PCB 설계에서 광 커플러 사용의 중요성

LED 기판 자작 시 주의할 점: 전류 제한과 방열 설계 기초

LED를 사용한 전자공작에서 브레드보드로 불을 켜기만 하는 것은 비교적 간단합니다. 하지만 LED 기판으로 직접 제작하는 경우에는 단순히 LED를 나열해 배선하면 되는 것이 아닙니다. 특히 중요한 것이 전류 제한과 방열입니다. LED는 작은 부품이지만 흘리는 전류를 잘못 설정하면 고장 나거나 밝기가 안정되지 않을 수 있습니다. 또한 LED를 많이 사용하는 경우나 고휘도 LED, 파워 LED를 사용하는 경우에는 열을 빼내는 방법도 고려해야 합니다. LED에는 전류 제한이 필요하다 LED는 전압을 가하면 자동으로 적절한 전류로 빛나는 부품이 아닙니다. 필요 이상의 전류가 흐르면 LED가 뜨거워져 수명이 짧아지거나 고장의 원인이 됩니다. 그래서 기본적인 LED 회로에서는 LED와 직렬로 전류 제한 저항을 넣습니다. 저항값은 전원 전압, LED의 순방향 전압, 흘리고 싶은 전류를 바탕으로 결정합니다. 전자공작에서는 LED의 밝기뿐만 아니라 부품에 무리를 주지 않는 것도 중요합니다. 저항의 위치와 개수......

PCB 패드 설계 가이드: SMD·스루홀·솔더 마스크·비아 인 패드

PCB 패드는 부품 단자가 기판과 만나는 도체 영역입니다. 패드 치수와 간격은 납땜 품질, 조립 수율, 재작업성에 영향을 줍니다. 이 글에서는 표면실장(SMD)과 스루홀 패드의 차이부터 솔더 마스크 개구, 비아 인 패드 설계까지 정리합니다. 패드와 홀은 같은 개념이 아닙니다 홀의 도금 여부와 주변 패드 형상은 별도로 지정합니다. 표면실장 패드는 기판 표면의 구리 영역으로, SMD 단자를 납땜할 수 있도록 만듭니다. 도금 스루홀(PTH)은 홀 벽의 도금으로 층간 전기 연결을 제공하며, 부품 리드를 납땜하는 경우 주변에 환형 패드가 있습니다. 비도금 홀(NPTH)은 일반적으로 기계적 고정이나 위치 결정에 사용하며, 홀 자체가 전기 패드를 뜻하지는 않습니다. SMD 패드와 BGA의 SMD·NSMD 용어 BGA에서의 SMD는 ‘Solder Mask Defined’를 뜻하며 표면실장 부품의 SMD와 문맥이 다릅니다. BGA 패드를 설명할 때 SMD(Solder Mask Defined)는 솔더 마스크 개......

Arduino 회로를 기판화하기 전에 정리해야 할 설계 포인트

아두이노로 전자공작의 동작을 확인할 때는 먼저 브레드보드로 회로를 구성하고 점퍼 와이어로 동작을 확인하는 경우가 많습니다. LED를 켜거나 센서 값을 읽거나 모터를 움직이는 등, 시제품 단계에서는 배선을 손쉽게 바꿀 수 있다는 점이 큰 장점입니다. 하지만 브레드보드에서 동작한 회로를 그대로 기판으로 만들 때는 주의해야 할 점이 있습니다. PCB로 만들면 배선과 부품 위치가 고정됩니다. 따라서 아두이노 기판으로 직접 제작하기 전에 전원, 배선, 부품 배치, 커넥터, 아두이노 본체와의 연결 방법을 정리해 두는 것이 중요합니다. 회로도를 정리해 실수 방지하기 기판으로 만들기 전에 가장 먼저 확인해야 할 것은 회로도입니다. 브레드보드에서는 배선을 눈으로 보고 파악했다고 생각해도, 실제로는 어떤 핀이 어디에 연결되어 있는지 모호한 경우가 있습니다. 아두이노의 어떤 핀을 사용하는지, 5V인지 3.3V인지, GND가 공통으로 연결되어 있는지 확인해야 합니다. 저항, 커패시터, 다이오드 등을 빠뜨리지 않았는......

