튼 장치를 설계한다.

우선, 기존의 커튼을 치고 걷게 할 수 있게 기어 모터를 커튼 줄에 연결한다.

기어 모터와 스위치를 달고, 아두이노를 통한 코딩으로 마이크에 소리를 인식하면 스위치가 작동이 되도록 설계한다. 세부적인 음의 높낮이는 직접 시연하며 조절한다.

다. 설계의 제한조건

1) 경제성 (원가)

이 프로젝트는 예산 범위 내에 맞추기 위해 가격 대비 최대한 효율적으로 부품을 선택했습니다. 또한, 선택된 부품은 프로젝트의 목표에 부합하며, 기능을 충실히 수행할 수 있는 것으로 평가됩니다. 그리고 인터넷에 판매되고 있는 자동 스마트 커튼의 가격보다 저렴하기 때문에 경제성 측면에서 우수하다고 생각됩니다.

2) 보건 및 안전(안전성)

본 프로젝트는 실습실 안전 지침을 철저히 준수하여 진행될 것이며, 모든 작업은 안전 장비를 착용하고 관련 안전 규정을 따르겠습니다. 커튼은 사용자의 안전을 해치지 않도록 설계 및 구현될 것입니다. 커튼 제어 시스템의 작은 모터를 보호할 수 있는 커버를 제작하여 부착한다면 안전상의 문제는 일어나지 않을 것으로 예상됩니다.

3) 생산성과 내구성(신뢰성)

부품 조달 및 설계 제작 과정에서 신뢰성과 내구성을 확보하기 위해 철저한 절차를 따르겠습니다. 품질이 인증된부품을 선택하고, 설계 단계부터 내구성 테스트까지 여러번 반복하여 실험한 후 제작하겠습니다.

4) 미학 및 환경성 (미학)

설계 결과물은 환경에 부정적인 영향을 최소화하기 위하여 배터리를 사용하고, 동시에 미적인 측면에서 기존 커튼 디자인에 작은 모터만 부착하는 형식으로 디자인할 것 임으로 미학적으로 큰 결점이 없도록 제작하려고 합니다.

5) 윤리성

프로젝트는 노약자와 몸이 불편한 장애인 분들을 위해설계 및 제작되었습니다. 이는 우리가 사용자의 안전을 최우선으로 고려하고, 다양한 사용자들이 편리하게 이용할 수 있는 혜택을 제공하기 위한 노력의 일환입니다. 이로써 우리는 미래에도 지속적으로 사회적 가치를 창출하고, 윤리적인 기술 발전에 일조하고자 합니다.

6) 사회에 미치는 영향

우리사회에서 노인, 장애인 비율이 점점 증가하고 있는 추세에 작품 설계의 목적이 노약자, 장애인분들을 위해 만든 작품이기 때문에 사회적으로 보았을 때 널리 보급될 가능성이 있는 제품입니다. 실제 국립재활원에 속해있는 노인, 장애인 보조기기 연구개발사업단에서 2023년에 전시회를 진행했고 출품 가능성이 충분합니다.

라. 개발 방법 및 시험/평가

1) 개발도구

아두이노 올인원 키트, 소리감지센서1, 노란색 LED1, 330옴 저항1, (박수 소리감지)

L9110 모터 드라이버1, 모터 박스2, 배터리 홀더1, AA 배터리 1.5v 4개,

USB A-B 케이블1(UNO 케이블) (모터를 이용하여 커튼 열리고 닫힘)

2) 소요 부품

점퍼선, 드라이버, USB 케이블, 브레드보드, 볼트

3) 시험(설계 구성요소 중 시험)

박수 소리를 감지한다(박수 소리 한번에 커튼 열림, 두 번에 커튼 닫힘)

박수 소리 센서가 작동하여 아두이노로 전달

아두이노에서 DC모터로 회전 작동(커튼의 길이에 따라 횟수를 늘리기 줄일 수 있음)

주의사항: 박수 소리 세기에 따라 작동하는데 노약자, 장애인이 쓰는 것을 감안해 센서 작동을 극대화  하여 박수 소리가 작아도 작동하게 만들 것

점검사항: 1. 박수 소리 센서 먼저 작동여부 확인

2. 360도 회전하는 모터로 전류를 흘려보내 작동여부 확인

4) 평가(설계 구성요소 중 평가)

박수소리를 감지하여 컨트롤하는 커튼이지만 기계를 오래쓰다보면 노후되고 느려질 가능성이 있어 리모컨을 이용하여 컨트롤 할 수 있도록 방안도 있다.

3. 개발 참여자 및 역할 분담

성 명	역 할	비고
김오성	회의, 실험 보고서 작성, 실험 영상 촬영(성공 유무 확인용)	코딩, 실험 모두 참여
여예찬	자료조사, 코딩 정보 탐색	코딩, 실험 모두 참여
조희재	실험 부품 정보 탐색	코딩, 실험 모두 참여

4. 개발일정

월 연구내용	추진일정							비고
	12월	1월	2월	3월	4월	5월	6월
주제 탐색, 보고서 작성
		·
코딩 공부 및 실험 조사
아두이노로 소리 센서 작동 확인(실험)
아두이노로 DC모터 회전 작동 확인(실험)
박수소리가 소리 센서에 전달되어 DC모터 회전 작동 확인
커튼에 연결하여 작동 여부 확인
피드백 및 추가사항 확인하기

5. 참고문헌 및 참고 사이트(Site)

* 아두이노 코딩(소리감지센서)

공대선배

2020.01.25

아두이노 코딩#11 || 소리감지센서

https://www.youtube.com/watch?v=N6v8owKJz8M&list=PLgkpDfSY2BexvkdSvBfr74oqfRt56V-jQ&index=12

* 아두이노 DC모터 양방향 제어하기

코딩피플CodiingPeople

2020.03.20

[아두이노] DC 모터 쉽게 양방향 제어하기 with 모터 드라이버

https://www.youtube.com/watch?v=O4521eQcGHg&list=PLtWDfkSszBgobibq9m4jTbEj7xCIssrzk&index=5