PCB Design Review erbeten

Chris schrieb:
> Vielen Dank schonmal an alle konstruktiven Rückmeldungen

Sensirion rät ja dazu die Sensoren auf einer PCB-Zunge anzubringen, oder 
zumindest Schlitze so vorzusehen dass der Sensorbereich vom Rest der 
Schaltung möglichst thermisch entkoppelt wird.

Ausserdem gibt es für die SHT-Serie doch diese Abdeckkappen, für deren 
Füsschen man entsprechende Bohrungen um den Sensor herun vorsehen 
könnte.

Ich habe SHT22 recht einfach zu löten in Erinnerung. Die Pads sind dort 
auch seitlich noch erreichbar, so dass das Lötzinn von der Seite her den 
Pad erwärmt und dann drunterkriecht.

LG, Sebastian

Wenn du bspw. Den jdy selber lötest hätte ich den auf die rückseite 
gepackt und den stm genau darüber aufs top, dann sparst du dir einiges 
an breite. Du könntest alternativ auch Mal schauen ob es von espressif 
nicht direkt was mit Bluetooth le gibt.

Ich hab was ähnliches vor Jahren Mal mit nem esp8266 und ble280 gemacht. 
Hielt aufm breadboard mitm 0815 ldo an einer 18650 etwa 7 Monate und hat 
alle paar Minuten per WiFi und mqtt die Daten weitergegeben.

Chris schrieb:
> ich bin noch Anfänger im Bereich Schaltungsentwurf und PCB Design und
> habe mich an ein erstes kleines Projekt gewagt.

Das ist erstmal OK so. Aber deine "Schaltung" sieht chinesisch aus. 
Einfach nur ein paar Symbole auf's Blatt geworfen, ein paar Bemerkungen 
dran und das war's. Nein, sowas mag zwar rein technisch gehen, ist aber 
ziemlich unleserlich. Normalerweise sollte man Netzlinien ziehen, also 
die Verbindungen zwischen den Bauteilen damit zeigen. Und damit es nicht 
wieder unübersichtlich wird, benutzt man für feste Potentiale (GND, VCC 
und so) die entsprechenden Symbole anstelle der Netzlinien. Den albernen 
Zeichnungsrand braucht man nicht (da würde eine einfache 
Nicht-Netz-Linie ausreichen), wohl aber sollte man ein Schriftfeld 
vorsehen, wo man das Übliche (also wer, was, wann, wieso usw.) drin 
vermerkt.

Ich häng dir mal ein Beispiel dran. Nur wegen der Form, nicht wegen des 
Inhaltes.

W.S.

Malte _. schrieb:
> Spontan würden mir ein paar Löcher für Befestigunschrauben
> einfallen.
> Ich kenne die Empfehlung mit 100nF Kondensatoren, da sehe ich beim STM8
> und beim Bluetooth Modul (weiß nicht ob es welche braucht) keine.
>
> Und ne Diagnose LED an einem Portpin war auch noch nie verkehrt.

Das Datenblatt des BLE Moduls erwähnt keine notwendigen/empfohlenen 
Kondensatoren (wobei Datenblatt ein großer Begriff dafür ist...). Ich 
hatte vermutet, dass diese Bestandteil des Moduls sind, das wollte ich 
aber nochmal prüfen.
Das Datenblatt des STM8L empfiehlt einen 10nF Keramik-Kondensator. Wäre 
ein zusätzlicher 100nF generell empfehlenswert, selbst wenn nicht 
explizit im Datenblatt erwähnt?
LEDs habe ich zwecks Stromverbrauch bewusst weggelassen.

