1. 개요
공식 홈페이지Elenco라는 회사에서 2002년에 개발 및 출시한 과학교구로, 건전지, 전동기, 스위치, 꼬마 전구, LED, 사운드 IC, AM/FM 라디오, 센서, 저항기, 인덕터, 커패시터, 트랜지스터, 다이오드, 태양전지, 계전기, 변압기, 파워서플라이 등 각종 부품들을 아크릴 재질의 플라스틱 기판 위에 똑딱이 단추로 연결해 전자 회로를 만들고 실험할 수 있다. 해외에서는 브레인박스(BrainBox) 대신 스냅 서킷(Snap Circuits)이라는 이름으로 불린다.
2. 상세
제품 출시 직후에는 사운드 IC들과 모터류, 전구류 등 간단한 부품들만 있었고, 실험 가능한 회로들도 수백 종류로 적은 편이었지만, 이후 지속적으로 업그레이드를 거치고 제품군도 다양화되어 부품의 수가 크게 늘어나 수천 종류의 회로를 실험할 수 있게 되었다. 또한 태양전지와 축전지 등을 포함한 신재생 에너지 관련 실험 키트, 플라스틱 기판을 입체적으로 연결하여 집이나 자동차 형태로 조립할 수 있는 키트도 있다. 2010년대 중후반에 코딩 열풍이 불자 아두이노 정품 보드를 포함한 아두이노 IC와 블루투스 방식의 무선 코딩 IC를 포함한 시리즈가 출시되었다.국내에서는 Elenco의 정품 대신 브레인박스라는 이름으로 클론된 제품이 수입판매되고 있으며, 구성 부품들의 종류와 기능도 약간 차이가 있다. 시리즈의 개수가 정품보다 적으며, 정품에 없는 부품들도 일부 존재한다. 한 때 과학상자 홈페이지에서 전자과학상자[1]와 함께 판매한 적이 있다. 2024년 현재 브레인박스는 타 과학교재 판매 쇼핑몰에서만 구매 가능하다. 해외판은 해외직구로 구매 가능하다.
마치 레고에 중국산 클론 제품들이 있듯이 브레인박스에도 여러 종류의 클론 버전들이 있다. 이들은 중국 내에서 내수용으로 사용되거나 알리익스프레스에서 판매되고 있다. 단추와 기판의 규격이 동일하므로 Elenco 정품과 호환 가능하다. 가격은 정품 혹은 국내 발매 버전보다 저렴하다.
로봇이나 코딩 등 특정 주제를 가진 키트를 제외하면 국내판은 브레인박스 188, 300, 500, 1200, 1299 등 교재에 포함된 회로 개수에 따라 이름을 정했으며, 해외에서는 Snap Circuits Beginner, Junior, Classic, Pro, Extreme 등 자체적인 이름을 가진다. 과학상자와 같이 호수가 높을수록 부품의 개수와 구현 가능한 회로가 많으며, 하위 키트의 부품과 회로들을 모두 포함하여 상위호환이다. 해외 버전의 경우 호수를 늘리기 위한 업그레이드 키트를 별도 구매할 수 있다.
공돌이들이 구현한 자작 고전압 회로를 제외하면 감전 위험은 전혀 없지만, 작은 부품들을 포함하므로 영유아에게는 적합하지 않으며, 8세 이상의 초중고 학생이 사용할 목적으로 만들어지고 있다. 일부 부품들은 극성이 있으며, 아무렇게나 연결시 고장나므로 전자 관련 지식이 부족하다면 설명서에 없는 회로는 만들지 않는 것이 권장된다. 모터 사용시 회전하는 부분을 만지거나 날아오르는 프로펠러에 부딪히지 않게 주의해야 한다. 또한 회로에 파워서플라이 없이 12V, 24V 등 상대적으로 높은 전압의 직류 전원이나 감전 위험이 있는 220V 교류 전원을 직결하면 위험하다.
