Hi,
anbei Schaltplan und Routing einer Schaltung, die eine 7-Segment-Ziffer
betreibt, die aus 15cm LED-Streifen aufgebaut ist.
Insgesamt wird das ein Fussball-Spielstands-Display mit 4 Ziffern und
Doppelpunkt NN:NN, d.h. 4 solcher Platinen hängen dann seriell
nacheinander an der Hauptplatine.
Ich habe mir als Verkabelungskonzept überlegt:
- es gibt eine Hauptplatine mit einem Atmega328 (und Funkmodul über die
das Display mit Daten versorgt wird)
- für jede Ziffer eine extra Steuerplatine mit einem 74HC595 Shift
Register
- die Steuerplatinen werden an die Hauptplatine per 10-poligem
Flachbandkabel (2x5 Stecker/Sockel) angeschlossen, das transportiert
dann 5V, GND und SI, SCK, SCL, RCK
- jede Steuerplatine hat einen "DATA_IN" Port für das Flachbandkabel und
ein "DATA_OUT" wo die Signale weiterlaufen (hier das QH* connected)
- die 12V werden per steckbarer Schraubklemme und 2,5m^2-Kabel von
Platine zu Platine transportiert
- oben auf der Steuerplatine gibt es eine Steckleiste für eine steckbare
Schraubklemme an die dann die LED-Stripe-Segmente angeschlossen werden
Damit kann ich schön sauber verkabeln und auch jederzeit die Platinen
wechseln. Und der Bus ist erweiterbar auf mehr als 4 Ziffern.
Ich hätte nun gerne Euer Feedback zum Routing ... seht ihr irgendwelche
Probleme? Habt ihr Verbesserungsvorschläge?
Ach ja... die Platine wird einseitig und selbst geätzt, die roten
Verbindungen sind Drahtbrücken.
Danke & Grüße,
Conny
Guter Hinweis!
Das Widerstandsnetzwerk kann lt. Datenblatt 125mW "per Circuit", wobei
ich mir nicht ganz sicher bin, ob da pro Widerstand oder pro Array
gemeint ist.
Mal pro Array angenommen, ansonsten käme diese Lösung nicht mehr in
Frage.
560 Ohm / 10V (LED 2V) ergibt 179mW Verlustleistung, das wäre zuviel.
Mit 1.000 Ohm haben wir noch 100mW, das ist ok.
Also müsste man es zumindest auf 1.000 Ohm ändern, falls die Angabe im
Datenblatt pro Widerstand gemeint ist.
Wird da jemand schlau draus?
http://www.reichelt.de/8-Widerstaende-9-Pins/SIL-9-8-680/3/index.html?;ACTION=3;LA=446;ARTICLE=18061;GROUPID=4500;artnr=SIL+9-8+680
Ansonsten habe ich bereits 2 Fehler im Layout korrigiert:
Bei den 12V-Jumpern gab es ein Overlap durch zu breite Leiterbahn.
Die Bohrungen und Kupferringe für die Drahtbrücken waren zu klein.
Neue Version angehängt.
Planänderung. Genervt von der kleinen Verlustleistung der Resistor
Arrays und dem Leiterbahngefummel deretwegen. Dachte es wäre eine gute
Idee, weil es mir die Drahtbrücken erspart, aber gefällt mir nicht.
Anbei geändert: jetzt mit Einzelwiderständen und Drahtbrücken für die
Ausgänge.
Teo Derix schrieb:> Orphans wech, unten tut doch nicht not da so eng die Leiterbahnen!?
Ist es explizit schlecht die Orphans zu lassen?
Unten links müssen sie so eng sein, damit ich unter dem 74hc595
durchkomme und unten rechts will ich hält nicht mehr Platz brauchen
damit die Platine nicht größer wird.
jeweils zwei der mittleren Drahtbrücken könntest du durch eine ersetzen:
die bestehenden Brücken durchverbinden und die Fläche zum Transistor
überbrücken.
