Hallo.. ich möchte Massenflächen bei meiner recht einfachen Schaltung
einbringe.. mein Layout besteht allgemein nur aus einem ESP 32, mehrere
Widerstände, Klemmen für Taster und Pins für die Programmierung.
Meine Versorgungsspannung von 9V bekomme ich von einer Batterie, mein DC
DC Converter transferiert diese dann auf 3.3 Volt
Wie muss ich die Masseflächen machen?
Einfach auf TOP Layer--> VCC und auf Bottom Layer --> GND?
Ich halte es für keine gute Idee, unter der Antenne des ESP Moduls
Leiterbahnen zu platzieren und direkt daneben eine Stiftleiste.
Im Bereich der Antenne sollte möglichst gar nichts sein, deswegen sind
viele Platinen so aufgebaut, dass die Antenne seitlich übersteht.
Du könntest beispielsweise beide Layer mit GND fluten und mittels vieler
über die Fläche verstreuter Vias verbinden. Es dürfen keine
nicht-verbundenen GND-Inseln entstehen.
Es gibt aber bestimmt noch mehr Tipps von Leuten mit mehr Erfahrung als
ich.
Marco R. schrieb:> Das heißt die Fläche des ESP 32 freizulassen und die Leiterbahnen neben> zu verbinden?
Die Fläche des ganzen ESP32 musst du nicht freilassen. Nur den Bereich
der Antenne. Da darf auch keine Massefläche oder sowas sein. Am besten
wirklich überstehen lassen oder den Bereich sperren.
Ich hab den Fehler schonmal bei einem ESP8266 gemacht. Da war eine
Massefläche drunter, endete in nahezu keinem Wifi-Empfang :-/
Ich würde wie Frank schon sagte eine Massefläche auf beiden Seiten
machen und diese mit Vias verbinden (Stichwort Via Stitching). Im Altium
gibts dafür eine Funktion, dann geht das ganz easy. Aber dein Programm
sieht nicht nach Altium aus, aber da gibts bestimmt auch sowas.
Viele Grüße
Niine
Marco R. schrieb:> ich möchte Massenflächen bei meiner recht einfachen Schaltung einbringe..
Warum denn? Dass du eine gute Antenne für Störungen hast?
> mein DC DC Converter
Irgendwie hätte ich ganz dicht an dem noch ein paar Kondensatoren
werwartet.
Niine schrieb:> Am besten wirklich überstehen lassen oder den Bereich sperren.
Ich persönlich machs lass fräse die Platine ein wo die Antenne ist
(siehe Bilder). Damit steht da nichts über, sondern schließt bündig mit
der Kante ab.
Funktioniert hervorragend vom Empfang her.
Marco R. schrieb:> ich möchte Massenflächen bei meiner recht einfachen Schaltung> einbringe..
Warum ?
Selber ätzen und Ätzmittel zu teuer ?
Eine Massefläche ist nur dann eine Massefläche wenn sie nicht durch
Leiterbahnen durchschnitten wird.
Sonst ist sie eine Schlitzantenne.
Marco R. schrieb:> Einfach auf TOP Layer--> VCC und auf Bottom Layer --> GND?
Das kann zwar bei high-speed Platinen nützlich sein wenn die Fläche auf
Innenlagennur über dünne Prepres getrennt sind, weil das einen
verteilten Stützkondensator bildet, aber nur wenn keine anderen
Leiterbahnen diese Flächen durchkreuzen, also bei Multilayer.
Bei deiner Platine ist aber relevanter, daß du VCC und GD per Hand
optimal führst: D.h. sternförmig vom Referenzpunkt und Strom-Hin- und
Rückleiter nahe beieinander parallel. Schwierig wird es vor allem wenn
die Ein- und Ausgänge der Platine niederinduktiv mit diesem
Massesternpunkt verbunden sein müssen und die Signalleitungen gegen
diese Masse abgestützt werden müssen.
Jedenfalls: Einfach Masse "reinzuschütten" in der Hoffnung daß sich eine
gute Masseverbindung ergibt, ist Schwachsinn.
