전자 제품 실험실 장비: 실험실 구축의 첫걸음

Mark Harris
|  작성 날짜: 팔월 20, 2019  |  업데이트 날짜: 칠월 29, 2020
전자 제품 실험실 구축 첫걸음

저는 여러 곳의 국가를 전전하며 유능한 전자 제품 엔지니어링 팀 없이 여러 회사 또는 부서에서 근무하면서 수 차례 이상 저와 제 클라이언트를 위해 전자 제품 실험실을 구축해야 했습니다. 사내 테스트를 계획하는 스타트업도 실험실을 구축하고 적합한 장비를 확보해야 합니다. 이 모든 작업을 매우 빠듯한 예산으로 해결해야 할 때도 있었고, 반면 수백만 달러의 넉넉한 예산이 주어질 때도 있었습니다. 이 글에서는 가급적 다양한 예산을 다루려 합니다. 따라서 취미로 실험실을 만드는 사람, 최첨단 전자 제품으로 사업을 확장하려는 대기업이나 조직, 아니면 그 사이 어딘가에 해당하는 경우 등 누구나 실험실을 처음 구축하는 데 필요한 정보를 얻을 수 있습니다.

여기에서는 다음과 같은 가정을 바탕으로 장비를 선택했습니다.

  • 라디오 모듈이나 고급 오디오보다는 디지털 전자 제품을 주로 작업합니다.
  • 사내에서 시제품을 직접 제작하고 재작업합니다.
  • 소프터웨어 코드와 하드웨어를 함께 디버깅해야 하는 마이크로 컨트롤러, FPGA 또는 기타 디지털 프로세서로 작업합니다.

취미로 전자 제품 제작에 이제 막 입문한 경우, 이 목록의 모든 항목은 많은 공구와 하드웨어를 필요로 하므로 약간 과할 수 있습니다. 하지만 취미 제작자이든 전자공학을 전공하는 학생이든, 직접 사용할 용도의 제품을 설계하고 만들 뿐이더라도 결국은 이 목록의 모든 공구와 하드웨어를 갖추게 될 것입니다.

저렴한 옵션은 학생과 취미 제작자에게는 유용하겠지만, 전문가에게는 필요한 성능이나 사용 용이성을 제공하지 못할 가능성이 높습니다. 전문가의 경우 더 비싸지만 노동력 절감으로 이러한 비용을 상쇄하는 중급 또는 고급 툴을 사용하는 것이 더 효율적입니다. 좋은 툴에 쓸 돈이 좀 더 많은 진지한 취미 제작자는 저렴한 옵션보다 중급 옵션을 고려하는 것이 좋습니다. 모든 옵션은 대상 타겟이 접할 만한 선택지를 기반으로 합니다. 즉, 각 옵션은 단순히 고가의 장비(고급 옵션의 경우)나 저가 장비(저렴한 옵션의 경우) 위주로 선별한 것이 아니라, (해당하는 경우 급여를 포함하여) 비용 대비 성능과 기능을 중점적으로 고려하여 제안했습니다.

저는 가급적 특정 브랜드를 추천하지는 않습니다만, 간혹 특정 브랜드를 추천하는 경우는 경쟁 브랜드를 많이 사용해 보았으나 해당 브랜드를 대체할 수 없다고 느꼈기 때문입니다. 특정 테스트 장비 브랜드가 해당 시장 세그먼트에서 가격 대비 최고의 사양을 제공하는 경우 등이 이러한 사례에 해당합니다. 보통 저는 특정 브랜드가 만들었다는 이유만으로 제품을 추천하지는 않으며, 그보다는 툴이 해당 작업에 적합한지를 훨씬 더 중요하게 생각합니다.

전자 제품 실험실 구축 첫걸음

기본 사항

다음은 모든 제작자가 구비해야 할 부품과 툴 입니다. 항공 우주 부품을 제작하든 첫 PCB를 조립하든 다음 부품과 툴은 모두 필요합니다.

수 공구

헬핑 핸드(Helping Hands, 확대경 없이)

아주 저렴하지만 매우 유용합니다. 전선, 기판과 부품을 고정할 때 매우 편리합니다. 확대경 대신 세 번째 악어 클립을 선택하세요. 전선 절연과 기판을 보호하기 위해 열 수축을 조(jaw)에 씌웁니다.
구매처: eBay/Amazon/Aliexpress

스테인리스 스틸 ESD 핀셋 세트

작은 SMT 부품을 기판에서 납땜하거나 당길 때 매우 쉽게 배치할 수 있는 공구입니다. 전자제품 공급업체에서 낱개로 판매하는 제품보다 eBay/Amazon에서 판매하는 세트가 더 저렴하며, 저렴한 제품과 비싼 제품의 차이도 거의 없습니다. 최소한 직선 니들 포인트 핀셋(#10)과 곡선 니들 포인트 핀셋(#15 또는 #17)이 포함되어야 합니다.
구매처: eBay/Amazon/Aliexpress

고품질 스크루드라이버 세트

값싼 스크루드라이버는 잊어버리고 Wera Kraftform 또는 Wiha 드라이버로 바로 구매하세요. 강철 및 레이저 에칭 팁의 높은 품질 덕분에 수명이 훨씬 더 길고 패스너 손상도 적습니다. 주전원 전압으로 작업하는 경우, 잘 알려지지 않은 브랜드의 저렴한 드라이버 세트가 아닌 고품질의 VDE 드라이버 세트를 사용하면 생명을 구할 수 있습니다. 이러한 드라이버 세트는 대다수의 철물점과 전자 공구 공급업체에서 구입할 수 있습니다. 최소 사이즈 0의 공구를 포함하는 세트를 구입하세요. 육각 드라이버와 별 모양 드라이버도 포함되어야 편리합니다.
구매처: 철물점, 전자 공구 공급업체, 전기 기술자용 제품 공급업체

고품질 플라이어(Plier) 세트

이 경우에도 저렴한 옵션은 배제하고 Wera, Wiha, Felo 또는 Knipex와 같은 독일산 공구를 사용하세요. 스크루드라이버와 마찬가지로, 독일 공구는 더 좋은 품질의 강철과 더 잘 맞는 조를 제공합니다. 주전원 전압을 다루는 경우, 질의 절연이 생명을 구할 수 있습니다. 좋은 세트에는 니들 노즈, 사이드 커터, 라인맨/콤비네이션 플라이어가 포함됩니다. 마이크로일렉트로닉스만 작업한다면 이러한 공구는 생략해도 된다고 생각할 수 있지만, 머지않아 결국 찾게 될 것입니다!
구매처: 철물점, 전자 공구 공급업체, 전기 기술자용 제품 공급업체

플러시 트림(Flush Trim) 절단기

기판에 납땜된 와이어나 스루홀 컴포넌트/커넥터의 리드를 자를 때는 플러시 트림 커터가 가장 유용합니다. 위와 같은 사이드 커터도 편리하지만, 양질의 플러시 트림 커터는 구비할 만한 가치가 있는 공구입니다. 단, 양질의 제품이어야 하며, 값싼 제품은 쓸모가 없습니다. 무거운 커넥터 리드를 절단하려면 날이 날카롭고 완벽하게 정렬되어야 하며, 날이 찌그러지지 않도록 높은 품질의 강철 소재여야 합니다. Weller Xcelite 170MN 또는 Hakko CHP-170을 고려하세요.

