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===기술개발 일정 및 추진체계=== | ===기술개발 일정 및 추진체계=== | ||
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| + | ◇ 공통 : 아이디어 제시 및 시제품 제작, 보고서 작성, 포스터 제작 | ||
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| + | ◇ 신효승 : 아이디어 설계 및 도안 제작, 발표자료, 시제품 계획 | ||
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| + | ◇ 배용훈 : 아두이노 회로 및 소프트웨어 설계 | ||
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| + | ◇ 이상욱 : 지원금 관리, 회의록 작성, 제품 조사 | ||
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| + | ◇ 이경석 : 진행 상황 보고, 자료 조사 | ||
==설계== | ==설계== | ||
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===상세설계 내용=== | ===상세설계 내용=== | ||
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| + | 1. 아크릴판에 메인보드, 브래드보드, 디스플레이를 부착한다. | ||
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| + | 2. 센서(양극)와 Bluetooth 모듈을 부착하고 브래드보드에 작동 버튼을 조립한다. | ||
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| + | 3. 센서(음극)와 회전축을 부착한다. | ||
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| + | 4. 도선으로 각 모듈을 연결한다. | ||
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| + | 5. 회전판과 9V 배터리를 부착 후 외형을 덮는다. | ||
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===향후계획=== | ===향후계획=== | ||
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| + | ◇ 규격화 | ||
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| + | 본 설계는 카드 규격에 맞춘 카드홀더를 제작하여 시중에 유통되는 접촉식 IC리더에 삽입 가능하도록 함이 목적이다. 이를 위해 3D printing 기술과 종이 가공 기술을 통하여 카드 규격에 맞는 시제품을 제작했다. 카드 규격에 맞는 카드홀더 외형을 제작하는데 성공했으나, 개발 기간이나 장비의 부족 등으로 인해 특허 출원용으로 고안했던 전자 장비가 탑재된 카드 크기의 카드홀더를 제작하지 못했다. 현재 카드에 삽입되는 박막 디스플레이나 박막 배터리 등 박막 가공이 가능하므로, 각종 박막 장비와 3D printing 기술 등을 사용하여 카드 규격에 맞는 카드 홀더를 제작할 수 있을 것으로 기대한다. | ||
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| + | ◇ IC칩 분리 | ||
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| + | 기존에 사용하던 카드에서 IC칩만을 분리하여 본 설계의 카드 홀더에 수납하게 되므로 소비자가 직접 카드를 가공해야하는 문제점이 있다. 특허 출원 이후 시장에 출시하게 되면, 사용하던 카드에 맞는 Cutter를 함께 제공하여 쉽게 소비자가 IC칩을 분리해낼 수 있도록 하는 것으로 이 문제를 해결할 수 있다. 또한 카드 홀더가 많이 유통되고 카드사에서 카드홀더 형태의 카드를 발급할 수 있다. 현재 IC칩이 소형화되고 다른 여러 기구에 이식되어가는 등 칩 가공 기술이 발달하고 있으므로 카드사도 IC 카드 발급 시 플라스틱 부분을 발급할 필요가 없다. 이러한 과정으로 나아간다면 IC카드 제작 시 플라스틱 부분을 제작하지 않아도 되므로 플라스틱 사용량을 줄일 수 있고, 환경 보호 측면에서도 긍정적인 영향을 줄 수 있다. | ||
