KR101885462B1 - 회로 시험용 전자키트 - Google Patents

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KR101885462B1
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김경재
임종윤
박건호
김보광
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한국기술교육대학교 산학협력단
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Abstract

회로 시험용 전자키트가 개시된다. 일실시예에 따른 회로 시험용 전자키트는, 적어도 하나의 부품이 삽입되는 복수의 포트가 형성되는 브레드보드; 상기 브레드보드의 하부에 결합되고, 상기 브레드보드의 상기 부품과 전기적으로 연결되는 제 1 인쇄회로기판; 상기 브레드보드의 하부에 제공되는 아두이노; 상기 아두이노의 상부에 제공되고, 상기 아두이노의 모든 핀 소켓에 각각 선택적으로 결합되는 복수의 핀 헤더가 하면에 구비되는 제 2 인쇄회로기판; 및 상기 제 1 인쇄회로기판 및 상기 제 2 인쇄회로기판의 선택적 결합을 위한 커넥터를 포함할 수 있다.

Description

회로 시험용 전자키트{ELECTRONIC KIT FOR TESTING ELECTRONIC CIRCUIT}
본 발명은 회로 시험용 전자키트에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 점퍼선 및 점퍼선의 배선 작업이 요구되지 않는 회로 시험용 전자키트에 관한 것이다.
실제로 어떠한 전자제품을 만들 때 먼저 아두이노(arduino)와 브레드보드(breadboard)를 이용하여 시험(test)을 하는 것이 일반적이다. 구체적으로, 아두이노 또는 개발 모듈의 동작 테스트를 위해 사용자는 브레드보드에 회로를 만들고 아두이노 커넥터의 핀 헤더에 적절히 배선한 뒤에 프로그램을 넣고 동작을 시험하게 된다(도 1 참조). 이러한 단계 중, 아두이노와 브레드보드의 배선과정에서 점퍼선 등 케이블의 혼잡함과 한 눈에 보기 힘든 커넥터 핀들 때문에 회로 구성 시에 배선 오류를 범할 가능성이 농후하다. 특히, 다음 실험을 진행하기 위해서는 연결되어있는 선을 모두 제거하고 다시 연결해야 한다. 이러한 과정은 매번 반복되며, 인간은 항상 실수를 할 수 있기 때문에, 다시 꽂는 부분에서 오류를 범할 수도 있다. 작은 배선 실수가 개발자에게는 디버깅이라는 큰 과제를 수행하게끔 하므로, 이는 시간과 인적 자원 그리고 물적 자원들의 낭비로 이어진다.
그리고 위의 두 제품, 즉 아두이노와 브레드보드를 옮길 때에도 브레드보드와 아두이노를 동시에 들어야 하며, 미관 상 보기 좋지 않다는 문제가 있다.
등록특허공보 제10-0730801호
본 발명은 아두이노와 브레드보드 간의 배선을 제거하거나 적어도 줄일 수 있는 회로 시험용 전자키트를 제공하기 위한 것이다.
일실시예에 따른 회로 시험용 전자키트는, 적어도 하나의 부품이 삽입되는 복수의 포트가 형성되는 브레드보드; 상기 브레드보드의 하부에 결합되고, 상기 브레드보드의 상기 부품과 전기적으로 연결되는 제 1 인쇄회로기판; 상기 브레드보드의 하부에 제공되는 아두이노; 상기 아두이노의 상부에 제공되고, 상기 아두이노의 모든 핀 소켓에 각각 선택적으로 결합되는 복수의 핀 헤더가 하면에 구비되는 제 2 인쇄회로기판; 및 상기 제 1 인쇄회로기판 및 상기 제 2 인쇄회로기판의 선택적 결합을 위한 커넥터를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 아두이노와 브레드보드 간의 배선을 제거하거나 적어도 줄일 수 있는 회로 시험용 전자키트를 제공할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 회로 시험용 전자키트의 사용 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 회로 시험용 전자키트의 분해사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예들을 상세히 설명하도록 한다. 아울러, 관련된 공지 구성 또는 공지 기능에 대한 구체적인 설명이 상기 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적인 설명을 생략한다.
한편, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수만을 가리키는 것이 아닌 한 복수의 표현을 포함한다. 그리고 특정 부분이 특정 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 상기 특정 부분은 상기 특정 구성 외의 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 상기 다른 구성을 더 포함할 수 있음을 의미한다.
도 2는 본 발명에 따른 회로 시험용 전자키트(100)(이하, 전자키트라고 부름)의 분해사시도이다. 이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 회로 시험용 전자키트(100)를 설명하기로 한다.
도 1에서 참조되는 바와 같이, 기존의 전자키트에서는 아두이노와 브레드보드 간의 복잡한 배선 문제가 있었다. 본 발명에서는 이러한 문제를 해결할 방안으로 브레드보드(110)와 아두이노(140)가 장착 및 탈착 가능하게 제공되는 전자키트(100)를 제공한다.
브레드보드(110)는, 잘 알려진 바와 같이, 상면에 형성된 다수의 포트(115)에 사용자가 원하는 부품이 끼워질 수 있다. 사용자는 원하는 부품을 원하는 포트(115)에 장착함으로써 원하는 회로를 설계할 수 있다.
제 1 인쇄회로기판(120)은 브레드보드(110)의 하부에 내장되거나 브레드보드(110)의 하면에 결합될 수 있다. 여기에서는, 제 1 인쇄회로기판(120)이 브레드보드(110)의 하면에 납땜 등의 방식에 의해 물리적으로 결합되면서 브레드보드(110)와 전기적으로 연결되는 것으로 설명한다.
예를 들어, 제 1 인쇄회로기판(120)에는 금속성 클립이 제공될 수 있다. 브레드보드(110)의 포트(115)에 삽입되는 부품의 다리(핀)는 포트(115)를 통과하여 상기 금속성 클립에 체결될 수 있다. 또한, 제 1 인쇄회로기판(120)에는 스위칭 부품, 전기배선 등 브레드보드(110)의 작동을 위한 기본적인 구성들이 제공될 수 있다.
또는, 이와는 다르게, 금속성 클립, 스위칭 부품, 전기배선 등 브레드보드(110)의 작동을 위한 기본적인 구성들은 브레드보드(110)에 내장된 별도의 기판에 실장되고, 제 1 인쇄회로기판(120)은 상기 별도의 기판에 전기적으로 연결될 수도 있다.