Und ein ESP sendet, du hast ihn aber umbaut.
Hallo danke.. ja das ESP 32 besteht ja aus dem ESP 32 Wroom und auf dem
sitzt ja die Antenne oder?
Und soll ich dann, wenn ich das mit die GND Flächen so mache, die Masse
Verbindungen routen oder mittels Via einfach auf Masse legen?
Und brauche ich dan auch noch eine VCC Schicht?
Am besten ESP32 Submodul mit Antennenbereich über Leiterplatte hinaus
stehen lassen. Unterhalb des restlichen Submoduls Leiterplatte mit GND
Fläche versehen.
Ok vielen Dank..also zusammenfassend lässt sich sagen, dass bei diesem "
kleinen Layout" 1) keine Massefläche notwendig ist.
2) Ich auf die Antenne aufpassen muss
3) Ich die Vcc/ GND Pins sternenförmig verbinde
9V Block Batterien sind sowieso zu schwach für ESP Module. Das klappt
nur wenige Minuten weil schon nach wenig Entladung keine 500mA mehr
liefern können. Der ESP8266 braucht kurzzeitig aber 400mA, der ESP32
vermutlich noch mehr.
Marco R. schrieb:> bei diesem " kleinen Layout" 1) keine Massefläche notwendig ist.
Masseflächen an der richtigen Stelle können nicht schaden. In
Masseflächen eingebettete Signalleitungen werden durch diese
abgeschirmt und sind dadurch weniger störanfällig.
Der ESP besitzt eine unsymmetrische Antenne, der Gegenpol wird durch die
Masse gebildet. Die Masseflächen sind ein Teil dieses Gegenpols.
Marco schrieb:> Soll ich die Fläche unter der Antenne beidseitig freilassen? oda nur> Top?
Ob bei der Abschirmung der Antenne das isolierende Basismaterial
dazwischen ist oder nicht spielt keine Rolle. Keine Metallflächen in
der Nähe der Antenne. Am besten überhaupt keine Leiterplatte (siehe
Beitrag "Re: Masseflächen bei zweilagiger Platine" ).
Marco schrieb:> SMD Kondensatoren sind die sinnvoller Top layer oder Bottom Layer wenn> ich Bottom Layer Ground mache?
Bestückungen mit SMD würde ich an der Unterseite der Leiterplatte
vorsehen (speziell unter der Elektronik des ESP32). Dann schirmt die
Massefläche an der Oberseite das Bauelement vom ESP und seiner Antenne
ab, auch wenn sich diese nicht unmittelbar unterhalb der Antenne
befindet. Die Flächen unterhalb und oberhalb der Antenne sollten sowieso
frei sein.
Gerald K. schrieb:> Bestückungen mit SMD würde ich an der Unterseite der Leiterplatte> vorsehen
Das ist nicht falsch, aber beidseitig SMD kostet natürlich mehr beim
Bestücker. Bei handbestückten Kleinserien ist es egal.
Georg
Marco schrieb:> Also ich würde jetzt SMD Kondensatoren auf den TOP Layer, welche VCC> Layer ist und die Unterseite GND> Würde das so passen?
nein!
Aber mach einfach mal. Nur dadurch lernt man.
Ich verwende Target für die Erstellung des Layouts. Das Verlegen der
Leiterbahnen kann manuell oder automatisch erfolgen. Das Erzeugen der
Masseflächen erfolgt ganz zum Schluss.
Isolierte Masseflächen können dann mit Durchkontaktierungen an die mit
GND verbunden Masseflächen angeschlossen werden. Es könnte sein, dass
man sich diesen Schritt bei der aktuellen Version sparen kann.
Bei uns wurden gerne Chips der NRF-Serie verwendet.
Die Blau-Zahn-Antenne wurde dabei als "Leiterbahn" zum Rand der Platine
gezogen. Der Chip natürlich entsprechend gedreht.
Der Chip selber benötigt, aus thermischen Gründen eine Massefläche an
der Unterseite. War da auch entsprechend Metallisiert/Kontaktiert.
