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ASRock BC-250 보드 RAZER CORE X CHROMA 에 설치하기 5

주문 제작 하였던 브라켓이 도착하였다.  재질은 철이 아니고 알루미늄이라 그런지 상당히 가볍고 잘못하면 휘어질 것 같은 느낌이 든다. 제작하고 수령하기 까지 거의 3주라는 긴 시간이 걸렸다. 원래 이렇게 까지 걸리진 않는데 원인은 가공 엔지니어로 부터 온 메일을 확인하지 않고 3일이나 흐른 뒤에 답장을 하였고, 연말 기간도 걸려서 늦어져 버렸다. BC-250 카드에 기존 브라켓을 제거하고 새로 설계한 브라켓을 달아보니 아주 잘 맞았다. 버튼도 잘 눌리고 이더넷, USB, DP 포트 모두 사용에 문제가 없다. 이렇게 보고 나서 알아차린 부분이지만 하단 쪽에 고정 다리를 추가한다는 것을 빼먹었다. 다시 만드는 건 금액도 만만치 않았기 때문에 수정해서 발주를 다시 넣지는 않을 예정이고 튼튼하게 고정하기 위해 다른 솔루션을 찾아 보려고 한다. 사실 브라켓을 설계한 건 설치 문제도 있지만 완성된 시스템이 외관상으로 봤을 때 튀는 부분 없이 완성도가 높아 보이길 원했기 때문이다. 이렇게 보니 모양도 그럴싸하고 원래 이런 제품일지도 모른다는 착각도 든다. 타공 모양도 벌집 모양으로 했으면 더 완벽했겠지만 만드는 동안에는 그런 생각 없이 만들었기 때문에 큰 후회는 없다. 장착 되어있던 USB 허브 보드 대신 사용될 PCB도 도착하였다. 기존 허브 보드와 비교하자면 사이즈만 많이 커졌지만 브라켓과 호환이 되는지 확인하였고 장착하는 데는 문제가 없을 것으로 예상하고 있다.  지금 보니 오디오 앰프가 꼭 있어야 했는지 살짝 욕심이 과했다는 생각도 든다. 조립에 사용될 부품들은 아직 수급 중이며 차근차근 조립을 해 나갈 예정이다. 먼저 설계했던 PSU 전원 컨트롤 보드는 다음과 같이 장착 되었고 주요 동작에는 큰 이상이 없으나 몇 가지 수정 사항이 생겼다. 수정 사항은 허브 보드을 새로 설계하면서 발생한 것으로 두 보드 간에 별도의 통신 선이 연결된다. 사실 이렇게 기능을 분리할 필요는 없었는데 첫 번째로 만든 보드에서 하드웨어 적으로 누락된 기능이 있기 때문에 허...

Raspberry Pi 에 사용할 디스플레이에 대한 고민

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이 디스플레이는 저렴한 ILI9341 디스플레이로 해상도는 240x320 이며 2.8인치이다. 더 높은 해상도에 큰 제품도 있지만 디스플레이가 SPI 로 연결되기 때문에 아마 높은 프레임을 얻기는 힘들 것으로 생각된다.  물론 위 사진과 같은 형태로 사용해도 괜찮지만 부피를 줄이려면 PCB에 장착되지 않은 형태의 제품을 사용해야 한다. 회로의 경우 데이터시트와 제품 사진만으로 어느 정도 알 수 있는데, U1 은 3.3V 레귤레이터 일 것이고, U2 터치 컨트롤러, Q1 은 백라이트 LED 에 연결된 NPN 트렌지스터로 확인되었다.  이 디스플레이 보드의 회로를 그대로 쓰자면 다음과 같다. SD 카드 슬롯은 넣지 않았다. 풋프린트도 비슷하게 그렸다고 생각하지만 딱히 확신이 서진 않는다. 나중에 다 만들었는데 화면 치우쳐있으면 스트레스를 받을 듯 함으로, 제품을 구매해서 실측을 해봐야 확신이 설 것 같다. 아래 사진은 Waveshare 제품 중 Raspberry Pi Zero 용 어댑터 상품이다. 제로 보드에 장착하면, B 시리즈 보드와 동일한 폼팩터로 사용할 수 있게 해준다. mini HDMI male 부품도 그렇고 Micro USB 도 그렇고 저렇게 생긴걸 구하기 쉽지 않을 것 같다. 딱 봤을 때 케이블에 사용되는 용도로 만든 부품 같은데, 이름도 모르겠고, 그렇다고 멀쩡한 케이블 사다 뜯어보는 방법도 있겠지만 돈만 버리게 될 수도 있다. 다른 방법으로 보드 뒷면 테스트 패드에 포고핀을 접촉 하는 방법이 있지만 HDMI 는 없고 TV 패드만 있다. TV 패드는 옛날에 컴포지트 비디오, 노란색 RCA 단자 바로 그것이다. 너무 구릴 것 같지만, 그래도 막상 해보면 그렇게 나쁘진 않을지도 모른다. 추억 돋을 듯

