Forum: Platinen PCB Design praktisch lernen?


von Levy (levo2322)


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Hallo liebe Community,

ich wollte die Frage in den Raum werfen, wie ich PCB-Design in der 
Praxis am besten lerne, von Anfänger-Projekten hin bis zu eigenen Ideen.

Meine Kenntnisse sind allerdings aufs das Theoretische beschränkt, mit 
Komponenten wie Trafos, Dioden, Spulen/Kondensatoren als Hoch -oder 
Tiefpass habe ich mich während meines Studiums in Elektrotechnik und 
Regelungstechnik beschäftigt, Logikgatter und deren diverse Anwendungen 
kenne ich auch.

Dazu beherrsche ich Simulink und bin auch mit Nachrichtentechnik und 
Signalverarbeitung/Verläufen vertraut.

Aufbauend darauf wollte ich mal nach Tipps fragen, wie ich am besten in 
das Thema PCB-Design einsteigen kann.

Vielen Dank im Vorraus.

: Verschoben durch Moderator
von Alexander (alecxs)


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Du brauchst ein konkretes Projekt. Dann legst Du los und stellst 
konkrete Fragen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Levy schrieb:
> ich wollte die Frage in den Raum werfen, wie ich PCB-Design in der
> Praxis am besten lerne

Einfach machen! Und zwar am Anfang nicht am Rechner, sondern von Hand 
mit Papier und Bleistift. Du fängst mit dem Schaltplan an und ersetzt 
die symbolischen Bauteile durch ihren Footprint. Die Verbindungen 
ergeben die Leiterbahnen. Wenn das klappt, dann kannst du das am Rechner 
nachmachen. Und dann auch komplizierte Sachen machen.

von Thomas S. (Firma: Chipwerkstatt) (tom_63)


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Bis Europakartengröße (160x100) einseitig mache ich bislang mit Corel 
Draw. Symbole, wie z.B. Lötaugen, IC-Sockel, Messerleisten, bis hin zu 
SMD-Bauteilen selbst erstellt. Ätzen tue ich selbst, bis hin zum 
Lötstoplack.

Der 'ausgewachsene' Weg wäre KiKad.
Die Frage ist halt: selbst ätzen, oder zum Dienstleiser.
Ein Dienstleister will keine CorelDraw Zeichnung. Der will kompatible 
Dateien, wie Gerber, Excelon, ... . Die kommen aus Kicad.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Axel S. schrieb:
> Und zwar am Anfang nicht am Rechner, sondern von Hand mit Papier und
> Bleistift.

So würde ich heute niemandem mehr empfehlen anzufangen.

Allein die Konsistenz zwischen Schaltplan und Layout bei einem 
EDA-System ist nichts, worauf man freiwillig verzichten sollte.

Wir fangen beim Feuer anzünden ja auch nicht mehr mit Feuersteinen an, 
nur weil man das früher so machen musste. ;-)

Aber mit was einfachem anfangen, auf jeden Fall. Irgendeinen astabilen 
Multivibrator, der zwei LEDs wechselblinken lässt oder sowas.

von Falk B. (falk)


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Axel S. schrieb:
> Einfach machen! Und zwar am Anfang nicht am Rechner, sondern von Hand
> mit Papier und Bleistift.

Naja. Das war zu DEINER Jugendzeit vielleicht mal so. Heute nimmt man 
ein Programm, und sein es zum Einstieg erstmal nur Fritzing.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Levy schrieb:
> wie ich am besten in
> das Thema PCB-Design einsteigen kann.

Wieso willst du gerade jetzt, also nach Studium, Simulink und 
Signalverarbeitung mit PCB-Design anfangen?
Ich hab' meine ersten Platinen wahrscheinlich so ungefaehr fast ca. 10 
Jahre VOR dem Studium "gefertigt" - und ich vermute mal, da bin ich 
nicht der einzige hier.
Sollte dein aktuelles Interesse durch ein Jobangebot oder sowas 
getriggert worden sein: Dann wuerde ich das nicht machen. Klappt nicht 
so.

