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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Erster Schaltplanentwurf - bitte um Kritik


Autor: Christian Korn (flyingcat)
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Hallo zusammen,

ich habe in den letzten Tagen meine Abende dazu genutzt, einen 
Schaltplan für eine kleine Bastelei zu entwerfen. Nachdem ich zwar die 
Softwareseite ganz gut kenne, aber bei der Hardware nicht soviel 
Erfahrung habe - speziell im Entwurf von komplexeren Schaltungen - und 
dafür eine Platine ätzen lassen will, möchte ich meinen Plan hier 
vorstellen und bitte um Kritik - vielleicht kann ich den ein oder 
anderen Fehler so vermeiden.

Die Schaltung bindet einen MEGA644PU ein und stellt drumherum einige 
Features zur Verfügung:
Blatt 1: CPU, externer Quarz, Resetschaltung, JTAG, ISP, Klemmenleiste 
für ADC-Eingänge, zwei Klemmenleisten für I2C (TWI) mit Pullups über 
Jumper, 6 PWM-fähige Ausgänge auf Klemmenleiste geführt
Blatt 2: Stromversorgung
Blatt 3: RS232
Blatt 4: 4x20 Zeichen LCD mit Helligkeitssteuerung
Blatt 5: Erweiterung Ausgänge über 74x595, 24 Digitalausgänge auf 
Klemmen, 6 Ausgänge für das LCD
Blatt 6: Erweiterung Eingänge über 74x165, 24 Digitaleingänge auf 
Klemmen

Das soll insgesamt sowas wie mein "persönliches Evaluation-Board" sein - 
klar, das gibt's auch fertig, aber ich will damit eben insbesondere auch 
ein bisschen Hardware-Design lernen ebenso wie mit Eagle umzugehen, 
außerdem habe ich vorher noch nie eine Platine ätzen lassen und will 
auch das mal ausprobieren.

Kommentare aller Art sind herzlich Willkommen!

Danke & Gruß,
Christian

Autor: Felix Nachname (time2ride)
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Nicht böse gemeint aber poste lieber die Bilder einzeln, weil vermutlich 
nicht jeder Lust hat die ZIP herunterzuladen und zu entpacken.

Autor: Sd Fritze (sd-fritze)
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Gute Fee zum ERSTEN

Autor: Sd Fritze (sd-fritze)
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Gute Fee zum ZWEITEN

Autor: Sd Fritze (sd-fritze)
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Gute Fee zum DRITTEN

Autor: Sd Fritze (sd-fritze)
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Gute Fee zum VIERTEN

Autor: Christian Korn (flyingcat)
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Felix C. wrote:
> Nicht böse gemeint aber poste lieber die Bilder einzeln, weil vermutlich
> nicht jeder Lust hat die ZIP herunterzuladen und zu entpacken.

Hi Felix,

das wollte ich auch zuerst, aber ich habe keine Möglichkeit gefunden, 
mehr als eine Datei anzuhängen - und sechs Nachrichten posten wollte ich 
dann doch nicht, deswegen das Zip.

Schöne Grüße,
Christian

Autor: Christian Korn (flyingcat)
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Sd Fritze wrote:
> Gute Fee zum...

Oder so ;-)

Herzlichen Dank der guten Fee!

Autor: Christian Korn (flyingcat)
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Hier ist noch Buidl 5...

Autor: Christian Korn (flyingcat)
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... und Buidl 6.

Autor: Pete K. (pete77)
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Sieht doch ganz gut aus.

Bei dem I2C Stecker würde ich noch VCC mitnehmen.

Jetzt wollen wir natürlich auch das geroutete Board sehen :-)

Autor: Stefan Ernst (sternst)
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C8 sollte hinter die Drossel, nicht davor.

Autor: Christian Korn (flyingcat)
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Pete K. wrote:
> Sieht doch ganz gut aus.

Phew... gut zu wissen ;-)

> Bei dem I2C Stecker würde ich noch VCC mitnehmen.