전자 교구 또는 프로토타입 목적으로 흔히 사용되는 브레드보드와 비교시 납땜이 필요 없다는[2] 공통점을 가지며, 더 직관적이고 배선 연결 방향도 자유롭다는 장점이 있으나, 부품 밀도가 낮아 동일 프로젝트 구현시 브레드보드보다 커지며, 새로운 부품도 대부분 바로 꽂을 수 있는 브레드보드와 달리 사용자 정의 부품 소켓[3]이나 3D 프린터, 혹은 집게전선이 없다면 교재에 없는 부품을 새로 추가해 활용하는 것은 어렵다는 단점도 가진다.
스냅 단자가 달린 브레드보드 등 서드파티 부품 또한 존재한다. 부품을 분실하거나 고장냈을 경우 공식 홈페이지나 서드파티 부품 판매처에서 정품 혹은 호환품을 구매하여 사용할 수 있다. 부품에 하자가 있을 경우 최대 3개까지 무료 부품 신청이 가능하다.
3. 부품 목록
| 부품 번호 | 이름 | 설명 |
| 1 | 1 스냅 커넥터 | 회로 배선을 수직으로 연결하거나, 부품 밑에 공간이 남을 경우 지지대로 사용된다. |
| 2 | 2 스냅 커넥터 | 부품간 배선에 사용된다. |
| 3 | 3 스냅 커넥터 | |
| 4 | 4 스냅 커넥터 | |
| 5 | 5 스냅 커넥터 | |
| 6 | 6 스냅 커넥터 | |
| 7 | 7 스냅 커넥터 | |
| A1 | 안테나 코일 | 라디오 송수신 회로의 구성요소 혹은 인덕터로 사용된다. 인덕턴스는 약 250μH 정도이다. |
| AF | 공기 펌프 | 전원 공급시 내부 모터가 회전하며 공기를 내뿜는다. |
| AM | AM 라디오 IC | AM 라디오 전파를 수신해 신호를 출력한다. 자체 증폭 기능이 없으므로 증폭 IC와 함께 이용해야 한다. |
| B1 | 건전지 홀더 | 1.5V 건전지 2개를 연결할 수 있는 배터리 홀더이다. 6V를 사용하는 프로젝트에서는 홀더 2개를 직렬로 연결한다. 초기 제품군에는 퓨즈가 없었으나 2007년 경에는 1A 정도의 유리관 퓨즈가, 2010년대에는 폴리퓨즈[4]가 사용되고 있다. |
| B2 | 태양전지 | 햇빛에 노출시 4.5V의 전압을 만든다. |
| B3 | 건전지 홀더 (4.5V) | 1.5V 건전지 3개를 연결할 수 있다. 이 또한 폴리퓨즈가 포함되어 있다. |
| B4 | 3.6V 축전지 | 수동 크랭크 혹은 태양전지로 충전시킬 수 있는 이차 전지이다. 어린이들의 안전을 위해 리튬 이온 전지는 아니다. |
| B5 | 5V 배터리 팩 | 9V 건전지를 연결하면 5V를 출력하는 전원장치이다. 자체 스위치가 달려 있다. |
| B6 | 파워서플라이 | 220V를 9V로 강압하는 어댑터에 연결하여 소모품인 건전지를 사용하지 않도록 만들어주는 부품이다. 3V, 5V, 6V 출력 단자와 2개의 공통 마이너스 단자가 있다. 전원이 들어오면 빨간색 LED에 불이 켜진다. |
| B7 | 7V 태양전지 | |
| C1 | 0.02μF 커패시터 | |
| C2 | 0.1μF 커패시터 | |
| C3 | 10μF 커패시터 | 극성 구분 존재 |
| C4 | 100μF 커패시터 | 극성 구분 존재 |
| C4N | 100μF 커패시터 (무극성) | |
| C5 | 470μF 커패시터 | 극성 구분 존재 |
| C7 | 1μF 커패시터 (무극성) | |
| C8 | 4700μF 커패시터 | 극성 구분 존재 |
| CV | 가변 커패시터(바리콘) | 라디오 송수신 회로에 사용된다. |
