KR100655641B1 - 교육용 회로실습장치와 원격제어가 가능한 회로실습시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교육용 회로실습장치와 원격제어가 가능한 회로실습시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 학생들에게 회로의 작동원리를 실습을 통해 체험할 수 있도록 제안된 교육용 회로실습장치에서 다양한 학습 테마에 따른 다수의 회로모듈을 구성하고 해당 회로모듈을 교체하면서 학습할 수 있는 회로실습장치를 제공하며, 또한 상기의 교육용 회로실습장치에서 실험중인 회로 모듈의 동작에 원격으로 오류를 발생시키고 학생들은 해당 오류를 찾아낼 수 있도록 원격제어에 의한 오류발생 기능을 갖는 교육용 회로실습장치와 원격제어가 가능한 회로실습시스템에 관한 것이다.

회로실습장치, 회로모듈, 슬라이드방식, 원격제어, 오류발생, 릴레이구동부

Description

교육용 회로실습장치와 원격제어가 가능한 회로실습시스템 {Circuit test apparatus for educating}

도 1은 본 발명의 제 일실시예에 따른 교육용 회로실습장치를 개략적으로 도시한 사시도이며,

도 2는 본 발명의 제 일실시예에 따른 교육용 회로실습장치에서 전자회로모듈이 착탈되는 모습을 개략적으로 도시한 사용상태도이며,

도 3은 본 발명의 제 이실시예에 따라 본체 내부에 디스플레이수단이 구비된 모습을 개략적으로 도시한 사시도이며,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원격제어가 가능한 회로실습시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 전자회로모듈 111 : 하우징

112 : 접속단자 113 : 손잡이

114 : 가이드홈 120 : 본체

121 : 모듈수용부 121-a : 밑판

121-b : 가이드판 121-c : 가이드돌기

122 : 접속공 123 : 조작부

124 : 전원공급부 130 : 디스플레이부

141 : 수신부 142 : 신호변환부

143 : 릴레이구동부 211 : 입력부

212 : 제어부 213 : 신호발생부

214 : 송신부 10 : 교육용 회로실습장치

20 : 원격제어단말기

본 발명은 교육용 회로실습장치와 원격제어가 가능한 회로실습시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 학생들에게 회로의 작동원리를 실습을 통해 체험할 수 있도록 제안된 교육용 회로실습장치에서 다양한 학습 테마에 따른 다수의 회로모듈을 구성하고 해당 회로모듈을 교체하면서 학습할 수 있는 회로실습장치를 제공하며, 또한 상기의 교육용 회로실습장치에서 실험중인 회로 모듈의 동작에 원격으로 오류를 발생시키고 학생들은 해당 오류를 찾아낼 수 있도록 원격제어에 의한 오류발생 기능을 갖는 교육용 회로실습장치와 원격제어가 가능한 회로실습시스템에 관한 것이다.

일반적으로 모든 전기,전자제품에는 내부에 각종 전기,전자 부품들이 서로 상호 유기적으로 연결되어져 있는 회로기판이 내장되는데, 이와같은 회로기판들을 만들기 위해서는 회로원리의 이해와 실습이 무엇보다 중요하다.

종래의 회로에 대한 학습방법은 실제 회로기판에 직접 각종 부품들을 연결하고 일일이 부품들을 납땜작업에 의한 고정과 함께 배선작업이 이루어졌다. 그러나, 이와같이 전기 인두를 사용하는 납땜작업은 뜨거운 인두의 취급시 안전사고를 방지하기 위해 작업자 및 주변사람들의 주위를 기울여야 하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 선행기술로는 국내실용신안등록 제 0254134호 ‘납땜을 하지 않는 전자회로 만능기판 학습교재 ’에 의해 제안된 바 있다. 상기의 선행기술은 회로작성시 각각의 회로 부품과 배선에 따른 리드선을 기판에 삽입하여 회로를 작성하므로 납땜 작업이 불필요하다는 효과를 주장하였다.

그러나, 상기의 종래기술에서와 같이 일일이 학습하고자 하는 회로를 제작하는 과정은 번거롭고 투자한 시간에 비해 큰 학습효과가 없으며 학생들이 주어진 시간안에 다양한 회로 실습을 체험하기에는 많은 어려움이 있었다.

또한, 주어진 회로의 동작만을 학습하던 획일적 교육방식에서 벗어나 회로에 대한 보다 응용화된 학습을 요구하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다양한 학습 테마에 따른 회로들이 이미 모듈화 되어있고 상기의 회로모듈을 용이하게 교체할 수 있도록 형성하여 빠른 시간동안 다양한 회로 실습을 체험할 수 있도록 함에 목적이 있다.

