PCB 디자인 메플이노D(Ver : 2.**) 사양

PCB Schematic Overview

위 이미지는 PCB 디자인 메플이노D(Ver : 2.**)의 회로도입니다. 이 회로도는 여러 기능을 수행하는 전자 부품들이 어떻게 연결되고 동작하는지 보여줍니다. 아래 각 회로의 상세 설명을 확인해 보세요.

PCB Design Image

위 이미지는 PCB의 실제 디자인을 보여줍니다. 이는 PCB의 전면과 후면을 나타내며, 각 레이어의 신호선 및 부품 위치를 보여줍니다.

MEPLINO_S / MEPLINO_D(Hole Dimensions for Fastening)

위 이미지는 MEPLINO_S와 MEPLINO_D 두 가지 PCB 모델을 보여줍니다. MEPLINO_S는 100mm x 48mm 크기의 PCB로, LED, 모터 커넥터, 주 컨트롤러와 같은 다양한 부품들이 포함되어 있습니다. MEPLINO_D는 160mm x 58mm 크기의 PCB로, 확장된 기능과 더 많은 연결 포트를 제공합니다. 두 PCB는 교육용 및 특정 프로젝트용으로 설계되어 확장성과 외부 장치와의 연결성을 강조합니다.

주요 변경 이력

Ver 2.1: 레귤레이터 IC LM317AG-TN3-R 변경 [Potentiometer]

변경 사유: 모터 드라이버 회로에 공급되는 모터 구동 전압의 조정을 위하여 변경

변경 부품:

U1, U2 (LM317AG-TN3-R): 출력 전압을 1.2V에서 37V까지 조정, 출력 전류 1.5A까지 공급
R10, R11 (240Ω): 출력 전압 조정을 위해 외부 연결 저항
R12, R13 (1kΩ VR): 저항 값에 따라 출력 전압 조정 가능
C10, C11 (100nF): 입력 전원 노이즈 제거
C12, C13 (1uF): 출력 신호의 노이즈와 리플을 줄여 안정적인 출력 전압 제공

Ver 2.0: MCU 부트로더 업로드용 SPI 통신 포트와 모터 드라이버 포트 중복 제거

변경 사유: MCU 부트로더 업로드 시 모터 드라이버 IC (XL293-20) 간섭 방지

변경 포트:

D2/SDA: MOTOR-DRIVER-BACK(INPUT1)
~D3/SCL: MOTOR-DRIVER-BACK(INPUT2)
A4(D22): MOTOR-DRIVER-BACK(INPUT3)
A5(D23): MOTOR-DRIVER-BACK(INPUT4)
~(16)D5*: MOTOR-DRIVER-BACK(ENABLE1)
~(8/16)D11*: MOTOR-DRIVER-BACK(ENABLE2)
D15/SCK: A/D-EXT(6)
D14/MISO: A/D-EXT(8)
D16/MOSI: A/D-EXT(10)
RESET: A/D-EXT(12)

디지털 핀 설계(Arduino IDE)

    #define A_F_pin 4    // 디지털핀(left_A_pin)   :: 앞바퀴 왼쪽 앞으로
    #define A_B_pin 7    // 디지털핀(left_B_pin)   :: 앞바퀴 왼쪽 뒤로
    #define B_F_pin 12    // 디지털핀(right_A_pin)  :: 앞바퀴 오른쪽 앞으로
    #define B_B_pin 8    // 디지털핀(right_B_pin)  :: 앞바퀴 오른쪽 뒤로
    #define C_F_pin 2   // 디지털핀(left_A_pin)  :: 뒷바퀴 왼쪽 앞으로
    #define C_B_pin 3   // 디지털핀(left_B_pin)  :: 뒷바퀴 왼쪽 뒤로
    #define D_F_pin 23   // 디지털핀(right_A_pin) :: 뒷바퀴 오른쪽 앞으로
    #define D_B_pin 22   // 디지털핀(right_B_pin) :: 뒷바퀴 오른쪽 뒤로

    #define F_left_PWM_pin 9     // 디지털핀(left_A_pin)  :: MOTER PWM
    #define F_right_PWM_pin 10    // 디지털핀(left_B_pin)  :: MOTER PWM
    #define B_left_PWM_pin 5     // 디지털핀(right_A_pin) :: MOTER PWM
    #define B_right_PWM_pin 11   // 디지털핀(right_B_pin):: MOTER PWM

PCB 회로 설명

1. USB-Power-Connect (USB 전원 연결 회로)

기능: USB를 통해 외부에서 회로에 전원을 공급하며, 동시에 데이터 송수신 기능도 수행하는 회로입니다.

주요 부품: USB 커넥터
2. ATMEGA32U4-MU (마이크로컨트롤러 회로)

기능: 시스템의 주 제어 장치로, 모든 주변 장치들과의 통신 및 데이터를 처리합니다.

주요 부품: ATMEGA32U4, Reset Circuit (리셋 회로), SPI 통신 포트, 크리스탈 오실레이터
3. Motor-Driver-Front 및 Motor-Driver-Back (모터 드라이버 회로)

기능: 각각의 모터를 제어하기 위한 회로입니다. 전/후방 모터를 독립적으로 구동할 수 있도록 설계되었습니다.