구매처: 전자제품 공급업체만 해당

미니 니들 노즈 플라이어(Pliers)

미니 니들 노즈 플라이어는 가장 저렴한 것을 사용해도 됩니다. 평평한 조가 있는 5~6인치(125~150mm) 크기의 플라이어 세트가 있으면 편리합니다. 톱니 모양의 조는 강한 힘을 가할 때 편리하지만, 컴포넌트, 전선 또는 커넥터를 취급할 때는 평평한 조가 더 편리할 수 있습니다. 브랜드는 Wiha 32752 또는 Hakko PN-2008을 고려하세요.
구매처: eBay/Amazon/Aliexpress

와이어 스트리퍼/커터

예산이 빠듯한 경우, 저렴한 스트리퍼/커터를 사용해도 됩니다. 다만 이러한 제품은 미국/독일 브랜드만큼 날카롭거나 잘 맞지는 않습니다. 예산이 허용하는 한 더 좋은 세트를 구입하세요. 저는 그림처럼 약간 구부러진 손잡이가 보다 인체 공학적이기 때문에 선호합니다.
저가 제품 구매처: eBay/Amazon/Aliexpress
고품질 제품 구매처: 전자 부품 공급업체, 전기 기술자용 제품 공급업체

정밀 하비나이프

기판을 재작업하거나 기판에서 결함을 발견한 경우, 이러한 공구 중 하나를 사용하면 아주 작은 간격의 트레이스도 쉽게 잘라내거나, 솔더 마스크를 구리에서 긁어내어 부품을 추가하거나 전압/신호를 판독할 수 있습니다. 가장 저렴한 제품도 유명 브랜드의 고가 제품만큼 기능적이지만 장기간 사용하면 불편할 수 있습니다. 칼날이 금방 무뎌지므로 여분의 칼날 한 상자를 구입하세요.
구매처: 공예품점, 철물점, 전자 제품 공급업체, Amazon/eBay, HobbyKing

핫 글루건

핫 글루는 제가 아는 접착제 중 단연 최고봉입니다. 거의 모든 물질에 접착되고, 케이블의 스트레인 완화에 효과적이며, 이소프로필 알코올 몇 방울로 간단하게 제거가 가능합니다. 작은 공예용 글루건이 아닌 고온 12mm/½” 글루건이 필요합니다. 3M Polygun 시리즈는 정말 훌륭한 제품이지만 매우 비쌉니다. 예산이 한정적이라면 동네 철물점에서 파는 전동 공구 브랜드의 글루건을 사는 것도 좋은 선택입니다.

저가 제품 구매처: 철물점, Amazon/eBay, 전동 공구 공급업체

고품질 제품 구매처: 전자 제품 공급업체, 기계 엔지니어링 공급업체

확대경 램프

간혹 조명이 더 필요하거나 IC의 작은 부품/판독 표시를 더 가까이 봐야 하는 경우가 있습니다. 이 모든 작업은 확대경 램프를 사용하면 가능합니다! 무거운 베이스 또는 클램프 마운트(또는 둘 다) 사양의 제품을 구입할 수 있습니다. 현재는 LED 제품이 가장 널리 사용됩니다. 가능하면 주광색 온도를 사용하세요.

구매처: 공예품점, 전자 제품 공급업체, Amazon/eBay, HobbyKing

디지털 캘리퍼

캘리퍼를 구비하면 꽤나 자주 사용하게 됩니다. 캘리퍼는 무언가에 전자 장치를 통합하거나 원격으로 기계 작업을 수행하는 경우 매우 유용합니다. 예산이 충분하다면 200mm/8" Mitutoyo 캘리퍼 세트를 구입하세요. 예산이 빠듯하다면 다른 제품을 사용할 수도 있습니다. 다만 저가 제품은 Mitutoyo 제품만큼 매끄럽게 슬라이딩하거나 고정되지 않고, 영점 위치를 잘 기억하지 못하고, 조를 빨리 열고 닫을 때 판독이 잘 되지 않을 수 있으며, 조의 강철 강도가 다소 떨어지고, 배터리를 아주 빨리 소모할 수 있습니다. 참고로 저는 Mitutoyo 제품 1세트와 저렴한 제품을 6세트 정도 가지고 있습니다.

저가 제품 구매처: eBay/Amazon/HobbyKing
Mitutoyo 제품 구매처: Mitutoyo, McMaster(미국), Cromwell(유럽), 계량용품 공급업체, 일부 전자 제품 공급업체

ESD 매트

ESD 매트는 저렴하지는 않지만 충분히 사용할 가치가 있습니다. 습도가 낮거나 고도가 높은 지역에서는 ESD 매트를 필수적으로 사용해야 합니다. 반면에 습기가 많고 습도가 높은 지역은 ESD 위험이 훨씬 낮습니다. 고온 등급의 ESD 매트는 납땜 매트로 안성맞춤입니다. 약간 부드럽고 잘 미끄러지지 않으며, 떨어뜨린 부품을 쉽게 찾을 수 있습니다. 베어 매트가 아닌 손목 스트랩과 접지 연결 옵션이 통합된 제품을 구입하세요.

저가 제품 구매처: eBay/Amazon
고품질 제품 구매처: 전자 공구 공급업체, 전자 부품 공급업체

납땜 스테이션

저렴한 납땜 스테이션/인두와 Weller 사이에는 납땜 경험의 품질에 큰 차이가 있습니다. 고품질 Weller 납땜 인두를 바로 구매하는 것을 충분히 추천할 수 없습니다. 유명한 Hakko 납땜 인두를 사용해 본 결과, Weller의 열 전달 속도와 열 제어 기능이 훨씬 뛰어나며 납땜 후에도 펜 그립이 차갑게 유지된다는 것을 확인할 수 있었습니다. 0402 이하의 부품이 대형 접지면에 연결된 PCB 작업은 납땜 스테이션의 품질을 매우 빠르게 결정합니다. 대부분의 스테이션은 Weller가 1초 이내에 부품을 떼어내는 동안 작은 패드가 약간 예열됩니다. Weller는 가격이 비싸지만 제가 사용해 본 6~7개의 최고 경쟁 제품 중 그 어느 것도 이에 필적하지 못했습니다.

Weller를 구매하지 않는다면, 최소한 교체 가능한 팁을 쉽게 구매할 수 있는 60W 스테이션을 구입하세요. 교체 가능한 팁의 경우, 팁이 인두보다 긴 부분이 최대한 짧을수록 좋습니다. 팁이 짧으면 팁이 온도 센서와 열원과 최대한 가까워져 빠르게 냉각되지 않으며, 두꺼운 전선이나 접지면이 큰 PCB에서 작업할 때 스테이션의 설정 온도가 팁의 실제 온도와 더욱 가깝게 일치할 수 있습니다.

합리적인 가격

WE1010 70W

품질

WT1012 95W 베이스 80W 펜

베스트

WX1010 200W 베이스 120W 펜

개인적으로는 WE1010이 WT1012만큼 구입할 가치가 있다고 생각하지 않습니다. WX1010은 접지면이 큰 PCB 또는 열용량이 큰 부품으로 작업하는 전문가를 위한 훌륭한 옵션입니다. WT와 WX 모두 향후 필요에 따라 별도로 구입할 수 있는 다양한 펜이 있습니다. 위의 옵션은 대다수 용도에 적합합니다.

