여러 기능을 다루기보다는 누구나 보고 PCB 제작을 진행할 수 있기를 바라며 글을 쓴다.
OrCAD Capture를 실행한다.
새 프로젝트의 이름을 생성하면 된다.
Schematic의 기본 화면이다.
PCB 설계를 위해 시작해야할 것은, 내가 생각하기에는 라이브러리 구축이다.
File - New - Library 으로 라이브러리를 생성한다면
이런 라이브러리가 프로젝트 폴더안에 생성된다.
이후 New Part를 선택해 내 라이브러리안에 첫번째 부품을 추가한다.
지금은 Name과 Part Reference만 작성한다.
이름은 현 부품의 이름을 상세하게 작성하는것이 좋고 Part Reference는 보드위에 여러종류의 커패시터들이 C1, C2, C3과 같이 정렬될때처럼 사용되는것으로 사실 뭘하든 상관은 없다.
첫번째 제작할 부품은 라즈베리파이이기 때문에
Name : rbp_pico
Part Reference : U
위와 같이 설정하였다.
이러면 좌측에 설계자의 라이브러리 안에 rbp_pico라는 부품이 생성된것을 확인할수 있다.
이제 회로도를 그려야 하는데 하기전에 부품에 대한 정보를 찾아야한다.
라즈베리파이 공식 메뉴얼은 아래 첨부하였다.
라즈베리파이 피코2를 직접 장착할것이기 때문에 제품의 핀번호를 기준으로 제작할것이다.
좌측상단을 1번핀으로 기준으로 삼고 아래와 같이 나열된다.
1. GPIO0
2. GPIO1
3. GND
4. GPIO2
5. GPIO3
6. GPIO4
7. GPIO5
8. GND
9. GPIO6
10. GPIO7
11. GPIO8
12. GPIO9
13. GND
14. GPIO10
15. GPIO11
16. GPIO12
17. GPIO13
18. GND
19. GPIO14
20. GPIO15
21. SWCLK
22. GND
23. SWDIO
24. GPIO16
25. GPIO17
26. GND
27. GPIO18
28. GPIO19
29. GPIO20
30. GPIO21
31. GND
32. GPIO22
33. RUN
34. GPIO26
35. GPIO27
36. GND
37. GPIO28
38. ADC_VREF
39. 3V3(OUT)
40. 3V3_EN
41. GND
42. VSYS
43. VBUS
핀 번호를 알았으니 다시 회로도로 돌아가서
Place - Pin 을 선택하고
1번핀인 GPIO0를 이름으로 설정하고 1번핀으로 작성후 OK를 누른다.
이후 1번핀 위치를 클릭하여 배치한다. 핀이 많이 들어갈것을 예상하여 구역을 드래그로 확장하였다.
일련의 과정을 반복하여 전체 심볼을 완성한다.
다음은 우측에 Place line 혹은 place rectangle을 선택하여 심볼 주변의 점선을 따라 그려준다.
현재 회로도에 나타나있는 점선은 실제 선이 아니기 때문에 저 상태로 심볼을 불러온다면 아무것도 없이 핀만 있는 모습이 나온다.
최종적으로는 위와 같은 모습으로 완성된다.
그후 저장을 반드시 한후 Capture를 종료한다.
다음은 라즈베리파이 피코를 내가 만들 PCB 보드에 납땜하기 위한 Foot print를 제작해야한다.
그중에서도 가장 먼저 해야할 일은 PAD 제작이다.
일반적인 전자 부품들은 스펙북에 PCB Footprint를 제작하기 위한 권장 도면이 제공된다.
또는 Ultra librarian 같이 PCB Footprint를 공유하는 사이트도 굉장히 많이 존재한다.
도면 확인을 위한 데이터 시트를 첨부하였다.
(49.86 - 46.66) 을 하면 패드는 의 높이는 1.6mm임을 알수있고
패드의 길이는 (22.58 - 16.18) / 2 = 3.2mm임을 알 수 있다.
위 정보를 알고 난후 orCAD padstack editor를 실행한다.
PAD Stackeditor는 말그대로 패드를 만드는 프로그램이다. 프로그램 시작후 Units을 변경해줘야한다.
우리는 mm가 편하므로
mm로 소수점 4자리까지 설정한다.
