KR20220032838A

KR20220032838A - 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리

Info

Publication number: KR20220032838A
Application number: KR1020200114643A
Authority: KR
Inventors: 김대영
Original assignee: 김대영
Priority date: 2020-09-08
Filing date: 2020-09-08
Publication date: 2022-03-15
Also published as: WO2022055016A1; KR102416989B1

Abstract

본 발명은 내부에 전자소자 및 전자모듈이 내장된 전자블록 복수 개를 조합하여 아두이노 학습보드를 이루데, 상기 전자블록 각각은 내부에 전자소자 및 전자모듈이 내장되고, 6개의 측면을 갖는 육각형의 블록몸체와, 상기 블록몸체의 측면들 중 어느 하나의 측면에는 내장된 전자소자 및 전자모듈과 전기적으로 연결된 숫단자부를 구비한 숫커넥터를 형성하고, 상기 블록몸체의 측면들 중 숫커넥터가 형성된 어느 한 측면을 제외한 나머지 측면들 각각에는 내장된 전자소자 및 전자모듈과 전기적으로 연결된 암단자부를 각각 구비한 암커넥터를 형성하여, 어느 하나의 전자블록의 숫커넥터를 다른 전자블록의 암커넥터에 끼워 결합하는 것으로, 어느 하나의 전자블록과 다른 전자블록의 회로가 전기적으로 연결되므로, 아두이노를 기반으로 한 코딩 학습에 관련하여 CPU, 저항, LED, 각종 센서, 모터, 등의 다양한 전자소자 및 전자모듈들을 보드 및 케이블 없이 블록을 조립하듯, 전자소자 및 전자모듈이 내장된 전자블록들의 측면에 각각 형성된 숫커넥터와 암커넥터를 서로 체결시키는 것으로, 전자소자의 연결여부를 간편하게 확인할 수 있어, 조립작업의 편의성 향상과 조립공정이 단순화되어 제작비용을 절감시켜 상품성을 향상시킬 수 있음은 물론, 간편한 아두이노 학습보드의 조립에 따라 아두이노 코딩에 대한 교육 효과가 향상되는 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리를 제공한다.

Description

코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리{Arduino electronic block assembly for coding education}

본 발명은 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리에 관한 것으로, 아두이노를 기반으로 한 코딩 학습에 관련하여 CPU, 저항, LED, 각종 센서, 모터, 등의 다양한 전자소자 및 전자모듈들을 보드 및 케이블 없이 블록을 조립하듯, 전자소자 및 전자모듈이 내장된 전자블록들의 측면에 각각 형성된 숫커넥터와 암커넥터를 서로 체결시키는 것으로, 전자블록의 내부에 내장된 전자소자 및 전자모듈의 회로가 올바르게 연결되어, 회로를 오인 혼돈하여 잘못 연결하는 문제없이 간편하면서 안전하게 아두이노 학습보드들을 조합할 수 있도록 한 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 교육용으로 주로 사용하는 보드는 아두이노, 마이크로비트, STM32컨트롤러보드, 기타 마이크로 컨트롤러 등등이 있으며, 상기 보드는 학생 또는 초보적인 일반인들의 코딩교육과 창의력 배양을 위해 간단하게 제작 가능한 기판을 제공하고 있다.

여기에서, 보드 중에서 대표적으로 사용되고 있는 아두이노(arduino)에 대해 설명하면 사용하기 쉬운 오픈소스를 기반으로 한 마이크로컨트롤러(MCU ; Micro Controller Unit)를 말하는 것으로, 일반인도 쉽게 개발할 수 있도록 손쉬운 개발툴과 USB를 기반으로 하는 연결인터페이스를 제공한다.

상기 마이크로컨트롤러는 간략하게 프로세서와 메모리를 갖추고 있어 전기적 신호를 입력받아 CPU코어, 메모리에서 작업을 수행하고, 그 결과를 전기신호로 내보내는 일련의 과정을 수행할 수 있도록 하나의 칩으로 만들어낸 소형 컴퓨터로 설명할 수 있다.