FR-4 PCB 설계 가이드: 소재 특성과 7가지 레이아웃 체크포인트

FR-4는 유리섬유 직물과 에폭시 수지를 기반으로 한 대표적인 PCB 절연 적층재 계열입니다. 기판을 설계할 때는 ‘FR-4’라는 이름만 보고 유전율이나 내열성을 한 값으로 가정해서는 안 됩니다. 실제 특성은 선택한 적층재, 주파수, 온도, 유리섬유 비율과 PCB 스택업에 따라 달라집니다. FR-4란 무엇인가요? FR-4의 FR은 난연성을 뜻하고, 4는 재료 등급을 구분하는 명칭입니다. 강도와 절연성, 공급성 및 비용의 균형이 좋아 일반적인 디지털·아날로그 PCB에 널리 사용됩니다. 그러나 FR-4는 한 회사의 단일 소재명이 아닙니다. 따라서 임피던스나 열 신뢰성을 설계할 때는 실제 사용하는 라미네이트와 프리프레그의 데이터시트를 확인해야 합니다. FR-4는 단일한 Dk·Df 값을 가진 한 가지 재료가 아닌 소재 계열입니다. FR-4 선택 시 봐야 할 주요 특성 항목 의미 설계에 미치는 영향 Dk(유전율) 전기장이 절연층에서 전파되는 특성 전송선 임피던스와 지연 Df(손실 계수) 유전체 손실의 ......

SMD 커패시터 크기 가이드: 0402·0603·0805 치수와 선택 기준

SMD 커패시터를 고를 때 0603이라는 코드만 보고 풋프린트를 지정하면 실수하기 쉽습니다. 같은 네 자리라도 임페리얼과 미터법 표기가 다르며, 외형 크기만으로 정전용량·정격전압·실효 용량을 알 수 없기 때문입니다. 이 글은 주요 MLCC 크기표와 PCB 설계·조립 시 확인할 항목을 정리합니다. 패키지 크기는 보드 면적뿐 아니라 실장성과 전기적 특성에도 영향을 줍니다. MLCC 패키지 크기표 아래 치수는 표기법을 이해하기 위한 공칭값입니다. 실제 길이·폭·두께 및 공차는 선택한 부품의 데이터시트를 확인하세요. 임페리얼 코드 미터법 코드 공칭 길이 × 폭 대표 활용 01005 0402 0.4 × 0.2 mm 초고밀도 설계 0201 0603 0.6 × 0.3 mm 소형 모바일·웨어러블 0402 1005 1.0 × 0.5 mm 고밀도 디지털 회로 0603 1608 1.6 × 0.8 mm 범용 디커플링·시제품 0805 2012 2.0 × 1.25 mm 수작업 실장·다양한 용량 1206 3216 3.2......

전원 기판과 제어 기판을 나누는 장점: 전자공작을 나중에 고치기 쉽게 만드는 회로 블록 설계

전자공작 작품이 복잡해지면 회로를 기판 한 장에 모을지, 기능별로 나눌지 고민하게 됩니다. LED만 켜는 간단한 공작은 한 장으로 충분하지만, 모터, 센서, MCU, 디스플레이가 들어가면 배선이 늘어 구조를 파악하기 어려워집니다. 이럴 때 전원 기판과 제어 기판을 나누면 문제 해결을 위한 수정이나 기능 추가를 위한 개조가 쉬워집니다. 전원 기판과 제어 기판은 각각 어떤 역할을 하나요? 전원 기판 배터리나 AC 어댑터에서 들어온 전기를 회로에서 쓰기 좋은 전압으로 정리하는 부분입니다. 12V를 5V로 낮추거나 5V에서 3.3V를 만들고, 역극성 연결이나 과전류로부터 회로를 보호합니다. 전자공작에서 많이 쓰는 5V와 3.3V를 여기서 만들어 두고, 부품별로 필요한 전압과 전류에 맞춰 공급하는 구조입니다. 제어 기판 MCU나 로직 IC를 중심으로 센서 값을 읽고, LED를 켜고, 모터의 동작을 판단하는 두뇌에 해당합니다. 전원 기판이 전기를 정리하는 역할이라면, 제어 기판은 동작을 결정하는 역할입니......