Der Bereich der Antenne wurde aber aus der Massefläche vollständig
ausgespart. Also oben Antenne, unten Nix, mit etwas Platz rundum -
deshalb auch am Rand der Platine.
Auch wenn es nicht unbedingt nötig war habe ich aber immer eine
Massefläche vorgesehen. Zumindest auf der Rückseite. Das hat nebenbei
auch noch zwei Vorteile:
1. Du brauchst Dir keine Gedanken über den Massequerschnitt machen
von wenigen Sonderfällen mal abgesehen.
2. Unter Eagle konnte ich dann praktisch immer das Masse-Ratsnest
ausblenden. Das hat dann die Sicht auf das "Wichtige" frei gemacht.
Von wenigen Ausnahmen mal abgesehen, waren nach dem Fluten immer alle
Masse-Anschlüsse bedient.
Also wie hast du das noch einmal gemacht? Du hast den IC in dem Fall
mein ESP Modul mit einer Massefläche im Bottem Layer fixiert nur die
Fläche mit der Antenne freigelassen ohne VCC und GND Layer?
Und hast du dann alle Masseverbindungen gleich direkt mit der
Massefläche verbunden oder hast du alle Leiterbahnen auf Masse normal
gelegt und dan einfach die Massefläche drüber?
Marco R. schrieb:> dass bei diesem " kleinen Layout" 1) keine Massefläche notwendig ist.
Es hat nichts mit der "Größe" zu tun, sondern damit, dass du da offenbar
lediglich Versorgungsspannungen verteilst. Und das Zuleitungskabel
dieser Versorgung ja auch keine "Massefläche" hat...
Marcoo schrieb:> Und hast du dann alle Masseverbindungen gleich direkt mit der> Massefläche verbunden oder hast du alle Leiterbahnen auf Masse normal> gelegt und dan einfach die Massefläche drüber?
Es ist dein Design, du kannst damit machen was du willst. Wenn du
unbedingt eine Massefläche willst, dann mach halt eine. Sie ist aber
trotzdem nicht nötig.
Eine Massefläche brauchst du aber eigentlich nur, wenn du schnelle
Logiksignale auf der Platine verteilst, die die Masse in unittelbarer
Nähe als "Rückleiter" brauchen. Und wenn du dann eine Massefläche
machst, dann kontrolliere unbedingt, ob die nicht von "querlaufenden"
anderen Leiterbahnen "zerschnitten" wird und der Strom dann "Umwege"
fahren muss.
BTW: bitte die Nutzungsbedingungen beachten. Darin besonders die
Zeile, in der "nur 1 Nutzername pro Thread" angesagt wird.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Im Bereich der Antenne sollte möglichst gar nichts sein, deswegen sind> viele Platinen so aufgebaut, dass die Antenne seitlich übersteht.
+1
auch das, deswegen funktioniert mein ESP auf dem Steckbrett auch echt
mies!
Statt Leiterbahnen auf die Leiterplatte zurückzuführen und jeden Strang
zur Masseleitung Ihrer Stromversorgung zu führen, muss ich dan die
Signale gleich zur Massefläche routen oder sollte ich die
Masseleiterbahnen allgemein mal routen und die Massefläche dan darüber?
Marco R. schrieb:> Statt Leiterbahnen auf die Leiterplatte zurückzuführen und jeden Strang> zur Masseleitung Ihrer Stromversorgung zu führen, muss ich dan die> Signale gleich zur Massefläche routen oder sollte ich die> Masseleiterbahnen allgemein mal routen und die Massefläche dan darüber?
Sollst Du. Eine Massefläche entbindet nicht von der Notwendigkeit, sich
über den Verlauf der Ströme Gedanken zu machen.
Wenn da eine Leiterbahn die Massefläche durchschneidet (quert), dann
hast Du auf der anderen Lage idealerweise eine Leitung, die diesen
Schlitz wieder verbindet. Letztendlich soll sich ein möglichst
engmaschiges Gitter ergeben.
