72개 LED 웨어러블 워치 제작: 40mm 원형 PCB와 JLCPCB PCBA 사례

최초 게시일 Sep 22, 2026, 업데이트 되였습니다. Sep 22, 2026

1 분

핵심 정리

이 사례는 정밀한 40mm 원형 PCB에 72개의 LED를 배치한 웨어러블 워치의 설계와 제작 과정을 다룹니다. JLCPCB SMT 조립으로 0603 LED 70개 이상을 수작업으로 납땜하는 부담을 줄였고, ENIG 표면처리와 마우스 바이트 패널화를 적용해 원형 기판을 자동 조립할 수 있도록 했습니다. EasyEDA 회로도부터 펌웨어와 스테인리스 케이스 통합까지 전체 흐름을 확인할 수 있습니다.

프로젝트 배경과 설계 목표

상용 스마트워치는 OLED와 고성능 프로세서를 사용하지만, 오픈소스 제작자 Taifur는 단순하면서도 산업용 제품에 가까운 LED Round Watch를 설계했습니다.

핵심 목표는 ATmega328P 마이크로컨트롤러와 고정밀 DS3231 실시간 클록(RTC)을 이용해 72개의 SMD LED를 원형으로 구동하는 손목시계를 만드는 것이었습니다.

기구 제약: 상용 시계 케이스에 넣기 위해 PCB 지름을 40mm 이하로 제한했습니다.
조립 난이도: 40mm 기판에 0603 LED 70개 이상과 TQFP-32 IC를 수작업으로 실장하면 브리징, 정렬 오차와 열 스트레스가 발생하기 쉽습니다.
외관: 표시 면에 핀 헤더, 큰 커넥터와 느슨한 배선이 보이지 않아야 했습니다.

이를 해결하기 위해 EasyEDA로 회로도와 PCB를 설계하고 JLCPCB PCBA 서비스로 고밀도 보드를 제작·실장했습니다.

시스템 아키텍처와 부품 선정

블록	주요 부품	역할
마이크로컨트롤러	ATmega328P	LED 멀티플렉싱, 버튼 입력, 시간 표시 제어
RTC	DS3231	정확한 시간 유지와 저전력 I2C 통신
표시부	0603 SMD LED 72개	원형 링으로 시간과 상태 표시
전원	CR2032	소형 웨어러블 전원 공급

원형 배열은 LED 간격과 각도 오차가 표시 품질에 직접 영향을 주므로 부품 풋프린트, 기준점, 배선 폭을 함께 검토해야 합니다.

핵심 회로 설계와 PCB 배치

72개 LED는 MCU의 제한된 GPIO를 효율적으로 사용하기 위해 행·열 방식으로 멀티플렉싱했습니다. DS3231은 별도 RTC로 동작해 MCU가 저전력 모드에 들어가도 시간을 유지합니다.

부품은 표시 면의 시각적 균형을 해치지 않도록 배치하고, 프로그래밍과 배터리 연결을 위한 패드는 케이스 조립 후에도 접근할 수 있게 배치했습니다. 배선은 LED 전류와 리턴 경로를 고려해 인접 신호와 불필요하게 교차하지 않도록 했습니다.

웨어러블 DFM과 ENIG 표면처리

40mm 원형 보드는 자동 조립 장비에서 직접 다루기 어렵기 때문에 생산용 직사각형 패널 프레임 안에 배치했습니다. JLCPCB 제조 검토에서는 보드 외곽, 홀, 실크스크린, 패드 간격과 부품 높이를 함께 확인해야 합니다.

ENIG는 평탄한 표면을 제공해 TQFP-32와 같은 미세 피치 부품의 실장에 유리합니다. 또한 프로그래밍 패드가 습기와 피부 접촉에 노출되는 웨어러블 환경에서 산화를 줄이는 데 도움이 됩니다. ENIG의 실제 적용 가능 여부는 보드 사양과 생산 조건을 확인해야 합니다.

양면 부품 실장과 패널화

보드 면적이 작기 때문에 일부 부품은 양면에 나누어 배치했습니다. 자동 조립을 위해 패널 가장자리에 공정용 프레임과 마우스 바이트 브레이크어웨이 탭을 추가했습니다.

패널은 픽앤플레이스 장비가 안정적으로 이송할 수 있을 만큼 견고해야 하며, 최종 분리 후 탭 흔적이 케이스와 간섭하지 않도록 위치를 정해야 합니다. 마우스 바이트 설계는 실제 제조 공정과 보드 외곽 조건에 맞춰 검토해야 합니다.