Gute Idee, danke.

> Jetzt wollen wir natürlich auch das geroutete Board sehen :-)

Ist im Anhang... ich habe mich auf den Autorouter verlassen, das 
Ergebnis wirkt mir zu chaotisch - da muss ich wahrscheinlich noch 
lernen...

Danke & Gruß,
Christian

Autor: Christian Korn (flyingcat)
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Stefan Ernst wrote:
> C8 sollte hinter die Drossel, nicht davor.

Stimmt - DANKE!

Gruß,
Christian

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Was mir nicht gefällt ist, dass du nur den Port A komplett auf einer 
Steckerleiste liegen hast und alle anderen Ports so dermassen zerrissen 
sind.

Ich würd mal primär alle 4 Ports komplett auf jeweils eine 2 Reihige 
Steckerleiste legen, die nach Möglichkeit in ihrer Belegung auch 
irgendeinem Quasi-Standard entspricht.

Bei meinem CPU Board hab ich das so gemacht. Das hat dann den Vorteil, 
dass ich Dinge wie LCD-Modul, Taster-Modul, Led-Modul, ... an jeden 
beliebigen Port anstecken kann, wie ichs gerade brauche. Mein Led Modul 
ist dann auch so gebaut, dass die Signale wieder auf einen 
Ausgangsstecker durchgeschleift sind, so dass ich das Modul einfach 
zwischen CPU und ein anderes Modul einschleifen kann und so einen 
Überblick kriege, was sich auf welcher Leitung tut.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Hmm. Die Helligkeitssteuerung für das LCD.
Mach besser einen LOW-Side Treiber mit dem NPN-Transi (also den GND 
Anschluss der Beleuchtung schalten)


Edit: Irgendwie ist mir nicht so ganz klar, was die Idee hinter deiner 
jetzigen Schaltung ist

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Am LCD

Das 2k5 Poti muss mit dem jetzt freien Ende mit GND Verbunden werden. 
Der Sinn des Potis ist es einen Spannungsteiler zu bilden, mit dem man 
sich eine beliebige Spannung zwischen GND und Vcc einstellen kann.

Autor: Michael G. (linuxgeek) Benutzerseite
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Hi Christian,

hab mir die Schaltung jetzt nicht im Detail angesehen, aber an der ein 
oder anderen Stelle warst bald nen bissel zu grosszuegig mit Bauteilen 
(4 C's am 78xx usw.). Aber wirklich schaden wird es wohl nicht. Beim 
Layout kann man natuerlich noch einiges besser machen, der Autorouter 
liefert hier nicht wirklich gute Ergebnisse. Und eine Masseflaeche hast 
Du erst garnicht vorgesehen. Wie willst Du die Platine eigentlich 
herstellen?

lg,
Michael

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Du du RTS/CTS an der RS232 nicht benutzt, würde ich die beiden verbinden 
(ev. mit einer Brücke wieder trennbar). So ist die Konfiguration der 
PC-Seite weniger kritisch, weil sich der PC dann selber die 
Sendefreigabe gibt.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Noch ein kleiner Tip, der jetzt aber nicht wirklich wahnsinnig wichtig 
ist: Der Stolz des Entwicklers steigt, wenn auf der Platine sein 
Kürzel/Name aufscheint, zusammen mit einer Versionsnummer der Platine.

Autor: Christian Korn (flyingcat)
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Karl heinz Buchegger wrote:
> Was mir nicht gefällt ist, dass du nur den Port A komplett auf einer
> Steckerleiste liegen hast und alle anderen Ports so dermassen zerrissen
> sind.

