KR101882627B1

KR101882627B1 - 교육용 키트

Info

Publication number: KR101882627B1
Application number: KR1020170161593A
Authority: KR
Inventors: 이성신
Original assignee: 이성신
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2018-07-26

Abstract

본 발명은 교육용 키트에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 아두이노의 회로도를 이용하여 제작한 교육용 키트에 있어서, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 상면에 설치되는 모듈부; 상기 인쇄회로기판의 일단에 형성되고 외부와 연결되어 전원을 공급받는 외부전원부 및 상기 인쇄회로기판의 상면 전측에 형성되는 아날로그 핀부 및 상기 인쇄회로기판의 상면 후측에 형성되는 디지털 핀부를 포함하는 핀부를 포함하되, 상기 아날로그 핀부는 다수개의 아날로그 핀 및 각각의 아날로그 핀 양측에 설치되는 전원 핀을 포함하고, 상기 디지털 핀부는 다수개의 디지털 핀 및 각각의 디지털 핀 양측에 설치되는 전원 핀을 포함하는 교육용 키트를 제공할 수 있다.

Description

교육용 키트{Educational Kit}

본 발명은 교육용 키트에 관한 것으로, 더욱 구체적으로, 아두이노의 회로도를 보완하여 제작되어 각 핀마다 전원 핀 및 LED가 설치되어 연결되는 배선의 복잡함을 해소하고, 핀 연결여부 및 오류를 용이하게 확인할 수 있으며 브레드 보드 사용 없이 단독으로 사용이 가능한 교육용 키트에 관한 것이다.

최근 코딩 교육의무화로 인한 소프트웨어 관련 교육 프로그램의 비율이 증가하여, 코딩 관련 사교육이 증가하고 있고, 소프트웨어 운영 학교 및 수혜학생이 증가할 것으로 예상된다.

이에 따라, 코딩 교육의 관련 교구 및 학습 교구의 수요 및 개발이 꾸준한 추세로 증가하고 있다.

코딩 교육은 주로 아두이노라는 기판을 이용하여 코딩 및 소프트웨어 교육이 활발히 진행되고 있다.

여기서 아두이노는 오픈소스를 기반으로 한 단일 보드 마이크로 컨트롤러로 완성된 보드와 관련 개발 도구 및 환경이다. 이러한 아두이노는 하드웨어에 익숙지 않은 학생들이 자신들의 작품을 손쉽게 제어할 수 있도록 고안되었고, 다수의 스위치나 센서로부터 값을 받아들여, LED나 모터와 같은 외부 전자 장치를 통제함으로써 환경과 상호작용이 가능한 물건을 만들어 낼 수 있다. 또한, 임베디드 시스템 중의 하나로 쉽게 개발할 수 있는 환경을 이용하여 장치를 제어할 수 있다.

그러나, 아두이노는 크기 및 글씨가 작아 저학년 학생 및 중장년층이 다루기에는 어려움이 있었고, 날카로운 모서리 및 뒷면 납땜부와 연결핀이 뾰족하여 작은 부주의에도 다칠 수 있는 사고 위험성이 있었다.

또한, 전원 인가 부분이 2개뿐이어서 센서 및 엑추에이터 등의 연결 시 브레드 보드를 사용하여야 했고, 이에 따라 배선이 복잡해지거나 배선 오류 검출에 대한 어려움이 발생하였다.

따라서, 저학년 학생 및 중장년층은 물론 일반인 및 고학년 학생들까지 쉽게 다룰 수 있고, 교육 시 편의성 및 효율성뿐만 아니라 안전성까지 고려할 수 있는 키트의 제작이 필요하다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 아두이노의 회로도를 보완하여 제작되어 각 핀마다 전원 핀 및 LED가 설치되어 연결되는 배선의 복잡함을 해소하고, 핀 연결여부 및 오류를 용이하게 확인할 수 있으며 브레드 보드 사용 없이 단독으로 사용이 가능한 교육용 키트를 제공하는데 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 교육용 키트는 아두이노의 회로도를 이용하여 제작한 교육용 키트에 있어서, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 상면에 설치되는 모듈부; 상기 인쇄회로기판의 일단에 형성되고 외부와 연결되어 전원을 공급받는 외부전원부 및 상기 인쇄회로기판의 상면 전측에 형성되는 아날로그 핀부 및 상기 인쇄회로기판의 상면 후측에 형성되는 디지털 핀부를 포함하는 핀부를 포함하되, 상기 아날로그 핀부는 다수개의 아날로그 핀 및 각각의 아날로그 핀 양측에 설치되는 전원 핀을 포함하고, 상기 디지털 핀부는 다수개의 디지털 핀 및 각각의 디지털 핀 양측에 설치되는 전원 핀을 포함하는 교육용 키트를 제공하는데 있다.

