3A Step Down + Arduino

Gerade nochmals ins DaBla geschaut; D1 passt doch - mein Fehler.

C2 ist nicht wirksam da am Stub, und C2 & D1 haben eh keine richtige 
Masse.
Die 5V vom Wandler müssen an 5V vom Arduino, nicht Raw.
Ich glaube der LM wird mit nur einem Kondensator nicht glücklich sein, 
zumal der sehr groß ist.
Und je nach Kabellänge & Schaltung fehlen noch Angstwiderstände an den 
Ausgängen zu den LEDs.

Jache schrieb:
> Habe ich da etwas falsch übernommen oder übersehen?

Naja, das ist ein Schaltnetzteil.
Da muss man sehen wo die hohen und/oder gepulsten Ströme fließen, damit 
sich der Rest nix einfängt.
Im DaBla sollten aber Design guides sein.

Hallo,

Unter L1 läuft der Feedback?

Das DaBla stimmt, aber Schaltung und Schaltplan sind zwei verschiedene 
Dinge.
Der Schaltplan ist ok, aber die Schaltung ist eben nicht nur "das ist 
verbunden". ;)

Der Kondensator links unten z.B. hält das Ende an dem er hängt schön 
fest.
Nutzt aber niemandem, weil er ganz alleine hängt an seinem langen 
Brett....

Oder D1: Die führt den Laststrom, wenn der Transistor im IC aus ist.
Wo soll der herkommen? Die Kathode der Diode hat zwar eine schöne 
Massefläche, aber die ist nirgends breit angebunden...

Normalerweise ist im DaBla eines Schaltreglers ein Layout, das zeigt wo 
die kritischen Stellen sind. Ist das hier nicht so?

Jache schrieb:
> folgende Komponenten möchte ich verwenden:

Hallo,

wieviel Strom soll denn tatsächlich fließen?

Sind es 3A ist die Spule zu klein oder mindestens grenzwertig.

Gruß

Jache schrieb:
> Ich würde mal sagen bis maximal 3A... Eher aber um die 2-2.5A.

Hallo,

die 2A werden gehen, die 2.5A sind grenzwertig und die 3A eigentlich 
nicht möglich.

Vielleicht wäre es noch eine Idee einen moderneren Regler einzusetzen?

Gruß

Jache schrieb:
> Einen Vorschlag für einen anderen Regler?

Wie soll denn gefertigt werden?

Nur mit dem Lötkolben oder besser?

Jache schrieb:
> Aber wieso wird auf der TI Seite bei dem Regler dann 3A geschrieben?

Hat er ja auch.
Es ist aber eine Technik die über 20 Jahre alt ist.

Oder:
Langsam, somit große Spule, große Kondensatoren, schlechte Effizienz und 
somit hohe Wärmeentwicklung.

Jache schrieb:
> Aber wenn es vor 20 Jahren funktioniert hat, dann funktioniert es doch
> auch heute, oder?

Ja klar, aber dann auch mit den Platzverhältnissen wie vor 20 Jahren.
Schau einfach in das DB des LM2596, sieh die Spule im Größenverhältniss 
zum Regler IC und Du kannst erahnen wie weit das von deinem Entwurf 
entfernt liegt.
Ausserdem wird im DB auch noch ein Kühlkörper angedeutet, das kommt von 
der schlechten Effizienz des IC's.

Mit den hier angezeigten Platzverhältnissen führt eigentlich kein Weg an 
etwas halbwegs Modernen vorbei. Modern heisst vor allem höhere 
Schaltfrequenz. Das schrumpft alles aussen herum zusammen.

Jache schrieb:
> Ok, welche Bauteile sollte ich denn gegen welche anderen austauschen?

Eine Möglichkeit wäre:

https://semtech.my.salesforce.com/sfc/p/#E0000000JelG/a/44000000MCHt/eMi5qBPcNWx2jvaXIhbkSJnPdLGooPnMiCA_.PbReH4

Jache schrieb:
> Danke euch. Damit kann ich arbeiten.
> Welche Spule könntet siehe empfehlen um mit 3A keine Probleme zu
> bekommen?

Zum Beispiel 7443551331 oder 7447709330 von Würth, jeweils 5,5A 
Sättigungsstrom und von den Abmessungen her vergleichbar.

Jache schrieb:
> Danke dir,
>
> Auf Seite 13 das Layout kann ich so übernehmen?
Weitestgehend JA

> Würde dann den TS30013-M050QFNR nehmen.
Ja, richtig


> Es gibt PGND und GND. Bei GND geht es dann zu RBot, RTop und RPlp, die
> sind aber alle optional.
Auch richtig, somit entfällt Analog Ground

> Ganz links ist im Layout PGND aber hier sehe ich nirgends eine
> Verbindung zu den Pins vom IC. Wieso nicht?
Die Verbindung geht über die Unterseite, es werden also die 8 linken 
Vias mit den 4 Vias unterhalb des ICs verbunden.

