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Forum: Platinen PWM und I2C: EMV-Probleme?


Autor: Alexander W. (wackazong)
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Hallo,

ich bin gerade dabei, eine Platine für 16 RGB-LEDs zu bauen, die von
drei NXP PCA9635 angesteuert werden. Das ganze soll relativ klein
werden, 60x120mm, und ein paar andere Geschichten müssen da auch noch
drauf (PIC Mikrokontroller, ein paar Taster und entsprechende Schaltung
zum auslesen, ...). Es ist bis jetzt eine Platine mit zwei Lagen, beide
Seiten mit SMD bestückt.

Die 16 LEDs ziehen maximal 16x3x25mA, das macht 1,2 Ampere. Da ich
mehrere solcher Module habe und die nicht alle direkt mit 5V ansteuern
will (wegen Leitungsverlust und so), habe ich noch einen
Step-Down-Koverter auf der Platine geplant (TPS5420 von TI).

Ich habe nun mal erste Layoutversuche gemacht. Was mir Sorgen macht ist,
dass es sich nicht vermeiden lässt dass die I2C-Bahnen (SCL und SDA)
sehr nah bei den PWM-Leitungen für die LEDs laufen, und zwar für ein
paar Zentimeter. Muss ich damit rechnen dass der I2C-Bus zusammenbricht?

Bitte schaut Euch doch mal das Bild an. Trackbreite ist 0.15mm, mit
0.15mm Abstand dazwischen, Vias sind 0.5mm mit 0.2mm Bohrung. Das ist
alles ziemlich klein, aber wie ihr seht ist es auch so fast unmöglich
auf einer zweiseitigen Platine. Auf der einen Seite sind LEDs und Taster
sowie die Widerstands-Netzwerke für den PCA9635 (für jede LED einen
Widerstand). Auf der anderen Seite sind die PCAs und (im Bild nicht
sichtbar) der Mikrokontroller, Step-Down-Konverter usw.

Das Routing der 3x8 Leitungen zu den LEDs war extrem schwiering, und wie
man sieht geht es teilweise sehr kreuz und quer....

Was würdet ihr mir empfehlen? Ich dachte evtl. ist es wohl besser, eine
4-Lagen-Platine zu nehmen. Ich würde dann die oberen beiden zum Routen
der LED-Zuleitungen nehmen, dann eine Massefläche, und dann auf der
anderen Seite die Steuerung und Busleitungen.

Datenblatt PCA 9635: 
http://www.nxp.com/acrobat_download/datasheets/PCA9635_5.pdf

Wäre für fachkundige Hinweise jeder Art sehr dankbar.

ALEXander.

Autor: Alexander W. (wackazong)
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Oh, ich sehe gerade: die schraffierten Flächen sind Gehäuseteile, nicht 
relevant für diese Fragestellung. Ich wollte den Layer eigentlich 
unsichtbar machen vor dem Export, habe ich wohl vergessen.

Und falls jemand wissen will was das für ein Layoutprogramm ist: kicad

Gruss, ALEXander.

Autor: Alexander W. (wackazong)
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Hmm, ist mein Layout wirklich so dämlich oder habe ich eine blöde Frage 
gestellt? Das Forum hier ist doch sonst so schnell.

ALEXander.

Autor: SeppK (Gast)
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Aus dem Bild geht leider nicht so sehr viel hervor. Markiere doch bitte 
mal die Strompfade und den I2C-Bus.
Bei diesem Layout ist 4-Lagen fast schon Pflicht. Wenn es geht auch mal 
Schaltplan posten. Kann dir dann noch ein paar Tips geben.

Autor: Alexander W. (wackazong)
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Bin jetzt auch auf vier Lagen umgestiegen, macht sonst keinen Sinn. 
Signalleitungen auf der ersten Lage, dann eine Ground Plane, und dann 
die vielen PWM-Leitungen. Wenn das fertig ist poste ich es nochmal. 
Danke.

ALEXander.

Autor: Kai Franke (kai-) Benutzerseite
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Hallo,

so wie das aussieht bist du in deiner Entwicklung schon etwas 
vorrangeschritten und ich weiß wie sehr es nervt etwas fertiges nochmal 
komplett neu zu machen, aber vielleicht solltest du dir mal die LED 
Treiber von TI anschauen (TLC5922, TLC5946)
Mit dem 3 TLC5922 könntest du 16 RGBs ansteuern und das ganz ohne PWM. 
Du brauchst dafür dann auch keinen stepdown, weil der Treiber bis 17V 
LED Spannung verträgt (Verlustleitung beachten)
Ich denke mal, dass du den Platzbedarf damit dann nochmal um einiges 
minimieren kannst und auch keine 4 Lagen brauchst.
Beispielcode zur Ansteuerung von den Biestern haben ich hier.

Gruß
Kai

Autor: Alexander W. (wackazong)
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Danke für den Tipp, aber die habe ich schon gesehen, nix für mich. Die 
Ansteuerung ist für mich nicht geeignet, der PCA9635 ist da viel 
unkomplizierter.

Gruss und Danke, ALEXander.

Autor: Thomas W. (th1984)
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Hallo Alexander,

mich würde interessieren wie du den PCA9635 ansteuerst, hast du da 
vielleicht ein kleines Beispiel für mich?

Viele Grüße
Thomas

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