WT1012는 LT 계열 팁과 함께 사용할 수 있으며 WX1010은 XNT 계열 팁과 함께 사용할 수 있습니다. 일반적으로 원형/원추형 팁은 접촉 면적이 제한되어 열 전달이 잘 되지 않기 때문에 권장하지 않습니다. 치즐 팁은 다양한 크기로 제공되며 그 중 1.6mm, 2.4mm 및 3.2mm 팁이 가장 많이 사용됩니다. 저는 표준 2.4mm 치즐로 0402 부품을 납땜하곤 합니다.

다음을 비롯한 납땜용 액세서리도 구비하는 것이 좋습니다.

증기 배출 장치

증기 배출 장치/흡입 장치는 납땜 중 형성되는 유동 물질의 증기 기둥을 빨아들여 기관지의 손상을 방지합니다. Weller의 제품이나 이의 복제품처럼 기울일 수 있는 제품을 구입하세요. Hakko 제품이나 이의 복제품과 같은 파란색의 다단한 플라스틱 제품은 그다지 실용적이지 않습니다. 사무실에서 납땜을 하는 경우, Weller Zero Smog 및 경쟁 브랜드의 옵션이 건강과 안전에 훨씬 좋습니다.

구매처: 전자제품 공급업체, eBay/Amazon/Aliexpress

Loctite Henkel(미국: Multicore) 97SC C511 와이어솔더

원활하게 흐르고, 지저분해지지 않으며, 우수한 접합이 가능한 좋은 브랜드의 땜납을 찾으면 다른 제품으로 옮겨가기가 어렵습니다. C511 땜납 스풀은 저렴하지는 않지만 놀라운 품질을 제공합니다. 이전에는 작업장에서 값싼 땜납을 사용할 수밖에 없었는데, 결국에는 Loctite 땜납을 가져와서 사용하곤 했습니다. 일부 저가 땜납은 진흙처럼 흐르거나 유동 물질이 있어 기판을 지저분하게 만들기도 합니다. C511은 RoHS를 준수하는 주석/은/구리 혼합물 소재의 무세척 땜납입니다. 다양한 직경으로 구입할 수 있으며, 저는 일반적으로 0.56mm 롤과 1.63mm 롤을 구비해 둡니다. 0.56mm는 미세 피치 컴포넌트에 적합하며, 1.63mm는 두꺼운 전선이나 대형 부품을 납땜하는 데 적합합니다.
구매처: 전자제품 공급업체

MG Chemicals 팁 티너

무명 브랜드의 팁 티너는 더 저렴할 수 있지만 MG Chemicals의 제품만큼 효과적이지 않으며 값비싼 납땜 팁을 손상시킬 수 있습니다. 팁에 검은색 침전물이 쌓이기 시작하면 팁 티너를 사용하여 팁을 새것과 같은 상태로 복원하여 더 빠르고 효과적으로 납땜할 수 있습니다.
구매처: 전자제품 공급업체

Aven Tools 납땜 흡입기 납땜 제거 펌프

납땜 흡입기는 스루홀 컴포넌트나 커넥터를 제거/교체하려는 경우 매우 유용합니다. 제 경험 상 작은 금속 배럴 흡입기는 흡입력이 충분하지 않았습니다. 흡입력이 우수한 공구를 원한다면 다른 펜과 가격이 비슷하지만 본체/피스톤이 매우 넓고 피스톤 이동 거리가 매우 긴 초강력 스프링이 장착된 Aven Tools 솔더 흡입기를 구입하세요. 소형 모델과 대형 모델(17535)의 두 가지 옵션으로 제공됩니다. 대형 모델을 추천합니다!

구매처: 전자제품 공급업체

솔더윅

솔직히 저는 솔더윅을 별로 좋아하지 않는데, 보통은 잘 납땜된 납땜 펜 팁만으로도 잔여 땜납을 닦아낼 수 있기 때문입니다. 하지만 어떤 분들은 솔더윅이 재작업 시 신품 DPAK(TO-263)를 위해 패드 또는 유사한 대형 평면 패키지를 평평하게 만드는 데 유용하다고 하고, 또 다른 분들은 IC 핀을 청소하는 데 좋다고도 합니다. 그래서 저는 보통 2mm 및 3mm 너비의 솔더윅 롤을 에 구비해 두고 있습니다. 무세척 플럭스 제품이라면 사용해도 좋습니다.

구매처: 전자제품 공급업체

MG Chemicals 836-P 무세척 플럭스 펜

이번에도 특정한 브랜드/모델을 추천하게 되었는데요. 지금까지 저는 다양한 플럭스 펜을 사용해 보았는데, 양질의 펜은 부품 재작업을 용이하게 하는 반면 좋지 않은 품질의 펜은 그저 작업물을 지저분하게 만들 뿐입니다. 836-P 무세척 플럭스 펜은 Kester 펜이 단종된 이후 제가 사용했던 펜 중 가장 깔끔하고 효과적인 제품입니다. 플럭스 펜은 플럭스용 큰 치즐 팁 네임펜과도 같습니다. 가장 가닥이 많은 8AWG 와이어에 살짝만 대도 힘들이는 일 없이 완전히 적실 수 있습니다. 기판 재작업 시에는 땜납으로 핀이 이어진 곳에서 미세 Pitch를 가진 부품을 빠르게 청소할 수 있습니다.

구매처: 전자제품 공급업체, Amazon

교체용 황동 울

납땜 펜 팁을 닦을 때 젖은 스펀지는 이제 잊어버리세요. 황동 울을 사용하는 것이 훨씬 더 좋습니다. 양질의 납땜 펜 스탠드는 모두 황동 울이 기본으로 제공됩니다. 정기적으로 교체하면 오래 쓸 수 있지만 결국에는 수명을 다하므로 여분 한두 개를 준비해 두는 것이 좋습니다.

구매처: 전자제품 공급업체, eBay/Amazon/Aliexpress, HobbyKing

납땜의 경우 제가 부품 번호를 매우 구체적으로 명시했는데 이는 10년 이상의 시행착오를 통해 얻은 결론이며, 여러분도 완벽한 솔루션을 찾은 후에는 이를 고수하게 될 것입니다. 다행히 저는 많은 제품을 사용해 보고 효과가 있는 것과 그렇지 않은 것을 파악할 기회가 있었습니다. 앞서 제안한 제품들은 오랫동안 제게 도움이 되었으며, 없이는 작업할 수 없는 제품들입니다.

핫 에어 스테이션

제가 가장 비싼 전문가용 납땜 스테이션 중 하나를 추천했으니, 이제 핫에어 재작업 스테이션은 과연 어떤 것을 추천할지 걱정하실 수도 있겠네요. 걱정하지 마세요. 사실 저는 시중에서 가장 저렴한 옵션 중 하나를 선호합니다. 기판에 매우 정밀하고 강력하게 열을 직접 전달해야 하는 납땜 펜과 달리, 핫에어 스테이션은 공기를 가열하여 기판, 전선 또는 열 수축에 분사하기만 하면 됩니다. 858D 시리즈 핫에어 재작업 스테이션은 저렴하면서도 정밀한 온도 및 기류 속도 제어가 가능합니다. 보드의 한 부분을 예열해야 하거나 솔더를 완전히 리플로우해야 하는 경우 858D면 충분합니다. 또한 이 제품은 온도 조절 기능이 없는 라이터나 히드 건보다 열 수축에 훨씬 더 효과적입니다.

ATTEN(및 복제품) 858D/588D+ 핫 에어 스테이션

저렴하고 효과적인 제품으로, 858D보다 비싼 제품을 구매할 필요는 없습니다.

구매처: eBay/Amazon/Aliexpress.