> Ground Plane auf der Bottom Seite ist dann normales GND wo auch die VIAs
> sitzen?
Ja

> Wofür ist das zweite obere Via im VCC Bereich? Wohin geht das?
Ist vermutlich eine Verstärkung, also beide Vias sind gleich
>
> Sind die Bauteile auf Seite 13 und 14 i.O.?
Ja

> Wieso ist der PGND Bereich links nicht etwas breiter um das Pad von CBYP
> etwas mehr abzudeckende
Kann man machen, kann man lassen

>
> Was ist mit dem Switching Node gemeint?
Einfach dem Layout Beispiel folgen dann löst sich das im Nichts auf.

>
> Und VOut kommt wirklich nur über diese schmale Leiterbahn?
Sooo schmal ist die nicht. Breiter ist aber besser. Aber nicht 
übertreiben, sonst wird das mit dem löten schwierig, Wärmefallen sind 
keine gute Idee.


Also:
Rbot, Rtop, Rplp entfallen. Der FB Pin (5) muss natürlich mit Vout 
verbunden werden. Diese Verbindung FERN der Spule halten und in 
kleinstmöglicher Breite ausführen.
Den 0.1uF Bypass C weglassen, dafür den 10uF näher den an Eingangspin 
rücken.

Jache schrieb:
> Die beiden Spulen hören sich gut an. Gibt es da eine „bessere“? Haben
> beide 33uH und 5.5A.

Für deinen Anwendungsfall wird's keinen Unterschied machen. Nimm die 
WE-PD, die kommt deiner ursprünglichen Drossel am nächsten und hat auch 
fast identische Abmessungen.

Auf dem Bildern oben sieht es so aus, als wären einige der NC-Pins 
angeschlossen?!

Jache schrieb:
> ... und wenn ich die Sternverteilung auf der Bottom Seite machen
> muss
> wegen fehlenden Platz, sollte ich dann mehrere kleine VIAs setzen bzw.
> wieviele?

Mach doch einfach die obere Hälfte deiner Platte auf der Oberseite als 
5V Fläche, da gehen keine Leitungen durch. Unten bleibt flächig Ground 
wie gehabt, fertig.

Den Ausgangselko könntest du noch um 180° drehen, den Eingangselko mit 
dem Eingangsstecker eventuell ebenfalls. Aber ob das einen Unterschied 
macht?

Jache schrieb:
> 12V Eingang Masse geht das auf GND oder PGND? Und 5V Ausgang dann für
> Masse GND oder PGND nutzen?

Das ist alles das selbe. Da das Analogground durch Verwendung der 
Festspannungstype entfallen ist gibt es nur noch EIN Ground.

Jache schrieb:
> Ich meinte die Leiterbahn zwischen FB und Vout, die ist doch nicht breit
> und das ist doch die einzigste wo der Ausgangsstrom her kommt, ansonsten
> hat der obere Vout doch keine Zuleitung...

Der Strom kommt an VSW (12,13,16) aus dem IC und geht in die Spule die 
wiederum Vout liefert. Es ist halt ein Schalt- und kein Längsregler.

Und nochmal zur Erinnerung: Der FB Pin (5) muss natürlich mit Vout
verbunden werden. Diese Verbindung FERN der Spule halten und in
kleinstmöglicher Breite ausführen. FB ist ein EINGANG.

Abgesehen davon, dass man darüber streiten kann, ob man nun Masse unter 
der Spule haben will oder nicht, sieht das für meine Augen gut aus.

Die Pfade nach Lothar Miller hast du sicher schon eingezeichnet 
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler

Beide Schleifen sind recht klein und überdecken sich weitgehend. Der 
Nachbar wird den Schaltregler also vermutlich nicht im Radio hören.

Hast du die Webseite von Lothar angeschaut?

Kuck mal den Namen von Spule und Kondensator nach ;)
Ansonsten schaut das fast ok aus, nur die Verbindung Diode/Spule wäre 
mir zu dünn.
Und das Massefähnchen ganz links neben FB sollte noch ein via bekommen.

Schaut insgesamt recht gut aus!

Was noch auffällt:

Die Leitung zu Pin 11 sollte auf Top+Bot erweitert werden.
Das Via zu Pin 11 näher an U1 schieben, danach C4 das selbe.

Was nicht geht ist der Footprint von U1, Pin 1 bis 16 sind deutlich zu 
nah an Pin 17. Siehe auch DB.

Weil:
Jache schrieb:
> Hallo,
>
> im Anhang mal meine erste Platine.
und
Jache schrieb:
> Gefertigt werden sollte bitte per Lötkolben oder Heißluft.

0.5mm Pitch und (von mir lt. Bild geschätzten) 0.15mm Padabstand... Das 
ist dir nicht zu sportlich?

Jache schrieb:
>> Die Leitung zu Pin 11 sollte auf Top+Bot erweitert werden.
>> Das Via zu Pin 11 näher an U1 schieben, danach C4 das selbe.
>
> Kannst du das nochmal für Laien erklären :)

Ersetze 'erweitert' durch 'verbreitert'.

Von Pin 11 geht eine Leiterbahn zu einem Via. Diese solltest Du näher an 
U1 schieben. Dann kann man auch C4 näher an U1 bringen.

Welchen Durchmesser haben eigentlich die Bohrungen unter U1?

