'나노'에 해당되는 글 3건
- 2019.08.04 Hardware | Arduino 를 DIY 해보자 - 2
- 2018.09.18 Hardware | Arduino 를 DIY 해보자 - 1 4
- 2017.03.31 Hardware | Arduino nano 조립기
1. Arduino Nano 를 DIY 해보자
이 글은 아래 포스트에서 이야기한, arduino 를 직접 만들어보기 2탄 입니다.
* Hardware | Arduino 를 DIY 해보자 - 1
- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Arduino-DIY-itself-1
처음 DIY 대상으로 arduino nano 입니다.
일단, 회로 보는 EAGLE 프로그램에서 뽑은 part list 를 구입에 필요한 것만 정리해 봤습니다.
------------------------------------------------------------------------------------------------------- | name | value | type | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | C1, C4, C6, C9 | 100nF | 0603 SMD | | C3, C7, C8 | 1uF | 0805 SMD | | C2, C5 | 4.7uF 16V | 0603 SMD Tantalum capacitor | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | RP1, RP2 | 1k Ohm | CAY16 Network resistor SMD | | L, PWR, RX, TX | LED | 0805 SMD | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | D1 | SS1P3L-M3 | Schottky diodes & rectifier 30V 1A | | F1 | 500mA 6V | 0603 SMD MF-FSMF050 Resetable Fuse | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | J1, J2 | 15 x 2 | single row male 2.54mm pich pin head | | J3 | USB Mini B | USB Mini B type female socket | | J4 | 6 | double row male 2.54mm pitch pinhead | | SW1 | 157 | SMD tactail switch | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | IC1 | FT232RL | SSOP28 USB UART interface IC | | IC2 | LM1117IMPX-5.0| SOT223 Linear regulator | | IC3 | ATMEGA328P-AU | TQFP32 8-bit Microcontroller | | Y1 | 16MHz | SMD Crystal ceramic resonator | -------------------------------------------------------------------------------------------------------
0603 SMD 및 CAY16 network resistor 등, 소형화에 특화된 부품들로 구성되어 있습니다.
Oscillator 마저도 SMD 타입 입니다.
정품 arduino nano 의 앞면과 뒷면 사진 입니다.
최신 arduino nano 는 ATmega328 chip 크기가 더욱 작아진 MLF (Micro Lead Frame) 형식으로,
ATmega328-MU 가 실장되어 있습니다.
참고로, 이 ATmega328-MU 의 Package type 은 32M1-A 라고 하네요.
- 
Atmel-42735-8-bit-AVR-Microcontroller-ATmega328-328P_Summary.pdf
아래는 밑면입니다.
맨 왼쪽 밑부분에 0603 크기의 fuse 가 있으며,
중간 부분에 SMD 형식의 network resistor 가 실장되어 있습니다.
공간을 최대한 적게 차지하도록 작은 부품들을 사용되어 있습니다. 다만 구하기 힘든 부품들입니다.
2. 구입 부품 최종 확인
정품 nano 에 사용된 SMD 크기는 0603 이지만, 받은 보드는 0805 SMD 로 수정되었으며,
다른 부붐들도 보다 범용적이고 큰 부품들로 변경되어 있다는 것을 알 수 있습니다. 아래 파일은 그 회로도 입니다.
* BL-386
* BL-386(Silk)
참고가 될 수 있도록 arduino nano 의 official 자료를 아래에 올려 놓습니다.
* Arduino Nano V3.2
아래는 무료로 받은 보드 윗면입니다.
부품 크기가 0805 SMD 죠? 그리고 reset switch 마저도 큼지막 합니다.
아래는 밑면입니다.
모두 0805 SMD 이며, 왼쪽 윗부분의 diode 도 큼지막 합니다.
특징으로는 oscillator 가 4 pin 이며, 정사각형의 모양입니다. 이런건 처음이네요.
이 보드를 설계하신 분의 배려가 느껴집니다.
Arduino Nano 의 보드 자체 크기가 0805 를 충분히 커버할 수 있으므로, 궂이 0603 SMD 를 쓸 이유는 없는 것이지요.