Vlad Tepesch schrieb:> jeweils zwei der mittleren Drahtbrücken könntest du durch eine ersetzen:> die bestehenden Brücken durchverbinden und die Fläche zum Transistor> überbrücken.
oder noch besser:
Die Transistoren alle in eine Reihe. Die umgebogenen Groundfüßchen der
Transistoren selbst sind die Brücke.
Dh der erste Fuß ist mit GND verbunden, da stört ja auch noch keine
Bahn. Die anderen Transistor-GND-Pads bleiben unverbunden. Der
Transistor wird angelötet, das Ground-Beinchen aber nur so weit gekürzt,
dass es an das Groundfüßchens des Nachbarn gelötet werden kann.
Vlad Tepesch schrieb:> jeweils zwei der mittleren Drahtbrücken könntest du durch eine ersetzen:> die bestehenden Brücken durchverbinden und die Fläche zum Transistor> überbrücken.
Ne, die Drahtbrücken kann ich nicht zusammenlegen. Im Falle der unteren
Transistoren sind die Brücken die "Source"-Signale der Mosfets, im Falle
der oberen sind sie das Gate Signal.
Ja, das könnte man, das würde sogar von der Leistung noch gehen, meine
Segmente brauchen 250-300mA.
Aber ich habe die SR und Mosfets gerade da und die TPICs nicht.
Mir geht's auch mehr um Feedback zum Layout an sich, weniger zu den
Schaltungskomponenten. Es sei denn ich habe bei einem Bauteil wesentlich
falsch gedacht, dann ist das natürlich schon interessant :-)
Vlad Tepesch schrieb:> oder noch besser:> Die Transistoren alle in eine Reihe. Die umgebogenen Groundfüßchen der> Transistoren selbst sind die Brücke.> Dh der erste Fuß ist mit GND verbunden, da stört ja auch noch keine> Bahn. Die anderen Transistor-GND-Pads bleiben unverbunden. Der> Transistor wird angelötet, das Ground-Beinchen aber nur so weit gekürzt,> dass es an das Groundfüßchens des Nachbarn gelötet werden kann.
Also umgebogene oder zusammengelötete Transistorfüsschen (MOSFETs sind
es) gefallen mir gar nicht. Die sollen schon standardmässig eingebaut
werden.
Die unteren 2Brücken kanns Du sparen wen Du durch den Connector routest.
Brücke am Data Out verlängern, Brücke daneben entfällt.
Conny G. schrieb:> Also umgebogene oder zusammengelötete Transistorfüsschen (MOSFETs sind> es) gefallen mir gar nicht.
Dito, da kannste gleich Lochraster nemen.
Torsten Schwalm schrieb:> Conny G. schrieb:>> Und mit Massefläche.>> Wozu?
Warum nicht? Schadet es?
Ich hab da keine Erfahrung mit und muss sie auch nicht haben. Aber ich
lese immer wieder man kann / soll sie machen. Weil verringert Störungen.
Und hab nichts dagegen weniger Kupfer abzuätzen.
Wenn es aber Argumente gibt, dass lieber nicht, lasse ich sie auch gerne
weg.
Teo Derix schrieb:> Die unteren 2Brücken kanns Du sparen wen Du durch den Connector routest.
Stimmt, das schau ich mir mal an.
Welche Leiterbahnbreite sollte ich denn für stromlose 5V-Signale haben?
Reichen da 12 oder 16mil, auch wenn ich 4 solcher Platinen mit
Flachbandkabel in Reihe schalte? Ich habe dann eine Gesamtleitungslänge
von 1,30-1,50 Meter.
> Brücke am Data Out verlängern, Brücke daneben entfällt.
Ha, cool, stimmt! Hab ich gar nicht gesehen. Nach ein paar Stunden
routen sieht man aber dann auch nix mehr.
