Prüfung Schaltplan Flight Controller

OP #8088810
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Moin Allerseits,

ich beschäftige mich aktuell damit, eine Modellrakete zu bauen. Und weil ich das nicht einfach wie im Set aufbauen möchte, muss da natürlich auch Elektronik rein. Bisher habe ich einfach einen Arduino oder Ähnliches benutzt und mit der nötigen Sensorik verkabelt. Nun bin ich aber hellhörig geworden, da ich auf AISLER und JLCPCB gestoßen bin. Weil ich das super interessant finde, würde ich dort gerne diese Platine auf meine Ansprüche anpassen. Hierfür habe ich in KiCad einen Schaltplan gebaut. Da ich das aber noch nie gemacht habe, bin ich mir unsicher, ob dieser so richtig ist! Aus diesem Grund wollte ich fragen, ob das mal jemand kontrollieren könnte, um mich auf mögliche Fehler hinzuweisen. Am Ende soll ein Servo angeschlossen werden und der Akku. Wäre super lieb!

Mit freundlichen Grüßen

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OP #8088826
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Max M. schrieb:

Das ist kein Schaltplan, das ist eine Zumutung. https://www.mikrocontroller.net/articles/Schaltplan_richtig_zeichnen Max

Naja wie gesagt. Ich hab leider keine möglichkeit das besser hinzubekommen, da ich keine Ahnung habe! Dachte eigentlich, dass es relativ ordentlich ist aber das scheint nicht zu stimmen. Was wäre denn ihr Rat, ohne alles von neu machen zu müssen? Der Servo bräuchte eigentlich 5V. Ich denke ich schaue mir das nochmal an und komme mit was zumutbarem zurück, auch wenn ich nix versprechen kann! :)

Danke übrigens für die schnellen Antworten (auch wenn nix Sinnvolles drin stand)!

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(Firma: matzetronics) #8088843
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Man sollte schon Verbindungen malen, anstatt nur irgendwelche Bauteile übers Blatt zu verteilen. Dabei bleibt übrigens meist die Siebung und Abblockung der Versorgung auf der Strecke oder zumindest deren räumliche Zuteilung.

Meine Erfahrung mit Servoansteuerung - das Servo benötigt zwar 4,8V min. für die Versorgung (und zwar kräftig abgeblockt), aber ansteuern mit 3,3V Pulsen klappt. (Zumindest mit dem RPico)

OP #8088849
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Ich bin wirklich kein Fachmann. Das kommt wohl erst im Studium und danach, aber scheue mich dennoch nicht solchen Projekten zu widmen. Ich werde jetzt selbst nochmal Recherche betreiben und versuchen das zu verbessern (bin allerdings etwas perplex aktuell). Bis dahin dürfen gerne weitere Leute helfen! Wenn nicht, dann nicht und ich komme zurück wenn ich was habe. Hoffe ich bin niemandem auf die Füße getreten! LG

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(Firma: Starfleet) #8088862
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Grobe "Elektrische" Schnitzer wie fehlende I2C PullUp-Widerstände o.ä. sind auf den ersten Blick nicht auszumachen.

Die Schaltung würde deutlich an Übersichtlichkeit gewinnen wenn man Widerstände/Kondensatoren direkt (per "Leitungsstrich") mit den jeweiligen Pins verbindet und nicht über gleichen Netznamen.

Da mal ein Beispiel: https://deepbluembedded.com/wp-content/uploads/2024/12/Raspberry-Pi-Pico-RP2040-Schemtatic-Design-in-KiCAD-2048x1448.png

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#8088864
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Ein paar Labels sind ja nicht wild, aber kein einziges Bauteil wirklich mit einer Linie miteinander zu verbinden ist schon unübersichtlich...

Ich habe mal ein paar Beispiele angehängt, wie ich es mache. Das ist sicherlich weit weg von perfekt, aber für dich vielleicht eine gute Darstellung, wie man zumindest ein bisschen was verbessern kann.

#8088875
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L. L. schrieb:

Ich bin wirklich kein Fachmann. Das kommt wohl erst im Studium und danach

dann bewundere ich deinen Elan, so ein Projekt anzufangen. Okay, der Schaltplan hat wirklich Spielraum für Verbesserung, aber hast du denn auch schon ein Layout erstellt? JLCPCB fertigt nicht nach Schaltplänen. Nur Gerber zählt bei denen. Und die Firmware traust du dir so einfach zu? Nochmal Respekt!

OP #8088887
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Gunnar F. schrieb:

L. L. schrieb:

Ich bin wirklich kein Fachmann. Das kommt wohl erst im Studium und danach

dann bewundere ich deinen Elan, so ein Projekt anzufangen. Okay, der Schaltplan hat wirklich Spielraum für Verbesserung, aber hast du denn auch schon ein Layout erstellt? JLCPCB fertigt nicht nach Schaltplänen. Nur Gerber zählt bei denen. Und die Firmware traust du dir so einfach zu? Nochmal Respekt!