Unter der Spule, die du als Kondensator beschriftet hast...
Jens M. schrieb:
> Kuck mal den Namen von Spule und Kondensator nach ;)
... sollte keine Leiterbahn sein. Außerdem: ('Weil', wie oben) prüfe 
noch mal deine Löttechnologie/ Lötfertigkeit. Der Abstand zwischen Spule 
und IC beträgt nur ~1mm (zu den Pads natürlich noch weniger).

Jache schrieb:
> Wie meinst du den Namen?

Ich wette, das da kein Kondensator hingehört, und da keine Spule.

Jache schrieb:
> Und das VIA, dass Masse auch in dem Oberen Bereich vorhanden ist?
> Theoretisch benötige ich da ja keine Maße...

Du hast den Pin des QFN einfach mal an Masse angeschlossen, und das 
Programm hat da eine feine Massefläche drangemacht.
Dumm nur, das die nirgends angeschlossen ist. Das Ende wackelt EMV-mäßig 
wie ein Lämmerschwanz.

Jens M. schrieb:
> einfach mal an Masse angeschlossen
Eine Masse unkontrolliert zu fluten ist das Einfältigste, was man machen 
kann. Aber man lernt aus Fehlern.

Jache schrieb:
> So anbei mal mein erstes Layout mit dem TS30013...
Schaltplan?
Schaltpläne sind das bevorzugte, weltweit verständliche 
Kommunikationsmittel unter Elektronikern.

Jache schrieb:
> Noch eine kleine Änderung.
Da stimmt was nicht: so eine mickrige Spule und so ein fetter 
Kondensator. Das passt nicht zusammen.
Oder sind da L1 und C2 vertauscht?
Lass die Diode weg, das Ding hat doch synchrone Gleichrichtung.
Und mach den Bootstrap-Kondensator so nah wie irgend möglich an den 
Regler. Es geht da um mm, denn da sind HF und steile Schaltflanken im 
Spiel.

Der Feedback gehört an den Ausgangskondensator, nicht irgendwo irgendwie 
an die Spule. Dort ist sogar das Beispiellayout im Bild 24 im Datenblatt 
grauenhaft schlecht.

Jache schrieb:
> Was meinst du mit "die Pfade eingezeichnet"?
Den Ladestrompfad, den Freilaufstrompfad und den Recoverystrompfad:
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler

Und dann vergleiche deine Strompfade mal mit dem dem Beispiellayout aus 
dem Bild 24 im Datenblatt.

Lothar M. schrieb:
> Schaltplan?
> Schaltpläne sind das bevorzugte, weltweit verständliche
> Kommunikationsmittel unter Elektronikern.

Der Schaltplan ist im DB des Reglers enthalten. Aber ja, man hätte ihn 
auch noch mit anhängen können.

Lothar M. schrieb:
> Da stimmt was nicht: so eine mickrige Spule und so ein fetter
> Kondensator. Das passt nicht zusammen.
> Oder sind da L1 und C2 vertauscht?

Ja richtig, die beiden Bezeichner sind vertauscht, ein Schönheitsfehler, 
hat aber auf die Funktion keinen Einfluss.

Lothar M. schrieb:
> Lass die Diode weg, das Ding hat doch synchrone Gleichrichtung.

Halb richtig, die Diode kann man weglassen, mit ihr hat man aber 
Vorteile. Siehe dazu die PDF des Reglers.

Lothar M. schrieb:
> Den Ladestrompfad, den Freilaufstrompfad und den Recoverystrompfad

Der TO hat sich selber als Anfänger bezeichnet. Mit diesen eher 
akademischen Betrachtungen bringt man so ein Projekt schnell mal zum 
Erliegen.
Ich selber habe von dem Schwestermodell des Chips einige Tausend verbaut 
und bin mir ziemlich sicher das daß Layout einfach nur funktionieren 
wird.

Jache schrieb:
> links unten in den GND Bereich, der nicht verbunden war habe ich drei
> VIAs gesetzt

Nicht so gut, mache es wie im DB. D.h. gehe vom mittleren Pad mit kurzer 
Leiterbahn an Pin4, und dort endet die Leitung dann.

Jache schrieb:
> Das verstehe ich noch nicht ganz? Wird das große Pad (QFN?) nicht an
> Masse angeschlossen?

Keine Diskussion, Pad 17 kommt an GND.

Jache schrieb:
> Habe Die Leiterbahn von Pin 11 zum VIA auf Top und Bottom verbreitert.
>
> Das VIA an Pin 11 und C4 habe ich näher an den IC gesetzt

Sehr gut.

Jache schrieb:
> Diameter: 24 mil
> Drill Diameter: 12 mil

Sollte gehen, falls möglich die Bohrung auf 0.25 oder 0.2mm setzen.

Jache schrieb:
> Bzgl. dem Footprint. Habe. als einen anderen genommen (gab nur zwei und
> er lib) sieht aber von den Abständen her genau so aus. Würde auch einen
> selbst erstellen anhand der Maße im DB. Aber dazu eine Frage: Was ist
> "Sonder Mask"?