또한, 상기의 교육용 회로실습장치는 응용화된 학습을 위하여 원격으로 실습중인 회로의 동작에 오류를 발생시키고 학생들은 오류의 원인을 찾아내는 응용 학습을 가능케함에 또 다른 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 회로의 동작상태를 학습하기 위한 교육용 회로실습장치에 있어서, 다양한 회로소자들이 배선되어 특정 회로를 형성하고 있는 회로부와, 상기 회로부를 보호하기 위해 외부를 감싸고 있으며 상부면에는 내장된 회로부를 표시하기 위해 회로도면이 인쇄되어 있는 하우징과, 상기의 하우징에 내장된 회로부와 본체를 전기적 연결수단에 의해 연결할 수 있도록 하우징의 일면 외부로 돌출되어 있는 접속단자를 포함하여 구성된 전자회로모듈과, 상기 전자회로모듈과 데이터 송수신이 가능하도록 전자회로모듈의 접속단자와 전기적 접속을 이루기 위해 구비된 접속공과, 상기 전자회로모듈에 각종 입력값을 인가하는 조작부와, 상기 전자회로모듈 및 본체에 동작전원을 인가하는 전원공급부를 포함하여 구성된 본체로 이루어지며, 상기 전자회로모듈은 본체와 슬라이드 이동 방식에 의한 착탈식 구조를 형성하기 위해, 본체는 전자회로모듈이 장착될 수 있는 공간으로 모듈수용부를 더 포함하여 구성되며, 상기 모듈수용부는 밑판을 형성하고, 상기 밑판으로부터 좌ㆍ우 양끝단에 각각 가이드판이 수직으로 연결되어 있으며, 상기 가이드판 의 내측 소정의 위치에는 가이드돌기가 형성되어 있고, 상기 가이드돌기와 결합되어 슬라이드 이동하기 위해 전자회로모듈의 양측면에는 가이드홈을 형성하고 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 전자회로모듈을 본체에 장착하고 분리함에 있어서 편리한 조작을 위해 전자회로모듈의 전면에는 손잡이를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 전자회로모듈에 내장된 회로의 동작상태를 출력하기 위해 본체 외부에 유ㆍ무선으로 연결된 디스플레이부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 전자회로모듈에 내장된 회로의 동작상태를 출력하기 위해 본체에는 디스플레이부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 본체 내부에는 오실로스코프(oscilloscope)의 기능을 포함하고 있어 추가로 오실로스코프를 연결하지 않아도 디스플레이부를 통해 학습 회로에 대한 신호의 파형을 관찰할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 교육용 회로실습장치에서 실습중인 회로 모듈에 원격으로 오류를 발생시키기 위한 원격제어가 가능한 회로실습시스템에 있어서, 제어 대상이 되는 교육용 회로실습장치 및 실습중인 회로를 선택하고 오류 원인을 입력하는 입력부와, 마이크로프로세서를 포함하고 있으며 상기 입력부를 통해 입력된 정보로 오류를 발생하고자 하는 특정 대상을 판단하는 제어부와, 상기 제어부로부터 인가된 제어신호를 유ㆍ무선 송출이 가능한 신호로 변환하는 신호발생부와, 상기 신호발생부에서 생성된 유ㆍ무선 신호를 송출하는 송신부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원격제어단말기와, 상기 원격제어단말기에서 송신된 유ㆍ무선 신호를 수신하는 수신부와, 상기 수신부로 수신된 신호를 릴레이구동부로 인가하기 위해 전기신호로 변환하는 신호변환부와, 상기 신호변환부에서 변환된 전기신호로 릴레이(Relay)의 동작을 수행하는 릴레이구동부를 포함하며, 상기의 릴레이구동부의 동작은 본체에 장착된 전자회로모듈에 반영되며 현재 학습중인 회로의 동작에 오류를 일으키도록 구성된 교육용 회로실습장치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 일실시예에 따른 교육용 회로실습장치를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 제 일실시예에 따른 교육용 회로실습장치에서 전자회로모듈이 착탈되는 모습을 개략적으로 도시한 사용상태도이다.

도 1 또는 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 교육용 회로실습장치는 내부에 전자소자들이 배선되어 특정 회로를 형성하고 있는 전자회로모듈(110)과, 상기 전자회로모듈(110)과의 전기적 접속을 이루어 회로부에 구동전원 및 각종 입력값을 인가하며 상호간의 데이터신호 송수신이 가능토록 구성된 본체(120)와, 상기 전자회로모듈(110)에 내장된 회로의 동작상태를 출력하는 디스플레이부(130)를 포함하여 구성된다.

