KR100336420B1 - 브레드보드를이용한전기/전자로직실험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브레드 보드를 이용한 전기/전자 실험장치에 관한 것으로, 종래에는 단순히 브레드 보드만을 이용하여 로직회로를 구성하고 그 로직회로의 포인트를 수동으로 단자 연결하여 측정장치에서 그 결과를 측정하고 있다.

본 발명은 브레드 보드의 열별 입출력단들을 연결하여 멀티플렉싱 릴레이들을 매트릭스 구조로 설치하고 브레드 보드의 입출력단들을 다중으로 연결 및 스위칭 시키도록 계층구조로 이루어진 릴레이 유니트 보드를 설치하고, 그 릴레이 유니트보드의 스위칭 제어를 위한 제어버스와 입출력신호를 위한 데이타 버스를 외부와 연결시키기 위한 외부 입출력버스 콘넥터를 구비하고, 그 콘넥터를 통해 PC에 연결하여 PC내에 상기 브레드 보드의 각 포인트 좌표를 그래픽으로 표시하여 원하는 체크 포인트를 PC에서 선택함과 아울러 체크 포인트에서 측정되는 신호를 분석하여 표시하도록 구성함으로써 자동으로 체크 포인트별 경로를 설정할 수 있고, 그 결과를 PC를 통해 쉽게 분석처리 할 수 있게 된다.

Description

브레드보드를 이용한 전기/전자 로직실험장치{Logic testing apparatus using breadboard}

본 발명은 브레드보드(Breadboard)를 이용한 전기/전자 실험장치에 관한 것으로, 특히, 브레드보드의 각 기본 구성 열(COLUMN)에 아날로그 스위치를 매트릭스 형태로 부착하여 원하는 시그널의 입력과 측정이 동시에 가능하도록 하여 로직 분석기나 개인용 컴퓨터(PC)를 이용하여 시험과 자동화를 실현시키기 위한 인텔리젼트 브레드보드 실험장치에 관한 것이다.

일반적으로 브레드 보드는, 전기/전자 로직회로를 실험하기 위한 보드로서, 각 소자들을 장착하여 로직을 구성하고, 전원과 외부 입력을 제공하여 원하는 체크 포인트에서의 신호상태를 측정하기 위한 것이다.

종래의 브레드 보드를 이용한 전지/전자 실험장치는, 단순히 브레드 보드만을 이용하는 것으로서, 브레드 보드상에 각 소자들을 이용하여 원하는 로직회로를 구성하고, 외부에서 직접 단자를 연결하여 전원 및 입력신호를 공급하도록 한다. 그리고, 각 접점에 직접 테스트 침을 접촉시켜 아날로그 분석기나, 오실로스코프등으로 체크 포인트의 신호상태를 분석하도록 되어 있다.

그러므로, 브레드 보드를 이용하여 로직 회로를 쉽게 구성할 수 있는 브레드 보드 자체의 장점만을 이용하는 것이고, 테스트나 입력 및 출력은 수동으로 접점을 선택하여 직접 단자를 삽입 연결해야 하는 불편함이 있다.

또한, 임의의 경로상에서의 신호상태를 체크하고자 하는 경우에는 두 점을 각각의 테스트봉으로 접촉시키고, 그 테스트봉을 분석기에 연결해야 하므로 번거롭고 다양한 접점 테스트가 불가능한 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, PC에서 브레드 보드 상에 구성된 로직회로의 각체크 포인트를 지정하여 자동으로 원하는 체크 포인트 간의 경로를 설정 및 스위칭 하도록 함으로써, 원하는 경로의 체크를 자유롭고 편리하게 실현시킬 수 있는 브레드 보드를 이용한 전기/전자 실험장치를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 목적은, 브레드 보드의 열별 입출력단들을 연결하여 멀티플렉싱 릴레이들을 매트릭스 구조로 설치하고 브레드 보드의 입출력단들을 다중으로 연결 및 스위칭 시키도록 계층구조로 이루어진 릴레이 유니트 보드를 설치하고, 그 릴레이 유니트 보드의 스위칭 제어를 위한 제어버스와 입출력신호를 위한 데이타 버스를 외부와 연결시키기 위한 외부아날로그 입출력버스 콘넥터를 구비하고, 그 콘넥터를 통해 PC에 연결하여 PC내에 상기 브레드 보드의 각 포인트 좌표를 그래픽으로 표시하여 원하는 체크 포인트를 PC에서 선택함과 아울러 체크 포인트에서 측정되는 신호를 분석하여 표시하도록 구성함으로써 달성된다.

