Forum: Platinen Platine Review


von Thomas (Gast)


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Hallo,

ich habe eine PCB gezeichnet, auf welche ein ATMega328p drauf ist, 
welcher über einen CAN-Bus über mit weiteren CAN Devices kommuniziert.

Auf dem ATMega wird ein SH85 Temperatur / Feuchtigkeitssensor 
angebunden, ein Buzzer sowie ein Lichtsensor.

Zusätzlich wird auf die PCB ein Feuermelder angeschlossen, welcher 
entweder HIGH oder LOW an den ATMega weitergibt (Feuer erkannt oder 
nicht)

Die PCB wurde ein 2 Teile unterteilt, 1x ein PCB mit der Logic, ein 2ter 
PCB mit den Sensoren. Beide PCBs werdne mit einem etwa 30cm langen Kabel 
verbunden (J5 + J8). Aufgrund von Platzmangel müssen es leider 2 
getrennte PCBs sein.

Spannungsversorgung erfolgt über eine 12V Leitung.

Gibts dazu Feedback / Verbesserungsvorschläge?

Danke!

von Thomas (Gast)


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Anbei noch ein Bild mit der GND- Fläche

von Gustl B. (gustl_b)


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Warum sind die Pads nicht mit Kupfer gefüllt?

von Thomas (Gast)


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Gute Frage, war eventuell im Kicad bei der Anzeige deaktiviert, muss ich 
morgen nachsehen

von W.A. (Gast)


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Ich würde keinen µC-Pin ungeschützt nach außen führen, oder wo sitzt der 
Feuermelder?

von Thomas (Gast)


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W.A. schrieb:
> Ich würde keinen µC-Pin ungeschützt nach außen führen, oder wo
> sitzt der Feuermelder?

Der Feuermelder wird an J9 angeschlossen. (Atmega pd7).
Dort ist ein Optokoppler verbaut, welcher bei Feuer schaltet. 
Feuermelder ist 20cm von der PCB entfernt.

Die 12V Leitung bis zu meiner PCB kann bis zu 15m lang sein und ist ein 
ein Elektrorohr verlegt.
Sollte man da den 12V Eingang noch irgendwie schützen?

Lg

von Gerald K. (geku)


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Thomas schrieb:
> Sollte man da den 12V Eingang noch irgendwie schützen?

Verpolungsschutz?

von Arno (Gast)


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Ist das Absicht, dass der Buzzer nur ca. 3,5V bekommt? Reicht der BC817 
mit seinem SOT23-Gehäuse, um die übrigen ca. 1,5V zu verbraten?

AVCC solltest du bei den meisten AVRs auch anschließen - oder zumindest 
im Datenblatt nachsehen, ob der ATMega32P hier eine Ausnahme darstellt.

Ich würde bei der Schaltung u.U. einen Quarz einsparen. Der 
CAN-Transceiver hat einen Taktausgang, der AVR kann mit seinem 
Oszillator auch ein paar Eingänge treiben, wenn ich das richtig in 
Erinnerung habe. Und wenn du Platzprobleme hast, such dir nicht gerade 
die größten Quarze aus dem Katalog aus ;)

Zur eigentlichen Platine:
Soll sie von Hand bestückt werden? Dann nimm Footprints mit längeren 
Pads (insbesondere beim Hühnerfutter).
Der ISP-Stecker könnte zu nah an den anderen Steckern sein, als dass du 
dein Programmiergerät dort anstecken kannst. Mach auf jeden Fall eine 
Pin-1-Markierung dran.
Befestigungslöcher oder sowas brauchst du nicht? Auch keinen freien 
Rand, auf dem die Platine in einem Gehäuse aufliegt?
Bei dem Platz, den du hast, empfehle ich, keine Leiterbahnen unter dem 
Quarz hindurch zu führen.
Die Masseführung kann ich nicht beurteilen - wenn du dazu eine Meinung 
hören willst, stell eine Version mit Masseleiterbahnen ein (wenn du eine 
hast - sieht ein bisschen so aus als hättest du einfach "Via auf die 
andere Ebene, wird schon passen" gespielt)

MfG, Arno

von Thomas (Gast)


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Gerald K. schrieb:
> Verpolungsschutz?

