KR200295786Y1 - 교육용 전자 블럭 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전자회로 학습키트용 블럭식 전자소자와 결합기판에 관한 것이다.

본 고안에 따르면 전자소자(저항,스위치,트랜지스터 등)의 단자가 삽입되어 블럭의 내부 양단에 전자 소자의 끝단과 납땜 고정하고 절연체로 블럭의 외부 끝벽을 형성하여 블럭 결합기판에 납땜 없이 블럭만 직접 꽂음으로서 회로를 구성할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 전자회로 학습키트용 블럭과 결합기판에 관한 것이다.

따라서, 전자회로를 구성하는 과정에서 납땜작업을 배제하고 구성품의 반복 착탈을 가능하게 함으로써, 첫째 납땜작업에따른 상해요소를 제거할 수 있고, 둘째 전자회로 구성품의 파손을 예방할 수 있으며, 셋째 각 전자회로 구성품을 점검하고 교체하면서 능동적인 학습을 진행할 수 있고, 넷째 고난이도, 고가의 전자회로를 포함한 전자시스템을 학습용 키트로제품화할 수 있는 효과가 있다.

Description

교육용 전자 블럭{electric block}

본 고안은 교육용 전자키트에 관한 것으로 본 고안에 따르면 전자소자(저항,스위치,트랜지스터 등)의 단자가 삽입되어 블럭의 내부 양단에 전자 소자의 끝단과 납땜 고정하고 절연체로 블럭의 외부 끝벽을 형성하여 블럭 결합기판에 납땜 없이 블럭만 직접 꽂음으로서 회로를 구성할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 전자회로 학습키트용 블럭식 결합기판에 관한 것이다.

일반적으로, 열에 약한 IC(Integrated Circuit)칩은 납땜하는 과정에서 손상되기 쉬우며, 이를 방지하기 위하여 기판에미리 소켓을 납땜하여 고정시키고 소켓에 IC칩을 삽입하여 사용한다.

또한, 전자회로의 구성을 바꿔가면서 실험을 실시하는 경우 기판에 전자소자를 직접 납땜하여 전자회로를 구성하였다면, 전자소자에 부착된 땜납을 다시 융용하여 제거하고 기판으로부터 전자소자를 분리하는 것이 상당히 번거로울 뿐만 아니라전자소자가 많은 열에 노출되어 파손될 위험이 대단히 크며 납을 제거하는 과정에서 기판 또한 물리적으로 손상되기 쉽다. 그리고, 전자소자의 브리지 및 단자핀을 기판에 꽂아 절곡고정하여 전자회로 실험을 실시하는 경우에도 기판으로부터의착탈을 위하여 반복하여 절곡되는 과정에서 전자소자의 브리지나 단자핀이 부러지는 일이 흔히 발생한다.

이러한 이유로 전자회로를 연구하거나 학습, 개발하는 사람들은, 보통 소켓을 사용하여 전자회로를 구성하거나 브레드보드(Bread board: 흔히, 직역하여 빵판, 빵틀이라 부르며, 가로 소켓열은 전류가 통하고 세로 소켓열은 단락 되어 있으며 전원선 및 접지선용 세로 소켓열은 전류가 흐르도록 내부에 도선이 연결되어 있는 다량의 소켓집단으로 구성된 만능 기판을 지칭)상에 전자회로를 구성하여 실험을 실시한다.

한편, 전자회로 학습키트가 교육자재로서 사용되어 지는 것을 볼 수 있는데,이들은 주로 초·중·고생을 대상으로 하여 실습을 통한 전자회로의 이해를 도모한 것이다.

전자회로 학습키트는 전자회로의 난이도에 따라 여러 단계의 제품이 판매되고 있으나, 그 구성은 한결같다. 예를 들면, 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. 특히, 제공되는 기판은 인쇄회로기판으로서 솔더 마스크(기판의 뒷면)에는 결선회로가 프린팅되어 있고 기판의 앞면에는 회로도가 그려져 있다. 따라서, 제작자는 각 전자소자 및 전자부품을 인쇄회로기판에 형성되어 있는 공극에 삽입하여 납땜을 실시함으로서 실질적인 전자회로의 제작을 마치게 된다.

그러나, 제작 과정에서 납땜기술의 미숙으로 인한 과열로 전자소자를 파손시키거나 기판상의 공극을 잘못 판단하여 전자소자를 다른 위치의 공극에 납땜한 경우, 그리고 웨팅(wetting)이 발생한 경우 등에는 전자회로가 제대로 작동하지 않으며 대부분의 학습자는 이러한 미작동 혹은 오작동의 경우를 경험하게 된다.

기존의 전자회로 학습키트는 제작자(학습자)가 전자회로를 구성하는 동안 전자회로의 미작동 혹은 오작동의 여부를 검진할 수 있는 수단을 제공할 수 없었으며, 이를 확인 하기 위해서 제작자는 납땜작업을 완료하고 전원을 연결하여 최종적으로 전자회로를 동작시켜야 했었다.

전술한 바와 같이, 한 번 납땜되어 고정된 전자소자 및 부품들은 분리하기어려우며 분리 과정에서 재가열에 의한 추가적인 파손을 입을 수도 있다. 그리고, 상호 연결된 전자회로 상에서 개개 구성요소의 결함을 찾는 것은 회로에 대한 전문지식이 없는 사람에게 많은 어려움을 느끼게 한다.