상기 릴레이 유니트 보드는, 다수의 릴레이 유니트들을 계층구조로 구성하고, 단위 릴레이 유니트는, 브레드 보드의 입출력 그룹 또는 상위계층과 연결되는 다수의 상위 입출력단과, 외부 연결 또는 하위 계층과 연결되며 상기 상위 입출력단보다는 적은 수의 입출력단을 구비하여 상위 입출력단과 하위 입출력단 사이에 멀티 플레싱 연결을 시켜주는 멀티플레싱릴레이와, 제어버스를 통해 입력되는 상기 멀티플레싱 릴레이의 스위칭 경로를 제어하기 위한 제어 데이타를 래치시켜 상기 멀티 플레싱 릴레이에게 경로 제어신호를 공급하는 래치와, 어드레스 버스를 통해서 입력되는 해당 릴레이 유니트의어드레스를 디코딩하여 상기 래치의 출력제어를 하는 선택회로를 포함하여 구성됨에 특징이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 브레드 보드를 이용한 로직실험 장치 블록구성도.

도 2는 본 발명의 릴레이 유니트 보드의 계층 구조도.

도 3 은 본 발명에 의한 단위 릴레이 유니트의 블록도.

도 4는 본 발명에 의한 브레드 보드와 릴레이 유니트 보드의 설치 구조도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

100 : 브레드 보드 110 : 브레드 보드 입출력단자

200 : 릴레이 유니트 보드 201 : 멀티플렉싱 릴레이

202 : 래치 203 : 선택회로

210,220 : 계층구조의 릴레이 유니트

230 : 외부 연결 입출력단자 240 : 제어버스

300 : PC

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 브레드 보드를 이용한 논리로직실험장치의 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이, 각종 로직소자들을 장착하여 실험 로직을 구성하기 위한 브레드 보드(100)와, 그 브레드 보드(100)의 각 입출력단자들과 연결되어 테스트하고자 하는 포인트들의 연결을 스위칭하여 입출력신호 및 제어신호를 연결시키는 릴레이 유니트 보드(200)와, 상기 브레드 보드(100)의 각 입출력단자의 좌표 및 설계된 로직회로를 화면에 시뮬레이션하여 각 포인트를 선택함에 따라 상기 릴레이 유니트 보드(200)의 입출력 연결 경로를 스위칭시켜 상기 브레드 보드(100)의 로직회로를 테스트 하기 위한 시뮬레이션 프로그램이 탑재된 PC(300)로 구성된다.

상기 릴레이 유니트 보드(200)는, 브레드 보드의 각 입출력단(110)과 연결되는 다수의 릴레이 유니트가 병렬 구성되는 첫번째 계층 릴레이 유니트(210)와, 그 첫번째 계층 릴레이 유니트(210)와 계층 구조로 연결되는 다수의 릴레이 유니트로 이루어진 두번째 계층 릴레이 유니트(220)와, 그 릴레이 유니트 계층의 각 릴레이 유니트를 선택함과 아울러 입출력 경로를 선택하기 위한 제어버스(240)와, 상기 릴레이 유니트 계층을 통하는 입출력신호를 연결시키는 입출력신호 연결부(231)및 상기 제어버스(240)에 릴레이 유니트 경로선택을 위한 제어신호를 연결시키는 제어신호 연결부(232)를 포함하여 구성된다.

각 계층의 릴레이 유니트는, 도 2에 도시된 바와 같이, 브레드 보드(100)의각 입출력단(110)과 연결되는 다수의 릴레이유니트가 병렬 구성되는 첫번째 계층의 릴레이 유니트(210)와, 그 첫번째 계층 릴레이 유니트(210)의 복수개의 릴레이 유니트 출력단이 입력단으로 연결되는 릴레이 유니트들이 병렬 배열되어 계층구조를 이루는 두번째 계층의 릴레이 유니트(220)로 이루어지며, 최종 계층의 릴레이 유니트들은 외부 아날로그 입출력버스(230)를 통해 PC에 연결되도록 구성된다.

도 3은 본 발명에 의한 릴레이 유니트의 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이, 어드레스 제어버스(232b)의 어드레스를 디코딩 하여 해당 릴레이 유니트의 어드레스인 경우 해당 릴레이 유니트를 선택하기 위한 선택제어를 하는 선택회로(203)와, 그 선택회로(203)의 제어신호에 의거하여 데이타 제어버스(232a)상의 입출력 데이타 경로 제어데이타를 디코딩하여 래치시키는 래치(202)와, 브레드 보드 입출력단(110) 또는 상위 계층에 연결되는 복수 비트의 상위 입출력단자와, 외부연결 또는 하위계층 또는 외부 아날로그 입출력단(230)에 연결되는 상기 상위 입출력단자보다는 적은 수의 복수비트의 하위 입출력단자를 구비하여 상기 래치(202)의 경로 제어 데이타에 의거하여 상기 상위 입출력단자와 하위 입출력단자간의 데이타 경로를 선택하는 멀티플렉싱 릴레이(201)로 구성된다.