Das liegt daran, dass ich alles, was nach PWM riecht, auf einer Leiste 
haben wollte - ich habe quasi die Leisten nach Funktion aufgeteilt 
(Eingänge analog, Eingänge digital, Ausgänge digital, Ausgänge PWM) 
statt mich an den Portbezeichnungen der CPU zu orientieren. Möchte ich 
eigentlich auch so beibehalten; eine sinnvolle Zuordnung bilde ich dann 
in der Software ab, so dass ich dort dann in der Applikation quasi 
direkt eine Leitung in einem bestimmten Klemmenblock ansprechen kann und 
sich die Abbildungslogik darunter darum kümmert, dass das auch richtig 
rauskommt.

> Hmm. Die Helligkeitssteuerung für das LCD.

Die habe ich geklaut - von 
http://www.blafusel.de/misc/files/obd2_lcd-c.pdf.

> Mach besser einen LOW-Side Treiber mit dem NPN-Transi (also den GND
> Anschluss der Beleuchtung schalten)

Wäre auch eine Möglichkeit... ich habe aber nicht verstanden, warum das 
besser ist.

> Edit: Irgendwie ist mir nicht so ganz klar, was die Idee hinter deiner
> jetzigen Schaltung ist

Die Idee ist, dass die CPU über BRIGHT (PWM-Ausgang) eine maximale 
Helligkeit vorgeben kann. D9 sorgt dafür, dass in Abhängigkeit von der 
Umgebungshelligkeit entweder diese maximale Helligkeit am LCD anliegt 
oder eine weniger helle Beleuchtung, einstellbar über Poti R6 - vom 
Prinzip her ist dann das Display normalerweise relativ dunkel, und 
wenn's drumrum hell ist, wird auch das Display heller. Zugegeben, 
unnötiger Spielkram, aber mir hat das gefallen.

> Am LCD
>
> Das 2k5 Poti muss mit dem jetzt freien Ende mit GND Verbunden werden.
> Der Sinn des Potis ist es einen Spannungsteiler zu bilden, mit dem man
> sich eine beliebige Spannung zwischen GND und Vcc einstellen kann.

Normalerweise ja, aber nicht beim DIP204B-4NLW, wo laut Datenblatt die 
Regelung über den Widerstand gegen VDD erfolgt.

Danke & Gruß,
Christian

Autor: Christian Korn (flyingcat)
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Michael G. wrote:
> Hi Christian,
>
> hab mir die Schaltung jetzt nicht im Detail angesehen, aber an der ein
> oder anderen Stelle warst bald nen bissel zu grosszuegig mit Bauteilen
> (4 C's am 78xx usw.). Aber wirklich schaden wird es wohl nicht. Beim
> Layout kann man natuerlich noch einiges besser machen, der Autorouter
> liefert hier nicht wirklich gute Ergebnisse. Und eine Masseflaeche hast
> Du erst garnicht vorgesehen. Wie willst Du die Platine eigentlich
> herstellen?
>
> lg,
> Michael

Hi Michael,

ja, mit dem Routing bin ich noch nicht zufrieden, und eine Massefläche 
ist sicher eine gute Idee - dazu muss ich erst das Eagle-Handbuch noch 
weiter wälzen, dann wird das noch besser. Die Platine werde ich von 
pcb-pool fertigen lassen.

Danke & Gruß,
Christian

Autor: Christian Korn (flyingcat)
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Karl heinz Buchegger wrote:
> Du du RTS/CTS an der RS232 nicht benutzt, würde ich die beiden verbinden
> (ev. mit einer Brücke wieder trennbar). So ist die Konfiguration der
> PC-Seite weniger kritisch, weil sich der PC dann selber die
> Sendefreigabe gibt.

Guter Tipp, danke!

> Noch ein kleiner Tip, der jetzt aber nicht wirklich wahnsinnig wichtig
> ist: Der Stolz des Entwicklers steigt, wenn auf der Platine sein
> Kürzel/Name aufscheint, zusammen mit einer Versionsnummer der Platine.

Jau, das kommt auf alle Fälle noch... aber erst, wenn ich das Layout 
soweit unter Kontrolle habe, dass ich auch Stolz drauf bin :-)

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