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Forum: Platinen Erstlingswerk Stoppuhr


Autor: Nils (Gast)
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Hallo,

ich habe gerade meine erste Platine fertig layoutet und hätte gerne ein 
bisschen konstruktive Kritik.

Die Platine soll die Basis für eine glorifizierte Stoppuhr sein. Ich 
möchte die einseitige Platine selber mit der Tonertransfer-Methode 
ätzen, etc. Ich habe SMD Bauteile gewählt, weil ich nicht zu viele 
Löcher bohren möchte. (Sind eh schon so viele) Die Verbindungen im 
Top-Layer werden Drahtbrücken.

Angesteuert werden 3x 100mm und 1x 56,9mm Kingbright 7Segment Anzeigen. 
Als Treiber verwende ich ULN2803D (SMD bei Reichelt) und UDN2981A (nur 
DIP bei Reichelt)

Mikrocontroller ist ein Mega16 mit 4.096Mhz Quarz. Ein 78L05 liefert den 
Strom für den uC.

Spannungsversorgung werden 12x Mignon NiMH Akkus.  Benötige ich noch 
einen Elko bei Batteriebetrieb?

Ein Spannungsteiler an ADC7 soll zum Messen der Batteriespannung 
verwendet werden. Um auf 1/3 zu teilen dachte ich an 3k3 und 6k8.

Als Widerstand für die LEDs dachte ich an

R_100mm = (14V - 7,4V (LED) - 0.9V (ULN) - 1.6V (UDN)) / 40mA = 102 Ohm 
=> 100 Ohm
R_56mm = (14V - 7,4V (LED) - 0.9V (ULN) - 1.6V (UDN)) / 20mA = 205 Ohm 
=> 180 Ohm
R_dot = (14V - 3,7V (LED Dot) - 0.9V - 1.6V) / 20mA = 325 Ohm => 330 Ohm

Im Datenblatt der 100mm Anzeige stehen genauso wie im Datenblatt der 
56.9mm Anzeige 7,4V typ/ 10V max bei 20mA. Da bei der 100mm Anzeige 
jedoch 2 LED-Ketten parallel geschaltet sind, vermute ich den doppelten 
Strom.

Als Leiterbahndicke habe ich 24mil für Masseleitungen zu den ICs, 16mil 
für die LED Versorgungen und 10mil für alle anderen Signale verwendet. 
Die Eagle DRCs sind auf den Standard-Einstellungen und melden keine 
Fehler.
Ich habe eine Massefläche unter uC und Quarz. Wenn ich die Fläche auf 
die ganze Platine ausdehne, sieht es sehr zerfranst aus. Ist es so 
richtig?

Welche Bohrer soll ich mir anschaffen? 0.8mm? Ist es realistisch, die 
Löcher mit einem Noname-Dremel oder einer normalen Bohrmaschiene mit 
Bohrständer zu bohren?

Gruß
  Nils

Autor: Gast (Gast)
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Reset braucht einen Widerstand nach +5V, evtl auch noch einen 
Kondensator 0,1µ gegen Masse.

Autor: Gast (Gast)
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mit den Brücken um den Mega wird so nicht funktionieren, da wirst du 2 
Pads benötigen.

Autor: Gast (Gast)
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der Bereich um den Quarz ist schlecht layoutet.

Autor: Schwups.... (Gast)
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Läuft das Ding denn schon auf dem Labortisch oder haste den Schritt
gleich übersprungen?

>Spannungsversorgung werden 12x Mignon NiMH Akkus.  Benötige ich noch
>einen Elko bei Batteriebetrieb?
Eigentlich nicht, aber einen Verpolschutz(Diode) würde ich empfehlen.

>Ein Spannungsteiler an ADC7 soll zum Messen der Batteriespannung
>verwendet werden. Um auf 1/3 zu teilen dachte ich an 3k3 und 6k8.
Das wären max. 4,8 Volt. Bisschen nah an der Betriebsspannung würde
ich sagen. Nimm doch lieber einen Teiler 1/5 oder 1/10. Je größer
desto Empfindlicher wirds dann aber, vor allem wenn die Versorgung
schwankt bei unterschiedlicher Last und schwächer werdender Batterie.