Gute Idee, werde noch eine Diode parallel zur Spannungsversorgung 
einbauen.

Arno schrieb:
> Ist das Absicht, dass der Buzzer nur ca. 3,5V bekommt? Reicht der BC817
> mit seinem SOT23-Gehäuse, um die übrigen ca. 1,5V zu verbraten?

Buzzer kann zwischen 2-4V betrieben werden. Wieso muss das Gehäuse die 
1,5V verbraten? Da fallen ja nur die 0,7V ab oder? Der Rest am 
Spannungsteiler? Oder liege ich da falsch?

Arno schrieb:
> Die Masseführung kann ich nicht beurteilen - wenn du dazu eine Meinung
> hören willst, stell eine Version mit Masseleiterbahnen ein (wenn du eine
> hast - sieht ein bisschen so aus als hättest du einfach "Via auf die
> andere Ebene, wird schon passen" gespielt)

Gerne, reicht dazu nicht das Bild im 2ten Post von mir?
Ja, dia Via sind teilweise einfach gesetzt werden, weils anders nicht 
gegangen hin. Bei der Drahtführung auf der Rückseite habe ich etwas 
darauf geachtet, dass ich mir die Massefläche nicht zu sehr zerstöre 
(leiterbahnen nahe aneinander geführt).

Danke für alle weiteren Tipps!

von Stefan P. (form)


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Warum gehst Du von manchen SMD-Pads im 45° Winkel weg?
z.B. bei R5, C19, C20 (Quarz)

von Pete K. (pete77)


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- Du hast noch eine ungeroutete Leitung beim Taster
- Schafft es der Temperaturconnector nicht mehr auf die Platine? Dann 
bräuchtest Du nicht mit I2C auf die andere Platine zu gehen.
- Die Fuse ist sehr groß. Da gibt es sicherlich auch SMD Fuses.
- Du könntest auch die Spannungsversorgung auf der Extra-Platine 
unterbringen und den Buzzer auf die erste Platine. Dann könnte man die 
Platine auch mit 5V betreiben.
- Warum gehst Du mit 12 Volt rein? Es gibt auch 9V Netzteile.
- Überlege mal, ob alle Deine Bauteile auch 3V3 vertragen. Dann könntest 
Du auch ein Handy-Netzteil benutzen.
- Bei I2C fehlen die Pullups
- Befestigungsbohrungen fehlen

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von S. W. (Gast)


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Rechts außen, im Top-Layer hängt ein Cu-Stückchen in der Luft. Einfach 
mal mit "Edit->Cleanup Track and Vias" drübergehen. Wenn du ein 
kleineres Grid zum Routing nimmst, z.B. 1mil, dann triffst du die Pads 
auch besser.

Wenn du am J3 den Pin 1 oberhalb Pins 2 routest (Bottom Layer), kommst 
du ohne Vias über den Bottom Layer an die Verbindung J3.Pin2-J2.Pin1.

SW1 hat eine offene Verbindung. Da wird zwar der DRC meckern aber ich 
vermute, das kann ignoriert werden. Um das zu verhindern, Pad anklicken 
und bei Net Name <no net> auswählen.

Die 5V-Verbindung U20-U21 bekommst du vielleicht auch ohne Vias hin. 
Eventuell R57/U21 etwas weiter nach unten schieben.

Unterhalb U2 liegen 3 parallele Leitungen über Vias. Da stimmt etwas 
nicht. Auffällig ist das bei J7.Pin1 (MISO). Dieser geht über den 
Top-Layer rechts vorbei nach oben. Die Leitungen sind alle mit der 
GND-Fläche verbunden (MISO, MOSI, SCK). Da würde mich interessieren, wie 
das passieren kann. Ich vermute, die Netze haben keine Namen. Wenn ich 
mich nicht täusche, reicht es nicht aus, Ports zu vergeben, die Netze 
müssen wohl extra noch bezeichnet werden (im Schematic).

Die Leitung von J9 über R5 könnte  noch zwischen den Pins 2 und 3 des U2 
durchpassen. Wenn nicht, muss sie sich etwas dünn machen (Q-Taste).

