3. 자작 슬림 오른손 믹스박스 1차 프로토타입 (지클런트 박스, zyclant box, 역방향 히트박스, 역트박스 diy)

가장 맨 처음에 주문한(=제대로 망한) 기판이 11월 초에 도착했었다. 망한 이유는 여러 가지가 있는데,

 

 

 

1) OLED, 라즈베리 파이 피코, 핫스왑소켓은 물론 캐패시터, 저항 같은 부품들을 단 하나도 조립하지 않고 기판만 달랑 주문

주문 시 PCBA 옵션을 켜고 BOM(bill of material, 부품표) 시트, CPL(components placement, 부품 위치표) 시트를 업로드해야한다. 두 시트파일은 모두 easyeda에서 csv 파일로 export가 가능하다. 업로드하고 나서도 몇몇 부품들이 극성에 맞게 잘 배치되었는지 확인하고, 잘못 배치된 건 수정화면에서 직접 회전시켜 수정해줘야한다.

 

 

2) usb c 설계오류로 무용지물

usb c에 연결되어 별도로 빠져 나오게 되는 dp/dm이라는 pad(접점)가 있는데, 이를 라즈베리 파이 피코 bottom layer에 위치한 TP(test pad) 1번 및 2번과 만나게끔 설계했어야 한다. 하지만 dp/dm 패드를 피코가 아닌 다른 부분에 따로 빼놔버렸기 때문에.. usb c 커넥터를 따로 구해다가 조립하더라도 연결했을 때 피코에 전원공급이 되지 않는다. 피코를 제외한 다른 부품들에만 전원이 공급되는 것이다. 이렇게 되면 피코에 전원이 들어오지 않으니 조이스틱으로 인식하지도 않게 된다. 결국 피코에 장착된 마이크로 5핀 usb와 PC를 직결하여 조이스틱으로 사용해야 하는데, 이 경우 기판에 공급되는 최대전압은 3.3v에 그치게 된다. LED의 허용전압이 3.3v~5.5v 사이인 경우, 결국 LED도 사용하지 못하게 된다.

 

 

3) 버튼 LED 위치 선정 오류로 조립사용 불가

체리 mx든 카일 v2든 설계도를 잘 보면 LED 홀이 있다. 이것을 숙지하고 LED 위치를 선정했어야 했는데.. 그러질 못 했다.  만약 부품조립이 모두 된 상태였다면 LED 회로 관련 부품들을 모두 제거해내야 했을테니, 부품조립을 하지 않은 게 오히려 다행이 된 상황.

 

 

4) GPIO 설계오류로 OLED 사용불가

필요설계와 다르게 GPIO를 정확히 교차하여 잘못 설정함에 따라, 통신에러로 OLED가 켜지지 않았다. 해결방안이 있긴 하지만 꽤 번거롭고, 마감이 지저분해진다.

 

 

5) 엄지손가락 방향 점프키를 수평이 아닌 기울여서 설계

굳이 기울이지 않아도 되는데 기울여놔서.. 안 그래도 왼손과 좀 멀었는데 불편해지기까지 했다. 물론 오른손만으로 방향 입력을 한다면 크게 문제는 없다.

 

 

6) 0.96" OLED를 가운데에 위치시키는 바람에 왼손과 오른손 간격이 멀어짐 = 기판 좌우 사이즈가 길어짐

왼손과 오른손의 버튼입력을 이행하면서 OLED도 볼 수 있도록 위함이었으나.. 실제로 게임하는 도중에는 OLED를 볼 일이 잘 없다는 걸 뒤늦게 깨달았다.

 

 

7) 좌측 키 및 엄지 점프키가 pcb 외곽선에 너무 가까워서, 차후 케이스 설계 시 외곽선 부근 강도확보가 안 됨

아크릴 케이스로 제작했었는데, 취급과정에서 잘못하면 쉽게 부러지게 생겼다.

 

 

8) pcb 모서리 라운딩 처리를 하지 않음

3d 설계 기반으로 하우징하는 게 아닌, 2d 설계 기반 판 적층 구조로 케이싱을 하는 상황이면 무조건 pcb 모서리를 라운딩 처리하여 발주해야 한다. 그렇지 않으면 아크릴 케이스 설계 시 라운딩을 위해 기판보다 좀 더 길게 제작해야한다.