| D1 | 빨강 LED | |
| D2 | 초록 LED | |
| D3 | 다이오드 | 전류를 한 방향으로만 흘린다. |
| D4 | 흰색 LED (측면형) | |
| D5 | 노랑 LED | |
| D6 | 흰색 LED | |
| D7 | 7 세그먼트 표시기 | 1자리의 숫자나 문자를 표시 가능하다. 2000년대에는 8단자 부품이었으나 2010년대 들어서 소수점에도 불을 켤 수 있는 9단자 부품으로 업그레이드 되었다. 국내판에서는 여전히 8단자 부품이다. |
| D8 | 삼원색 LED | 전원 공급시 다양한 색상이 순서대로 변하며 빛난다. |
| D9 | 파랑 LED | |
| D10 | 빨강/노랑 2색 LED | 전원 극성 방향에 따라 색상이 변한다. |
| D11 | 빨강 LED (점멸형) | |
| D12 | 삼원색 LED 2 | |
| DM | 디스코 모터 | |
| F1 | 퓨즈 | 0.5A의 허용 전류를 가진 퓨즈이다. |
| FM | FM 라디오 IC | FM 라디오 전파를 수신해 신호를 출력한다. T 버튼을 누르면 주파수가 올라가며, R 버튼을 누르면 최저 주파수로 리셋된다. 자체 증폭 기능이 없으므로 증폭 IC와 함께 이용해야 한다. |
| JW | 점프선 | 1 스냅 커넥터 2개에 전선이 달린 형태로, 멀리 떨어진 회로의 두 지점 사이를 자유롭게 연결시키는 데 사용한다. 빨강/검정/노랑/초록/하양 버전이 있으며, 길이는 10cm/20cm/45cm이 있다. |
| L1 | 2.5V 꼬마전구 | |
| L2 | 6V 꼬마전구 | |
| L3 | 4.5V 꼬마전구 | |
| M1 | 전동기 | 회전 프로펠러를 위에 올려 날려보내는 용도로도 사용된다. 날아오르는 프로펠러가 얼굴 등에 부딪히지 않도록 주의할 필요가 있다. |
| M2 | 전압계 | 10V까지 측정 가능한 아날로그 전압계이다. |
| M3 | 전자석 | 중간에 쇠막대를 삽입하여 사용한다. |
| M4 | 저속 모터 | 손으로 돌려 전기를 만드는 수동발전기 용도로 사용된다. |
| M5 | 전압/전류계 | 5V까지의 전압 혹은 1mA/1A의 전류를 측정 가능한 아날로그 전압/전류계이다. 스위치를 조작하여 모드 변경 가능하다. |
| M6 | 전압/전류계 | 5V까지의 전압 혹은 0.5mA/50mA의 전류를 측정 가능한 아날로그 전압/전류계이다. 스위치를 조작하여 모드 변경 가능하다. |
| M8 | 프로그래밍 가능한 팬 | 모드 설정이 가능한 LED 전광판을 가진 팬이다. |
| Q1 | PNP 트랜지스터 | |
| Q2 | NPN 트랜지스터 | |
| Q3 | 사이리스터 | |
| Q4 | 포토트랜지스터 | |
| R1 | 100Ω 저항기 | |
| R2 | 1kΩ 저항기 | |
| R3 | 5.1kΩ 저항기 | |
| R4 | 10kΩ 저항기 | |
| R5 | 100kΩ 저항기 | |
| RP | 황화카드뮴 광센서 | |
| RV | 가변 저항기 (50kΩ) | |
| RV2 | 가변 저항기 (10kΩ) | |
| RV3 | 가변 저항기 (500kΩ) | 중간탭이 없는 2단자 가변저항이다. |
| RX1 | 무선 송수신기 | |
| RX2 | 무선 송수신기 (고급형) | |