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| + | ◇ 무선 충전 기능 탑재 | ||
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| + | 현재 사용되는 스마트카드 디바이스는 충전 단자를 이용하여 배터리를 충전하는 방식이다. 이로 인해 충전을 위한 크래들을 제작하여 판매하는 등 소비자의 금전적 부담이 늘어나게 된다. 또한 박막 배터리의 사용 기간은 30일 정도로 예상되지만, 사람에 따라 사용 빈도가 다르고 배터리의 전압이 약해지면 화면이 흐려지는 LCD의 특성이나 Bluetooth 통신 상태의 불안정을 야기할 수 있다는 점으로 인하여 소비자의 불편을 초래한다. 이 문제점을 해결하기 위하여 본 설계에 따른 카드홀더에 무선충전 코일을 탑재하여 핸드폰이나 NFC 단말기를 통해 배터리를 상시 충전할 수 있도록 만들 수 있다. 대중교통을 이용하거나 RFID 태그를 이용하여 통신을 할 경우에 배터리가 소량 충전될 수 있고, 스마트폰의 무선충전 기능을 이용하여 카드 홀더에 배터리를 충전할 수 있다. 본 설계에 따른 카드 홀더에 삽입될 박막 배터리는 작은 용량을 가지고 있으므로 소량의 충전으로도 충분한 효과를 볼 수 있을 것으로 기대한다. | ||
===특허 출원 내용=== | ===특허 출원 내용=== | ||
2019년 12월 17일 (화) 00:59 기준 최신판
프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : 다수의 IC카드를 수납 및 교체 사용할 수 있는 통합형 스마트카드 홀더
영문 : Integrated smart card holder for storing and replacing multiple IC cards
과제 팀명
유레카
지도교수
홍완식 교수님
개발기간
2019년 9월 ~ 2019년 12월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 신소재공학부·과 2014540027 이상욱(팀장)
서울시립대학교 신소재공학부·과 2010450015 이경석
서울시립대학교 신소재공학부·과 2011450019 배용훈
서울시립대학교 신소재공학부·과 2014450018 신효승
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
본 개발과제는 점차 늘어나는 카드 결제율을 배경으로 보다 수납이 편한 통합형 카드홀더를 개발하고자 시작하게 되었다. 현재 시중에 유통되는 카드는 국제 규격 표준에 맞추어 크기와 두께가 정해져있으며 그 환경에 의해 보관 공간이 커지는 불편이 있다. 본 설계는 현물 카드 결제의 핵심인 IC카드를 하나의 카드홀더에 2개 이상 수납하고 필요에 따라 결제부를 교체하여 사용하는 제품에 대한 설계이다. 이를 통해 사용자의 편의성을 높이고 지갑 내 여유 공간 확보 혹은 작은 지갑을 사용가능하게 함이 최종 목표이다. 오랜 기간 국제 규격에 의해 같은 모양을 가지고 있던 카드 업계에 새로운 형태를 제시하여 경쟁력을 갖고자 한다.
개발 과제의 배경 및 효과
한국의 결제 환경은 현금 없는 사회에 다가가고 있다고 이야기할 정도로 카드결제 비율이 높다. 많은 은행과 카드사가 서로 다른 다양한 상품 및 혜택을 제공하고 있으므로 개인이 여러 종류의 카드를 가지고 있는 일이 많다. 이로 인해 지갑의 두께가 두꺼워지며, 카드를 관리하고 찾아서 결제해야하는 불편함이 생겼다. 이를 보완하기 위하여 모바일 카드나 삼성페이 등 여러 가지 간편 결제 시스템이 도입되고 있지만 보안상의 위험이나 개개인의 활용능력에 따른 어려움, 모바일 인터넷이 있어야만 하는 환경 등 한계가 존재하며, 현물 IC카드가 꼭 필요한 경우가 있다. 따라서 여러 IC카드를 보관하며, 필요에 따라 다양한 카드로 바꾸며 사용할 수 있도록 하여 편의성을 향상시킨 카드홀더를 고안했다. 또한 RFID 기능을 이용할 수 있으므로 교통카드나 RFID 결제에도 이용할 수 있어 편의성을 향상시킨다.
