"교차"를 최소화하는 간단한 요령

베냉의 야곱 | 2022년 6월 2일

회로도 및 PCB 레이아웃에서 볼 수 있는 가장 일반적인 문제 중 하나는 교차 와이어입니다. 예를 들어 설계자는 수신 라인 대신 USART 주변 장치 전송 라인을 수신 장치의 전송 라인에 연결했습니다. 디자이너는 자신들이 옳다고 생각했지만 각 장치는 서로 다른 관점에서 Tx와 Rx의 의미를 지정했을 수도 있습니다. 두 가지 선택이 주어지면 머피의 법칙은 우리가 100% 잘못된 선택을 선택할 것임을 보장합니다. 이 게시물에서는 설계자가 교차 와이어 오류를 복구하는 데 사용할 수 있는 몇 가지 PCB 트릭을 살펴보겠습니다.

Tx/Rx 또는 CTS/RTS 라인을 교체했다는 사실을 발견하면 다시 돌아가서 PCB 아트워크를 다시 작업하여 올바르게 만들어야 한다는 것을 100% 알고 있습니다. 그동안 전기 엔지니어와 소프트웨어 개발자는 테스트를 위해 해당 보드가 필요할 것입니다. 나는 일반적으로 디자이너들이 첫 번째 시도에서 올바른 결과를 얻을 것이라고 가정하는 것을 봅니다. 잘못된 가정으로 인해 설계자나 보드 하우스는 다음을 포함하는 성가신 절차를 따르도록 강요받을 것입니다.

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이렇게 하면 전기 연결이 해결되지만 결과적으로는 섬세하고 고장이 발생하기 쉬운 프랑켄 보드가 됩니다.

디자이너는 오류가 있을 것이라는 예상을 가지고 보드를 배치해야 합니다. 결국 우리는 인간일 뿐이다. 이제 이러한 오류를 쉽게 재작업할 수 있는 두 가지 방법을 살펴보겠습니다.

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설계자가 사용할 수 있는 첫 번째 트릭은 그림 1과 같이 각 트레이스에 두 개의 비아를 포함하는 것입니다. 여기서 비아는 두 가지 이점을 제공합니다. 첫째, 두 장치 사이의 연결을 심각하게 만들기 위해 흔적을 잘라내는 눈에 띄는 위치를 제공합니다. 둘째, 비아는 와이어 납땜을 위한 완벽한 장소 역할을 합니다! 우리는 재작업 와이어를 사용하여 두 개의 비아에 납땜할 수 있습니다. 이때 크기가 적절하다고 가정합니다. 재작업에 필요한 시간은 최소화되며 보드 수정은 훨씬 더 강력합니다. 우리는 소프트웨어 개발자가 어떻게든 전선을 끊을 수 있다는 것을 알고 있지만 더 오랜 시간이 걸릴 것이며, 그렇게 하면 흔적이 끊어지지 않기 때문에 수리가 간단합니다.

그림 1 – 각 트레이스에 두 개의 비아를 포함하여 교차 와이어 오류를 쉽게 절단하고 점퍼할 수 있습니다.

몇 개의 비아를 사용하는 것이 합리적인 해결책이지만 보드에서 흔적을 자르는 것을 좋아하지 않습니다. 또한 PCB에 추가 구멍을 추가하는 것을 좋아하지 않습니다. 부분적으로는 보드 비용이 증가할 수 있기 때문입니다. (솔직히 비용 증가는 미미하며 디버깅을 위한 추가 테스트 포인트를 제공하므로 항상 유익합니다.) PCB를 레이아웃하는 경우 그림 2와 같이 트레이스에 인라인 저항기를 추가합니다.

그림 2 - 인라인 저항기를 사용하면 미리 절단된 트레이스와 납땜 점퍼 와이어에 대한 패드가 빠르게 제공됩니다.

설계자가 보드 배치에 실수를 하지 않았다면 $0.001의 0옴 저항을 채울 것입니다. 그러나 실수가 있으면 단 몇 분 만에 문제를 해결할 수 있도록 이사회가 구성된다.

인라인 저항기 트릭은 작업량이 적다는 점을 제외하면 본질적으로 다중 비아 트릭 뒤에 있는 아이디어와 동일합니다! 인라인 저항기용 패드는 자동으로 트레이스를 "절단"합니다. 또한 패드는 점퍼 와이어를 올바른 연결에 납땜할 수 있는 뛰어난 납땜 지점을 제공합니다! 다시 한번 말씀드리지만, 스트레스로 인해 패드가 보드에서 들어 올려 손상되는 것을 방지하기 위해 납땜된 와이어를 고정하는 것이 좋습니다.

회로도 및 PCB 오류가 발생할 수 있습니다. 아무리 경험이 많아도 언젠가는 문제가 생기기 마련입니다. 첫 번째 시도에서 올바른 결과를 얻을 것이라고 가정하기보다는 오류에 대한 계획을 세우십시오. Tx/Rx 및 RTS/CTS 쌍의 교차 와이어 문제는 인라인 저항을 사용하거나 트레이스에 몇 가지 추가 비아를 추가하여 재작업을 최소화하면서 프로토타입 보드에서 쉽게 해결할 수 있습니다. 재작업해야 할 보드가 12개나 있을 때 미리 생각하면 기쁠 것입니다.

Jacob Beningo는 12개 이상 국가의 고객과 협력하여 제품 품질, 비용 및 출시 기간을 개선하여 비즈니스를 획기적으로 변화시키는 임베디드 소프트웨어 컨설턴트입니다. 그는 임베디드 소프트웨어 아키텍처, 프로세스 및 개발 기술을 셀 수 없을 정도로 많은 블로그를 게시했으며, 인기 있는 강연자이자 기술 트레이너이며, 미시간 대학의 공학 석사 학위를 포함해 3개의 학위를 보유하고 있습니다. [email protected]으로 Jacob에게 연락하고 월간 Embedded Bytes 뉴스레터를 신청하세요.