그리고, 도면에는 도시되지 않았지만 릴레이 유니트 보드의 각 경로선택 및 릴레이 유니트 선택등을 초기화 시키기 위한리세트 스위치 및 리세트 회로가 포함되며, 동작상태를 표시하기 위한 LED도 포함되어 구성된다.

도 4는 본 발명에 의한 브레드 보드를 이용한 로직실험장치의 구조를 보인 측단면도로서, 상면에 로직 소자들을 장착하여 로직회로를 구성하기 위한 브레드보드(100)와, 하면에 상기 릴레이 유니트 들을 장착하고, 콘넥터를 통해서 PC(300)측과 연결되는 릴레이 유니트 보드(200)의 입출력 연결단자(110)들을 표면실장 방법으로 연결 설치한 구조로 구성된다.

이와같이 구성된 본 발명은, 브레드 보드(100)의 밑면 연결단자(110)들은 릴레이 유니트 보드(200)의 상면에 솔더링에 의한 표면 실장방식으로 연결되어 멀티플렉싱 릴레이(201)의 상위 입출력단자에 연결된다. 단위 릴레이 유니트는 도 4와 같이 구성되어 있으므로, PC(300)측의 제어버스 및 어드레스 버스를 통해서 입력되는 릴레이 유니트 선택 어드레스에 의해 선택회로(203)가 해당 단위 릴레이 유니트를 선택하게 되고, 그 선택회로(203)의 선택신호에 의해 래치(202)가 선택되어 데이타 경로 선택용 제어데이타를 래치시킨다. 이에따라 그 래치(202)에 래치된 경로 제어 데이타에 의거하여 상기 멀티플랙싱 릴레이(201)가 상위 입출력단자와 하위 입출력단자간의 연결 경로를 선택하게 된다.

여기서, 상기 어드레스 및 제어데이타는, 한개 이상의 단위 릴레이 유니트를 공통으로 제어하기 위하여 릴레이 유니트 선택 어드레스 버스와, 경로 선택 데이타 버스로 이루어진 제어버스(240)를 통해 경로선택신호 및 릴레이 유니트 선택신호를 제공하게 된다.

브레드 보드(100)의 모든 입출력단 간의 상호 연결시 필요한 릴레이 수를 제한하기 위하여 입력단을 공용 사용하는 릴레이 유니트에 따라 입출력 그룹을 이루고, 여기에 연결된 단위 릴레이 유니트는 계층 구조를 가진다. N개(보통 400개)의 입출력단으로 이루어진 브레드 보드(100)는 첫번째 계층으로 N/8(보통 50개)의 단위 릴레이 유니트가 구성되고, 각 유니트는 N/8/8(6개)의 두번째 계층의 단위 릴레이 유니트에 연결된다. 외부에서 동시에 (N/8/8)*2개(12개)의 각 입출력 및 측정장비로 각 입출력 그룹별로 최대 2개, 전체 브레드 보드에서 12개의 입출력선을 제어할 수 있게 된다.

한편, 상기 PC는, 상기 브레드 보드(100)의 각 입출력단자를 화면에 보여주고 각 로직소자를 장착한 상태에 따라 화면에 나타난 입출력단자의 연결상태를 시뮬레이션 할 수 있는 프로그램이 탑재되며, 그 프로그램을 이용하여 브레드 보드(100)상에 구현되는 로직회로를 PC화면상에도 구현시키고, 마우스등을 이용하여 테스트 하고자 하는 포인트를 화면상에서 선택하여 실험하고자 하는 측정 구간을 선택한다. 이에따라 그 측정구간간에 연결되는 경로 데이타를 자동으로 발생시켜 상기 제어버스와 입출력버스를 통해서 릴레이 유니트 보드(200)에 어드레스 및 제어데이타를 송신하여 경로를 설정하고, 그 경로상에서의 데이타 입출력을 실험하여 그 결과를 측정한다. 그리고, 입출력신호중 PC에서 입력시키거나 출력을 분석하기 어려운 경우 별도의 신호발생장치 및 측정장치를 외부 입출력단자 연결부를 통해 연결하고, 체크 포인트와 체크 포인트간의 측정결과를 얻을 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 인텔리젼트 브레드 보드로서 동작되며, 릴레이 유니트 보드에 의해 경로를 자동으로 선택할 수 있어서 수동으로 체크 포인트를 일일히 선로를 연결할 필요없이 PC의 화면상에서 선택만 하면 자동으로 경로설정 및 입력신호의 공급 및 출력신호의 체크를 자동으로 할 수있고, 그 결과를 분석하여 PC로 출력할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 브레드 보드를 이용한 전기/전자 로직실험장치에 있어서,

