안녕하세요.

지난 연재:

오늘은 두번째, 분석편입니다.

 

전에 말씀드린데로, 분석편은 아래와 같은 3가지에 대해 연재할 계획입니다.

  1. 맴브레인 시트의 Key matrix 분석하기
  2. Dimentional(치수) 정보 분석하기
  3. 컨트롤러 및 기타 기판들 분석하기

이번글에서 다룰 내용은 그중에 첫번째 맴브레인 시트의 Key matrix 분석하기 입니다.

 

필요한 공구 : 연결확인 가능한 DMM (Digital Multimeter, 테스터기) 또는 기타 회로시험기

IMG_0859.JPG

DMM을 사용하는 가장 큰 이유는, Beep(삐 소리~)음을 통해 연결되어있는 것을 쉽게 알 수 있다는 점입니다. (일부 DMM은 그런 기능이 없으니, 구입하실 때는 꼭 그런 기능이 있는지 확인 후에 구입하시기 바랍니다.)

전기적으로 연결이 되어있는지 확인하기 위한 두 지점을 찍어보면, 연결이 되어있다면 소리가 나는 것으로 알 수 있다는 점이죠.

일반적인 테스터기는 소리가 나지 않아 일일이 연결되어있는지를 테스터기를 봐가면서 해야해서 좀 불편합니다.

 

아무래도 DMM은 가격이 좀 나가고 Matrix 분석용으로 쓰기에는 우리에게 필요하지 않은 기능이 많습니다. 따라서 경우에 따라서는 자작하여 사용할 수도 있습니다. 전선과 건전지, 부저만 있다면, 충분히 가능합니다. (한 2천원이면 만드실듯?)

추후 시간이 되면, 자작 회로시험기 만드는 법을 따로 올리도록 하겠습니다.

Connection Schematic.pngConnection Tester.png

위에 그림처럼 연결하셔서 사용하시면, 간단히 자작 회로시험기를 만드실 수 있으실 겁니다.

알고 싶은 두 접점을 찍어서 연결되어있다면, 삐~ 하는 부저음을 들을 실 수 있습니다.

부저는 여러가지 제품들이 있는데 보통 천원 미만이니.. (점심시간에 세운상가에 들리니 600원이더군요..) 큰 부담도 안되고, 오히려 계속해서 전원보호(절전)를 하는 DMM보다 사용하기 편리합니다.

 

중요한 것은, 이왕이면 전압이 낮은 부저를 사용하세요 이유는 아래와 같습니다.

  • 회로보호 : 맴브레인 시트는 상관이 없을지 모르지만, 최근에 나오는 칩들은 1.8v에서 동작하는 회로들이 많이 있습니다. 부저는 전류를 흘리면서 테스트를 하고, 내부저항이 칩에 비해 높지 않기 때문에 높은 전압이 걸리면 소자가 망가질 우려가 있습니다.
  • 만들기 쉬워서 : 1.5v의 경우는 AA또는 AAA 건전지 하나만 사용하면 되지만, 그 이상의 전압은 단일 건전지로 만들어내기 힘든 경우가 많이 있습니다.
  • 가격 : 높은 전압에서 동작하는 부저보다 가격이 저렴합니다^^

추천하는 부저의 예 : http://www.devicemart.co.kr/goods/view.php?seq=32858

 

위의 시험기의 경우, 전류가 흐른다는 단점이 있지만, 아래처럼 거의 전류가 흐르지 않는 시험기도 가능합니다.(복잡하다 생각하시는 분은 그냥 Pass 하시면 됩니다^^;)

Connection2.png

위의 회로의 경우에는 풀업 저항의 값을 바꿈으로써, 회로에서 어느정도 저항까지 소리를 낼지 결정할 수도 있습니다. (볼륨같은 가변저항을 사용해서 만들면 더 좋겠죠?)

'위와같이 복잡하게 만들바에는 차라리 그냥 사겠다..'라고 생각하시는 분들이 슬슬 나오실지도..T_T

아직 머리속에 있는 회로를 그냥 옮긴거라, 제대로 될지는 잘 모르겠네요. (전자공학은 부전공이라.....)

