Ist mein erster Platinen-Entwurf nutzbar?

6A Spannung? :D Verpolungsschutz sollte passen. Vorwiderstand auch. Warum keine Massefläche?

Hitomi I. schrieb:

Strom kommt von einem 12V 10A Schaltnetzteil.

= gemeinsame Masse! Warum dann Optokoppler?

Gruss Chregu

Leiterbahnen ohne Not so eng zusammen ist unschön.

Zu Hellgrün: Nimm besser mehrere kleine Vias nebeneinander anstatt einer großen. Der Umfang (da wo der Strom Fliest) ist bei gleicher PCB Fläche größer. Alternativ direkt vom Anschlussstecker weck fahren oder noch besser Plus und GND als jeweils ein Polygon (z.B. oben Plus unten GND über den gerammten Bereich) ausführen.

Zu Lila: Die Leiterbahnen sind eindeutig zu nahe. Generell würde ich auch dickere Leiterbahnen nehmen, gibt später weniger Probleme in der Fertigung.

Zu hellblau: Wenn möglich immer auf die Mitte des Pads fahren.

Generell wenn möglich auf 90° Winkel verzichten, da sog. AcidTraps entstehen können, besser 45° Winkel verwenden.

Die Diode eventuell um 90° drehen, oder etwas nach innen verschieben, um mit der Leiterbahn weiter vom Platinenrand weck zu bleiben.

Die Vorwiderstände für die Optokoppler würde ich neben das entsprechenden de Pad am Optokoppler verschieben, den für den AQZ102 darunter um nicht nachher die Leiterbahnen überkreuzten zu müssen

Der Vorwiderstand ist etwas zu groß. Laut Datenblatt ergibt sich für 5mA über die LED ein Spannungsabfall von 1,2V. Bei 5V Eingangsspannung resultieren komme ich auf 760Ω (Ohmsches Gesetz). Überlege dir auch eine normale LED an jeden Optokoppler anzuschließen, vereinfacht später die Fehlersuche in der SW.

Servus,

• ohne den Opto zu kennen, aber sind 2mA bis 3mA LED-Strom ausreichend?

• wenn schon Optos, dann sollte im Layout auch eine Trennung von Primär- und Sekundär ersichtlich sein

• ganz wichtig: Unbedingt Layoutname und Version bzw. Datum ins Kupfer setzen. So hat man es nachträglich viel leichter, die Versionen den Dateien zuzuordnen. Jetzt weißt Du noch alles, aber in 2 Jahren bist Du um jeden Hinweis dankbar, wenn Du zu der physikalischen Leiterplatte die Unterlagen suchst...

• ich persönlich würde für Vcc noch ein paar SMD-Pads für Abblockkondensatoren vorsehen. Muß man ja nicht bestücken, aber wenn der Platz da ist, kann es nichts schaden.

Gruß

Robert

Dieter D. schrieb:

6A Spannung? :D

Ja mein Gott, das kannst du einfach in Wh umrechnen wenn du unbedingt den Strom wissen willst.

Vom Prinzip passt das mit dem Überspannungs-/Verpolungsschutz. Aber 12V Zener-Diode bei 12V Schaltung wird nicht funktionieren. Du hast ja sicher etwas mehr als 12V in der Versorgung und die Diode leitet bereits bei 9.1V 5uA ab. Definitiv spätestens bei 12V hast du einen Kurzschluss. Dir brennt also immer die Sicherung durch. Würde da bei den erwarteten Strömen lieber etwas experimentieren/messen und sehen ob es funktioniert. Tendenziell würde ich gleich zu einer mit mind. 13V greifen. Das müsste die Schaltung bzgl. Überspannung abkönnen. Aber auch hier messen, ob die Diode nicht im Normalbetrieb schon viel zu viel in Wärme umwandelt. Wenn es genauer sein soll/muss, ansonsten TVS.

Zwischen LP_PWR und F1 könnte noch eine Befestigungsbohrung sein, um den Druck des Schraubendrehers abzufangen. Sind die Schraubklemmen um 180° gedreht?

Blackbird

Vielen Dank für das ganze Feedback. Das ist wirklich sehr lieb von Euch.

Ich habe versucht es zu verbessern.

