ich wollte die Frage in den Raum werfen, wie ich PCB-Design in der Praxis am besten lerne, von Anfänger-Projekten hin bis zu eigenen Ideen.
Meine Kenntnisse sind allerdings aufs das Theoretische beschränkt, mit Komponenten wie Trafos, Dioden, Spulen/Kondensatoren als Hoch -oder Tiefpass habe ich mich während meines Studiums in Elektrotechnik und Regelungstechnik beschäftigt, Logikgatter und deren diverse Anwendungen kenne ich auch.
Dazu beherrsche ich Simulink und bin auch mit Nachrichtentechnik und Signalverarbeitung/Verläufen vertraut.
Aufbauend darauf wollte ich mal nach Tipps fragen, wie ich am besten in das Thema PCB-Design einsteigen kann.
ich wollte die Frage in den Raum werfen, wie ich PCB-Design in der
Praxis am besten lerne
Einfach machen! Und zwar am Anfang nicht am Rechner, sondern von Hand mit Papier und Bleistift. Du fängst mit dem Schaltplan an und ersetzt die symbolischen Bauteile durch ihren Footprint. Die Verbindungen ergeben die Leiterbahnen. Wenn das klappt, dann kannst du das am Rechner nachmachen. Und dann auch komplizierte Sachen machen.
Bis Europakartengröße (160x100) einseitig mache ich bislang mit Corel Draw. Symbole, wie z.B. Lötaugen, IC-Sockel, Messerleisten, bis hin zu SMD-Bauteilen selbst erstellt. Ätzen tue ich selbst, bis hin zum Lötstoplack.
Der 'ausgewachsene' Weg wäre KiKad.
Die Frage ist halt: selbst ätzen, oder zum Dienstleiser.
Ein Dienstleister will keine CorelDraw Zeichnung. Der will kompatible Dateien, wie Gerber, Excelon, ... . Die kommen aus Kicad.
wie ich am besten in
das Thema PCB-Design einsteigen kann.
Wieso willst du gerade jetzt, also nach Studium, Simulink und Signalverarbeitung mit PCB-Design anfangen?
Ich hab' meine ersten Platinen wahrscheinlich so ungefaehr fast ca. 10 Jahre VOR dem Studium "gefertigt" - und ich vermute mal, da bin ich nicht der einzige hier.
Sollte dein aktuelles Interesse durch ein Jobangebot oder sowas getriggert worden sein: Dann wuerde ich das nicht machen. Klappt nicht so.
Du willst nicht nur "PCB-Design" lernen, sondern offenbar das Gesamtthema "Schaltungsentwicklung". Denn ein korrektes und funktionierendes Layout sind bestenfalls 10% der Gesamtentwicklung. Die beginnt nämlich bereits mit der Idee und der Analyse möglicher Lösungsansätze. Wenn man da falsch "abbiegt" oder mangels Wissen einen ungeeigneten und komplizierten Schaltplan malt (so wie zB die allermeisten Anfängerschaltungen, die Optokoppler enthalten), dann kann ein tolles Layout diese grundlegenden Fehler nicht mehr ausbügeln.
Du willst nicht nur "PCB-Design" lernen, sondern das Gesamtthema
"Schaltungsentwicklung". Denn ein korrektes und funktionierendes Layout
sind bestenfalls 10% der Gesamtentwicklung. Die beginnt nämlich bereits
mit der Idee und der Analyse möglicher Lösungsansätze.
Ich möchte ja nicht sofort dahin kommen.
Erstmal klein anfangen. Wie war es denn bei dir damals?
Und der hat nicht funktioniert. Das hat mich angetrieben. Nach ein paar anderen Schaltungen (Blinker, Verstärker, Lauflicht, Atomium, Sender, Netzteil, der ewige Blinker...) als Drahtigel, auf dem Steckbrett, auf Lochraster und selbstgemalten und -geätzten Platinen. Dann kam endlich ein bezahlbare Schaltplan- und Layoutprogramm namens "Einfach Anzuwendender Grafischer Layout Editor" auf den Markt. Das war der Stern am Entwickler-Himmel.
