KR102359329B1 - 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아두이노와 블루투스만 있으면 축전기 실험이 가능한 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치를 제공한다.

Description

블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치{CIRCUIT EXPERIMENT DEVICE USING CAPACITOR-BASED BLUETOOTH COMMUNICATION}

본 발명은 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아두이노와 블루투스만 있으면 축전기 실험이 가능한 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치에 관한 것이다.

4차 산업 사회에서 살아가는 우리에게 요구되는 역량 중 '창의성 기반의 문제해결력'은 과학교육의 목표 연관성이 깊다.

이와 관련하여 2015 과학과 교육과정도 이러한 역량을 기르기 위해 다양한 탐구중심학습을 장려하고 있으며, 그 중 실험의 중요성은 여전히 강조되고 있다.

그러나 실제 학교현장에서 실험의 이루어지지 않고 있으며, 그 중 물리분야를 보면 수행된 실험비율은 11.6%로 학생들이 충분한 실험을 경험하지 못하고 있다.

그중 축전기와 관련된 실험은 전기분야 및 응용분야에서 중요한 영역임에도 불구하고, 물리1 실험실시 실태조사 논문에서 실험리스트에도 없을 정도로 실험이 이루어지지 않고 있다.

축전기와 관련있는 상용화된 실험장비는 매우 적을 뿐 아니라 기초적인 실험밖에 할 수 없다.

특히 교류전원이 필요한 난이도 있는 축전기회로실험에서는 오실로스코프 및 함수발생기 등을 사용해야하기 때문에 실제적으로 실험이 이루어지기는 매우 어려운 문제가 있다.

한국공개특허 [10-2017-0046353]에서는 아두이노를 이용한 과학 실험 시스템이 개시되어 있다.

한국공개특허 [10-2017-0046353](공개일자: 2017년05월02일)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 아두이노와 블루투스만 있으면 축전기 실험이 가능한 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시 예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치는, 오픈소스를 기반으로 한 단일 보드 마이크로 컨트롤러로, 축전기관련 충전 및 방전 실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험에 필요한 전원을 발생시키는 아두이노보드(100); 상기 아두이노부드(100)에 축전기관련 충전 및 방전 실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험 중 선택되는 어느 하나의 실험에 필요한 전원발생을 명령하는 스위칭부(200); 및 축전기관련 충전 및 방전실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험 중 적어도 어느 하나의 실험에 사용될 축전기와 저항을 포함하는 소자를 연결하는 브레드보드(300); 를 포함하며,

상기 아두이노보드(100)는 상기 스위칭부(200)의 스위치 입력에 따라 전원을 발생시키고, 상기 브레드보드(300)에 연결된 소자로부터 입력된 측정값을 블루투스 통신기반으로 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스위칭부(200)는 다수의 스위치를 포함하며, 스위치의 누름에 따라, 축전기관련 충전 및 방전 실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험 중 선택되는 어느 하나의 실험에 필요한 전원발생을 명령하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 아두이노보드(100)는 상기 스위칭부(200)로부터 충전 및 방전실험에 해당되는 명령이 감지되면, 미리 결정된 충전시간 동안 미리 결정된 충전전압을 인가하면서 미리 결정된 측정시간 마다 상기 브레드보드(300)에 연결된 축전기의 전압을 측정하고, 이후 상기 충전전압을 미리 결정된 차단시간 동안 차단시키면서 미리 결정된 측정시간 마다 상기 브레드보드(300)에 연결된 축전기의 전압을 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 아두이노보드(100)는 상기 스위칭부(200)로부터 RC회로 저주파 통과 필터 실험 또는 RC회로 고주파 통과 필터 실험에 해당되는 명령이이 감지되면, 버튼을 누른 횟수에 따라 미리 결정된 진동수의 교류전압을 인가하면서 미리 결정된 측정시간 마다 상기 브레드보드(300)에 연결된 축전기의 입력전압 및 출력전압을 측정하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 아두이노보드(100)는 상기 스위칭부(200)로부터 RLC회로 공진주파수확인 실험에 해당되는 명령이이 감지되면, 미리 설정된 주파수 범위 내에서 일정 간격으로 진동수가 연속적으로 변하는 교류전압을 인가하면서 미리 결정된 측정시간 마다 상기 브레드보드(300)에 연결된 축전기의 입력전압 및 출력전압을 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스위칭부(200)는 미리 결정된 충전시간 동안 미리 결정된 충전전압을 인가하고 미리 결정된 차단시간 동안 상기 충전전압을 차단시키는 명령을 수행하는 제3스위치(230); 및 1 번 누를 때 마다 미리 설정된 진동수의 교류전원을 발생시키는 명령을 수행하는 제4스위치(240);를 포함한다.

또, 상기 제4스위치(240)는 미리 결정된 수 만큼 눌린 경우, 미리 설정된 주파수 범위 안에서, 미리 설정된 주파수 간격으로 연속적으로 교류전원을 발생시키는 명령을 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스위칭부(200)는 미리 설정된 주파수 범위 안에서, 미리 설정된 주파수 간격으로 연속적으로 교류전원을 발생시키는 명령을 수행하는 제5스위치(250);를 포함한다.