| S1 | 누름 스위치 | 눌렀을 때만 켜지는 스위치이다. 초기 제품에서는 탄성이 있는 금속판을 구부려 만든 스위치를 사용했으나, 이후 전자부품 형태의 스위치가 사용된다. |
| S2 | 슬라이드 스위치 | |
| S3 | 계전기 | |
| S4 | 진동 스위치 | 충격을 받거나 강하게 흔들면 작동하는 스위치이다. |
| S5 | 2단(SPDT) 스위치 | |
| S6 | 3단 스위치 | |
| S7 | 기울임 스위치 | |
| S8 | 선택기 | 4단자 부품으로, 3개의 누름 스위치를 포함한다. |
| S9 | 리드 스위치 | 자석 접근시 켜지는 스위치이다. 너무 강한 자력에 노출 시 내부 전극이 붙어버려 켜진 상태가 유지되므로 네오디뮴 자석 사용은 피해야 한다. |
| SP | 8옴 스피커 | |
| SP2 | 32옴 스피커 | |
| T1 | 변압기 | 한쪽에 중간탭을 가진 변압기이다. 중간탭을 가진 부분이 코일을 감은 횟수가 더 많다. |
| T2 | 디지털 시계 | |
| U1 | 음악 IC | 전원 최초 공급시 혹은 스위치 등으로 신호를 주면 생일축하 음악을 1번 재생한다. |
| U2 | 알람 IC | 회로 연결에 따라 구급차/경찰차 등 사이렌 소리나 기관총 소리를 발생시킨다. |
| U3 | 우주 전쟁 IC | 스위치 등으로 신호를 주면 우주 전쟁 효과음을 발생시킨다. |
| U4 | 증폭 IC | 약한 오디오 신호를 스피커로 들을 수 있도록 증폭시킨다. |
| U5 | 고주파 IC | 코일과 가변 커패시터를 연결하여 AM 라디오 수신 회로를 구현할 수 있다. |
| U6 | 녹음 IC | 마이크를 연결하여 6초 정도의 짧은 소리를 녹음할 수 있다. 재생이 끝나면 3종류의 크리스마스 음악을 번갈아가며 재생한다. 녹음된 내용이 없을 경우 바로 음악이 재생된다. 흰색의 7단자 IC이나, 국내판에서는 보라색이며, LED를 점멸하기 위한 추가 단자를 가진다. |
| U7 | 동작감지 IC | 인체감지 센서가 장착된 IC로 주변에 사람이나 동물이 지나가면 신호를 출력한다. |
| U8 | 모터 제어 IC | |
| U15 | NOT 논리 회로 | |
| U16 | AND 논리 회로 | |
| U17 | OR 논리 회로 | |
| U18 | NAND 논리 회로 | |
| U19 | NOR 논리 회로 | |
| U20 | XOR 논리 회로 | |
| U21 | 마이크로 마킹이 있는 8핀 IC 소켓 | 로버 세트에서 마이크로컨트롤러 IC를 연결하기 위해 사용된다. ?U8과 동일한 역할을 하나, 표시가 다르다. |
| U22 | 색상 오르간 | 단자에 신호를 주거나 만지면 삼원색 LED의 색상이 변화한다. 소리를 내진 않으며, 악기 오르간과는 무관하다. |
| U23 | 스트로브 IC | 비안정 멀티바이브레이터 회로로 LED를 점멸하기 위해 사용된다. |
| U24 | 적외선 수신기 | |
| U27 | 음성 변조 IC | |
| U29 | LED 표시기 & 마이크로컨트롤러 IC | |
| U30 | 빛 터널 IC | |
| U31 | 아두이노 IC | 아두이노 우노 정품 보드를 탑재한 IC이다. USB Type-B 케이블을 이용해 컴퓨터와 통신할 수 있다. (아두이노 프로그램 필요) |
| U32 | 멜로디 IC | 자체적인 스피커를 가진 2단자 IC로, 전원이 연결되면 학교종 멜로디를 재생한다. |
