개인적인 취미 생활에 아두이노 우노와 아두이노 프로 미니를 자주 사용합니다.
8 비트용이라 다루기도 쉽고 관련 라이브러리와 예제도 많아 쉽게 사용할 수 있기 때문입니다.
아두이노 우노의 경우 제품 사이즈가 좀 커서 작은 사이즈의 무언가를 만들기는 쉽지 않습니다.
또한 아두이노 프로 미니는 우노보다 작기는 하지만 만족스럽지 않은 사이즈입니다.
작은 사이즈이면서도 아두이노 개발환경을 그대로 사용할 수 있는 미니 아두이노를 자작해 보았습니다.
미니 아두이노 회로도 및 PCB 구현하기
기본 회로도는 아두이노 프로 미니 회로도를 사용하고 PCB의 형태만 작은 사이즈로 변경하였습니다.
PCB를 작은 사이즈로 변경하기 위해 몇 몇 부품을 교체했습니다.
기존 2.54mm의 커넥터를 1.27mm의 커넥터로 교체하고 16MHz 클럭을 위해 SMD용 레조네이터로 교체하였습니다.
나머지 부품은 모두 0603 사이즈의 부품을 사용하고 PCB 양면을 모두 사용하여 제가 만들 수 있는 최소한의 PCB 사이즈로 줄여 보았습니다.
몇 번의 수정 후 최종적으로 아래 이미지와 같은 PCB가 완성되었습니다.
미니 아두이노 주문하기
완성된 PCB의 주문을 위해 eagle CAD에서 거버파일을 생성하였습니다.
생생된 거버 파일을 JLCPCB에 업로드하여 주문을 넣었습니다.
맨 처음 사용해본 PCB 업체가 JLCPCB인데 가격면에서 저렴하여 자주 이용하고 있습니다.
JLCPCB의 경우 거버 파일을 업로드하면 주문전에 미리 완성될 PCB의 미리보기가 가능합니다.
주문전에 잘못된 부분은 없는지 아래와 같이 미리보기를 하여 최종 확인을 하였습니다.
미니 아두이노 조립
주문한 PCB를 배송받아 확인해 보았습니다.
아래 이미지는 배송받은 PCB인데 16.9 x 16.8mm 사이즈의 미니 아두이노 PCB입니다.
실크의 텍스트 굵기를 너무 굵게해서인지 약간 통통해 보이고 글씨가 뭉개진것처럼 보입니다.
그래도 핀네임을 읽을 수 있을정도라서 괜찮게 인쇄된것 같습니다.
다른 부품들은 상대적으로 사이즈가 커서 수땜으로 붙일수 있을것 같은데 후면의 레조네이터는 손으로 납땜하는것이 좀 어려워 보입니다.
그래서 크림납을 살짝 바른 후 열풍기를 사용하여 뒷면에 SMD용 레조네이터를 납땜하였습니다.
앞면의 ATMega328P TQFP 칩을 납땜하기 전에 PCB의 사이즈와 비교해 보았습니다.
작은 사이즈의 PCB가 맘에 듭니다.
뒷면에 동작에 필요한 최소 부품들을 납땜을 하였습니다.
저항과 콘덴서 몇개만 붙이면 아두이노로써 동작되어 쉽게 제작하기 좋습니다.
앞면의 ATMega328P와 LED도 납땜을 하였습니다.
나중에 전원용 LED가 안켜져서 디버깅 해 보니 2개의 VCC가 이름만 같고 실제적으로는 별개로 연결되어 전원쪽 LED의 VCC가 연결이 안된상태로 되어 있음을 알게 되었습니다.
아두이노 프로 미니의 회로도를 붙여 넣고 추가적인 작업을 했더니 이런 문제가 발생되었습니다.
잘 살펴본다고 봤는데도 이런 문제가 발생되네요.
전원 확인용 LED 관련 부분이라 당장 수정이 필요한 부분은 아니라서 우선은 이대로 사용하고 추후 PCB를 수정하여 다시 출력하던지 해야 겠습니다.
ISP와 UART를 연결하기 위한 커넥터를 납땜하였습니다.
연결에 사용되는 커넥터는 1.27mm의 간격을 갖는 핀헤더입니다.
일반적으로 많이 사용되는 2.54mm의 절반 사이즈를 사용하여 PCB 사이즈를 줄일수 있었습니다.
미니 아두이노와 연결하기 위한 ISP 커넥터와 USB2Serial 커넥터도 만들었습니다.
아래는 최종 완성된 미니 아두이노와 관련 커넥터들입니다.
미니 아두이노 동작 확인
미니 아두이노와 AVR ISP를 연결하여 칩 시그니처를 읽어 보니 ATMega328P로 제대로 인식됩니다.
또한 미니 아두이노와 USB2Serial을 연결 후 아두이노 IDE를 사용하여 Blink 예제를 업로드해 보니 정상적으로 잘 업로드가 되어 녹색 LED가 1초 간격으로 ON/OFF를 반복합니다.
약간의 문제가 있었지만 다행스럽게도 자작한 미니 아두이노가 AVR ISP와 USB2Serial 모두 잘 동작됩니다.
16.9 x 16.8mm 사이즈의 미니 아두이노가 잘 동작될까? 하는 불안한 마음이 있었지만 생각보다 잘 동작되어 매우 만족스러운 미니 아두이노를 완성할 수 있었습니다.
위에서 제작된 미니 아두이노는 16MHz 클럭용으로 만들어 봤는데 어짜피 PCB도 남으니 8MHz용으로도 몇개 더 만들어 봐야 겠습니다.
이번에 제작한 미니 아두이노는 일반적인 커넥터로는 연결하기는 쉽지 않지만 소형 제품을 만드는 경우에 잘 사용할 수 있을것 같아 매우 만족스럽습니다.