개발 과제의 목표 및 내용
카드홀더를 카드의 국제 규격에 맞추되, IC카드 탈부착공간을 2개 이상 만들어 교체 사용할 수 있도록 하는 것을 최우선 목표로 한다. 현재 통용되는 카드는 IC칩이 하나로 이루어져있어 하나의 결제정보만을 보관한다. 따라서 다양한 정보를 가진 IC카드를 모아 하나의 카드홀더에 수납할 수 있도록 하고, 모든 수납부가 결제위치로 옮겨졌을 때 IC리더를 통해 카드정보를 읽어낼 수 있는지 확인한다. 디스플레이를 탑재하여 저장된 카드정보를 확인할 수 있도록 한다. 이 저장은 Bluetooth 통신을 통해 구현한다. 수납부 하단에 센서를 설치하여 각 수납부가 결제부로 옮겨졌을 때 디스플레이에 카드정보를 표시할 수 있다. 또한 RFID의 사용을 차우선 목표로 RFID 태그를 설치하고, RFID 통신이 가능한지 확인한다. 이 모든 내용은 국제 카드 규격에 맞도록 제작하며, 일반 지갑에 보관 시 특이점 없음 등을 기준으로 하여 목표를 설정하였다.
관련 기술의 현황
관련 기술의 현황 및 분석(State of art)
- 전 세계적인 기술현황
1. IC 카드
1) 체크카드는 은행계좌와 연계되어 은행계좌 잔액 내에서 자유롭게 신용카드가맹점에서 사용할 수 있는 직불카드다. 직불카드의 일시불결제와 신용카드의 폭넓은 가맹점의 장점을 갖고 있다. 체크카드는 예금 잔액 내에서 신용카드 가맹점에서 결제를 자유롭게 하기 때문에, 금융업계에서는 직불카드와 신용카드 사이로 보는 견해가 있다. 신용카드는 소비자 신용의 일종이다. 카드 발행사와 계약을 체결한 회원은 가맹 소매점 등에서 상품을 현찰 없이 구매할 수 있다. 은행계 카드의 경우 해당 은행 계좌를 연동시켜, 현금카드 겸용으로도 사용할 수 있다. 2) IC카드란, 신용카드 크기의 플라스틱 카드에 마이크로프로세서, 카드운영체제, 보안모듈, 메모리 등을 갖춘 집적회로 칩을 내장함으로써 기존의 MS카드에 비해 정보의 기밀성과 보안성을 향상시키고 다량의 정보를 저장하여 다양한 기능을 수행할 수 있도록 만든 카드를 의미한다. 1974년 Innovation S.A.의 Roland Moreno에 의해서 처음으로 IC카드에 대한 특허가 출원된 이후 최초의 IC카드는 1977년 BULL사와 Motorola사의 합작으로 등장하게 되었다. 당시의 IC카드는 메모리 부분과 컨트롤러 부분이 분리된 2개의 칩으로 이루어진 카드였다. 그 후 3년 뒤인 1980년 Motorola사에 의해서 SPOM01이 라고 명명된 단일 칩 IC카드가 최초로 개발되었다. 현재의 IC카드는 신용카드 크기 정도의 플라스틱에 IC칩을 장착한 것으로 8개의 접점을 통하여 외부 단말기와 상 호 작용하도록 설계되어 있으며 , 일반적으로 8비트 마이크로프로세서를 주로 사용 하는데 가장 널리 사용되는 마이크로프로세서는 Motorola의 68HC05와 인텔의 80C51이다. 최근에는 32비트의 CPU가 사용되기도 한다.
2. 모바일 카드
1) 모바일 간편 결제 서비스는 모바일 기기에 저장된 정보를 이용해 즉각 결제를 할 수 있는 전자 결제 서비스 말한다. 모바일 기기를 통해 터치 동작만으로 결제할 수 있도록 도와주는 모든 서비스가 해당된다. 보안에 대한 우려가 있기 때문에 편의성과 보안성을 갖춘 기술이 꼭 필요한 서비스이기도 하다. 이러한 모바일 카드 결제 방식은 아래와 같다. (1) 일회용 가상 카드번호를 활용해 보안 문제를 해결하는 앱 카드 결제 방식 (2) 마그네틱을 통해 정보를 전송하는 마그네틱 보안 전송 (MST) 방식 (3) 근거리 무선 통신 (NFC)을 활용하는 방식 (4) QR코드를 활용하는 방식 2) 대표적으로 삼성페이는 자기장을 통해 카드가 결제되도록 하는 마그네틱 보안 전송 방식을 중심으로 간편 결제 서비스를 제공하고 있다. 장점으로는 마그네틱 보안 전송 방식은 기존 카드 단말기를 활용하는 기술이기 때문에, 별도의 전용 단말기가 설치되지 않은 다양한 기존 상점들에서 활용할 수 있다는 활용성이 가장 큰 장점이다. 단점으로는 많은 전문가들이 마그네틱 보안 전송 방식 자체의 정보 보안 문제를 지적하고 있다. 3) 카카오 페이, 페이코 등 다양한 모바일 카드 연동 결제 서비스가 제공되고 있지만, 앞서 언급했던 삼성페이와 마찬가지로 보안성의 문제가 지적되고 있고 지원하는 단말기나 OS, 금융사의 호환성에 따라 제약이 많은 상황이다.