브레드보드(110)의 기본적인 구성 내지는 동작은 이미 공지되었으므로, 여기에서는 상세한 설명을 생략한다.
아두이노(140)는 다양한 스위치나 센서로부터 입력 값을 받아들여　LED나 모터와 같은 전자 장치들로 출력을 제어함으로써 환경과 상호작용이 가능한 물건을 만들어 낼 수 있다.　 예를 들어 단순한 로봇, 온습도계, 동작 감지기, 음악 및 사운드 장치, 스마트 홈 구현, 유아 장난감 및 로봇 교육 프로그램 등의 다양한 제품들이 아두이노(140)를 기반으로 개발 가능하다. 또한 아두이노(140)는 회로가　오픈소스로 공개되어 있으므로 누구나 직접 보드를 만들고 수정할 수 있다는 장점을 가진다.
여기에서는, 아두이노(140)가 Uno 타입인 것으로 예시한다. 그 외, 시험 목적 및 형태에 따라, 아두이노(140)로는 Pro-mini, Pro-mega 등 타입이 채용될 수도 있다.
제 2 인쇄회로기판(130)은 아두이노(140)의 구체적인 형태에 맞게 제작될 수 있다. 이로써 제 2 인쇄회로기판(130)은 아두이노(140)와 선택적으로 결합할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 제 2 인쇄회로기판(130)의 하면에는 복수의 핀 헤더가 제공될 수 있다. 이러한 핀 헤더는 아두이노(140)의 복수의 핀 소켓(145) 각각에 삽입될 수 있다. 상기 핀 헤더는 아두이노(140)의 핀 소켓(145)의 개수에 대응되는 수로 준비되며, 그 위치도 핀 소켓(145)의 위치에 대응될 수 있다. 제 2 인쇄회로기판(130)과 아두이노(140)의 결합에 의해, 아두이노(140)의 모든 핀 소켓(145)은 제 2 인쇄회로기판(130)의 핀 헤더와 결합할 수 있다.
한편, 제 1 인쇄회로기판(120)과 제 2 인쇄회로기판(130)도 서로 선택적으로 결합할 수 있다. 이를 위해 제 1 인쇄회로기판(120)과 제 2 인쇄회로기판(130) 사이에는 도시하지 않은 커넥터가 제공될 수 있다. 상기 커넥터는 제 1 인쇄회로기판(120)과 제 2 인쇄회로기판(130)을 물리적으로 결합시키며, 또한 전기적으로 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 앞서 언급한 제 2 인쇄회로기판(130)의 핀 헤더 및 아두이노(140)의 핀 소켓(145)과 마찬가지로, 제 1 인쇄회로기판(120)의 하면에는 복수의 핀 헤더 또는 복수의 핀 소켓이 제공될 수 있고 제 2 인쇄회로기판(130)의 상면에는 복수의 핀 소켓 또는 복수의 핀 헤더가 제공될 수 있다. 상기와 같은 복수의 핀 헤더 및 복수의 핀 소켓의 암수 구조 결합에 의해, 제 1 인쇄회로기판(120)과 제 2 인쇄회로기판(130)은 서로 결합될 수 있다.
앞서 설명한 구성들, 즉 브레드보드(110), 제 1 인쇄회로기판(120), 제 2 인쇄회로기판(130) 및 아두이노(140)가 모두 결합된 상태에서, 사용자는 회로 시험을 시행할 수 있다. 여기서, 사용자는 제 1 인쇄회로기판(120) 및/또는 제 2 인쇄회로기판(130)을 PC 등 단말기를 이용하여 제어함으로써 아두이노(140)의 특정 핀 소켓(145)과 브레드보드(110)의 특정 포트(145)를 전기적으로 연결할 수 있다. 구체적으로, 제 1 인쇄회로기판(120)과 제 2 인쇄회로기판(130)이 커넥터로 연결되어 있고, 상기 커넥터가 복수의 핀 헤더 및 복수의 핀 소켓 조합인 경우, 상기 복수의 핀 헤더 및 핀 소켓은 모두 물리적으로는 연결되어 있으나, 그 중 원하는 일부만이 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 궁극적으로는, 브레드보드(110)의 복수의 포트(145) 중 원하는 포트(145)와, 아두이노(140)의 복수의 핀 소켓(145) 중 원하는 핀 소켓(145)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 기존에는 별도의 점퍼선이 하던 역할을 브레드보드(110) 및 아두이노(140) 사이에 제공되는 제 1 및 2 인쇄회로기판(120, 130) 및 커넥터가 대신 할 수 있는 것이다.
본 발명에 따른 전자키트(100)에 의하면, 기존 점퍼선의 역할을 브레드보드(110) 및 아두이노(140) 사이에 개재되는 인쇄회로기판(120, 130)이 대신 수행함으로써 복잡한 배선 관계를 해소할 수 있는 장점이 있다.
또한, 시험하고자 하는 다른 회로가 있는 경우, 브레드보드(110)에 회로를 재구성하고 아두이노(140)와의 배선 작업을 다시 하는 것이 아니라, 별도의 회로가 구성된 다른 브레드보드를 아두이노(140)에 결합시켜 바로 사용할 수 있다. 이때, 상기 다른 브레드보드는 자체의 제 1 인쇄회로기판을 구비할 수 있다.
또한, 시험하고자 하는 다른 아두이노가 있는 경우, 역시 배선 작업을 다시 하는 것이 아니라, 다른 아두이노를 브레드보드(110)에 결합시켜 바로 사용할 수 있다. 이때, 상기 다른 아두이노는 그 형태 및 규격에 맞는 자체의 제 2 인쇄회로기판을 구비할 수 있다.
한편, 도시하지는 않았으나, 전자키트(100)에는 멀티미터 및 오실로스코프가 제공될 수도 있다. 브레드보드(110) 내에 컨트롤러와 LCD를 삽입하여 브레드보드(110)의 시험과 동시에 디지털 신호(멀티미터), 아날로그 신호(오실로스코프)를 측정할 수 있다. 휴대용 멀티미터 및 휴대용 오실로스코프를 따로 휴대하는 것보다는 본 발명의 전자키트(100)를 휴대하는 것이 훨씬 간단할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 일부 예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 범위는 설명된 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 기술자에 의하여 본 발명의 범위 내에서의 다양한 변경, 변형 또는 치환이 있을 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예에서 함께 설명된 구성들 내지는 특징들은 서로 분산되어 실시될 수 있고, 서로 다른 실시예 각각에서 설명된 구성들 내지는 특징들은 서로 결합된 형태로 실시될 수 있다. 마찬가지로, 각 청구항에 기재된 구성들 내지는 특징들도 서로 분산되어 실시되거나 결합되어 실시될 수 있다. 그리고 위와 같은 실시는 모두 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
100: 회로 시험용 전자키트 110: 브레드보드
120: 제 1 인쇄회로기판 130: 제 2 인쇄회로기판
140: 아두이노