Das weiß ich, hab aber noch keins erstellt, da ich mich erstmal auf das Grundverständnis des Schaltplans konzentrieren wollte. Ich dachte eigentlich, dass wenn ich das mit dem USB-Converter richtig mache, dass ich mich dann nurnoch um den Code für das Zusammenspiel kümmern muss, sowie wenn man das auf einer Steckplatte macht (korregiere mich wenn ich falsch liege). Heutzutage gibt es ja sämtliche Hilfen, weshalb man vieles hinbekommt. Dauert halt manchmal. Danke für den netten Kommentar!

#8088901
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L. L. schrieb:

Ich dachte eigentlich, dass wenn ich das mit dem USB-Converter richtig mache

Der Gedanke ist definitiv nicht falsch. Aber das Layout kann dann noch mal ein paar Fallstricke liefern. USB2.0 verzeiht erstaunlich viel, aber man darf sich dann trotzdem Gedanken machen.

Du darfst deinen Spannungen auf jeden Fall noch mehr 100n-Kondensatoren spendieren. Normalerweise bekommt jeder Betriebsspannungspin an einem IC einen eigenen 100nF-Kondensator, der dann im Layout direkt an dem Pin platziert wird. Also gerne jedem IC noch ein paar kleine Kondensatoren spendieren.

7805-5V und USB-5V direkt parallel kann auch zu Problemen führen: Wenn kein Akku angeschlossen ist, ist bei Versorgung über USB die Ausgangsspannung des 7805 größer als die Eingangsspannung, das mögen nicht alle Regler und gerade klassische 7805 können einem das krum nehmen. Eine Diode von Vout zu Vin kann da nützlich sein.

Das zweite Problem: Wenn USB und 7805 unterschiedliche Definitionen von 5V haben, arbeiten 2 Spannungsregler gegeneinander. Die einfachste Lösung ist "Power-ORing" mit zwei Schottky-Dioden. Die 0.5V Spannungsabfall sind für den nachgeschalteten LDO eigentlich kein Problem.

#8088908
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Sebastian R. schrieb:

ist bei Versorgung über USB die Ausgangsspannung des 7805 größer als die Eingangsspannung, das mögen nicht alle Regler und gerade klassische 7805 können einem das krum nehmen

Das wird erst bei Spannungen über 5 Volt relevant.

Sebastian R. schrieb:

Die 0.5V Spannungsabfall sind für den nachgeschalteten LDO eigentlich kein Problem.

USB ist für 4,5 bis 5,5 Volt (aus dem Kabel) spezifiziert. Hinter der Diode stehen 4 Volt zur Verfügung. Zu den benötigten 3,3 Volt bleiben also nur noch 0,7 Volt Differenz für den Regler übrig, was für viele LDO zu wenig ist. Der AMS1117 braucht deutlich mehr (siehe Dropout Voltage in https://www.umw-ic.com/static/pdf/71f663f5ded4039c93bc4964839a88b1.pdf).

Das ist bereits ohne die Diode sehr knapp dimensioniert.

Bitte auch berücksichtigen, das der Spannungsabfall an Dioden von der Stromstärke abhängt. Bei vielen Dioden liegt man bei den erwarteten 500 mA bereits schnell über 0,5 Volt.

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OP #8089019
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Ich habe jetzt nochmal versucht einen deutlich übersichtlicheren Plan zu gestalten und habe mich hierfür erstmal auf die Stromversorgung von 3.3V konzentriert. Diesmal habe ich Schaltplan und PCB-Design gemacht und hoffe es hat sich etwas gebessert! LG

Kleiner Nachtrag: Man könnte warscheinlich statt für jedes einzelne ein GND anzuhängen auch einfach die Linie durchziehen bis zum letzten GND (unten rechts zum Beispiel). Natürlich dann auch durch alle Condensator Unterseiten.

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#8089064
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L. L. schrieb:

hoffe es hat sich etwas gebessert

Das sieht doch schon deutlich besser aus! Ob du jedes einzelne GND mit einem Symbol versiehst oder eine horizontale Linie verwendest, ist ein bisschen Glaubenssache und dein eigener Stil. Solange gut erkennbar ist, was alles zu GND gehört, spricht gegen beide Varianten eigentlich nichts.

L. L. schrieb:

PCB-Design

Ich sag's mal diplomatisch: Da ist auch noch ordentlich Potential! :D

Für 1.1MHz Schaltfrequenz muss man sich schon ein bisschen Gedanken machen. Im Datenblatt ist auch ein Layout-Vorschlag angegeben, an den kann man sich für wahrscheinlichen Erfolg halten.

Ein paar erste Eindrücke:

  • Alles, was Strom trägt, darf deutlich dicker!
  • Besonders die Verbingung zwischen dem SW-Pin und der Spule darf schön kurz und dick sein
  • Auch die GND-Leitungen zu den Kondensatoren dürfen ordentlich dick sein

Wie gesagt, im Datenblatt ist ein Vorschlag dazu.

(Firma: Starfleet) #8089090
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Also am Enable (?) Pin EN ist ein Pull-Up und ein Pull-Down, da scheint mir der Pull-Down R1 zuviel (außer das Datenblatt verlangt das so).

Das manche Condensatoren den selben identifier haben sollte der ECR rulecheck bemeckern.

Ansonsten großer Schritt in Richtung mehr Übersichtlichkeit.

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