![색칠하는 LED램프[원통형]](http://kitschool.com/web/product/medium/202203/3a696bb252bbc4bed8cfea5b2b9e906b.gif)
지난 11월 11일~12일 중국 선전 메이커페어 영상을 짧게 남겨왔어요
저희는 직접 만들어 보는 종이 회로(Paper Circuit DIY)를 주제로 참여했고
조에트로프, 전기뱀장어, 전자룰렛를 시연했는데 많은 분들이 좋아해 주셨어요
특히 여러 어린 친구들이 전기뱀장어의 찌릿함을 잊지 않고 반복해서 부스를 찾아준 게 기억에 남네요
아래 첨부 드린 PDF 파일을 통해 행사의 다른 구체적인 내용도 확인해 보세요 ^^
https://files.seeedstudio.com/wiki/wiki-platform/Maker-Faire-Shenzhen-2023.pdf (영문)
https://files.seeedstudio.com/wiki/wiki-platform/Maker-Faire-Shenzhen-2023_CN.pdf (중문)
올해 참관하는 행사들에 사용 중인 행사용 디지털 광고판 2종이에요
비교적 저렴하고 쉽게 만들 수 있으니 교육 행사 등의 운영에 참고해 보세요
영상에 사용된 디스플레이
그 외 참고하실 만한 디스플레이
"차근차근 따라 하며 배우는 종이 회로"는
16페이지 교재를 바탕으로 교재 앞 부분엔 전기의 이해를 돕는 이론 설명을
교재 뒷부분엔 전도성 테이프와 LED를 붙여 회로를 만들고
색칠하고 그림을 그릴 수 있도록 구성했습니다.
https://kitschool.com/surl/P/307 (제품 구매 페이지)
물체 고유의 반자성 특성을 활용한 공중부양과
초전도체의 마이스너 효과(물질이 초전도 상태가 되면서 물질 내부 자기장이 외부로 밀려나는 현상)로 인한
반자성 공중부양을 구분하면 좋을 것 같아 관련 영상을 가져와 봤어요
반자성체 공중부양 사례 (공중에 떠있는 열분해 탄소판)
https://www.youtube.com/results?search_query=pyrolytic+carbon+floating
샤프심 띄우기
아래는 초전도체와 관련한 TED 강연입니다.
(마이스너 효과를 활용하면 2mm 두께의 초전도체로 1톤의 물체를 부상시킬 수 있다는 부분이 인상적이네요)
전기뱀장어 만들기 회로는
전지로부터 입력되는 직류를 트랜지스터의 스위칭 기능과 트랜스의 승압 기능을 통해
교류형 전력으로 변환해 출력합니다.
이때, 교류형 전력 출력 진동수는 가정용 전기 테스터기로 측정할 경우 약 500Hz로 확인할 수 있고
좀 더 정밀한 오실로스코프를 통해 확인해 보면 10ms(millisecond) 사이 5번의 진동을 확인할 수 있습니다. (위에 표 참고)
최대 전압은 가정용 전기 테스터기의 경우 분해능이 낮거나 평균값 정도로만 확인할 수 있으므로
오실로스코프를 통해 확인해 보면 약 50V를 확인할 수 있습니다. (위에 표 참고)
단, 동전 전지를 다른 큰 전지로 변경할 경우 전력 변화가 생겨 큰 자극을 줄 수 있음으로
전지는 CR2032 전지 사용만 권장합니다.
Q&A
Q 정전기와 전기뱀장어 회로의 차이는?
A 정전기는 수만 볼트의 전압이라고 알려져 있지만 일회성이고
전기뱀장어 회로는 정전기에 비해 전압은 낮아 덜 자극적이지만 반복해서 찌릿찌릿합니다.
Q 50V인데 LED가 망가지지 않나요?
A 지속적인 50V의 큰 전류량이라면 LED는 망가지지만
짧고 긴 텀으로 빠르게 반복하는 50V의 낮은 전류량은 빨간색 LED 1개도 망가뜨리지 못하는 작은 전력입니다.
Q 전압이 높아지면 전류도 높아지지 않나요?
A 전력(W) = 전압(V) x 전류(A)에 기초해 건전지가 낼 수 있는 전력이 정해진 상태에서
전압을 높이면 전류는 반비례해 낮아집니다.