• Eine Massefläche durch das ganze Board kann ich irgendwie nicht sinnvoll realisieren da LCD_CTRL ganz oben im Weg ist. Der muss leider da sein weil dort das relativ kurze Anschlusskabel von der HDMI-Steuerplatine ankommt. Vielleicht sehe ich die Lösung mangels Erfahrung aber auch einfach nicht?
• Warum Optokoppler? Bei Electronics Stack Exchange stand, dass sei sicherer wenn man den Schaltkreis, den man ansteuern möchte, nicht exakt kennt. Für eine vereinfachte Transistor-als-Schalter-Variante gilt: zwischen dem Pin von GPIO_IN und der Basis muss ein 1kΩ Widerstand, dann Masse an den Emitter und die Steuerleitung für die Display-Taste an den Kollektor, richtig?
• Das mit der zu engen Leiterbahn war ein Versehen. Wenn man in EasyEDA nicht aufpasst mit den Pfeiltasten fängt das Programm an Sachen zu verschieben, was man je nach Zoom-Level gar nicht mitbekommt. Ich habe auch die Designregeln angepasst: Leiterbahnbbreite von 0.25 auf 0.5 erhöht und auch den Abstand auf mindestens 0.3. Nicht so schön ist es leider noch bei LCD_CTRL.
• Das große Via für Masse ist weg. Mit Schraubklemmen macht es natürlich keinen Sinn. Vor den Schraubklemmen waren da Lötpads.
• Ich habe nochmal alle Pads angeschaut und darauf geachtet, dass die Leiterbahnen sie mittig treffen.
• Alle 90° Winkel habe ich entfernt. Die Diode wurde gedreht und verschoben. Die Vorwiderstände für die Optokoppler habe ich so verschoben, dass sie genau in einer Linie mit den Pads liegen.
• Die Diode TC1N4742ATB habe ich ersetzt durch eine 1N5247B. Geschützt werden soll die Elektronik später primär davor, dass jemand irgendein altes Laptop-Netzteil mit Hohlstecker einsteckt, das direkt mit z.B. 24V loslegt.
• Die Klemmblöcke sind glaube ich so richtig. Siehe Render im Anhang.
• Die Bohrlöcher habe ich weiter innen platziert. Ich habe auch ein extra Loch neben den Schraubklemmen platziert damit das Board nicht durchbricht wenn es auf Abstandshaltern steht.
• Boardname und Revision habe ich hinzugefügt.
• Bei den Optokopplern ist die Primärseite oben und die Sekundärseite läuft unten und kommt nur kurz vor den Pads mit Vias nach oben. Zumindest dachte ich das sei so am besten (Versuch 1 mit dem Autorouter sah aus wie von einem Kleinkind hingekritzelt).
• Status-LEDs für den jeweiligen Schaltzustand fehlen leider noch.

Zu den Vorwiderständen: R7 für die Power LED am JST-Anschluss war Copy/Paste Blödsinn. Bei 4kΩ leuchtet da nichts. Verbessert.

Bei den Optokoppler-Vorwiderständen... die Datenblätter sind wie wenn ein Japaner Chinesisch lesen möchte, für mich. Die Schriftzeichen sind bekannt, der Sinn nur so halb. Leider. Ich bin so vorgegangen:

• Datenblatt CPC1017NTR: https://www.ixysic.com/home/pdfs.nsf/www/CPC1017N.pdf/$file/CPC1017N.pdf
• Datenblatt AQZ102: https://datasheet.octopart.com/AQZ102-Panasonic-datasheet-10449216.pdf
• Rechner: https://ohmslawcalculator.com/led-resistor-calculator

Voltage Source (VS) = 5V

Voltage drop from LED (VLED) = 1.2V für CPC1017NTR, 1.25V für AQZ102

Current through the LED (ILED) = 1 mA für CPC1017NTR und AQZ102

Ergebnis für CPC1017NTR: 3800Ω

Ergebnis für AQZ102: 3750Ω

Aber warum 760Ω? Das wären 6.58mA bei 5V. Soweit ich es verstehe würde das sowohl CPC1017NTR als auch AQZ102 kaputt machen. Das soll kein Vorwurf sein. Lese ich das Datenblatt falsch? Ich würde meinen Denkfehler gerne verstehen. Ich dachte die beiden Optokoppler möchten max. 1mA für ihre LEDs, so verstand ich zumindest das Datenblatt.

Ich habe noch einen Ausschnitt beim Optokoppler für die 12V-Stromversorgung hinzugefügt um die Leiterbahnen bestmöglich voneinander zu trennen. Macht das Sinn?

Ich hoffe das Design ist jetzt nicht mehr so schlimm, dass sich ein Experte dafür fremdschämen würde. Wegen den Optokoppler-Widerständen bin ich jetzt allerdigns total verunsichert.

Grüße

Hitomi

Okay unter https://ac-faq.industrial.panasonic.com/en/faq_detail.html?id=1092 wird die Widerstandsberechnung ganz langsam und deutlich erklärt bzw. gesagt "nimm diesen Wert".

Und im Datenblatt stand auf Seite 3 in der Fußnote, dass der Panasonic Optokoppler gerne 5mA oder 10mA für seine LED hätte. Jetzt macht das alles viel mehr Sinn.