JLCPCB PCBA 조립의 장점

0603 LED 70개 이상을 수작업으로 납땜하면 정렬 오차와 납땜 브리징이 누적될 수 있습니다. SMT 조립 서비스는 솔더 페이스트 인쇄, 부품 실장, 리플로우와 검사 과정을 반복 가능한 조건으로 관리합니다. BOM과 Gerber, CPL 데이터를 정확히 준비하고 조립 가능 부품을 확인해야 합니다.

제조 데이터	확인 항목
Gerber	외곽, 구리층, 솔더 마스크, 실크스크린
BOM	부품 번호, 값, 대체 허용 여부
CPL	좌표, 방향, 회전값

PCBA 주문 전에는 부품 대체 허용 여부, 극성, 부품 방향, 미실장 부품과 검사 요구사항을 확인해야 합니다.

조립, 펌웨어와 케이스 통합

조립이 끝난 뒤에는 패널에서 원형 보드를 분리하고, 6핀 포고 핀 클립을 이용해 펌웨어를 업로드했습니다. 프로그래밍 패드는 케이스를 완전히 닫기 전에 접근할 수 있도록 설계했습니다.

CR2032 배터리로 장시간 동작시키기 위해 MCU는 깊은 슬립 모드에서 대기하고, 버튼 입력이 있을 때만 약 5초 동안 LED를 켭니다. LED 멀티플렉싱 주기와 밝기 제한은 가독성과 소비전력 사이에서 조정해야 합니다.

스테인리스 케이스에 PCB를 넣을 때는 보드 외곽, 버튼, 배터리 접점 및 금속 부품 사이의 절연 여유를 확인합니다.

펌웨어 최적화와 LED 멀티플렉싱

펌웨어는 RTC에서 시간을 읽고 현재 시각에 해당하는 LED만 구동합니다. 멀티플렉싱 주파수가 낮으면 깜박임이 보이고, 너무 높으면 MCU와 LED의 피크 전류 조건이 달라질 수 있습니다. 실제 값은 사용한 부품의 데이터시트와 측정 결과를 기준으로 조정해야 합니다.

깊은 슬립 모드로 대기 전류를 낮춥니다.
버튼 인터럽트로 필요한 순간에만 표시합니다.
RTC 보정과 LED 전류 제한으로 시간 오차와 밝기 편차를 관리합니다.

프로젝트 피드백과 제작 경험

이 프로젝트는 소형 원형 기판에서도 회로 설계, 제조 데이터, 자동 실장, 펌웨어와 기구 조립을 하나의 흐름으로 연결할 수 있음을 보여줍니다. 가장 중요한 교훈은 초기 단계에서 패널화와 조립 방법을 함께 결정해야 재작업을 줄일 수 있다는 점입니다.

72개 LED 웨어러블 워치 FAQ

왜 40mm 원형 PCB를 사용했나요?

상용 시계 케이스에 넣기 위한 기구 조건 때문입니다. 원형 외곽과 LED 링의 중심 정렬을 동시에 만족해야 했습니다.

ENIG 표면처리가 필요한 이유는 무엇인가요?

평탄한 패드 표면과 내식성이 필요했기 때문입니다. 다만 최종 표면처리는 부품, 조립 방식과 제조 사양에 맞춰 선택해야 합니다.

배터리는 얼마나 오래 사용할 수 있나요?

원문 사례에서는 MCU가 5µA 미만의 깊은 슬립 모드로 대기하고 버튼 입력 때만 LED를 약 5초 켜도록 했습니다. 실제 수명은 LED 전류, 배터리 상태와 사용 빈도에 따라 달라집니다.

작은 원형 PCB를 자동 SMT 라인에서 어떻게 조립하나요?

직사각형 패널 프레임과 마우스 바이트 탭 안에서 조립한 뒤 최종 공정에서 원형 보드를 분리합니다.

결론

72개 LED Round Watch는 EasyEDA와 JLCPCB PCBA를 결합해 DIY 아이디어를 실제 웨어러블 제품 형태로 구현한 사례입니다. 고밀도 SMT 조립을 외부 제조에 맡기면 설계자는 펌웨어, 표시 방식과 기구 통합에 집중할 수 있습니다.

프로젝트 파일과 Gerber, BOM을 확인한 뒤 같은 제조 흐름으로 원형 LED 기판이나 IoT 웨어러블을 제작할 수 있습니다.

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자동 조립 전 어떤 파일을 준비해야 하나요?

Gerber, BOM과 CPL을 준비하고 부품 방향, 극성, 대체 허용 여부를 확인해야 합니다.