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Forum: Platinen SMD Platine


Autor: Steffen Burr (Gast)
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Hallo zusammen!

Ich werde nun meine erste Platine professionell herstellen lassen.

Es handelt sich um einen USB - RS485 Umsetzer mit dem FTDI Chip.

Schaltplan sowie Board sind im Attachment.
Wäre nett, wenn es sich der ein oder andere mal schnell anschauen
könnte und mir sagen könnte, was ich daran noch verbessern sollte ...

Außerdem noch ein paar Fragen:
- Ich möchte noch eine (oder zwei?) Massefläche(n) auf die Platine
bringen. Sind zwei notwendig, genügt eine und, falls nur eine: Auf
welcher Seite soll ich die Massefläche am besten machen. oder ist das
egal?

- Im Anhang sind noch zwei DRC Errors gezeigt. Der eine ist am
Spannungsregler, der andere an den LEDs. Sind die Fehler bereits in der
Library oder habe ich was falsch gemacht ?!?

Danke für eure Mühe!
Viele Grüße
Steffen

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

Die Block C's sind mir persönlich etwas weit weg vom FTDI und auch nur
über lange Leitungen angebunden. Das würde ich an deiner Steller nochmal
überarbeiten.

Gleiches gilt für den Quarz. Ist über recht lange Leitungen
angebunden.

Die Platine ist für den Einsatz von SMD-Teilen auch relativ groß. Das
sollte auch auf der halben Fläche gehen.

Zu den DRC-Fehlern kann ich ohne BRD und SCH nichts sagen.


Matthias

Autor: Fritz Ganter (Gast)
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"Die Platine ist für den Einsatz von SMD-Teilen auch relativ groß. Das
sollte auch auf der halben Fläche gehen."

Vor allem wenn du die Platine machen lässt, weil dann kann dir die
Anzahl der Durchkontaktierungen egal sein.

Wenn du sie selber machen würdest, dann hab ich schon ein paar
Durchkontaktierungen gefunden, die man einsparen kann (Widerstand so
platzieren dass die Leitung zwischen den Anschlüssen durchgeht).

Autor: Marco Haufe (Gast)
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Hi
ich habe vor kurzem mit einer fast identischen Schaltung graue Haare
bekommen. Siehe meinen Thread  dazu :
http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-83381.html#83381

VG Marco

Autor: Steffen Burr (Gast)
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Hallo zusammen,

ich habe das File jetzt nochmals überarbeitet.

Folgende Änderungen habe ich gemacht.
- Die Abblockkondensatoren C5 und C6 sind nun näher am FTDI Chip
- Der Quarz liegt auch näher am Chip
- Die Bauteile liegen noch ein wenig näher zusammen und die Platine ist
kleiner geworden (wenn auch nicht halb so groß). Da werde ich vielleicht
dann auch nochmal rumdesignen
- ich habe auf Top und Bottom Layer eine Massefläche eingefügt und an
einigen Stellen noch durchkontaktiert.

Da die Schaltung in Messehallen laufen soll, wäre mir sehr daran
gelegen, wenn das ganze so EMV freundlich wie möglich wird. Hat dazu
vielleicht noch jemand einen Tipp, bzw. einen Link, wo beschrieben
wird, was man beachten sollte. (die app note von atmel dazu kenn ich
bereits).

Im Anhang sind jetzt auch die brd Datei und die sch datei, vielleicht
schaut sich mal jmd. die DRC Errors an. Würde mich interessieren.

@Marco: Was würdest du mir raten, was ich an meiner Schaltung noch
ändern sollte? Würde es etwas bringen, wenn ich einen Resetgenerator
mit reinbaue?

Viele Grüße
Steffen

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

ich hab mal ein paar Kleinigkeiten geändert.

Insbesondere sollte dir auffallen das das Vcc-Netz dichter geworden
ist. Weiterhin habe ich an Stellen an denen die unter Massefläche
unterbrochen wird durch mehrere Durchkontaktierungen dafür gesorgt das
Masse ohne große Schleifen weitergeführt wird.

Zusätzlich habe ich die Anordnung der Kondensatoren für den Quarz
geändert und deren Anbindung an Masse verbessert.

Matthias

Autor: Matthias Friedrich (Gast)
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Ich hoffe Dir ist klar, dass über die RS485 die Daten nicht duplex
fließen können. Alles, was gesendet wird, wird vom gleichen Baustein
auch selbst empfangen und umgekehrt.