3. 스마트카드 디바이스
1) 대표적인 스마트카드 디바이스로 KT의 클립 카드를 들 수 있다. 클립 카드는 기존 신용카드와 동일한 크기로 신용·체크카드 10개, 멤버십카드 10개, 선불형 교통카드 1개를 포함해 총 21개의 결제 수단을 하나의 카드에 담을 수 있는 것이 특징이다. 네트워크, 스마트폰 앱 구동, 특정 제조사의 단말, OS(운영체제), 통신사에 구애를 받지 않고 오프라인에서 결제할 수 있다. 클립 카드는 디스플레이를 통해 사용자가 등록한 교통카드 잔액, 멤버십 바코드 번호, 결제할 카드의 종류를 한눈에 확인할 수 있다. 2) 단점으로는 스마트폰을 보유하여 'CLip' 앱을 사용해야 클립 카드를 사용할 수 있으며, 제한된 제휴사 등의 한계가 존재한다. 또한 각종 기술의 결합으로 인해 권장 소비자가격이 108,000원에 이른다. 내장된 리튬이온 배터리는 1번 충전하면 3~4주간 사용할 수 있으나, 방전 시 사용할 수 없고 사용 기간에 따라 배터리 수명이 점진적으로 감소한다는 점이 단점으로 꼽힌다.
- 특허조사 및 특허 전략 분석
2.특허전략
- 기본 형태의 카드 내부에 IC카드을 여러 개 수납하고 교체가능하게 만들기 위하여 1번 특허의 내용을 응용한다. 한정된 공간 내에 IC칩이 여러 개 수납될 수 있도록 구멍을 뚫는 구조를 고안했다. 1번 특허는 RF카드 이용에 중점을 둔 카드케이스로, 카드 리더에 IC카드를 삽입하여 결제하는 기능은 사용할 수 없으므로 두께를 국제 카드 규격에 맞추어 IC칩을 수납 및 교체하더라도 카드 리더에 삽입이 가능한 카드를 고안했다. 2번 특허의 정보 저장성을 응용하되 간단한 기술을 사용함으로 제작 가격을 낮추는 방법을 생각했다. 추가적인 디스플레이를 설치하거나 버튼, 배터리 등의 디바이스를 적재하기에 국제 카드 규격의 두께 0.78mm는 매우 얇기 때문에 제작비용이 올라가게 된다. 따라서 정보가 이미 저장되어있는 IC칩을 준비된 카드 구조에 간단히 옮기는 것만으로 다양한 카드를 하나의 카드에 모아서 사용할 수 있도록 했다. 이런 방법을 사용할 경우 앞서 언급했던 2번 특허의 비용 증가 원인을 삭제할 수 있다. 또한 2번 특허에서 배터리를 사용하는데, 이를 충전하기 위해선 카드 규격의 특성상 무선충전 장치의 사용이 강제되고 사용 기간이 제한된다. 이러한 문제 또한 기존에 사용하던 IC칩을 옮기는 구조로 이용한다면 해결할 수 있다. 3번 특허와 2번 특허에 동시에 적용된 내부 디바이스의 문제는 충격에 약하다는 점이다. IC칩 또한 강한 충격에는 약하지만, 카드 내부에 장치가 많아 무게가 증가된 카드를 떨어뜨려 충격을 주게 되면 충돌각에 따라 내부에 큰 진동을 줄 수 있고 이는 내부 저장장치나 디스플레이에 장애를 초래할 수 있다. IC칩의 경우 비교적 작고 가벼우므로 다량 설치되어도 무게증가가 크지 않고, 본 설계의 구조에 따라 뚫려있는 구멍은 후면 개폐장치로 막아 수납 안정성을 높였다. 종합적으로 1,2,3번 특허의 기본적인 사항만을 참고하고 앞서 서술한 응용 방안들을 통해 완전히 새로운 형태의 수납 및 교체 가능한 IC카드를 고안해 창의성과 독창성을 얻을 수 있다.