또한, 상기 핀부는 모든 핀이 둥근 단자 형태로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전원 핀은 상기 아날로그 핀 또는 디지털 핀의 일측에 설치되는 GND 핀 및 상기 아날로그 핀 또는 디지털 핀 타측에 설치되는 VCC 핀을 포함할 수 있다.

또한, 상기 교육용 키트는 상기 아날로그 핀부 및 상기 디지털 핀부 일측에 설치되어, 핀의 연결을 나타내는 LED부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 외부전원부는 마이크로 5핀 전원포트, A-B USB 전원포트, 9V 전원포트 및 9V 건전지 홀더를 포함할 수 있다.

또한, 상기 인쇄회로기판은 긁힘방지 및 안전성을 위해 저면이 코팅된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 교육용 키트는 상기 핀부에 연결되는 연결선을 더 포함하고, 상기 연결선은 양끝단이 둥근 잭 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 교육용 키트는 브레드 보드없이 단독 사용이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 교육용 키트는 아두이노의 회로도를 보완하여 제작되어 각 핀마다 전원 핀 및 LED가 설치되어 연결되는 배선의 복잡함을 해소하고, 핀 연결여부 및 오류를 용이하게 확인할 수 있으며 브레드 보드 사용 없이 단독으로 사용이 가능하다.

또한, 키트를 확장형으로 제작하여 저학년 학생 및 중장년층이 다루기가 용이하다.

또한, 납땜이 있는 뒷면을 코팅하고, 날카로운 핀 및 연결핀을 둥근 단자 및 잭의 형태로 변경하여 교육 시 발생할 수 있는 긁힘사고 및 합선을 방지하여 안전성을 높일 수 있다.

또한, 외부 전원 포트가 4개로 구성되어 안정적으로 전원을 공급할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 교육용 키트를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연결선을 도시한 사시도.

이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 교육용 키트를 도시한 평면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연결선을 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 교육용 키트(1)는 인쇄회로기판(100), 모듈부(200), 외부전원부(300) 및 핀부(400)를 포함할 수 있다.

인쇄회로기판(100)은 모듈부(200), 핀부(400) 및 외부전원부(300)가 탑재되어 전기적으로 상호 연결될 수 있도록 할 수 있다. 즉, 인쇄회로기판(100)은 모듈부(200)의 기능(수의 하드웨어 제어용 포트, 전원, 리셋, 시리얼통신, 외부 인터럽트)을 수행하기 위한 부품들이 유기적으로 연결될 수 있도록 회로가 형성되어 있다.

이러한 인쇄회로기판(100)은 확장형으로 형성되고, 기재되어 있는 글씨의 크기가 3mm로 형성되어, 가독성을 향상시키고 저학년 학생 및 중장년층이 사용하는데 용이하도록 편의성을 증대시켰다.

또한, 인쇄회로기판(100)은 각 모서리가 뭉툭하게 형성되어 모서리에 긁힘 등을 방지하였다.

또한, 인쇄회로기판(100)은 저면이 코팅될 수 있고, 이에 따라 뒷면의 납땜부에 의한 긁힘 및 합선을 방지하여 안전성을 향상시킬 수 있다.

또한, 인쇄회로기판(100)은 모서리측에 홀이 형성되어 있어 손으로 잡기에 용이하고 고정시키는데 용이하다.

모듈부(200)는 인쇄회로기판(100)의 상면에 설치되어, 임베디드 보드에 구비된 기능 중에서 하나의 기능을 수행하는 부품일 수 있다.

즉, 모듈부(200)는 공지의 부품으로 MCU, CPU 및 MPU 중 하나로 형성되어, 입력되는 신호에 따라 처리를 수행하고 다른 부를 제어할 수 있다.

외부전원부(300)는 인쇄회로기판(100)의 일단에 형성되고 외부와 연결되어 전원을 공급받고 다른 부품에 전원을 공급할 수 있다.

또한, 외부전원부(300)는 4개로 구성되어 다른 부품에 안정적으로 전원을 공급할 수 있다.

이러한 외부전원부(300)는 마이크로 5핀 전원포트(310), A-B USB 전원포트(320), 9V 전원포트(330) 및 9V 건전지 홀더(340)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 다양한 외부 전원과의 연결이 가능하다.

핀부(400)는 하드웨어 등 다른 부품 및 연결선이 연결될 수 있는 다수개의 핀으로 형성될 수 있다.

또한, 핀부(400)는 모든 핀이 둥근 단자 형태로 형성될 수 있다.