Gruss
WK

von Jochen F. (jamesy)


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Ein ausgezeichnetes Buch zum Thema ist
https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://pearl-hifi.com/06_Lit_Archive/02_PEARL_Arch/Vol_16/Sec_51/4530_Electromagnetic_Compatibility_Engineering.pdf&ved=2ahUKEwjc1aOBkZKOAxXllP0HHUGQE2sQFnoECAoQAQ&usg=AOvVaw0HBgwwgm5uu-8HkwiEMSlf
Das kann helfen, die Anordnung der Bauteile und Leiterbahn (Netze) zu 
optimieren. Ich habe das Buch vor gut 35 Jahren kennengelernt und habe 
es immer als meine EMV-Bibel bezeichnet.
Zum Rest: Einfach erst mal was kleineres anfangen, eventuell von Hand 
ätzen und durchkontaktieren, daraus lernt man recht schnell, was sich 
bewährt und was gar nicht taugt. Das ist dann gar nicht so teuer. Zeit 
muß man allerdings immer investieren - ich habe vor knapp 40 Jahren 
angefangen und lerne auch noch immer etwas dazu.

von Levy (levo2322)


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Weil ich während des Studiums keine Zeit hatte, parallel arbeiten 
musste.

Während des Studiums habe ich mit vielen Dingen nur theoretisch 
beschäftigen können, so ist das in meiner jungen Generation.
(Bin 27)

Einen Job in der Elektronik Branche habe ich schon, mein Anreiz ist es 
meine Fähigkeiten auszubauen und mich weiter zu entwickeln.

Aktuell bin ich mit Dingen wie trouble shooting mit Leiterplatten 
beschäftigt, falls es dir einen besseren Eindruck gibt. :)

von H. H. (hhinz)


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Levy schrieb:
> Aktuell bin ich mit Dingen wie trouble shooting mit Leiterplatten
> beschäftigt, falls es dir einen besseren Eindruck gibt. :)

Was soll das bedeuten?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Levy schrieb:
> wie ich PCB-Design in der Praxis am besten lerne
Du willst nicht nur "PCB-Design" lernen, sondern offenbar das 
Gesamtthema "Schaltungsentwicklung". Denn ein korrektes und 
funktionierendes Layout sind bestenfalls 10% der Gesamtentwicklung. Die 
beginnt nämlich bereits mit der Idee und der Analyse möglicher 
Lösungsansätze. Wenn man da falsch "abbiegt" oder mangels Wissen einen 
ungeeigneten und komplizierten Schaltplan malt (so wie zB die 
allermeisten Anfängerschaltungen, die Optokoppler enthalten), dann kann 
ein tolles Layout diese grundlegenden Fehler nicht mehr ausbügeln.

Levy schrieb:
> Aktuell bin ich mit Dingen wie trouble shooting mit Leiterplatten
> beschäftigt
Versuche die Schaltungen darauf zu verstehen und lerne aus den Fehlern, 
die andere gemacht haben. Das ist die günstigste Art des Lernens.

: Bearbeitet durch Moderator
von Levy (levo2322)


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Na fertiges Gerät mit Firmware, Endtests durchführen und wenn es Mängel 
gibt, hardware und softwareseitig analysieren, woran es liegt.

von Levy (levo2322)


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Lothar M. schrieb:
> Levy schrieb:
>> wie ich PCB-Design in der Praxis am besten lerne
> Du willst nicht nur "PCB-Design" lernen, sondern das Gesamtthema
> "Schaltungsentwicklung". Denn ein korrektes und funktionierendes Layout
> sind bestenfalls 10% der Gesamtentwicklung. Die beginnt nämlich bereits
> mit der Idee und der Analyse möglicher Lösungsansätze.

Ich möchte ja nicht sofort dahin kommen.
Erstmal klein anfangen. Wie war es denn bei dir damals?

von Alexander (alecxs)


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Also wenn es Dir an Projekten mangelt, ich suche aktuell jemand der mir 
kostenlos eine Platine routet.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Levy schrieb:
> Wie war es denn bei dir damals?
Mit einem MW-Detektorempfänger.

Und der hat nicht funktioniert. Das hat mich angetrieben. Nach ein paar 
anderen Schaltungen (Blinker, Verstärker, Lauflicht, Atomium, Sender, 
Netzteil, der ewige Blinker...) als Drahtigel, auf dem Steckbrett, auf 
Lochraster und selbstgemalten und -geätzten Platinen. Dann kam endlich 
ein bezahlbare Schaltplan- und Layoutprogramm namens "Einfach 
Anzuwendender Grafischer Layout Editor" auf den Markt. Das war der Stern 
am Entwickler-Himmel.