Claims (3)

  1. 적어도 하나의 부품이 삽입되는 복수의 포트가 형성되는 브레드보드;
    상기 브레드보드의 하부에 결합되고, 상기 브레드보드의 상기 부품과 전기적으로 연결되는 제 1 인쇄회로기판;
    상기 브레드보드의 하부에 제공되는 아두이노;
    상기 아두이노의 상부에 제공되고, 상기 아두이노의 모든 핀 소켓에 각각 선택적으로 결합되는 복수의 핀 헤더가 하면에 구비되는 제 2 인쇄회로기판; 및
    상기 제 1 인쇄회로기판 및 상기 제 2 인쇄회로기판의 선택적 결합을 위한 커넥터를 포함하며,
    상기 커넥터는,
    상기 제 1 인쇄회로기판의 하면 또는 상기 제 2 인쇄회로기판의 상면에 제공되는 복수의 핀 헤더; 및
    상기 제 2 인쇄회로기판의 상면 또는 상기 제 1 인쇄회로기판의 하면에 제공되고, 상기 복수의 핀 헤더 각각에 결합되는 복수의 핀 소켓을 포함하며,
    상기 복수의 핀 헤더 및 핀 소켓 조합 중 각각의 핀 헤더 및 핀 소켓 조합은 선택적으로 전기적으로 연결되어 상기 브레드보드의 복수의 포트 중 원하는 포트와, 아두이노의 복수의 핀 소켓 중 원하는 핀 소켓을 전기적으로 연결시킬 수 있는, 회로 시험용 전자키트.
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