텍사스 인스트루먼트 BQ2407x 리튬 충전/방전 프리뷰

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얼마전 IP5305 칩셋을 사용한 회로는 시스템에 충분한 전류를 제공할 수 없었을 뿐만 아니라 충전을 중단하면 시스템으로 전원 공급이 끊어지는 문제가 있었다. 차기 버전에는 돈을 좀 더 투자해서 텍사스 인스트루먼트의 BQ2407x 제품군으로 설계를 해보려고 한다.  이 제품의 좋은점은 간단한 설계로 충전 전류를 프로그래밍 할 수 있고, 충전 전류를 독립적으로 모니터링 하면서 시스템에 부하를 끊김 없이 제공할 수 있다. 거기다 모델 이름 뒤에 Q1 이 붙은 제품군은 AEC-Q100 인증을 받은 제품으로 차량용으로도 사용할 수 있고 설명한다. 풋프린트와 3D 모델 데이터 텍사스 인스트루먼트에서 모두 제공하기 때문에 직접 작도 할 필요도 없어서 매우 좋다. 기본적으로 제공하는 회로도이다. BQ24075 의 경우 위 설계대로 사용하면 최대 충전 전류는 1.3A로 제한되고 0.8A 로 충전된다.  ILM 과 ISET 은 서로 관련이 있다고 볼 수 있는데, 왜냐하면 바로 이 핀들이 최대 전류와 충전전류를 프로그래밍 하는 부분이기 때문이다. ILM 과 VSS 사이에 연결되는 저항값으로 최대 입력 전류를 프로그래밍 할 수 있고 ISET 과 VSS  의 저항값으로 빠른 충전 전류를 설정할 수 있다. 스펙상 최대치인 1.5A 로 설정 할 수도 있지만 125°C 를 넘지 않도록 방열 대책도 마련해주어야 한다. 그렇지 않으면 수명이 줄어든다고 한다.  방정식은 다음과 같으며, 각각의 K 값은 데이터 시트의 9 페이지에서 찾을 수 있다. R(ISET) = K(ISET) / I(CHG) K = 890AΩ, R = 590Ω ~ 8.9KΩ R(ILIM) = K(ILIM) / I(I_MAX) K = 1550AΩ, R = 1.1KΩ ~ 8KΩ 예를 들어  R(ISET) = 1KΩ, R(ILIM) = 1.1KΩ 으로 세팅하면, 충전 전류 0.89A 최대 입력 전류 1.4A 로 설정할 수 있다. 데이터 시트 상으로는 이렇지만 실제 테스트에서는 ...

Raspberry Pi Zero W/2W - 게임보이 만들기 2

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PCB 와 3D 프린터 출력물이 도착했다. 집에 3D 프린터를 보유하고 있지만 사이즈가 커지면 뒤틀림도 있고 FDM 방식이라 온라인 서비스에서 SLA로 주문했다. 몇 년 전만 해도 이런 서비스는 단가가 상당했는데 요즘은 개인적인 프로젝트에도 사용할 수 있을 만큼 저렴해졌다. 받은 결과물은 뒤틀림이 거의 없고 내부 구조도 문제 없이 결합이 가능했다.  생각보다 퀄리티도 나쁘지 않아서 매우 마음에 들었다. 가공비만 5만원이 넘는 곳에서도 샘플을 받아봤지만 절반에 못 미치는 가격에도 퀄리티에 큰 차이는 없는 것 같다. 버튼 스위치 같이 설계를 하긴 했지만 주문은 하지 않았다. 고장난 컨트롤러의 부속품을 최대한 재활용하고 나머지는 집에 있는 3D프린터로 출력하려고 한다. PCB 부분은 테스트를 하면서 확인된 두 가지 이슈가 있다. 첫 번째로 앰프 회로를 누락 했다.  오디오 아웃 회로만 구성하고 보유중인 오디오 앰프 IC 중에 쓸만한 것을 찾다가 잊어 먹고 그대로 주문을 넣어버렸다. 이로 인해 소리가 매우 작게 출력 될 것으로 예상된다. 이렇게 되면 앰프 모듈을 별도로 설치해주어야 하는데 공간 확보가 될지 모르겠다. 두 번째로 중국산은 항상 어딘가 실망스럽다. 전원부 충방전 회로에 사용한 IP5305에 문제가 있는데, 충전하면서 사용하다가 충전선을 제거하면 전원이 나갔다 들어온다. 충전 중에는 4.78V 정도가 측정되고 충전선을 제거하면 곧 바로 5.1V 가 측정되는데, 이때 잠깐 이지만 전원 공급이 끊기는 모양이다. 지금 보니 휴대폰이라고 명시한 이유가 있는 것 같다. 아무튼 IP5305은 모바일 기기에 사용하기에는 적합하지 않고, 보조 배터리 같은 제품 설계에 적합한 제품으로 보인다. 아무래도 돈 아끼려다 똥 된 것 같다. 차기 버전에서는 리튬 배터리의 충전은 BQ2407x 시리즈를 사용하고, 5V 를 얻는데 AP63205 같은 고성능 칩셋을 적용해볼 생각이다. 발견한 문제는 뒤로 하고 일단 완성을 시켜서 지금 상태로 동작은 어떤지 확인을 해보았다...

