Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Meinungen gefragt zum Layout einer Platine mit ATmega328P, PCF8574, FT232RL, MOSFESTs


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von Philipp F. (pphilipp)


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Hallo liebe Leser,

nach häufiger Konsultation dieses hilfreichen Forums ist dies mein 
erster Beitrag.

Als ambitionierter Laie möchte ich gerne den Rat des ein oder anderen 
Profis einholen, bevor ich eine kleine Menge Platinen anfertigen lasse. 
Den Schaltplan und Platinenlayout aus KiCad habe ich hier als 
Screenshots angehängt.

Habe ich grundlegende Designfehler gemacht?
Sind die Positionen der Abblockkondensatoren optimierungswürdig?
Ist das Routiung von I2C, Serial und USB in Ordnung?
Kann man das so machen und wie schlimm sieht es aus?

Herzlichen Dank im Vorraus für Eure Kritik.

P.S.
Eine ältere Version wurde bereits von einem Freund von mir in diesem 
Beitrag "AtMega328 teilweise instabil" gezeigt. Die 
Schaltung war jedoch etwas anders.

von Frankl (Gast)


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Ich fange mal an. Die Blockkondensatoren 100nF fehler am Regler. Ih 
kenne es z.B. 100µ,100n vor dem Regler und 100n,10µ am Ausgang des 
Reglers.

von Philipp F. (pphilipp)


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Ja, der Aufbau der Spannungsregler-Schaltung ist tatsächlich etwas 
sparsam ausgefallen.
Ich werde das überdenken. Vielen Dank für den Hinweis!

von Philipp F. (pphilipp)


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Zur besseren Lesbarkeit ist hier noch einmal der Schaltplan in einer 
höheren Auflösung.

von Mitlesa (Gast)


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Für 3 VCC Pins am 328 sollten wenigstens zwei Abblock Cs
vorhanden sein.

Für den FT232 gibst du ja auch drei Cs für zwei Pins.

von Sven L. (svenl)


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Hallo zusammen,

Wo sind die Serien-Ferrite an den USB-Leitungen Data+ und Data-? Lässt 
Du die weg?

Was ist mit Schutzbeschaltung Deines DC-Eingangs? TVS-Diode, 
Polschutzdiode, VDR?

Auch vermisse ich an den Analog-Inputs eine Schutzbeschaltung. Was 
passiert, wenn die SPannung über Vcc steigt?

Das DTR am /RESET des Atmega soll ihn wohl bei Bedarf resetten können? 
Ich würde sämtliche Beschaltung außer der Diode und dem Pullup am /RESET 
weglassen. Stürzt das Programm ab, taugt es nix...oder man nimmt den 
Watchdog.

Die PCF8574 können nur 50 µA sourcen, dafür aber 20 mA sinken. Reichen 
die 50 µA für die BTS aus?

Buttons würde ich nicht gegen Vcc schalten, sondern der Input-Pin hängt 
über einen Pullup (kann auch der interne sein) an Vcc, der Taster zieht 
den Pin nach GND.

Auch zwei 100 Ohm Längswiderstände in SDA und SCL vor dem I2C-Connector 
könnten ganz hilfreich sein.

Viele Grüße!

Sven

: Bearbeitet durch User
von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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Die LP wird schon irgendwie auf dem Labortisch funktionieren.
Aber bevor wir über Optimierung reden:

Was ist das Einsatzziel?
Umweltbedingungen?
EMV?

Wenn Du nun noch ein Blockdiagramm lieferst, und zeigst, was an den 
Schnittstellen angeschlossen wird, dann könnte man ernsthafte Aussagen 
zu den Interfacebeschaltungen machen.


Achso: Du sprichst von MOSFESTs. Üblicherweise werden diese Bausteine 
auch im fest verdrahteten Zustand als MOSFETs bezeichnet. ;)

von Philipp F. (pphilipp)


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Interessanter Punkt, danke.