실험해서 추후에 자작 회로시험기 만들때 같이 올리도록 하겠습니다.

 

1. Key Matrix 분석하기

  • Key Matrix를 분석하는 이유는 더이상 멤프레인 시트를 사용하지 않고, 각 스위치들을 연결해주는 점퍼선을 사용하거나, 기판을 만들어서 사용할때, 회로도를 그리는데에 필요합니다.

 

분해할때 보셨던 맴브레인 시트입니다.

IMG_0837.JPG

맴브레인 시트의 상단 가운데를 보시면, 컨트롤러와 연결되는 부분들이 보이실 겁니다.

총 88개의 Connecter가 있습니다.

 

 

 해당부분의 맴브레인 시트를 벌려서 확인 해보면, 상단 시트에는 좌측부터 지그재그로 조밀하게 되어있는 54개의 연결점이 사용되고

우측 하단 시트에는 일자로 되어있는 연결점 34개가 사용되는 것을 알 수가 있습니다.

당연히 아시겠지만, 멤브레인 시트의 모양, 연결 방법등이 키보드 마다 천차만별입니다.

그래도 분석 방법 자체는 동일합니다.

 

분석의 편의를 위하여,

 

상단시트에 연결되어있는 54개는 T1~T54 로 임의로 설정합니다.

하단 시트에 연결되어있는 34개는 B1~B34 로 임의로 설정합니다.

IMG_0856.JPG

맴브레인은 기본적으로 3장의 시트를 사용합니다. 분석의 편의를 위해서 (다시 조립할 생각이 없다면)

이 3장을 분리하여 보시면, 육안으로도 어떻게 연결되어있는지 확인이 가능합니다.

이 3장중, 가운데 시트에는 일반적으로 회로가 없습니다. 두 회로사이의 공간을 확보하기 위한 구멍뚫린 시트들이죠.

단!, 3장을 따로따로 분리하는 순간, 이젠 다시 순정상태로 되돌이킬 수 없을지도 모릅니다..

 

저는 분석의 편의를 위하여 멤브레인시트를 3장을 분리하여 뜯어내었습니다.

IMG_0857.JPGIMG_0858.JPG

 

DMM(Digital Multi Meter)로 모든 키들의 Connection들을 체크합니다.

눈에 회로가 보이는 경우, 구지 DMM등으로 연결 확인을 하지 않아도 됩니다만, 정확한 측정을 위해서는 DMM으로 하나하나 찍어가며 연결확인을 하시는 것이 좋습니다.

IMG_0861.JPG

연결확인을 해가면서 어떻게 연결되어있는지를 표기하면 되는데요,

 

2. 분석된 Matrix 표기법

 

이산수학에서 Graph 이론을 배우셨다면, 이를 나타내는 여러가지 방법이 있을텐데요,

Key의 Mapping의 방법은 주로 크게 3가지정도가 많이 쓰이는 것 같습니다. (이름이 잘못된 경우 알려주시면 수정하도록 하겠습니다.)

(첨부된 엑셀파일에는 3가지 표현법을 Sheet마다 모두 표현하였습니다.)

  • Matrix
  • Coordiate
  • Linked-List

 

 

2-1. Matrix (행렬) 표시 방법

개인적으로는 가장 보기 편한 방법이라 생각하는 표현 방법입니다. 하지만 경우에 따라서는 다른 표현 방법이 더 유용할 때가 있으므로, 꼭 이런 형태로 나타낼 필요는 없습니다.

Matrix.png

보이는 것 처럼, 가로와 세로로 Column과 Row를 배치하고 각각에 해당되는 키가 무엇인지를 표시하는 방법입니다. 이미 다른 분들께서도 이미 많이 사용하시는 방법입니다.

 

2-2. Coordinate 표시방법

각 키별로, 그 키에 해당되는 Column과 Row를 표시해주는 방법입니다.

Coordinate.png

이 표시방법은 Column과 Row의 수가 너무 많을 때 사용하시면, 깔끔하게 적은 크기로 보실 수 있습니다.

