8. MCU 보드 제작기 - LED, 스위치

 

  MCU 보드가 제대로 동작하는지 확인하기 위해서 LED와 스위치를 연결해주기로 한다. LED 파트는 보드가 켜졌는지를 판단하는 State LED, 사용자가 조작할 수 있는 User LED로 구성된다. 스위치 파트는 사용자가 조작할 수 있는 User 스위치로 구성된다. 

LED 선정

LED를 선정하는 기준은  순방향 전류, 순방향 전압 강하, 역방향 전압, 역방향 누설 전류이다. 내가 선정한 소자는 NCD0805R1( C84256), NCD0805C1(C84257)로 각각 State LED, User LED이다. 각각의 LED는 빨간색, 초록색 빛을 내며, 순방향 전압 강하는 1.6V ~ 2.6V, 순방향 전류는 25mA이다. 과전류를 방지하기 위해서는 (3.3V-1.6V)/R < 25mA 여야 하는데, 계산해보면 68Ω 이상이면 된다. 프로젝트에서는 180Ω 저항을 직렬로 연결해 주었다.

 

스위치 선정

스위치는 UK-B0228-G5-160-JZ(C620316) 택트 스위치를 골랐다. 풀업 저항은 전에 설계했던 것과 마찬가지로 10KΩ 저항을 연결해 주었다. 해당 값은 스위치 소자를 연결하기는 했지만 사용자의 실수로 출력을 할 경우 전류 값을 25mA 이하로 유지할 수 있게 하여 회로를 보호하고, RF 전자기장 노이즈에 의해 신호가 왜곡되지 않을 정도로 적당한 값이다.

 그 다음은 RC 회로를 구성해야한다. RC 회로를 구성하는 이유는 사람 손의 진동으로 발생하는 노이즈를 제거하기 위해서이다. 평균적으로 30ms ~ 50ms 주기를 가진다는 점을 고려하였을 때 해당 신호는 VIL과 VIH 사이인 1.1V ~ 1.8V 사이의 구간이 되어야 한다. 설계를 위해 1.65V의 진폭을 가지는 정현파 신호를 가정하고 해당 신호의 진폭을 0.35V로 낮춘다고 생각해보자. 대략 33Hz 신호에 대해서 13dB 이상 감소해야하는데, 편의를 위해 20dB를 가정한다. 커패시터의 용량을 100nF로 가정하면, R은 약 483KΩ이 된다. 비슷한 저항 크기를 가지는 470KΩ을 선택했다.

 

RC 회로 구성

    

최종적으로 구성한 회로는 다음과 같다.

LED, 스위치

 

다음글에서는 USB 통신 인터페이스와 UART 통신 인터페이스에 대해서 다루겠다.