또한, 아두이노와 관련된 프로그램 소스, 회로도, 하드웨어를 제어하는 기술들이 인터넷을 통해 공개되어 있으므로, 아두이노는 하드웨어나 소프트웨어에 대한 전문적인 지식을 갖추지 않아도 어플리케이션 구축이 용이한 특징을 가지고 있으며, 아두이노로 수행할 수 있는 많은 프로젝트들이 오픈소스로 공개되어 있어 저작권 침해 없이도 프로그램 소스를 사용, 수정, 복제, 배포할 수 있고 스케치(sketch ; 아두이노 기능을 제어하는 소스코드)라는 프로그램을 사용하여 원하는 기능을 좀 더 쉽게 구현해 낼 수도 있다.

또한, 아두이노 하드웨어는 다른 사람도 사용할 수 있도록 하드웨어 설계도를 공유하고, 이 설계도를 이용한 플랫폼 제품(대표적으로 우노, 레오나르도, 메가 등)을 만들어 다른 사람에게 판매도 할 수 있으며 아두이노 호환보드도 시중에 많이 존재하고 있다.

특히, 아두이노는 많은 스위치나 센서로부터 입력을 받아들이고, 모터를 제어하거나, LED를 점등하는 등 전기장치를 제어하는 마이크로 컨트롤러를 쉽게 동작시킬 수 있다는 점에서 가장 큰 장점을 가지고 있다.

그리고, 아두이노는 상기 플랫폼에 아두이노 쉴드를 사용하여 원하는 기능을 추가로 사용할 수도 있는데, 상기 쉴드는 플랫폼 회로기판 상단에 선택적으로 꽂을 수 있는 보드로 기능을 확장하는 역할을 수행하며 일례로 아두이노에 인터넷 접속 기능을 넣고 싶다면 이더넷모듈 쉴드를 무선 인터넷 접속 기능을 넣고 싶다면 와이파이모듈 쉴드를 사용하는 것이 가능하다는 장점도 갖고 있다.

이러한 아두이노를 이용하여 다양한 장치를 제어하기 위해서는 사전에 많은 교육과 실습이 필요로 하며, 이를 위해 교육받은 교육생이나 실습자는 모터, LED, 센서, 저항, 다이오드, 스위치 등 입출력을 담당하는 다양한 전자소자와 납땜기, 전선, 땜납흡입기 등과 같은 전자재료 및 제작기구를 각각 준비하고, 준비한 전자소자들을 아두이노 보드와 전기적으로 연결하는 등의 번거로운 과정을 거쳐야 하며, 실습자는 프로그램 개발을 위해 아두이노 보드를 외부의 컴퓨터(PC)와 USB(Universal Serial Bus ; 범용 직렬 버스)로 연결하는 등의 복잡한 과정을 거처야 하는 문제점이 있었다.

여기에, 상기 아두이노 보드에 전자소자들을 전기적으로 연결하기 위해서는 납땜 작업이 필수적이나, 납땜 기술의 미숙으로 인한 과열로 전자소자들이 파손되거나 아두이노 보드의 공극을 잘못 판단하여 전자소자를 다른 위치의 공극에 납땜한 경우 등에는 전자회로의 미작동 혹은 오작동을 경험하게 되어, 부착된 땜납을 다시 용융하여 제거해야 하는 번거로움과, 전자소자 및 보드에 많은 열에 노출되어 파손되는 문제점이 있었다.

따라서, 아두이노 보드를 연구하거나 학습 및 실습하는 교육과정에서는 일반적으로 빵판이라 불리는 브레드 보드(Bread board)를 이용해 전자소자의 연결이 정확하게 구성되었는지를 확인하고 있었지만, 브레드 보드의 공극홀이 작아서 초보자들에게는 상당히 불편하여 회로를 이해하기 어려울 뿐만 아니라 어린 학생에게 교육하기 위한 용도로 사용하기에 어려움이 있었다.