 

프로토타이핑 용품

이제 막 전자 제품의 세계에 입문했거나, 복잡한 제품을 설계하거나, 프로젝트 또는 프로젝트의 일부를 구축하는 경우 브레드보드를 사용하는 것이 좋습니다. 펌웨어를 작성하는 경우, PCB 설계를 확정하기 전에 모든 기능이 작동하는지 확인할 수 있습니다. 

저는 일반적으로 전자 부품 키트를 선호하지 않는데, 이러한 키트가 제 설계에 그다지 적합하지 않기 때문입니다. 하지만 다양한 스루홀 저항기, LED와 커패시터가 있으면 매우 편리하죠. 비록 지난 10년간 생산한 PCB에 스루홀 저항기를 사용한 적은 없지만, 이러한 저항기는 브레드보드에 매우 유용하며 프로토타입 PCB에서 실수를 수정할 수도 있습니다. LED는 이례적인 선택으로 보일 수 있지만, 브레드보드에 사용하거나 거의 모든 로직 라인에 납땜하여 라인이 전류 소비를 처리할 수 있는지 상태를 시각적으로 빠르게 확인할 수 있습니다.

리본 와이어

대량 리본 와이어는 정말 편리합니다. 전선 한 가닥을 벗기거나 여러 가닥을 한 번에 벗겨내서 여러 가지 색상의 전선으로 보드나 부품을 연결할 수 있습니다. 와이드 리본은 도체 몇 개만 있는 리본보다 많이 비싸지 않으므로 여러 가닥의 와이어를 비용 효율적으로 얻을 수 있습니다. 가능한 한 가장 넓고 다채로운 색상의 리본을 구입하세요.

구매처: 전자제품 공급업체, eBay/Amazon/Aliexpress.

연선 세트

리본 와이어는 유용하지만, 간혹 단일 색상의 긴 전선이 필요할 때가 있습니다. 연선 박스 세트는 프로토타입/브레이크아웃 보드를 연결하는 데 매우 유용할 수 있습니다. 그림과 같이 박스 세트 단위의 스풀 또는 긴 와이어 형태로 구입할 수 있습니다. 22AWG 또는 24AWG 규격이 대다수 프로젝트에 가장 실용적이고 유용합니다.

구매처: 자동차 용품 공급업체, eBay/Amazon, Sparkfun, Adafruit, Active Tech

무납땜 브레드보드

스루홀 부품 또는 브레이크아웃 보드로 시제품을 제작하는 경우 무납땜 브레드보드를 사용하면 많은 수고를 덜 수 있습니다. 소형 브레드보드를 구입해도 되지만, 대형 제품(800포인트 이상/60줄 이상)조차 머지않아 너무 작게 느껴질 수 있으므로 두 개 이상 구입하는 것이 좋습니다.

구매처: 전자제품 공급업체, eBay/Amazon/Aliexpress, Sparkfun/Adafruit

브레드보드 전원 공급 장치

간혹 실험실 전원 공급 장치가 필요 없고 브레드보드 프로젝트에 사용할 간편한 3.3v 또는 5v 전원만 필요할 때가 있습니다. 이러한 저렴한 전원 공급 장치는 브레드보드의 전원 레일에 직접 연결할 수 있으며, 각 레일에서 3.3v 또는 5v 옵션을 선택할 수 있습니다. USB 케이블이나 배럴 잭으로 전원을 공급할 수 있습니다.

구매처: eBay/Amazon/Aliexpress, Sparkfun/Adafruit

크림프 리본 점퍼 와이어/후크업 와이어

끝이 압착된 리본 와이어는 브레드보드에 물건을 걸거나 2.54mm/0.1” 간격의 헤더에서 핀에 접근할 때 매우 유용합니다. 모든 경우에 대비할 수 있도록 Male-Male, Male-Female, Female-Female 제품을 모두 구비해두는 것이 좋습니다.

구매처: eBay/Amazon/Aliexpress, Sparkfun/Adafruit.

열 수축 튜브 키트

납땜으로 와이어를 연결하는 경우 접합부를 덮을 수단이 필요합니다. 작은 상자에 다양한 색상과 직경의 튜브가 담긴 저렴한 열 수축 튜브 키트를 사용하면 이 작업이 한층 용이해집니다.

구매처: eBay/Amazon/Aliexpress

저가 전해 커패시터 모음 키트

브레드보드에서 작업하거나 프로토타입 기판의 전압을 안정화하기 위해 약간의 추가 전기 용량이 필요한 경우, 이 키트를 사용하면 큰 비용을 들이지 않고도 다양한 옵션을 즉시 사용할 수 있습니다. 커패시터는 일반적으로 공차가 크고 수명이 짧지만 시제품 제작에는 충분합니다.

구매처: eBay/Amazon/Aliexpress

저가 저항기 모음 키트

브레드보드에서 회로를 설계하든 프로토타입 PCB에서 계산 오류를 수정하든 다양한 저항기를 사용하는 것이 좋습니다. 5%/E24 공차 값을 잘 커버하는 좋은 저렴한 키트가 유용합니다. 

구매처: eBay/Amazon/Aliexpress

3mm 및 5mm의 저가형 LED 모음 키트

위에서 언급했듯이 LED는 로직 상태를 표시하거나 다채로운 색상의 화려한 프로젝트를 만들 때 유용합니다. 3mm 및 5mm 규격의 제품을 구비하면 브레드보드에서 LED를 쉽게 사용하거나 프로젝트 기구물 인클로저에 장착할 수 있습니다.

구매처: eBay/Amazon/Aliexpress

브레이크어웨이 핀 헤더

경험상 브레이크어웨이 핀 헤더는 많을수록 좋습니다. 여러분의 PCB에서 사용하려면 헤더가 납땜되지 않은 브레이크아웃 보드를 구매해서 직접 납땜해야 합니다. 그러면 브레드보드에 컴포넌트를 아주 쉽게 꽂을 수도 있습니다. 금으로 도금된 제품은 수명도 더 길고 납땜이 쉽지만, 저렴한 주석 도금 제품은 금방 변색됩니다.

구매처: 전자제품 공급업체, eBay/Amazon/Aliexpress

시제품작업에 필요한 용품은 더 다양하지만 프로젝트별로 다릅니다. 결국 다양한 개발 키트, 하드웨어 디버거, 브레이크아웃 보드, 디스플레이 등을 수집하게 되며, 이를 활용하여 EDA/ECAD 소프트웨어에서 회로도를 작성하기 전에 브레드보드에 설계 전체를 구축할 수 있습니다.

테스트 장비

이제 실험실 구축의 재미있는 부분인 기구류에 대해 알아보겠습니다. 모든 엔지니어는 테스트 장비를 좋아하지만, 특히 전자 엔지니어는 테스트 장비만 충분하다면 작업의 모든 측면을 쉽게 시각화할 수 있다는 점에서 다른 엔지니어링 분야에 비해 특히 운이 좋은 편입니다. 대다수의 실험실에서는 디지털 멀티미터, 오실로스코프, 로직 분석기라는 세 가지 핵심 장비가 필요합니다. 

저는 여기에 실험실용 전원 공급 장치도 추가하겠습니다. 이는 엄밀히 말해 테스트 장비는 아니지만, 필요한 모든 전압을 설정할 수 있고 무엇보다도 새로 조립한 보드에서 전류를 제한할 수 있어 보드를 손상시키지 않고 오류를 신속하게 노출시킬 수 있기 때문입니다.