Raspberry Pi Zero W/2W - 게임보이 만들기 1

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이번 프로젝트는 Raspberry Pi Zero W 보드를 활용한 게임 보이다. 회로 기판 설계부터 하우징 설계까지 진행해볼 생각이다. Raspberry Pi Zero W, 와 2.8인치 터치 스크린을 사용해서 게임보이 컨셉으로  만들어보려고 한다.  처음부터 터치스크린으로 만들 생각은 아니였고, 마침 방안 뒤지다 나온 것이 터치스크린이였을뿐이다.  사용하려는 OS 에서 터치가 정상적으로 동작할지는 모르겠다. 맨위 렌더 이미지가 현재 설계중인 게임보이다.  보면 알 수 있지만 ClockWorkPi 의 GameShell 의 영향을 많이 받았다. 하우징은 PSP 나 게임보이 어드벤스 같은 기성품을 이용해도 되지만 가지고 노는재미가 아니라 만드는 재미로 하는 것이기 때문에 직접 설계하기로 하였다. 마음의 반절은 쓰레기 처리하는 기분으로.. 항상 느끼는 부분이지만 디자인, 하우징, PCB 중 어떤 걸 먼저 설계하냐에 정답은 없다고 생각한다. 기어가 맞물릴 수 있도록 맞지 않으면 조금씩 깎아 나가면 된다고 생각한다. 서로 깎이는 걸 실어하면 기어가 통째로 교체되는 수가 있다. 싸우지 말고 존중하고 배려하며 살자 먼저 작품의 대략적인 사이즈를 정하고 PCB 설계로 넘어간다. Raspberry Pi Zero와 디스플레이 모듈의 3D 모델은 인터넷에서 쉽게 구할 수 있다.  해당 모델에 맞춰 먼저 상판을 설계한다.  중앙에 라운드 사각형은 버튼이 아니고 저 부분으로 충전 상태와 동작 상태를 알 수 있도록 LED 를 두려고 한다. D-Pad 와 ABXY 버튼의 경우 고장난 게임패드에서 추출하려고 한다. 버튼들은 처음에는 택트 스위치로 하려고 했지만 소음 때문에 비교적 조용한 멤브레인 방식으로 바꿨다. 게임은 몰래해야 진정한 재미를 느낄 수 있기 때문이다. 각 입출력 장치들의 위치를 대강 잡고 PCB 레이아웃 설계를 위해 dxf 파일로 저장한다. 이렇게 해두면 PCB를 설계 할 때 편하게 설계할 수 있다. 다음은 컨트롤러, 스...

오랜만에 다시 꺼낸 GameShell 그리고 배터리 교체

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이것은 3년간 함께한 나의 GameShell 이다. 최근 배터리가 빨리 방전되는 듯한 느낌을 받았다. 그래서 이번 기회에 배터리를 교체하기로 마음먹었다. GameShell 을 잠깐 소개 하자면 요즘 나오는 라즈베리 파이처럼 그렇게 고사양은 아니고  Atari, GBA, NES, SNES 같은 콘솔을 에뮬레이션 할 수 있는 정도의 성능이다.  메탈슬러그는 좀 끊기고 포켓몬스터 정도의 게임은 잘 돌아간다. 무선 통신도 가능한데 Bluetooth 와 Wi-Fi 가 모두 탑재 되어있다. Wi-Fi는 2.4Ghz 만 지원하고, 이걸 통해 펌웨어 업데이트나 바이오스 설치 그리고 TinyCloud를 통해 PC 로 부터 게임 롬 파일 이나 미디어 파일 등을 다운로드 할 수 있다. 블루투스의 경우 문제가 좀 있는데   오디오  출력이 안된다.  키보드나 마우스 같은 HID 장치는 정상적으로 사용 가능하지만 오디오  장치는 연결도 잘 안되고 출력도 안된다.  요즘 같은 세상에 무선 이어폰을 쓸 수 없다는 건 큰 단점 중 하나라고 볼 수 있다.  GameShell 의 상단 에 있는  스테레오 3.5 파이 포트와 HDMI를 통한 오디오 출력은 문제가 없다. 페어링을 시도하면  GameShell 에서 페어링 되었다고 하더라도 바로 연결이 끊어진다. 연결이 된 것 같은 상태일 때도 있는데 여전히 블루투스로는 오디오 출력이 안된다. USB 형태의 블루투스 모듈을 이용한 테스트는  별도로  해보지 않았다. DevTerm 과 uConsole 이라는 두 제품이 더 나온 시점에서 아직도 고쳐지지 않은 걸로 봐서 아마 수정 불가능한 문제가 있는 것이 아닌가 생각해본다. 예전에는 무선 이어폰으로 들었던 기억이 있는 것 같은데 잘못된 기억인지도 모르겠다. 이런 생각을 전에도 했던 것 같은 아련한 느낌 도 든다. 무선 이어폰이 아니라 유선이였던 걸까? 역시 사람의 기억력은 믿을 것이 못 ...