>vermute ich den doppelten Strom.
Gewöhnlich probiert man so was auf dem Labortisch aus.
Wenn im Datenblatt 20mA steht, dürfte das für das ganze Segment gelten.
(Hab jetzt nicht im Datenblatt nachgeschaut)
>Als Leiterbahndicke habe ich 24mil für Masseleitungen zu den ICs, 16mil
>für die LED Versorgungen und 10mil für alle anderen Signale verwendet.
>Die Eagle DRCs sind auf den Standard-Einstellungen und melden keine
>Fehler.
..."ICs" ist etwas zu allgemein aber eine breitere Leiterbahn für die 
Masse zum IC1 wäre schon sinnvoll. Das selbe gilt für +V an IC3.
Da muss ja dann der gesamte LEDstrom drüber fließen.
Was die Dimensionierung der Segmentwiderstände angeht hängt das auch
noch vom Impulspausenverhältnis und der Widerholfrequenz bei der
gemultiplexten Anzeige ab. >>>>Laboraufbau und testen.
Man soll ja schließlich auch was erkennen können.
Massefläche würde ich weglassen, auch unter IC3, dann kannste auch die
paar Pins direkt verbinden ohne den Umweg.
>@Gast (Gast)
>Reset braucht einen Widerstand nach +5V, evtl auch noch einen
>Kondensator 0,1µ gegen Masse.
Nicht nur evtl. wenn der Controller anständig starten soll.
Eine Leitung nach draußen für einen Kaltreset wäre nicht verkehrt,
aber nicht zwingend.
In deinem Stromlaufplan fehlen noch ein paar Labels an den Bussen.
Wenn es keinen zwingenden Grund gibt die Anzeigenpfostenstecker
so auf Abstand zu platzieren kann man die Dinger auch zusammenrücken
und die meisten Brücken dadurch eliminieren das man die Leitungen von
rechts und links zuführt. Ich weiß jetzt nicht ob es dann aufgelöst
werden kann, aber ich würde es zumindest mal versuchen.
Für wenige Verbindungen kann man auch Drahtbrücken oder 
Null-Ohm-Widerstände nehmen. Dann reicht auch eine einseitige 
Leiterplatte.
Evtl. kann man ja auch, sofern es machbar ist die Pfostenstecker so
neu verschalten bis man ohne Brücken auskommt.
Da die annehme das die Displays wohl auch eine Platine bekommen
wäre hier auch noch Potenzial für Optimierungen.

>Ich habe eine Massefläche unter uC und Quarz. Wenn ich die Fläche auf
>die ganze Platine ausdehne, sieht es sehr zerfranst aus. Ist es so
>richtig?
Weg lassen. Sparst dir Ärger beim löten.

>Welche Bohrer soll ich mir anschaffen? 0.8mm? Ist es realistisch, die
>Löcher mit einem Noname-Dremel oder einer normalen Bohrmaschiene mit
>Bohrständer zu bohren?
0.6,0.7,0.8,0.9,1.0 und 1.3mm sollte man immer haben und natürlich ein
paar mehr jeder Größe wenn mal einer bricht. Sets gibts in der Bucht.
Eine normale Bohrmaschine nimmt vom Bohrfutter gewöhnlich nicht so
kleine Bohrer auf(außer man nimmt die mit verstärktem Schaft),
außerdem reicht die Drehzahl nicht.
Da sind schon Dremel(oder Noname), Proxon, ein kräftiger
Gleichstrommotor mit einem geeigneten Bohrfutter oder eine
Oberfräse mit entsprechender Spannzange geeigneter.
Hauptsache der Antrieb macht wenigstens 10000U/min.
Mitentscheidend  ist auch ein solider leichtgängiger Bohrständer
der das präzise anvisieren der Bohrung erlaubt. Bei Wackelkandidaten
hat man nur viel Schwund durch Bruch oder nicht getroffene Pads/Vias.
Wenn du dir das Layout ausdruckst, achte darauf, das in der Mitte
der pads/Vias (nicht SMD)immer eine kleines Loch als Zentrierungshilfe 
freigeätzt ist. Ich bin nicht sicher, aber für eagle gibts dafür glaub
ich ein .ulp.
Wenn du soweit bist kannste ja mal dein Projekt hier einstellen damit
man sehen kann ob sich die Hilfe auch gelohnt hat.
Viel Spaß.

Autor: Nils (Gast)
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Danke für eure Anmerkungenen.

Diode für Verpolschutz, Reset-Beschaltung und ADC Teiler werde ich 
ändern. Ich werde noch etwas Platz um den Quarz zu schieben, damit es 
dort etwas sauberer wird. Masseflächen lasse ich auch weg.

Ich werde mir ein Sortiment Widerstände bestellen, damit ich das ganze 
mal zusammenstecken kann. Die restlichen Teile bestelle ich mir auch 
jetzt.

Jetzt muss ich mir nur noch einen Bohrständer organisieren, weil aus der 
Hand habe ich wohl keine Chance. Das drill-aid.ulp habe ich gefunden.

Wenn es erste Ergebnisse gibt, poste ich mal ein Foto.

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