또, 상기 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치는 상기 아두이노보드(100)로부터 실험 결과값을 블루투스로 수신해서 스마트기기에서 자료처리하여 그래프로 보이도록하는 실험앱이 설치된 사용자단말(400);을 포함한다.

아울러, 상기 실험앱은 각 실험마다 실험방법을 사진 또는 그림을 포함하여 안내하도록 제작된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치에 의하면, 축전기관련 충전 및 방전 실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험 모두 정량적인 실험이 가능한 효과가 있다.

또한, 스위치보드의 버튼을 누르는 간단한 실험조작으로 실험결과를 얻어낼 수 있는 효과가 있다.

또, 아두이노 듀에를 활용한 교류전원실험에서 발생가능한 주파수는 최대 약 500Hz였으며, 연구를 통해 찾아낸 저항, 커패시터, 인턱턴스 값 범위안에서 실험결과값의 변화를 눈으로 확인 가능한 효과가 있다.

또한, 앱인벤터를 이용하여 만든 축전기 실험앱은 아두이노의 실험결과를 수신하여 그래프 및 수치로 표현이 가능하였고, 이를 통해 축전기에 대해 이해가능한 의미있는 실험이 가능한 효과가 있다.

또, 코딩을 통해 축전기관련 충전 및 방전 실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험 모두 정량적인 실험이 가능한 효과가 있다.

아울러, 아두이노와 실험앱을 활용한 회로실험장치는 학생들이 어렵게만 느껴지던 축전기라는 소자의 특징을 직접 체험을 통해 이해할 수 있음으로써, 교육현장에서 학생들의 탐구능력 향상에 도움을 줄 뿐만 아니라, 축전기분야에 대한 기초교육이 필요한 산업현장에서도 직무능력향상에 큰 도움을 주는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 충전 및 방전 실험에 대한 측정값 그래프의 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 RC회로 저주파 통과 필터 실험에 대한 축전기 전압 측정값 그래프의 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 RC회로 고주파 통과 필터 실험에 대한 저항 전압 측정값 그래프의 예시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 RLC회로 공진주파수확인 실험에 대한 축전기 전압 측정값 그래프의 예시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 사용자단말에 설치된 실험앱에 의해 사용자 단말에 보여지는 홈화면의 예시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 사용자단말에 설치된 실험앱에 의해 사용자 단말에 보여지는 충전 및 방전 실험 방법 안내화면의 예시도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 사용자단말에 설치된 실험앱에 의해 사용자 단말에 보여지는 RC회로 저주파 통과 필터 실험 방법 안내화면의 예시도.
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 사용자단말에 설치된 실험앱에 의해 사용자 단말에 보여지는 RLC회로 공진주파수확인 실험 방법 안내화면의 예시도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 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 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 충전 및 방전 실험에 대한 측정값 그래프의 예시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 RC회로 저주파 통과 필터 실험에 대한 축전기 전압 측정값 그래프의 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 RC회로 고주파 통과 필터 실험에 대한 저항 전압 측정값 그래프의 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 RLC회로 공진주파수확인 실험에 대한 축전기 전압 측정값 그래프의 예시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 사용자단말에 설치된 실험앱에 의해 사용자 단말에 보여지는 홈화면의 예시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 사용자단말에 설치된 실험앱에 의해 사용자 단말에 보여지는 충전 및 방전 실험 방법 안내화면의 예시도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 사용자단말에 설치된 실험앱에 의해 사용자 단말에 보여지는 RC회로 저주파 통과 필터 실험 방법 안내화면의 예시도이다.

아두이노는 측정된 물리량 사이의 함수적 관계를 직접적으로 나타낼 수 있기 때문에, 특히 물리분야에서 기초물리학 법칙과 원리의 실용적 응용에 대한 학생들의 이해를 넓히는 곳에 활용할 수 있다.

실제로 아두이노는 중력가속도, 마찰력, 단순조화, 감쇠조화 등의 역학분야와 자기장측정, 축전기 충전ㅇ방전 실험 등의 전기 분야에 활용되며, 그 외에도 소리 및 빛, 현대물리 등의 물리의 전 영역에 활용이 되고 있다.

이에 본발명에서는 아두이노를 활용하여 축전기회로에 대한 기초실험할 수 있고, 실험조작도 간단한 실험장치를 만들고자 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치는 아두이노보드(100), 스위칭부(200) 및 브레드보드(300)를 포함한다.

아두이노보드(100)는 오픈소스를 기반으로 한 단일 보드 마이크로 컨트롤러로, 축전기관련 충전 및 방전 실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험에 필요한 전원을 발생시키되, 상기 스위칭부(200)의 스위치 입력에 따라 전원을 발생시키고, 상기 브레드보드(300)에 연결된 소자로부터 입력된 측정값을 블루투스 통신기반으로 출력한다.

아두이노(Arduino)는 물리적인 세계를 감지하고 제어할 수 있는 인터랙티브 객체들과 디지털 장치를 만들기 위한 도구로, 간단한 마이크로컨트롤러(Microcontroller) 보드를 기반으로 한 오픈 소스 컴퓨팅 플랫폼과 소프트웨어 개발 환경을 말한다.

