LED를 이용한 첫 번째 공작 - 설계

모든 공작이나 개발을 함에 있어서는 무엇을 할 것인지 가진 아이디어를 잘 형상화 해야 합니다. 무엇을 하는지도 모르고 무작정 만들 수는 없는 노릇이니까요. 준비 단계가 끝났으면 이제 산출물에 대한 설계를 합니다. 단순히 회로를 그리는 것 뿐만 아니라 어느 부픔이 어떻게 필요한지를 따져 보는 것입니다.

무엇을 할 것인지 생각하고 필요한 실험을 해 보았다면, 산출물의 모습은 어떠한지 어떤 부품이 필요할지 어떻게 만들 것인지와 같은 것들을 수식이든 도면이든 글이든 정리를 해야 합니다. 이러한 것이 설계입니다.

우린는 8개의 LED를 밝히도록 할 것입니다.
5V의 전압원을 사용하는 것을 가정하고, 전류제한제항은 100Ω으로 할 것입니다.
각 LED의 최대 정방향전류 20mA를 가정했으니까, 전체 8개의 LED를 밝히는 전체 전류는 $20\times8$ mA 정도가 되겠네요. 이것이 우리가 소모할 전류 예산(Current Budget)입니다.
만능기판에 수작업 납땜(Soldering) 할 것입니다.

회로도를 그려 봅니다. 회로도는 부품들이 어떻게 연결되는지 기호를 사용하여 나타내는 도면입니다.

8개의 LED가 병렬로 연결된 회로도입니다.

회로도를 작성하고, 레이아웃(Layout) 작업을 하게 됩니다. 레이아웃이라고 하는 것은 실제로 부품을 어떻게 배치하고 어떻게 연결되는지를 나타내는 것입니다. 여기에서는 만능기판을 사용할 것이니까 만능기판에 각 부품의 배치와 배선을 그려 봅니다. 스케치에 부품이 어느 정도 면적을 차지하는지 함께 표시해 보도록 하세요. 무작정 다리 위치만 표시하면 나중에 실장할 때 부품이 겹쳐서 부품이 제대로 자리 잡지 못할 수도 있습니다. 

만능기판 위에 배치될 부품의 개략적인 위치와 배선을 생각하여 그려봅니다. 녹색 부분은 부품 자체가 차지할 공간이고 검정색은 부품의 리드입니다. 빨간색 부분이 배선이 됩니다. 배선은 전선 조각을 이어 붙여도 되고, 납땜으로 연결하여도 됩니다. 양면 만능기판의 경우에는 뒷면에 배선을 하면 되겠습니다.

사용할 부품이 많은 경우에는, 각 부품의 품명과 수량을 기재한 문서를 작성하게 되죠. 부품표(BOM; Bill of Materials)라고 부릅니다.

부품표는 빌표한 부품을 준비할 때에, 또는 필요한 부품이 모두 준비되었는지 확인할 때 사용이 됩니다. 사용하게 될 부품의 사양 따위도 기록을 해 둡니다. 이것은 매우 간단하게 작성한 것이지만, 더 복잡해지면 회로와 관련되어 더 많은 정보를 기록하게 됩니다. 

하드웨어(hardware)의 설계단계에서 하드웨어 설계 산출물이라고 하면, 일반적으로 회로도(Schematic Diagram), 레이아웃(Layout), 그리고 부품표(BOM)을 이야기하게 됩니다. 지금은 매우 간단한 것을 만드는 것이니 이 정도에서 마무리가 되겠습니다. ^^