kicad 적응 프로젝트! #4, zero crossing 회로 그리기

 

2022.06.18 - [임베디드 하드웨어/Kicad] - kicad 적응 프로젝트! #3, kicad symbol & footprint 추가하기

kicad 적응 프로젝트! #3, kicad symbol & footprint 추가하기

저번에 이어서 계속 해봅시다. 이번에는 지난번에 결정한 소자들로 Zero crossing 회로를 그려볼거야. 회로는 엄청 간단한데 kicad는 처음 이니까 ㅎㅎ 살살 해보자구. 아래는 내가 예전에 10년 전에 그렸던 Zero crossing detector 회로 ㅎㅎ 울궈먹기 ㅋㅋ

Zero Crossing Detector 회로

똑같이 그려보자고 U5에 들어갈 소자는 TLP620 이었는데 단종되었어. 그래서 Vishay semiconductor의 vs627이나 vs628 쓰기로 했지. 이 둘의 차이는 CTR 뿐이 없는거 같은데 입력 - 출력 변환 효율인데 크게 의미가 있나? 글쎄 난 아주 큰 차이가 없을 거라고 판단함. 그래서 그냥 627이 더 저렴하니까 저거 사용합시다 ㅋㅋㅋ 쫄지마 다 이렇게 해보는 거야 ㅋ 뭐 이것도 모르고 회로를 설계하느니 마느니 하는 꼰대들은 살짝 무시하자.

비아냥거리지 말고 잘 설명해 주시던가

자 그러면 kicad 열고 library에서 vos627 검색 ㄱ 해보나 마나 없음 ㅋㅋ 쉣! 그러면 https://componentsearchengine.com/ ㄱ 그런데 여기도 해보나 마나 없음 ㅋ 그러면 어떻게 할까? ㅎㅎㅎ 응 그려야 해 ㅎㅎ 쉣! 

componentsearchengine.com에도 없는게 많다.

그런데 우리는 그리지 말고 쉽게 한번 해보자구. 먼저 비슷한 애들을 찾아보는 거야. 예전에 사용하던게 tlp620이었으니까 kicad에서 tlp로 검색해보자구. 그러면 우리가 찾는 소자랑 똑같은 다이어그램을 가진 애를 찾을 수가 있어. 내가 찾은건 TP290이야. 몇개 변경하고 VOS627로 새로 저장하면 끝!

TLP620

자 해보자구. 먼저 libaray를 선택해야해. isolator로 검색해서 library를 선택한다음 create a new symbol 클릭

isolator library에 새로운 symbol 추가

오 훌륭한 기능이 있네. Derive from existing symbol 이라는 게 있어! Derive는 파생 뭐 그런 뜻. 딱히 뭐 할것도 없이 심볼을 가져올 수 있겠다. ㅎㅎ일단 ok 눌러바바

Derive = 파생

그럼 아래와 같이 👇👇  크 멋찌네. 이제 여기에 풋프린트만 넣어주면 되겠다.

쩔어!

이렇게 생각하는 사람들 있겠지? "아 그냥 TLP290 쓰면 되겠네!" ㅋㅋㅋ 근데 우리 지금 회로 공부 아니고 kicad 공부하는 중 ㅋ 까먹지 말라구 ㅋㅋ 풋프린트 넣어주자. VOS627은 SSOT4 라는 패키지를 사용해. 그걸로 넣어주자구. 100% 있을거야.

Displays symbol properties dialog 버튼 클릭해서

Displays symbol properties dialog

Symbol properties 나오면 Footprint 선택하고 책같은 거 클릭

Symbol Properties

Package_SO에서 찾아보면 SSOP-4 랑 똑같은 건 없어. 그런데 SOP-4 4.4mm x 2.6mm pitch 1.27mm는 있어.

SOP-4

이게 vos627 데이터 시트에 나오는 package 사이즈랑 동일해. 세로 4.4 가로 2.6 pin pitch 1.27mm. vos627에서 추천해주는 풋프린트랑은 다소 ㅋㅋ 차이가 있지만 상관없을 것 같아.