JA, selber machen laut DB ist SEHR zu empfehlen. Das Ding sieht schlimm 
aus. Sonder Mask kenne ich nicht, ist das Solder Mask?

Und C1 würde ich eine Nummer größer bzgl. Bauform wählen. Das hat etwas 
mit dem DC-Bias zu tun.

Jache schrieb:
> U1: TS30013-M050QFNR
> C1: Kerko 10uF 35V
> C2&C3: Kerko 22uF 10V
> C4: 22nF 10V
> D1: Schottky Diode 40V 5A
> L1: Inductor 4.7uH 4.4A

Ist Ok.

Mein persönlicher Tipp:
C4 bekommt 100nF
C1 eine Bauform größer

Das Kirmesbild sieht mir zu fein aufgelöst für den Siebdruck aus. Wenn 
die Leiterplatte mit Endoberfläche Gold gefertigt wird, kann man das 
Bild auf in die Lötstoppmaske setzen. Sieht dann meist schick aus und 
ist feiner aufgelöst als der Bestückungsdruck.

Jache schrieb:
> C1 ist aktuell von der Größe her 1206. Welche große sollte ich dann
> nehmen?

Nimm 1210, das verschafft Vorteile.

Jache schrieb:
> Bei den Vias hatte ich 24/12 mil geschrieben. also 0,61mm / 0,305mm. Du
> schreibst nun 0,25/0,2mm. Das wäre ja kleiner, oder?

Ja genau, wäre kleiner. Falls das nicht geht ist auch 0.3mm OK.

Jache schrieb:
> Ich meinte Solder Mask, sorry - blöde Rechtschreibkorrektur... Kann ich
> die auf 0 setzen und nur mit Width und Height arbeiten oder sollte ich
> die irgendwie nutzen und dann entsprechend von Width und Height
> abziehen?

Ich verstehe die Frage nicht wirklich.
Allgemein gilt: Nimm die Größe des Pads und schlage einen umlaufenden 
Rand von 0.05mm drauf. Falls der Hersteller das nicht kann wird er sich 
melden oder gleich selber korrigieren.
In aktuellen Fall wäre es wahrscheinlich sinnvoll die Soldermask gar 
nicht aufzuweiten. Da bleibt einfach kein herstellbarer Reststeg mehr.

Im übrigen schlägt Semtech rechteckige Pads vor. Einfach mal nachmachen.

Habe gerade mal nachgeschaut: Ich selber habe die Pads von 0.35 auf 0.3 
mm reduziert, die SMaske mit umlaufend 50um angegeben. Da bleibt dann 
ein Steg von 0.1mm, das können die meisten Hersteller.

Michael K. schrieb:
> Ja genau, wäre kleiner. Falls das nicht geht ist auch 0.3mm OK.

Eigenkorrektur: Bleib bei denn 0.3mm

Michael K. schrieb:
>> C1 ist aktuell von der Größe her 1206. Welche große sollte ich dann
>> nehmen?
>
> Nimm 1210, das verschafft Vorteile.

Ach ja: In jedem Fall eine X5R besser X7R Keramik, das gilt für alle 
C's.

Einer der gefällt: GMK325AB7106MM

1.
Jache schrieb:
> Da darunter ist doch aber keine Leiterbahn.
Siehe Bild.

2.
Jache schrieb:
> Abei mal ein screenshot aus easyEDA
Und warum machst du das dann nicht so? Pin4(GND) wird nur! an Pad17(GND) 
angeschlossen - fertig! Alles mit GND fluten ist nicht cool.

3.
Die GND-Tentakel von Pin4 kann also erstmal weg (siehe 2.). (Aber, wenn 
die schon da ist und mit Vias an den Bottom-Layer angeschlossen ist, wo 
sind da auf Bottom die Vias??)... wollt' ich gerade fragen, aber auf dem 
2. 'Bottom-Bild' sind sie auf einmal da ^^

4.
Es sieht so aus, als ob das GND-Pad oben links an der Leiterbahn/ 
GND-Fläche angebunden ist. Das ist ja in Ordnung. Allerdings sehe ich da 
(rein grafisch) keinen Unterschied in der Darstellung zur Anbindung der 
riieeesigen +5V-Fläche an die Arduino-Pads '+5V', 'D9', 'D10', 'D11', 
'VCC', 'GND', 'NC'.

5.
Hast du das 'Design' mal mit den Fertigungsregeln deines 
Leiterplattenherstellers abgeglichen? So wie das für mich aussieht, sind 
die Vias neben C1 zu dicht am Pad. Vom Bestückungsdruck wird 
möglicherweise auch nicht viel übrig bleiben.

Jache schrieb:
> Ralf G. schrieb:
>> Es sieht so aus, als ob das GND-Pad oben links an der Leiterbahn/
>> GND-Fläche angebunden ist. Das ist ja in Ordnung. Allerdings sehe ich da
>> (rein grafisch) keinen Unterschied in der Darstellung zur Anbindung der
>> riieeesigen +5V-Fläche an die Arduino-Pads '+5V', 'D9', 'D10', 'D11',
>> 'VCC', 'GND', 'NC'.
> Kannst du das nochmal erklären?
Na, die sind alle untereinander verbunden! Sieht auf dem Bild zumindest 
so aus.