다음에 준비하고 있는 Duemilanove 에서도 0805 SMD 를 그대로 사용하고 있어,
추가 부품을 그렇게 많이 구입하지 않아도 되어서 다행입니다.
최종적으로 실제 필요한 부품을 다시 정리해 봤습니다.
------------------------------------------------------------------------------------------------------- | name | value | type | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | C1, C3, C4, C7, C9 | 0.1uF | 0805 SMD | | C5, C6 | 22pF | 0805 SMD | | C8 | 10uF | 0805 SMD | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | R1, R2, R3 | 1k Ohm | 0805 SMD | | R4, R5, R6, R7 | 680 Ohm | 0805 SMD | | L, PWR, RX, TX | LED | 0805 SMD | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | D1 | SS14 | Schottky diodes & rectifier 30V 1A | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | J1, J2 | 15 x 2 | single row male 2.54mm pitch pinhead | | J3 | USB Mini B | USB Mini B type female socket | | J4 | 6 | double row male 2.54mm pitch pinhead | | SW1 | 3 x 6 x 2.5mm | SMD Tactile switch | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | IC1 | FT232RL | SSOP28 USB UART interface IC | | IC2 | LM1117IMPX-5.0| SOT223 Linear regulator | | IC3 | ATMEGA328P-AU | TQFP32 8-bit Microcontroller | | Y1 | 16MHz | 3225 SMD Crystal ceramic resonator | -------------------------------------------------------------------------------------------------------
필요한 부품 리스트를 만들면서 알게된, 배려가 깃든 보드의 특징은 다음과 같습니다.
* no network resistor
저항을 한데 모아 회로를 단순화 하기 위한 부품으로 SMD 용으 구하기 힘드나,
위의 보드에서는 모두 0805 SMD 로 변경되었습니다.
* no fuse
Fuse 가 생략되었습니다.
사실 arduino nano 는 과전류에 사용될 목적으로 만들어 진 것이 아니므로, 단순화를 위해 삭제된것 같습니다.
* bigger crystal
좁쌀만한 oscillator 가 아닌, 좀더 큰 resonator 로 변경되었습니다.
* bigger diode
Diode 도 일반적으로 사용되는 큰 부품으로 대체되었습니다.
* bigger switch
RST switch 도 큰걸로 대체되었습니다.
* all 0805 SMD based
그렇습니다. 0603 SMD는 모두 0805 SMD 로 변경되었습니다.
배려가 깃든 보드인 것을 조사하면서 알게 되니 감사한 마음이 저절로 듭니다.
이 자리를 빌어 다시한번 감사의 말씀 드립니다.
이제 각 부품 구입을 정리해 봅니다.
동시에 다른 arduino 를 준비하다 보니, 겹치는 부품들이 꽤 있습니다.
이런 부품을 공유할 수 있어서 좋네요.
8pin DIP socket 이 필요해서 555 주문할 때, 따로 10uF 을 주문했습니다.
얘만 투명 릴에 왔네요.
위의 세트에는 다음 저항들이 포함되어 있고, 딱 680 Ohm 은 없습니다.
10R / 22R / 47R / 100R / 220 / 470R / 750R / 1K / 2K2 / 4K7 / 6K8 / 10K
22K / 47K / 75K / 100K / 220K / 470K / 750K / 1M
잘 도착하여 받아본 부품 입니다.
다만, 요즘 Micro USB 추세라, Micro USB 도 구매합니다.
Mini USB 와 비교시 pin 간의 간격만 다를 뿐, pin 순서는 동일했습니다.
역시 Micro USB 가 더 단순하고 깔끔한 느낌을 줍니다.
Pin 간격이 좁을 뿐, 순서는 동일합니다.
다만, 요놈은 도착까지 3개월이 걸렸네요.
물론 검정 버전도 같이 가지고 있습니다.
Duemilanove 용으로 구입한 세트에 모두 포함되어 있습니다.
5V/800mA 사양대로라면 특별히 문제될껀 없다고 봅니다.
확대 사진입니다.
형식만 알면 제품을 선택하는 것은 그리 어렵지 않습니다.
