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전자과학 강의 #3 브레드보드, 멀티테스터의 사용방법과 회로꾸미기 기초

by 광물융합자원 2022. 7. 20.
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벌써 우리 카페 회원이 100명을 넘었네요 ^^ 앞으로도 이렇게 계속 발전해나가리라고 믿습니다^^

그러기 위해 많은 글쓰기와 관심 부탁드립니다(홍보좀 해주시면 더욱 좋고요).

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자 이제 3강 입니다.

 

이편부터는 이론이 아닌 실기 중심이니 재미있게 보시고 여건이 되시면 직접 실험을 해서 깨우치는 즐거움을 느껴보시기 바랍니다.

 

첫강에서는 소개드린 브레드보드를 더 오목조목 띁어보겠습니다.

 

 

먼저 이게 제 브레드보드의 사진입니다. 참고로 브레드보드는 이름을 한글로 풀이해서 빵판이라고도 불립답니다.

 

 

우선 맨 위에 4개의 단자가 보이고요 빨강 파랑 줄이 쳐진 막대가 위에 두개가 있고 밑에도 5개가 있으며 중간 중간에 구멍이 많이 뚫린 부분이 4개가 있다는 것을 알 수 있습니다.

이제 더 확대해서 볼까요? 

 

먼저 가장 위에 있는 화살표부터 봅시다. 

브레드보드에는 보시는 바와 같이 아주 많은 구멍이 있습니다.

바로 이 구멍이 대부분의 전자 부품이 가지고 있는 다리(리드)를 꽂는 구멍입니다.

이렇게 꼈다 뺄 수 있는 구멍이 있기 때문에 브레드보드가 실습용으로 잘 쓰이는 것입니다. 이 구멍들은 전자부품이 가진 다리 간격(대부분은 2.54mm)을 기준으로 만들어져 저항, 콘덴서, 트랜지스터, IC(smd나 다리간격이 다를경우는 제외)를 쉽게 꽂고 회로를 구성할 수 있겠끔 되어있습니다.

 

지금 화살표 말고 줄이 쭉쭉 쳐저 있는 곳은 브레드 보드 안에서 연결된 것을 의미합니다. 따라서 같은 줄 위에 부품의 다리를 꽂으면 둘 사이를 전선으로 이은 것과 같습니다.

 

먼저 파란줄을 보겠습니다.

파란줄은 위에 두줄은 가로로 아래줄은 세로로 쭉 연결되어있는 것이 보이실 것 입니다. 전부 다 연결되어 있기 때문에 이런 종류의 브레드보드에서는 이 부분을 전부 연결해 전원 공통선으로 씁니다.

따라서 만약에 어떤 부품에 전원의 +부분을 연결해야 한다 하면 부품에서 제일 가까운 공통선 부분을 연결만 하면 됩니다.

 

그다음은 빨간줄을 보겠습니다.

빨간줄은 가로로 5칸씩 연결되어 있는 것이 보입니다. 여기는 5칸씩 구멍이 연결되어 있어 부품과 연결핀(전선)을 꽂아서 회로를 구성하는 부분입니다.

 

 

자 이제 위의 사진을 보고 부품을 어떻게 연결해야하나를 보겠습니다.

 

먼저 노란줄 부터 보겠습니다.

노란줄을 보면 연결핀으로 전원공통선을 연결해 주었습니다. 따라서 전원이 모두 공통적으로 다 들어가게 됩니다. 특멸히 2개 이상의 여러개의 전원이 들어가지 않는 이상 모든 전원공통선을 연결해놓고 시작합니다. 

 

그 다음 바로 밑에 보면 저항과 트랜지스터가 있습니다(초등학교때 한번 쯤 들어보셨을 겁니다. 자세한 설명은 부품 설명에 가서 알려드리겠습니다).

저항을 보면 5칸이 모두 연결된 곳에 끼워져 있는 것을 볼 수 있습니다.이렇게 끼우면 저항의 양쪽을 연결해주는 것 밖에 않되기 때문에 잘못 연결한 것입니다. 옆의 트랜지스터도 세 다리가 모두 같은 선에 끼워져모두 연결되어있는 것을 볼 수 있습니다. 세 다리가 모두 연결된 상태임으로 잘못된 연결입니다. 