Die Schaltung des ATmega328 ist dem Arduino UNO entnommen, die des FT232 
dem FTDI-Datenblatt (Figure 6.2 Self Powered Configuration).

Wenn es nützt, baue ich mehr ein.

von Mitlesa (Gast)


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Marcus H. schrieb:
> Die LP wird schon irgendwie auf dem Labortisch funktionieren.
> Aber bevor wir über Optimierung reden:

Philipp will keine irgendwie geartete Industrie-Schaltung
nach DINxxxx oder ISOxxxx aufbauen sondern nur seinen ganz
eigenen Arduino.

Das sollte aus seiner bisherigen Vorgehensweise bzw. seinen
Äusserungen unschwer abzuleiten sein.

von Christian M. (Gast)


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Frankl schrieb:
> Die Blockkondensatoren 100nF fehler am Regler

Datenblatt studiert? Gleich erste Seite!

Sven L. schrieb:
> Die PCF8574 können nur 50 µA sourcen, dafür aber 20 mA sinken. Reichen
> die 50 µA für die BTS aus?

Dafür hat er ja noch externe Pull-Ups. Problem ist nur, beim Einschalten 
werden auch die BTS sofort einschalten.

Siehe auch: Beitrag "Re: Stromaufnahme eines ULN2803 am Input"

Gruss Chregu

von step (Gast)


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ich bin der, der da auch mit dran gebaut hat.

Marcus H. schrieb:
> Was ist das Einsatzziel?
In einem Schaltschrank werden versch. DC-Spannungen überwacht, es gibt 
ein paar Funktionen, die über die Buttons erreichbar sind und die paar 
LED-Anzeigen für verschiedene Statusmeldungen. Über die BTS etc werden 
Verbraucher wie Computer, Internetrouter, Heizung u.ä. geschaltet.

> Umweltbedingungen?
Im Schaltschrank, der ganzjährig draussen steht.

> EMV?
Im Schaltschrank (GFK) läuft u.U. WLan, wenn möglich aber mit Antenne 
außerhalb des Schrankes. Es gibt ein Schaltnetzteil 230V, einen Computer 
und einen Mobilfunkrouter, dessen Antenne allerdings auch eher außerhalb 
des Schrankes ist. USB-Kabel zum Rechner hat max 1m Länge.

von Philipp F. (pphilipp)


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Danke für die Beiträge!

Sven, die Vorschläge für die Verbesserung der Stabilität und zum Schutz 
der Schaltung habe ich aufmerksam gelesen. Es ist sicher gut sich mit 
solchen Dingen zu befassen bevor es zu spät ist.

Sven L. schrieb:
> Das DTR am /RESET des Atmega soll ihn wohl bei Bedarf resetten können?
> Ich würde sämtliche Beschaltung außer der Diode und dem Pullup am /RESET
> weglassen. Stürzt das Programm ab, taugt es nix...oder man nimmt den
> Watchdog.

Das DTR am Reset ist eine Spezialität des Arduino und des 
Arduino-Bootloaders, die es erlaubt, den ATMEL über USB/Seriell zu 
programmieren. Die Verschaltung ist vom Arduino übernommen.

Mitlesa schrieb:
> Philipp will keine irgendwie geartete Industrie-Schaltung
> nach DINxxxx oder ISOxxxx aufbauen sondern nur seinen ganz
> eigenen Arduino.

So sieht's im Grunde aus, stabil laufen sollte das ganze aber schon.

Marcus H. schrieb:
> Wenn Du nun noch ein Blockdiagramm lieferst, und zeigst, was an den
> Schnittstellen angeschlossen wird, dann könnte man ernsthafte Aussagen
> zu den Interfacebeschaltungen machen.

Ein Blockdiagramm gibt es leider noch nicht, aber „step“ hat dazu ja ein 
paar Zeilen geschrieben im vorhergehenden Beitrag.
Am I2C-connector hängt erstmal wohl nichts, am USB ein Computer, an den 
Ananlog-Eingängen über Spannungsteiler DC-Spannungen bis ca. 14V.

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