AliExpress 에서 검색하니 바로 나오네요. 그 중에서 16MHz 제품을 선택해 줍니다.
* 10pcs SMD 3225 active crystal oscillator OSC 16MHZ 16M 3.2*2.5 3.3V 25PPM
잘 도착했구요.
Oscillator 치고는 직사각형으로 생겨서 신기합니다.
인두 팁으로 납땜을 하다 보니, 아무래도 사용되는 납이 많아져 버립니다.
특히 소자 밑으로 스며들게 해야 하는 oscillator 가 가장 힘들었습니다. (좀 지저분하게 되었죠?)
표면에 안착되지 않은 듯 해서 납을 좀 많이 먹여버리기도 하고, 네 귀퉁이의 소자가 붙어버린 것 같아서 납을 빨아들이기도 하고.
0805 SMD 의 LED 소자는 납땜 하는 열로 인하여 안쪽 구조가 쉽게 망가질 수 있어서 신경이 많이 쓰였습니다.
신기한 것은, anode / cathode 가 쉽게 구분될 수 있도록 띠가 마킹 되어 있었습니다.
위의 사진 처럼, 돌기가 있는 쪽이 + 극이네요.
설계대로라면 USB mini B 이어야 하지만, 요즘은 micro USB 로 통합되는 분위기라서 micro USB 를 장착해 봤습니다.
리드선의 순서는 동일해서, 간극만 맞추고 납땜하면 되었습니다.
잘 안착되게 리드선을 밑으로 구부려서 납땜 해야 하는데, 그러지 않아서 납을 많이 먹여도 떠버리네요. (위 사진)
micro USB 부분의 접점이 잘 되지 않자, 조금 많이 인두로 지졌더랬습니다.
그랬더니 패턴이 나가버렸네요. ㅠㅠ (망함)
micro USB 를 PC 에 연결하면 LED 도 들어왔다 나갔다 뭔가 하는것 같은데, PC 에 인식이 되지 않았습니다.
pinheader 까지 다 납땜 해버렸는데...
이번 작업은 망했어요.
다시 이 기판을 주문하여 도착하면 다시 시작하려 합니다.
그러기 전에 열풍기로 작업해야 겠습니다.
열풍기가 준비 되면, 그 때 다시 arduino DIY 를 시작하겠습니다.
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1. Arduino 를 실제로 만들어 보자
PCB를 직접 만들어 보고자 이곳저곳을 찾아 다니던 중,
BinGoon 이라는 분의 블로그를 알게 되었습니다.
* BinGoon 의 소소한(?) 일상
여기서 보게된 Arduino 직접 제작기.
- http://binworld.kr/25?category=494229
원래 PCB 부터 설계, 프린팅부터 하는게 진정한 DIY 이긴 하지만, 준비할게 너무 많은지라
블로그에 안내된 대로 Arduino PCB를 무료로 보내주는 분에게 부탁하여 PCB 만 따로 받기로 합니다.
* Board Lab (Board Free)
2. Arduino 의 역사
Arduino 를 처음 시작할 때도 그랬지만, 그 종류가 많아 초보자가 처음 선택하기란 쉽지 않습니다.
자료를 찾고 알아가는 재미도 있지만, 처음에는 막막하더군요.
무료 PCB 주문을 위해, 어떤 Arduino 를 할 것인지 선택함에 있어서도 다시금 고민이 됩니다.
그래서 이번에 좀더 체계적으로 알아보기로 합니다.
기본적인 정보는, 아래 Wikipedia 를 참고했습니다.
* List of Arduino boards and compatible systems
- https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Arduino_boards_and_compatible_systems
제작에 앞서 기준이 되는 것은 "최신 업그래이드 된 버전의 Arduino" 였습니다.
Arduino 도 햇수가 지나면서 최적화 되고, 새로운 버전들이 생겨났거든요.
이왕 만들꺼면 최적화가 가장 많이 이루어전 최신 arduino 로 하는게 좋다는 생각이었습니다.
과거 발전사를 한눈에 보려면 아래 arduino 사이트를 보면 됩니다.