전도성 잉크 펜의 전도성 그리고 드로잉 회로 실험을 해봤어요
그려진 전도성 잉크 선은 두께나 길이 시간이 지남에 따라 저항값이 달라지는 저항선 개념에 가까웠고
잉크의 수용성 지용성과 같은 특성이나 잉크의 보관 상태
회로 그리기에 사용하는 종이 재질이나 종이 밀도가 중요해 보였으며
펜으로부터 잉크가 고르게 나오는지 잉크 원 재료의 저항성
잉크가 마르거나 산화되었을 때의 저항성 등 고려할 부분도 보였지만
이런 면들이 오히려 각자 회로를 만들었을 때 다양한 결과물을 낼 수 있겠다는 생각도 들었어요
영상이나 자료를 관련 수업에 참고해 보세요
전도성 펜 회로 Basic
▶다운로드◀
전도성 잉크 펜 실험
일리노이 대학 재료 연구원 Analisa Russo가 말하는 전도성 펜 개발 이야기 (Chemical & Engineering News)
Circut Scribe pen 소개 (www.circuitscribe.com)
빛의 분광과 관련하여
우리 주변에서 쉽게 구할 수 있는 재료로 실험해 보았습니다.
https://blog.naver.com/101sub/223022604659 Rainbow Maker(가시광선 분광)
특히 홀로그래픽 표면을 현미경으로 확대하였을 때 회절격자의 크기가 생각보다 많이 커서 놀랐습니다.
주변에 찾을 수 있는 무지갯빛 사물이나 생물(조개껍데기, 곤충 날개, 보석 등)을 현미경으로 관찰해 보는 것도 좋을 것 같아요
빛의 회절을 위해 그레이팅지 대신
같은 역할을 하며 쉽고 저렴하게 구할 수 있는 투명한 CD 혹은 홀로그래픽 필름을 활용하는 것도 고려해 보세요
홀로그래픽 격자?
회절격자의 일종으로, 균일하게 도포된 감광성 수지 표면을 간섭무늬로 조사해 수지를 감광시키고 현상처리한 뒤
미감광 부분과 감광 부분을 세척 후 알루미늄 등으로 증착해 만들어낸 격자
홀로그래픽 엠보싱 관련 아래 영상들도 참고해 보세요
https://www.youtube.com/results?search_query=holographic+embossing
크리스마스 멜로디 카드 회로 미니스피커 버전입니다.
종이 위에 전도성 테이프와, 멜로디 IC, 스피커, 건전지 홀더 + 건전지를 붙이고
종이의 한쪽 귀퉁이를 접었을 때 멜로디가 울립니다.
ㅂㅂ
부품만 구매하여 직접 카드를 제작해 보실 때 참고해 보세요
매뉴얼과 인쇄 가능한 회로 이미지 파일을 왼쪽 접이, 오른쪽 접이로 나누어 아래 첨부파일로 올려놓았습니다.
관련상품[선생님전용]
https://kitschool.com/surl/P/337 (옵션3)
관련영상
어떤 정보나 지식을 먼저 아는 것도 중요하지만
그 이해와 활용이 더욱 중요한 것 같아요
종이 회로를 만드는 키트스쿨 외에도
또 다른 멋진 제품들을 만들고 있는 곳이에요
종이 회로를 수업에 활용하고자 하는 선생님들의 수업에 도움 되었으면 좋겠습니다.
https://chibitronics.com/templates/
https://www.voltpaperscissors.com/
넥슨 컴퓨터 박물관 만지작(作)
키트스쿨 협력기관인 넥슨 컴퓨터 박물관은
종이 회로를 박물관에 맞게 기획한 만지작 시리즈를
체험활동 프로그램으로 사용하고 있습니다.
선생님들의 교육 및 체험활동에 참고되었으면 좋겠습니다.
넥슨컴퓨터 박물관
https://computermuseum.nexon.com/ [홈페이지]
https://blog.naver.com/ncm_master [블로그]
안내드리는 음원, 음향 소스 다운로드 웹사이트를 통해 교육 활동이나 컨텐츠 제작에 참고해 보세요
특정 상황이나 조작에 반응해 소리 나는 전자회로, 컴퓨터, 모바일 기기 적용은 어떤가요
아이폰의(안드로이드폰도 가능) 단축어를 기반으로 자동화(조건이 변하면 기기가 반응)를 통해
휴대폰에 내장된 센서나 연결된 기기의 센서가 특정 상황을 만났을 때 내가 원하는 사운드를 넣어놓고 출력할 수 있습니다.