BTW: (Absichtlich) Schlitze in die Massefläche machen gibt fast immer
Probleme mit der EMV. Wenn Du Motor-Masse, Audio-Masse, µC-Masse und
sonstwas trennen willst ("sternförmige Masseführung" wie zu
Röhrenverstärker-Zeiten), dann platzier Deine Bauteile so dass der Strom
freiwillig den richtigen Weg nimmt. Das bleibt dann auch so wenn man
hinterher die Lücken in der Fläche flutet.
wie funktioniert sternförmig genau? Kann ichd a einfach alle
Leiterbahnen auf einen Punkt zusammenführen?
Und wenn ich das sternförmig mache, brauche ich keine Masseflächen mehr
oder?
Marco R. schrieb:> wie funktioniert sternförmig genau? Kann ichd a einfach alle> Leiterbahnen auf einen Punkt zusammenführen?
Idealerweise treffen sie sich an der Stromquelle. Wenn du einen
Spannungsregler oder Spannungswandler dabei hast, dann sollen sie sich
am GND Anschluss des Spannunsgreglers treffen.
Und weil das in der Praxis dann doch nicht immer 100% machbar ist,
sollten die Leitungen vom Sternpunkt zur Stromquelle (bzw dem Regler)
wenigstens möglichst kurz und dick sein.
Das gilt auch für die positive Stromversorgung, da ist es nur noch ganz
so wichtig, da Schwankungen/Abweichungen der Versorgungsspannung meist
deutlich stärker tolerierbar sind, als bei GND.
Und noch etwas: Vermeide es, Stromversorgung-Leitungen in einem großen
Bogen um die ganze Platine herum zu führen. Denn Bögen sind Spulen (mit
weniger als 1 Windungen), die kräftig Magnetfelder abstrahlen und
aufnehmen.
und wenn ich das dan so mache, benötige ich trotzdem noch eine GND
Fläche? oder kann ich diese dan auch weglassen?
Weil dan lege ich das Sternenförmig schaue das das passt und lege gleich
noch eine Massefläche TOP und BoTTOM oder sole ich gleich statt die
Sternförmige Verbindung eine Massefläche machen und alle
Masseleiterbahnen gleich direkt auf die Masse legen?
Heieiei, wie mich diese Rechtschreibung triggert...autsch.
Dennoch: Ich würde dir zu dem raten was Falk geschrieben hat. Wenn du
keine Massefläche brauchst, dann mache auch keine.
Du investierst viel Zeit und Mühe für etwas, was dir keinen Mehrwert
liefert. Das ist nicht elegant und sieht weder gut noch professionell
aus.
Und wie dir schon gesagt wurde: Wenn es blöd kommt, dann versaust du dir
mehr als du gewinnst.
Wühlhase schrieb:> und sieht weder gut noch professionell> aus.
Da sind viele hier im Forum, zumindest alle Anfänger, der gegenteiligen
Ansicht. Masseflächen verhelfen auch dem dümmsten Layout noch zu einer
professionellen Anmutung. Und im Zweifelsfall heisst das Killerargument
Ätzmittel einsparen. Die in Stücke zerfetzten und nirgends
angeschlossenen Masseinseln sind unausrottbar.
Georg
@Wühlnase
>Du investierst viel Zeit und Mühe für etwas, was dir keinen Mehrwert>liefert. Das ist nicht elegant und sieht weder gut noch professionell>aus.
Unter Eagle:
Ein einfaches Polygon unter/um das Layout.
Eine vernünftige Linienbreite einstellen.
Und das Ganze GND nennen.
Das ist alles - außer Du magst keine Inseln.
Bei vernünftigem Isolationsabstand gibt es auch keine Probleme.
Ist ein wahnsinniger Aufwand. (4 Linien + Namensvergabe)
Marcoo schrieb:> ich habe ja das ganze ESP 32 Board, wie soll ich da die> ganze Antenne raustehen lassen, wenn ganz neben noch Pins sind wie 3V3 ?
Das ist halt schon fail by design.
So gehört das!
Marcoo schrieb:> und wie müsste ich das mit meinen machen?
Die Ecken abbeißen und gut kauen.