아두이노는 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 아두이노를 기반으로 개발 가능하다. 또한 아두이노는 회로가 오픈소스로 공개되어 있으므로 누구나 직접 보드를 만들고 수정할 수 있다.

마이크로 컨트롤러란 마이크로프로세서와 입출력 모듈을 하나의 칩으로 만들어 특정 기능을 수행하는 작은 컴퓨터를 말한다. 아두이노는 이러한 마이크로 컨트롤러 보드와 관련된 개발 도구 및 환경을 모두 포함한다.

아두이노는 용도에 따라 다양한 보드가 있으며 개발 툴과 여러 기능에 대한 라이브러리가 제공되고 있다.

후술하는 실시 예에서는 상기 아두이노보드(100)로 아두이노 듀에(Arduino Due)를 사용하는 예를 들어 설명하겠으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 조건만 만족시킨다면 어떠한 아두이노라도 사용 가능함은 물론이다.

상기 아두이노보드(100)는 축전기 관련 기본적인 실험에 필요한 전원을 발생시킬 수 있어야 한다.

즉, 직류 전원을 발생시킬 수 있어야 하고, 교류 전원도 발생시킬 수 있어야 한다.

이때, 교류 전원은 주파수의 변동이 가능하여야 한다.

아두이노 듀에의 직류전원은 3.3V를 사용할 수 있고,

아두이노 듀에의 함수발생기 코드에서 최대로 발생가능한 주파수가 약 500Hz 이기 때문에, 아두이노 듀에에 추가적 장비연결하지 않고 발생시킬 수 있는 교류전원의 주파수는 약 0 ∼ 500Hz이다.

이 주파수 범위에서 축전기 및 저항의 전압의 변화를 확인할수 있는 저항값, 커패시터값, 인덕턴스값을 파이썬프로그램을 통해 이론식에 입력하여 찾아볼 수 있고, 이를 근거로 실험에 사용될 저항값, 커패시터값, 인덕턴스값을 결정할 수 있다.

스위칭부(200)는 상기 아두이노부드(100)에 축전기관련 충전 및 방전 실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험 중 선택되는 어느 하나의 실험에 필요한 전원발생을 상기 아두이노부드(100)에 명령한다.

상기 스위칭부(200)는 상기 아두이노보드(100)의 외부에서 상기 아두이노보드(100)에 명령을 전달하는 구성으로, 블루투스 통신기반으로 명령을 전달할 수 있다.

상기에서 스위칭부(200)가 블루투스 통신기반으로 명령을 전달하는 예를 들었으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 물리적인 스위치를 이용하여 명령을 전달하는 등 상기 아두이노보드(100)에 명령을 전달할 수만 있다면 다양한 실시가 가능함은 물론이다.

브레드보드(300)는 축전기관련 충전 및 방전실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험 중 적어도 어느 하나의 실험에 사용될 축전기와 저항을 포함하는 소자가 연결된다.

브레드보드는 전자 회로의 (일반적으로 임시적인) 시제품을 만드는 데 사용하고 재사용할 수 있는 무땜납 장치이다.

상기 브레드보드(300)는 실험에 사용될 축전기와 저항을 포함하는 소자가 연결되는 장소로, 상기 브레드보드(300)에 실험에 필요한 축전기와 저항 또는 축전기와 인덕터와 저항을 직렬로 연결하고, 해당 회로에 전원 및 측정선(핀)을 연결할 수 있다.

예를 들어,

충전 및 방전 실험을 하고자 하는 경우, 상기 브레드보드(300)에 축전기(예: 470

)와 저항(예: 1kΩ)을 직렬로 연결하고, 축전기의 전압을 측정하기 위해 축전기가 GND에 오도록 설치하며, 전원을 저항상단에, 측정선(핀)을 저항과 축전기연결지점에 연결할 수 있다.

RC회로 저주파 통과 필터 실험을 하고자 하는 경우, 상기 브레드보드(300)에 축전기(예: 10

, 22

, 47

등)와 저항(예: 120Ω)을 직렬로 연결하고, 축전기의 전압을 측정하기 위해 축전기가 GND에 오도록 설치하며, 교류전원 및 입력전압 측정선(핀)을 저항의 윗단에, 출력전압 측정선(핀)을 축전기 윗단에 연결할 수 있다.

RC회로 고주파 통과 필터 실험을 하고자 하는 경우, 상기 브레드보드(300)에 축전기(예: 10

)와 저항(예: 120Ω)을 직렬로 연결하고, 저항의 전압을 측정하기 위해 저항이 GND에 오도록 설치하며, 교류전원 및 입력전압 측정선(핀)을 축전기 윗단에, 출력전압 측정선(핀)을 저항 윗단에 연결할 수 있다.