즉, 핀부(400)는 아날로그 핀(411), 디지털 핀(421) 및 전원 핀(412,422) 등의 모든 핀이 둥근 단자 형태로 형성되고, 이에 따라 양끝단이 둥근 잭 형태로 형성된 연결선(2)이 연결되어 날카로운 형태였던 핀에 긁히거나 다치는 사고를 방지할 수 있고, 납땜으로 하나하나 고정시키는 번거로움 없이 간편하게 부품 및 연결선(2)을 연결할 수 있다.

이러한 핀부(400)는 아날로그 핀부(410) 및 디지털 핀부(420)를 포함할 수 있다.

아날로그 핀부(410)는 인쇄회로기판(100)의 상면 전측에 형성될 수 있다.

또한, 아날로그 핀부(410)는 다수개의 아날로그 핀(411) 및 다수개의 전원 핀(412)을 포함할 수 있는데, 전원 핀(412)은 각각의 아날로그 핀(411) 양측에 설치되어 각 아날로그 핀(411)마다 전원을 공급할 수 있다.

이러한 전원 핀(412)은 VCC 핀(412a) 및 GND 핀(412b)을 포함할 수 있다.

VCC 핀(412a)은 아날로그 핀(411) 타측에 형성되어 전원공급 기능을 하고, GND 핀(412b)은 아날로그 핀(411) 일측에 형성되어 접지 기능을 할 수 있다.

이때, VCC 핀(412a)은 5V의 전압원으로 전원을 공급할 수 있다.

또한, 아날로그 핀부(410)는 아날로그 핀(411)에 대응되게 형성되는 GND 핀(412b) 외에 추가적으로 GND 핀(412b)이 더 설치될 수 있고, 1개가 더 설치되는 것이 바람직하다.

디지털 핀부(420)는 인쇄회로기판(100)의 상면 후측에 형성될 수 있다.

또한, 디지털 핀부(420)는 다수개의 디지털 핀(421) 및 다수개의 전원 핀(422)을 포함할 수 있는데, 전원 핀(422)은 각각의 디지털 핀 양측에 설치되어 각 디지털 핀(421)마다 전원을 공급할 수 있다.

여기서, 전원 핀(422)의 VCC 핀(422a)은 디지털 핀(421) 타측에 형성되어 전원공급 기능을 하고, GND 핀(422b)은 디지털 핀(421) 일측에 형성되어 접지 기능을 할 수 있다.

이때, VCC 핀(422a)은 5V의 전압원으로 전원을 공급할 수 있다.

또한, 디지털 핀부(420)는 AREF 핀을 더 포함할 수 있다.

AREF 핀은 아날로그 레퍼런스 핀(Analog reference pin)으로, 아날로그 VCC의 기준 전압이 되는 핀일 수 있다.

또한, AREF 핀은 아날로그 값을 더 정밀한 값과 작은 전압을 사용하고 싶을 때 사용하고, 인가할 수 있는 전압의 크기는 0V보다 크고 5V보다 작은 전압의 크기여야 한다.

핀부(400)에 센서 또는 엑추에이터를 연결할 경우 하나의 센서에 2개의 전원 핀(212,222)이 필요하여 브레드 보드를 사용하여 처리해야 했으나, 상기의 구성으로 키트만을 단독으로 사용하여도 처리할 수 있다.

또한, 교육용 키트(1)의 핀부(400)는 LED부(430)를 더 포함할 수 있다.

LED부(430)는 아날로그 핀부(410) 및 디지털 핀부(420) 일측에 설치되어, 핀의 연결을 나타낼 수 있다.

즉, LED부(430)는 핀부(400)의 각 핀(아날로그 핀, 디지털 핀, VCC 핀, GND 핀)마다 하나의 LED가 연결되도록 설치되어 각 핀에 잭이 연결되면 연결된 LED가 발광하여 핀의 연결을 나타내줄 수 있다.

이를 통해 핀의 연결여부를 바로 확인할 수 있고, 이에 따라 핀에 잭이 연결되어 있는데, 연결된 LED가 발광하지 않는 것으로 핀의 연결오류를 바로 확인할 수 있다.

또한, 본 발명의 교육용 키트의 핀부(400)는 POWER 부(440) 및 COMMUNI 부(450)를 더 포함할 수 있다.

POWER 부(440)는 직류 전압을 필요로 하는 부품에 입력전원으로부터 직류 전원으로 변환하여 전원공급할 수 있도록 한다.

이러한 POWER 부(440)는 3.3V 핀(441) 및 GND 핀(442)을 포함할 수 있다.

여기서, 3.3V 핀(441)은 1개가 설치될 수 있고, POWER 부(440)의 GND 핀(442)은 3.3V 핀(441)의 수에 상응되는 수만큼 설치될 수 있다.