전자부품의 다리는 부품과 연결되어 제각기 하는 일이 다르므로 원칙적으로 각각의 다리는 한 줄에 꽂지 않고 각각 다른 줄에 꽂습니다.  

아래의 저항과 트랜지스터 처럼 다른 줄에 꽂아야 제 기능을 할 수 있습니다.

 

이번엔 초록색 화살표가 있는 부분을 보고 어떻게 연결하면 되는가를 보겠습니다.

먼저 전원공통 +(빨간색)에서 과 그 옆을 저항이 연결합니다.  

또 그 줄에 저항이 연결되어 밑으로 내려갑니다. 

내려오니 저항과  연결핀이 보입니다. 연결핀을 이렇게 다른 두부분을 연결할 때 씁니다. 각각 모두 다른 곳으로 연결되 전류가 흐릅니다.

따라서 파란색 부분이 모두 연결되어 있게 되고 초록색 부분으로 전기가 흐르게 됩니다.

 

그리고 위에 트랜지스터 같이 생긴 놈(사실은 멜로디 IC입니다. 그냥 트랜지스터라고 부르겠습니다.)을 봅시다.

세 다리가 각각 다른 줄에 연결되어있죠? 따라서 바른 연결입니다.

그런데 옆에 전선이 하나 꽂혀 있죠? 전선 또한 연결핀과 같은 역할을 하며 전선이 연결된 두줄을 연결해 줍니다. 전선이 옆에 IC(집적회로, 나중에 알려드릴게요 우선은 모양만 눈에 익혀두세요.)의 첫번째 다리가 있는 줄에 연결됬죠?  따라서 트랜지스터의 맨 위의 다리와 IC의 첫번째 다리가 연결된 것 입니다.

 

아까 부품의 모든 다리는 다른줄에 꽂아야 한다고 했죠?

IC는 종류가 여러가지가 있지만 위의 경우처럼 다리가 두줄로 나있는 경우에는 위의 원칙에 따라 저런 부분에만 꽂습니다.

 

이제 대충 브레드보드가 어떻게 돌아가는지 아셨다면 이제 회로를 꾸밀 수 있겠죠?

이제 회로를 꾸미기 위해 회로도를 보는 방법을 알려드리겠습니다.

 

이 회로는 전자과학 입문용으로 자주 사용되는 비안정멀티바이브레이터라고 합니다.

용어에 기죽지 마시고요 나중에 설명 드릴테니 눈에 익혀보시기 바랍니다.

 

 

이제 이 회로도를 통해 회로도 보는 법을 알아보겠습니다.

원래 회로도 그리는 프로그램(ORCAD)이 있으나 아직 능숙하지 못해서 손으로 그려 스켄 떠서 올립니다.

 

우선 동그라미 쳐진 부분을 볼까요?

동그라미 쳐진 부분은 무었일까요?

그렇습니다. 바로 회로도에서 사용하는 기호들입니다.

 

다음 강의부터 부품과 역활을 설명할때 하나씩 아시게 되겠지만 저 기호들이 아까 위에서 잠깐 봤던 저항, 트랜지스터 등등을 나타냅니다.

 

그렇다면 그 기호 밖으로 연결된 선은 전선이냐고요? 그렇습니다. 회로도에 나타난 선은 서로 연결되어있는 것을 나타냅니다.

 

 

 

 

자 위의 회로도와 대조해 가면서 보시고요, 이번에는 부품간의 연결에 대해 더 자세히 보겠습니다.

 

먼저 초록색으로 색칠한 부분을 보시지요.

선이 굽어져 있는 것을 보실 수 있습니다. 이건 단지 회로도의 모양을 위해 굽혀 놓은 것 입니다.

 

빨강색 부분을 보시면 3개의 선(또는 그 이상)이 하나로 모여있는데 점이 찍혀 있는 것을 볼 수 있습니다.

이것은 세 선이 연결되어있는 것을 의미합니다. 브레드 보드에 꾸미실때는 3부분은 하나로 연결해 주시면 되겠습니다.

 

이번에는 파랑색 부분을 보세요. 이번에는 4선이 한곳에서 만나지만 점이 찍혀 있지 않은 것을 볼 수 있습니다.