디지털 멀티미터

멀티미터는 가장 기본적인 테스트 장비입니다. 양질의 제품을 사용하면 AC 및 DC 전압, AC 및 DC 전류, 연속성, 저항, 전기 용량, 주파수 및 테스트 다이오드를 파악할 수 있습니다. 멀티미터는 휴대용과 탁상형의 두 가지 형태로 제공됩니다. 휴대용 장치는 휴대성이 훨씬 뛰어나고, 탁상형 장치는 일반적으로 더 높은 정밀도와 추가 기능을 제공합니다. 대다수 탁상형 디지털 멀티미터의 주요 장점 중 하나는 일반적인 2-와이어 측정법 대신 4-와이어 저항 측정을 사용할 수 있어 낮은 저항값으로 더 높은 정밀도를 구현할 수 있다는 것입니다. 휴대용 장치와 같은 수준의 기능 및 정밀도를 갖춘 저가형 탁상형 장치도 있지만, 둘 중 하나를 선택해야 한다면 저는 이 옵션은 무시하고 무조건 휴대용을 선택할 것입니다.

기능 세트 외에 멀티미터에서 살펴보아야 할 주요 사양은 숫자 또는 카운트의 해상도입니다. 이는 크면 클수록 좋습니다. 또한 계량기의 안전 등급이 CAT III 또는 CAT IV 등 적절한 등급인지 확인해야 합니다. 분류에 대한 자세한 내용은 National Instruments에서 확인할 수 있습니다.

전자 제품을 처음 접하든 숙련된 작업자이든 관계없이 자동 True RMS 계량기를 추천합니다. 더 저렴한 계량기의 경우 측정 범위를 수동으로 선택해야 하므로 자동 범위 조정으로 절약할 수 있는 시간을 낭비하게 됩니다. True RMS 계량기를 구비하면 AC 파형에서 평균 전압이 아니라 실제 평균 제곱근 전압을 읽을 수 있습니다.

멀티미터는 DigiKey, Mouser, Element14/Farnell/Newark, RS Components와 같은 평판이 좋은 전자 제품 유통업체나 테스트 장비 공급업체에서만 구입해야 합니다. 평판이 좋은 판매처에서 구매하면 측정기가 정품이며 적절한 안전 테스트를 거쳤는지 확인할 수 있습니다. 저렴한 계량기도 좋지만, 잘못된 설정(예: 연속성 테스트 모드)에서 AC 전압을 측정하면 일부 저렴한 브랜드의 제품은 말 그대로 손 안에서 폭발할 수 있습니다. 

저는 10년 이상 Fluke 87 휴대용 측정기를 사용해 왔으며, 이 제품이 매우 우수하다고 단언할 수 있습니다. 어느덧 전류 측정 기능이 고장나고 내부 플라스틱 지지대 일부가 부러졌기 때문에 올해 이 글에서 추천한 제품으로 업그레이드할 생각입니다. Fluke의 환상적인 명성과 품질에도 불구하고 저는 현재 Keysight가 Fluke보다 더 많은 가치를 제공한다고 생각하므로, 아래의 Keysight 모델 중 하나를 고려할 것입니다.

여러 엔지니어를 위한 실험실을 구축하면서 비용을 절약하려는 경우, 각 엔지니어에게 중간급 휴대용 측정기를 제공하고 더 정밀한 측정이 필요할 때 사용할 수 있는 고급 탁상형 장비가 구비된 데스크를 따로 마련해 두는 것도 좋은 방법입니다.

휴대용 디지털 멀티미터

기초

Tenma 72-7780
6000회 측정
최대 600V/10A
DCV 0.5% +2자리
AC/DC 전류
AC/DC 전압
전기 용량
연속성
다이오드
주파수
저항
온도

중급 

Keysight U1242C

10000회 측정
최대 1kV/10A
DCV 0.09 % + 2 측정
AC/DC 전류

AC/DC 전압

전기 용량

연속성

다이오드

주파수

저항

온도

고급

Keysight U1272A

30000회 측정

최대 1kV/10A
DCV 0.05% + 2 측정

AC/DC 전류
AC/DC 전압

전기 용량

연속성

다이오드

주파수

저항

온도

 

탁상형 디지털 멀티미터

 

기초

RIGOL DM3058E

200,000회 측정

DCV 0.015% + 범위의 0.003%
초당 123회 판독

1kVDC(750VAC)/최대 20A

AC/DC 전류

AC/DC 전압

연속성

주파수

기간

저항

중급

Keithley 2110-240

200,000회 측정

DCV 0.012%
초당 50,000회 판독

1kVDC(750VAC)/10A 최대
AC/DC 전류
AC/DC 전압
전기 용량
연속성
다이오드
주파수
저항
온도

고급

Keysight 34465A

2,000,000회 측정

DCV 0.003%

초당 5000회 판독

초당 50,000회 판독(선택 사항)

최대 1kVDC(750VAC)/10A

AC/DC 전류

AC/DC 전압

전기 용량

연속성

다이오드

주파수

저항

온도

 

디지털 스토리지 오실로스코프

오실로스코프(줄여서 스코프)는 전자제품을 개발하고 디버깅할 때 가장 유용한 도구 중 하나입니다. 오실로스코프를 통해 매우 작은 시간 스케일과 매우 높은 해상도로 라인 하나(또는 여러 채널이 있는 여러 라인)의 신호를 볼 수 있습니다. 오실로스코프의 가격대는 수백 달러에서 고급 스포츠카 또는 주택 가격을 뛰어넘는 가격까지 다양합니다. 아래의 가격대는 비교적 저렴한 제품들에 해당합니다. 실험실을 처음 구축하는 경우 수십만 달러의 비용이 드는 오실로스코프가 필요할 가능성은 거의 없습니다.

오실로스코프를 살펴볼 때 고려해야 할 세 가지 중요한 사양이 있는데, 이 가이드는 오실로스코프 구입을 위한 심층 가이드가 아니므로 간략하게 살펴보도록 하겠습니다. 

첫째는 대역폭입니다. 필요한 대역폭은 측정할 신호의 기본 주파수의 최소 3~5배여야 합니다. 스위칭 주파수가 2.5MHz인 전원 공급 장치로 작업하는 경우 필요한 대역폭은 12.5MHz입니다. 그러나 40MHz로 클럭된 SPI 데이터를 확인하려면 200MHz 대역폭 범위의 제품을 사용해야 합니다. 디스플레이로 전송되는 LVDS 신호를 살펴보면 신호가 100MHz 이상으로 클럭될 수 있으므로 500MHz 대역폭의 오실로스코프가 필요합니다. 대역폭은 또한 오실로스코프의 가격의 주된 요인 중 하나입니다. 오실로스코프의 가격은 대역폭에 따라 거의 기하급수적으로 증가하기 때문입니다. 보통의 취미 제작자라면 50~100MHz 오실로스코프에 매우 만족할 것입니다. 하지만 전문적으로 작업하는 경우, 설계에 따라 200~500MHz 범위가 더 적합할 수 있습니다.

둘째는 샘플링 속도입니다. 오실로스코프가 작동하려면 샘플링 속도 대비 두 배 이상의 대역폭이 필요하므로, 대역폭보다 5배 더 큰 것이 좋습니다. 이 문서에서 살펴보는 대역폭 범위에 해당하는 대다수의 최신 디지털 오실로스코프는 샘플링 속도 대비 10배 이상의 대역폭을 지원합니다.