Jache schrieb:
> Was mir auffällt ist der minimalste Abstabd zwischen zwei Pads ohne
> Hole. Das könnte bei dem IC eng werden oder?
Da man, um Abstände einzuschätzen, auf dem Bild nur Pixel zählen (eher 
schätzen) kann, sieht das so aus, als ob da jede Menge Abstände nicht 
eingehalten wurden. Da musst du selber mal dein Layouteditor mit den 
Regeln füttern und die danach angezeigten Fehler korrigieren. Schon der 
Bestückungsdruck sieht aus, als wäre der überwiegend ziemlich dicht an 
den Pads und ist von Vias 'durchsetzt' (macht jetzt für die Funktion 
nichts, wenn da immer mal was fehlt, sieht bloß scheiße aus.).
Wenn das Layout von U1 den Empfehlungen des Herstellers entspricht, dann 
passt das auch zu den Design-Regeln deines Fertigers.
Und noch zu /'eng werden'/: Du musst das auch selbst verarbeiten können! 
Wenn du die Bauteile mit Pinzette noch positionieren kannst, mit dem 
Lötkolben noch dazwischenkommst und dabei nicht ausversehen ein 
Nachbar-Bauteil wegbruzzelst, alle Bauteile unter Beachtung eventueller 
Toleranzen vermessen und auch genau so eingezeichnet sind, dann kann man 
das so machen. Zwischen Spule und Arduino sind dann 1mm Platz, wenn 
die Arduino-Platine keine Toleranzen weiter hat und ohne Spiel 
eingelötet ist und die Induktivität vom Feinsten auf den Pads (so wie im 
Editor) positioniert ist. Außer der Arduino wird auf Buchsenleisten 
gesteckt...

Jache schrieb:
> Ebenfalls würde ich gerne auf das Board noch ein USB C PD drauf packen
> mit 5V @ 3A. Hier denke ich an TI TPS25740.
> https://www.ti.com/product/TPS25740

Wenn du nur 5V/3A über USB C erhalten möchtest, reichen zwei Widerstände 
an den CC Lines. Der TPS25740 ist ein Auslaufprodukt, der Nachfolger für 
dich wahrschleich ein unnötiges Komplexitätsmonster.

Ich glaube hier
https://www.st.com/resource/en/application_note/dm00536349-usb-typec-power-delivery-using-stm32-mcus-and-mpus-stmicroelectronics.pdf

Oder füttere Google einfach mit den Begriffen "USB Type C Rd Rp", jeder 
Hersteller hat dazu eine Appnote.

10kOhm? Hast du das verlinkte Dokument oben gelesen? Da steht doch 
sowohl der richtige Widerstandswert, wohin die Widerstände sollen und 
ein Schaltplanbeispiel ist auch enthalten.

In Table 5 steht, was du brauchst, in Figure 10 ist ein Schaltplan.

Jache schrieb:
> Ok, da ich kein Ladegerät baue, sondern ein „device“ interessiert mich
> UFP (Upstream facing Port) Rd. Ich muss somit jeweils einen Widerstand
> zwischen CC1 und GND packen und einen zwischen CC2 und GND und zwar
> jeweils 5.1kOhm.

Genau.

Jache schrieb:
> Was heißt jedoch in der Tabelle „detect power capability“, nominal value
> und current source...
>
> Ebenfalls noch die Frage was die +-10% oder 20% heißen sowie 20% voltage
> clamp.

Guck dir mal Figure 3 bzw. Table 4 an. Die Gegenstelle, der Down Facing 
Port, hängt einen Pullup an die CC Lines. Je mehr Strom der DFP liefern 
kann, desto kleiner der Pullup-Widerstandswert. Zusammen mit dem 
Pulldown im UFP bildet sich ein Spannungsteiler. Möchte der UFP mehr als 
den üblichen Strom ziehen, also beispielsweise deine 5V/3A, so muss der 
UFP erst prüfen, ob der DFP so viel liefern kann ("detect power 
capability"). Das heißt er muss die sich einstellende Spannung an den CC 
Pins messen und kann daraus Rückschlüsse auf den Pullup im DFP, d.h. 
dessen maximale Leistungsfähigkeit, ziehen.
Die 10%/20% sind die erlaubten Widerstandstoleranzen. Ist die Toleranz 
des Pulldowns zu groß, kann der UFP nicht mehr klar erkennen, wie groß 
der Pullup im DFP ist.

Da du wahrscheinlich immer einen DFP mit 5V/3A verwenden wirst, kannst 
du es dir schenken die Spannung an den CC Pins zu messen.

Dein Verbraucher gibt mit den 5.1kOhm Widerständen nicht an, wie viel 
Strom er haben möchte. Er signalisiert dem DFP lediglich, dass er eine 
Stromsenke ist.
Welche Leistung dein Gerät schlussendlich abruft, entscheidest du 
selber. Was passiert, wenn du mehr Strom versuchst zu ziehen, als das 
Netzteil liefern kann, ist vom verwendeten Netzteil abhängig. Eventuell 
bricht nur die Spannung ein, ein gutes Netzteil kann dir die 5V aber 
auch komplett wegschalten.

