ASRock BC-250 보드 RAZER CORE X CHROMA 에 설치하기 4

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RAZER CORE X CHROMA 에 있는 12V 전원 을 사용하는 허브 보드를 설계중이다. 새로 설계되는 허브에는 4개의 USB 2.0 포트, 이더넷 포트를 통한 오디오 출력, 오디오 엠프 회로, 전원 감지 및 오디오 엠프 컨트롤을 위한 MCU 가 포함되어있다. 전원 소스는 12V 와 5VSB 를 사용하며, MCU 만 5VSB 를 사용하고 나머지 장치들은 12V 를 사용하도록 설계하였다. 보드 고정의 경우 RAZER CORE X CHROMA 에 장착 되어있던 PCIE 허브 카드의 브라켓을 그대로 사용할수 있도록 설계하였다. 핀 헤더를 통해 BC-250 의 USB 2.0 포트에 납땜하여 사용할 목적으로 설계 되었다. USB 2.0 포트 하나를 희생해서 사용한다. USB 허브 전원은 BC-250 에서 가져오지 않고 내부 전원 회로에서 컨버팅 된 5V3A 전원을 커런트 리미트로 제한하여 사용하도록 설계하였다. 그리고 이 보드에는 BC-250 전원이 꺼졌는지 감지하여 먼저 제작 하였던 PSU 컨트롤러로 신호를 보내주는 회로가 설계되어 지난번에 우려 했던 PSU 가 꺼지지 못하는 상황을 방지 할 수 있다.  오디오 엠프를 넣은 것은 개인적인 욕심인데 스피커를 내장하기 위함이다. 엠프를 넣지 않았다면 사이즈도 더 작아지고 설계도 많이 쉬웠을 것이다. 가장 큰 걸림돌은 USB 포트와 이더넷 포트의 위치를 바꿀 수 없다는 것 이다. 아직 수정해야 할 부분이 많아서 먼저 설계했던 브라켓이 오기 전까지는 설계를 확정 할 수 없다.
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RP2040 개발보드 설계 3

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RP2040 개발보드 설계 하면서 모듈형식으로 사용할 수 있는 리튬 충방전 모듈을 디자인 해보았다.
모듈의 설계는 위 이미지에서도 알 수 있겠지만 18650/21700 사이즈의 리튬 이온 배터리를 사용하는 것을 고려하고 있다.

설계 목표는 개발보드가 USB 로 PC 와 연결된 상태에서 리튬 배터리 모듈이 연결/제거 되어도 동작을 유지하는것이고, 아두이노 보드의 쉴드처럼 쓸 수 있도록 하는것이 목적이다. 전원소스 동작은 개발보드에 연결시 Power Path 선택 회로에 의해 배터리 전원 입력시 USB 입력전원은 리튬 배터리의 충전 전압으로 사용되고 리튬 방전회로의 출력전압 소스를 개발보드의 주 전원 소스로 사용하도록 설계하였다.

아래 회로도는 개발보드의 각 부분을 가독성 있게 계층도로 구분하여 작성하였다.


계층도를 사용하여 설계하면 각 기능의 모듈화도 편하고 제품의 기능 파악도 빨라진다.
간단한 회로에서 시작한 제품이라도 여러 기능들이 붙기 시작하면 거대해 지기 마련인데 그렇게 복잡해진 회로도를 다른사람이 보고 분석해서 리뷰하기란 쉽지 않은 일이다. 

프로젝트에 계층 구조를 적용하면 디자인이 거대한 회로도에서 큰 효과를 발휘 할 수 있지만 단순한 디자인 일 지라도 여러 시트에 나누어 디자인 할 경우 더 쉽게 이해할 수 있게되는건 마찬가지다. 무슨 말이하고 싶은 것이냐 하면 디자인이 특별히 복잡하지 않더라도 여러 시트에 걸쳐 구성하면 이점이 있을 수 있다는말이다.

KiCad 에서는 회로설계에 사용된 모든 시트목록은 왼쪽의 계층구조 목록에서 확인할 수 있고 시트를 더블클릭하게 되면 해당 시트로 이동하게 되며 구체적인 설계를 확인 할 수 있다.


개념적으로 간단한 기능일지라도 실제 설계를 해보면 어려울때가 때가 있다. 
그럴때 계층 구조를 적용해 필요한 부분만 놓고 보면 생각보다 쉽게 풀어나갈 수 있는 경우도 있다.

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좋은하루되세요. ^^

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