셋째는 메모리 깊이입니다. 메모리 깊이가 깊을수록 더 긴 측정 시간이 가능하므로 좋습니다. 한 번에 측정할 수 있는 지속 시간은 메모리 깊이를 샘플링 주파수로 나눈 함수입니다(즉, 각 샘플은 메모리의 한 지점을 차지합니다). 메모리가 더 클수록 더 긴 시간 동안 또는 더 높은 해상도로 신호를 시각화할 수 있으며, 따라서 하드웨어 문제를 초래할 수 있는 결함을 발견할 가능성이 더 높아집니다.

오실로스코프는 여러 구성으로 제공되며, 대부분의 기본적인 오실로스코프는 두 개의 채널이 있습니다. 일반적으로 이 두 채널과 관련된 다른 신호를 측정하거나 보기 위해 세 번째 채널이 필요하므로, 채널 두 개는 매우 제한적이라고 생각합니다. 예를 들어, H 브리지에서는 두 개의 MOSFET 게이트 핀을 관찰하면서 게이트 드라이버 IC의 입력도 살펴볼 수 있고, 스위치 모드 전원 공급 장치에서는 입력, 출력 및 필터 후의 전압을 모니터링할 수 있습니다. 많은 장비가 그렇듯이, 몇 달 후에 요구 사항을 충족하기 위해 또 다른 장비를 구입하는 것보다는 처음부터 필요한 것보다 더 많은 기능을 제공하는 장비를 구입하는 것이 비용이 더 적게 듭니다.

최신 오실로스코프의 또 다른 구성 옵션은 로직 분석기와 오실로스코프가 통합된 혼합 신호 오실로스코프입니다. 언뜻 보기에는 오실로스코프의 작은 화면이 달린 로직 분석기가 컴퓨터와 연결된 로직 분석기에 비해 특별히 유용해 보이지 않을 수 있습니다. 하지만 제 생각에 통합 로직 분석기의 진정한 장점은 표준 채널 트리거뿐 아니라 로직 분석기의 데이터에 기반한 트리거도 가능하다는 것입니다.

취미 제작자

Rigol DS1052E
50MHz, 1GSa/s

메모리 깊이 16kpts

상승 시간 7ns

2mV/div - 10V/div
5ns/div - 50s/div

8비트

베이직 전문가

Keysight DSOX1204G

100MHz, 2GSa/s

메모리 깊이 1Mpts

상승 시간 3.5ns

500μV/div~10V/div

5ns/div~50s/div

8비트

함수 발생기

고급

Rohde & Schwarz RTB2004-COM4

300MHz, 2GSa/s

메모리 깊이 10Mpts

상승 시간 1.15ns

1mV/div~5V/div

1ns/div 및 500s/div

10비트

함수 발생기

앞에서 언급했듯이 이 문서에서는 고급 스코프를 살펴보지는 않겠습니다. 엔지니어로 구성된 팀이라면 멀티미터 섹션에서 언급한 것처럼 고급 장비가 있는 데스크를 설치하는 것이 좋습니다. 위의 베이직 전문가용 스코프는 모든 엔지니어의 데스크에 적합한 제품이며, 훨씬 더 고급 스코프는 공유 '고급 디버깅' 데스크에 구비해 둘 수 있습니다. 

로직 분석기

로직 분석기를 사용하면 디지털 신호를 쉽게 분석하고 디코딩할 수 있습니다. 디지털 프로토콜로 작업하는 경우 장치 간의 통신을 확인하는 것이 매우 중요할 수 있습니다. 일반적으로 마이크로 컨트롤러 또는 FPGA와 센서 간에 사용하는 대부분의 디지털 통신 프로토콜을 쉽게 디코딩하고 시각화할 수 있습니다. 이는 무엇이 잘못되었는지 파악할 수 없을 때 센서나 외부 주변 장치와 통신하는 코드를 디버깅하는 데 매우 유용할 수 있습니다. 또한 로직 분석기는 두 장치 간의 통신을 확인해야 하는 경우 리버스 엔지니어링에도 매우 유용합니다.

위에서 언급했듯이 로직 분석기를 오실로스코프에 내장할 수 있으며 더 많은 트리거 옵션을 제공한다는 점에서 매우 유용합니다. 하지만 오실로스코프의 트리거링 옵션은 매우 값비쌀 수 있으며, 오실로스코프의 상대적으로 작은 화면은 장치 통신에 관한 작업 시 최상의 사용자 경험을 제공하지 못합니다.

USB 로직 분석기의 주요 옵션 두 가지는 매우 저렴한 Jiankun/Kingst와 훨씬 더 비싼 Saleae입니다. 두 제품을 모두 사용해 본 결과, Jiankun은 가격 대비 놀라운 가치를 제공하지만 사용자 인터페이스에 버그가 많고 고속 통신에서는 문제가 발생할 수 있습니다. PC 소프트웨어는 이전 Saleae 소프트웨어의 복제품입니다. LA2016은 예산이 넉넉하지 않은 취미 제작자나 전문가에게 적합합니다. 반면에 Saleae의 우수한 소프트웨어는 결함과 버그에 낭비할 시간이 없는 전문가에게 적합합니다. Saleae Logic Pro의 USB 3.0 연결은 샘플을 연속 스트리밍할 수 있는 반면, LA2016은 USB 2.0을 사용하며 샘플 길이는 입력 샘플링 속도에 따라 달라집니다.

합리적인 가격

Jiankun/Kingst LA2016

채널 16개

200MS/s

샘플/채널 5천만 개

USB 2.0

전문가

Saleae Logic Pro 16

채널 16개

500MS/s

샘플/채널 무제한

USB 3.0

실험실 전원 공급 장치

새로운 PCB를 정기적으로 설계하는 사람으로서 고품질 실험실 전원 공급 장치는 제 연구실 책상에서 매우 중요합니다. 회로도나 PCB 레이아웃에 간단한 실수만 있어도 새로 조립한 보드가 예상보다 훨씬 더 많은 전류를 소비하게 될 수 있습니다. 말할 것도 없이, 조립 중에 놓친 기판에 쇼트가 있을 수 있습니다. 전류 제어 전원 공급 장치로 기판에 전원을 공급하면 전류 제한을 기판의 작동 전류가 예상하는 것보다 약간 높게 설정할 수 있습니다. 이를 통해 전원 공급 장치가 정전압이 아닌 정전류 모드에서 즉시 시작되는 경우 기판에 잠재적으로 문제가 있음을 알 수 있으며, 연기를 내뿜지 않고도 몇 가지 추가 진단을 수행할 수 있습니다.

또한 우수한 실험실용 전원 공급 장치를 사용하여 배터리에서 쉽게 얻을 수 있는 만큼의 전압을 생성할 수 있으므로 LED, 모터, 솔레노이드 등의 전원을 쉽게 켜고 전류 소비량을 실시간으로 확인할 수 있습니다. 대부분의 최신 디지털 전원 공급 장치는 전류 측정 기능이 우수하므로, 멀티미터로 전류 소비를 모니터링하는 대신 기판의 전압을 확인할 수 있습니다.

여러 초저가 스위치 모드 전원 공급 장치는 출력에 큰 커패시터가 있어 전자 장치에 최초로 전원을 공급하기에는 적합하지 않습니다. 테스트 중인 장치가 이미 켜져 있는 상태로 전원 공급 장치에 연결하면 전류 제한이 얼마로 설정되었든 해당 커패시터에서 사용 가능한 모든 에너지를 즉시 사용할 수 있게 되어 거의 모든 테스트 대상 회로 또는 LED가 증발할 수 있습니다. 전원 공급 장치를 끈 상태에서 장치를 꽂은 후 테스트 준비를 완료하고, 전원을 켜는 경우에는 전류 제한을 계산할 때 대형 커패시터의 돌입 전류를 고려해야 합니다. 커패시터가 충전되면 더 높은 전류 제한의 효과가 회로에 전적으로 발휘되어 잘못 배치되거나 잘못된 값의 부품이 손상될 수 있습니다. 따라서 여기에서는 저가형 스위치 모드 전원 공급 장치는 언급하지 않겠습니다.