> Erstmal klein anfangen.
Wie gesagt: die Toolchain gibt's heute umsonst. Die Sauerei mit dem 
FeCl3 kannst du dir sparen. Fang trotzdem erst mal klein an. Und so oft, 
wie hier Anfänger über einen einfachen Transistor stolpern, wäre eine 
simple Transistorschaltung nicht die schlechteste Wahl. Und wie gesagt: 
verstehe die Schaltung vor du sie aufbaust. Analysieren hinterher, ob 
sie das tut, was du erwartet hast.

: Bearbeitet durch Moderator
von Marci W. (marci_w)


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Jochen F. schrieb:
> Ein ausgezeichnetes Buch zum Thema ist...

Wow, das ist ja mal ein ausführliches Buch zum Thema! Vielen Dank für 
den Link!

ciao

Marci

von Alexander S. (alesi)


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Levy schrieb:
> Hallo liebe Community,
>
> ich wollte die Frage in den Raum werfen, wie ich PCB-Design in der
> Praxis am besten lerne, von Anfänger-Projekten hin bis zu eigenen Ideen.

Hier gibt es ein paar Tipps in Kurzform (inkl. Links weiter unten)

https://www.mikrocontroller.net/articles/Richtiges_Designen_von_Platinenlayouts

von Richard W. (richardw)


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Zettel und Stift kannst du stecken lassen.

Bei uns in der Firma werden die Praktikanten oder Absolventen vor Altium 
Designer gesetzt mit der Aufgabe, irgend ein Adapterboard oder irgendwas 
anderes überschaubares zu entwerfen. Und nach ein paar Wochen können die 
das in der Regel.

Ansonsten wurde KiCad ja schon empfohlen. Letztendlich ist die Software 
auch Wurscht. Du brauchst halt irgend ein Projekt für das du dich über 
einen längeren Zeitraum in deiner Freizeit motivieren kannst. Am besten 
nicht zu viel vornehmen. Lieber zügig und so gut es geht fertig machen 
und das nächste Projekt angehen, je nachdem wie du gestrickt bist. Das 
ist besser als einen Klopper zu designen. Am besten nix mit 230V und nix 
mit sehr hohen Strömen.

Gut ist auch immer wenn man ein ausgewachsenes Projekt irgendwo im 
Internet findet (mit der gewünschten SW erstellt) das man abändern kann 
oder zumindest als Inspiration hernehmen kann. Oder halt versuchen, ein 
Design aus einer anderen SW zu reproduzieren. Ansonsten YouTube schauen, 
dort gibt’s massig Tutorials. Generell schadet es nie, sich viele andere 
Designs anzuschauen und davon zu lernen. Fehler machen ist auch gesund.

Wenn du ein dickes Fell hast, stell dein Projekt dann hier rein und lass 
es begutachten. Dort filterst du die konstruktiven Kommentare aus und 
ignorierst den Stuss und das Gepampe.

von Gunther M. (gunther_m)


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Levy schrieb:
> Hallo liebe Community,
>
> ich wollte die Frage in den Raum werfen, wie ich PCB-Design in der
> Praxis am besten lerne, von Anfänger-Projekten hin bis zu eigenen Ideen.

Bei FED gibt es den certified interconnect designer. Weiss nicht, was 
der Kurs kostet, soll aber sehr gut sein.

Gruß
Gunther

von Rudi (rudils)


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Hallo,
ich hab das als Kind schon vor 70 Jahren gekonnt. Das Spiel hieß 
"Kuhbatzenziehen". Man hat viele Punkte auf eine Blatt Papier gemalt und 
jeder Spieler durfte abwechselnd diese Batzen verbinden, ohne aber eine 
schon vorhandene Linie zu kreuzen. Wurde mit der Zeit immer schwieriger, 
wer nicht mehr konnte hatte verloren.