이렇게 선이 만나는데 점이 찍혀 있지 않다면 연결되어 있지 않고 교차한 것입니다.

그렇다고 브레드 보드에 꾸밀때 꼭 교차 할 필요는 없습니다. 단지 4선이 연결되어있지 않는 것을 의미합니다.

 

그럼 정리해 보면

 

 

 

자 이제 정리가 되었죠?

참고로 밑에 1, 2변 그림은 회로도를  그릴때 쓰는 다른 방법입니다. 1번이 연결, 2번이 연결되지 않은 모습입니다.

그런데 혼동 가능성과 편리성 때문에 우리가 처음 배운 표시방법이 훨씬 많이 쓰입니다.

하지만 회로도를 찾다 보면 이런 방식으로 그려진 회로도가 있을 수 있으니 알아 두시기 바랍니다. 

 

 

이제 테스터기에 대해 보겠습니다.

우선 교과서에 나왔는 아날로그 테스터기 부터 보도록 하죠.

 

 

 

아날로그 테스터기의 각 부분의 명칭입니다. 측정 단자에 시험막대를 꽂아서 사용합니다. 왼쪽의 TR이라고 써있는 부분은 TR 검사기로 없는 테스터가 더 많습니다.

 

사용방법을 알려 드리겠습니다.

 

1. 시험막대를 테스터에 연결한다.

2. 측정하고자 하는 분야로 스위치를 돌린다. 이때 대충 에상한 값보다 큰 값으로 이동한다. 값을 예상할 수 없다면 가장 큰 값으로 이동한다. 이를 지키지 않으면 테스터기가 고장날 수 있으므로 주의한다.

3. 저항 측정에 경우 오차를 방지하기 위해 두 막대를 붙인 후 0옴 조정기으로 바늘이 0을 가리키도록 조정한다.  

4. 시험막대를 회로의 측정하고자 하는 부분에 댄다.

5. 바늘이 가르키는 값을 읽는다.

 

아날로그 테스터는 값의 변동에 따라 바늘이 움직이므로 움직이는 값을 측정하기 편하나(펄스의 확인등 간단한 것) 보듯이 사용이 조금 복잡합니다. 그리고 기계적 요소를 활용하므로 값의 정확도가 떨어집니다.

 

그래서 요즘에는 디지털 테스터기를 사용합니다.

 

 

 

 (출처:디바이스마트)

 

사용방법은 아날로그와 비슷하나 0옴 조정을 않해도 되고 숫자로 디스플레이에 표시가 된다는 점이 다릅니다. 대부분은 아날로그테스터같이 회전 스위치이나 제것과 같이 스위치로 되어잇는것도 있습니다.

 

 

테스터를 사용할때는 딱 3가지만 알면 됩니다.

 

전압측정은 병렬, 전류측정은 직렬! 자 자세히 설명해 드리죠.

 

 

 

전압 측정때는 재고자 하는 부분과 병렬로 시험막대를 연결하여 측정합니다.

 

 

 

전류 측정시에는 재고자 하는 부분과 직렬로 연결합니다. 따라서 회로를 중간에 끊어서 측정막대를 연결해 줍니다.

그래서 전류 측정이 조금 더 번거롭습니다.

 

그리고 마지막으로 빨간색 시험막대는 +전원 쪽으로, 검은색은 -전원 쪽으로 연결합니다.

 

 

 

 

 

 

지금까지 전.강 #3 브레드보드, 멀티테스터의 사용방법과 회로꾸미기 기초였습니다.

 

조금 공백이 길었던 점 죄송합니다.

앞으로 분발하겠지만 조금 힘들겁니다. 방학때를 노려야지요....

많은 관심 부탁드리고요, 카페 활동에 더 적극적으로 다들 되셨으면 좋겠네요!

전자과학을 배우러 오신 분들이 많던데 의문나는 사항이 궁금한 사항이 있으시면 메일이나 쪽지 주세요. 아니면 질문글을 올려 주시죠. 아는 범위 내에서 성심성의것 답해 드리겠습니다.

이상 매니저 yjsong966 이었습니다.

