전자기사 실기 - 2. 패턴 설계 (上)

※이번 포스팅은 어느 정도의 전자공학 지식을 가지고 있다는 가정 하입니다.

 

일전에 잠깐 언급했지만,

 

전자기사 실기 과목에서 일반적으로 느끼는 체감 난이도는 패턴설계 > 회로스케치 > 회로설계 순이라고 합니다.

 

뿐만 아니라 패턴설계서 실격시에는 총점에 관계없이 탈락 되기 때문에

 

공부하자니 어렵고, 그렇다고 포기할 수 없는 까다로운 과목입니다.

 

그렇다고 겁먹을 필요는 없는 것이..

 

패턴설계서 '만점'을 받으려다 보니 다소 어려움을 느낄 수 있는 것이고

 

대충 형태만 갖추고 실격만 면하자 라는 마인드면 전혀 어려울 게 없는 과목이기도 합니다 ㅎㅎ

 

그럼 이제 패턴설계에 대해 본격적으로 알아봅시다.

 

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패턴설계의 목적이 무엇일까요?

 

pcb 기판의 앞면에는 부품과 스위치 등이 위치합니다. 뒷면에는 납땜을 하게 되지요.

 

납땜선로끼리 합선되지 않도록 하면서 주어진 납땜을 해낼 수 있도록 하기 위한 납땜회로도. 

이것을 만드는 것이 패턴설계입니다.

 

패턴도에서 회로도를 뽑아내는 회로스케치와는 반대로, 회로도를 보고 패턴도를 작성하면 됩니다.

 

패턴설계는 작년부터 신유형이 섞여 나오기 시작했는데(회로스케치도 마찬가지구요)

 

사실상 둘 다 원리는 비슷합니다. 일단 필수적으로 알아야 할 것은

 

어느 유형이던간에, 패턴설계는 기본적으로 절대로 패턴선끼리 '맞닿아서는 안됩니다'

 

맞닿게 한다는 것은 납땜선끼리 서로 쇼트나게 하겠다는 의미가 되고, 회로 전체의 설계가 틀어지게 됩니다.

 

 

물론 두 유형이 똑같은 것은 아니니 차이점도 존재하지요.

 

먼저 구유형을 살펴보겠습니다.

 

구유형에서는 다음의 2가지가 주어집니다.(이미지 파일들은 모두 예제, example입니다.)

 

1. 부품심벌 :

여기에는 부품들에 대응되는 심벌과 심벌의 크기(패턴도 상의)가 주어집니다.

 

2. 회로도 :

역시 참고해야 할 회로도가 주어집니다.

 

 

이제 위의 정보들을 참고로 해서 패턴 설계용지에 답을 작성하시면 됩니다.

 

설계용지 스샷을 함께 올렸어야 하는데.. 찾지 못했네요. 일단 결과물(!)부터 확인하고 설명 이어가겠습니다.

 

일단 최종적으로 작성해야 하는 답은 다음과 같은 모양이 됩니다.

(각도가 살짝 틀어졌지만 애교로 봐줍시다)

 

처음에 답지를 받게 되면 주요 부품 2~3가지만 표시되있을뿐, 빈 종이입니다. 심지어 전압 source들인 Vcc, IN, OUT, GND 등도 빈 칸으로 되있습니다.

 

따라서 맨 처음 할 일은 Vcc, OUT, IN, GND 등을 잡는 일입니다. 위 회로에서는 7개의 빈 단자가 있는데 그 중에 4개를 골라서 써넣어겠네요.

 

일반적으로 Vcc를 제일 위에, GND는 제일 아래 쓰고 나머지 단자 들을 적당히 조정하는 것이 설계를 용이하게 합니다.

(이유는. 상대적으로 패턴 용지가 좁기 때문에 모든 공간을 충분히 사용하기 위해 상대적으로 그리기 쉬운 Vcc, GND 를 제일 바깥쪽에 배치합니다.)

 

다음으로는 몇 개 부품들을 배치해야 하는데, 주요 부품들인 TR1, TR2, TR3 은 시험지에 이미 배치되어 있을 것입니다.

 

여기서부터는 설명보다는 경험이 중요한 거 같습니다. 사람들마다 진행하는 방법이 다른데

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저의 경우 회로도를 보면서 IN에서 출발해서 만나는 부품들을 순서대로 배치합니다.

(회로에서 IN 다음에 R1, TR1 순으로 만나게 되므로 R1을 배치하고, 이후에 R2, R4 순으로)

 

이런 식으로 하면 회로가 쇼트 되는 일이 적지만 좁은 패턴 용지를 효과적으로 사용하기는 좀 어렵습니다.

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반대로, Vcc, GND에 가까운 부품들인 R4, R7, R2 등을 먼저 배치하는 식으로 설계할 수도 있습니다.

 

이런 부품들을 패턴 용지의 최외각에 배치시키는 식으로 설계하면 패턴 용지를 효과적으로 사용할 수 있지요.

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자, 이런 식으로 패턴도를 작성해 나가시면 되는데

 

패턴설계의 절대 원칙은 패턴선끼리 맞닿지 않는 것이지만, 작성하다 보면 도저히 교차시키지 않고서는 해결할 방도를 모르겠다 할 때도 있겠죠?

 

이럴 때는 jumper wire를 사용합니다.(하나당 1점 감점이므로 가능한 한 사용하지 않는 것이 좋습니다.)

 

jumper wire는 다음과 같은 때, 다음과 같이 사용합니다.

 위에 빨간 선으로 이어진 두 패턴선을 봅시다.

 

두 선 중간에 있는 패턴선을 피하면서 두 선을 연결할 수 있는 방법이 없겠다 판단된다면

(사실 방법이 있긴 하지요. C3을 가로지르는 식으로)

 

위에서처럼 곡선형태로 두 선을 이어줍니다.(빨간 선) 이것은 점퍼 선을 의미합니다.

(물론 실제 시험에서는 빨간 선을 쓰시면 안 됩니다 ㅎㅎ)

 

이렇듯 사실 점퍼선만 쓸 줄 알면 패턴도를 '완성'은 시킬 수 있지요. 완성만 된다면 실격은 피할 수 있을테고 :)

 

패턴설계서 낮은 점수를 받아도 얼마든지 합격할 수 있으니 부담 갖지 않으셔도 되겠습니다.

 

 

 

앞에서 빠뜨렸는데, 작성하실 때는 볼펜으로 하셔야 하며, 적색, 청색, 흑색 등 특정 색상의 볼펜을 요구하기도 하니 모두 지참하시기 바랍니다.

(일단 연필로 작성하시고, 볼펜으로 확정지으신 후에 연필로 쓴것들은 지우시면 되지요)

 

볼펜으로 쓰실 때는 자를 사용하여 최대한 직선으로 하시구요//

 

이로써 패턴설계 구유형에 대해서는 어느 정도 설명이 된 거 같네요.

 

여기서 끊고 다음 번에 신유형에 대해서 보기로 하겠습니다.