PCB Layout ist nichts anderes, nur mit mehr Regeln. Und bei Multilayern 
dreidimensional. Und wenn du nicht weißt, was Kuhbatzen sind, dann bist 
du auch nicht in solche reingetreten. Beim PCB-Design sind die 
Footprints die Kuhbatzen. Das war schon damals so, wer die Kuhbatzen 
malen durfte, konnte sie passend zu seiner Strategie setzen, manchmal 
wenigstens.

Ernsthaft: Spielend lernen, das hat die heutige Gesellschaft versiebt.

von Bradward B. (Firma: Starfleet) (ltjg_boimler)


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Man kann ja klein anfange, erst mal ne PCB-Business-Card ohne elektronik 
machen, da lernt man schon mal die Grundbegriffe wie Silk-,layer, 
Outline etc:
https://www.instructables.com/PCB-Business-Card-With-NFC-Make-Yours-With-NFC-QR-/

Als nächste steigerung ein einfaches Bedienknopf-halter/adapter PCB, 
dann was mit dummen µC, dann mit ARM und exterenen DRAM und natürlich 
die Boards nicht nur zeichnen, sondern bis gerber durchdrücken, fertigen 
lassen und InBetriebnehmen. Erst bei der Inbetriebnahme merkt man 
manchen Scheiss und was Design for testability wirklich bedeutet.

Literatur: 
https://www.amazon.de/Schaltungs-Leiterplattendesign-Detail-fertigen-Ger%C3%A4t/dp/3739218711

Ach ja, mit reverse engineering lernt man auch , also Altgeräte 
zerlegen, PCB extrahieren und studieren. Und Fotos davon für später 
machen.

Multimeter ist da wegen dem Drehschalter spannend, eigene Fotos find ich 
grad nicht, da mal ein Link: 
https://www.engineersgarage.com/wp-content/uploads/2019/07/LCD-PCB-Rotary-Knob-Switch.jpg

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Rudi schrieb:
> Ernsthaft: Spielend lernen, das hat die heutige Gesellschaft versiebt.

Unsinn! Die Spiele und ihre Zeuge sind heute nur andere.

Beitrag #7899213 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7899215 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7899263 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7899268 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7899270 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7899284 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7899285 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7899294 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7899305 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Wie viele andere hier bereits empfohlen haben: Machen!

Im Wesentlichen bestimmen diese Faktoren das PCB-Design:

1. Spannungen (bei höheren Spannungen mehr Abstand)
2. Ströme (bei höheren Strömen breitere Leiterbahnen)
3. Impulse u. Frequenzen (Wirkung auf benachbarte Leiterbahnen und bei 
hohen Frequenzen Antennen- und Resonanzeffekte)
4. Form, Masse und Anschlusslage der Bauteile

Arbeiten deine Schaltungen mit geringen Spanungen (z.B. 5...12V) und 
gringen Strömen (einige 100 mA) und Frequenzen bis max. kHz-Bereich, 
spielen die Punkte 1-3 quasi keine Rolle und es kommt "nur" noch darauf 
an, die Bauteile möglichst platzsparend und funktional (z.B. Buchsen und 
Anschlüsse für externe Bauteile am PCB-Rand) unterzubringen.

Je wichtiger die oben genannten Bedingungen werden, desto spezieller 
werden die Ansprüche ...

Beitrag #7899323 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Klaus F. (klaus27f)


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Einfacher Einstieg für Anfänger

Google nach der pdf :
   chemnitzer.linux-tage.de "kicad" pdf

https://media.ccc.de/search/?q=Kicad

von Rainer W. (rawi)


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von Rainer W. (rawi)


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Levy schrieb:
> Na fertiges Gerät mit Firmware, Endtests durchführen und wenn es Mängel
> gibt, hardware und softwareseitig analysieren, woran es liegt.

Das fängt schon vorher mit dem Aufbau einer Testumgebung an. Ob sich 
Mängel in der normalen Nutzung offenbaren, ist oft sehr zufällig. Eine 
richtig aufgesetzte Testumgebung, die gezielt alles abklopft, findet 
irgendwelche Fehler wesentlich zuverlässiger.
"Woran es liegt" nennt sich "Debugging".
Und das alles findet nicht erst beim Endtest statt, sondern bereits 
während der Entwicklung.

: Bearbeitet durch User
von Philipp (phgoil)


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Gunther M. schrieb:
> Bei FED gibt es den certified interconnect designer. Weiss nicht, was
> der Kurs kostet, soll aber sehr gut sein.