 

다음 강좌 예고

전.강 #4 수동소자 저항, 콘덴서 (저항과 콘덴서를 같이 않할 확률이 더 높습니다.

이 강좌 부터는 많은 실험과 측정이 있습니다.그러기 위해 많은 글쓰기와 관심 부탁드립니다(홍보좀 해주시면 더욱 좋고요).

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자 이제 3강 입니다.

 

이편부터는 이론이 아닌 실기 중심이니 재미있게 보시고 여건이 되시면 직접 실험을 해서 깨우치는 즐거움을 느껴보시기 바랍니다.

 

첫강에서는 소개드린 브레드보드를 더 오목조목 띁어보겠습니다.

 

 

먼저 이게 제 브레드보드의 사진입니다. 참고로 브레드보드는 이름을 한글로 풀이해서 빵판이라고도 불립답니다.

 

 

우선 맨 위에 4개의 단자가 보이고요 빨강 파랑 줄이 쳐진 막대가 위에 두개가 있고 밑에도 5개가 있으며 중간 중간에 구멍이 많이 뚫린 부분이 4개가 있다는 것을 알 수 있습니다.

이제 더 확대해서 볼까요? 

 

먼저 가장 위에 있는 화살표부터 봅시다. 

브레드보드에는 보시는 바와 같이 아주 많은 구멍이 있습니다.

바로 이 구멍이 대부분의 전자 부품이 가지고 있는 다리(리드)를 꽂는 구멍입니다.

이렇게 꼈다 뺄 수 있는 구멍이 있기 때문에 브레드보드가 실습용으로 잘 쓰이는 것입니다. 이 구멍들은 전자부품이 가진 다리 간격(대부분은 2.54mm)을 기준으로 만들어져 저항, 콘덴서, 트랜지스터, IC(smd나 다리간격이 다를경우는 제외)를 쉽게 꽂고 회로를 구성할 수 있겠끔 되어있습니다.

 

지금 화살표 말고 줄이 쭉쭉 쳐저 있는 곳은 브레드 보드 안에서 연결된 것을 의미합니다. 따라서 같은 줄 위에 부품의 다리를 꽂으면 둘 사이를 전선으로 이은 것과 같습니다.

 

먼저 파란줄을 보겠습니다.

파란줄은 위에 두줄은 가로로 아래줄은 세로로 쭉 연결되어있는 것이 보이실 것 입니다. 전부 다 연결되어 있기 때문에 이런 종류의 브레드보드에서는 이 부분을 전부 연결해 전원 공통선으로 씁니다.

따라서 만약에 어떤 부품에 전원의 +부분을 연결해야 한다 하면 부품에서 제일 가까운 공통선 부분을 연결만 하면 됩니다.

 

그다음은 빨간줄을 보겠습니다.

빨간줄은 가로로 5칸씩 연결되어 있는 것이 보입니다. 여기는 5칸씩 구멍이 연결되어 있어 부품과 연결핀(전선)을 꽂아서 회로를 구성하는 부분입니다.

 

 

자 이제 위의 사진을 보고 부품을 어떻게 연결해야하나를 보겠습니다.

 

먼저 노란줄 부터 보겠습니다.

노란줄을 보면 연결핀으로 전원공통선을 연결해 주었습니다. 따라서 전원이 모두 공통적으로 다 들어가게 됩니다. 특멸히 2개 이상의 여러개의 전원이 들어가지 않는 이상 모든 전원공통선을 연결해놓고 시작합니다. 

 

그 다음 바로 밑에 보면 저항과 트랜지스터가 있습니다(초등학교때 한번 쯤 들어보셨을 겁니다. 자세한 설명은 부품 설명에 가서 알려드리겠습니다).

저항을 보면 5칸이 모두 연결된 곳에 끼워져 있는 것을 볼 수 있습니다.이렇게 끼우면 저항의 양쪽을 연결해주는 것 밖에 않되기 때문에 잘못 연결한 것입니다. 옆의 트랜지스터도 세 다리가 모두 같은 선에 끼워져모두 연결되어있는 것을 볼 수 있습니다. 세 다리가 모두 연결된 상태임으로 잘못된 연결입니다. 

전자부품의 다리는 부품과 연결되어 제각기 하는 일이 다르므로 원칙적으로 각각의 다리는 한 줄에 꽂지 않고 각각 다른 줄에 꽂습니다.  

