[자작 Arduino Uno 제작] PCB 디자인

- 제작 환경

KiCAD Verson 9.0.3

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1. 서론

  모든 회로 설계가 끝나고 이제 실제 제품을 만들기 위한 PCB디자인을 할 차례입니다. PCB 디자인은 설계된 회로를 바탕으로 물리적인 요인들을 고려하여 제품을 설계하는 것을 말합니다. 물리적인 요인들을 고려하지 않으면 제품이 동작하지 않거나 심한 경우 열로 인해 화상이나 화재도 발생할 수 있습니다. 또한 제품을 생산하는데 필요한 비용도 달라지기에 실제품을 만들기 위해서는 더 다양한 요인들을 고려해야합니다. 저는 공부를 목적으로 만드는 것이므로 비용과 관련된 요인을 고려하지 않았습니다.

 

- 물리적인 환경

• Trace간 거리
  신호선의 경우 Trace가 너무 가까울 경우 노이즈가 발생할 수 있습니다.
• Trace의 두께
  흐르는 전류에 따라 Trace의 저항 조절해야합니다.
  높은 전류에 두께가 좁은 Trace를 사용할 경우 열에 의해 화재가 발생할 수 있습니다.
• Trace의 길이 (Trace Length Matching)
  신호 선의 경우(특히 높은 주파수로 스위칭이 되는 신호)의 경우 Trace의 길이가 일정하지 않으면 신호의 불균형이 발생할 수 있습니다.

2. PCB 설계

- Top

 

  Top은 주로 Vcc, 신호선을 배치하여 디자인하였습니다. 그이유는 Bottom에는 되도록 전체적으로 Ground 로 하여금 Via hole를 배치하여 Top에서 어디서든지 Ground에 연결 가능하도록 하였습니다.

- Bottom

 

  Top은 되도록 이면 Ground를 배치하도록 노력하였습니다. 그래서 신호선을 최소화 하였습니다. 그 이유는 신호선으로 인해 Ground 연결안되는 상황을 피하려고 하였습니다.

 

3D 모델링된 아두이노

 

3. 거버 파일 추출

MyArduino.zip

0.12MB

 

Gerber viewer로 확인한 결과 큰 이상없이 PCB 디자인이 끝났다는 것을 확인했습니다.

 

4. 결론

  이제 실제 제품을 만들기 위한 모든 설계는 끝났습니다. 마지막으로 모든 부품을 주문하고 PCB를 업체에 맞겨 제작을 의뢰 해야합니다. 다음에는 회로 설계로 도출된 BOM과 Gerber파일을 통해 주문제작하는 과정을 진행하도록 하겠습니다.