Als Absolvent vom ZED (Zertifizierter Elektronikdesigner) Level 1 & 2 
kann ich das absolut befürworten.
Einen besseren Einstieg in das Thema PCB Design gibt es meiner Meinung 
nach nicht.

von M.A. S. (mse2)


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Philipp schrieb:
> Als Absolvent vom ZED (Zertifizierter Elektronikdesigner) Level 1 & 2
> kann ich das absolut befürworten.
> Einen besseren Einstieg in das Thema PCB Design gibt es meiner Meinung
> nach nicht.
Kostet aber eine Menge Geld, richtig?

Beitrag #7900954 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Tom G. (masterx244)


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Klaus F. schrieb:
> Einfacher Einstieg für Anfänger
>
> Google nach der pdf :
>    chemnitzer.linux-tage.de "kicad" pdf
>
> https://media.ccc.de/search/?q=Kicad

+1 fürs verlinken einer gescheiten Seite ohne Tracking/Werbetralala

von Peter D. (peda)


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PCB-Design und Schaltungsentwurf sind eigentlich 2 ganz verschiedene 
Aufgaben. Daher sind in vielen Firmen auch 2 separate Abteilungen dafür 
zuständig.
Als Einzelkämpfer hat man aber den Vorteil, daß man im PCB noch 
Schaltungsfehler erkennen und korrigieren kann. Auch kann man besser 
einschätzen, wo größere Abstände oder dickere Leitungen nötig sind. Oder 
welche Leitungen nicht dicht nebeneinander verlaufen dürfen (Ein- bzw. 
Ausgänge).

Beim Routen bevorzuge ich die Inseltechnik. Ich schnappe mir z.B. einen 
OPV mit dem ganzen Hühnerfutter drumrum und platziere und verdrahte 
diese Insel. Dann schnappe ich mir die nächste Insel. Und zum Schluß 
werden die Inseln optimal zueinander platziert und verdrahtet.

Gleichartige Baugruppen werden einmal erstellt und dann mit "Copy Room" 
vervielfältigt. Leider ist das unter Altium ziemlich eingeschänkt. Jeder 
Room muß auf genau ein Schaltungsblatt und darf keine Unterblätter 
haben.
Die Zuordnung gleicher Bauteile erfolgt nämlich über die Position auf 
dem Schaltungsblatt.

Die ganzen Versorgungen bekommen erst mal nur ein Via und werden ganz 
zum Schluß angeschlossen. Man sollte da auch keinen falschen Stolz 
zeigen und gleich 4 Lagen benutzen. Die Einsparung bei 2 Lagen ist nur 
gering.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Was auch nicht schadet: Layout und FPGA-Design aus einer Hand bzw. in 
sehr enger, z.b. kaffeepausenbasierter Abstimmung. Z.b. bei einem Sack 
voll hispeed-Lanes kanns ungemein helfen, wenn man da die Reihenfolge 
bzw. Polaritaet, mit der die am FPGA aufschlagen, so variieren kann, 
dass die "guenstig" und passend ankommen und das "Feinrouting" bzw. 
kreuzen der Leitungspaare dann im FPGA macht.

Gruss
WK

von Herbert Z. (herbertz)


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Beim PCB Design gibt es feste Regeln an die man sich bei "Heim und 
Technik" nicht unbedingt halten muss.  Wer Platinen gewerblich dann 
verkaufen will, bestückt oder unbestückt, der hat etwas mehr zu lernen.
Meine Layouts mache ich aus der Erfahrung heraus. Netz und 
Niederspannung zusammen auf einer Platine zb. vermeide ich, oder halte 
mich an die Abstandsregel die es gibt.
NF ist in der Regel unkritisch, HF- hängt von der Frequenz ab wie 
pingelig ich da sein muss. Letztendlich ist eine korrekte Funktion die 
Antwort der Technik auf ein sauberes arbeiten.
Wie gesagt, wenn mal was wegen dem Layout nicht geht, daraus lern man am 
meisten. So bei mir. Lernen über tun! Gewerbliches Routen ist eine ganz 
andere Hausnummer, notwendig bei dir oder eher nicht?
MfG

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