이에 따라, 디지털 핀부(410)의 전원 핀(412)은 14개, 아날로그 핀부(420)의 전원 핀(422)은 6개, POWER 부(440)의 3.3V 핀(441)은 1개로 설치되어, 교육용 키트(1)의 전원을 공급하는 핀의 총 개수는 21개일 수 있다.

COMMUNI 부(450)는 SDA 핀, SCL 핀, RX 핀 및 TX 핀을 포함할 수 있다.

SDA 핀은 Serial Data 핀으로, 데이터를 전송하기 위해 사용하는 핀이다.

SCL 핀은 Serial Clock 핀으로, 클럭 시그널을 전송하기 위해 사용하는 핀이다.

RX 핀 및 TX 핀은 Serial In 핀 및 Serial Out 핀으로, 씨리얼통신 핀이다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 교육용 키트(1)는 연결선(2)을 더 포함할 수 있다.

연결선(2)은 핀부(400)의 핀에 연결되어 연결된 부품 및 핀이 전기적으로 연결되도록 할 수 있고, 핀의 형상에 따라 양끈단이 둥근 잭 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라 안전성이 향상되고 핀에 연결 시 쉽게 빠지지 않을 수 있다.

또한, 핀에 삽입하는 것만으로도 연결되어 쉽게 연결할 수 있다.

이와 같이, 연결선(2) 및 다수개의 2핀은 암수 잭 형태 등으로 둥근 형태로 형성되어 핀에 연결선(2)이 삽입되어 연결될 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 교육용 키트는 아두이노의 회로도를 보완 설계하여 제작하였고, 제작된 교육용 키트는 각 핀마다 전원 핀 및 LED가 설치되어 연결되는 배선의 복잡함을 해소하고, 핀 연결여부 및 오류를 용이하게 확인할 수 있으며 브레드 보드 사용 없이 단독으로 사용이 가능하다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1: 교육용 키트
100: 인쇄회로기판
200: 모듈부
300: 외부전원부
310: 마이크로 5핀 전원포트
320: A-B USB 전원포트
330: 9V 전원포트
340: 9V 건전지 홀더
400: 핀부
410: 아날로그 핀부
411: 아날로그 핀
412: 전원 핀
412a: VCC 핀
412b: GND 핀
420: 디지털 핀부
421: 디지털 핀
422: 전원 핀
422a: VCC 핀
422b: GND 핀
430: LED부
440: POWER 부
441: 3.3V 핀
442: GND 핀
450: COMMUNI 부
500: 연결선

Claims

아두이노의 회로도를 이용하여 제작한 교육용 키트에 있어서,
인쇄회로기판;
상기 인쇄회로기판의 상면에 설치되는 모듈부;
상기 인쇄회로기판의 일단에 형성되고 외부와 연결되어 전원을 공급받는 외부전원부 및
상기 인쇄회로기판의 상면 전측에 형성되는 아날로그 핀부 및 상기 인쇄회로기판의 상면 후측에 형성되는 디지털 핀부를 포함하는 핀부를 포함하되,
상기 아날로그 핀부는,
다수개의 아날로그 핀 및
각각의 아날로그 핀 양측에 설치되는 전원 핀을 포함하고,
상기 디지털 핀부는,
다수개의 디지털 핀 및
각각의 디지털 핀 양측에 설치되는 전원 핀을 포함하고,
상기 핀부는,
모든 핀이 둥근 단자 형태로 형성되고,
상기 전원 핀은,
상기 아날로그 핀 또는 디지털 핀의 일측에 설치되는 GND 핀 및
상기 아날로그 핀 또는 디지털 핀 타측에 설치되는 VCC 핀을 포함하며,
상기 교육용 키트는,
상기 아날로그 핀부 및 상기 디지털 핀부 일측에 설치되어, 핀의 연결을 나타내는 LED부를 더 포함하고,
상기 LED 부는,
상기 아날로그 핀, 디지털 핀, GND 핀 및 VCC 핀의 각 핀 마다 하나의 LED가 연결되도록 설치되고,
상기 인쇄회로기판은,
긁힘방지 및 안전성을 위해 저면이 코팅되며,
상기 교육용 키트는,
상기 핀부에 연결되는 연결선을 더 포함하고,
상기 연결선은,
양끝단이 둥근 잭 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 교육용 키트.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 외부전원부는,
마이크로 5핀 전원포트, A-B USB 전원포트, 9V 전원포트 및 9V 건전지 홀더를 포함하는 교육용 키트.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 교육용 키트는,
브레드 보드없이 단독 사용이 가능한 것을 특징으로 하는 교육용 키트.