그리고 description 같은 것 좀 변경해주고~ ok 클릭해서 완료. 그리고 Save!!!!!

library symbol properties

다 완료했으면 회로도에 삽입해봅시다. 그리고 R로 검색해서 저항도 하나 추가. 버튼 누르기 귀찮으면 sch 화면에서 단축키 a 누르고 다시 화면 클릭하면 소자 선택할 수 있는 화면이 바로 나와.

소자 선택 단축키 a

이제부터는 단축키 싸움이야. 왠만한 단축키는 외우는 걸 추천해. 단축키는 검색해보면 많이 나올테니까 찾아보고 책상 한쪽에 붙여놓고 봐 그리고 계속 사용해서 익숙해져야 해. 그래야 지루한 회로 작업 빨리 끝내지. 이건 pcb 그릴 때도 마찬가지야. 전원이나 gnd 넣을 때는 단축키 p 사용해서 열고 vcc나 gnd 삽입하고 wire 연결할 때는 symbol 끝단 클릭하거나 단축키 w를 입력한 후에 wiring을 할 수가 있어.

zero crossing schematic

여기에 얼마짜리 저항을 사용할 것인지. foot print는 어떤 것을 사용할 것인지 지정해주면 완료야. vos627 4번 핀에 붙어있는 저항은 풀업용도니까 적당히 10k 옴 아무거나 써주면 되는데 1번 핀에 붙어 있는 저항은 주의를 좀 해야해. 우선 AC 라인에 붙어 있는 모든 소자는 UL인증받은 것들을 사용할 것. 저기 저항 뿐만 아니라 Screw_Terminal 이라고 붙여놓은 저것도 인증받은 제품을 사용해야 해. 제품 인증 받을 때 UL 인증 없으면 최악의 경우 회로를 수정해야 할 수도 있어. 그런데 다행이 비슷한 패키지가 많아서 부품만 교체하면 될 때가 대부분이야. 그래도 조심은 해야겠지? 그럼 몇 옴짜리를 사용해야 할까?

vos627 maximum ratings

데이터 시트의 absolute maximum ratings를 보면 If(Forward current)가 50mA를 넘기면 안되니까 V=IR 알지? 우리가 사용하는 상용 전원인 220VAC의 최대값은 311V야. (220V는 평균값이야) 311V/50mA = R 이 되겠네. 그럼 6.2K 정도가 될 것 같아. 따라서 6.2k 보다만 큰 걸 사용하면 될 것 같아. 내 생각에 저건 maximum rating이니까 6.2k를 그냥 사용하면 소자 수명에 문제가 될 것 같고 그렇다고 저항을 너무 크게 잡으면 zero crossing 영역에 문제가 생기겠지. 일단 난 최대 10mA를 기준으로 311V/10mA = 31.1k 정도를 사용한다 가정하고 이렇게 정하고 넘어갈게. 이제는 foot print를 정해주자.

저항 사이즈

인치 혹은 mm 단위로 나뉘어져 있는데 걍 파워별로 사용하면 돼. 보통 신호 라인들은 파워가 엄청 작으니까 0603 이나 그 아래, 납땜하기 귀찮으면 0805 ㅋ, 그리고 와트가 좀 올라가는 라인이면 그 위를 사용하거나 아니면 DIP 타입을 사용하지. 시멘트 저항을 사용하는 경우도 있고 ㅎㄷㄷ. 그럼 저항에 걸리는 파워를 계산해보자. P=VI니까 최대 P = 311V * 0.01A = 3.11W... 음....... SMD 쓰면 터지겠는데? ㅋㅋㅋ 아이고 회로를 좀 바꿔야겠다. 파워 분산되도록 양단에 저항걸고 저항도 DIP으로 변경해야겠다. ㅎㅎ 자 이것 저것하고 reference 번호툴로 reference 번호까지 입력해주면 아래와 같이 회로가 완성.

최종 zero crossing 회로

하지만 이게 끝이 아니지? ㅎㅎ AC LOAD 파트와 mcu 보드와 연결을 위한 interface, bolt hole 등이 필요해 ㅎㅎㅎ 천천히 하나씩 해보시자고 ㅋㅋ 연습도 많이 해보고 ㅎ 다음에는 AC load 부분을 같이 그려보자구~ 안녕~