무게는 고품질의 전원 공급 장치를 나타내는 좋은 지표입니다. 선형 전원 공급 장치는 내부의 대형 방열판으로 인해 매우 무겁기 때문입니다. 저렴하고 품질이 좋지 않은 전원 공급 장치는 비슷한 등급의 고품질 전원 공급 장치보다 훨씬 가볍습니다.

기초

Tenma 72-13310

0~30v 0~5A 2개

2.5v/3.3v/5v 1개 3A

315W

부하:

전압: ≤0.01%+5mV

전류: ≤0.1%+10mA

라인:
전압: ≤0.01%+3mV

전류: ≤0.1%+3mA

리플/노이즈:

전압: ≤ 2mVrms

전류: ≤ 3mArms

중급

Keithly 2231A-30-3

0~30v 0~3A 2개

0~5v 0~3A 1개

195W

부하:
전압: ≤0.02% + 4mV 전류: ≤0.2% + 3mA

라인:

전압: ≤0.02% + 4mV 전류: ≤0.2% + 3mA

리플/노이즈:

전압: ≤1mVrms/≤5mVp-p

전류: ≤6mArms

고급

Rigol DP832A

0~30v 0~3A 2개

0~5v 0~3A 1개

195W

부하:

전압: <0.01% + 2mV

전류: <0.01% + 250μA

라인:

전압: <0.01% + 2mV

전류: <0.01% + 250μA
리플/노이즈:
전압: <350μV/2mVpp

전류: <2mA rms

탁상형 테스트 장비의 전통적 강자인 Keysight, Tektronix, Keithly, B&K Precision 등을 제치고 Rigol이 1위를 차지한 것은 다소 의아할 수 있습니다. 하지만 이는 몇 년 동안 DP832A를 사용해 본 제 경험을 바탕으로 한 결과입니다. DP832A는 고품질 전원 공급 장치일 뿐만 아니라 몇 가지 훌륭한 분석 도구를 비롯하여 다양한 기능을 제공합니다. 수백만 달러 범위의 예산에서는 일상적으로 사용할 제품으로 Rigol보다 더 나은 옵션을 찾기가 어려웠습니다.

특수 장비

앞서 언급한 테스트 장비 외에 다양한 특수 테스트 장비와 위 장비의 고도로 전문화된 버전들도 있습니다. 이 장비는 응용 분야에 따라 다르므로 특정 모델을 살펴보기보다는 각 장비를 어떤 용도로 사용할 수 있는지에 대한 아이디어를 소개하겠습니다.

함수/신호 발생기

대부분의 중급 및 고급 오실로스코프에는 기본 함수 발생기가 내장되어 있어 함수 발생기의 사용 사례 중 대다수를 처리할 수 있지만, 이러한 함수 발생기가 생성할 수 있는 것보다 더 복잡하거나 특수한 신호가 필요한 경우도 있습니다. 200달러 미만으로 오실로스코프에 내장된 기능보다 훨씬 더 많은 기능을 갖춘 단일 채널 임의 함수 발생기를 구입할 수 있습니다. RF 신호 또는 기타 매우 높은 주파수의 신호나 프로토콜을 생성해야 하는 경우 수만 달러에 달하는 제품들도 있습니다.

가장 기본적인 애플리케이션에서 함수 발생기는 로직 장치의 특성을 분석하고 아날로그 부품을 테스트하는 데 매우 유용할 수 있습니다. 장치의 클럭에 문제가 있는 경우 함수 발생기의 신호로 쉽게 대체할 수 있습니다. 고급 함수 발생기를 사용하면 복잡한 파형이나 프로토콜을 시뮬레이션하여 RF 신호를 생성하고 Bluetooth, WiFi 또는 셀룰러 프로토콜과 같은 RF 프로토콜 또는 CAN, SPI나 I2C와 같은 보다 기본적인 통신 프로토콜을 에뮬레이션할 수 있습니다.

프로그래밍 가능한 로드(부하)

전원 공급 장치, 배터리 또는 태양 전지로 작업하는 경우 테스트를 더 용이하게 만들기 위해 프로그래밍 가능한 부하가 필요할 수 있습니다. 프로그래밍 가능한 부하를 사용하면 전원 공급 장치에 대해 매우 정밀한 스트레스 테스트를 실시할 수 있습니다. 일반적으로 프로그래밍 가능한 부하는 정전류, 정저항 또는 정전력 소비 모드에서 작동할 수 있습니다. 테스트 프로필을 프로그래밍하여 장치를 시뮬레이션하거나 지속적으로 에너지를 흡수하기만 할 수도 있습니다. 가장 기본적인 장치는 200달러 미만으로도 구입할 수 있으며, 빠른 슬루율와 수백 킬로와트 범위의 펄스 부하 프로필을 갖춘 고급 장치는 수만 달러가 넘습니다.

열화상 이미지

낮은 전류로 작업하는 경우에도 IC가 빠르게 과열되어 작동이 중단되거나 손상될 수 있습니다. 높은 전류 흐름이 존재하는 프로젝트를 작업할 때 열화상 카메라를 사용하면 회로 기판 전체에 온도 측정기를 부착하지 않고도 이러한 문제를 신속하게 진단할 수 있습니다. 열화상 카메라는 일반 카메라의 가시광선 스펙트럼이 아닌 장파 적외선(복사열)을 감지하며, 회로 기판의 열 발산 경로와 최고 온도 및 평균 온도를 시각화하는 데 매우 유용합니다. 단돈 몇 백 달러면 스마트폰에 부착할 수 있는 저해상도 카메라를, 몇 천 달러면 더 높은 정밀도와 해상도의 휴대형 모델을 구입할 수 있습니다.

열화상 카메라를 구입할 때 검정색 스프레이 페인트도 한 캔 구입하는 것이 좋습니다. 노출된 금속은 적외선을 반사하여 땜납, RF 차폐 및 노출된 구리의 온도를 볼 수 없게 만듭니다. 기판 전체에 검정색 스프레이 페인트를 분사하면 카메라가 열 방출을 쉽게 감지할 수 있습니다.

RF 테스트

무선 신호를 생성하거나 수신하는 무선 주파수 장치에서 직접 작업하는 경우 몇 가지 특수 RF 테스트 장비를 구입하는 것이 좋습니다. 

RF 테스트를 위한 가장 기본적인 테스트 장비는 RF 스펙트럼과 전력 수준을 분석할 수 있는 스펙트럼 분석기입니다. 이 장비는 RF 회로 디버깅, 장치 간 통신 관찰과 기본 적합성 테스트에 사용할 수 있습니다. 스펙트럼 분석기는 비교적 고가의 테스트 장비이며 주파수가 높아질수록 기하급수적으로 가격이 높아집니다. 보다 저렴한 옵션으로는 SDR(Software Defined Radio, 소프트웨어 정의 무선)이 있습니다. SDR은 컴퓨터 화면과 처리 능력을 사용하여 신호를 분석합니다.