Jache schrieb:
> Kannst du mir das nochmals erklären, dass ich das etwas besser
> verstehe...

An welcher Stelle bist du denn ausgestiegen? :)

USB Type C erlaubt höhere Ströme - bis zu 5V/3A ohne das Power Delivery 
Protokoll. Um keine Netzteile zu überlasten, muss der Verbraucher (=dein 
Board) sicherstellen, dass das Netzteil auch so viel liefern kann, wie 
er haben möchte.
Dafür gibt es die Rd und Rp Widerstände an den CC Leitungen. Im Netzteil 
ist ein Pullup verbaut. Je niederohmiger, desto mehr Strom kann das 
Netzteil liefern. Im Verbraucher soll ein Pulldown gesetzt sein.

Verbindest du Netzteil und Verbraucher über ein Kabel, ändert sich die 
Spannung auf einer CC Leitungen. Das Netzteil erkennt den Pulldown an 
der Gegenseite, d.h. ein Verbraucher ist angeschlossen. Und der 
Verbraucher erkennt den Pullup an der Gegenseite, d.h. ein Netzteil ist 
angeschlossen. Und jetzt kann der Verbraucher die sich einstellende 
Spannung auf der CC Leitung messen. Je höher die Spannung, desto 
niederohmiger der Pullup im Netzteil, desto mehr Strom kann das Netzteil 
liefern. Merkt der Verbraucher, dass das Netzteil keine 3A liefern kann, 
darf der Verbraucher logischerweise auch keine 3A abrufen. Da du 
wahrscheinlich kein Consumerprodukt entwickelst, was häufig an zu 
schwache Netzteile angeschlossen wird, kannst du dir diese Messung der 
CC Spannung sparen. Du weißt, dass deine Elektronik 3A braucht, also 
verwendst du nur 3A Netzteile. Klar?

Jache schrieb:
> Ok danke. Dann passt das für mich. Habe ich einen Nachteil wenn ich eine
> 6 Pin USB C Buchse verwende, wenn ich sowieso keine Daten übertragen
> möchte?

Was für Vorteile siehst du denn z.B. gegenüber einem gängigen 
Hohlstecker? Derartige USB C Buchsen bzw. abgespeckte USB C Buchsen für 
USB 2.0 bekommst du nicht an jeder Ecke. Die Buchsen selbst als auch die 
Kabel haben ihren Preis und erfordern zumeist kleinere Strukturen auf 
der Leiterplatte (schmale, durchkontaktierte Slots beispielsweise). Kann 
man machen, muss man aber nicht.

Jache schrieb:
> was müsste ich
> machen dass ich auch ein Netzteil mit weniger als 3A anschließen kann?

Du musst auf deinem Board die Spannung messen, die sich an den CC 
Leitungen einstellt, wenn du das Netzteil angeschlossen hast (zu geringe 
Spannung -> hochohmige Pullups im Netzteil -> Netzteil kann nicht genug 
Strom liefern). Das geht entweder über einen ADC oder, wenn du nur 
wissen möchtest, ob 3A ja oder nein, dann z.B. auch mittels eines 
einfachen Komparators. Erkennt deine Software ein zu schwaches Netzteil, 
muss sie auch dafür sorgen, dass dein Board nicht übermäßig Strom zieht.

Jache schrieb:
> Kann ich mit meinen
> 5V vom USB einfach an VCC von C1 gehen? Müsste ja funktionieren.

Nein, über deinen Schaltregler hast du immer einen Spannungsabfall. Zum 
einen aufgrund der DC Widerstände (Schalter im Schaltregler-IC und über 
die Spule), zum anderen weil dieser Schaltregler nicht dauerhaft die 
Eingangsspannung auf den Ausgang durchleiten kann (max. Duty Cycle, 
steht im Datenblatt, hier 97%). Allein durch den DC Widerstand in Spule 
und Schaltregler wirst du mehr als ein halbes Volt verlieren.

Jache schrieb:
> Was
> würde denn passieren wenn ich USB einstecke und 12V auf VIN gebe?

Auch das hängt stark vom Netzteil ab, ich würde es aber vermeiden :) 
Netzteile mit USB Power Delivery, die auch 20V DC ausgeben können, 
sollten dadurch zumindest nicht beschädigt werden, den Fehler erkennen 
(12V auf VBUS statt 5V) und dein Board abkoppeln. Einfache Netzteile 
machst du mit so einer Aktion sicher kaputt.

Jache schrieb:
> Das heißt ich würde die 5V vom USB direkt auf meine +5V Fläche legen,
> richtig?
>
> Dann könnte theoretisch auch am VIN etwas zeitgleich angeschlossen sein
> was dann nicht schlimm wäre, oder?

Das könnte funktionieren.

Jache schrieb:
> Bei mir mit
> entsprechenden LEDs hinten dran dachte ich dass sie einfach nicht so
> hell leuchten...