Erwartest du ernsthaft eine Antwort auf die Frage? Du hast sie bereits
mehrfach bekommen: Alles, was elektrisch oder magnetisch leitfähig ist,
gehört von der Antenne so weit wie möglich fern gehalten.
> die neuen sind schon alle so gebaut..
Nein nicht alle. Das bessere Bild habe ich gerade von Amazon kopiert. Es
war auf der ersten Seite der Suchergebnisse von "ESP32 Module".
Sebastian S. schrieb:> @Wühlnase>>Du investierst viel Zeit und Mühe für etwas, was dir keinen Mehrwert>>liefert. Das ist nicht elegant und sieht weder gut noch professionell>>aus.> Unter Eagle:> Ein einfaches Polygon unter/um das Layout.> Eine vernünftige Linienbreite einstellen.> Und das Ganze GND nennen.> Das ist alles - außer Du magst keine Inseln.> Bei vernünftigem Isolationsabstand gibt es auch keine Probleme.>> Ist ein wahnsinniger Aufwand. (4 Linien + Namensvergabe)
Die später erwähnte Abwahl von totem Cu hast du vergessen - weißt du
überhaupt was du da tust?
Zudem: hast du damit schon sichergestellt daß du die Antenne des
ESP-Moduls nicht versehentlich mitschirmst?
Und selbst wenn es wenig Aufwand ist (in Altium kann ich auch einfach
ein Polygon reinklatschen und auf ein Netz legen, da geht sogar noch
etwas mehr als in Eagle), so bleibt immer noch anzumerken: Er will ja
nur die Anschlüsse verdrahten. Wozu sollte er da eine Massefläche haben?
Ich bleibe dabei: Wenn man etwas nicht braucht, dann ist Verzicht die
eleganteste Lösung.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Das mangelhafte Design des Moduls zwingt dich dazu, Kompromisse> einzugehen, oder auf ein anderes Modul zu wechseln. Das ganze Leben> besteht auf Kompromissen.
So ist es!
Für den MRF89X, den ich für die 866MHz Variante vorgesehen habe, gibt es
sogar Angaben für die Platzierung (siehe Beilage)
Gerald K. schrieb:> gibt es> sogar Angaben für die Platzierung (siehe Beilage)
Ich fürchte damit kann man nicht viel anfangen: das ist optimal (best
performance), aber soviel Platz hat niemand. Wieviel man freihalten muss
(von Metall, nicht von FR4) damit es zufriedenstellend (?) funktioniert
kann man daraus nicht schliessen. Also bleibt nur probieren.
Georg
Gerald K. schrieb:> Es zeigt, dass zumindest die Antenne über den Rand der Trägerplatine> heraus ragen sollte.
Das muss sie nicht, es muss nur der Platz von Metall freigehalten
werden. Das steht sogar wirklich in der Doku.
Sonst müsste man ja in ein ev. Kunststoffgehäuse auch noch Ausschnitte
fräsen.
Georg
georg schrieb:> das ist optimal (best performance)
Wenn ich es richtig verstehe dreht sich die Antennendiskussion um die
best mögliche Reichweite. Hat einer von euch eine Idee über wieviel
Reichweite in Prozent wir reden ?.
Ich geh mal nicht von groben Fehlern wie GND Plane oder Tracks unter der
Antenne aus.
Also im Vergleich:
- Antenne am Rand kein Kupfer im Umkreis von 2mm unter der Antenne.
- Antenne über Rand
Einfach so aus dem Bauch heraus würde ich sagen das der Unterschied
nicht mehr als 5% ausmacht. Aber vielleicht hat einer von euch mal
Vergleichmessungen gemacht.
georg schrieb:> Sonst müsste man ja in ein ev. Kunststoffgehäuse auch noch Ausschnitte> fräsen.
Das kann man sich sparen, aber einen Raspberry Pi in einem Metallgehäuse
mit WLAN zu betreiben ist schwachsinnig.
Bei mir schafft ein WiFi-Kit 8 Modul (mit ESP8266) auf dem Steckbrett
keine 5 Meter. Wenn ich aber dessen Stifte um 6mm verlängere, reicht es
schon für die ganze Wohnung.
Unbenannt.PNG
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