RLC회로 공진주파수확인 실험을 하고자 하는 경우, 상기 브레드보드(300)에 축전기(예: 10

, 22

, 100

, 470

등)와 인덕터(예: 30mH), 저항(예: 15Ω)을 직렬로 연결하되 저항이 GND에 오도록 연결하고, 교류전원 및 입력전압 측정선(핀)을 축전기윗단에, 출력전압 측정선(핀)을 저항 윗단에 연결할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 아두이노보드(100)의 스위칭부(200)는 다수의 스위치를 포함하며, 스위치의 누름에 따라, 축전기관련 충전 및 방전 실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험 중 선택되는 어느 하나의 실험에 필요한 전원발생을 명령하는 것을 특징으로 할 수 있다.

즉, 스위치의 누름에 따라 실험에 필요한 명령이 전달되는 구조이다.

상기에서 스위칭부(200)가 스위치의 누름에 따라 명령을 전달하는 예를 들었으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 스위치의 누름에 따라 명령을 전달하는 것이 가능함과 동시에, 블루투스 통신기반으로 명령을 전달하는 등 다양한 실시가 가능함은 물론이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 아두이노보드(100)는 상기 스위칭부(200)로부터 충전 및 방전실험에 해당되는 명령이 감지되면, 미리 결정된 충전시간 동안 미리 결정된 충전전압을 인가하면서 미리 결정된 측정시간 마다 상기 브레드보드(300)에 연결된 축전기의 전압을 측정하고, 이후 상기 충전전압을 미리 결정된 차단시간 동안 차단시키면서 미리 결정된 측정시간 마다 상기 브레드보드(300)에 연결된 축전기의 전압을 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

충전 및 방전 실험을 하고자 하는 경우, 충전전압을 인가하여 충전시키면서 축전기의 전압을 측정하고, 충전전압을 차단하여 방전시키면서 축전기의 전압을 측정하도록 할 수 있다.

상기와 같은 충방전 실험을 축전기와 저항을 바꾸어 가며 37%까지 방전되는 시간을 기록하도록 할 수 있다.

상기 충전 및 방전 실험을 통해, 축전기가 충전하는 동안 전압이 커지고, 방전하는 동안 전압이 내려감을 확인하도록 할 수 있다.

또한, 완전히 충전되었을 때 축적된 전하량을 Q=CV식을 통해 구해보도록 할 수 있다.

또, 충전 및 방전시간이 저항과 전기용량이 커지면 더 길어짐을 확인하도록 할 수 있고, 시간의 수치는 저항과 전기용량을 곱한 값과 유사함을 확인하도록 할 수 있다.

이를 통해 특히 방전시간을 저항과 전기용량의 크기를 조절함으로써 조절할 수 있음을 알 수 있도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 아두이노보드(100)는 상기 스위칭부(200)로부터 RC회로 저주파 통과 필터 실험 또는 RC회로 고주파 통과 필터 실험에 해당되는 명령이 감지되면, 명령이 감지된 횟수에 따라 미리 결정된 진동수의 교류전압을 인가하면서 미리 결정된 측정시간 마다 상기 브레드보드(300)에 연결된 축전기의 입력전압 및 출력전압을 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 RC회로 저주파 통과 필터 실험과 RC회로 고주파 통과 필터 실험을 RC회로 실험이라 칭할 수 있고, RC회로 고주파 통과 필터 실험을 RLC회로 실험이라 칭할 수 있다.

RC회로 저주파 통과 필터 실험을 하고자 하는 경우,

미리 결정된 진동수의 교류전압(100Hz, 300Hz, 500Hz 등)을 인가하여 출력전압의 기준점(직류성분)과 진폭(교류성분)을 기록하도록 하고, 이후, 미리 설정된 주파수 범위 내에서 일정 간격으로 진동수가 연속적으로 변하는 교류전압을 인가하여 측정된 축전기의 전압의 진폭(Vm)과 그 값의 역수(1/Vm)를 기록하고 그래프를 그려보도록 할 수 있다.

상기 RC회로 저주파 통과 필터 실험을 통해, 축전기의 전압이 진동수에 반비례함을 알 수 있다.

또한, 축전기의 전압의 크기는 축전기 용량리액턴스의 크기에 비례하므로, 결국 축전기의 용량리액턴스는 교류전원의 진동수에 반비례함을 확인할 수 있다.

또, 일정한 주파수에서 전기용량을 변화시키면, 축전기의 전기용량이 증가할수록 1/Vm의 기울기가 증가하여 용량리액턴스에 전기용량이 반비례함을 실험을 통해 알 수 있다.

또한, 축전기의 역할로는 진동수가 낮은 저주파는 통과시키고 진동수가 높은 고주파는 통과시키지 않는 필터역할을 확인할 수 있으며, 전기용량이 충분히 크면 교류의 진폭이 매우 작아져 교류성분을 통과시키지 않고 직류성분만 통과시키는 디커플링역할(노이즈제거)을 함을 알 수 있다.

RC회로 고주파 통과 필터 실험을 하고자 하는 경우,

미리 결정된 진동수의 교류전압(100Hz, 300Hz, 500Hz 등)을 인가하여 출력전압의 기준점(직류성분)과 진폭(교류성분)을 기록하도록 하고, 이후, 미리 설정된 주파수 범위 내에서 일정 간격으로 진동수가 연속적으로 변하는 교류전압을 인가하여 측정된 축전기의 전압의 진폭(Vm)을 기록하도록 할 수 있다.

