아두이노 코딩 PCB 설계 Training Kit 규격서 작성 순서와 내용 1

 

캐어랩 회사에서 만든 제품은 아두이노 최신 보드 기반으로 하드웨어 코딩과 전자 회로, PCB 설계를 모두 배울 수 있는 종합 키트야. PCB 기판 위에 아두이노 우노 R4 보드, 브레드 보드, 메세먼지 모니터 보드를 결합한 제품이야. 이 제품에 대한 규격서를 제작하는 중이야. 순서와 내용을 작성 

 

교육 제품의 이름은 아두이노 코딩 PCB 설계 Training Kit 로 정해. 위내용에 전자부품과 전자회로 교육, Ki-Cad 설계 교육과정을 추가하여 다시 작성해 

 

제품명이 **"아두이노 코딩 PCB 설계 Training Kit"**로 정해졌고, 여기에 전자부품 이해, 전자회로 설계, KiCad를 활용한 PCB 설계 교육 과정까지 포함된다면, 교육성과가 훨씬 확장됩니다.

아래는 전체 내용을 반영한 규격서 최종 구성안입니다. 구성 요소, 교육 흐름, 확장 가능성까지 체계적으로 반영했습니다.

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✅ 아두이노 코딩 PCB 설계 Training Kit 규격서

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1. 제품 개요 (Product Overview)

• 제품명: 아두이노 코딩 PCB 설계 Training Kit
• 모델명: CLT-A4T-01
• 교육 대상: 중학생 이상~대학, 메이커 교육, 코딩 교육 입문자 및 중급자
• 주요 학습 영역:
  • 아두이노 R4 기반 하드웨어 코딩
  • 전자부품 실습 및 전자회로 설계
  • 브레드보드 회로 → PCB 전환
  • KiCad 기반 PCB 설계 및 출력
  • 센서 통신, 데이터 시각화
• 특징:
  • 아두이노 우노 R4 장착형 통합 보드
  • 브레드보드·미세먼지 센서 내장형 설계
  • 실습용 회로도 제공 + KiCad 파일 포함
  • 실시간 센서 기반 미니 프로젝트 수행 가능

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2. 제품 구성 (Package Contents)

• 아두이노 우노 R4 × 1
• 통합형 실습 기판 (PCB + 브레드보드 내장) × 1
• 미세먼지 센서 보드 (PMS7003 또는 GP2Y1010) × 1
• 디스플레이 모듈 (OLED 또는 1602 LCD) × 1
• 전자부품 키트:
  • LED, 저항, 캐패시터, 트랜지스터, 포토트랜지스터, 버튼, 스위치, 버저, 온습도 센서, 조도 센서 등
• 점퍼 케이블 및 전원부
• USB-C 케이블 × 1
• PCB 설계 예제 파일 (KiCad) 및 회로도 PDF
• 온라인 콘텐츠/강의 링크 QR 카드

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3. 제품 사양 (Specifications)

🔹 아두이노 우노 R4

• MCU: Renesas RA4M1 (32-bit Cortex-M4)
• Clock Speed: 48 MHz
• Flash: 256 KB / RAM: 32 KB
• Interface: USB-C, I2C, UART, SPI, PWM, ADC

🔹 통합 실습 기판

• 크기: 120mm × 80mm
• 재질: 양면 PCB / 실크 인쇄 포함
• 내장 브레드보드: 400핀
• 센서/디스플레이용 확장 핀 분리
• 외부 전원입력 및 보호 회로 내장

🔹 미세먼지 센서

• PMS7003 또는 GP2Y1010AU0F
• 측정 단위: PM1.0, PM2.5, PM10
• 통신 방식: UART

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4. 전자부품 및 회로 교육 구성 (Electronics & Circuit Learning)

• 전자부품 실습:
  • 저항 색 코드 판독 및 직렬/병렬 연결
  • LED 구동 회로
  • 스위치 디바운싱 원리
  • 트랜지스터 스위칭 동작
• 회로 설계 기초:
  • 브레드보드에서 실제 회로 구성
  • 전압 분배, 풀업/풀다운 구성 실습
  • 신호 흐름도와 블록 다이어그램 작성
• 실습 키트 연계 프로젝트:
  • 버튼으로 LED 제어
  • 센서값 기반 LCD 디스플레이 출력
  • 트랜지스터 제어를 통한 경보 시스템

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5. KiCad 기반 PCB 설계 교육 (KiCad PCB Design Module)