Das ist selbstverständlich möglich, aber deine Software muss die LEDs 
dementsprechend auch ansteuern.
Bei USB musst du dich an die Spezifikation halten, d.h. als Verbraucher 
dafür sorgen, dass du nicht mehr abrufst, als dir zur Verfügung gestellt 
wird. Mobiltelefone machen das genauso und kommunizieren mit dem 
Ladegerät.

Sowohl dein Arduino als auch der Controller deiner LED-Streifen ist 
Digitallogik. Wenn die Versorgungsspannung einbricht, takten die nicht 
einfach langsamer oder legen einen anderen Stromsparmodus ein, sondern 
sie funktionieren nicht mehr, wie sie sollen.

In deinem Fall wäre ein 12V/2A Netzteil ok, da dein Schaltregler die 
Spannung mit einem recht hohen Wirkungsgrad ändert. Dein Netzteil gibt 
12V*2A=24W rein, dein Board nimmt maximal 5V*3A=15W auf und dazwischen 
sitzt dein Schaltregler mit wahrscheinlich 90% Effizienz. Das passt in 
dem Fall.

Hallo,

anbei mal das aktuelle PCB mit USB C Anschluss sowie zwei Widerständen 
an den CC Leitungen.

Ebenso den Atmega 328P direkt auf die Platine gesetzt und nicht einen 
Arduino Pro Mini.

Könntet Ihr mal drüber schauen, ob das so passt oder was ich ändern 
sollte?

Vieleicht mache ich das Board noch 0,5cm in beide Richtungen größer...

Ich Danke euch.

Hi,

Danke für das Feedback.

kenny schrieb:
> Löcher innerhalb der Bauteil Footprints sind ungünstig, hier wird das
> Lötzinn abfließen können.

Habe ich geändert.

OMG schrieb:
> Quarz direkt am Schaltregler und der Speicherdrossel?
>
> Neeeeeeeeeeeeeeee ..... niemals.

Habe das von hier:
https://www.kriwanek.de/index.php/de/arduino/boards/410-minimal-arduino-fürs-breadboard

Wo ist da genau der Fehler?

OMG schrieb:
> Masse Anschlüsse von C6, C7 nicht irgendwo an Masse sondern an
> die Masse des Controllers direkt!

Benötige ich eine eigene Massefläche für den Atmega328?

OMG schrieb:
> Spannungsversorgungs Pins offen lassen?  Neeeeeeeeee....

Habe nun alle drei VCC und alle drei GND Pins vom Atmega verbunden.

Weiteres Feedback? Passt das so?

Anbei noch mal kleine Änderungen...

Entschuldigung. Dann habe ich nicht genau verstanden was du meinst. 
Vielleicht kannst du mir da nochmals anders erklären. Ich bin hier noch 
absoluter Laie...

Danke dir :)

Ist es so besser?

Fehlt noch was?
Etwas falsch?

Oder alles gut so?

Anbei nochmals die Bauteile (Bild)

zusätzlich noch (was nicht im Bild ist):

SW1: TactileSwitch_3.5x6.5 - 
https://de.aliexpress.com/item/32673733924.html

U1: TS30013

U2: USB C 6 PIN: https://de.aliexpress.com/item/32966491026.html

U4: Quarz 16Mhz: 
https://www.reichelt.de/smd-quarz-grundton-16-000000-mhz-16-0000-hc49-smd-p72515.html


und noch die Frage, ob ich C8 zur Stabilisierung benötige, da ich ja 
auch C2 und C3 habe...

Warum, frage ich mich, nimmt man so einen riesigen Quarz, wenn es doch 
kleine SMD-Quarze im 3x5mm Gehäuse gibt?
Und warum nimmt man überhaupt einen Quarz für solche Einzelstücke, wo es 
doch so hübsche fertige Quarzoszillatoren im 3x5mm Gehäuse für kleines 
Geld gibt.

Jurgen H. schrieb:
> Etwas falsch?
> Oder alles gut so?
Die "Crystal Layout Recommendation" im Datenblatt oder der Appnote 
ansehen.
Und auch dort geht es wie in der Elektronik üblich wieder um 
"Strompfade". Denn jeder Strom fließt im Kreis. Immer.
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/33-Quarz

Michael K. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Den Ladestrompfad, den Freilaufstrompfad und den Recoverystrompfad
> Der TO hat sich selber als Anfänger bezeichnet. Mit diesen eher
> akademischen Betrachtungen bringt man so ein Projekt schnell mal zum
> Erliegen
Jeder Strom fließt im Kreis. Immer. Er muss dorthin zurück, wo er 
herkommt. Und der Weg dorthin zurück muss möglichst kompakt sein, denn 
sonst baut man einen Störsender oder (für das eigenen Gerät viel 
schlimmer) einen Störempfänger.
Und wenn man den Störsender auf seiner eigenen Platine direkt neben den 
Störempfänger baut, dann darf man ruhig mal auf diese Grundlagen 
hinweisen. Und wenn dadurch das Projekt mal kurz zum Erliegen kommt, ist 
das allemal besser, als wenn das Projekt dann einfach "durchgezogen" 
wird und hinterher "ziemlich gut und fast ohne Fehler" läuft.