| U33 | 코딩 IC | 코딩한 프로그램을 블루투스를 통해 보내면 프로그램대로 작동하는 IC이다. 아두이노 IC와 달리 USB 케이블이 필요하지 않다. 휴대폰에 별도의 앱을 설치해야 한다. |
| W1 | 경적 | 소리 발생 IC를 내장한 부저이다. |
| WC | 부저 | 압전소자로 구성된 부저로 스피커처럼 소리를 내거나, 소리 혹은 진동에 반응하는 센서로 사용된다. |
| X1 | 마이크 | |
| ?1 | 사용자 정의 부품 | 아무런 전자소자 없이 스프링 단자만 연결된 부품으로 2단자를 가진 사용자 정의 부품을 납땜 없이 연결시킬 수 있다. |
| ?Q | 3핀 사용자 정의 부품 | 아무런 전자소자 없이 스프링 단자만 연결된 부품으로 3단자를 가진 사용자 정의 부품(주로 트랜지스터나 3핀 IC)을 납땜 없이 연결시킬 수 있다. |
| ?U8 | 8핀 IC 소켓 | 빈 IC 소켓으로, NE555나 LM358, UA741 등의 흔히 쓰이는 8핀 DIP IC를 연결시킬 수 있다. 포토커플러와 같은 4핀 부품을 꽂는 것도 가능하다. 변환기판을 동원한다면 SMD 8핀 IC도 사용 가능하다. |
| - | 녹음 IC[국내한정] | |
| - | 월드컵 음악 IC[국내한정] | 월드컵 음악을 재생한다. |
| - | 터치 판[국내한정] | ㅋ자 모양의 전극 2개가 서로 맞닿지 않도록 되어있는 판으로, 손가락 접촉을 감지하는 용도로 사용된다. |
4. 여담
- 정사각형의 회전대칭인 IC는 방향 확인 없이 사용시 고장의 원인이 되므로 부품 번호의 방향을 반드시 확인하고 연결해야 한다.
- 초등학교나 중학교에서 과학 혹은 기술가정 수업시, 혹은 학원에서 실습 교재로 활용되기도 한다. 고등학교나 대학교에서도 활용 사례가 있다.
- 전자 회로에 대한 지식이 충분할 경우 교재에서 제공하지 않는 회로를 만드는 것도 가능하다. 심지어 전기충격기를 만든 사례도 있다.
- 3D 프린터와 수예용품으로 판매되는 똑딱이 단추를 이용해 대각선 커넥터, MOSFET, 연산 증폭기, 아두이노용 LCD 패널 등 기존 브레인박스에서 추가하지 않는 사용자 정의 부품을 추가하는 사례도 있다.
- 똑딱이 단추는 애초에 전기 전달용 단자 목적으로 만들어진 물건이 아니며, 단추와 스냅 커넥터의 재질은 구리보다 저항이 높은 철이므로 지나친 고전류를 흘리는 일은 삼가야 한다. 연결 부위에 2A 이상 흘리면 발열이 발생할 수 있다.
- 아크릴 기판의 돌기 간격은 약 2.8cm(1.1인치) 이다.
- IC들의 내부 회로도는 Elenco의 사이트에서 PDF 파일로 받을 수 있다. 따라서 전문 지식이 있다면 독자규격 칩이 고장난 경우를 제외하고 DIY로 수리 가능하다.
[1] 과학상자 회사에서 만든 전자 교구로, 구멍이 뚫린 황동 전극에 노란색 플라스틱 핀으로 전선을 고정하는 방식으로 배선한다. 2000년대에 판매되었으나 이후 단종되었다.[2] 부품이 고장나 자가 수리하거나 자작 부품을 만드는 경우 제외.[3] ?1, ?Q, ?U8 등.[4] 한 번 끊어지면 재사용 불가한 일반 퓨즈와 달리 과전류의 원인을 제거한 후 소자가 식으면 차단이 해제되는 퓨즈이다.[국내한정] Elenco의 정식 시리즈에서는 단종 또는 포함되지 않았으며, 국내에서 브레인박스로 발매된 제품에만 존재한다.[국내한정] [국내한정]