Sebastian schrieb:
> Chris schrieb:
>> Vielen Dank schonmal an alle konstruktiven Rückmeldungen
>
> Sensirion rät ja dazu die Sensoren auf einer PCB-Zunge anzubringen, oder
> zumindest Schlitze so vorzusehen dass der Sensorbereich vom Rest der
> Schaltung möglichst thermisch entkoppelt wird.
>
> Ausserdem gibt es für die SHT-Serie doch diese Abdeckkappen, für deren
> Füsschen man entsprechende Bohrungen um den Sensor herun vorsehen
> könnte.
>
> Ich habe SHT22 recht einfach zu löten in Erinnerung. Die Pads sind dort
> auch seitlich noch erreichbar, so dass das Lötzinn von der Seite her den
> Pad erwärmt und dann drunterkriecht.
>
> LG, Sebastian

Ah, stimmt, das hatte ich ganz vergessen. Entsprechende Aussparungen 
sollten sich wohl recht leicht umsetzen lassen, genug Platz ist da ja. 
Ich hatte mich nur gefragt ob das bei diesem Board wirklich relevant 
ist. Warm sollte da eigentlich nichts werden.
Bzgl. der Abdeckkappen muss ich nochmal schauen. Ich wollte die Variante 
ohne Kappe nehmen, das Board kommt in ein kleines Gehäuse (mit 
Luftschlitzen an den Seiten). Ich war mir unschlüssig was die Kappe 
letztlich eigentlich bringt.
Ja, ich hatte mal etwas ganz ähnliches gelötet. Es geht schon, aber wenn 
man sowas sehr selten macht fummelt man schon ganz schön rum ;-)

Auffälig Unauffällig schrieb:
> Wenn du bspw. Den jdy selber lötest hätte ich den auf die
> rückseite
> gepackt und den stm genau darüber aufs top, dann sparst du dir einiges
> an breite. Du könntest alternativ auch Mal schauen ob es von espressif
> nicht direkt was mit Bluetooth le gibt.
>
> Ich hab was ähnliches vor Jahren Mal mit nem esp8266 und ble280 gemacht.
> Hielt aufm breadboard mitm 0815 ldo an einer 18650 etwa 7 Monate und hat
> alle paar Minuten per WiFi und mqtt die Daten weitergegeben.

Die Größe des Boards orientiert sich an einem kleinen Gehäuse, von denen 
ich ein paar rumliegen habe. Auf der Rückseite ist die CR2032 Halterung. 
Ich befürchte das lässt sich schwierig umsortieren. Ein programmierbares 
BLE Modul wäre sicherlich eine Alternative. Die Wahl des JDY-23 war eher 
ein "liegen hier eh ein paar rum" gepaart mit "soll angeblich wenig 
Strom verbrauchen" ;-)
Ein ähnliches ESP8266 Projekt hatte ich auf dem Breadboard auch mal 
gebastelt. Bei dem BLE Projekt geht es jetzt eher um "wie klein bekommt 
man sowas" und evtl. "geht das auch mit einer CR2032 ohne die ständig 
wechseln zu müssen". Eine 18650 wäre nice, ist aber deutlich zu lang für 
das angestrebte Gehäuse. Wenn das mit der CR2032 nichts wird geht es 
aber vermutlich in diese Richtung :-)

Mehmet K. schrieb:
> Wir setzen die Sensoren SHT21 und SHT40 in der Produktion ein.
> All meine Versuche, diese Sensoren auf der Haupt-Platine zu plazieren,
> waren  stets mit einem Misserfolg gekrönt. Und dies, obwohl der Sensor
> am äussersten Rand der Platine, weit weg von all den anderen ICs,
> plaziert war und mit breiten Schlitzen rundherum nicht gespart wurde.
> Ich musste schlussendlich den SHT in einen externen Fühler plazieren.

Oh, das ist interessant. Was war genau das Problem? Hat der Sensor gar 
nicht funktioniert? Oder sehr ungenaue Werte geliefert? Hat sich die 
Hauptplatine mehr oder weniger stark erwärmt (würde ich bei meinem 
kleinen Board eher nicht erwarten)?

Andreas M. schrieb:
> Von meinen NRF52 Modulen kenne ich das so, das die Antenne am Rand
> des
> PCB sein soll und zumindest auf der einen Seite frei bleiben muss. Ich
> hab jetzt leider nichts dazu im Datenblatt von dem JDY-23 gefunden, aber
> prüfe das nochmal. (Steckverbinder)
>
> Ich würde die Kupferfläche unter dem Modul ganz weglassen. Die macht nen
> schönen Schwingkreis und bringt elektrisch nichts. Die mitten durch
> laufende Leitung könnte man auch nach unten außen herum legen.