   상기 브레드 보드의 각 입출력단자들과 연결되어 테스트하고자 하는 포인트들의 연결을 스위칭하여 입력출신호 및 제어신호를 연결시키기 위한 릴레이 유니트 보드와,

   상기 브레드 보드의 각 입출력단자의 좌표 및 설계된 로직회로를 화면에 시뮬레이션하여 각 포인트를 선택함에 따라 상기 릴레이 유니트 보드의 입출력 연결 경로를 스위칭시켜 상기 브레드 보드의 로직회로를 테스트하기 위한 시뮬레이션 프로그램이 탑재된 PC를 포함하여 구성되되,

   상기 릴레이 유니트 보드는,

   a) 브레드 보드의 각 입출력단과 연결되는 다수의 릴레이 유니트가 병렬 구성되는 제 1 계층 릴레이 유니트와,

   b) 그 제 1 계층 릴레이 유니트와 연결되는 다수의 릴레이 유니트가 계층 구조로 이루어진 제 2 계층 릴레이 유니트와,

   c) 상기 제 2 계층 릴레이 유니트의 각 릴레이 유니트를 선택함과 아울러 입출력 경로를 선택하기 위한 제어버스와,

   d) 상기 제 1, 제 2 계층 릴레이 유니트를 통하는 입출력신호를 연결시키는 입출력신호 연결부 및 상기 제어버스에 릴레이 유니트 경로선택을 위한 제어신호를 연결시키는 제어신호 연결부로 이루어진 것을 특징으로 하는 브레드 보드를 이용한전기/전자 로직실험장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 제 1 계층, 제 2 계층 릴레이 유니트는,

   어드레스 제어버스의 어드레스를 디코딩하여 해당 릴레이 유니트의 어드레스인 경우 해당 릴레이 유니트를 선택하기 위한 선택제어를 하는 선택회로와,

   그 선택회로의 제어신호에 의거하여 데이타 제어버스상의 입출력 데이타 경로 제어 데이타를 디코딩하여 래치시키는 래치와,

   브레드 보드 입출력단 또는 상위 계층에 연결되는 복수 비트의 상위 입출력단자와, 외부연결 또는 하위계층 또는 외부 아날로그 입출력단에 연결되는 상기 상위 입출력단자보다는 적은 수의 복수비트의 하위 입출력단자를 구비하여 상기 래치의 경로 제어 데이타에 의거하여 상기 상위 입출력단자와 하위 입출력단자간의 데이타 경로를 선택하는 멀티플렉싱 릴레이를 포함하는 브레드 보드를 이용한 전기/전자 로직실험장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 릴레이 유니트 보드는,

   릴레이 유니트 보드의 각 경로선택 및 릴레이 유니트 선택을 초기화시키기 위한 리세트 스위치 및 리세트 회로와,

   동작상태를 표시하기 위한 LED를 더 포함하는 브레드 보드를 이용한 전기/전자 로직실험장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 브레드 보드의 입출력단자들은,

   상기 릴레이 유니트 보드의 상면에서 솔더범퍼에 의해 표면실장되고, 그 릴레이 유니트 보드의 하면에 상기 릴레이 유니트들을 매트릭스 형태로 장착하고, 콘넥터를 통해서 PC측과 연결되는 구조로 구성된 브레드보드를 이용한 전기/전자 로직실험장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 PC에 탑재된 시뮬레이션 프로그램은,

   상기 브레드 보드의 각 입출력단자 및 브레드 보드상에 구현되는 로직회로를 PC화면상에 표시하고,

   사용자의 입력신호에 따라 테스트 하고자 하는 포인트를 화면상에서 선택하여 실험하고자 하는 측정 구간을 선택하고,

   그 측정구간간에 연결되는 경로 데이타를 자동으로 발생시켜 상기 제어버스와 입출력버스를 통해서 릴레이 유니트 보드에 어드레스 및 제어 데이타를 송신하여 경로를 설정하고,

   그 경로상에서의 데이타 입출력을 실험하여 그 결과를 측정하도록 프로그래밍된 브레드 보드를 이용한 전기/전자 로직실험장치.