상기 RC회로 고주파 통과 필터 실험을 통해, RC회로에서 저항은 진동수가 높은 고주파는 통과시키고 진동수가 낮은 고주파는 통과시키지 않는 고주파통과필터역할을 확인할 수 있다.

또한, 전기용량의 크기에 따라 통과되는 진동수의 영역대는 달라짐을 알 수 있다.

또, 입력전압에 있는 직류성분이 RC회로에서 저항의 전압에는 측정되지 않음을 통해 축전기가 입력전압의 직류성분은 없애주고, 교류성분만 남게 해주는 커플링 역할을 함을 알 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 아두이노보드(100)는 상기 스위칭부(200)로부터 RLC회로 공진주파수확인 실험에 해당되는 해당되는 명령이이 감지되면, 미리 설정된 주파수 범위 내에서 일정 간격으로 진동수가 연속적으로 변하는 교류전압을 인가하면서 미리 결정된 측정시간 마다 상기 브레드보드(300)에 연결된 축전기의 입력전압 및 출력전압을 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

RLC회로 공진주파수확인 실험을 하고자 하는 경우,

미리 설정된 주파수 범위 내에서 일정 간격으로 진동수가 연속적으로 변하는 교류전압을 인가하여 가장 높은 축전기의 전압(10배)과 입력전압대비비율을 해당진동수와 함께 기록하도록 할 수 있다.

상기 RLC회로 공진주파수확인 실험을 통해, 진동수에 따른 저항의 전압을 측정함으로써 특정주파수에서 회로에 전류가 가장 많이 흐르는 것을 확인할 수 있으다.

또한, 회로에 전류가 가장 많이 흐르는 주파수가 공진주파수임을 알 수 있다.

또, 인덕턴스, 저항이 일정할 때 축전기의 전기용량이 커질수록 공진주파수가 작아지는 것을 확인함으로써 원하는 주파수를 전기용량을 통해 조절할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 전기용량이 커질수록 전압의 진폭차이가 줄어듦을 확인함으로써 전기용량이 커지면 대역폭이 증가하는 것도 확인할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 스위칭부(200)는 제3스위치(230) 및 제4스위치(240)를 포함할 수 있다.

제3스위치(230)는 미리 결정된 충전시간 동안 미리 결정된 충전전압을 인가하고 미리 결정된 차단시간 동안 상기 충전전압을 차단시키는 명령을 수행한다.

즉, 상기 제3스위치(230)는 상기 충전 및 방전 실험에 사용되는 전원을 공급하라는 명령을 전달한다.

예를 들어, 3초 충전전압(예: 3.3V) 인가(충전), 3초 충전전압 차단(방전) 되도록 할 수 있다.

제4스위치(240)는 1 번 누를 때 마다 미리 설정된 진동수의 교류전원을 발생시키는 명령을 수행한다.

즉, 누르는 횟수에 따라 서로 다른 진동수의 교류전원이 발생되도록 할 수 있다.

예를 들어, 1 번 누르면 100Hz, 1 번 더 누르면 200Hz, 1 번 더 누르면 300Hz, 1 번 더 누르면 400Hz, 1 번 더 누르면 500Hz의 교류전원이 발생되도록 할 수 있다.

즉, 버튼누른 횟수가 1 번 이면 100Hz, 2 번 이면 200Hz, 3 번 이면 300Hz, 4 번 이면 400Hz, 5 번 이면 500Hz의 교류전원이 발생되도록 할 수 있다.

이때, 제4스위치(240)는 미리 결정된 수 만큼 눌린 경우, 미리 설정된 주파수 범위 안에서, 미리 설정된 주파수 간격으로 연속적으로 교류전원을 발생시키는 명령을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

예를 들어, 상기 예에 적용하면, 1 번 더 누르면(버튼누른 횟수가 6 번 이면) 일정 주기마다 50Hz에서 50Hz간격으로 진동수가 증가되면서 500Hz가 되도록 연속적으로 교류전원이 발생되도록 하는 것도 가능하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 스위칭부(200)는 미리 설정된 주파수 범위 안에서, 미리 설정된 주파수 간격으로 연속적으로 교류전원을 발생시키는 명령을 수행하는 제5스위치(250)를 포함할 수 있다.

상기에서 제4스위치(240)를 미리 결정된 수 만큼 누른 경우, 미리 설정된 주파수 범위 안에서, 미리 설정된 주파수 간격으로 연속적으로 교류전원을 발생시키는 예를 들었으나, 별도의 상기 제5스위치(250)를 구비하여, 미리 설정된 주파수 범위 안에서, 미리 설정된 주파수 간격으로 연속적으로 교류전원을 발생시키도록 하는 것도 가능하다.