부스트 컨버터

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프로젝트를 진행하다 보면 순간적으로 높은 전류 소비, 다이오드, 레귤레이터 혹은 장치간 연결에 사용된 케이블 저항으로 인해  전원 공급이 불안정해 지는 상황이 발생한다. 이런 현상을 감안하여 실제 필요한 것보다 더 높은 출력을 갖고 있는 제품들이 있다. 이는 컴퓨터 주변기기에서도 불 수 있으며 USB 또 어댑터의 DC 출력이 정직하게 5.0V 가 아닌 5.1~5.2V 인 제품을 본 적 있을 것이다. 반대로 모자란 녀석들도 있다. 이렇게 타겟 장치가 요구하는 전압보다 어느 정도 높게 출력하면 선형 동작을 위한 헤드룸을 확보할 수 있다. (여유가 생긴다는 말이다.) 이번에 만들 회로는 TPS61090을 사용하여 리튬 이온/폴리머 전지의 3.7V 전압을 5.5V 로 만드는 회로이다. TPS61090 제품은 1.8V ~ 5.5V 의 입력 전압, 최대 5.5V 까지 조절 가능한 고정 출력, 저전압 감지, 절전 모드 등 96% 효율을 가진 부스트 컨버터 이며, 단가는 1릴 기준 $1.2 정도 된다.  무엇보다 출력 전압을 프로그래밍 할 수 있는 점이 나에게 챠밍 포인트로 다가왔다. 다음은 TPS61090 제품의 데이터 시트에 나와있는 회로도이다. R1, R2, R3, R4 의 저항으로 LBI/LBO 임계 전압과 출력 전압을 프로그래밍 할 수 있다.  방정식은 다음과 같다. 출력 전압 방정식 1 : R3 =  R4 * ( Vo / 500mV - 1 ) R4 에는 200KΩ 이하의 값을 권장하고 있는데, 만약 200KΩ 보다 너무 낮은 저항을 사용하게 되면 R3 에 추가적인 병렬 MLCC 사용을 권장하고 있다. 이때 MLCC 의 용량은 계산 방정식은 다음과 같다. R3 병렬 접속 MLCC 용량 방정식 2 :  Cr3 = 10pF * ( 200KΩ / R4 - 1 ) 임계 전압 방정식 3 :  R1 = R2 * ( Vbat / 500mV -1 ) R2 저항은 500KΩ이하의 값이 권장된다 . Vbat 에는 LBI/L...

짱구개미와 곡물 창고

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짱구 개미를 위해 곡물 창고를 만들었다.  씨앗을 넣어주면 아래 구멍으로 씨앗들이 조금씩 나오는 원리다 그러나 이것 또한 개미들의 쓰레기 통이 될 수 있다.  왜냐하면 지금까지 여러 형태의 먹이 그릇을 만들어주었지만,  받은 먹이를 다 먹었거나 메뉴가 마음에 들지 않으면,  밥그릇이 쓰레기통이 되는 것을 어김없이 봐왔기 때문이다.  그래서 이번에는 쓰레기통을 쓰지 못 하도록 뚜껑을 만들었다.   바로 관심을 보여서 만족스러웠으나  선호하는 씨앗을 고르는 건지 쓰레기라 보는 것인지  씨앗을 뽑아서 집으로 가져가지 않고 주변에 둔다.  개미들은 재미있는 것이 어지럽히는가 싶을 때 그대로 방치하면,  어느새 알아서 청소하고 정리를 해준다. 가끔 보면 분리수거도 하는 것 같다. 곡물 창고의 구멍 크기를 조절해서 급수타워로 사용해도 좋을 것 같다. 제발 홍수만은 피하자 

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짱구개미 사육장에 위치한 브리기테 동상