KR200251939Y1 - 전자회로 학습키트용 일체형 만능기판 및 인쇄회로기판 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전자회로 학습키트용 일체형 만능기판 및 인쇄회로기판에 관한 것이다.

본 고안에 따르면, 컨버터를 구성하는 다수의 전자소자들 및 전원공급기를 연결하는 배선과 전원제공선이 표면실장처리되고, 공극을 형성한 다수의 터미널을 구비한 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판과 연결된 형태로서 공극을 형성한 다수의 터미널을 구비한 도트형 만능기판으로 구성되는 일체형 회로기판이 제공된다.

따라서, 학습자로 하여금 전자회로의 이해와 관련이 적은 부가적인 회로 구성부는 인쇄회로기판을 사용하여 용이하게 제작하게 하고 전자공학지식을 요구하는 회로의 핵심적인 구성부는 창의성을 발휘하여 학습자의 의도대로 만능기판상에 구현하게함으로써, 학습자는 시간을 절약하고 능률적으로 실습을 수행할 수 있고 회로의 일부를 집중적으로 학습할 수 있는 효과가 있다.

Description

전자회로 학습키트용 일체형 만능기판 및 인쇄회로기판{Unified universal circuit board and printed circuit board for Electronic circuit study kit }

본 고안은 전자회로 학습키트용 일체형 만능기판 및 인쇄회로기판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인쇄회로기판의 일부를 도트형 만능기판으로 대체하여 전자회로의 단계별 학습을 유도하는 전자회로 학습키트용 회로기판에 관한 것이다.

보통, 일반인을 대상으로 한 전자회로 실습용 교부재로서 전자회로 학습키트가 사용되는데, 이들은 주로 초·중·고생을 대상으로 한 것이다.

전자회로 학습키트의 구성을 살펴보면, 기판의 상면에는 전자부품 및 전자소자의 배치도와 연결배선도가 도시되어 있고 기판의 저면(솔더마스크)에는 회로배선이 프린트처리된 인쇄회로기판, 회로도와 단순한 설명서, 전자소자(저항, 반도체 칩, 커패시터, 다이오드 등), 전자부품(전선, 스위치, 기판, 스피커, 마이크, 센서, 모터 등) 및 기타 구성품(바퀴, 프레임, 프로펠러, 나사 및 볼트 등)을 동봉하여 하나의 학습키트가 구성된다.

따라서, 학습자(키트 제작자)는 회로도를 참고하여 전자소자를 선별하고 선별된 전자소자를 인쇄회로기판에 형성되어 있는 공극에 삽입하여 납땜을 실시한다. 이 과정에서 학습자는 인쇄회로기판의 상면에 도시된 전자소자의 배치도와 연결 전선의 배선도, 그리고 인쇄회로기판의 저면에 표면실장(프린트)처리된 인쇄회로를 통하여 쉽게 기판상에 전자소자를 나열하고 전선으로 연결하여 전자회로를 구성할수 있게 된다.

그러나, 이러한 기존의 전자회로 학습키트는 학습자의 수준에 따라 학습자가 실습기능을 달리 발휘할 수 있도록 차별화된 제품을 제공하지 못하므로 학습키트 제작의 경험이 많은 학습자에게 더 이상의 제작동기를 유발시키지 못한다.

즉, 규격화된 인쇄회로기판으로는 학습자에게 자신만의 회로를 구성하고 회로의 전기적 특성을 실험하는 등의 적극적인 실습기회를 제공할 수 없는 것이다.

이에, 초보 학습자를 대상으로 하는 기존의 전자회로 학습키트에 회로구현의 유동성이 가미된 새로운 형태의 전자회로 학습키트의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

따라서, 본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 학습대상이 되는 전자회로 이외의 부분은 인쇄회로기판으로 구현되어있고 학습대상인 주요 전자회로 부분은 학습자가 만능기판상에서 구현할 수 있도록 하는 전자회로 학습키트용의 일체형 만능기판 및 인쇄회로기판을 제공하는 데 있다.

도 1은 전자소자 및 전자부품을 인쇄회로기판상에 납땜하여 조립 완성한 기존의 마이크로로봇의 외형을 도시한 사시도이다.

도 2는 상면에는 전자소자의 배치도 및 배선도가 도시되고 저면에는 프린트배선이 형성된 기존의 인쇄회로기판의 평면도이다.

도 3은 본 고안에 따른 전자회로 학습키트용 일체형 만능기판 및 인쇄회로기판의 제1실시예의 평면도이다.

도 4는 본 고안에 따른 일체형 만능기판 및 인쇄회로기판의 제1실시예의 부분확대단면도이다.

도 5는 본 고안에 따른 전자회로 학습키트용 일체형 만능기판 및 인쇄회로기판의 제2실시예의 평면도이다.