예를 들어, 상기 제5스위치(250)를 누르면 일정 주기마다 50Hz에서 50Hz간격으로 진동수가 증가되면서 500Hz가 되도록 연속적으로 교류전원이 발생되도록 하는 것도 가능하다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치는 상기 아두이노보드(100)로부터 실험 결과값을 블루투스로 수신해서 스마트기기에서 자료처리하여 그래프로 보이도록(도 3 내지 도 6 참조)하는 실험앱이 설치된 사용자단말(400)을 더 포함할 수 있다.

이는, LCD가 없이 아두이노와 블루투스만 있으면 축전기 실험이 가능하도록 하기 위한 것으로, 상기 아두이노보드(100)는 실험실행 및 측정만 하고 나머지 자료처리 및 출력은 앱을 통해 상기 사용자단말(400)에서 처리하도록 할 수 있다.

상기 스위칭부(200)는 상기 사용자단말(400)에 설치된 상기 실험앱에 의하여 블루투스 통신기반 제어가 가능하도록 할 수 있다. 즉, 상기 스위칭부(200)는 상기 실험앱에 의하여 무선 제어가 가능하도록 할 수 있다.

이를 위해, 블루투스로 상기 아두이노보드(100)와 상기 사용자단말(400)이 연결되어야 하고, 상기 사용자단말(400)에서 실험을 선택해서 실험 실행이 가능해야 하며, 상기 사용자단말(400)이 실험 결과값을 블루투스로 수신해서 자료처리 후 그래프로 보이도록 하는 것이 바람직하다.

실험 결과값을 블루투스로 수신해서 자료처리 후 그래프로 보이도록 하기위해, 상기 아두이노보드(100)는 아래와 같이 실험장치의 코딩(변수선언 및 void setup 제외) 할 수 있다.

if(input =='3')//제3스위치(230) 입력에 따른 충전 및 방전 실험

{ Timeorgin=millis();//시작시간

diff=0;//차이값 초기화

pinMode(OUT_PIN_2, OUTPUT);

pinMode(IN_PIN_2, OUTPUT);

i=0;

for(j=0;j<600;j++)// while문

{ diff =millis()-Timeorgin;//지난 시간계산

if(diff <= delayTime) //충전중

{ pinMode(IN_PIN_2, INPUT); //입력핀

digitalWrite(OUT_PIN_2, HIGH);//전압걸어줌

int val = analogRead(IN_PIN_2); //전압측정

Time[i]=diff; //시간 저장

X[i]=val; //전압값 저장

i++;

delay(10);//입력개수300개로 맞추기 위해

}

else if(diff>delayTime ) // 방전중

{ digitalWrite(OUT_PIN_2, LOW);//전원차단 방전시작

int val = analogRead(IN_PIN_2); //전압측정

Time[i]=diff; //시간 저장

X[i]=val; //전압값 저장

i++;

delay(10);//입력개수300개로 맞추기 위해

}

}

pinMode(IN_PIN_2, OUTPUT);//입력값을 받지 않음

//시간 출력

for(i=0;i<600;i++){ Serial.println(String((int)Time[i])+' '+0+' '+String((int)X[i]));

}

}

else if(input =='4')//제4스위치(240) 입력에 따른 RC회로 실험

{ Timeorgin=micros();//시작시간입력

if(type<5) //버튼누른 횟수 1번 100Hz, 2번 200Hz, 3번 300Hz, 4번400Hz, 5번500Hz

{ for(i= 0; i<10 ; i++)

{ f = freqty[type]*interval; // 주파수 인터벌 반영

for(j= 0; j<(maxSamplesNum/2) ; j++)

{ a =((i)*60)+j;//리스트 번호

Time[a]= micros()-Timeorgin; //시간 측정

sample = 1000000/(f*60);//진동수에 따른 delay 시간 계산

analogWrite(DAC0, waveformsTable[2*j]); // write the selected waveform on DAC0

delayMicroseconds(sample);

Vin[a] = analogRead(A1); //입력된 전압을 측정

X[a] = analogRead(A0); //출력전압측정 }

// 출력

for(i=0;i<600;i++){Serial.println(String((int)Time[i])+' '+String((int)Vin[i])+' '+String((int)X[i]));

}

}

else //버튼누른 횟수가 6번인 경우 50Hz~500Hz

{ for(i= 0; i<10 ; i++)

{ f = num[i]*interval; // 주파수 인터벌 반영

for(j= 0; j<(maxSamplesNum/2) ; j++){

a =((i)*60)+j;//리스트 번호

Time[a]= micros()-Timeorgin; //시간 측정

sample = 1000000/(f*60);//진동수에 따른 delay 시간 계산

analogWrite(DAC0, waveformsTable[2*j]);

delayMicroseconds(sample);

Vin[a] = analogRead(A1); //입력된 전압을 측정

X[a] = analogRead(A0); //출력전압측정

} }

//출력

for(i=0;i<600;i++){ Serial.println(String((int)Time[i])+' '+String((int)Vin[i])+' '+String((int)X[i]));