주요 부품: 모터 드라이버 IC(293D), PWM 제어
4. Potentiometer (가변 저항 회로)

기능: 가변 저항을 통해 전압 레귤레이터 IC의 출력 전압을 조정할 수 있습니다.

주요 부품: 전압 레귤레이터 IC, 가변 저항
5. LED-Driver (LED 드라이버 회로)

기능: LED의 상태를 제어하는 회로입니다. 다수의 LED를 제어할 수 있으며, 스위칭 소자를 통해 ON/OFF 제어가 가능합니다.

주요 부품: LED, 트랜지스터, 저항
6. Photo A (포토 다이오드 감지 회로)

기능: 외부 빛을 감지하는 역할을 하며, 환경에 따른 빛의 변화를 마이크로컨트롤러에 전달합니다.

주요 부품: 포토 다이오드, 저항
7. Mode SW & LED (모드 스위치 및 LED 회로)

기능: 모드 변경을 위한 스위치와 그 상태를 표시하는 LED 회로입니다.

주요 부품: 스위치, 저항
8. Melody Slot (멜로디 슬롯)

기능: 멜로디나 사운드를 출력할 수 있는 확장 슬롯입니다.

주요 부품: 멜로디 칩
9. A/D-EXT (아날로그/디지털 확장 슬롯)

기능: 외부 아날로그 또는 디지털 장치와 연결할 수 있는 확장 포트입니다.

주요 부품: 확장 핀헤더:
10. VCC/GND-Conn (전원 연결 단자)

기능: 외부 전원이나 지면(Ground)과의 연결을 위한 단자입니다.

주요 부품: 커넥터
11. Bluetooth (Bluetooth 통신 모듈)

기능: 멜로디나 사운드를 출력할 수 있는 확장 슬롯입니다.

주요 부품: Bluetooth 모듈

BOM 리스트

ID	Name	Designator	Quantity	Supplier Part
1	FH-00538	A/D-EXT,BLUETOOTH,VCC/GND	3	C2685123
2	ATMEGA32U4-MU	ATMEGA32U4-MU	1	C112161
3	MLT-8530	BUZZER	1	C94599
4	1uF	C5,C6	2	C5189821
5	100nF	C7	1	C1688
6	22pF	C8,C9	2	C1653
7	100nF	C10,C11	2	C271438
8	1uF	C12,C13	2	C4747972
9	JK-MSMD050/30V	F1	1	C2830265
10	SZYY1206W	LED1,LED6	2	C434441
11	SZYY1206R	LED2,LED5	2	C434438
12	SZYY1206G	LED3,LED4,PWR-LED	3	C434439
13	TS-KG02S-AT43F	MODE-SW	1	C2874283
14	HCZZ0514-2	MOTOR-BL,MOTOR-BR,MOTOR-FL,MOTOR-FR	4	C7433722
15	XL293-20	MOTOR-DRV-B,MOTOR-DRV-F	2	C556264
16	GT36516	PHOTO-R	1	C2904880
17	MS-22D28-G020	POWER-SW	1	C963205
18	2SC1815	Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6	6	C181171
19	2kΩ	R1,R2,R3,R31,R32,R33,R34,R35,R36	9	C22975
20	1.47kΩ	R4	1	C22841
21	22Ω	R5,R6	2	C23345
22	5.1kΩ	R7,R8	2	C113390
23	10kΩ	R9,R18,R21,R22,R23,R24,R25,R26	8	C15401
24	240Ω	R10,R11	2	C17961
25	1kΩ	R12,R13	2	C128156
26	TS-1101-C-W	RESET-SW	1	C318938
27	FC-D1608HYK-588J	RX-LED	1	C84268
28	FC-D1608UGK-520D10	TX-LED	1	C84267
29	LM317AG-TN3-R	U1,U2	2	C75510
30	TYPE-C-31-M-12	USBC	1	C165948
31	16MHz	X1	1	C242221

PCB 디자인 메플이노D(Ver : 2.**) 사양

PCB Schematic Overview

PCB Design Image

MEPLINO_S / MEPLINO_D(Hole Dimensions for Fastening)

주요 변경 이력

Ver 2.1: 레귤레이터 IC LM317AG-TN3-R 변경 [Potentiometer]

Ver 2.0: MCU 부트로더 업로드용 SPI 통신 포트와 모터 드라이버 포트 중복 제거

디지털 핀 설계(Arduino IDE)

PCB 회로 설명

1. USB-Power-Connect (USB 전원 연결 회로)

2. ATMEGA32U4-MU (마이크로컨트롤러 회로)

3. Motor-Driver-Front 및 Motor-Driver-Back (모터 드라이버 회로)

4. Potentiometer (가변 저항 회로)

5. LED-Driver (LED 드라이버 회로)

6. Photo A (포토 다이오드 감지 회로)

7. Mode SW & LED (모드 스위치 및 LED 회로)

8. Melody Slot (멜로디 슬롯)

9. A/D-EXT (아날로그/디지털 확장 슬롯)

10. VCC/GND-Conn (전원 연결 단자)

11. Bluetooth (Bluetooth 통신 모듈)

BOM 리스트