Hallo Community!
In meiner Freizeit habe ich folgende Schaltung (im Anhang) entwickelt.
Sie soll in mithilfe des AS5510 von AMS den Durchmesser von
3D-Druck-Filament messen, damit die Drucker-Firmware die
Fördergeschwindigkeit kompensieren kann. Dazu wird per i2c die Position
des Magneten erfasst und per Attiny85 in eine analoge Spannung
umgerechnet. Dies geschieht mithilfe von PWM und einem RC-Filter. Die
Ausgangsspannung wird geregelt. Das RUNOUT-Signal soll dem Drucker
zusätzlich mitteilen, wann kein Filament mehr vorhanden ist.
Firmware-Links:
http://marlinfw.org/docs/configuration/configuration.html#filament-runout-sensorhttp://marlinfw.org/docs/configuration/configuration.html#filament-width-sensor
Dazu bitte ich euch jetzt, kurz einen Blick auf mein Konzept und meine
Schaltung/Layout zu werfen und Verbesserungspotenziale aufzuzeigen.
Danke
Nik
I²C Bus funktioniert verammt schlecht ohne Pullup Widerstände. Je nach
Speed 10k oder 4k7 nach 3,3V Versorgung.
Das Routing sieht suboptimal aus, z.B. die 100nF Abblock-C sind wenig
wirksam. War das etwa der Auto-Router..?
Warum nimmst du bei den dünnen Leiterbähnchen so einen dicken
Spannungsregler ;-)
Du brauchst eine solide Verlegung von Gnd und Versorgungsspannungen und
die Leiterbahnen können alle Dicker. Je nach dem, wo die 5V herkommen,
wird man dem Spannungsregler einen vernünftigen Ladeelko haben wollen.
Die LDOs wollen am Ausgang auch gerne mal einen größeren haben. Guck mal
ins Datenblatt. Bei den gängigen Distributoren ist ein LD117 allerdings
nicht zu finden.
Jim M. schrieb:> War das etwa der Auto-Router..?
Das sieht 100% nach Autorouter aus, kein Mensch würde solche Umwege und
unnötigen Layerwechsel verlegen.
Peter D. schrieb:> Das sieht 100% nach Autorouter aus
Sicher. Allein, wenn ich mir den ins Auge stechenen Leiterzug ansehe,
der links vom C2 weggeht. Oder dieser Krampf mit dem roten Bogen um den
U$1 AS5510.
nik3d schrieb:> Verbesserungspotenziale
Mach dieses schnuckelige kleine Layout selber. Verlege zuerst die
Versorgung so, dass die Bausteine allse sinnvoll angeschlossen und
entkoppelt sind. Ohne brauchbare Versorung (und vor allem Masse) kann
eine Schaltung nicht zuverlässig funktionieren. Die paar restlichen
Signale bekommst du locker unter. Das geht bei geeigneter
Positionierung(!!) und mit bedrahteten Bauteilen sogar einseitig, aber
wenn du eh' schon SMD-Bauteile drauf hast, dann machs doppellagig und
nimm 1206 oder 0805 Kondensatoren zur Entkopplung und nicht solche
Riesendinger. Das gilt auch für die 100k Widerstände: größer geht kaum
noch...
Danke für eure Hilfe bisher!
Habe nun folgendes verändert:
-den TI uA78m33 als Spannungsregler
-alle Widerstände und Kondensatoren sind 1206
-PullUps für den I2C-Bus
Sieht das Routing und die Positionierung der Abblockkondensatoren so
besser aus?
Danke
Nik
C1 im neuen Layout würde ich noch kürzer unter die IC Fassung legen.
Oder auf die Rückseite unter das IC.
Ansonsten (habe ich hier durchs Forum gelernt) wäre es besser, den KerKo
masseseitig kürzestmöglich anzubinden und Ub die längere Strecke zu
lassen, damit bei Schwankungen nicht die Masse wegläuft, sondern der
Ripple auf Ub auftritt. Ansonsten gibt es bei Analoganwendungen und im
Extemfall bei Logikpegeln Probleme.
R2 an Stelle von R1, und R1 in einer Linie nach rechts rücken. Dann hast
du mehr Platz für Masse und nicht das Nadelöhr.
Masse unter dem Spannungsregler als Fläche so groß wie möglich, damit
die Abwärme weg kann.
Die Anbindung von C3 und C4 ist sehr gut, da sich Zu- und Ableitungen an
den Pads sternförmig treffen.