- 기술 로드맵
시장상황에 대한 분석
- 경쟁제품 조사 비교
- 마케팅 전략 제시(SWOT 분석)
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
기존의 카드를 사용하게 되면 한 카드 당 하나의 IC칩이 탑재되어 있으므로 하나의 정보를 가지게 된다. 이는 많은 혜택을 위해 다양한 카드를 사용해야하는 시장 현황에서 다수의 카드를 소지하고 다녀야 하는 불편을 초래한다. 본 설계를 사용할 경우 다수의 집적회로(IC)를 수납 및 교체 사용 가능하므로 하나의 카드홀더에 다양한 정보를 수납하고, 이용할 수 있다. IC카드에 대한 카드정보를 표시하기 위해서 카드홀더에 디스플레이와 버튼, 배터리 등을 추가하였고 회전판과 센서를 이용하여 IC카드 구분 및 교체 사용할 수 있는 기술을 포함한다. 일반적으로 사용하는 카드를 하나의 카드홀더에 통합하여 사용할 수 있고 제휴 여부와 관계없이 다양한 카드를 사용할 수 있다.
경제적, 사회적 기대 및 파급효과
현재 지급결제 조사 자료에 따르면 개인당 카드 보유 장수는 평균 4.53장으로 다양한 카드를 보유하고 있음을 알 수 있다. 카드를 여러 장 소지하고 다니게 되면 지갑이나 가방의 수납공간을 많이 차지하게 된다. 본 설계에 따른 카드홀더는 카드의 크기에서 벗어나지 않으면서 여러 카드를 보관하는 것이 가능하므로 소비자의 보관 편의성을 향상시킬 수 있다. 지급결제 조사 자료에 따르면 지급결제수단에서 카드 사용비율은 점차 증가하는 추세를 보이고 있다. 이러한 추세에 맞게 카드사들은 각기 다른 다양한 혜택을 제공하고 있다. 그러나 카드를 여러 장 들고 다니며 상황에 맞는 카드를 찾아가며 사용하기에 어려운 점이 있다. 일반 사용자를 위한 간단한 통합형 카드홀더를 개발함으로써 많은 카드를 바꿔가며 사용해야하는 불편함을 줄이고 개인이 받을 수 있는 혜택을 더 쉽게 받을 수 있게 하여 소비 촉진에 기여할 수 있을 것으로 예상한다. 일반적인 스마트카드 디바이스는 카드사의 이해관계에 따라 제휴 카드나 당사의 카드만 저장하거나 교환하여 사용할 수 있다. 본 설계에 따른 카드홀더는 기존의 소비자가 사용하던 IC카드에서 IC칩만을 옮겨 담아 사용할 수 있고, 카드 정보 등은 개인이 직접 저장할 수 있으므로 제휴 여부와 관계없이 다양한 카드를 사용할 수 있다. 이는 소비성향에 따라 혜택 등을 여러 카드사를 자유롭게 선택하여 사용할 수 있다는 것을 의미한다.