Conny G. schrieb:> Also umgebogene oder zusammengelötete Transistorfüsschen (MOSFETs sind> es) gefallen mir gar nicht. Die sollen schon standardmässig eingebaut> werden.
warum? du setzt die Transistoren wie üblich ein, nur statt die beinchen
unten zu kürzen biegst du das eine um. Das ist dann deine Brücke, was
ist daran komisch?
> (MOSFETs sind es)
FET = Feld Effekt Transistor
Conny G. schrieb:> Ne, die Drahtbrücken kann ich nicht zusammenlegen. Im Falle der unteren> Transistoren sind die Brücken die "Source"-Signale der Mosfets, im Falle> der oberen sind sie das Gate Signal.
so meinte ich das auch nicht, sondern so
Edit:
ok für die unteren 3 fehlt ja auch noch eine, also nur eine Brücke
gespart.
Ich bleib dabei. Alle nebeneinander setzen und die Beine als Brücke
benutzen, wäre meine Lösung. Erspart jeweils 2 Bohrungen und ein
Drahtzurechtgefummel.
@Vlad:
Ok, ja, daran hatte ich anfangs schon kurz gedacht, da sprechen aber 2
Dinge dagegen:
1) über die Masseleitung müssen Spitzenströme von bis zu 8A, im
Durchschnitt wohl 3-4A laufen, die Platine connected ja auch durch zum
"PWR OUT"-Stromstecker wo dann seriell die nächste dieser Platinen
dranhängt.
Das würde ich lieber mit einer breiten Leiterbahn machen als mit
Drahtbrücken.
Ich hab zwar nun noch die ganze Massefläche dafür, aber im
"Originallayout" ohne muss da natürlich eine große Leiterbahn einmal
quer durch.
Und ich würds doch lieber so lassen wollen anstatt mich auf die
Massefläche zu verlassen.
Angenommen ich ändere in Kürze nochmal die Platine in größerem Ausmass
und denke nicht dran, dann hab ich mir ein Nadelöhr für 8A Masse
eingehandelt - lieber habe ich explizit eine Bahn dafür geplant.
Macht mir ansonsten auch mehr Sinn die Kleinsignale über Drahtbrücken zu
schubsen als Masse, ist mir vom Design her logischer und lieber.
2) ich habe bzgl. PCB-Design was im Kopf, dass man Masse nicht mit
Drahtbrücken über andere Bahnen springen lassen soll. Allerdings gehört
das eher zu den "hab ich glaub ich irgendwo gelesen"-Annahmen.
@All:
Wenn zu obigem jemand fachkundigen Input hätte, wäre das toll!
das sind natürlich gute Gründe. Ich hab einfach nur die Leitungen
gesehen und überlegt, wie sich die Brücken vermeiden lassen.
Edit:
Wenn du die Transistoren in eine Reihe setzt, kannst du immerhin jeweils
eine Bohrung sparen, wenn du das Bein der Signalleitung (Basis, Gate)
als Brücke benutzt, da muss man dann aber etwas mehr dran biegen, was du
ja nicht wolltest.
Vlad Tepesch schrieb:> Alle nebeneinander setzen und die Beine als Brücke> benutzen, wäre meine Lösung.
Nachteil: wenn mal ein Transistor stirbt, ist das Austauschen deutlich
schwieriger. Ich mag die Lösung nicht...
Vlad Tepesch schrieb:> was mir noch auffällt: bist du sicher, dass bei deinem Strömen der BS170> geeignet ist? imho müsste die Steuerspannung da, deutlich größer als 5V> sein.
Ja, der BS170 passt.
Jedes der 7 Segmente (hab einfach alle 8 bestückt, die der 74HC595 kann)
braucht 250mA, d.h. jeder BS170 ist mit 250mA belastet.
Ergibt maximal 7x 250 = 1.750mA für alle BS170, die ich hier verwende,
also Strombedarf für die ganze Platine, wenn alle 7 Segmente leuchten.