Warum führst Du die Leiterbahnen immer auf der Unterseite erstmal von
den Thruhole-Pads weg und machst dann eine Durchkontaktierung, statt die
Leiterbahn direkt auf der Oberseite an das Pad anzuschließen? Das ist
m.M. nach völlig überflüssig und sorgt u.A. auch für eine schlechte
Anbindung von C1.
Habe ich mich zuerst auch gefragt. Aber vielleicht ätzt er ja selber und
kann nicht chem. durchkontaktieren. Die DIL Fassung von oben löten zu
müssen ist dann blöd.
Thomas E. schrieb:> Warum führst Du die Leiterbahnen immer auf der Unterseite erstmal von> den Thruhole-Pads weg und machst dann eine Durchkontaktierung, statt die> Leiterbahn direkt auf der Oberseite an das Pad anzuschließen?
Wenn er selber ätzt, und deswegen keine durchkontaktierten Bohrungen
hat, und den bauteil von oben nicht löten kann, macht das Sinn.
Andernfalls hast du natürlich vollkommen recht.
Edit: wenige Sekunden zu spät ;-)
Naja, wenn er selber ätzt und manuell durchkontaktiert, sollte er
vielleicht versuchen, das Layout noch etwas zu optimieren, um weniger
Durchkontaktierungen zu haben. Bei der aktuellen Größe der
Durchkontaktierungen bezweifele ich aber auch, daß sich das mit
"Hausmitteln" vernünftig machen lässt. Fassungen mit gedrehten Kontakten
lassen sich nach meiner Erfahrung auch ganz hervorragend von oben löten.
Die Pads sollten dafür aber deutlich größer sein, schon wegen der
mechanischen Stabilität der Lötstellen. Mit diesen kleinen Restringen
reißt ohne galvanische Durchkontaktierung das Pad vermutlich schon beim
Bohren von der Platine.
Und beim Layouten auch ruhig mal z.B. die Oberseite ganz ausblenden,
dann sieht man schnell, daß die Leiterbahnen auf der Unterseite noch mit
deutlich weniger Umwegen verlegt werden können.
nik3d schrieb:> Sieht das Routing ... so besser aus?
Sind die Versorgungsleiterbahnen DEUTLICH BREITER als normale Signale?
Gerald B. schrieb:> Aber vielleicht ätzt er ja selber und kann nicht chem. durchkontaktieren.> Die DIL Fassung von oben löten zu müssen ist dann blöd.
Dann sollte man aber mal schauen, ob es nicht sinnvoll wäre, einzelne
SMD-Bauteile unten zu bestücken...
Lothar M. schrieb:> Dann sollte man aber mal schauen, ob es nicht sinnvoll wäre, einzelne> SMD-Bauteile unten zu bestücken...
C1 wäre für mich so ein Kandidat :-)
Lothar M. schrieb:> Dann sollte man aber mal schauen, ob es nicht sinnvoll wäre, einzelne> SMD-Bauteile unten zu bestücken...
Genau! Vermutlich wäre es am Besten, hier alle SMD-Bauteile auf der
Unterseite zu plazieren, evtl. kommt man dann ganz ohne DK aus.
Thomas E. schrieb:> Vermutlich wäre es am Besten, hier alle SMD-Bauteile auf der> Unterseite zu plazieren
Hmmm... da würde ich eher beim ATtiny auf SMD-Bauform wechseln, und nur
die Pfostenleiste von unten bestücken.
Da für den Tiny kein ISP Header on Board ist, statt dessen ein
DIL-Sockel, vermute ich mal, das er den extern proggt. Das ist mit einem
SO8 dann etwas frickelig. Besonders, wenn mal die Software nachträglich
geändert werden soll. Es gibt beim Chinamann dafür Aufsatzzangen und
auch Programmiersockel, aber so isses Anwender/Anfängerfreundlicher ;-)
Hallo,
habe jetzt weiter am Layout gearbeitet und habe die SMD-Teile unten
bestückt und die Cs näher an die Versorgungspins platziert.
Danke für eure Hilfe bisher
Nik
nik3d schrieb:> habe jetzt weiter am Layout gearbeitet
Die Richtung stimmt.
Und jetzt mal die Versorgungsbahnen so breit wie möglich. Denn das,
was da weggeätzt wird ist dein Kupfer, das du bezahlt hast. Und es ist
auf deiner Platine viel besser aufgehoben als in der Säure... ;-)
BTW: auch die andere Leiterbahnen müssen nicht unbedingt /so schmal
wie möglich/ ausgeführt sein.
BTW2: schalt mal zwischendurch die Platzierung und jeweils eine
Kupferlage aus. Dann siehst du, dass da z.B. die rote Leiterbahn von
rechts oben runter unnötige Umwege fährt: die weicht Bauteilen aus, die
auf der anderen Seite sind.