본 발명은 아두이노를 기반으로 한 코딩 학습에 관련하여 CPU, 저항, LED, 각종 센서, 모터, 등의 다양한 전자소자 및 전자모듈들을 보드 및 케이블 없이 블록을 조립하듯, 전자소자 및 전자모듈이 내장된 전자블록들의 측면에 각각 형성된 숫커넥터와 암커넥터를 서로 체결시키는 것으로, 전자소자의 연결여부를 간편하게 확인할 수 있어, 조립작업의 편의성 향상과 조립공정이 단순화되어 제작비용을 절감시켜 상품성을 향상시킬 수 있음은 물론, 간편한 아두이노 학습보드의 조립에 따라 아두이노 코딩에 대한 교육 효과가 향상되는 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리는 내부에 전자소자 및 전자모듈이 내장된 전자블록 복수 개를 조합하여 아두이노 학습보드를 이루데, 상기 전자블록 각각은 내부에 전자소자 및 전자모듈이 내장되고, 6개의 측면을 갖는 육각형의 블록몸체와, 상기 블록몸체의 측면들 중 어느 하나의 측면에는 내장된 전자소자 및 전자모듈과 전기적으로 연결된 숫단자부를 구비한 숫커넥터를 형성하고, 상기 블록몸체의 측면들 중 숫커넥터가 형성된 어느 한 측면을 제외한 나머지 측면들 각각에는 내장된 전자소자 및 전자모듈과 전기적으로 연결된 암단자부를 각각 구비한 암커넥터를 형성하여, 어느 하나의 전자블록의 숫커넥터를 다른 전자블록의 암커넥터에 끼워 결합하는 것으로, 어느 하나의 전자블록과 다른 전자블록의 회로가 전기적으로 연결된다.

이때 본 발명에 따른 상기 숫커넥터는 상기 블록몸체의 어느 하나의 측면 하측에서 수평으로 돌출된 수평변과, 상기 수평변의 끝단에서 상향으로 연장형성된 수직변을 형성하여, 그 측단면이 '┗'의 체결구를 형성하고, 상기 암커넥터 각각은 다른 블록몸체의 숫커넥터 수평변이 수용되는 수평홈과, 상기 수평홈의 배후에 상향으로 깊이를 갖는 수직홈을 형성하여, 그 측단면이 '┗'의 체결홈을 형성하며, 상기 다른 블록몸체의 숫커넥터 체결구가 상기 암커넥터의 체결홈에 상하방향으로 삽입되어, 상기 숫커넥터와 암커넥터는 서로 체결한다.

여기서 본 발명에 따른 상기 숫커넥터의 숫단자부는 상기 숫커넥터의 수직변 내측방향면에 구비되는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에 따른 상기 암커넥터의 암단자부는 상기 암커넥터의 수직홈 중 상기 숫커넥터의 수직변 내측방향면과 면접하는 내면에 구비되는 것이 바람직하다.

여기서 본 발명에 따른 상기 숫커넥터의 숫단자부는 복수 개의 단자핀을 일정한 간격으로 형성하면서, 상기 단자핀들은 상기 블록몸체의 중심을 향해 돌출되도록 만곡 형성하여, 상기 단자핀들이 탄성을 갖는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에 따른 상기 암커넥터의 암단자부는 상기 단자핀들과 대응하는 복수 개의 단자홈을 일정한 간격으로 형성한다.

본 발명에 따른 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리에 의해 나타나는 효과는 다음과 같다.

아두이노를 기반으로 한 코딩 학습에 관련하여 CPU, 저항, LED, 각종 센서, 모터, 등의 다양한 전자소자 및 전자모듈들을 보드 및 케이블 없이 블록을 조립하듯, 전자소자 및 전자모듈이 내장된 전자블록들의 측면에 각각 형성된 숫커넥터와 암커넥터를 서로 체결시키는 것으로, 전자소자의 연결여부를 간편하게 확인할 수 있어, 조립작업의 편의성 향상과 조립공정이 단순화되어 제작비용을 절감시켜 상품성을 향상시킬 수 있음은 물론, 간편한 아두이노 학습보드의 조립에 따라 아두이노 코딩에 대한 교육 효과가 향상된다.

