오늘의 (Nano Ardule for) FluidCanvas의 회로도는 더욱 완성도가 높아졌다. 이를 가능하게 만드는 추진력은 업무 스트레스! 회로 설계를 마친 뒤 심야 달리기까지 하고 오면 머리가 맑아지고 선한 생각으로 가득 차는 것 같다.
어제까지는 패널용 MIDI IN/OUT 커넥터(DIN-5, female)를 쓸 생각이었다. 그러려면 기판에는 별도의 커넥터가 필요하다. 하지만 PCB에 직접 고정하는 DIN-5(180도) 커넥터를 쓰면 제작이 훨씬 쉽지 않겠는가? 대신 기판 면적은 훨씬 많이 차지하는 부작용은 감수해야 한다. 아두이노 나노의 RX/TX 핀과 MIDI IN/OUT 회로를 잇고 끊을 때에도 스위치가 아니라 3핀 헤더와 점퍼션트를 쓰기로 하였다. 단순한 것이 최고다. 회로도를 수정하고 전기적 연결이 완전한지를 알아보기 위해 Electrical Rules Check를 마쳤다.
그러나 KiCad 기본 라이브러리에는 PCB용 DIN-5 커넥터(horizontal)의 부품 심벌은 있지만 footprint가 없다. 현재 기본 배포되는 것은 DIN41612 커넥터의 그것만 포함한다. 인터넷에서 검색을 통해 찾은 커스텀 풋프린트는 기판에 수직으로 고정하게 만든 것이 전부라서 별 소용이 없었다. KiCad 포럼에서는 mini DIN-3에서 DIN-8 커넥터의 풋프린트와 3D 모델을 만들어 공개한 사람도 있었다(링크).
검색을 거듭한 결과 DIN5_MIDI.kicad_mod라는 파일을 발견하였다. 정말 고마운 자료이다. 이것을 적절히 수정하면 될 것이다. 풋프린트는 top view임을 잊지 않는다면 custom footprint를 만들 때 치명적인 실수를 줄이게 될 것이다.
위 풋프린트 그림에는 서로 다른 색깔로 표시된 세 층의 레이어가 보인다. 두꺼운 빨간색 도넛으로 표현된 것은 바로 구리로 만들어진 패턴에 해당하는 레이어다. 바로 여기에 부품의 다리가 납땜되는데, 윗면인 F.Cu와 아랫면인 B.Cu가 있다. 흰 선은 부품의 외곽선에 해당하는 실크스크린 레이어(F.SilkS)로서 PCB 위에 인쇄된다. 가장 바깥쪽의 보라색 선은 부품 배치 공간을 규정하는 레이어인 F.CrtYd(courtyard)이다. 여기에서는 정확한 부품 외형에 해당하는 패브리케이션 레이어(F.Fab)가 생략되었다.
다음의 사례는 기본 라이브러리에서 고른 직경 3mm LED의 풋프린트이다. 회색으로 표현된 F.Fab이 보인다.
위에서 소개한 DIN5_MIDI.kicad_mod를 그대로 사용할 수는 없다. 부품마다 외형 치수가 조금씩 다르기 때문이다. 따라서 AliExpress에서 실물 부품을 먼저 주문하였다. 이를 버니어 캘리퍼스로 정밀하게 측정한 뒤 DIN5_MIDI.kicad_mod를 수정하면 된다. KiCad 튜토리얼에서 Custom Symbol과 Footprint를 생성하고 수정하는 법을 소개하고 있다. 그것도 번거로우면 부품 도면을 ChatGPT에 밀어 넣은 뒤 파일을 만들어달라고 해 보면 된다.
반신반의하면서 SparkFun Electronics에서 제공하는 데이터시트(PDF)를 업로드해 보았다. 파일에서 필요한 부분만 잘라내어 다각도로 판단하며 해석하는 것도 인공지능의 몫이다. 도면의 레이아웃을 이해하는 데 한참의 시간을 소비하였다. 약 5분 20초 후 생성된 결과물을 확인해 보자.
이 풋프린트는 업로드하신 4UCON 도면의 Recommended P.C.B. Layout (Top View)를 기준으로, 7개 홀 위치를 반영하여 만들었습니다. 핀 좌표는 도면에 제시된 2.8 mm, 12.5 mm, 15 mm, 세로 10 mm / 14.6 mm 치수를 사용했고, 드릴은 7ר1.5 mm로 설정했습니다.
참고로 넣어 둔 항목은 다음과 같습니다.
- 패드 번호:
1~5, 접지 셸은E - 레이어:
F.SilkS,F.Fab,F.CrtYd - 외곽선은 도면의 본체 치수를 바탕으로 한 단순화된 외형
주의할 점은 다음과 같습니다.
- 이 파일은 홀 위치 중심의 실사용 풋프린트로는 바로 써볼 수 있지만,
- 실크 및 외곽 형상은 도면 해상도 한계로 인해 일부를 단순화했습니다.
- 실제 구매한 부품과 100% 맞추려면, 부품 실측 후 실크와 courtyard를 한 번 더 다듬는 것이 안전합니다.
원하시면 다음 단계로 바로 이어서 “패널 전면 기준으로 보드 엣지 정렬까지 고려한 버전” 또는 “DIN-5_MIDI_THT_horizontal.kicad_mod” 같은 원하는 파일명 버전
으로 다시 정리해 드릴게요.
| ChatGPT가 부품 데이터시트를 이용하여 생성한 KiCad 풋프린트 파일. |
정말 놀랍다. 이를 바탕으로 실측을 한 뒤에 '핀 2와 3의 간격을 1mm 더 벌려 줘'라고 지시해도 될 것이다.
회로도는 마무리하였지만 실제 보드 아웃라인을 만들고 부품을 배치하여 라우팅을 한 뒤 DRC(Design Rule Check)까지 거쳐서 PCB 설계를 완성하려면 더 많은 공을 들여야 한다. 오늘 주문한 커넥터가 어서 배송되어 측정을 거쳐 정확한 수치를 얻은 뒤 PCB 설계를 마치게 되기를 기대해 본다.