}

if(type<5) //버튼을 클릭할때마다 frequncy가 6가지로 바뀌도록 설정

{type++;}

else

{type=0;} }

else if(input =='5')//제5스위치(240) 입력에 따른 RLC회로 실험

{

Timeorgin=micros();//시작시간입력

//버튼은 1번 100Hz, 2번 200Hz, 3번 300Hz, 4번400Hz, 5번500Hz, 6번 50Hz~500Hz

for(i= 0; i<10 ; i++)// 시리얼 통신과 별개로 실험실행 및 실험값저장

{

f = num[i]*interval; // 주파수 인터벌 반영

for(j= 0; j<(maxSamplesNum/2) ; j++){

a =((i)*60)+j;//리스트 번호

Time[a]= micros()-Timeorgin; //현재시간 기억,밀리초단위로

sample = 1000000/(f*60);//진동수에 따른 delay 시간 계산

analogWrite(DAC0, waveformsTable[2*j]); // write the selected waveform on DAC0

delayMicroseconds(sample); // 원래 진동수 *10을 하면 예상진동수의 1/10이됨

Vin[a] = analogRead(A1); //입력된 전압을 측정

X[a] = 10*analogRead(A0); //출력전압측정

}

}

//출력

for(i=0;i<600;i++){

HC06.print(String((int)Time[i])+','+String((int)Vin[i])+','+String((int)X[i])+'>');

delay(t);//블루투스로 받는데 지연시간이 있어서

}

}

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 스위칭부(200)는 메인(홈) 화면으로 이동하는 명령을 수행하는 제1스위치(210)를 더 포함할 수 있다.

상기 제1스위치(210)는 실험 도중 언제든지 홈화면(도 7 참조)으로 이동하여 새로운 실험을 수행할 수 있도록 하기 위해 구성하는 것이며, 상기 실험앱은 상기 제1스위치(210)의 입력(눌림)이 감지되면, 홈화면이 상기 사용자단말(400)에 출력되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 스위칭부(200)는 축전기의 전기용량 측정 명령을 수행하는 제2스위치(220)를 더 포함할 수 있다.

상기 제2스위치(220)는 축전기의 전기용량을 측정하기 위해 구성하는 것이며, 이를 위해, 상기 아두이노보드(100)는 상기 제2스위치(220)의 입력(눌림)이 감지되면, 축전기의 전기용량을 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 실험앱은 앱인벤터로 제작된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 앱인벤터는 안드로이드 기반의 스마트 기기에 크롬 브라우저에 접속하여 앱을 만드는, 구글과 MIT대학에서 개발한 블록 기반의 앱 제작 프로그래밍 툴로, 직관적으로 블록을 끌어다 옮기고 맞추는 것으로 간단하고 쉽게 창의적인 앱을 만들어 스마트폰에서 바로 실행해 볼 수 있다.

따라서, 블록코딩으로 스크래치등에 익숙한 학생들이 코딩하기 쉽고, 미디어 컴포넌트로 다양한 미디어를 활용한 앱제작이 가능하며, 센서 컴포넌트로 휴대폰에 장착된 여러 가지 센서를 활용한 앱제작이 가능하고, 블루투스, 와이파이등 다양한 스마트기계와 상호작용하는 앱제작이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치의 실험앱은 각 실험마다 실험방법을 사진 또는 그림을 포함하여 안내하도록 제작된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 실험앱은 여러 가지 실험 중 원하는 실험을 선택할 수 있는 스크린(홈화면)을 제작하고, 선택한 실험에 따라 실험제목 및 측정값범위, 단위 등이 달라지도록 하며, 실험방법에 대한 사진 또는 그림이 포함된 실험 방법 설명이 표시(도 7 내지 도 10 참조)되도록 할 수 있다.

이때, 그래프 버튼(아이콘, 텍스트 등)을 누르면 실험 방법 설명이 없어지고, 실험자료를 나타낸 그래프가 나타나도록 할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

100: 아두이노보드
200: 스위치보드
210: 제1스위치
220: 제2스위치
230: 제3스위치
240: 제4스위치
250: 제5스위치
300: 브레드보드
400: 사용자단말

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 오픈소스를 기반으로 한 단일 보드 마이크로 컨트롤러로, 축전기관련 충전 및 방전 실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험에 필요한 전원을 발생시키는 아두이노보드(100);
   상기 아두이노보드(100)에 축전기관련 충전 및 방전 실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험 중 선택되는 어느 하나의 실험에 필요한 전원발생을 명령하는 스위칭부(200); 및
   축전기관련 충전 및 방전실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험 중 적어도 어느 하나의 실험에 사용될 축전기와 저항을 포함하는 소자를 연결하는 브레드보드(300);
   를 포함하며,
   상기 아두이노보드(100)는
   상기 스위칭부(200)의 스위치 입력에 따라 전원을 발생시키고, 상기 브레드보드(300)에 연결된 소자로부터 입력된 측정값을 블루투스 통신기반으로 출력하는 것을 특징으로 하고,
   상기 아두이노보드(100)는
   상기 스위칭부(200)로부터 충전 및 방전실험에 해당되는 명령이 감지되면,
   미리 결정된 충전시간 동안 미리 결정된 충전전압을 인가하면서 미리 결정된 측정시간 마다 상기 브레드보드(300)에 연결된 축전기의 전압을 측정하고, 이후 상기 충전전압을 미리 결정된 차단시간 동안 차단시키면서 미리 결정된 측정시간 마다 상기 브레드보드(300)에 연결된 축전기의 전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치.
   