예를들면, G510의 경우, 만약 Matrix형태로 표현하게 되면 Coloumn(Bottom)이 34개, Row(Top)이 54개로, 34*54=1,836개의 셀이 필요하지만, 실제로 쓰이는 키는 130개이므로, 약 1,700개의 셀이 낭비되게 됩니다. 엄청나게 큰 장표에서 그다지 들어간 데이터는 없게 되죠.

이럴 때 Coordinate 표시방법을 쓰신다면, 한장에 깔끔하게 표현이 가능하게 됩니다.

또한 이 표현법의 장점은, 각각의 키를 기준으로, 모든 Key Map이 모두 표현되었는지를 검사하는데에도 쓰입니다.

(빈칸이 있다면, 아직 그 키에 대해서 조사를 다 하지 못한거죠.)

 

2-3. Linked List 표시방법

이것은 각 Column과 Row를 기준으로 해당되는 키가 무엇인지를 리스트로 나타내는 방법입니다.

Linked List.png

이 표시방법은 이 자체로 쓰인다기 보다는, Raw Data(기초정보)를 만드는데 쓰인다고 생각하시면 됩니다.

처음 Key Map을 조사할 때, 처음부터 Matrix또는 Coordinate 방법으로 표시하기에는 복잡하고 손이 많이 갑니다. 또한, 헷깔리는 실수를 할 수도 있습니다.

이를 방지하기 위해, 처음 DMM등으로 찍어서 조사할때 위와 같은 표현 방식으로 일단 만드신 후, 나중에 편한 방식으로 바꾸시면 됩니다.

 

3. 분석편<상>을 마치며..

 

Matrix Mapping 작업은 키보드 개조작업중 가장 눈이 빠지고, 짜증도 많이 나는 작업입니다.

하지만, 여기서 실수를 하게 되면, 나중에 다 만들어 놓고 해당 키가 안눌리거나, 엉뚱한 키가 눌리는 등의 황당한 상황이 연출될 수도 있습니다.

변경이 쉬운 구조이면 모르지만, PCB로 뜬다던가 하는 경우에는 PCB를 다시 떠야 하는 억울한 상황도 생길 수가 있습니다.

다소 짜증나고 번거로운 작업이지만, 하나하나 침착하게 많은 시간을 투자해서 정확한 데이터를 산출하는것이 중요합니다.

 

G510은 Key Matrix를 조사하기에 난이도가 좀 높은 키보드라고 볼 수 있습니다.

  1. 기본적으로 키가 매우 많습니다. 전체 140개 정도 되고, 맴브레인 시트에는 그중 130개의 키가 나와있습니다.
  2. 또한 Column수와 Row 수가 많아서 (총 88개) 어디어디 연결되어있는지도 쉽게 찾기 힘들 상황이며,
  3. 맴브레인 시트한장에 2Layer로 되어있는 시트도 있고, 회로자체도 복잡해서 확인이 쉽지 않습니다.

아마도 이 키보드를 커스텀화하는데 완성하신다면, 다른 키보드는 아주 쉽게 하실 수 있을것 같습니다.

 

마지막으로 Matrix Mapping 분석작업에서 중요한 점을 요약하면,

  • 인내심을 가지고 하나하나 꼼꼼하게 분석하라
  • 모든 키가 모두 조사되었는지 다시한번 확인하라.
  • 다 분석한 다음에 자신이 분석한게 확실히 맞는지 테스터기로 다시한번 확인하라. (이미 다 만들고 뭐가 문젠지 고생하기 전에..)
  • 멤브레인 시트를 뜯어서 분석하기 전에, 다시 순정상태로 안갈 건지 마음을 확실히 정해라.

 

다음은 분석편<하> 컨트롤러 분석 및 Dimentional(치수) 정보 확인에 관하여 연재하도록 하겠습니다.

 

스압을 견뎌내시며 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.

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태산이 높다 한들 하늘아래 뫼이로다. 오르고 또 오르다 보면 못 오를 뫼 없건마는, 오르지 아니하고 뫼만 높다 하더라.

미친짓이란, 똑같은 일을 반복하면서 다른 결과를 기대하는 것

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