라즈베리파이 피코는 표면에 부착될것이기 때문에 SMD Pin으로 선택하고 모서리에 약간의 곡률을 주기위해 Rounded Rectangle을 선택한다.
이후 Design Layers 탭을 눌러 아래와 같이 설정한다.
width 와 height 그리고 radius또한 위에 첨부하였던 그림에 모두 있는 정보이다.
BEGIN Layer만 선택후 Mask Layers로 넘어간다.
PCB 제작을 위한 Mask를 설정하는 탭이다.
일반적으로는 Soldermask만 알면 대부분 사용이 가능하다.
PCB의 표면은 겉에는 부도체인 얇은 코팅막이 존재한다. 부품을 PCB에 연결하기 위해서는 이 코팅막을 걷어내고 하부에 있는 도체가 들어나게 해야한다.
Soldermask는 코팅막을 제거하는 레이어로 생각할 수 있다.
이렇게 만들어진 패드는 "프로젝트경로/pad/pad_rpi_pico.pad" 로 저장하였다.
동일한 과정을 통해 같은 radius를 지닌 1.6 x 3.2 패드도 만들었고 "프로젝트경로/pad/pad_rpi_pico_2.pad"로 저장하였다.
pad 작업이 완료되었다면 PCB editor를 실행한다.
PCB Designer든 Allegro든 대부분 다 유사하다.
PCB Editor에서 File - New 를 누르고 Package symbol을 선택한후 이름을 저장한다
저장경로는 "프로젝트경로/package/rpi_pico.dra" 로 저장하였다.
아무것도 없는 빈 화면이 뜨며 엄청난 Design flow가 즐비해있지만 모두 할 필요는 없고 필요한것들만 진행하면된다.
Design workflow의 Design Parameter를 선택한다.
(Design Workflow가 뜨지 않는다면 view - windows - Design workflow를 체크하면 된다)
Design 탭에 units을 millimeter로 변경하고 Extents를 위와 같이 설정한다.
제작할 라즈베리파이 피코의 도면이 최대 22.58 x 49.86이기에 50 x 120(그림과 다름)을 전체 사이즈로 잡았다
다음은 Design workflowdml Grids를 선택한다.
여기는 그리드를 설정하는 화면으로 취향이기 때문에 원하는 값을 설정하면 된다.
본 글에서는 0.01로 설정하고 Grids on에 체크를 한다.
ok를 누르면 그리드가 뜬다.
그리드 설정에 따라 점 한개마다 0.01mm의 간격을 나타낸다.
이후 Setup - User preference를 키고
이화면에서 padpath, psmpath를 설정한다.
pad path는 말그대로 pad 파일들이 저장된곳(작업디렉토리/pad)를 지정하고
psmpath는 내가 그린 부품들의 footprint가 저장된곳 (작업디렉토리/package)를 지정한다
이제 작업 환경이 완성되었고 패드 배치를 위해 Layout - Pins를 선택한다.
그리고 padstack에서 아까 만든 패드를 선택한다. padpath가 제대로 설정되어 있어야 고를수 있다.
도면에 따라 (49.86-44.78)/2 = 2.54mm 간격으로 패드가 배치되어야 한다.
위와 같이 설정한후 커맨드 창에 x -9.69 50.43이라고 쓰고 엔터를 누른다.
위 작업의 뜻은 pad_rpi_pico라는 pad를 y축 아래방향으로 20개 를 배치한다는 뜻이고
x -9.69 50.43은 좌표 -9.69 50.43부터 시작한다는 뜻이다. 이 수치는 위의 도면을 보고 계산하여야 한다.
명령 후 f6 혹은 우클릭 - done을 눌러 배치를 완료한다.
다음은 밑에면의 패드를 배치하겠다.
그다음은 우측면으로
위 작업을 완료하면
다음과 같이 패드작업이 완료된다.,
이후 add line과 add text를 이용하여 필요한 정보를 작성한다. Layer는 Package Geomatry - Silkscreent top만을 이용한다.
마지막으로 Layout - labels - RefDes를 선택한다.
이후 Refdes - Assembly top layer로 화면을 클릭한후 처음 정했던 Reference를 기재한다.
본 글에서는 U로 정의 하였기 때문에 U*로 기재한다.
그 다음은 RefDes - Silkscreen top layer로 같은 글자인 U*를 기재한다.
계속..
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