4. 오픈소스를 기반으로 한 단일 보드 마이크로 컨트롤러로, 축전기관련 충전 및 방전 실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험에 필요한 전원을 발생시키는 아두이노보드(100);
   상기 아두이노보드(100)에 축전기관련 충전 및 방전 실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험 중 선택되는 어느 하나의 실험에 필요한 전원발생을 명령하는 스위칭부(200); 및
   축전기관련 충전 및 방전실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험 중 적어도 어느 하나의 실험에 사용될 축전기와 저항을 포함하는 소자를 연결하는 브레드보드(300);
   를 포함하며,
   상기 아두이노보드(100)는
   상기 스위칭부(200)의 스위치 입력에 따라 전원을 발생시키고, 상기 브레드보드(300)에 연결된 소자로부터 입력된 측정값을 블루투스 통신기반으로 출력하는 것을 특징으로 하고,
   상기 아두이노보드(100)는
   상기 스위칭부(200)로부터 RC회로 저주파 통과 필터 실험 또는 RC회로 고주파 통과 필터 실험에 해당되는 명령이이 감지되면,
   명령이 감지된 횟수에 따라 미리 결정된 진동수의 교류전압을 인가하면서 미리 결정된 측정시간 마다 상기 브레드보드(300)에 연결된 축전기의 입력전압 및 출력전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치.
   
5. 오픈소스를 기반으로 한 단일 보드 마이크로 컨트롤러로, 축전기관련 충전 및 방전 실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험에 필요한 전원을 발생시키는 아두이노보드(100);
   상기 아두이노보드(100)에 축전기관련 충전 및 방전 실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험 중 선택되는 어느 하나의 실험에 필요한 전원발생을 명령하는 스위칭부(200); 및
   축전기관련 충전 및 방전실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험 중 적어도 어느 하나의 실험에 사용될 축전기와 저항을 포함하는 소자를 연결하는 브레드보드(300);
   를 포함하며,
   상기 아두이노보드(100)는
   상기 스위칭부(200)의 스위치 입력에 따라 전원을 발생시키고, 상기 브레드보드(300)에 연결된 소자로부터 입력된 측정값을 블루투스 통신기반으로 출력하는 것을 특징으로 하고,
   상기 아두이노보드(100)는
   상기 스위칭부(200)로부터 RLC회로 공진주파수확인 실험에 해당되는 명령이이 감지되면,
   미리 설정된 주파수 범위 내에서 일정 간격으로 진동수가 연속적으로 변하는 교류전압을 인가하면서 미리 결정된 측정시간 마다 상기 브레드보드(300)에 연결된 축전기의 입력전압 및 출력전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치.
   
6. 오픈소스를 기반으로 한 단일 보드 마이크로 컨트롤러로, 축전기관련 충전 및 방전 실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험에 필요한 전원을 발생시키는 아두이노보드(100);
   상기 아두이노보드(100)에 축전기관련 충전 및 방전 실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험 중 선택되는 어느 하나의 실험에 필요한 전원발생을 명령하는 스위칭부(200); 및
   축전기관련 충전 및 방전실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험 중 적어도 어느 하나의 실험에 사용될 축전기와 저항을 포함하는 소자를 연결하는 브레드보드(300);
   를 포함하며,
   상기 아두이노보드(100)는
   상기 스위칭부(200)의 스위치 입력에 따라 전원을 발생시키고, 상기 브레드보드(300)에 연결된 소자로부터 입력된 측정값을 블루투스 통신기반으로 출력하는 것을 특징으로 하고,
   상기 스위칭부(200)는
   다수의 스위치를 포함하며, 스위치의 누름에 따라, 축전기관련 충전 및 방전 실험, RC회로 저주파 통과 필터 실험, RC회로 고주파 통과 필터 실험 및 RLC회로 공진주파수확인 실험 중 선택되는 어느 하나의 실험에 필요한 전원발생을 명령하는 것을 특징으로 하며,
   상기 스위칭부(200)는
   미리 결정된 충전시간 동안 미리 결정된 충전전압을 인가하고 미리 결정된 차단시간 동안 상기 충전전압을 차단시키는 명령을 수행하는 제3스위치(230); 및
   1 번 누를 때 마다 미리 설정된 진동수의 교류전원을 발생시키는 명령을 수행하는 제4스위치(240);
   를 포함하는 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제4스위치(240)는
   미리 결정된 수 만큼 눌린 경우, 미리 설정된 주파수 범위 안에서, 미리 설정된 주파수 간격으로 연속적으로 교류전원을 발생시키는 명령을 수행하는 것을 특징으로 하는 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 스위칭부(200)는
   미리 설정된 주파수 범위 안에서, 미리 설정된 주파수 간격으로 연속적으로 교류전원을 발생시키는 명령을 수행하는 제5스위치(250);
   를 포함하는 블루투스 통신기반 축전기를 이용한 회로실험장치.
   
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