다양한 전자소자 및 전자모듈들을 각각 내장한 블록몸체를 허니컴(벌집) 모양으로 다중 연결에 의해 조합됨에 따라 다양한 아두이노 학습보드를 구성할 수 있어, 아두이노 코딩에 대한 학습이 원활히 이루어질 수 있어 학습 효과가 증대된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리의 조립블록을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리의 조립블록을 서로 연결한 상태를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리의 조립블록의 숫단자부를 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리의 조립블록의 암단자부를 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리의 조립블록을 다중으로 연결한 상태를 보인 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 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.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 아두이노를 기반으로 한 코딩 학습에 관련하여 CPU, 저항, LED, 각종 센서, 모터, 등의 다양한 전자소자 및 전자모듈들을 보드 및 케이블 없이 블록을 조립하듯, 전자소자 및 전자모듈이 내장된 전자블록들의 측면에 각각 형성된 숫커넥터와 암커넥터를 서로 체결시키는 것으로, 전자블록의 내부에 내장된 전자소자 및 전자모듈의 회로가 올바르게 연결되어, 회로를 오인 혼돈하여 잘못 연결하는 문제없이 간편하면서 안전하게 아두이노 학습보드들을 조합할 수 있도록 한 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리에 관한 것으로, 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5를 참조한 본 발명의 일 실시 예에 따른 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리는 내부에 전자소자 및 전자모듈(10)이 내장된 조립블록 복수 개를 조합하여 코딩 교육용 아두이노 학습보드를 이룬다.

이때 상기 조립블록 각각은 내부에 아두이노 관련 전자소자 및 전자모듈이 내장되어, 6개의 측면을 갖는 육각형의 블록몸체(100)로 이루어진다.

그리고 상기 블록몸체(100)의 측면들 중 어느 하나의 측면에는 전자소자 및 전자모듈과 전기적으로 연결된 숫단자부(120)를 구비한 숫커넥터(110)를 형성하고, 상기 블록몸체(100)의 측면들 중 숫커넥터(110)가 형성된 어느 한 측면을 제외한 나머지 측면들 각각에는 전자소자 및 전자모듈(10)과 전기적으로 연결된 암단자부(140)를 각각 구비한 암커넥터(130)를 형성한다.

따라서 상기 조립블록 각각은 상기 블록몸체(100)을 기준으로 상기 블록몸체(100)의 측면에 1개의 숫커넥터(110)와, 5개의 암커넥터(130)를 형성하게 되고, 상기 숫커넥터(110)와, 암커넥터(130)의 결합으로, 상기 조립블록들이 전기적으로 서로 연결되어, 아두이노 학습보드를 이루어 아두이노 코딩 교육에 이용될 수 있다.

여기서 상기 블록몸체(100)의 숫커넥터(110)와, 암커넥터(130)를 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 숫커넥터(110)는 상기 블록몸체(100)에서 외향으로 돌출 형성된 것으로, 상기 블록몸체(100)의 어느 하나의 측면 하측에서 수평으로 돌출된 수평변(111)과, 상기 수평변(111)의 끝단에서 상향으로 연장형성된 수직변(112)을 형성하여, 상기 숫커넥터(110)는 상기 블록몸체(100)에서 외향으로 돌출 형성되어, 측단면이 '┗'형태를 이루는 체결구를 이룬다.

이때 상기 숫커넥터(110)에는 상기 블록몸체(100)의 내부에 내장된 전자소자 및 전자모듈(10)과 전기적으로 연결된 숫단자부(120)를 구비하는데, 상기 숫단자부(120)는 상기 숫커넥터(110)의 수직변(112) 내측방향면에 구비되는 것이 바람직하다.

여기서 상기 숫단자부(120)는 복수 개의 단자핀을 일정한 간격으로 형성하면서, 상기 단자핀들은 상기 블록몸체(100)의 중심을 향해 돌출되도록 만곡 형성하여, 상기 단자핀들은 탄성을 갖고 상기 암단자부(140)의 단자와 접촉하여, 상기 숫커넥터(110)와, 암커넥터(130)가 전기적으로 연결된다.

그리고 상기 암커넥터(130)는 상기 블록몸체(100)에서 복수 개를 이루는데, 상기 암커넥터(130) 각각은 다른 블록몸체(100)의 숫커넥터(110)와 체결되도록, 숫커넥터(110)의 수평변(111)이 수용되는 수평홈(131)과, 상기 수평홈(131)의 배후에 상향으로 깊이를 갖는 수직홈(132)을 형성하여 상기 암커넥터(130)는 측단면이 '┗'형태를 이루는 체결홈을 이룬다.

따라서 상기 블록몸체(100)에서 외향으로 돌출 형성되고, 그 측단면이 '┗'형태를 이루는 상기 숫커넥터(110)은 측단면이 '┗'형태를 이루는 상기 암커넥터(130)의 체결홈에 삽입되는 것으로, 상기 숫커넥터(110)와 상기 암커넥터(130)는 서로 체결하게 된다.