Im Datenblatt hatte ich dazu auch nichts gefunden. Die Antenne über den 
Rand hinausschauen lassen ging aus Platzgründen nicht so richtig. Ich 
bin deshalb lediglich der allgemeinen Empfehlung gefolgt unter der 
Antenne eine Sperrfläche einzurichten. Alternativ hätte man vielleicht 
die Ecke des Boards einfach ausschneiden können, ich habe keine Ahnung 
wie groß der Unterschied ist. Wenn sich das lohnt würde ich das noch 
machen.
Ich hatte mal irgendwo gelesen oder gesehen, dass man bei zweilagigen 
Boards die Signalleitungen und VDD möglichst vollständig auf die 
Oberseite legt, die Unterseite mit GND füllt und dann alle 
GND-Verbindungen mit Vias realisiert. Ist das doch eher Unsinn?
Stimmt, die Leitung außen herum zu legen sieht deutlich hübscher aus :)

Uwe G. schrieb:
> Ich kenne weder den JDY23 noch den STM8L152, aber Du solltest
> vorsichtshalber nachschauen, ob BLE_Reset und BLE_PWRC pullups/pulldowns
> benötigen, wenn der STM8 schläft und seine Pins in die Luft hängt.

Sehr guter Punkt, danke. Auf den ersten Blick würde ich sagen, dass es 
nicht notwendig ist, aber ich schaue mir das nochmal genauer an.

Lothar M. schrieb:
> Chris schrieb:
>> Sind in der Schaltung irgendwelche Best Practices nicht berücksichtigt
>> (Verpolungsschutz habe ich bspw. jetzt mal bewusst weggelassen, sollte
>> für mich nicht so wichtig sein)
> Für GND (bei dir heißt das VSS) nimmt man das GND-Symbol _|_

Würdest Du dann auch das 3.3 V Symbol statt VDD nutzen? Ich war mir 
nicht sicher ob man besser die Symbole oder die Label benutzt.

> Direkt an die Pins 7+8 des µC gehört ein kleiner 100n-Kerko als
> Blockkondensator.
> Die 10nF Puffer an der Knopfzelle sind wirkungslos. Ich würde die
> Knopfzelle mit einem Kerko/Elko im 47µF Bereich stützen.

Die Kondensatoren sind im Schaltbild wohl etwas unglücklich platziert. 
Der 10nF Kondensator (Keramik) wird im Datenblatt des STM8L empfohlen. 
Auf dem Board ist er direkt bei den Pins 7+8 platziert (C1). Würdest Du 
neben C1 dennoch zusätzlich noch einen 100nF platzieren? Bzgl. 
Stützkondensatoren an einer Knopfzelle hatte ich im Forum 
unterschiedliche Meinungen gelesen. Vielleicht baue ich es als 
Bestückungsoption ein und teste beide Varianten.

> Die 3 Durchkontaktierungen rechts oben beim J1 sind unnötig. Denn der
> J1 ist ja auf beiden Seiten kontaktiert.

Ah, richtig, die nehme ich raus :)

> Verbinde Leiterbahnen nicht im spitzen Winkel, sondern immer mit 90°
> oder weniger

Ah, wusste ich es doch. Wenn es falsch aussieht ist es oft auch falsch 
;-) Werde ich ändern, besten Dank.

Gerald K. schrieb:
> Ich würde den Antennenteil des JDY-32 über die Kante des PCB's
> heraus
> ragen lassen. Bringt größere Reichweite. Beispiel zweiter Anhang.

Das ist vom Platz her etwas schwierig, das Board passt in dieser Größe 
genau ins vorgesehene Gehäuse. Ich könnte aber diesen Teil des Boards 
(also die Sperrfläche unter der Antenne) ausschneiden.

