[1AM] Logitech G510 기계식 개조기 - 3탄 분석편<하>

지난 연재 :

• 1탄 분해편 : http://www.kbdmania.net/xe/4167029
• 2탄 분석편<상> : http://www.kbdmania.net/xe/4173306

오늘은 3탄 분석편<하>입니다.

이번 글에서 다룰 내용은 우리가 사용할 부품에 대한 상세정보를 확인하는 것입니다.

1. 컨트롤러 및 기타 기판들 분석하기
2. Dimentional(치수) 정보 분석하기

1. 개요

1.1 컨트롤러를 분석하는 목적

• 구조의 이해
• 어디까지 구현헐 것인가에 대한 한계(범위) 정의
• 어떤것을 추가 구현할 것인가에 아이디어 탐색
• 어떻게 구현하는 것이 효과적일 것인가에 대한 정보를 습득
• 기계식으로 전환하는데 필요한 것들이 무엇인지를 확인

1.2 치수정보를 분석하는 목적

• 하우징을 제작할때의 각각 부품들이 들어갈 위치를 결정
• 추후 하우징 안에 들어갈때 부품들이 차지하는 공간 확인

2. 필요 공구

• 확대경 : 그냥 어디서든 쉽게 구할 수 있는 돋보기면 충분합니다. (5배율 이상을 추천합니다.)
• 버니어 켈리퍼스 : 정확한 치수를 재기 위해 필요합니다. 오차율 0.1mm정도면 충분합니다.
• 줄자 : 일반적인 자나, 버니어 켈리퍼스로 재기에는 좀 큰 녀석들을 위해 준비합니다. 우리가 다루는건 키보드이다보니, 그냥 50cm짜리 자도 상관없습니다. (설마 50cm가 넘는 키보드를 가지고 계시진 않으시겠죠?)
• DMM : 이건 있어도 되고 없어도 되지만, 만약 기판분석을 제대로 해서, 기판의 일정 부분을 변경하고자 하는 경우에는 좀더 자세한 회로분석을 위해 필요합니다.

이런 확대경까지 구비하고 계신분이라면 진정한 메니아 이신듯..

3. 분석할 대상

오늘 분석할 기판입니다.

G510기판은 크게는 3개, 작개는 6개로 나뉘어져 있습니다.

• 맴브레인 시트와 연결되는 메인 컨트롤러 기판
• LCD 기판
• LED 기판

메인컨트롤러 기판은 또다시 좌측의 Toggle스위치 및 메크로 Layer 키가 자리잡히는 좌측 부분과,

사운드 카드, 메인컨트롤러로 되어있는 우측 부분으로 나눌 수가 있습니다.

아래 사진은 LCD 기판의 모습입니다.

위의 LED 기판의 모습입니다.

좌,우, 중앙으로 3개로 나뉘어져 있습니다.

4. 회로 분석

기판 회로를 분석하는 것은 아무래도 전자적인 지식이 전혀 없다면 좀 힘든 작업입니다.

게다가 회로도가 있는 상태가 아니기 때문에, 각각의 연결을 보고 유추하는 수밖에는 없습니다.

특히나 G510과 같은 키보드는 일반적인 키보드에 비해 매우 복잡한 편에 속해서 더욱 힘들다고 볼 수도 있죠.

(물론 예전 키보드중에는 더욱 복잡한 기판을 가진 키보드들도 있으나, 최근에는 기술의 발달로 부품의 수가 많이 줄었습니다.)

이부분이 어렵다고 생각되시는 분들은 이 부분은 넘어가시고, 기판을 개조하지 않고 그 기판 그대로를 사용하시면 됩니다.

4.1 메인 컨트롤러 - 임의로 기판A로 명명

기판중에 가장 복잡한 기판입니다.

일단, 메인컨트롤러로 쓰이는 칩을 자세히 들여다 봅시다.

우리에게 친숙한 ATMEL의 로고가 보이고 부품명이 32UC3A0128-U라고 적힌 것이 보이실겁니다.

인터넷 뒀다 뭐합니까.. 일단 뒤져봅니다^^;;;;

바로 나오네요. AT32UC3A 계열의 128KByte의 플레쉬 용량을 가진 LQFP 페키지임을 확인 할 수 있습니다.

스펙을 보니 입이 떡 벌어지네요. 키보드 용으로 쓰기에는 너무나 호화롭진 않나 싶습니다.

ATmega128도 호사스럽다 생각되는 판에. AVR32라니요....T_T

USB 2.0 Full speed 지원에,

Ethernet MAC 10/100 까지 지원하는 무지막지한 녀석입니다.

GPIO(범용 입출력 포트)의 핀수가 최대 109개 씩이나 가지고 있네요. (이정도면 뭐 일반적인 키보드는 포트 하나당 스위치 하나 달아도 되겠어요

그 외에도 일일히 열거할 수 없는 많은 기능을 가지고 있어요.