BTW3: den DRC machst du aber schon ab&zu? Der Abstand am C1 sieht
spannend aus...
BTW4: wenn du den R2 ein wenig nach unten setzt, dann kommst du mit den
3V zwischen den Widerständen durch und musst nicht mit dem N$1
"drüberspringen".
Ok, habe jetzt die Versorgungsbahnen dicker gemacht.
Lothar M. schrieb:> BTW2: schalt mal zwischendurch die Platzierung und jeweils eine> Kupferlage aus. Dann siehst du, dass da z.B. die rote Leiterbahn von> rechts oben runter unnötige Umwege fährt: die weicht Bauteilen aus, die> auf der anderen Seite sind.
Das habe ich jetzt auch geändert.
Lothar M. schrieb:> BTW3: den DRC machst du aber schon ab&zu? Der Abstand am C1 sieht> spannend aus...
Der Kondensator ist ja unten bestückt und da sind nur die Pads vom uC in
der Nähe und das sollte passen, oder?
nik3d schrieb:> Ok, habe jetzt die Versorgungsbahnen dicker gemacht.
Du kannst alle Leitungen dicker machen. So dick wie möglich, so dünn
wie nötig.
Tlw. sind die Abstände zwischen den bauteilen wirklich grenzwertig (zB
rechts oben vom tiny, ich kann die beschriftung nciht lesen). Bedenke:
Du musst die dinger a) mit der Pinzette greifen können (und da kommst du
nicht mehr zwischen rein) und b) musst du auch mit der Lötspitze dazu.
Ich habe auch den Eindruck, dass du bei der Plazierung der Bauteile ein
zu feines Raster hast. Stell mal 635mic ein (was auch immer das in mil
bedeutet) dann kannst du die viel leichter plazieren, auch beim Routing
tust dir leichter, weil du automatisch "gerade" auf die Pins & Pads
drauffährst.
Wo es dann eng wird, kannst du das raster verringern.
Ohne nachzumessen kommen mir die Vias recht winzig vor, und das ohne
jede Notwendigkeit, es ist genug Platz. Man muss nicht die Grenzen der
Fertigung austesten, solange es auch anders geht.
Georg
Gerald B. schrieb:> Die DIL Fassung von oben löten zu müssen ist dann blöd.
Wieso überhaupt DIL?
nik3d schrieb:> gesamt.PNG
Die Restringbreiten sind immer noch grenzwertig.
nik3d schrieb:> das sollte passen, oder?
Die Leiterbahn läuft recht nah am Pad vorbei. Ob es so tatsächlich
(noch) passt, das sagt der DRC (so er denn mit den richtigen
einstellungen durchgeführt wird). Auf den DRC-Knopf solltest du sowieso
ab&zu mal drauf drücken...
Stephan C. schrieb:> Müsste bei dem Baustein AS5510 VSS nicht auf GND und VDD auf +3V3 gehen?
Laut Datenblatt schon. Diese Falschverdrahtung kommt hier, weil das
Schaltplanmakro einfach das nachgemalte SO8-IC-Gehäuse mitsamt der
NC-Pins ist.
@nik3d: so ein Schaltplansymbol hat nichts mit einem IC-Gehäuse zu tun.
Im Besonderen, wenn es dieses IC auch in einem 6er-BGA gibt, sollte das
Symbol wesentlich "schmatischer" und nach Funktionen geordnet sein. Und
dann kann auch Vcc über Vss gemalt und sinnvoll angeschlassen
werden. auf der Seite 10 des Datenblatts kann man sehen, wie sich der
Hersteller so ein Symbol vorstellt...
Lothar M. schrieb:> Ob es so tatsächlich> (noch) passt, das sagt der DRC
Besonders (aber nicht nur), wenn man die Platine selbst ätzt, ist es
immer eine gute Idee, die DRC-Regeln nicht auszureizen. Wenn, wie hier,
genug Platz vorhanden ist, kann man die Abstände ruhig etwas großzügig
auslegen. Zu dichte Abstände sind auch beim Löten blöd, weil man ständig
mit Lötbrücken kämpfen muss! Hier folgt das Lötzinn konsequent den
Regeln von Murphy: wenn man mal eine Lötbrücke irgendwo braucht (z.B.
als Jumper), will es nicht verbinden, aber ungewollte Verbindungen
zwischen dicht benachbarten Elementen bekommt man ohne Entlötlitze
partout nicht auseinander...