* Arduino Older Boards
- https://www.arduino.cc/en/Main/Boards
위의 Wikipedia 와 Arduino 두 사이트를 보고 정리된 발전 수순은 대략 다음과 같습니다.
(많이 쓰이는 메인 스트림 기준으로)
NG --> Diecimila --> Duemilanove --> Uno --> Leonardo --> Zero
Zero 는 2015년부터 정식 릴리즈 되었지만, 사양이 넘사벽이고 DIY 하기엔 너무 부품이 많습니다.
또한 무로 PCB 사이트에서도 제공되는 리스트에 포함되어 있지 않습니다.
그럼 Duemilanove / Uno / Leonardo 정도로 좁혀지는군요.
3. Arduino 중에서 어떤걸 선택해야 할까?
이제 하나씩 알아봅니다.
* Arduino Duemilanove
- https://www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardDuemilanove
* 제작 연도 : 2009
* CPU : ATmega328P
* USB chip : FTDI FT232R
* USB socket : USB 1.0 Standard Type B
Improved : automatically switching between USB and external power, eliminating jumper
* ARDUINO UNO REV3
- https://store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3
* 제작 연도 : 2010
* CPU : ATmega328P
* USB chip : ATmega16U2
* USB socket : USB 1.0 Standard Type B
This uses the same ATmega328 as late-model Duemilanove, but whereas the Duemilanove used an FTDI chip for USB, the Uno uses an ATmega16U2 (ATmega8U2 before rev3) programmed as a serial converter.
* ARDUINO LEONARDO WITH HEADERS
- https://store.arduino.cc/usa/arduino-leonardo-with-headers
* 제작 연도 : 2012
* CPU : ATmega32U4
* USB chip : USB controller built-in at CPU
* USB socket : USB 2.0 Micro B
The Leonardo uses the Atmega32U4 processor, which has a USB controller built-in, eliminating one chip as compared to previous Arduinos.
참고로 compact version 인 Nano 도 확인해 봅니다.
* ARDUINO NANO
- https://store.arduino.cc/usa/arduino-nano
* 제작 연도 : 2008
* CPU : ATmega328
* USB chip : FTDI FT232R
* USB socket : USB 2.0 Mini B
역시 제작년도가 가장 최근(?) 인 2012년에다가 USB chip 이 내장되어 있어서 깔끔하며,
USB socket 도 휴대폰 충전용으로 가장 많이 쓰이는 USB micro B 인 "Leonardo" 로 결정합니다.
4. 선택의 재고
Leonardo 로 선택했지만, 몇가지 마이너한 문제가 있습니다.
* 제공되는 PCB 의 형태
BoardFree 에서 제공되는 Leonardo 의 부품들은 SMD 형태가 아니라,
예전 라이오 공작시 사용되는 큰 부품들을 사용할 수 있도록 제작되었습니다.
향후 여러가지 PCB를 직접 제작하여 회로를 꾸밀 때,
부품을 SMD 로 많이 준비하려 하려던 차라 이와 맞지 않습니다.
또한 왠일인지 USB socket 이 USB 1.0 Standard Type B 입니다.
결국 대상에서 제외할 수밖에 없네요.
* chip 실장의 난위도
실제로 납땜하게 되면 아래와 같은 모습이 되는데, 좋은 플럭스와 납땜 팁이 필요합니다.
결국 무난하게 "Duemilanove" 가 가장 적당해 보이는군요.
BoardFree 에서는 2가지의 PCB 를 보내주므로 "Nano" 도 함께 부탁하기로 합니다.
USB socket 은 micro USB 로 변환시켜주는 부품을 찾아서 해결해 보기로 합니다.
이 파일을 통해서 회로를 볼 수 있습니다.
또한 export 를 통하여 part list, 즉 부품 리스트도 뽑아볼 수 있습니다.
간단한 사용법은 다음에 오는 포스트에서 설명하겠습니다.
* Software | 회로설계 프로그램 EAGLE
- http://chocoball.tistory.com/entry/Software-circuit-design-EAGLE
위의 방법을 통해 만들어진 Duemlianove 와 Nano 의 부품 리스트 입니다.
arduino-duemilanove-part-list.txt
짜잔~ Duemilanove 와 Nano 의 PCB 입니다.