아래의 저항과 트랜지스터 처럼 다른 줄에 꽂아야 제 기능을 할 수 있습니다.

 

이번엔 초록색 화살표가 있는 부분을 보고 어떻게 연결하면 되는가를 보겠습니다.

먼저 전원공통 +(빨간색)에서 과 그 옆을 저항이 연결합니다.  

또 그 줄에 저항이 연결되어 밑으로 내려갑니다. 

내려오니 저항과  연결핀이 보입니다. 연결핀을 이렇게 다른 두부분을 연결할 때 씁니다. 각각 모두 다른 곳으로 연결되 전류가 흐릅니다.

따라서 파란색 부분이 모두 연결되어 있게 되고 초록색 부분으로 전기가 흐르게 됩니다.

 

그리고 위에 트랜지스터 같이 생긴 놈(사실은 멜로디 IC입니다. 그냥 트랜지스터라고 부르겠습니다.)을 봅시다.

세 다리가 각각 다른 줄에 연결되어있죠? 따라서 바른 연결입니다.

그런데 옆에 전선이 하나 꽂혀 있죠? 전선 또한 연결핀과 같은 역할을 하며 전선이 연결된 두줄을 연결해 줍니다. 전선이 옆에 IC(집적회로, 나중에 알려드릴게요 우선은 모양만 눈에 익혀두세요.)의 첫번째 다리가 있는 줄에 연결됬죠?  따라서 트랜지스터의 맨 위의 다리와 IC의 첫번째 다리가 연결된 것 입니다.

 

아까 부품의 모든 다리는 다른줄에 꽂아야 한다고 했죠?

IC는 종류가 여러가지가 있지만 위의 경우처럼 다리가 두줄로 나있는 경우에는 위의 원칙에 따라 저런 부분에만 꽂습니다.

 

이제 대충 브레드보드가 어떻게 돌아가는지 아셨다면 이제 회로를 꾸밀 수 있겠죠?

이제 회로를 꾸미기 위해 회로도를 보는 방법을 알려드리겠습니다.

 

이 회로는 전자과학 입문용으로 자주 사용되는 비안정멀티바이브레이터라고 합니다.

용어에 기죽지 마시고요 나중에 설명 드릴테니 눈에 익혀보시기 바랍니다.

 

 

이제 이 회로도를 통해 회로도 보는 법을 알아보겠습니다.

원래 회로도 그리는 프로그램(ORCAD)이 있으나 아직 능숙하지 못해서 손으로 그려 스켄 떠서 올립니다.

 

우선 동그라미 쳐진 부분을 볼까요?

동그라미 쳐진 부분은 무었일까요?

그렇습니다. 바로 회로도에서 사용하는 기호들입니다.

 

다음 강의부터 부품과 역활을 설명할때 하나씩 아시게 되겠지만 저 기호들이 아까 위에서 잠깐 봤던 저항, 트랜지스터 등등을 나타냅니다.

 

그렇다면 그 기호 밖으로 연결된 선은 전선이냐고요? 그렇습니다. 회로도에 나타난 선은 서로 연결되어있는 것을 나타냅니다.

 

 

 

 

자 위의 회로도와 대조해 가면서 보시고요, 이번에는 부품간의 연결에 대해 더 자세히 보겠습니다.

 

먼저 초록색으로 색칠한 부분을 보시지요.

선이 굽어져 있는 것을 보실 수 있습니다. 이건 단지 회로도의 모양을 위해 굽혀 놓은 것 입니다.

 

빨강색 부분을 보시면 3개의 선(또는 그 이상)이 하나로 모여있는데 점이 찍혀 있는 것을 볼 수 있습니다.

이것은 세 선이 연결되어있는 것을 의미합니다. 브레드 보드에 꾸미실때는 3부분은 하나로 연결해 주시면 되겠습니다.

 

이번에는 파랑색 부분을 보세요. 이번에는 4선이 한곳에서 만나지만 점이 찍혀 있지 않은 것을 볼 수 있습니다.

이렇게 선이 만나는데 점이 찍혀 있지 않다면 연결되어 있지 않고 교차한 것입니다.