상기에서 전자회로모듈(110)은 다양한 회로소자들이 인쇄회로기판상에 전기 적 배선을 통해 연결되어 특정 전자회로를 형성하고 있는 회로부(미도시)와, 상기 회로부를 보호하기 위해 외부를 감싸고 있으며 상부면에는 내장된 회로부를 표시하기 위해 회로도면이 인쇄되어 있는 하우징(111)과, 회로부가 내장되어 있는 전자회로모듈(110)을 본체(120)에 결합하여 본체(120)로부터 각종 입력값을 인가받고 본체(120)와의 데이터신호 송수신이 가능하도록 구비된 전기적 연결수단으로 내측 회로부와 연결되어 하우징(111) 외부로 돌출되어 있는 접속단자(112)와, 상기 전자회로모듈(110)을 본체(120)에 장착하고 분리함에 있어서 편리한 조작을 위해 전면에 구비된 손잡이(113)를 포함하여 구성된다.

바람직하게, 상기에서의 전자회로모듈(110)은 내부에 형성되는 전자회로에 따라 다양한 분류로 이루어진 다수개의 교육용 모듈이 제공됨을 특징으로 하며, 상기 전자회로모듈(110)을 구성하는 하우징(111)은 플라스틱 사출케이스가 적용됨을 특징으로 한다.

상기에서 본체(120)는 전자회로모듈(110)과 결합하여 회로부에 구동전원 및 각종 입력값을 인가하고 데이터신호를 송수신 할 수 있으며 회로부의 출력값을 디스플레이부(130)로 전달하기 위해 구성된 것으로, 전자회로모듈(110)이 장착될 수 있는 공간으로 모듈수용부(121)를 형성하며, 상기 모듈수용부(121)에 수용되는 전자회로모듈(110)과 전기적 접속을 이루어 각종 데이터신호의 송수신이 가능하도록 전자회로모듈(110)의 접속단자(112)가 삽입되는 접속공(122)을 형성하고, 상기의 전자회로모듈(110)에 전원개폐, 전류ㆍ전압조절 등과 같이 회로에 각종 입력값을 인가하는 조작부(123)와, 본체(120) 및 본체(120)와 결합되는 전자회로모듈(110)에 동작전원을 인가하는 전원공급부(124)를 포함하여 구성된다.

상기의 모듈수용부(121)는 전자회로모듈(110)이 장착될 수 있도록 수용공간을 제공하는 것으로, 밑판(121-a)이 형성되고 상기 밑판(121-a)으로부터 좌ㆍ우 양 끝단에 각각 가이드판(121-b)이 수직으로 연결되어 있으며 상부는 개방되어 있다.

상기 전자회로모듈(110)은 가이드판(121-b) 사이에서 슬라이딩 이동하며 접속단자(112)와 접속공(122)의 결합이 이루어지며, 상기와 같이 슬라이딩 동작에 의해 전자회로모듈(110)을 본체(120)에 장착 및 탈착하기 위해서 좌ㆍ우에 형성된 가이드판(121-b) 내측 소정의 위치에는 가이드돌기(121-c)가 형성되고, 이와 결합되기 위해 전자회로모듈(110)의 좌ㆍ우 양측면에는 가이드홈(114)을 형성한다.

상기와 같이 전자회로모듈(110)의 가이드홈(114)의 내측으로는 본체(120)의 가이드돌기(121-c)가 결합되어지며 본체(120)의 가이드돌기(121-c)는 전자회로모듈(110)의 접속단자(112)가 본체(120)의 접속공(122)에 정확한 결합을 할 수 있도록 유도하는 가이드 역할을 한다.

상기 가이드돌기(121-c)는 전자회로모듈(110)이 슬라이딩되는 방향으로 밑판(121-a)과 평행하게 형성되어 있으며, 바람직하게 상기의 가이드돌기(121-c)는 가이드판(121-b)의 전ㆍ후 길이와 동일한 길이로 형성된다.

상기에서 디스플레이부(130)는 본체(120)와 연결된 전자회로모듈(110)에 대해 내장된 회로의 동작상태를 출력하는 것으로 숫자, 문자, 그래프등 다양한 방법 으로 회로의 동작상태를 표현하며, 본체(120) 내부에 오실로스코프(oscilloscope) 기능을 포함하고 있어 추가로 오실로스코프를 연결하지 않아도 해당 학습 회로에 대한 신호의 파형을 관찰할 수 있다.