W.S. schrieb:
> Chris schrieb:
>> ich bin noch Anfänger im Bereich Schaltungsentwurf und PCB Design und
>> habe mich an ein erstes kleines Projekt gewagt.
>
> Das ist erstmal OK so. Aber deine "Schaltung" sieht chinesisch aus.
> Einfach nur ein paar Symbole auf's Blatt geworfen, ein paar Bemerkungen
> dran und das war's. Nein, sowas mag zwar rein technisch gehen, ist aber
> ziemlich unleserlich. Normalerweise sollte man Netzlinien ziehen, also
> die Verbindungen zwischen den Bauteilen damit zeigen. Und damit es nicht
> wieder unübersichtlich wird, benutzt man für feste Potentiale (GND, VCC
> und so) die entsprechenden Symbole anstelle der Netzlinien. Den albernen
> Zeichnungsrand braucht man nicht (da würde eine einfache
> Nicht-Netz-Linie ausreichen), wohl aber sollte man ein Schriftfeld
> vorsehen, wo man das Übliche (also wer, was, wann, wieso usw.) drin
> vermerkt.
>
> Ich häng dir mal ein Beispiel dran. Nur wegen der Form, nicht wegen des
> Inhaltes.
>
> W.S.

Mir ist es eigentlich auch viel lieber wenn alle Verbindungen 
eingezeichnet sind. Ich hatte nur immer ein bisschen Probleme, das so zu 
gestalten, dass es am Ende noch übersichtlich ist. Dann hatte ich 
irgendwo eine Empfehlung gesehen/gelesen, dass man das Schaltbild in 
Blöcke gruppiert und den Linien-Verhau durch diese Labels vermeidet. War 
womöglich wieder mal ein "ich habe keine Ahnung aber behaupte einfach 
mal voller Überzeugung etwas" Beitrag ;-) Wenn ich das richtig verstehe 
sollten alle Verbindungen (außer eben Dinge wie GND, VCC, etc.) 
eingezeichnet werden und die Labels benutzt man eigentlich nur wenn man 
mehr als 1 Blatt hat?
Der Zeichnungsrand ist bei KiCad automatisch dabei, ich weiß gar nicht 
ob man das anpassen kann. Das Schriftfeld mit den üblichen Daten ist 
vorhanden, ich hatte nur den benutzten Bereich des Blattes 
ausgeschnitten.
Besten Dank für das Beispiel. Ich werde mal probieren, ob ich das mit 
den Netzlinien ähnlich hübsch hinbekomme.

Gerald K. schrieb:
> Beim ESP8266 (gleicher Frequenzbereich) ist die kritische Stelle
> leicht
> zu erkennen. Der ESP hat selbst eine Massefläche, wobei der
> Antennenbereich ausgenommen ist. Diese Massefläche darf sich mit dem
> Board überlappen, der Antennenbereich sollte aber freigestellt sein.
> Für den ESP gibt es eine Empfehlung für die Platzierung des Moduls. Ich
> habe diese Skizze schon einmal ins Forum gestellt, ich finde sie
> momentan nicht.
>
> Das Problem ist nicht nur die schlechtere Abstrahlung, sonderen auch die
> Rückwirkung auf andere Signalleitungen auf dem Board.
>
> Ein Proble des Platzes sollte nicht bestehen, da man die Fläches des
> Antennen-Layouts gewinnt. Um diese Fläche könnte man das eigende Board
> kleiner machen.

Ja, beim ESP ist die Empfehlung recht eindeutig. Bei BLE Modulen hatte 
ich bislang nur die Empfehlung "am Rand platzieren" und "Sperrfläche 
unter Antenne" gesehen, siehe auch den Beitrag von Andreas. Dieser ganze 
Funkkram ist für mich größtenteils Voodoo... ;-)
Ja, stimmt, das Modul nach oben schieben, den Sensorkram auf den frei 
gewordenen Platz schieben, dann kann man unten das Board passend kürzen.

Andreas M. schrieb:
> Chris schrieb:
>> Ich hatte mal irgendwo gelesen oder gesehen, dass man bei zweilagigen
>> Boards die Signalleitungen und VDD möglichst vollständig auf die
>> Oberseite legt, die Unterseite mit GND füllt und dann alle
>> GND-Verbindungen mit Vias realisiert. Ist das doch eher Unsinn?
>
> Darüber kann man vortrefflich streiten. Ich meinte eigentlich nur die
> beiden Teilflächen auf der Platinenoberseite unter dem Modul.
> Platinenunterseite darfst Du ruhig mit GND füllen.