이러한 이유들로 인하여, 기존의 전자회로 학습키트 제품은 난이도에 제한이 있을 수밖에 없다. 가령, 마이크로마우스와같은 고가이며 고난위도인 전자 시스템의 제작을 위하여 기존의 일회 제작성을 띤 학습용 키트의 형태로서 학습자에게 제공하는 것은 거의 불가능한 실정이다.

이와 같은 이유들로 인하여, 전자회로를 구성하는데 있어서 납땜 작업을 피하고 각 전자소자 및 전자부품들의 반복착탈을가능하게 한다면 전술한 기존의 문제점들의 해결에 많은 도움을 줄 것이다. 특히, 납땜 작업은 일정량의 경험과 숙련을 요하는 작업으로서 어린 학생 또는 초보자에게 많은 상해요소를 제공하며, 따라서 전자키트의 제작과정에서 납땜 작업을 원천적으로 없앰으로써 보다 수월하게 학습을 진행시킬 수 있다.

이에, 전술한 바와 같이 여러 장점을 가진 전자소자를 삽입한 블럭을 이용한 새로운 학습키트 개발의 필요성이 제기된다.

따라서, 본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 전자회로의 기능과 관련이 적은 부분품은 회로기판에 땜납으로 고정하여 사전 제작하여 놓고, 전자회로의 주요 구성요소인 전자소자에 대해서는 각 소자의 규격에 적용되는 다양한 블럭내에 땜납으로 고정시킴으로써 대부분의 전자회로구성품이 착탈가능한 전자회로 학습키트용 블럭과 결합기판을 제공하는 데 있다.

도면 1 : 기본판

도면 2 : 기본판과 블럭과의 결합

도면 3 : 블럭모형

<도면의 각부 명칭에 대한 상세한 설명>

1: 탭(결합부) 2: 건전지 소켓

3: 홈(탭과 결합) 4: 아크릴 소재

5: 구리판 6: 저항(전자소자)

7: 전자소자 규격표

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 교육용 전자 블럭은 전자소자(저항, 스위치, 트랜지스터 등)의 단자가 삽입되어 블럭의 내부 양단에 전자 소자의 끝단과 납땜 고정하고 절연체로 블럭의 외부 끝벽을 형성하여 블럭 결합기판에 납땜 없이 블럭만 직접 꽂음으로서 회로를 구성할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하에서, 본 고안에 따른 교육용 전자 블럭에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다

도면1은 회로를 구성할 수 있는 기본판에 관한 것이다.

전자회로 블럭과 결합할 수 있도록 일정크기의 탭(1)을 만들어 블록과의 결합이 용이하도록 하였다. (도면2참고) 또한, 회로에 필요한 전압원(건전지)(2)을 제공할 수 있도록 기본판에 건전지 소켓을 장착하였다.

도면3의 전자 블록모형에 관한 사시도이다.

도면에 의하면 결합판의 탭과의 결합을 위해서 탭 크기의 홈(3)을 만들었다. 또한, 블록재질은 블록 안에 전자소자들이 어떤 모양인지 한눈에 알아볼 수 있도록 정사각형의 투명 아크릴(4)로 구성하였다. 그리고 블록측면에 구리판등의 도체(5)를 감싸 블록결합시 전기의 흐름이 용이하도록 하였다. 투명블록을 살펴보면 실제 전자부품(6)을 설치하여 블록내부측면에 설치된 얇은 구리판과 연결시킨다. 투명블록 상단에 내부에 장착된 전자소자의 명칭, 규격, 기호 등을 표시(7)하여 전자소자학습에 용이하도록 하였다. 상기에 서술한 바와 같이 회로를 구성할 수 있는 기본부품(저항, 콘덴서 등)과 특수부품(다이오드, 트렌지스터, LED, 센서 등), 연결형 부품(리드선)을 다수 제작하여 학습자 스스로 여러 가지 회로를 꾸며볼 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 교육용 전자 블럭에 의하면, 전자회로를 구성하는 과정에서 납땜작업을 배제하고 구성품의 반복 착탈을 가능하게 함으로써, 첫 번째 납땜작업에 따른 상해요소를 제거할 수있고, 두 번째 전자회로 구성품의 파손을 예방할 수 있으며, 세 번째 각 전자회로 구성품을 점검하고 교체하면서 능동적인 학습을 진행할 수 있고, 네 번째 고난위도, 고가의 전자회로를 포함한 전자시스템을 학습용 키트로 제품화할 수 있는효과가 있다.

Claims (2)

1. 전자소자(저항, 스위치, 트랜지스터 등)의 단자가 삽입되어 블럭의 내부 양단에 전자 소자의 끝단과 납땜 고정하고 절연체로 블럭의 외부 끝벽을 형성하여 블럭 결합기판에 납땜 없이 블럭만 직접 꽂음으로서 회로를 구성할 수 있도록 하는것을 특징으로 하는 전자회로 학습키트용 블럭.
2. 회로를 구성할 수 있는 기본판으로 전자블럭과 결합할 수 있도록 일정크기의 탭을 만들어 블록과의 결합이 용이하도록 하고 회로에 필요한 전압원(건전지)을 제공할 수 있도록 기본판에 건전지 소켓을 장착한 결합판.