RF 회로를 배치하거나 안테나를 설계하는 경우 네트워크 분석기를 사용하면 RF 경로와 컴포넌트를 빠르게 조정하고 최적화할 수 있습니다. 네트워크 분석기는 SNA(Scalar Network Analyzer, 스칼라 네트워크 분석기) 또는 VNA(Vector Network Analyzer, 벡터 네트워크 분석기)의 두 가지 옵션으로 제공됩니다. 주파수에서 진폭만 확인해야 하는 경우 VSWR과 반사율을 측정할 수 있는 스칼라 네트워크 분석기가 훨씬 더 비용 효율적입니다. 대부분의 대형 테스트 장비 공급업체는 더 이상 SNA를 제조하지 않지만, VSWR 및 반사율 값이 테스트에 충분한 경우 일부 탁상형 스펙트럼 분석기와 다수의 SDR 스펙트럼 분석기에 추적 생성기능이 통합되어 있어 스펙트럼 분석기가 SNA의 기능을 수행할 수 있습니다.

반면 벡터 네트워크 분석기를 사용하면 진폭과 위상을 모두 시각화할 수 있습니다. 이를 통해 회로나 안테나를 빠르게 조정하거나 장치를 특성화하는 데 사용할 수 있는 스미스 차트를 생성할 수 있습니다.

RF 테스트 장비의 가장 기본적인 기능으로서 주파수 카운터를 사용하여 무선 전송의 기본 주파수를 찾을 수 있습니다. 이것은 측파대나 주파수 도약이 없는 기본 RF 전송의 출력 주파수를 확인하는 데 유용할 수 있습니다. 또한 RF 전력계는 회로에서 출력되는 RF 전력을 표시하여 생성 전력량을 매우 정확하게 표시할 수 있습니다. 스펙트럼 분석기는 이러한 측정을 훨씬 쉽게 수행할 수 있으며 더 시각적으로 확인할 수 있으나 훨씬 더 비쌉니다.

데이터 수집 및 로깅

데이터 수집 장치는 다양한 용도로 사용할 수 있어서 실험실에서 매우 유용합니다. 이 장치는 로깅 기능이 있는 다중 채널 디지털 멀티미터와도 같아서 오류 분석, 생산 합격/불합격 테스트 및 케이블 하네스의 신속한 테스트에 매우 유용할 수 있습니다. 

장시간 동안 기판의 여러 채널을 동시 모니터링하면 오류를 더 쉽게 분석하여 무엇이 잘못되었는지 파악할 수 있습니다. 

여러 채널을 사용할 수 있으므로 생산 장치용 맞춤형 테스트 고정 장치를 구축하여 테스트 지점에서 전압, 전류, 조명 또는 기타 디지털 및 아날로그 신호를 빠르고 정확하게 판독할 수 있습니다. 이 모든 판독을 위해 마이크로 컨트롤러에서 소프트웨어를 개발하는 것보다 훨씬 빠를 수 있습니다.

마지막으로 케이블 하네스가 복잡한 경우, 채널 수가 많은 수집 장치를 사용하여 맞춤형 하네스 테스터를 신속하게 구축하고, 이를 통해 커넥터 간 연속성을 확인할 뿐만 아니라 케이블의 전압 강하 또는 전기 용량을 확인하여 케이블이 올바르게 크림핑 및 종단되었는지 확인할 수 있습니다.

스토리지

마지막으로, 전자 실험실의 가장 큰 어려움 중 하나는 보관 문제입니다. 시제품제작으로 인한 남는 부품, 여분의 PCB 및 공구의 보관은 어느 작업 공간에서나 중요한 사항입니다. 충분한 수납공간이란 없으며, 데스크와 선반에서 여분의 공간을 확보하면서도 필요한 모든 도구를 가까이에 두기 위해서는 지속적인 최적화 과정을 거쳐야 합니다.

이를 위해 다음과 같은 몇 가지 아이디어를 참고하세요.

부품 서랍

부품 서랍과 저렴한 레이블 제조기를 사용하면 레이블이 부착된 서랍에 여분의 부품을 간편하게 보관할 수 있습니다. 따라서 필요할 때마다 10k 1% 0402 저항기를 쉽게 꺼낼 수 있죠. 이러한 서랍은 고가의 ESD 제품 또는 일반 서랍 제품을 사용할 수 있습니다. 전자제품 공급업체는 공예품점이나 철물점보다 더 비쌀 수 있으므로 여러 곳에서 비교하고 구입하세요.

보관용 토트백

한 번에 여러 프로젝트를 진행하는 경우 보관용 토트백을 사용하면 모든 부품, 기판, 테스트 하네스 등을 쉽게 보관할 수 있습니다. 개발 키트와 프로그래머가 늘어날수록 이를 제조업체별로 보관하기 위해 여러 개의 보관용 토트백이 필요하게 될 것입니다. 이러한 토트백은 옷장이나 창고에 간편하게 쌓아두고 필요할 때 꺼낼 수 있습니다.

이동식 공구함

정비공들이 많이 사용하는 공구함은 모든 공구를 보관하기에 매우 편리하며, 그 위에 물체를 올려놓고 작업을 할 수도 있습니다. 이동식 공구함은 회전 공구, 무선 드릴, 수공구와 같이 상시 사용하지 않는 공구를 보관하기 좋으며, 패스너와 케이블 타이를 보관할 수 있어 공구와 패스너를 가까이에 두기에도 적합합니다. 이러한 공구함은 여러 매장에서 매우 비싼 가격에 판매되지만, eBay에서는 적합한 품질의 공구함을 매우 저렴하게 구할 수 있습니다.

데스크 아래 이동식 서랍

당연히 데스크 아래의 이동식 서랍은 모든 문구류와 플러시 트림 커터, 칼 등의 작은 수공구를 보관하기에 좋은 장소입니다.

ESD 실험실 데스크/벤치

당연한 이야기지만, 전자공학 실험실에는 특화된 데스크가 마련되어 있습니다. 이러한 데스크에는 필요한 모든 전원 연결이 내장되어 있으며, 테스트 장비용 선반과 조명도 모두 통합되어 있습니다. 별도의 조립/재작업/테스트 전용 데스크를 놓을 공간이 있다면 더욱 쾌적한 작업 환경을 조성할 수 있습니다.

궁금한 점이 더 있으신가요? Altium의 전문가에게 문의하세요. 업계 최고의 PCB 설계 소프트웨어를 원한다면 Altium Designer®가 안성맞춤입니다. 최고의 설계 소프트웨어로 제품 개발 지원을 받고자 하는 스타트업은 Altium Launchpad 프로그램을 살펴보세요. 지금 여기를 클릭하여 자세히 알아보고 지금 바로 신청하세요.

작성자 정보

작성자 정보

Mark Harris is an engineer's engineer, with over 16 years of diverse experience within the electronics industry, varying from aerospace and defense contracts to small product startups, hobbies and everything in between. Before moving to the United Kingdom, Mark was employed by one of the largest research organizations in Canada; every day brought a different project or challenge involving electronics, mechanics, and software. He also publishes the most extensive open source database library of components for Altium Designer called the Celestial Database Library. Mark has an affinity for open-source hardware and software and the innovative problem-solving required for the day-to-day challenges such projects offer. Electronics are passion; watching a product go from an idea to reality and start interacting with the world is a never-ending source of enjoyment. 

You can contact Mark directly at: mark@originalcircuit.com

관련 자료

관련 기술 문서

홈으로 돌아가기
Thank you, you are now subscribed to updates.