모듈을 이용한 시제품 제작

오늘날에는 새 응용 제품을 개발할 때 첫 번째 단계로 모듈식 접근 방식을 사용하는 경우가 많습니다.

또한, 이는 여러가지 방식으로 수행될 수 있습니다.

첫 번째 개념 증명으로 무납땜 브레드 기판 및 점퍼 전선만 사용하는 것은 매우 흔한 일입니다. 아이디어는 매우 신속하게 검증될 수 있습니다. 납땜 인두 등의 추가 공구 없이도 몇 초 이내에 변경을 완료할 수 있습니다. 스루홀 기술 장치는 단일 부품이나 저항기, 커패시터 및 다른 수많은 전자 부품과 같은 부품용 키트로 폭넓게 공급됩니다.

그림 1: 무납땜 브레드 기판 및 점퍼 전선(922327-ND). (이미지 출처: Digi-Key Electronics)

또한 가속도계, 자이로스코프, 무선 연결 등의 다양한 기능을 위한 모듈을 폭넓게 사용할 수 있어 더욱 복잡한 프로젝트에도 손쉽게 브레드 기판을 사용할 수 있습니다.

브레드 기판의 경우 모듈을 사용할 수 없을 때 SMD 부품을 사용하는 것은 여전히 쉽지 않은 일이지만 이러한 어댑터를 이용한다면 가능합니다. 어댑터는 SMD 부품을 브레드 기판과 사용할 수 있는 스루홀 장치로 변환합니다. 어댑터는 여러 SOT 패키지부터 다양한 SOP 및 QFP 패키지, BGA 패키지에 이르기까지 광범위한 SMD 패키지에 사용 가능합니다. 다양한 SMD 저항기 또는 커패시터와 micro USB 또는 microSD 카드와 같은 여러 커넥터에 사용 가능한 어댑터도 있습니다.

브레드 기판 설계에 비해 더 견고한 시제품을 얻기 위해 다양한 형태 및 크기로 공급되는 유공형 기판에 맞게 프로젝트를 조정할 수도 있습니다. 장치를 몇 개의 훅업 전선과 연결하고 장치와 전선을 기판에 납땜하기만 하면 시제품 시연이 준비됩니다.

또 다른 접근 방식으로 Arduino 실드, Raspberry Pi HAT 또는 BeagleBone Cape 등의 이용 가능한 다른 확장 기판 중 하나를 사용할 수도 있습니다. 이 플랫폼의 큰 장점은 이와 함께 제공되는 광범위한 정보의 가용성과 다양한 프로젝트입니다. 하지만 이러한 표준화된 확장을 이용할 경우에는 몇 가지 고려해야 할 사항이 있습니다.

그림 2: TQFP/LQFP80와 DIP 간 어댑터(PA0110-ND)

예를 들어, Arduino 및 클론에는 분명하게 정의된 헤더 핀아웃을 비롯해 전원 공급 장치 및 접지를 위한 즉시 식별 가능한 핀이 있습니다.

하지만 I²C를 위해 일부 핀을 보조적으로 사용하는 것은 문제를 유발할 수도 있습니다. 사용되는 프로세서 중 일부에서는 아날로그 핀에서 I²C가 보조적 기능으로 사용되며 일부에서는 디지털 핀에서도 사용됩니다. 게다가 일부 Arduino는 5V 대신 3.3V의 다른 논리 전압 수준을 사용합니다. 또한 Arduino에는 사용된 논리 수준 전압을 식별하는 데 이용할 수 있는 헤더 핀이 있습니다.

서로 다른 모든 Raspberry Pi SBC(중단된 A 및 B 모델과 컴퓨팅 모듈 제외)에는 호환 가능한 40핀 헤더가 달려 있으며 이는 일부 클론에서 문제가 될 수도 있습니다. 보통 일반적인 호환성은 갖추고 있지만 보조적 기능은 다를 수 있습니다.

하지만 이는 큰 문제는 아닙니다. 단지 실드, HAT 및 기타 확장 기판이 관련 MCU 기판이나 SBC와 100% 호환되지는 않을 수 있으며 사용되는 모듈 사이의 핀아웃을 확인하는 것이 중요하다는 것을 의미합니다.

일치하는 세트를 선택하는 경우 이러한 전문 빌드 확장을 이용해 시제품을 구축하면 개발 시간을 훨씬 단축할 수 있습니다. 대개 소프트웨어 예제, 튜토리얼, 동영상이 제공되며 기술 지원이 제공되는 경우도 많습니다. 최소한, 다양한 커뮤니티로부터 지원을 받을 수 있습니다.

이러한 모든 접근 방식은 개념 증명과 시제품 단계의 진행 속도를 높여 개발 프로세스의 다른 측면에 집중할 수 있는 시간을 확보함으로써 시장 출시 시간을 앞당기는 데 도움이 됩니다.