기술개발 일정 및 추진체계
개발 일정
구성원 및 추진체계
◇ 공통 : 아이디어 제시 및 시제품 제작, 보고서 작성, 포스터 제작
◇ 신효승 : 아이디어 설계 및 도안 제작, 발표자료, 시제품 계획
◇ 배용훈 : 아두이노 회로 및 소프트웨어 설계
◇ 이상욱 : 지원금 관리, 회의록 작성, 제품 조사
◇ 이경석 : 진행 상황 보고, 자료 조사
설계
설계사양
제품의 요구사항
<특허 제품의 요구사항>
- 현행 국제 카드 ID-1 규격은 85.60 × 53.98 mm, 두께는 약 0.8mm 이다. 대부분의 은행 카드들(신용 카드, 현금 카드)이 상기 규격을 따른다. 카드홀더를 접촉식 카드리더에 삽입하여 사용 가능하도록 하기 위하여 상기 규격에 맞도록 제작한다. - 카드홀더 내부에 박막 배터리 및 박막 디스플레이, 블루투스 모듈, 센서, RFID태그를 구비하여야 하며, 이 전자부품들은 카드홀더 내부의 지름 50mm 회전판의 동작을 방해하지 않는 부분에 배치한다. - 디스플레이는 가독성을 위하여 1.1inch를 가지고, 배터리는 하루 4~5번 디스플레이 사용 시 약 30일, 대기 전력 사용 시 90~150일 사용을 보장받기 위하여 3.8V/ 13mAh Lithium-Polymer 배터리를 이용한다. - 상기 부품들은 -10 ~ 50 ℃ 에서 동작할 수 있는 제품을 사용한다. - RFID태그는 회전판의 동작을 방해하지 않도록 배치한다. - 센서는 회전판에 설치된 극을 감지하여 IC카드 수납부의 위치를 파악할 수 있도록 배치한다.
설계 사양
<시제품의 요구사항>
- 카드홀더 외형은 아크릴 판과 폼보드를 활용하여 제작한다. - 카드홀더 내부의 배터리는 9V 배터리를 이용한다. - 카드홀더 내부의 도선, 센서는 아두이노 도선 및 수위감지센서를 이용하여 제작한다. 이 때 수위 감지 센서의 감지 반환값은 880으로, 이를 기준으로 센서의 동작을 결정한다. - 블루투스 모듈, 디스플레이, 버튼은 각각 HC-06 모듈, 20x4 I2C LCD Display, 푸쉬 버튼을 사용한다. - 회전판에 설치하는 극은 일정한 형태를 가진 도체로 제작하며, 센서의 동작을 용이하게 하기 위하여 동판을 부착하여 센서의 접촉부를 넓힌다.
개념설계안
이론적 계산 및 시뮬레이션
각 수납부의 위치정보를 가져오기 위한 센서를 상기 아두이노 수위센서로 구현하고자 한다. 수위센서는 물에 의해 도선이 연결되어 전류가 흐르게 되고 물에 닿는 센서의 면적에 따라 흐르는 전류가 변하며 이를 아날로그 값으로 반환하여 수위를 측정한다. 이 때 센서의 도선을 도체를 통하여 연결했을 경우 항상 analogRead() 값을 최대에 가까운 값으로 반환하는 것을 위 그래프를 통해 볼 수 있다. 이를 이용하여, 센서에 도체를 접촉했을 때 반환값을 'ON' 상태로 설정(반환값 약 880)하고, 센서에 도체가 접촉하지 않았을 경우의 반환값을 'OFF'상태로 설정(반환값 0)한다. 시제품 제작을 위하여 센서를 3개 설치하고, 수납부의 각 위치에 따라 도체가 접촉하여 'ON' 상태가 되는 센서를 서로 다르게 설정한다. 이 설계에 따른 analogRead() 반환값은 아래 그래프와 같고, 이를 통해 회전판의 수납부 위치를 구분할 수 있다.
상세설계 내용
부품도
조립도
조립 순서
1. 아크릴판에 메인보드, 브래드보드, 디스플레이를 부착한다.
2. 센서(양극)와 Bluetooth 모듈을 부착하고 브래드보드에 작동 버튼을 조립한다.
3. 센서(음극)와 회전축을 부착한다.
4. 도선으로 각 모듈을 연결한다.