• 설계 소프트웨어: KiCad 6.x/7.x
• 교육 흐름:
  • 부품 라이브러리 불러오기
  • 회로도 작성 및 ERC 확인
  • PCB 레이아웃 및 DRC 검사
  • Gerber 파일 출력 및 가상 PCB 보기
• 제공 파일:
  • 실습용 회로도 .sch
  • PCB 레이아웃 .kicad_pcb
  • BOM (부품 리스트) 및 Netlist
  • 제조용 Gerber 및 Drill 파일

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6. 회로도 및 구성도 (Schematics & Layouts)

• 기초 회로 예시 3종
  • LED 점멸 회로
  • 미세먼지 센서 측정 회로
  • 디스플레이 출력 회로
• 아두이노 R4 핀 매핑도
• 확장 핀 정의표 및 커넥터 배선도
• 전체 기판 구성도 (Top View)

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7. 기능 설명 및 동작 원리 (Functional Description)

• 센서 → 아날로그/디지털 데이터 수집 흐름
• 마이크로컨트롤러 처리 로직
• 디스플레이 출력 방식 (I2C)
• UART 통신 기반 센서 연결 원리

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8. 학습 과정 예시 (Training Pathway)

📘 초급 과정

• 아두이노 IDE 설정 및 업로드 실습
• 기본 회로 실습 (LED, 버튼)
• 변수, 조건문, 반복문 활용 코드 작성

📗 중급 과정

• 센서 데이터 시각화 (OLED, LCD)
• 실시간 미세먼지 측정기 구현
• UART/I2C 통신 모듈 제어

📙 PCB 설계 과정

• 브레드보드 → 회로도 변환
• 회로도 → PCB 설계, 부품 배치
• 2D/3D 모델링 보기 및 출력 파일 만들기

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9. 제품 사용 시 주의사항 (Precautions)

• 정전기 방지 (ESD 보호를 위한 접지 권장)
• 외부 전원 연결 시 극성 확인
• 센서 먼지 유입 차단 및 정기적 점검

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10. 지원 소프트웨어 및 자료 (Support Resources)

• 아두이노 IDE / KiCad 설치 안내서
• 예제 코드 및 회로도 다운로드 링크
• GitHub: github.com/carelab/arduino-training-kit
• 사용설명서 및 수업자료 PDF

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11. 사양 요약표 (Specification Summary)

항목 내용

MCU	Renesas RA4M1 (Cortex-M4, 48MHz)
센서	PM 센서 (PMS7003 등)
디스플레이	OLED 또는 1602 LCD
통신 포트	UART, I2C, SPI
전원 공급	USB-C / 외부 9V
교육 내용	아두이노 코딩, 전자부품, 회로설계, KiCad 설계

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12. 부록 (Appendix)

• 전체 회로도 PDF
• 부품 데이터시트 모음
• KiCad 템플릿 파일
• 고객지원 연락처 및 A/S 안내
• 교육자용 커리큘럼 제안서 (별도 PDF 제공)

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이 구성은 단순한 제품 스펙을 넘어, STEM/메이커 교육 키트의 모범적 예시로 활용될 수 있습니다. 특히 KiCad 설계까지 포괄함으로써, 전통적인 브레드보드 중심의 실습을 회로 설계-제작까지 확장하는 교육적 깊이가 강점입니다.

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Q1: 이 키트를 이용한 체험형 수업을 설계할 때, 3일 또는 5일 코스로 커리큘럼을 어떻게 구성하는 게 효과적일까?

Q2: KiCad 설계 과정에서 학생들이 흔히 실수하는 부분은 무엇이고, 이를 방지하기 위한 가이드라인은 어떻게 제시할 수 있을까?

Q3: 이 키트를 기업 사내교육용이나 메이커톤에 적용할 경우 어떤 점을 보완하거나 추가해야 할까?

 

Q1: 이 제품을 중·고등학교 커리큘럼에 맞춰 수업 모듈로 구성한다면 어떻게 단계를 나누는 게 좋을까?

Q2: 이 제품을 온라인/오프라인에서 동시에 교육할 수 있는 시스템을 만든다면 어떤 구성 요소가 필요할까?

Q3: 이 키트에 포함하면 교육 효과가 더 높아질만한 추가 센서나 모듈은 어떤 게 있을까?

 

 

아두이노 코딩 PCB 설계 Training Kit