도 6은 본 고안에 따른 일체형 만능기판 및 인쇄회로기판을 사용하여 제작된 마이크로로봇의 외형을 도시한 사시도이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

30: 도트형 만능기판 32: 인쇄회로기판

34: 전자소자배치도 및 배선도 36: 터미널 공극

38: 전원제공선 끝단 터미널

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 전자회로 학습키트용 일체형 만능기판 및 인쇄회로기판은 컨버터를 구성하는 다수의 전자소자들 및 전원공급기를 연결하는 배선과 전원제공선이 표면실장처리되고, 공극을 형성한 다수의 터미널을 구비한 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판과 연결된 형태로서 공극을 형성한 다수의 터미널을 구비한 도트형 만능기판으로 이루어진다.

이하, 본 고안에 따른 전자회로 학습키트용 일체형 만능기판 및 인쇄회로기판에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 전자회로 학습키트용 일체형 만능키트 및 인쇄회로기판의 실시예는 마이크로로봇(마이크로마우스와 유사한 형태로서 물건을 집는다든지, 펜을 장착하여 글씨를 쓰거나 그림을 그릴 수 있다든지, 벽을 감지하는 대신 바닥에 색칠된 선을 따라 주행(라인 트레이서)하는 등 다양하게 제작될 수 있다) 학습키트에 사용되는 회로기판인 것으로 한다.

도 1은 전자소자 및 전자부품을 인쇄회로기판상에 납땜하여 조립 완성한 기존의 마이크로로봇의 외형을 도시한 사시도이다.

도 1에 의하면, 마이크로로봇은 CPU(Central Processing Unit)보드, 프로세서, 메모리, 구동장치, 전원장치, 키스위치, 센서 및 바퀴 등을 포함하여 구성되고 CPU보드에는 저항, 커패시터, 트랜지스터, 다이오드, LED(Light-Emitted diode) 등을 포함하는 전자소자들이 장착되어 있다.

마이크로로봇은 이러한 각 구성요소들이 정교한 신호를 주고받고 메모리에 내장된 프로그램이 프로세서에서 실행되어 신호를 제어함으로써 주행기능을 수행한다.

도 2는 상면에는 전자소자의 배치도 및 배선도가 도시되고, 저면에는 프린트배선이 형성된 기존의 인쇄회로기판의 평면도이다.

도 2에 의하면, 기존의 인쇄회로기판의 상면에는 마이크로로봇의 중앙연산부, 센서부, 구동부 및 전원부를 구성하는 프로세서, 롬, 램, 저항, 커패시터, 트랜지스터 및 다이오드 등 각종 전자소자가 소자간 전선연결을 나타내는 배선도와 함께 회로 기판상에 배치되어 있다.

도 2에 의한 기존의 인쇄회로기판의 저면에는 전자소자의 단자가 꼽히고 땜납이 결착되도록 양단이 리베팅된 터미널들이 전술한 배선도에 대응하도록 표면실장된 회로에 의해 연결되어있다.

따라서, 학습자는 전자소자의 배치도 및 배선도에 따라 전자소자를 인쇄회로기판의 터미널에 삽입하고 납땜처리한다.

이 과정에서, 초보 학습자인 경우에는 용이하게 회로를 구현하면서 실습기술과 함께 전자회로 지식을 익힐 수 있지만, 이미 전자회로 제작 경험이 있는 학습자는 학습상 큰 도움을 받지 못한다.

즉, 전자회로를 이해하는데 있어 지면에 그려진 회로도를 전자공학적으로 분석하는 과정도 필요하지만, 학습자는 기판상에 전자소자를 배치하고 전자소자의 단자를 확인하며 전선을 연결하는 과정에서 각 전자소자의 기능 및 특성, 단자별로 송출되는 신호의 파형 등을 이해할 수 있다. 그러나, 기존의 인쇄회로기판을 이용하는 학습자는 수동적으로 전자소자를 조립함으로써 창조적인 전자회로 구현의 기회를 상당 부분 잃는 것이다.

도 3은 본 고안에 따른 전자회로 학습키트용 일체형 만능기판 및 인쇄회로기판의 제1실시예의 평면도이다.

도 3에 의하면, 본 고안에 따른 일체형 만능기판 및 인쇄회로기판의 제1실시예가 적용된 마이크로로봇의 전자회로 학습키트 중에서 전원부에 해당하는 전자소자의 배치도 및 배선도는 인쇄회로기판(32)으로 제공되고, 나머지 부분, 즉 연산처리부, 센서부, 구동부 및 메모리부가 구현되는 기판상의 공간은 만능기판(30)으로 제공된다.