Hitomi I. schrieb:

• Alle 90° Winkel habe ich entfernt.

Hi, das 90° sollte eigentlich bedeuten wenn möglich keine Winkel kleiner 90°, habe ich mich wohl unklar ausgedrückt. Jetzt hast du teilweise 45° Winkel was noch schlechter ist. Bei Abzweigungen sind 90° Winkel OK, ansonsten eher zu vermeiden.

Achtung R6 ist unter dem Optokoppler platziert, den würde ich dringend verschieben.

Hitomi I. schrieb:

Aber warum 760Ω? Das wären 6.58mA bei 5V.

Nein sind es nicht, da an der LED im Optokoppler 1,2V abfallen. Damit bleiben am Widerstand 5-1,2V=3,8V übrig. Damit kommst du dann auf 760Ω bei 5mA.

Hitomi I. schrieb:

Ich dachte die beiden Optokoppler möchten max. 1mA für ihre LEDs, so verstand ich zumindest das Datenblatt.

Die 1mA sind sind Mindeststrom. Der Maximalstrom sind laut Datenblatt 50mA (siehe Screenshot) 5mA habe ich gewählt, da die Graphen im Datenblatt bei 5mA aufgenommen wurden, aber du kannst auch problemlos bis 20mA gehen, belastet dann aber möglicherweise den Ausgang des Arduino stärker.

Hitomi I. schrieb:

Ich habe noch einen Ausschnitt beim Optokoppler für die 12V-Stromversorgung hinzugefügt um die Leiterbahnen bestmöglich voneinander zu trennen. Macht das Sinn?

Nein. Macht nur Sinn wenn die Spannung zwischen den beiden Leiterbahnen sehr hoch ist (>100V), und die Gefahr besteht dass es überschlägt. Da bei dir alles 12V ist kannst du darauf verzichten.

Hitomi I. schrieb:

• Status-LEDs für den jeweiligen Schaltzustand fehlen leider noch.

Pro-Tip schalte die LED in Reihe zur LED im Optokoppler, und mache den Vorwiderstand entsprechend kleiner (R=(Uv-U1-U2)/I mit Uv = Versorgungsspannung, U1 = Spannung LED1 U2 = Spannung LED2) das Reduziert die Belastung am Arduino.

Du brauchst vermutlich keine Isolation, deshalb sollte es schon OK sein so, Man könnte aber die Optokoppler um 90° Drehen, dan könnte sich eien keleine Isolationsstrecke ausgehen. Wie ich das mit der Massefläche gemeint hatte ist im Layout eingezeichnet. Blau = Nur Unten Massefläche, Rot = Oben und unten Massefläche. Dabei unten immer Minus, und oben Plus.

Was aber fehlt ist eine Freilaufdiode über den FAN Anschluss. Ist zwar nicht sicher notwendig, Würde ich aber besser trotzdem vorsehen.

Harald A. schrieb:

8A9E8162-066E-4303-ACF9-FCD0A1AEB877.jpeg

Unschön ist vor allen Dingen dieses weichgespülte Resultat einer Überdosis JPEG-Kompression.

Danke für Deine ausführliche Antwort, Gabriel.

Ich habe jetzt Rev. D erstellt und glaube, dass ich fertig bin.

Mit Transistoren statt Optokopplern für die Taster wird die Platine viel günstiger (und wie überall auf der Welt spielt Sicherheit plötzlich keine Rolle mehr wenn man Geld sparen kann). Jedes mal die Bahnen neu ziehen weil das Design geändert werden muss ist blöd aber leider die Strafe dafür, wenn man keine Ahnung hat.

Das gesparte Geld habe ich in die Flyback-Diode für den Lüfter und eine LED investiert. Ich habe auch noch die Pinleiste gegen JST PH ausgetauscht weil ich das Gegenstück vorkonfektioniert herumliegen habe und den Display-Anschluss gegen einen augenscheinlich kompatiblen, den mir China direkt ab Werk montiert.

Bevor ich das Teil an die teure Hardware lasse versuche ich es erstmal mit einem China-Arduino und einem Durchgangsprüfer. Sollte für das Debugging reichen. Der Simulator in EasyEDA funktioniert leider nur mit sorgsam ausgewählten Standardteilen und beim Gedanken jetzt noch in das Thema mit "SPICE" Daten usw. einzusteigen (für den Panasonic Optokoppler gibt es sie wohl nur für Industriekunden), da wird mir schwindelig.

Vielen Dank nochmal an alle für die sachliche Kritik und dass ich mit meiner Ahnungslosigkeit nicht sofort von Euch niedergemacht wurde.

Und ja im Bild ist mir bei R5 dank den Pfeiltasten schon wieder eine Leiterbahn verrutscht. Nervt total.

Grüße

Hitomi