Zum Thema EMV: Für eine hohe Störfestigkeit ist die Schaltung nicht
ausgelegt. Stell Dir folgendes vor: Mehrere dieser Schaltungen über
lange Leitungen in einer Messehalle. Die dabei entstehende
Masseschleife will ich mir garnicht vorstellen.
Soll die Schaltung wirklich EMV-sicher sein, dann MUSS die RS485 und
die Stromversorgung galvanisch entkoppelt werden.
Verwende eine 4-Lagige Platine mit Masse-und VCC-Plane.
Ein Reset-Generator ist immer besser als eine diskrete Schaltung.
Ausserdem haben HC-49-Quarze bessere EMV-Eigenschaften als die
(zugegeben kompaktere) SMD-Version.
Ich habe dem FT232 noch nie EMV-technisch geprüft, aber die Schaltung
würde so wie sie im Moment designt ist, wahrscheinlich nicht einmal die
DIN-Normen erfüllen, die von der Realität weit entfernt sind.

Das Thema EMV wird immer unterschätzt. Mit ein paar zusätzlichen
Kondensatoren und einer Massefläche ist es nicht getan -- EMV fängt
beim Design an.

Autor: Steffen Burr (Gast)
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Hallo!

Danke für eure Antworten!

@Matthias: Ich hab die Änderungen so übernommen. Danke!

@Matthias Friedrich: Wie RS485 arbeitet weiß ich. Was gesendet wird,
kommt auch wieder an und kann theoretisch als Funktionstest dienen.
Zumindest kann man das Echo wieder softwaremäßig rausfiltern.

Die Schaltung realisiert folgendes: Sie verbindet in einem
Flugsimulator den PC mit einer externen Hardware (über die dann
Displays, Schalter, Drehencoder, Schubhebel etc. angesteuert werden.
Maximale Leistungslängen sollten also 5m betragen. Das ist nicht so
sehr viel.

Als Quarz werde ich dann evtl. die bedrahtete Version einbauen. Eine 4
lagige Platine ist aus kostengründen wahrscheinlich nicht drin - das
muss auch so gehen.

Wie funktioniert die galvanische Trennung des RS485 Netzwerkes? Muss
man das mit Optokopplern und DC DC Wandler aufbauen, oder gibt es
fertige Bausteine wie den MAX485 der das schon galvanisch entkoppelt?

Das Thema EMV ist sehr interessant - ich beschäftige mich jedoch erst
seit kurzem damit...

Viele Grüße
Steffen

Autor: Matthias Friedrich (Gast)
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Es gibt fertige Bausteine von Max, in denen die komplette Schaltung für
die optische Trennung drin ist.

Die 5 Meter entschärfen das Problem natürlich, vor allem wenn die
RS485-Teilnehmer begrenzt sind. Allerdings ist die Masse- und
Versorgungsspannungsleitung immer noch kritisch.
Suche mal im Netz nach "Split Termination", damit lässt sich RS485
auf einfache Weise EMV-sicherer machen.
Je kürzer die Leitungen, desto besser, denn jede Leitung ist auch eine
Antenne.
Grundsätzlich sind offene Pins an ICs zu vermeiden, da besonders
störanfällig. Generell kann man sagen: Je hochohmiger, desto
empfindlicher.
Oft hilft es auch, verschiedene Schaltungsteile mit Ferrite-Beads zu
entkoppeln.

Ausserdem ist ein guter Eingangsfilter für die Spannungsversorgung
Pflicht. Ein DC-DC-Wandler ist Ideal, aber halt auch teurer. Durch
einen 780x geht fast alles durch, durch einen Schaltregler weniger.

Das Thema EMV ist zwar interessant, jedoch hat es mich und meinen
Arbeitgeber schon viele Nerven und Geld gekostet. Das eigentlich
Schlimme daran ist, dass die ganze EMV-Geschichte aus 10% Regeln und
90% Erfahrung besteht. Brauchbare Wissenschaftliche Ansätze oder
Simulationen gibt es wenig.

Autor: Marco Haufe (Gast)
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@Steffen
ich habe das eigentliche Problem nicht finden können.
Ich hatte noch zwei weitere Schaltungen, jedoch war dort der
Unterschied, das diese sich die VCC vom USB-Port genommen haben.
Diese liefen auf Anhieb ohne Probleme.
Die dritte Schaltung (auch ein USB->485-Konverter) zog sich die VCC
von einem separaten Spannungsregler. Die 5V vom USB-Port konnte ich nur
verzögert auf den Reset-Eingang legen, dann klappte die Enumeration
einwandfrei, und der Rest lief auch.
Wenn ich nochmal den FTDI nehme, und diese Fremdspannungsverorge,
werde ich für mich auf jeden Fall die Verzögerung beibehalten.
Vielleicht etwas eleganter, aber mir ging es ja auch darum, das ich
meine PCB's nicht in die Tonnen packen muß.

VG Marco

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