그렇다고 브레드 보드에 꾸밀때 꼭 교차 할 필요는 없습니다. 단지 4선이 연결되어있지 않는 것을 의미합니다.

 

그럼 정리해 보면

 

 

 

자 이제 정리가 되었죠?

참고로 밑에 1, 2변 그림은 회로도를  그릴때 쓰는 다른 방법입니다. 1번이 연결, 2번이 연결되지 않은 모습입니다.

그런데 혼동 가능성과 편리성 때문에 우리가 처음 배운 표시방법이 훨씬 많이 쓰입니다.

하지만 회로도를 찾다 보면 이런 방식으로 그려진 회로도가 있을 수 있으니 알아 두시기 바랍니다. 

 

 

이제 테스터기에 대해 보겠습니다.

우선 교과서에 나왔는 아날로그 테스터기 부터 보도록 하죠.

 

 

 

아날로그 테스터기의 각 부분의 명칭입니다. 측정 단자에 시험막대를 꽂아서 사용합니다. 왼쪽의 TR이라고 써있는 부분은 TR 검사기로 없는 테스터가 더 많습니다.

 

사용방법을 알려 드리겠습니다.

 

1. 시험막대를 테스터에 연결한다.

2. 측정하고자 하는 분야로 스위치를 돌린다. 이때 대충 에상한 값보다 큰 값으로 이동한다. 값을 예상할 수 없다면 가장 큰 값으로 이동한다. 이를 지키지 않으면 테스터기가 고장날 수 있으므로 주의한다.

3. 저항 측정에 경우 오차를 방지하기 위해 두 막대를 붙인 후 0옴 조정기으로 바늘이 0을 가리키도록 조정한다.  

4. 시험막대를 회로의 측정하고자 하는 부분에 댄다.

5. 바늘이 가르키는 값을 읽는다.

 

아날로그 테스터는 값의 변동에 따라 바늘이 움직이므로 움직이는 값을 측정하기 편하나(펄스의 확인등 간단한 것) 보듯이 사용이 조금 복잡합니다. 그리고 기계적 요소를 활용하므로 값의 정확도가 떨어집니다.

 

그래서 요즘에는 디지털 테스터기를 사용합니다.

 

 

 

 (출처:디바이스마트)

 

사용방법은 아날로그와 비슷하나 0옴 조정을 않해도 되고 숫자로 디스플레이에 표시가 된다는 점이 다릅니다. 대부분은 아날로그테스터같이 회전 스위치이나 제것과 같이 스위치로 되어잇는것도 있습니다.

 

 

테스터를 사용할때는 딱 3가지만 알면 됩니다.

 

전압측정은 병렬, 전류측정은 직렬! 자 자세히 설명해 드리죠.

 

 

 

전압 측정때는 재고자 하는 부분과 병렬로 시험막대를 연결하여 측정합니다.

 

 

 

전류 측정시에는 재고자 하는 부분과 직렬로 연결합니다. 따라서 회로를 중간에 끊어서 측정막대를 연결해 줍니다.

그래서 전류 측정이 조금 더 번거롭습니다.

 

그리고 마지막으로 빨간색 시험막대는 +전원 쪽으로, 검은색은 -전원 쪽으로 연결합니다.

 

 

 

 

 

 

지금까지 전.강 #3 브레드보드, 멀티테스터의 사용방법과 회로꾸미기 기초였습니다.

 

조금 공백이 길었던 점 죄송합니다.

앞으로 분발하겠지만 조금 힘들겁니다. 방학때를 노려야지요....

많은 관심 부탁드리고요, 카페 활동에 더 적극적으로 다들 되셨으면 좋겠네요!

전자과학을 배우러 오신 분들이 많던데 의문나는 사항이 궁금한 사항이 있으시면 메일이나 쪽지 주세요. 아니면 질문글을 올려 주시죠. 아는 범위 내에서 성심성의것 답해 드리겠습니다.

이상 매니저 yjsong966 이었습니다.

 

다음 강좌 예고

전.강 #4 수동소자 저항, 콘덴서 (저항과 콘덴서를 같이 않할 확률이 더 높습니다.

이 강좌 부터는 많은 실험과 측정이 있습니다.

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