여기서 상기 암커넥터(130)의 암단자부(140)는 상기 암커넥터(130)의 수직홈(132) 중 상기 숫커넥터(110)의 수직변(112) 내측방향면과 면접하는 내면에 구비되는 것이 바람직하고, 상기 암커넥터(130)의 암단자부(140)는 상기 단자핀들과 대응하는 복수 개의 단자홈을 일정한 간격으로 형성한다.

그러므로 본 발명의 일 실시에 따른 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리의 조립블록 각각은 육각형으로 형성된 블록몸체(100)의 내부에 전자소자 및 전자모듈을 내장하고, 상기 블록몸체(100)의 일측에 돌출 형성된 숫커넥터(110)를 다른 블록몸체(100)의 암커넥터(130)에 상하방향으로 결합하는 것으로, 어느 하나의 블록몸체(100)와 다른 블록몸체(100)가 전기적으로 연결된다.

따라서 CPU, 저항, LED, 각종 센서, 모터, 등의 다양한 전자소자 및 전자모듈들(10)을 보드 및 케이블 없이 블록을 조립하듯, 전자소자 및 전자모듈이 내장된 전자블록(100)들의 측면에 각각 형성된 숫커넥터(110)와 암커넥터(130)를 서로 체결시키는 것으로, 간편하면서 안전하게 아두이노 학습보드들을 조합할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 전자소자 및 전자모듈
100: 블록몸체
110: 숫커넥터
111: 수평변
112: 수직변
120: 숫단자부
130: 암커넥터
131: 수평홈
132: 수직홈
140: 암단자부

Claims

내부에 전자소자 및 전자모듈이 내장된 전자블록 복수 개를 조합하여 아두이노 학습보드를 이루는 전자블록 에셈블리에 관한 것으로,
상기 전자블록 각각은
내부에 전자소자 및 전자모듈이 내장되고, 6개의 측면을 갖는 육각형의 블록몸체;
상기 블록몸체의 측면들 중 어느 하나의 측면에는 내장된 전자소자 및 전자모듈과 전기적으로 연결된 숫단자부를 구비한 숫커넥터를 형성하고,
상기 블록몸체의 측면들 중 숫커넥터가 형성된 어느 한 측면을 제외한 나머지 측면들 각각에는 내장된 전자소자 및 전자모듈과 전기적으로 연결된 암단자부를 각각 구비한 암커넥터를 형성하여,
어느 하나의 전자블록의 숫커넥터를 다른 전자블록의 암커넥터에 끼워 결합하는 것으로, 어느 하나의 전자블록과 다른 전자블록의 회로가 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 숫커넥터는 상기 블록몸체의 어느 하나의 측면 하측에서 수평으로 돌출된 수평변과, 상기 수평변의 끝단에서 상향으로 연장형성된 수직변을 형성하여, 그 측단면이 '┗'의 체결구를 형성하고,
상기 암커넥터 각각은 다른 블록몸체의 숫커넥터 수평변이 수용되는 수평홈과, 상기 수평홈의 배후에 상향으로 깊이를 갖는 수직홈을 형성하여, 그 측단면이 '┗'의 체결홈을 형성하며,
상기 다른 블록몸체의 숫커넥터 체결구가 상기 암커넥터의 체결홈에 상하방향으로 삽입되어, 상기 숫커넥터와 암커넥터는 서로 체결하는 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리.
청구항 2에 있어서,
상기 숫커넥터의 숫단자부는
상기 숫커넥터의 수직변 내측방향면에 구비되는 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리.
청구항 3에 있어서,
상기 암커넥터의 암단자부는
상기 암커넥터의 수직홈 중 상기 숫커넥터의 수직변 내측방향면과 면접하는 내면에 구비되는 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리.
청구항 3에 있어서,
상기 숫커넥터의 숫단자부는
복수 개의 단자핀을 일정한 간격으로 형성하면서, 상기 단자핀들은 상기 블록몸체의 중심을 향해 돌출되도록 만곡 형성한 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리.
청구항 5에 있어서,
상기 암커넥터의 암단자부는
상기 단자핀들과 대응하는 복수 개의 단자홈을 일정한 간격으로 형성한 코딩 교육용 아두이노 전자블록 어셈블리.