Die Buzzer-Leitung könnte man auch ohne Vias zwischen J9 durchbekommen.

von Thomas (Gast)


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Danke für all eure Tipps!

Pete K. schrieb:
> - Überlege mal, ob alle Deine Bauteile auch 3V3 vertragen. Dann könntest
> Du auch ein Handy-Netzteil benutzen.

Der CAN- Bus wird mit 5V betrieben.

12V Versorgung habe ich, da der Feuermelder mit 12V betrieben wird.

Gibt's eine einfache Möglichkeit, auch noch mit 12V einen Akku zu 
integrieren, welcher auch lädt, sollte dieser mal benutzt werden (bei 
Stromausfall oä?).
12V Leitung ist schon vorhanden, daher wird diese auch vorrangig 
verwendet werden.

von Thomas (Gast)


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Thomas schrieb:
> Danke für all eure Tipps!
>
> Pete K. schrieb:
>> - Überlege mal, ob alle Deine Bauteile auch 3V3 vertragen. Dann könntest
>> Du auch ein Handy-Netzteil benutzen.
>
> Der CAN- Bus wird mit 5V betrieben.
>
> 12V Versorgung habe ich, da der Feuermelder mit 12V betrieben wird.
>
> Gibt's eine einfache Möglichkeit, auch noch mit 12V einen Akku zu
> integrieren, welcher auch lädt, sollte dieser mal benutzt werden (bei
> Stromausfall oä?).
> 12V Leitung ist schon vorhanden, daher wird diese auch vorrangig
> verwendet werden.

Was ich vergessen hatte, zu sagen:
12V Akkus hatte ich schon geschaut, aber die sind alle so groß. Ich habe 
maximal eine Unterputzgröße zur Vorfügung, dort muss die Platine auch 
Platz haben.
Die Platine braucht ein paar wenige mA Strom (ausser der Buzzer ist 
aktiv, was in der Regel nicht vorkommt, dann sind es ~60mA bei 3.5V).
lG

von Thomas (Gast)


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Wegen der Sicherung:
https://www.reichelt.at/at/de/smd-sicherungen-melf-6125-traege-1-0-a-serie-452-litt-0452001-mrl-p228986.html?&trstct=pol_4&nbc=1

Spricht irgendetwas gegen so eine Sicherung? Braucht natürlich 
wesentlich viel weniger Platz.

von Gerald K. (geku)


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Thomas schrieb:
> Gute Idee, werde noch eine Diode parallel zur Spannungsversorgung
> einbauen.

Oder eine 15V/1W Zenerdiode? Dann besteht auch ein Überspannungsschutz.

https://www.conrad.at/de/p/diotec-z-diode-z1sma15-gehaeuseart-halbleiter-do-214ac-zener-spannung-15-v-leistung-max-p-tot-1-w-556861.html

Thomas schrieb:
> Spricht irgendetwas gegen so eine Sicherung? Braucht natürlich
> wesentlich viel weniger Platz.

Im Prinzip spricht fast nichts gegen ein Sicherung, aber imFehlerfall 
muss ein Bauelement ausgelötet und getauscht werden. Ob Sicherung oder 
Schutzdiode ist egal.

Besser ist es den Strom vom Netzgerät her zu begrenzen. Dann muss nichts 
getauscht werden. Eine kurzzeitige Verpolung wird von der Schaltung 
meist verziehen.

Thomas schrieb:
> 12V Akkus hatte ich schon geschaut,

Bei einem Akku sollte sowieso akkuseitig die Leitung mit einer 
Schmelzsicherung geschützt werden!

: Bearbeitet durch User
von Arno (Gast)


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Thomas schrieb:
> Arno schrieb:
>> Ist das Absicht, dass der Buzzer nur ca. 3,5V bekommt? Reicht der BC817
>> mit seinem SOT23-Gehäuse, um die übrigen ca. 1,5V zu verbraten?
>
> Buzzer kann zwischen 2-4V betrieben werden. Wieso muss das Gehäuse die
> 1,5V verbraten? Da fallen ja nur die 0,7V ab oder? Der Rest am
> Spannungsteiler? Oder liege ich da falsch?