Erstmal klein anfangen.
Wie gesagt: die Toolchain gibt's heute umsonst. Die Sauerei mit dem FeCl3 kannst du dir sparen. Fang trotzdem erst mal klein an. Und so oft, wie hier Anfänger über einen einfachen Transistor stolpern, wäre eine simple Transistorschaltung nicht die schlechteste Wahl. Und wie gesagt: verstehe die Schaltung vor du sie aufbaust. Analysieren hinterher, ob sie das tut, was du erwartet hast.
Bei uns in der Firma werden die Praktikanten oder Absolventen vor Altium Designer gesetzt mit der Aufgabe, irgend ein Adapterboard oder irgendwas anderes überschaubares zu entwerfen. Und nach ein paar Wochen können die das in der Regel.
Ansonsten wurde KiCad ja schon empfohlen. Letztendlich ist die Software auch Wurscht. Du brauchst halt irgend ein Projekt für das du dich über einen längeren Zeitraum in deiner Freizeit motivieren kannst. Am besten nicht zu viel vornehmen. Lieber zügig und so gut es geht fertig machen und das nächste Projekt angehen, je nachdem wie du gestrickt bist. Das ist besser als einen Klopper zu designen. Am besten nix mit 230V und nix mit sehr hohen Strömen.
Gut ist auch immer wenn man ein ausgewachsenes Projekt irgendwo im Internet findet (mit der gewünschten SW erstellt) das man abändern kann oder zumindest als Inspiration hernehmen kann. Oder halt versuchen, ein Design aus einer anderen SW zu reproduzieren. Ansonsten YouTube schauen, dort gibt’s massig Tutorials. Generell schadet es nie, sich viele andere Designs anzuschauen und davon zu lernen. Fehler machen ist auch gesund.
Wenn du ein dickes Fell hast, stell dein Projekt dann hier rein und lass es begutachten. Dort filterst du die konstruktiven Kommentare aus und ignorierst den Stuss und das Gepampe.
Hallo,
ich hab das als Kind schon vor 70 Jahren gekonnt. Das Spiel hieß "Kuhbatzenziehen". Man hat viele Punkte auf eine Blatt Papier gemalt und jeder Spieler durfte abwechselnd diese Batzen verbinden, ohne aber eine schon vorhandene Linie zu kreuzen. Wurde mit der Zeit immer schwieriger, wer nicht mehr konnte hatte verloren.
PCB Layout ist nichts anderes, nur mit mehr Regeln. Und bei Multilayern dreidimensional. Und wenn du nicht weißt, was Kuhbatzen sind, dann bist du auch nicht in solche reingetreten. Beim PCB-Design sind die Footprints die Kuhbatzen. Das war schon damals so, wer die Kuhbatzen malen durfte, konnte sie passend zu seiner Strategie setzen, manchmal wenigstens.
Ernsthaft: Spielend lernen, das hat die heutige Gesellschaft versiebt.
Als nächste steigerung ein einfaches Bedienknopf-halter/adapter PCB, dann was mit dummen µC, dann mit ARM und exterenen DRAM und natürlich die Boards nicht nur zeichnen, sondern bis gerber durchdrücken, fertigen lassen und InBetriebnehmen. Erst bei der Inbetriebnahme merkt man manchen Scheiss und was Design for testability wirklich bedeutet.
Impulse u. Frequenzen (Wirkung auf benachbarte Leiterbahnen und bei hohen Frequenzen Antennen- und Resonanzeffekte)
Form, Masse und Anschlusslage der Bauteile
Arbeiten deine Schaltungen mit geringen Spanungen (z.B. 5...12V) und gringen Strömen (einige 100 mA) und Frequenzen bis max. kHz-Bereich, spielen die Punkte 1-3 quasi keine Rolle und es kommt "nur" noch darauf an, die Bauteile möglichst platzsparend und funktional (z.B. Buchsen und Anschlüsse für externe Bauteile am PCB-Rand) unterzubringen.
Je wichtiger die oben genannten Bedingungen werden, desto spezieller werden die Ansprüche ...