상기에서 디스플레이부(130)는 본체(120) 외부에서 컴퓨터단말기와의 연결을 통해 회로의 동작상태를 출력하는 제 일실시예와, 본체 내부에 디스플레이수단이 구비되어 있는 제 이실시예로 구분될 수 있다.

도 1 또는 도 2는 본 발명의 제 일실시예에 따라 디스플레이부(130)가 본체(120) 외부에 연결된 모습을 도시 하였으며, 도 3은 본 발명의 제 이실시예에 따라 본체 내부에 디스플레이수단이 구비된 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.

본 발명에 의한 교육용 회로실습장치의 또 다른 특징으로는 원격제어에 의해 회로부의 오류발생이 가능하다는 것이다. 이러한 기능은 학생들에게 단지 회로의 작동원리만을 가르치던 획일적 교육방식에서 벗어나 회로의 오류상태를 접하면서 원인을 분석하고 오류를 수정할 수 있는 응용학습을 가능케한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원격제어가 가능한 회로실습시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명은 학생들이 전자회로의 작동원리 등을 실습을 통해 체험할 수 있도록 제안된 교육용 회로실습장치(10)와, 상기의 교육용 회로실습장치(10)에서 학습중인 회로를 원격으로 제어할 수 있도록 구비된 원격제어단말기(20)를 포함하여 구성된다.

상기의 원격제어단말기(20)는 유ㆍ무선으로 교육용 회로실습장치(10)를 제어하는 것으로, 상세하게는 학생들이 교육용 회로실습장치(10)를 이용하여 실습중인 회로에 단선, 쇼트 등에 의한 고장을 인위적으로 발생시키고 학생들은 해당 오류의 원인을 찾도록 하여 전자회로 학습에 응용력을 길러주는 것이다.

원격제어단말기(20)에서 오류 신호를 생성해서 전송하는 구성은 다음과 같다. 제어하고자 하는 교육용 회로실습장치(10) 및 제어 대상이 되는 전자회로를 선택하고, 해당 회로에 인위적으로 오동작을 시키고자 특정 회로에 단선, 쇼트 등의 오류 원인을 입력하는 입력부(211)와, 마이크로프로세서를 포함하고 있으며 상기 입력부(211)를 통해 입력된 정보로 오류를 일으키고자 하는 특정 대상을 판단하는 제어부(212)와, 상기 제어부(212)에서 인가된 제어신호를 유ㆍ무선 송출이 가능한 신호로 변환하는 신호발생부(213)와, 상기 신호발생부(213)에서 생성된 유ㆍ무선 신호를 교육용 회로실습장치(10)로 송신하는 송신부(214)로 구성된다.

교육용 회로실습장치(10)는 상기의 원격제어단말기(20)로부터 송신된 오류발생 유ㆍ무선 신호에 의해 학습중인 회로에 오류를 발생시키기 위한 기능을 포함하며 그에 따른 구성은 원격제어단말기(20)로부터 송신된 유ㆍ무선 신호를 수신하는 수신부(131)와, 상기 수신부(131)로 수신된 신호를 릴레이구동부(133)로 인가하기 위해 전기신호로 변환하는 신호변환부(132)와, 상기 신호변환부(132)에서 변환된 전기신호로 릴레이(Relay)의 동작을 수행하는 릴레이구동부(133)를 포함하여 구성된다. 상기의 릴레이구동부(133)의 동작은 본체(120)에 장착된 전자회로모듈(110)에 반영되며 현재 학습중인 회로의 동작에 오류를 일으키게 된다.

상기에서 릴레이구동부(133)는 다수의 릴레이(Relay)로 구성된다. 상기에서 릴레이는 전자석의 원리를 적용한 전자소자로 전류가 흐를때 a접점은 ON이 되고, b접점은 OFF가 되도록 상태를 반전시키는 전자소자이다. 이러한 릴레이를 적용한 전자소자를 이용하여 교육용 회로실습장치(10)를 통해 실습중인 회로에 단선 및 쇼트 상태를 수행할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형과 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 교육용 회로실습장치와 원격제어가 가능한 회로실습시스템에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 다양한 학습 테마에 따른 회로들이 이미 모듈화 되어있어 회로제작에 따른 번거로움과 소요시간을 단축할 수 있고, 주어진 시간동안 다양한 회로 실습을 체험할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 전자회로모듈은 슬라이드 이동 방식에 의한 착탈구조를 갖음으로서 본체와 전자회로모듈간의 장착 및 분리가 용이하게 이루어지는 효과도 있다.

