■ 교사용 실험 자료실 ■

실험 제목	브레드보드-자석 감지 회로			실험 원리	리드 스위치, 브레드보드
실험 시간	40분	실험 분야	물리	실험 방법	개별 실험
세트구성물	브레드보드, 자석 감지 회로 도안, 동물 도안, 브레드보드용 전선, 리드 스위치, 저항 (47Ω), LED, 네오디뮴 자석, 나무스틱, 동전전지, 전지홀더
교사준비물				학생준비물	투명 테이프, 유성펜, 여러 가지 자석
실험 결과	학생 1인당 브레드보드-자석 감지 회로 1개를 가지고 갑니다.
실험팁	TIP 1. 브레드보드에 부품을 꽂을 때 그 자리가 맞는지 잘 확인하고 꽂습니다. TIP 2. 네오디뮴 자석은 매우 작습니다. 분실되지 않도록 주의하세요. TIP 3. 전류를 차단하지 않고 일반적인 상황에서 약 7~10일간 사용 가능합니다.

브레드보드(breadboard),

속칭 빵판 또는 빵틀은 전자 회로의 (일반적으로 임시적인) 시제품을 만드는 데 사용하고 재사용할 수 있는 무땜납 장치이다. 이것은 스트립기판(베로보드)과 현저하게 다르며 영구적이거나 1회용 시제품을 만들때 사용하고, 쉽게 재사용할 수 없는, 초기 인쇄회로기판과 비슷하다. 일반적인 브레드보드는 버스 스트립으로 알려진, 내부연결 전기단자의 스트립이 있고, 주장치의 일부나 격리된 블록처럼 한쪽이나 양쪽은 전원선을 확장하도록 끼워져 있다.

현대의 무땜납 브레드보드는 천공아래에 많은 납이 도금된 인청동 스프핑 클립이 있는 플라스틱 천공 블록으로 구성된다. 두개의 일련 패키지(dual in-line package, 약자 DIP)인 집적회로는 블록의 중앙선을 벌려서 삽입할 수 있다. 내부 연결 전선과 (축전기, 저항기, 코일, 등과 같은) 각각 부품 핀은 회로 위상을 완성하기 위해서 여전히 남는 구멍에 삽입할 수 있다. 이렇게, 다양한 전자 시스템은 소형 회로에서 완벽한 중앙 처리 장치(CPU)까지, 시제품화 될 것이다. 그러나, (접점당 2 ~ 25 pF으로 발생되는) 큰 공전 전기 용량 때문에, 무땜납 빵판은 상대적으로 낮은 주파수로 동작이 제한된다. 일반적으로 회로의 특성에 따라서 10 MHz보다 느리게 동작한다.

자석스위치(magnetic switch) 센서는 문과 창문의 보안용으로 가장 많이 사용되고 있는 소자이다. 이것은 창문 또는 문 위에 설치하는 자석(magnet)과 문틀에 설치하는 리드스위치(reed switch)로 구성되어 있다. 문이나 창문이 닫혀 있을 때, 리드스위치는 자석에 의해 닫힌 상태로 있게 된다. 문이나 창문이 열리게 되면, 자석이 제거되면서 리드스위치가 열린 상태로 변하게 되어 알람이 발생한다. 동작 원리는 리드스위치의 접점이 외부 자석에 의해 on, off 되는 원리를 이용한 것이다. 리드스위치 내부 구조는 그림 (a)와 같다. 리드스위치의 유리 캡슐 내부는 금속접촉면의 산화방지를 위해 불활성 가스로 채워져 있으며, 스위칭 부분은 전기적 접촉을 좋게 하기 위해 전도성이 우수한 금속으로 코팅되어 있다. 자석스위치의 동작원리는 그림(b)와 같다. 외부자석이 OFF 상태인 리드스위치에 가까이 가게 되면, 떨어져 있는 두 접점이 붙게 되어 ON 상태가 된다. 이 상태에서 다시 자석을 떼어내게 되면 금속 리드의 탄력성 때문에 접점이 떨어져 OFF 상태가 된다. 이런 원리를 이용해서 문이나 창문에 리드스위치와 자석을 조합하면 문의 열림 상태에 따른 리드스위치의 상태를 구분할 수 있다. 문틀에는 리드스위치를 붙이고, 문에는 문을 닫았을 때 리드스위치 바로 아래 위치에 자석을 붙여 놓는다. 이렇게 설치하면 문이 닫힌 경우에는 자석이 리드스위치에 영향을 주어 리드스위치를 ON 상태로 만들어 준다. 만약 문이 열리게 되면 자석이 없어지므로 리드스위치는 OFF 상태로 된다.