Na fertiges Gerät mit Firmware, Endtests durchführen und wenn es Mängel
gibt, hardware und softwareseitig analysieren, woran es liegt.
Das fängt schon vorher mit dem Aufbau einer Testumgebung an. Ob sich Mängel in der normalen Nutzung offenbaren, ist oft sehr zufällig. Eine richtig aufgesetzte Testumgebung, die gezielt alles abklopft, findet irgendwelche Fehler wesentlich zuverlässiger.
"Woran es liegt" nennt sich "Debugging".
Und das alles findet nicht erst beim Endtest statt, sondern bereits während der Entwicklung.
Bei FED gibt es den certified interconnect designer. Weiss nicht, was
der Kurs kostet, soll aber sehr gut sein.
Als Absolvent vom ZED (Zertifizierter Elektronikdesigner) Level 1 & 2 kann ich das absolut befürworten.
Einen besseren Einstieg in das Thema PCB Design gibt es meiner Meinung nach nicht.
Als Absolvent vom ZED (Zertifizierter Elektronikdesigner) Level 1 & 2
kann ich das absolut befürworten.
Einen besseren Einstieg in das Thema PCB Design gibt es meiner Meinung
nach nicht.
PCB-Design und Schaltungsentwurf sind eigentlich 2 ganz verschiedene Aufgaben. Daher sind in vielen Firmen auch 2 separate Abteilungen dafür zuständig.
Als Einzelkämpfer hat man aber den Vorteil, daß man im PCB noch Schaltungsfehler erkennen und korrigieren kann. Auch kann man besser einschätzen, wo größere Abstände oder dickere Leitungen nötig sind. Oder welche Leitungen nicht dicht nebeneinander verlaufen dürfen (Ein- bzw. Ausgänge).
Beim Routen bevorzuge ich die Inseltechnik. Ich schnappe mir z.B. einen OPV mit dem ganzen Hühnerfutter drumrum und platziere und verdrahte diese Insel. Dann schnappe ich mir die nächste Insel. Und zum Schluß werden die Inseln optimal zueinander platziert und verdrahtet.
Gleichartige Baugruppen werden einmal erstellt und dann mit "Copy Room" vervielfältigt. Leider ist das unter Altium ziemlich eingeschänkt. Jeder Room muß auf genau ein Schaltungsblatt und darf keine Unterblätter haben.
Die Zuordnung gleicher Bauteile erfolgt nämlich über die Position auf dem Schaltungsblatt.
Die ganzen Versorgungen bekommen erst mal nur ein Via und werden ganz zum Schluß angeschlossen. Man sollte da auch keinen falschen Stolz zeigen und gleich 4 Lagen benutzen. Die Einsparung bei 2 Lagen ist nur gering.
Was auch nicht schadet: Layout und FPGA-Design aus einer Hand bzw. in sehr enger, z.b. kaffeepausenbasierter Abstimmung. Z.b. bei einem Sack voll hispeed-Lanes kanns ungemein helfen, wenn man da die Reihenfolge bzw. Polaritaet, mit der die am FPGA aufschlagen, so variieren kann, dass die "guenstig" und passend ankommen und das "Feinrouting" bzw. kreuzen der Leitungspaare dann im FPGA macht.
Beim PCB Design gibt es feste Regeln an die man sich bei "Heim und Technik" nicht unbedingt halten muss. Wer Platinen gewerblich dann verkaufen will, bestückt oder unbestückt, der hat etwas mehr zu lernen.
Meine Layouts mache ich aus der Erfahrung heraus. Netz und Niederspannung zusammen auf einer Platine zb. vermeide ich, oder halte mich an die Abstandsregel die es gibt.
NF ist in der Regel unkritisch, HF- hängt von der Frequenz ab wie pingelig ich da sein muss. Letztendlich ist eine korrekte Funktion die Antwort der Technik auf ein sauberes arbeiten.
Wie gesagt, wenn mal was wegen dem Layout nicht geht, daraus lern man am meisten. So bei mir. Lernen über tun! Gewerbliches Routen ist eine ganz andere Hausnummer, notwendig bei dir oder eher nicht?
MfG