셋째, 본체 내부에 오실로스코프(oscilloscope)의 기능이 내장되어 있어 디스플레이부를 통해 신호의 파형을 관찰할 수 있으므로 오실로스코프를 추가로 연결하지 않아도 신호의 파형에 대해 관찰할 수 있는 학습효과도 있다.

넷째, 원격제어단말기로부터 교육용 회로실습장치에서 실습중인 회로의 동작에 원격으로 오류를 발생시키고 학생들은 오류의 원인을 찾아내는 학습을 통해 응용화된 회로학습을 제공하는 효과도 있다.

Claims (6)

1. 회로의 동작상태를 학습하기 위한 교육용 회로실습장치에 있어서,

   다양한 회로소자들이 배선되어 특정 회로를 형성하고 있는 회로부와, 상기 회로부를 보호하기 위해 외부를 감싸고 있으며 상부면에는 내장된 회로부를 표시하기 위해 회로도면이 인쇄되어 있는 하우징과, 상기의 하우징에 내장된 회로부와 본체를 전기적 연결수단에 의해 연결할 수 있도록 하우징의 일면 외부로 돌출되어 있는 접속단자를 포함하여 구성된 전자회로모듈과,

   상기 전자회로모듈과 데이터 송수신이 가능하도록 전자회로모듈의 접속단자와 전기적 접속을 이루기 위해 구비된 접속공과, 상기 전자회로모듈에 각종 입력값을 인가하는 조작부와, 상기 전자회로모듈 및 본체에 동작전원을 인가하는 전원공급부를 포함하여 구성된 본체로 이루어지며,

   상기 전자회로모듈은 본체와 슬라이드 이동 방식에 의한 착탈식 구조를 형성하기 위해, 본체는 전자회로모듈이 장착될 수 있는 공간으로 모듈수용부를 더 포함하여 구성되며, 상기 모듈수용부는 밑판을 형성하고, 상기 밑판으로부터 좌ㆍ우 양끝단에 각각 가이드판이 수직으로 연결되어 있으며, 상기 가이드판의 내측 소정의 위치에는 가이드돌기가 형성되어 있고, 상기 가이드돌기와 결합되어 슬라이드 이동하기 위해 전자회로모듈의 양측면에는 가이드홈을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 교육용 회로실습장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전자회로모듈을 본체에 장착하고 분리함에 있어서 편리한 조작을 위해 전자회로모듈의 전면에는 손잡이를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교육용 회로실습장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 전자회로모듈에 내장된 회로의 동작상태를 출력하기 위해 본체 외부에 유ㆍ무선으로 연결된 디스플레이부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교육용 회로실습장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 전자회로모듈에 내장된 회로의 동작상태를 출력하기 위해 본체에는 디스플레이부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 교육용 회로실습장치.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 본체 내부에는 오실로스코프(oscilloscope)의 기능을 포함하고 있어 추 가로 오실로스코프를 연결하지 않아도 디스플레이부를 통해 학습 회로에 대한 신호의 파형을 관찰할 수 있는 것을 특징으로 하는 교육용 회로실습장치.
6. 교육용 회로실습장치에서 실습중인 회로 모듈에 원격으로 오류를 발생시키기 위한 원격제어가 가능한 회로실습시스템에 있어서,

   제어 대상이 되는 교육용 회로실습장치 및 실습중인 회로를 선택하고 오류 원인을 입력하는 입력부와,

   마이크로프로세서를 포함하고 있으며 상기 입력부를 통해 입력된 정보로 오류를 발생하고자 하는 특정 대상을 판단하는 제어부와,

   상기 제어부로부터 인가된 제어신호를 유ㆍ무선 송출이 가능한 신호로 변환하는 신호발생부와,

   상기 신호발생부에서 생성된 유ㆍ무선 신호를 송출하는 송신부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원격제어단말기와,

   상기 원격제어단말기에서 송신된 유ㆍ무선 신호를 수신하는 수신부와,

   상기 수신부로 수신된 신호를 릴레이구동부로 인가하기 위해 전기신호로 변환하는 신호변환부와,

   상기 신호변환부에서 변환된 전기신호로 릴레이(Relay)의 동작을 수행하는 릴레이구동부를 포함하며,

   상기의 릴레이구동부의 동작은 본체에 장착된 전자회로모듈에 반영되며 현재 학습중인 회로의 동작에 오류를 일으키도록 구성된 교육용 회로실습장치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 원격제어가 가능한 회로실습시스템.

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