활용사례
전자회로 칩에 귀신소리 등의 효과음을 넣음
영상 콘텐츠 앞에 바람 소리 등의 효과음을 넣음
안녕하세요 키트스쿨입니다
wheel card를 통해 새해 인사드려요
2022년 모두들 새해 복 많이 받으세요
[영상은 휴대폰 세로 보기 권장]
영상에 사용된 전개도 ▶다운로드◀
종이는 300g[제곱미터당] 사용을 추천
회로 관련 부품은 전도성 테이프, 슬림 사각 LED, CR2032 건전지를 사용하였습니다.
빛 감지 센서의 저항이 연결된 저항에 비해 커지는 경우 트랜지스터는 활성화되어 LED가 켜지고
빛 감지 센서의 저항이 연결된 저항에 비해 작아지는 경우 트랜지스터는 비활성화되어 LED가 꺼집니다.
Q&A
Q 100KΩ 저항 대신 100Ω을 사용하면 어떻게 되나요?
A 수치상 1/1000 정도로 작은 저항이기 때문에
주변이 어둡지 않은 밝은 상황에서 LED가 켜질 수 있어요
Q 100KΩ 저항을 대체한다면 어떤게 있나요?
A 전기 테스터기가 있다면 여러 물체의 저항을 확인해 보고 50~150KΩ 내외라면 대체 가능할 것 같아요
종이 위에 연필 선의 길이나 두께 등에 따라 저항이 달라지는 점도 참고하면 좋겠습니다.
Q 저항 위치에 저항이 없으면 어떻게 되나요?
A 사용된 NPN 트랜지스터는 베이스에 + 전위차가 발생되지 않아 어떤 상황에서도 동작하지 않아요
스마트램프 메뉴얼 ▶다운로드◀
한길책 박물관에서
윌리엄 모리스 컬러링 도안을 색칠하는 LED 램프에 활용해 주신 활동 모습과 관련 링크입니다.
교육이나 행사 기획에 필요하신 분들께 도움 되셨으면 좋겠습니다.
한길책박물관
경기도 파주시 탄현면 헤이리마을길 59-6 한길책박물관
T.(학예) 031-949-9786. (교육) 031-943-9786
http://blog.naver.com/hangilbm
http://www.instagram.com/hangilbm
https://www.facebook.com/hangilbm
아이큐 퍼즐에 [USB LED 터치 램프]를 적용한 사례입니다.
시험 제작을 해보니 아이큐퍼즐은 너무 두껍지 않은 유연한 재질이 만들기 수월하며
난이도는 학생들 나이나 수준에 따라 상이하니
미리 만들어 보신 후 수업에 적용하시는 것을 추천드립니다.
아래는 과학전시관 이현미 선생님께서 공유해 주신 내용입니다.
아이큐 퍼즐 (이 크기가 좋아요)
http://shoponedu.net/goods/goods_view.php?goodsNo=1000006038
만들기 영상
https://www.youtube.com/watch?v=rvHq8N4R8Ho
아래 영상을 참고하세요
교과서에 종종 등장하는 꼬마전구를 동작하는 실험에서
건전지의 직렬연결은 꼬마전구의 밝기에 관여
건전지의 병렬연결은 꼬마전구의 동작시간에 관여함으로 정의하지만
전구의 밝기는 전류량에 따라서도 조절됨을 아래 내용으로 확인해 주시면 좋겠습니다.
어린 시절 편향된 정의나 정보는 성인이 된 관련 업계 사람이나 전공 학생들조차 편향된 인식을 할 수 있습니다.
경험 사례
[아래 언급된 분들은 글쓴이 보다 전자관련 전문지식이 많고 뛰어난 분들입니다
이러한 분들 또한 전류에 관한 편향적 이해가 있을 때 실수할 수 있었던 점을 언급합니다]
전압강하를 간과한 J군(S전자 근무)과의 대화
J군 : 이론과 실험값이 다르네요 LED가 밝게 켜지지 않네요
글쓴이 : 동전 전지의 경우 전류값이 작으니 저항이 더 작거나 없어도 되지 않을까
이때 저항을 수정해 만든 회로는 2012년 과학동아 딱킷 베이직으로 출시됩니다.
