실험으로 함께하는  발명놀이

                                                         강성기 지음 / 도서출판 바른사


제 4 장   한 가지만 응용해도 

 


▶  무인경보 장치 만들기

  자정이 훨씬 넘은 시각, 모두들 깊은 잠에 빠져들고 시커먼 그림자가 살금살금 다가와 문을 스르르 열고 있습니다. 이와 동시에 요란한 사이렌 소리가 울리며 잠자는 사람들을 깨워 도둑이 침입한 사실을 알려 주고 경찰서에 자동 연결된 경보 장치가 작동되어 경찰이 출동하게 됩니다.

  앞서 설명한 원리를 생각하면서 무인 경보 장치를 구상해 봅시다.

  [부도체 끼우개를 장착한 경보 장치]

필요한 것은

회로도, 구리판, 부도체 조각(책받침 조각이나 마분지 조각 또는 전기가 통하지 않는 물체)

어떻게 할까요

1. 구리판을 잘라 두 장의 조각을 만든다.

2. 구리판 조각에 구멍을 내고 집게 전선을 매단다.

3. 두 장의 구리판 사이에 부도체(책받침 조각이나 마분지 조각 또는 전기가 통하지 않는 물체) 조각을 끼워넣는다.

4. 부도체 조각에 구멍을 뚫어 실에 매달아 당겨 보자

5. 두 장의 구리판에 부도체를 끼워 대문에 장착한다.

6. 부도체 조각에 연결된 실을 열리는 문에 장치한다.

7. 대문을 열어 보자.

★ 잠깐 생각해 볼까요?

대문을 열면 대문에 연결된 부도체 조각이 빠지면서 구리판과 구리판은 서로 연결되면서 스위치 역할을 하게 된다. 스위치가 연결되면서 방 안에 장치된 꼬마 전구가 켜지고 부저가 울리게 되어 누가 대문을 열고 들어오는 것을 알 수 있는 것이지요.

이러한 원리를 이용한 것이 무인 경보 장치랍니다.

 

  [자석 센서를 이용한 경보 장치]

필요한 것은

자석 센서(학교의 현관문에 장치된 희고 네모난 모양의 무인 경보 센서, 흔히 세콤 장치라고 하는데 센서 뭉치와 자석 뭉치의 두 가지 부품으로 이루어져 있으며 자석을 취급하는 청계천, 시흥 유통상가 등에서 약 2,500원 정도에 판매함)

어떻게 할까요
 

1. 자석 센서에 자석을 붙인다.

2. 건전지, 벨, 꼬마 전구를 연결한다.

3. 자석 센서에 붙어 있는 자석 뭉치를 떼었다 붙였다 해보자.

  

생각해 볼까요?

학교의 현관문 위에 사각형 모양의 흰 플라스틱 조각 2개가 붙어 있는 것을 볼 수 있는데, 이것이 위의 원리를 이용한 무인 경보 장치랍니다.

또, 가게의 아이스크림 통이나 냉장고의 문을 열면 음악 소리가 들립니다. 소리가 나면 방 안의 가게 주인이 '어느 손님이 아이스크림을 사기 위해 냉장고의 문을 열고 있구나' 하고 손님을 맞으러 나오는데, 이것 또한 일종의 경보 장치랍니다.

이러한 장치들은 자석을 이용하여 접점을 붙였다 떨어뜨렸다 하면서 스위치 역할을 하는데 그림에서와 같이 두 접점 중 한 접점이 자석에 붙는 물질로 이루어져 있습니다.

자석 뭉치를 센서에 붙이면 센서의 한 접점이 자석에 당겨져 오기 때문에 접점이 떨어져 있는 상태가 되어 전류가 흐르지 않습니다. 그러나 자석 뭉치를 떼어 내게 되면 자석 뭉치에 붙어 있던 한 접점이 원상태로 돌아가면서 두 접점이 연결되어 스위치를 연결하는 역할을 합니다. 그리하여 전류가 흐르게 되면서 경보장치가 울리게 된답니다.

위의 놀이에서 제시된 모형들은 실제 발명품으로 제작되어 일상 생활에 이용되는 것도 있습니다. 또, 새롭게 발전시킬 수 있는 많은 생각을 해보게도 합니다.

다음의 몇 가지 놀이를 하면서 여러 가지 다른 방법을 찾아보고 우리 생활에 필요한 새로운 물건을 만들어 보도록 노력해 보세요.

여러분들의 발명 생각을 키울 수 있는 여러 가지 놀이를 많이 연구해 보세요.

번쩍 아이디어 잠깐!

시간이 흐르면서 두 접점을 연결시키거나 떼어냄으로써 사람이 손을 대지 않고 전류를 공급, 차단하는 장치로 사용되는 것이 타이머입니다. 선풍기, 전자레인지, 자명종 시계 등이 이에 해당됩니다.

또, 앞에서 설명한 것과 같이 어떤 물체나 힘에 의해 작동되거나 두 금속의 열전도에 따른 바이메탈을 이용한 접점 방법과 열감지 센서에 의한 작동 방법도 있습니다.

이 모두 사람이 신경쓰지 않아도 필요한 시기에 특정한 상황을 사람에게 알려 주거나 기계가 자동적으로 일처리를 할 수 있게 만든 장치로 우리 생활을 더욱 편리하게 해주는 귀중한 원리랍니다.

이러한 원리들을 깊이 있게 연구하여 우리 생활을 더욱 편리하게 해주는 새로운 물건을 구상하는 좋은 계기로 만들어 보세요.