 

 

 

 

이렇게 많은 오류들이 있었지만.. 결과적으로 잘 사용하도록 해결하기는 했다.

 

일단 기판만 발주하면서 누락된 부품들을 구매해야한다.

 

 

0.1uf 캐패시터 (smd 타입)

5.1k 저항  (smd 타입)

10k 저항  (smd 타입)

핫스왑 소켓

0.96" OLED

라즈베리 파이 피코 (pico가 있고 pico w가 있는데 전자로 구매하면 된다. 후자는 와이어리스 기능이 추가된 기판인데 값도 비싸고 별도의 설정이 필요하므로 번거롭다)

 

 

부품이 도착했으면 직접 납땜을 시전하여 조립하면 된다. 이때 무용지물이 된 usb c 및 LED 관련 부품들은 조립을 생략하면 된다.

(만약 사용하지 않는 회로의 캐패시터를 더 추가하게 되면, 파이의 마이크로 5핀으로 pc와 연결했을 때 '공급전원량보다 장치의 요구전원량이 크다'면서 제대로 인식되지 않는다)

 

그리고 smd타입이라고 표시된 부품들은 직접 납땜해보면 알겠지만 굉장히 까다롭다. 크기가 너무 작기 때문. 따라서 기판발주 시 파이 핫스왑소켓 oled 같은 건 빼더라도 smd 부품들은 반드시 조립도 같이 발주하는 것이 좋다.

 

 

 

 

 

납땜을 모두 완료하고 스위치와 키캡까지 조립한 직후의 사진은 다음과 같다.

 

 

우측하단에 보면 케이블이 연결된 상태인데도 가운데의 OLED가 켜지지 않고 있다. GPIO에서 I2C ssd1306 통신을 위해 기본적으로 설정된 SDA/SCL 핀 위치가 있는데, 여기에 맞춰서 설계했어야 했다.. 정확히 서로 바꿔 연결한 관계로 통신에러가 발생하여 켜지지 않는 것이다. 앞서 언급한 것처럼 해결할 방법이 있었으므로 조치했다.

 

 

 

속칭 점프 작업을 한 모습이다. OLED 화면 바로 위에 보면 SCL과 SDA 단자가 있는데, 이 단자에 별도의 전선을 연결한 후 파이 측의 올바른 위치로 교차연결한 것이다.

 

이 작업을 하기 전에 반드시 선행해야하는 작업이 있는데, 바로 OLED와 파이의 SCL/SDA 연결 패턴을 공업용 커터칼 같은 것으로 끊어줘야 한다는 것이다. 유튜브에 회로 패턴 끊고 점퍼케이블 연결하기 같은 단어로 검색해보면 영상들이 나오니 참고하자.

(당연한 얘기지만 기존 SCL/SDA 패턴만 정확히 끊어줘야지 다른 패턴까지 건드리면 기판 작동에 애로사항이 꽃핀다)

 

설계하기 전, 라즈베리 파이 피코의 SCL/SDA의 default gpio 이미지 검색을 해보자 ㅋㅋ

 

 

 

gp2040 세팅 화면에서 디스플레이의 레이아웃을 수정했다.

(위 사진의 부팅 화면 같은 저 이미지도 따로 만들어서 '스플래시 이미지' 메뉴에서 업로드한 것이다)

 

원래는 방향입력이 왼쪽이고 액션입력이 오른쪽이지만, 보는 바와 같이 반대 레이아웃이므로 디스플레이 상 버튼 레이아웃도 반대로 배치했다.

 

 

 

임시 아크릴 케이스를 씌워준 모습. 엄지 방향 점프키의 키캡이 긴 걸 또 간과해서 사용 못하는 상황 ㅋㅋ 그 외에도 키캡 공차를 주지 않아서, 눌러서 내려간 키가 올라오다가 걸리는 현상도 있었다.

 

기존의 점프케이블이 보이지 않는데, 배면의 납땜포인트끼리 연결하면서 기판 뒤로 넘어가있기 때문이다.

 

 

 

두 번째로 맞춘 케이스를 씌워준 모습. 엄지방향 키캡 사이즈에 맞춰서 넓혔고, 다른 키캡들에도 공차를 좀 더 줘서 걸림 없이 잘 동작한다.

 

 

 

 

 

케이스 씌우기 전, 4개 방향키와 4개 액션키에 임시로 키캡을 연결 후 테스트 해보는 모습.