5. 회전판과 9V 배터리를 부착 후 외형을 덮는다.
소프트웨어 설계 (알고리즘)
아두이노 프로그래밍의 경우 void loop() 기능을 사용하여 회로가 하나의 loop로 구성된다. 이 loop를 통해 특정 동작을 반복하거나 상태를 유지하는 등의 기능을 얻는다. 따라서 알고리즘도 메인 loop에 진입하는 것을 시작으로 한다. 버튼과 블루투스 모듈, 수납부 위치정보의 변화를 통해 활성화되는 세 가지 기능을 나타냈고, 각각의 기능을 표현했다. 각 기능이 실행되지 않았거나 실행 된 이후에 다른 동작으로 진입해도 서로에게 영향을 끼치지 않는 알고리즘을 구성했다. 이 모든 기능이 일정 시간이 지나면 LCD 디스플레이 화면을 끄도록 설정했다.
회로도
아두이노 UNO를 메인보드로 하여 회로를 설계했다. 화면 표시를 위한 I2C LCD 디스플레이를 연결했다. 회로도의 LCD는 실제 사용된 LCD보다 작은 모델이다. 브래드보드를 이용하여 도선을 연결했고, 브래드보드에 푸시 버튼을 장착했다. 아두이노의 5V 전원에 I2C lCD, 블루투스 HC-06 모듈, 수위 감지센서 3개를 연결하여 전원을 공급했다. 회로도에 사용된 수위 감지센서는 토양 수분감지센서로, 프로토타입에 사용된 수위 감지센서와 원리가 동일하다. 프로토타입 제작을 위해 아두이노 UNO는 9V 배터리를 연결하여 전원을 공급했다.
결과 및 평가
완료 작품의 소개
프로토타입 사진 혹은 작동 장면
<완성된 시제품 모형>
<시제품 작동 시연>
포스터
관련사업비 내역서
완료작품의 평가
향후계획
◇ 규격화
본 설계는 카드 규격에 맞춘 카드홀더를 제작하여 시중에 유통되는 접촉식 IC리더에 삽입 가능하도록 함이 목적이다. 이를 위해 3D printing 기술과 종이 가공 기술을 통하여 카드 규격에 맞는 시제품을 제작했다. 카드 규격에 맞는 카드홀더 외형을 제작하는데 성공했으나, 개발 기간이나 장비의 부족 등으로 인해 특허 출원용으로 고안했던 전자 장비가 탑재된 카드 크기의 카드홀더를 제작하지 못했다. 현재 카드에 삽입되는 박막 디스플레이나 박막 배터리 등 박막 가공이 가능하므로, 각종 박막 장비와 3D printing 기술 등을 사용하여 카드 규격에 맞는 카드 홀더를 제작할 수 있을 것으로 기대한다.
◇ IC칩 분리
기존에 사용하던 카드에서 IC칩만을 분리하여 본 설계의 카드 홀더에 수납하게 되므로 소비자가 직접 카드를 가공해야하는 문제점이 있다. 특허 출원 이후 시장에 출시하게 되면, 사용하던 카드에 맞는 Cutter를 함께 제공하여 쉽게 소비자가 IC칩을 분리해낼 수 있도록 하는 것으로 이 문제를 해결할 수 있다. 또한 카드 홀더가 많이 유통되고 카드사에서 카드홀더 형태의 카드를 발급할 수 있다. 현재 IC칩이 소형화되고 다른 여러 기구에 이식되어가는 등 칩 가공 기술이 발달하고 있으므로 카드사도 IC 카드 발급 시 플라스틱 부분을 발급할 필요가 없다. 이러한 과정으로 나아간다면 IC카드 제작 시 플라스틱 부분을 제작하지 않아도 되므로 플라스틱 사용량을 줄일 수 있고, 환경 보호 측면에서도 긍정적인 영향을 줄 수 있다.