포트수도 너무 많고, 완성품으로 시중에 나오는 것이니 Lock Bit설정으로 안에 들어있는 프로그램의 내용을 빼내는 것도 어려울 것 같아, 이녀석이 붙어있는 기판은 그냥 사용하기로 마음을 굳히게 되는군요.

같은 기판 뒤쪽에 붙어있는 왠지 좋아보이는 또다른 칩이 하나 보이는군요.

WM8758BG라고 적혀 있습니다. 역시 인터넷에 뒤져봅니다.

찾아보니 Wolfson Microelectronics의 WM8758B 라는 해드폰용 스테레오 코덱 칩이라는군요.

아이폰에도 들어가는 제품이라는 걸 보니 귀가 살짝 솔깃 해지네요.

어짜피 이 기판은 그대로 사용하기로 맘 먹었으니, 그냥 놔둡니다.

맴브레인 시트쪽과 연결되어있는 곳을 보면, 동일한 칩 2개와 다이오드가 박혀있는것을 볼 수가 있습니다.

HC164라고 적혀있습니다. 역시 지체없이 인터넷을 뒤져봅니다.

찾아보니, 8 bit SIPO (즉 Serial Input/Parallel Output Shift Resister군요.)

정확한 역할은 회로를 자세히 봐야 알겠지만, 기판 자체가 4층이상으로 되어있는 만큼, 추적이 쉽지만은 않습니다.

하지만, 크게 2가지 정도로 추정이 가능한데요,

• 키스켄을 할때, MCU의 부담을 최소화 하기 위한 방법
• 오디오 칩(WM875B)과 통신할때 신호를 바꾸기 위한 방법

누구 감이 오신다면, 댓글 부탁드려요..T_T

기판 오른쪽에는 각각 Numlock, Capslock, Scrlock을 담당하는 칩 LED가 박혀 있습니다.

일단 위치를 알아 두면, 하우징에 맞게 LED 위치를 옮기거나, 키보드 스위치 안쪽에 넣을 수 있도록 개조가 가능합니다.

기판 오른쪽 맨 끝에는 볼륨조절 노브가 달려있던 곳에 있는 Rotary Position Sensor (아마도?)가 있습니다.

- 기판 역할에 대한 추정 근거 -

기판A가 메인 기판이라는 것의 추정근거는 아래와 같습니다.

• AVR32라는 복잡한 프로세서가 박혀있다.
• 멤브레인시트와 연결되어있는 기판이다.
• 다른 기판도 이 기판을 중심으로 연결되어있다.
• USB 연결을 받아들이는 가장 첫번째 기판이다.
• 이 기판 외에는 컨트롤러라 부를만한 칩이 있는 녀석이 없다.

4.2 메크로 키 및 토글 스위치 기판 - 임의로 기판B로 명명

이 기판은 분해당시, 맴브레인 시트와 연결되지 않고, 따로 스위치들이 있었던 기판입니다.

기판 A와는 핀해더(2 by 7 : 14p)로 연결되어있습니다.

기판 B는 기판 A와는 다르게 단면 기판으로 구성되어있습니다. 즉 다시 말하면 회로가 한쪽면에만 그려져 있어, 분석이 쉽다는것이지요.

눈으로 보기에 칩같은것은 전혀 보이지 않고, 저항과 LED, 스위치, 케페시터 정도가 전부네요.

이런 기판은 구지 살려줄 필요 없이, 날려버리기로 마음을 굳힙니다. 제가 만들 기판에 이부분을 구성하면 되는 일이지요.

핀해더 부분을 임의로 번호를 매깁니다.

핀해더를 하나씩 하나씩 어디와 연결되어있는지를 찾은 후, 나중에 구성할 것을 생각하여, 회로도에 기입합니다.

추후, 이 기판은 버리고 ,새로운 기판으로 대체됩니다.

- 기판 역할에 대한 추정 근거 -

• 전체 회로 분석 결과, 키입력을 받기 위한 Ternimal 과 LED만 존재

4.3 LCD 기판 -임의로 기판C로 명명

이 기판은 LCD 표시창이 달려있고, 뒷부분의 Back light의 색깔 변경으로, 표시되는 색상이 변경되는 구조입니다.

하우징을 분리할때, 이와 연결되어있던 5개의 스위치들의 연결부가 있습니다.

일단 씌여있는 글씨로 어떤 녀석인지 확인과정을 거칩니다.

LD03_R02+ 0.47008 이라고 적혀있는데, 당췌 이녀석을 찾을 수가 없습니다. (누가 찾으시면 알려주세요)

이런경우는 그냥 눈물을 머금고 이녀석을 그대로 사용하는 수밖에는 없습니다.

