think and play 창의융합교육연수(앰프,빛따라가는 뱀,퀴리엔진)

 

한달에 한 번 서원호 샘의 think make play 창의융합교사연수가 경기도 교육복지종합센터에서 있었다.

개학이 며칠 남지 않아 가기가 귀찮기도 했는데 막상 가기 역시 가기를 잘했다는 보람있는 시간이었다.

초등샘이신 서원호샘이시지만 노력하시는 모습은 어느 교수 못지 않다.

오늘은  블루투스 앰프 스피커, 퀴리엔진(자성체가 자성을 잃어버리는 온도인 퀴리엔지 만들기), 빛을 따라 다니는 뱀로봇, 쉽게 만드는 연 등의 4가지 활동을 하였다.

 

1. 불루투스 앰프 스피커 만들기

 다이소 같은 곳에서 2000원 정도 되는 유리병을 구입해서 소자와 스피커를 달 수 있도록 구멍을 뚫는다.

 

 

 

 

 

 

2.  빛을 따라 다니는 뱀 로봇

포토트랜지스터를 이용하여 빛을 따라 움직이는 뱀로봇 만들어보는 활동을 하였다.

포토트랜지스터는 빛을 받으면 전기에너지로 변환시켜 증폭하는 작용을 하며 빛을 많이 받을수록 생성되는 전기에너지가 커진다.

빛 대신에 불꽃이 닿아도 이에 의해 화재여부를 감지하는 센서로도 사용이 된다.

 

<포토트랜지스터>

포토트랜지스터에서는 베이스(Base)단자가 전기적으로는 끊어져 있다.다만, 투명창을 통하여 외부에서 광선이 투과할 수 있는 구조를 하고 있다. 따라서 광선의 양이 많으면 베이스에서 생성되는 전하가 많아져서 베이스전류가 많이 공급되는 효과가 발생한다.

이런 이유로 컬렉터에서 에미터로 흐르는 전류의 양을 크게 만드는 효과를 함께 만든다. 외부에 광선이 TR로 많이 들어가면 컬렉터와 베이스를 흐르는 전류의 크기도 크게 증가하는 특성을 가지고 있다.

포토트랜지스터에는 가시광선보다 적외선 약 850nm 파장을 갖는 빛에 가장 민감하게 반응한다.

그러나 가시광선에도 상당히 반응을 하기 때문에 광소자(CdS)와 비슷하게 응용되기도 한다.

 

포토트랜지스터가 작동을 할 때와 작동하지 못할 때의 전압의 변화를 생각해보자.

포토트랜지스터에 외부 빛이 많이 들어와서 TR을 통과하는 전류가1.75mA라면 부하양단에 발생하는 전압은 3.5V

그리고 포토트랜지스터에 외부의 적은 빛이 조사되어 TR을 통과하는 전류의 값이 0.25mA라면 부하양단에 발생하는 전압은 0.5V

만약, 포토트랜지스터와 부하저항의 위치가 서로 바뀐 회로구성을 하고 있다면

TR에 전류가 1.75mA 흐를 때, 전압은  5V-3.5V=1.5V 전압 값이 되고,

TR에 전류가 0.25mA 흐를 때, 전압은  5V-0.5V=4.5V 전압 값이 된다.

 

 

 

 

 

 

(1) 종이로 만든 본을 좀 더 두껍게 만들기 위해 제본용 비닐을 붙인 후에 오린다.

 

 

(2) 빛에 반응하는 포토트랜지스터를 장착할 장치를 만든다.

포토트랜지스터와 LED의 방향을 유의하면서 잘 꽂아야 한다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. 퀴리엔진

강자성체의 일정 온도가 넘어서면 자성을 잃어 자석에 붙지 않게 되는데, 물질의 자성이 사라지는 온도점을 퀴리 온도 혹은 퀴리점이라 한다.

 일단 자석이 퀴리온도(자성을 잃는 온도)에 도달했다고 자성을 영구히 잃어버리는 것은 아니다,

자석이 식으면 다시 자성을 회복하게 되는데, 이 성질을 이용하여 퀴리온도 엔진을 만들 수 있다.

(1) 준비물

 나무판 또는 우드락, 네오디뮴 자석 1개, 대못 2개, 니크롬선 또는 철사, 양초 불을 붙일 라이터와 못을 밖을 때 필요한 망치

(2) 니크롬선을 못이나 송곳을 이용하여 작은 구처럼 만든 후, 자석의 힘에 의해 당겨질 정도의 위치에 걸어놓는다.

 

(3) 니크롬선 아래에 열을 가할 수 있는 양초를 놓아 열을 가하면 자성이 사라져 멀어진다.

  다시 식으면 자성을 띄게 돠어 다시 자석에 가까이 간다.