무료라서 기대하지 않아 그랬는지, 처음 받고나서 놀랬습니다.
품질이 예상 이상으로 좋았습니다. 쓰루홀도 정확했고, 프린딩도 좋았습니다.
무엇보다도 두께가 1.7mm 로 상당히 두껍습니다. 이렇게 좋은 품질일줄은 몰랐네요.
또한번 이자리를 빌어 감사의 말씀 드립니다.
앞면입니다.
뒷면입니다. 볼수록 깔끔하네요.
왼쪽 윗부분은 전원부 입니다. 아름답네요.
Nano 의 PCB 입니다.
------------------------------------------------------------------------------------------------------- | name | value | type | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | C1, C4, C5, C8, C9, C10, C11, C12, C13 | 100nF | 0805 SMD | | C2, C3 | 22pF | 0805 SMD | | C6, C7 | 100uF 35V | Aluminum Electrolytic Capacitor | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | R1, R10, R11 | 10k Ohm | 0805 SMD | | R4, R5, R6, R7, R8, R9 | 1k Ohm | 0805 SMD | | L, PWR, RX, TX | LED | 0805 SMD | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | D1 | M7 (1N4007) | Rectifier Diode | | F1 | 500mA 15V | L1812 Resetable Fuse | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | J1, J3 | 8 | single row female 2.54mm pitch pinhead | | J2, POWER | 6 | single row female 2.54mm pitch pinhead | | ICSP | 6 | double row male 2.54mm pitch pinhead | | S1 | B3F-10XX | OMRON B3F-10XX series switch | | X2 | DC-21MM | 5.5/2.1mm female DC power jack plug socket | | X4 | USB B type | USB B type female socket | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | IC1 | ATMEGA328P-PU | DIP28 8-bit Microcontroller | | IC2 | FT232RL | SSOP28 USB UART interface IC | | IC4 | MC33269D-5.0 | 5V 800mA LDO voltage regulator | | IC5 | LM358D | SOP8 Op Amp | | Q2 | 16MHz | HC-49S crystal oscillator | | T1 | NDT2955 | SOT-23 MOSFET | ------------------------------------------------------------------------------------------------------- | R2 | 100_NM | no need to implement "no-mount" | | RESET-EN | jumper | "auto-reset" on ATmega168 | | X3 | JP4 | use like FTDI breakout board | -------------------------------------------------------------------------------------------------------
위에서 R2, RESET-EN, X3 과 관련한 부품은 실제로 실장할 필요는 없습니다.
이제 구매를 진행하고 납땜을 하면 되겠습니다.
Nano 부품 구입은 이번 프로젝트에 회사 동료를 한명 꼬셨으니, 그 분이 구입하도록 해야겠습니다. :-)
물론 제가 구입한 Duemilanove 부품은 2개 이상씩 구입했으니 나누면 됩니다.
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1. 시작하기
Aliexpress 에서 판매되는 Arduino nano 는 2가지 버전이 있습니다.
조립되어 있고 USB cable 이 포함되어 있는 버전과, 케이블이 없고 다리들을 납땜해야 하는 버전.
한 700원 차이나지만, 궂이 cable 도 필요 없고 돈도 아낄 겸, 납땜해야 하는 버전도 하나 구입합니다.
납땜 연습에도 적격입니다.
2. 도착
물건 도착하자 마자 찍어놓은 사진입니다.
뒷모습
앞모습
MEGA328P 프로세서 입니다.
3. 완성
그냥 납땜 합니다.
빵판에 다리를 고정시켜 놓고 납땜하면 편합니다.
위에가 납땜한 버전입니다.
layout 상 다른 부분은 오실레이터가 수평이 아닌, 프로세서랑 나란이 위치하고 있는데 다릅니다.
4. 테스트
전원을 넣으면 빨간불이 켜지면서 ready 한 상태가 됩니다.
BME280 sketch 를 올리고 돌려보면 정상 작동하는 것을 확인하였습니다.
우훗!
성공입니다.
FIN
더 필요하면 납땜 버전을 계속 구입하겠습니다.
이제 뭘하지?
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