Und das Ganze x4 für meine 4 Ziffern (4 dieser Platinen in Reihe) ergibt
dann maximal 7A, die durch die erste Platine durch müssen.
Deshalb recht breite Leiterbahnen für den 12V-Anschluss.
Man könnte es auch sternförmig verkabeln, also vom 12V Netzteil direkt
an jede Platine gehen, aber m.E. kann ich es bei max 7A noch in Reihe
machen.
Und sternförmig verkabeln kann ich ja immer noch, muss ja den 12V_OUT
nicht benutzen.
In der Praxis werden nicht alle 4 Ziffern leuchten, sondern nur 2
(Fussballergebnisse sind meist nicht 2-stellig) und dann nicht alle
Segmente (nur die Zahl 8 hat alle Segmente), also sind es wohl um die
max. 3A im Dauerbetrieb.
Nach weiterer Überarbeitung sieht das Ganze jetzt so aus.
Also ich wäre jetzt ganz zufrieden damit :-)
Habt ihr noch Feedback dazu?
Sind die 12mil Leiterbahnen durch den Wannenstecker rechts so ok?
Dass es beim ätzen geht, das habe ich schon mal ausprobiert, das geht
klar.
was mir grad noch auffällt: Kontroverses Thema:
Gatewiderstände für die FETs?
Und bist du sicher, dass deine LEDs mit 18mA leuchten sollen? für
Signal-LEDs reichen 5-10. Dann könnte man auch doch über ein
Widerstands-Netzwerk nachdenken.
Vlad Tepesch schrieb:> was mir grad noch auffällt: Kontroverses Thema:> Gatewiderstände für die FETs?
Ich habe die Info bekommen, dass der BS170 keinen braucht!?
> Und bist du sicher, dass deine LEDs mit 18mA leuchten sollen? für> Signal-LEDs reichen 5-10. Dann könnte man auch doch über ein> Widerstands-Netzwerk nachdenken.
Habe ich einfach gemäß Beiblatt meines LED-Sortiments gemacht. Von mir
aus dürfen die mit 18mA Leuchten, wenn denen das recht ist. Kann aber
auch 1k nehmen, das ist immer noch hell genug, verwende gerade 1k in
meinem Testaufbau, weil ich keine 560er hatte.
Vlad Tepesch schrieb:> Gatewiderstände für die FETs?
Wofür soll das denn gut sein? Machst du bei Bipolartransistoren in
die Basisleitung auch Drosseln rein, damit sie nicht zu schnell
schalten?
Jörg Wunsch schrieb:> Wofür soll das denn gut sein? Machst du bei Bipolartransistoren in> die Basisleitung auch Drosseln rein, damit sie nicht zu schnell> schalten?
ich schrieb nicht umsonst kontrovers.
Beitrag "Mosfet Gatewiderstand"http://gruppen.niuz.biz/gate-t72609.html
Ich finde die Begründungen einen zu benutzen äußerst plausibel.
frank M. (ukw) meinte mal in der Word clock mailing-Lsite zu mir, er
hätte duzende Threads dazu durchforstet und nach dem Mittelwert der
Empfehlungen wäre er bei 82Ω gelandet :)
Nach diesem Thread
Beitrag "Mosfet Gatewiderstand"
wäre ich der Meinung, dass ich bei 250mA Strom den ich schalte in einem
noch unkritischen Bereich bin und würde weiterhin keinen verwenden.
Habe auch heute mal ganz kurz dazu rumgegoogelt und habe eher einige
Schaltungen ohne gefunden, aber keine einhellige Meinung, dass man einen
verwenden sollte.
Wobei es mir schon schlüssig erscheint "wenige Ohm" Gatewiderstand zu
verwenden wg. der negativen Impedanz zum Schaltzeitpunkt.
Digit_Driver_v1_Schaltplan.png
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DigitDriver_v1.png
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