- 기판 역할에 대한 추정 근거 -

• LCD가 달려있으니까....^^;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

4.4 LED 기판 - 임의로 기판D로 명명

이 기판은 LED가 달린 기판으로써, R(적색), G(녹색), B(청색)의 색깔의 조합을 이용하여, 키보드의 전체 Illumination을 담당합니다.

V자형으로 되어있는 LED를 이용하여 반사판에 불을 비추게 되고, 이것이 키보드 전체로 퍼져나가는 구조입니다.

단면기판으로 되어있어 분석이 매우 쉽습니다. 기판 3개의 구조가 동일 합니다.

기판 D가 왜 LED를 담당하는 지는 구지 추정근거를 알려드리지 않아도 되죠?^^;

저의 개조하는 목적상 이 기판은 사용되지 않습니다.

5. Dimentional (치수) 정보 확인하기

위에 말한것 처럼, 하우징이나 회로를 설계할때에는 치수정보가 매우 중요합니다.

나중에 다 만들어 놓고 재활용할 부품들이 안들어가면 대략 낭패니깐요^^;

위의 회로분석으로, 자신이 재활용할 부품들을 정하고 그것에 대한 치수 정보를 기입합니다.

제가 사용할 것은, 기판A, 기판C, 그리고 볼륨조절 노브가 전부입니다.

5.1 치수를 잴때의 유의점

1. 일반적인 부품은 치수를 넉넉하게 재는 것이 좋습니다. 외각선 기준으로, 조금 더 크다고 생각하고 재주셔야 나중에 부품이 안맞는다거나 하는 불상사가 생기지 않습니다.
2. 기판의 경우, 위아랫면의 부품들까지 고려하셔야 합니다. 높이가 높은 부품이 있는데, 깜빡하고 그점을 고려하지 않게 되면, 나중에 하우징을 다시 짜야하는 불상사가 생깁니다...
3. 꽉 끼어맞아야 하는 부품의 경우는 정확해야 합니다. 0.1mm 단위까지 정확하게 치수를 기입하셔야만 불량률을 줄일 수 있습니다.

5.2 종이나 다른것에 대략적으로 그리기

처음에는 어떠한 방법으로든 표기하셔도 상관없습니다. 저와 같이 일단 종이로 그리시는 것도 괜찮습니다.

5.3 도면으로 옮기기 (생략 가능)

하지만, 나중에 설계를 위해서라면 CAD를 이용하여, 조금더 자세히 그려 주시는게 좋습니다.

LCD기판

메인 기판

볼륨 노브

6. 분석편<하>를 마치며

많은 분들이 여기서 헉.. 하고 막히시는 분들도 계시리라 봅니다. 전자공학적인 지식과는 담을 쌓으셨다면, 회로 분석쪽은 과감히 Pass하셔도 무방합니다.

하지만 중요한건, 치수정보는 확실히 파악을 해두셔야 한다는 점입니다. 회로분석을 못하더라도, 기존의 있는 부품을 그대로 갖다 쓴다면, 큰 문제는 없기 때문이죠.

이번 분석과정에는 아래와 같은 점을 유념해 주시면 됩니다.

• 원래 있던 부품은 최대한 안쓰는 방향으로... 왜냐하면, 전에 있던 부품을 안쓰면 안쓸수록, 커스텀에 대한 자유도가 높아집니다. 공간적으로도, 기능적으로도 기존 부품에 얽매이지 않는다면, 그만큼 더 커스터마이징이 가능한것이죠.
• 치수는 정확하지만, 여유있게... 나중에 하우징을 설계할 때를 위한 치수정보입니다. 이것이 틀리게 된다면, 애써 비싼 비용을 지불하여 제작한 하우징이 맞지 않게 됩니다. 그 짜증은 여러분의 상상을 초월할 뿐만 아니라, 애써 만든게 애물단지로 전락해버릴 수도 있거든요.
• 필요없는 기능은 과감히 버리자!... 자신에게 쓸데 없는 기능까지 구현하려다 설계가 점점 복잡해 질 수 있습니다. 게다가, 전과 동일한 기능이라면 커스텀이라는 의미가 아무래도 퇴색될 수밖에 없겠죠? 단순히 껍데기만 바꾸는것과 다를바가 없어지기 때문입니다.
• 분석은 최대한 꼼꼼하게... 분석과정에서 나오는건 말그대로 Data입니다. 즉, Information과는 다르게, 가공하기 전에는 큰 의미를 가지지 못한다는 점이지요. 하지만, Data란, 많으면 많을수록 좋은것이라 생각합니다. 구지 이번 커스텀이 아니더라도, 다른 아이디어를 얻으실 수도 있기 때문입니다. 따라서, 기판을 그대로 사용하기로 하더라도, 그중에 알아낼 수 있는 Data들이 있다면 끝까지 추적해서 알아낼 수 있는건 죄다 알아내시는게 좋다고 생각됩니다.

이번에도 아주 긴~ 글을 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.