Ja, da liegst du leider falsch. An der Basis liegen ca. 4V an, damit am 
Emitter ca. 3,5V. Der Kollektor liegt aber an 5V. Wo soll die Spannung 
abfallen wenn nicht am Transistor? Bei 60mA sind das ca. 90mW - mein 
Gefühl sagt, das kann sich mit einem SOT-23-Gehäuse ausgehen, aber das 
Datenblatt weiß es sicherer...

Thomas schrieb:
> Arno schrieb:
>> Die Masseführung kann ich nicht beurteilen - wenn du dazu eine Meinung
>> hören willst, stell eine Version mit Masseleiterbahnen ein (wenn du eine
>> hast - sieht ein bisschen so aus als hättest du einfach "Via auf die
>> andere Ebene, wird schon passen" gespielt)
>
> Gerne, reicht dazu nicht das Bild im 2ten Post von mir?

Manchen reicht es sicherlich, mir nicht :) Ich müsste mir jetzt zu jeder 
Leiterbahn auf der "heißen" Seite (z.B. von den VCC-Pins des ATMega328P 
zu den Abblockkondensatoren) den Rückweg auf der Massefläche suchen. 
Wenn du Masse-Leiterbahnen hättest, könnte ich das schnell erkennen, in 
einer Massefläche ist mir zu viel Aufwand.

MfG, Arno

von Thomas (Gast)


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Arno schrieb:
> Ja, da liegst du leider falsch. An der Basis liegen ca. 4V an, damit am
> Emitter ca. 3,5V. Der Kollektor liegt aber an 5V. Wo soll die Spannung
> abfallen wenn nicht am Transistor? Bei 60mA sind das ca. 90mW - mein
> Gefühl sagt, das kann sich mit einem SOT-23-Gehäuse ausgehen, aber das
> Datenblatt weiß es sicherer...

Aaah gut zu wissen, stimmt ;-)... Muss ich mir anschauen.

Arno schrieb:
> Wenn du Masse-Leiterbahnen hättest, könnte ich das schnell erkennen, in
> einer Massefläche ist mir zu viel Aufwand.

Wenn du mir verraten kannst, wie man das im Kicad anzeigen lassen kann 
:)?

lG

von Arno (Gast)


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In der linken Leiste von pcbnew gibt es drei Buttons, die definieren, 
ob/wie die Zonen angezeigt werden.

Auf dem ersten Bild dieser Seite:
https://techexplorations.com/kicad-4-book/index-p=130.html
sind das die Buttons Nummer 10, 11 und 12 von oben.

Wenn du Masseleiterbahnen geroutet hast, bevor du die Fläche gefüllt 
hast, sollte man sie damit wieder sichtbar machen können :)

MfG,
Arno

von Gerald K. (geku)


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Vielleicht wäre es gut, J6 verpolungssicher auszuführen.

https://www.reichelt.at/at/de/platinen-steckverbinder-set-2-polig-bkl-072510-o-2-p235731.html?&trstct=pol_0&nbc=1

Diese Stiftleiste gibt es auch abgewinkelt.

Wäre auch für die restlichen Stecker überlegenswert.

: Bearbeitet durch User
von Thomas (Gast)


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Arno schrieb:
> Wenn du Masseleiterbahnen geroutet hast, bevor du die Fläche gefüllt
> hast, sollte man sie damit wieder sichtbar machen können :)

Hatte die Massefläche direkt am Beginn eingefügt und gar keine 
Masseleitungen gezogen.

Ich werde die Tipps von euch noch einbauen und die PCB neu zeichnen.

Auf einer Seite habe ich gelesen, man sollte so wenig 
Durchkontaktierungen zu GND wie möglich machen, im Idealfall eine 
einzige Durchkontaktierung zu GND. Ist das wirklich so?
Abblockkondensatoren sollten aber direkt via Durchkontaktierung zur GND 
Fläche verbunden oder?

von Gerald K. (geku)


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Ich habe bei meinen Projekten die Masseflächen immer beidseitig 
durchgeführt.
Masseinseln kann man durch Durchkontaktierung von Masse zu Masseinsel 
beseitigen.

Beitrag "Re: Masseflächen bei zweilagiger Platine"

: Bearbeitet durch User
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