Ah, ok, das hatte ich falsch gelesen. Dann nehme ich die beiden 
Teilflächen raus. Gibt es irgendwelche Anhaltspunkte, in welchen 
Bereichen man die GND-Füllung aussparen sollte (sofern nicht eh explizit 
im Datenblatt eines Bauteils erwähnt)?

Chris schrieb:
> Der Zeichnungsrand ist bei KiCad automatisch dabei, ich weiß gar nicht
> ob man das anpassen kann.

Leider im aktuellen KiCad 6 nicht mehr.

Die Umstellung auf "6" war eine komplette Umstellung des 
Schaltplanformates.
Der Schaltplan enthält jetzt auch z.B. die Symbole, was die Weitergabe 
eines Schaltplanes vereifacht, da nicht eine Symbolbibliothek 
mitgereicht und eingebunden werden muss.
Dabei sind solche Sachen wie das Unterdrücken des Zeichnungsrahmens 
leider ersteinmal wegefallen, aber sie kommen irgendwann wieder.

Workaround: In SVG plotten und den Rahmen weglöschen (z.B. mit Inkscape)

Der Zeichnungsrahmen mit dem alphanumerischen Planquadrahtsystem kann 
recht nützlich sein. Für alte KiCads gab es Programme, die Listeten die 
Planquadrahte nach den Referenzbezeichnern. Die meisten funktionierten 
aber nur für DIN A4.

Chris schrieb:
> Ich werde mal probieren, ob ich das mit
> den Netzlinien ähnlich hübsch hinbekomme.

Das hängt oftmals von der Gestaltung der Symbole ab. Viele Leute meinen, 
in ein Symbol alle nur erdenklichen Informationen hineinzupacken. 
Beispiele sind oftmals Symbole für µC, wo bei allen Portpins sämtliche 
Verwendungszwecke in den Pin-Namen eingehen, anstatt nur sowas wie P3.7 
zu schreiben und die jeweilige Verwendung dem Blick ins Datenblatt zu 
überlassen. Oder man macht Symbole so, als wären sie viereckige 
Riesen-Igel, wo auf allen Seiten Stoppeln herausstehen. Denk dir nur mal 
einen 208 pinnigen µC auf diese Weise durch ein Symbol dargestellt. So 
ein Klumpen läßt auf dem Zeichnungsblatt keinen Platz mehr für das, was 
man eigentlich zeichnen will. Ich mache das so, daß ich einem Bauteil 
mit vielen Pins mehrere Symbole gebe, so daß man derartige Klumpen 
vermeidet und obendrein verschiedene Funktionsteile auf verschiedenen 
Zeichnungsblättern anordnen kann. Also z.B. bei einem µC den 
"household"-Kram, also Spannungsanschlüsse, Takt, Programmierbuchse und 
Resetzeugs auf einem Zeichnungsblatt und alles andere auf anderen 
Zeichnungsblättern. Und bei den Symbolen von solchen vielpinnigen 
Bauteilen dann quasi einseitige Symbole machen, so daß man sie an den 
Rand stellen kann (so wie die Schrankwand im Wohnzimmer), damit man 
nicht immer um das ganze Ding herumtanzen muß.

Also: es hängt auch davon ab, ob man klug gestaltete Symbole hat und 
auch, wie ein EDA-System mit Bauteilen und deren Symbolen bzw. 
Footprints umgeht. Wenn man eine tiefe Trennung zwischen Schaltung und 
Layout hat wie bei steinalten EDA-Systemen, dann ist das schwieriger als 
bei Systemen, wo beides gut miteinander arbeitet.

W.S.

Chris schrieb:

> Vielen Dank schonmal an alle konstruktiven Rückmeldungen

Vielleicht übersehe ich was beim kurz drüberschauen: wie kontaktiert die 
Batterie?

Durch dne Lötstopplack wird das nix. Und damit sind Vias im Bereich der 
Batterie auch ein Tabu.