◇ 무선 충전 기능 탑재
현재 사용되는 스마트카드 디바이스는 충전 단자를 이용하여 배터리를 충전하는 방식이다. 이로 인해 충전을 위한 크래들을 제작하여 판매하는 등 소비자의 금전적 부담이 늘어나게 된다. 또한 박막 배터리의 사용 기간은 30일 정도로 예상되지만, 사람에 따라 사용 빈도가 다르고 배터리의 전압이 약해지면 화면이 흐려지는 LCD의 특성이나 Bluetooth 통신 상태의 불안정을 야기할 수 있다는 점으로 인하여 소비자의 불편을 초래한다. 이 문제점을 해결하기 위하여 본 설계에 따른 카드홀더에 무선충전 코일을 탑재하여 핸드폰이나 NFC 단말기를 통해 배터리를 상시 충전할 수 있도록 만들 수 있다. 대중교통을 이용하거나 RFID 태그를 이용하여 통신을 할 경우에 배터리가 소량 충전될 수 있고, 스마트폰의 무선충전 기능을 이용하여 카드 홀더에 배터리를 충전할 수 있다. 본 설계에 따른 카드 홀더에 삽입될 박막 배터리는 작은 용량을 가지고 있으므로 소량의 충전으로도 충분한 효과를 볼 수 있을 것으로 기대한다.
특허 출원 내용
2019년 12월 17일 현재 교내 산학협력단과 협의하여 특허 출원 평가를 진행중이며, 요약 내용은 아래와 같다.
【발명의 명칭】
다수의 IC카드를 수납 및 교체 사용할 수 있는 통합형 스마트카드 홀더
【기술분야】
본 발명은 여러 IC카드를 하나의 카드홀더에 수납하고 필요에 따라 결제부를 교체하여 사용한다. 각각의 슬롯의 카드정보(카드사, 카드번호, CVC 등)를 Bluetooth 통신을 통해 카드홀더에 저장하며 센서를 이용하여 각 슬롯에 연결된 카드정보(카드사, 카드번호, CVC 등)를 구분하고 디스플레이에 표시하는 제품에 관한 것이다.
【특허문헌】
(특허문헌 1) KR1020150089295 A NFC 신용카드
(특허문헌 2) KR1020150020006 A 전자기기용 커버, 안테나 어셈블러, 전자기기 및 그 제조방법
(특허문헌 3) KR1013038610000 A 디스플레이카드의 가공방법
【청구범위】
【청구항 1】
두 개 이상의 IC카드를 수납하고 교체사용이 가능한 카드홀더로서, 두 개 이상의 IC카드를 수용할 수 있는 회전판과 각각의 슬롯을 구분할 수 있는 기능을 포함하고, RFID 안테나를 통해 비접촉식 통신이 가능하며 IC카드에 대한 정보를 표시하는 디스플레이부와 이를 제어하는 컨트롤러를 가진 카드홀더.
【청구항 2】
제 1항에 있어 상기 회전판은 IC카드를 수납 가능한 개구부를 적어도 두 개 이상 가지며 상기 IC카드를 접촉식 IC카드 리더에서 리딩 가능한 위치로 이동시켜 정지할 수 있는 회전판을 가진 카드홀더.
【청구항 3】
제 1항에 있어 상기 디스플레이부는 미리 저장한 IC카드의 정보를 표시하며, 상기 컨트롤러를 조작하여 정보를 나타낼 수 있는 카드홀더.
【요약】
여러 장의 IC카드를 통합하여 한 장의 카드로 사용할 수 있는 카드홀더가 제공된다. 본 발명에 의한 카드홀더는 카드홀더 본체, 박막 배터리와 충전 단자, 여러 IC카드들을 수납하고 교체가 가능한 회전부와 카드 정보(카드사, 카드번호, CVC 등)를 표시하는 디스플레이부, 이를 제어하는 컨트롤러를 포함한다. 내장된 RFID 태그를 통해 비접촉식 통신이 가능하다. 상기 디스플레이부는 내장된 블루투스 모듈을 통해 전송받은 카드 정보를 표시할 수 있고, 카드홀더 내부에 위치한 센서를 통해 회전판 각 슬롯의 IC카드 정보를 구분할 수 있다.
