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전강(전자과학강의) #1 도입

by 광물융합자원 2022. 7. 20.
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*이 강의는 저 yjsong966이 직접 쓰고 편집한것이므로 저작권이 저에게 있지만 이 강의의 특성상 상업적 용도로만 사용하시지 않으면 마음껏 열람하시고 공부하시기 바랍니다. 그리고 다른곳에서 퍼온 사진이 있으면 출처를 밝히겠으며 도움이 많이된 스네일엔스네이크의 강좌에 감사를 드리고 참고가 되었음을 밝힙니다. 그리고 다른 여러서적을 참고하였습니다. 

안녕하세요!

저는 이 카페의 매니저인 yjsong966입니다.

전에 에고했던대로 앞으로 전자강좌를 써 나가게 될 것인데요, 학생이라는 신분의 한계로 주말에만 글쓰기를 하게되고 다른 글쓰기도 많이 밀려있어(특히 초전도체글) 강좌가 띄염띄염 이어질 수 있는데에 미리 양해를 구합니다.

자 그럼 대단원의 막을 열 도입부를 시작하겠습니다.

전자과학,

전자과학은 지금의 한국이 있기에 많은 공헌을 한 학문입니다.

하지만 지금 청소년들에서 로봇에 묻혀 제 빛을 잘 보지 못하고 있습니다.(저는 화학과 함께 가장 좋아하는데 말이죠.)

그렇기에 제가 더욱 이 강좌를 쓰는것 입니다.

지금의 로봇대회는 로봇의 하드웨어보다는 소프트웨어 즉 프로그래밍이 중점이 됬습니다.

그게 무슨 로봇대회입니까? 아무리 소프트웨어가 중요하다고 해도 소프트웨어는 하드웨어를 따라갈수 밖에 없습니다. 그건 그렇다고 처도 로봇을 회사에서 만드는 제품을 사서 쓰는 것이 어디있습니까? 

그리하여 전자과학강좌를 쓰기로 결심하고 이 분야가 더욱 잘 알려지게 되는 계기가 되었으면 좋겠습니다.

참고로 저는 전국과학탐구대회 전자과학분야에서 2009년에 은상을 수상하였습니다.

이 강의의 초점을 말씀드리겠습니다. 

이 강의는 앞에서 말씀드린데로 하드웨어 즉 회로의 기본원리와 실험에 초점을 맞출 것입니다.

따라서 옴의 법칙같은 이론만 소개할 것이 아니라 기초 즉 저항부터 다이오드, 트랜지스터, IC 그리고 아직 계획에는 없지만 마이컴까지 찬찬히 알려드리겠습니다. 그리고 전자과학은 기초를 탄탄히 알고 직접 해보아야 응용을 할 수 있습니다. 따라서 각종 실험과 그의 회로와 부품도 소개해 드리겠습니다. 

하지만 실험을 해보려면 준비해야할 것이 있겠지요? 

그래서 저는 이 강좌를 브레드보드와 함께하려고 합니다.

아시는 분은 아시겠지만 브레드보드는 빵판이라고도 불리며, 납땜을 하지 않고도 전자부품을 꼽아서 실험을 할 수 있는 기본 장비입니다. 전자과학 대회에서도 이것을 사용하며 거의 대부분의 부품을 사용할 수 있습니다.

그런데 브레드보드에는 크게 2가지 제품이 있습니다.

국산에서 만든 홍인전자 회사의 브레드보드와 외국에서 만들어지고 가용되는 브레드 보드가 있습니다.

홍인전자의 브레드보드는 전원공급장치, 스피커등이 붙어있지만 편의를 위해 배선이 복잡해서 초보자가 쓰기에는 쉽지가 않습니다. 따라서 저는 저도 쓰고있는 외국 디자인의 브레드보드를 추천합니다. 물론 전원공급장치가 없지만 배선이 단순하고 더 크고 가격도 싸고 사용하기도 쉽습니다. 제가 회로를 짤때도 건전지를 이용하는 방법으로 하겠습니다. 아니면 제가 자작할 수있는 전원공급장치를 설계해서 드리겠습니다.

외국에서 쓰는 디자인의 브레드 보드(37000원) (제가 사용하는 모델입니다.) 출처:디바이스마트

홍인전자의 브레드보드 전원장치와 스피커가 내장되어 있지만 배선이 복잡하고 매우비쌈(99000원) 출처:홍인전자

그런데 이 보드의 특징은 부품간의 연결을 할 전선이 필요하다는 것입니다. 이 전선은 전화선이나 단선을 잘라서 쓰거나 이걸 미리 잘라논 키트를 써도 됩니다. 그러나 그 키트가 조금 가격은 합니다. 그래서 단선을 많이 사서 잘라서 쓰는 것을 추천합니다. 하지만 계속 꾸준히 취미로 하실 분은 단선보다는 점퍼키트(특히 홍인전자 제품)을 추천합니다. 

점퍼키트 (8400원) 출처:디바이스마트

점퍼키트 (7900원) 출처:디바이스마트

점퍼키트 (9000원) 출처: 홍인전자 (제가 사용)

단선 (1m당 450원) 출처: 디바이스마트 (제가 사용)

그리고 이제 판과 전선이 준비되었습니다. 이제 무었이 필요할까요?

바로 공구입니다. 니퍼, 롱노우즈, 멀티테스터등이 필수입니다.

니퍼는 부품의 다리를 자르는데 사용되며, 롱노우즈는 다리를 구부리거나 잡을 때 사용하고요 멀티 테스터는 저항값이나 전압값이나 전류값을 측정할 때 쓰입니다. 니퍼나 롱노우즈는 집에 있는 것으로 하셔도 되고요 사셔도 되고요 테스터도 마찬가지 입니다.

롱노우즈 리드커팅기(전문공구, 조금비쌈) 니퍼 출처:디바이스마트 

아날로그 멀티 테스터 디지털 멀티 테스터 출처:디바이스마트 

이러면 준비는 끝나고요 최소한으로는 브레드보드(이것도 크기가 여러개 있습니다. 적당한 크기로 알아서 하세요.), 단선만 있으면 되니 전문적으로 공부하실것이 아니면 너무 부담되지 않게 많이 사지는 마세요...

저는 이 전자과학이 많은 사람들에게 재미있는 취미로 되었으면 좋겠습니다.

이제 어떻게 강의를 이어나갈지 설명 드리겠습니다.

먼저 각종 이론에 대해서 간단히 설명을 드릴것 입니다.

다음에는 저항이나 콘덴서, 인덕터 같은 수동소자에대한 설명과 그것의 이용을 확인해 볼 수 있는 실험을 가르쳐드릴 것 입니다.

그리고 다이오드, 트렌지스터에 대해 설명해 드릴텐데요, 이것들은 너무 역할도 많고 원리도 조금 어려워서 기본적인 원리와 사용만 설명드리겠습니다.

다음은 IC즉 직접회로에 대해 설명드리겠습니다. IC는 NE555, 논리회로 그리고 다른 IC를 설명드리고 다양한 응용회로를 소개하겠습니다. 만약 나중에 여건이 되고, 제가 배우고 난 뒤에는 마이컴 그중에서도 AVR을 설명드리겠습니다.

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