Jurgen H. schrieb:
> und noch die Frage, ob ich C8 zur Stabilisierung benötige, da ich ja
> auch C2 und C3 habe...
Die Funktion der Bauteile ist vermutlich eine jeweils komplett andere. 
Stichworte: Entkopplungskondensator bzw. Blockkondensator.

Tom schrieb:
> Wie sieht das Routing zum Quarz aus (U3: Pins 7 und 8)? Also ich sehe
> nur die Vias auf die GND-Fläche direkt am U3 und dann kommen sie als GND
> zum Quarz, dann über C6 und C7 wieder zum GND. Übersehe ich etwas?

Also ich gehe vom Pin 7 und 8 des Atmega328 zum Quarz und vom Quarz dann 
jeweils zu C6 und C7 und von dort jeweils zu GND.

Im Anhang die Schaltung dazu.

Lothar M. schrieb:
> Warum, frage ich mich, nimmt man so einen riesigen Quarz, wenn es doch
> kleine SMD-Quarze im 3x5mm Gehäuse gibt?
> Und warum nimmt man überhaupt einen Quarz für solche Einzelstücke, wo es
> doch so hübsche fertige Quarzoszillatoren im 3x5mm Gehäuse für kleines
> Geld gibt.

Kannst du mir hier einen Link oder einen Namen des passenden Bauteils 
geben? Dann nehme ich sehr gerne einen kleineren.

Lothar M. schrieb:
> Jeder Strom fließt im Kreis. Immer. Er muss dorthin zurück, wo er
> herkommt. Und der Weg dorthin zurück muss möglichst kompakt sein, denn
> sonst baut man einen Störsender oder (für das eigenen Gerät viel
> schlimmer) einen Störempfänger.
> Und wenn man den Störsender auf seiner eigenen Platine direkt neben den
> Störempfänger baut, dann darf man ruhig mal auf diese Grundlagen
> hinweisen. Und wenn dadurch das Projekt mal kurz zum Erliegen kommt, ist
> das allemal besser, als wenn das Projekt dann einfach "durchgezogen"
> wird und hinterher "ziemlich gut und fast ohne Fehler" läuft.

Ich Danke dir für diesen Hinweis, aber diesen verstehe ich noch nicht so 
ganz. So weit bin ich noch nicht :)
Das unter dem Quarz keine Leitungen laufen sollen habe ich verstanden 
und auch versucht darauf zu achten.
Das Strom immer wieder zurück fließt ist mir auch noch klar. Aber ich 
weiß nicht was ich genau an meinem PCB ändern soll / muss?

Ich Danke euch!

kenny schrieb:
> C8 so nah wie möglich an die VCC/GND Pins vom Arduino!!!
> Beispiel für einen kleineren Quarz:
> 
https://www.reichelt.de/keramik-smd-quarz-3x5x1mm-16-0mhz-16-000000-mj-p85005.html?PROVID=2788&gclid=CjwKCAiA-_L9BRBQEiwA-bm5fvPf5Plvw-UzXHk4VKsc0Y-xvv2vjVWjMbTDCUbcLAVjQGM_r42NjxoCh0MQAvD_BwE
>
> Mit einem kleineren Quarz lassen sich auch die beiden Ziehkapazitäten
> (C6, C7) besser positionieren.

Danke dir :)

Das hilft. Baue ich einmal um :)

passt die Schaltung mit dem 4-Pin?

Tom schrieb:
> Gestern um 13:32 waren die Leiterbahnen noch auf dem Top-Layer, um 17:10
> über Vias unter dem Chip auf dem Bottom-Layer. Dort sind aber für mich
> keine Leiterbahnen erkennbar, nur die großen GND-Fläche.

Ich werd das mit dem neuen Quarz einmal sauber anpassen mit der Hoffnung 
dass es dann deutlich ist...


EDIT: Habe nochmals eine neue Schaltung angehängt, wo C6 und C7 nun auch 
auf GND gehen. (Kann die alte irgendwie nicht löschen...)

kenny schrieb:
> C8 so nah wie möglich an die VCC/GND Pins vom Arduino!!!

erledigt.

kenny schrieb:
> Mit einem kleineren Quarz lassen sich auch die beiden Ziehkapazitäten
> (C6, C7) besser positionieren.

Hoffe, dass es so besser passt.

Tom schrieb:
> Gestern um 13:32 waren die Leiterbahnen noch auf dem Top-Layer, um 17:10
> über Vias unter dem Chip auf dem Bottom-Layer. Dort sind aber für mich
> keine Leiterbahnen erkennbar, nur die großen GND-Fläche.

Habe zusätzlich noch von CC1 und CC2 je eine Leitung an A0 und A1 
gezogen um die Spannung auf dem Control des USB C messen zu können.

Im Anhang nun das aktuelle PCB. hoffe dass es hier nun passt.

Danke euch!!!

Vielleicht noch zur Info.

Bottom: Copper Area gesamt GND
Top: Copper Area links ist GND und der gesamte rechte Bereich ist +5V

Hier noch von JLCPCB die Bestückung. Die anderen Bauteile haben Sie
leider nicht oder können Sie nicht bestücken...