전류값을 간과한 P대표님[회로 개발 전문가]과의 대화
P대표님 : 회로 교육은 부품을 망가뜨려 보는 것도 중요한 것 같아요. 그런데 9V 사각 전지에 연결한 저항이 잘 타질 않네요(의도했던 질문일 수 있음)
글쓴이 : 전력에 있어 전압만큼 전류도 중요하니 AA 건전지 4개로 전원을 바꿔 보시죠
전원을 바꾸어 실험한 저항은 까맣게 타 끊어집니다.
꼬마전구& LED [전류에 따른 비교 실험] 영상에 대한 코멘트
전구밝기의 영향은 전압 그리고 부족한 전류로 인한 전압강하를 언급한 L군(P공대 전자전기공학과 3학년)
L제자 : 옴의 법칙에 따라서 전압에 의해 전류가 결정되기 때문에 전압 만으로 전구의 밝기를 결정할 수 있지요.
하지만, 배터리가 충분한 전류를 공급하지 못할 경우 전압 강하가 일어나는 것을 고려하지 않았던 것이네요.
글쓴이 : 꼬마전구의 저항이 일정하다면 전압에 의해 전류가 결정되어 전구 밝기 결정은 다른 말로
꼬마전구의 저항이 일정하다면 전류에 의해 전압이 결정되어 전구 밝기 결정
전압강하는 초보에게는 이해가 어려울 수 있으니 이해가 쉬운 말로 풀어야 함
V(전압) = I(전류) x R(저항)
옴의 법칙을 기준 저항이 일정할 때 전압과 전류는 비례하여 변화함
교과서에 종종 등장하는 꼬마전구는 직류와 교류 모두에 동작하고 LED에 비해 많은 전력을 소모, 동작 전압 범위는 넓어요
이와 같은 특징을 알고 실험하면 좀 더 명확한 실험이 가능해요
LED에 비해 많은 공급 전력이 필요한 꼬마전구는
CR2032 전지와 같이 전류량이 작은 전원 사용의 경우 전지를 병렬연결하면 전류량에 따라 밝기 변화를 보여요
만약 꼬마전구 실험에 있어 지금의 교과 목표에 맞추려면 공급 전류량이 큰 전원 사용을 해야 해요 (AA 전지 이상 권장)
전구 밝기 변화를 전압에만 보는 보통의 교과 실험 목표는 근래 회로 관련 교재들과 상반돼요
많은 교재에서 정전압을 기준해 전류량 제어로 LED의 밝기나 모터 세기를 조절할 수 있다 해설되고 있기 때문이에요
디지털 회로에서는 단위시간당 ON OFF 제어인 PWM 제어로 설명하기도 하고
아날로그 회로에서는 저항 연결이나 공급 전원의 출력 제어로 설명하기도 해요
꼬마전구의 밝기 변화는 = 전압 변화에 따라 바뀌며 = 전류 변화에 따라 바뀝니다.
전구 밝기에 영향을 끼치는 요인으로 전압 전류 한쪽만 본다는 건 반은 맞는 말
"꼬마전구의 밝기는 전력 변화에 따라 나타남"으로 정리하면 좋을 것 같아요
영상에 사용된 종이 회로도 ▶ 다운로드 ◀
본 게시글에 첨부된 모든 자료는 키트스쿨 제작 자료로 교육 활동에 제한 없이 사용 가능하시며 오류사항이나 문의사항 있으면 내용에 반영하겠습니다.
빛 합성 그리고 왕복 발전기 실험 관련 수업자료입니다.
개인 정보에 해당하는 부분을 변경 또는 가림 처리, 학생활동 지도서 공유
아래 링크를 참고하시어 많은 분들께 도움 되면 좋겠다는 말씀으로
곽효길 선생님께서 공유 주셨습니다
공유 링크 ▶ 2021 씽씽과학HG(5.29/토) (padlet.com)
padlet을 통한 비대면 수업활동을 참고하시면 좋을 것 같습니다
가치 있는 자료를 공유 주신 곽효길 선생님께 다시 한번 감사드립니다