Mich würde mal die echte Größe der Vias und deren Bohrung interessieren
und wie Nik diese herstellen will (wenn er die Platine wirklich selbst
macht). Aber vielleicht hat er ja einen Laser-Bohrer. ;)
Ach Nochwas: Bei selbstgeätzten Platinen mit der klassischen "Draht
durchstecken und oben und unten anlöten"-Durchkontaktierungsmethode ist
es keine gute Idee, ein Via unter einem SMD-Gehäuse zu plazieren. Auch
wenn man die Durchkontaktierung vor dem Bestücken des Bauteils
durchführt, hat man das Problem, daß die Lötstelle aufträgt und das
Gehäuse nicht mehr aufliegt.
Thomas E. schrieb:> ist es immer eine gute Idee, die DRC-Regeln nicht auszureizen.
Doch, natürlich.
Nur muss man dann eben seine eigenen Regeln definieren, die der
eigenen Fertigungstechnik entsprechen.
> Mich würde mal die echte Größe der Vias und deren Bohrung interessieren> und wie Nik diese herstellen will
Das Problem am PC ist, dass man sich alles so groß herzoomen kann. Da
empfiehlt es sich, die Platine mal in Originalgröße auf den Monitor oder
auf ein Blatt Papier zu bringen...
Ich habe mal einen Vorschlag angehängt, wobei das SMD Hühnerfutter auf
der Unterseite liegt.
Wenn du selber ätzen willst sind die Pads des Tiny zu klein.
Was mich interessiert ist: Werden die "outputs" wirklich so zusammen
geknotet?
Lothar M. schrieb:> Nur muss man dann eben seine eigenen Regeln definieren, die der> eigenen Fertigungstechnik entsprechen.
Klar - nur macht es auch nicht viel Sinn, die Clearance z.B. auf 0,5 mm
einzustellen, weil man dann ohne DRC-Verletzung keine Leiterbahnen mehr
zwischen den IC-Beinchen durchbekommt. Und da, wo Platz ist, kann und
sollte man die Abstände eben ruhig größer wählen, als die
Mindestabstände aus den (auch selbst erstellten) DRC-Rules.
Ich habe mir mal das neue, einseitige Layout angeguckt.
C5, rechts vom linken, unteren Befestigungsloch ist da etwas unglücklich
platziert. Es soll ja nicht nur das Loch in das Board, sondern auch noch
ein Scraubenkopf später mal da hin. Und der Kondensator wird das Board
nur sehr ungern mechanisch abfangen wollen :-)
Und 4 Leiterzüge unter ein DIL zu prügeln und 2x zwischen den Pins
durch, ist für einen Fertiger ein Klacks. Wenn er eine optimale Vorlage
hat und das Bad gut ätzt, ist das sicherlich machbar. Ohne Lötstopp und
vielleicht als erstes SMD Projekt ist das meiner Meinung nach etwas zu
ambitioniert.
Zur Entspannung des Layoutes kann man ein bedrahtetes Abblock C auch
huckepack auf das IC draufstapeln. Habe ich früher bei TTL-Gräbern immer
so gemacht ;-)
Thomas E. schrieb:> Klar - nur macht es auch nicht viel Sinn, die Clearance z.B. auf 0,5 mm> einzustellen, weil man dann ohne DRC-Verletzung keine Leiterbahnen mehr> zwischen den IC-Beinchen durchbekommt.
Wasch mir den Pelz, aber mach mich nicht nass.
Entweder der Prozess gibt es doch her, dann sind die Parameter falsch
eingestellt oder der Prozess gibt es nicht her, dann geht es nicht
sicher, der DRC meckert zu recht und man muss es hinnehmen, dass das mit
dem eigenen Prozess nicht sicher zu realisieren ist.
Alternativ ignoriert man die Meldung und lässt es drauf ankommen. Wenn
man 5 Stellen hat, wo die Wahrscheinlichkeit für einen Leiterbahnfehler
bei 20% liegt, hat man bei der Fertigung eine Wahrscheinlichkeit von
33%, dass trotzdem eine heile Platine raus kommt.
Jörn P. schrieb:> Ich habe mal einen Vorschlag angehängt, wobei das SMD Hühnerfutter auf> der Unterseite liegt.> Wenn du selber ätzen willst
....
Ich habe es mir nicht genau angesehen.
Aber.
Also, wenn man selber ätzt, sollte man einseitig versuchen.
Von den vier Brücken habe ich drei in Gedanken schon elminiert.
Die vierte kann auch noch dran glauben.
Leute, Leute ich hatte einen Vorschlag angehängt, also etwas wie man es
machen KÖNNTE und keine Endlösung. da ist auch kein DRC gemacht, oder
sonst was. Lt DB wird übrinx der Testpin zum Betrieb auf GND gelegt.