이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

전원부는 보통 전원공급기로 직류 밧데리를 사용하며, 직류 밧데리의 직류 볼트를 전술한 마이크로로봇의 각 구성부로 제공함에 있어 전자소자의 전원규격에 맞도록 직류변환, 혹은 교류변환을 하게 된다. 이러한 변환기능은 컨버터를 구성함으로써 제공된다.

따라서, 인쇄회로기판에는 컨버터를 구성하는 다수의 전자소자들 및 전원공급기를 연결하는 배선과 전원제공선이 표면실장처리(34)되어 있다. 전원제공선은 각 전자소자와의 연결을 위하여 전술한 만능기판과의 연결부분에 끝단(38)을 형성한다. 만능기판(30)에는

도 4는 본 고안에 따른 일체형 만능기판 및 인쇄회로기판의 제1실시예의 부분확대단면도이다.

도 4에 의하면, 표면실장처리된 연결선(46)의 끝단에는 전자소자의 단자(49)가 삽입될 수 있도록 공극(44)을 형성한 다수의 터미널(42)이 형성된다. 기판(48)의 상면 및 저면으로 돌출된 터미널의 양단(40)은, 터미널을 전술한 표면실장처리된 연결선에 고정시키고 융용된 땜납이 결착될 수 있도록 리베팅처리되어 있다.

반면, 전술한 인쇄회로기판(32)과 연결되는 만능기판(30)은 공극(44)을 형성하고 전술한 것과 같은 이유로 양단(40)이 리베팅처리된 다수의 터미널(42, 도 3에서의 도면번호 36)을 구비한다.

만능기판상에 설치된 다수의 터미널(42)들은 일정한 간격으로 배열되어 있고, 따라서 학습자는 전자소자를 임의로 배치하고 전선으로 연결할 수 있다.

도 5는 본 고안에 따른 전자회로 학습키트용 일체형 만능기판 및 인쇄회로기판의 제2실시예의 평면도이다.

도 5에 의하면, 인쇄회로기판과 연결된 만능기판은 전자소자의 하나의 단자에서 지류를 형성하는 여러 도선의 연결을 용이하게 하기 위하여 브레드보드(Bread board: 흔히, 직역하여 빵판, 빵틀이라 부르며, 가로 소켓열은 전류가 통하고 세로 소켓열은 단락되어 있으며 전원선 및 접지선용 세로 소켓열은 전류가 흐르도록 내부에 도선이 연결되어 있는 다량의 소켓집단으로 구성된 만능 기판을 지칭)와 같은 구조로 부분적인 프린트처리된 터미널을 제공할 수도 있다.

즉, 하나의 열을 구성하는 일정 개수의 터미널을 프린트처리(50)하여 제공함으로써 학습자는 전자회로의 학습과는 무관한 복잡한 도선연결 납땜작업을 보다 수월하게 처리할 수 있다. 이는 브레드보드의 소켓을 배제하고 브레드보드 내부의 도선연결형식만을 차용한 것으로서 일종의 만능기판이라 할 수 있다.

도 6은 본 고안에 따른 일체형 만능기판 및 인쇄회로기판을 사용하여 제작된 마이크로 로봇의 외형을 도시한 사시도이다.

본 고안에 따른 전자회로 학습키트용 만능기판 및 인쇄회로기판은, 예를 들어 동일한 마이크로로봇을 대상으로 하는 것이라도 학습대상이 되는 회로의 일부를 단계별로 만능기판화하여 제공할 수 있다. 따라서, 이러한 단계별 학습키트는 학습자가 단계별로 학습키트를 제작하는 동안 전 단계에서 간과한 전자회로 실습상의 지식을 인지하도록 함으로써 학습의욕을 고취시킬 수 있을 것이다.

상기한 실시예는 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 고안의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며 동일 사상의 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어 본 고안의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 전자회로 학습키트용 일체형 만능기판 및 인쇄회로기판에 의하면, 학습자로 하여금 전자회로의 이해와 관련이 적은 부가적인 회로 구성부는 인쇄회로기판을 사용하여 용이하게 제작하도록 하고 전자공학지식을 요구하는 회로의 핵심적인 구성부는 창의성을 발휘하여 학습자의 의도대로 만능기판상에 구현하도록 함으로써, 학습자는 시간을 절약하고 능률적으로 실습을 수행할 수 있고 회로의 일부를 집중적으로 학습할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 컨버터를 구성하는 다수의 전자소자들 및 전원공급기를 연결하는 배선과 전원제공선이 표면실장처리되고, 상기 표면실장처리된 연결선의 끝단에는 공극을 형성하고 양단이 리베팅된 다수의 터미널을 구비한 인쇄회로기판; 및

   상기 인쇄회로기판과 연결된 형태로서 공극을 형성하고 양단이 리베팅된 다수의 터미널이 일정한 간격으로 배치된 도트형 만능기판으로 구성되는 일체형 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자회로 학습키트.