Forum: Platinen Elektroschaltplan für Platine so funktionsfähig


von Maxi (gluj)


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Hallo Zusammen

Für ein kleines Projekt habe ich diesen Schaltplan entworfen. (Anhang 1)
Bevor ich mich nun mit dem Layouten der Platine beginne, wollte ich 
fragen, ob dieser Schaltplan überhaupt funktionsfähig ist und was ich 
verbessern könnte.
Bezüglich dem Auswählen der Widerstände, Spulen und Kondensatoren bin 
ich mir nicht sicher, wie ich die passenden Bauteile richtig 
Dimensioniere.
Für Empfehlungen wäre ich euch sehr dankbar. Hier noch die Links zu den 
Bauteilen:

https://www.mouser.de/ProductDetail/Texas-Instruments/TPS630252YFFR?qs=p08Uhw9w2FwDRg5liAczlw%3D%3D

https://www.mouser.de/ProductDetail/Texas-Instruments/BQ25185DLHR?qs=Z%252BL2brAPG1IbO%2FV3RqsaPw%3D%3D

https://www.mouser.de/ProductDetail/Espressif-Systems/ESP32-C6-MINI-1-H8?qs=olJun0bQHM8q1UR%2FHSWi2A%3D%3D

https://www.mouser.de/ProductDetail/Silicon-Labs/CP2104-F03-GMR?qs=1CB38rTTsYrRJKVkczeRzA%3D%3D

https://www.mouser.de/ProductDetail/Analog-Devices-Maxim-Integrated/MAX30102EFD%2bT?qs=nVS1qgv%252BQrkHA4%2FoFYriFA%3D%3D

https://www.mouser.de/ProductDetail/STMicroelectronics/H3LIS200DLTR?qs=v3MacVxtdDIi8KjLXp352A%3D%3D

https://www.mouser.de/ProductDetail/Texas-Instruments/TPS79318DBVRQ1?qs=BBezV1N05%2FtWyR4OYgNDuQ%3D%3D

von Jörg R. (solar77)


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Pack die Wimmelbilder auf eine Seite, ohne die vielen Label.

von H. H. (hhinz)


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Maxi schrieb:
> ob dieser Schaltplan überhaupt funktionsfähig ist

Schaltpläne funktionieren nicht, sie dokumentieren.

Du hast keinen Schaltplan geliefert, sondern ein Suchspiel.


Und was das ganze mal werden soll, das ist wohl geheim.

von Max (mcic)


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Das ist mir zu viel Arbeit, aus Bauteilen einen Schaltplan
zusammenzustellen, Stundensatz 120€.

von Gerald B. (geraldb)


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Maxi schrieb:
> Bevor ich mich nun mit dem Layouten der Platine beginne, ...

wird es KiCad sehr viele Fehlermeldungen geben.

von F. (radarange)


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Einige der Label sind schon in Ordnung. Ob's jetzt wirklich strikt 
notwendig ist, bei dieser sehr überschaubaren Schaltung einen so großen 
hierarchischen Schaltplan zu machen, kann man sich natürlich überlegen.
Dem einsamen Akku-Anschlussstecker aber ein Label zu geben und das Label 
dann etwas weiter oben zu verwenden, ist allerdings tatsächlich ein 
wenig albern.
Aber gut, sei's drum. Ich habe jetzt wenig Lust, da die Beschaltung 
irgendwelcher ICs zu kontrollieren, das ist alles so Standardzeug, das 
musst und wirst du schon richtig hinkriegen. Eine Sache fällt allerdings 
auf und das nervt: Pins, die du nicht anschließt, solltest du 
entsprechend mit dem no-connect-Element belegen. Der ERC wird sich 
nämlich darüber beschweren, dass Dinge nicht angeschlossen sind.

Außerdem würde ich mir nochmal genau anschauen, wie die Stromversorgung 
funktioniert. Funktioniert das bei eingestecktem USB genauso wie ohne? 
Ich steig da nicht durch, da müsste ich die Datenblätter aller Chips 
anschauen, um festzustellen, welcher Chip was macht. Da kann es helfen, 
ein wenig Dokumentation in den Schaltplan zu schreiben. Der 
3.3V-Spannungsregler bekommt allerdings nur "VBAT", nicht so klar, was 
das ist (die Batteriespannung ist es schonmal nicht, die heißt nämlich 
BAT+). Hier sind die Netze also ggf. etwas unglücklich benannt.
Nochmal nachprüfen, ob dein I2C so funktioniert. Das Datenblatt des 
Pulsoximeters schweigt sich da bequem aus. So wie ich das sehe, scheinen 
alle Pins, die nicht VDD sind, 6V zu vertragen (???), der 3.3V-I2C wäre 
also trotz 1.8V-Spannungsversorgung okay, aber prüfe das lieber nochmal 
nach. Den INT-Pin betreibst du ja auch mit der 1.8V-Spannungsversorgung, 
im Datenblatt ist zumindest impliziert, dass der aus der gleichen 
Spannung gespeist wird wie die I2C-Kommunikation.
Die Bypass-Kondensatoren für die Logik-Spannungsversorgung hast du 
vergessen, die für die LED sind vorhanden. Wenn die auf einem anderen 
hierarchischen Schaltplan sein sollten (habe ich jetzt nicht 
nachgeschaut), dann hast du die falsch angelegt: Alles, was zu einem IC 
gehört, hat auch dort zu sein.

Edit: Noch was: Dein Pulsoximeter braucht ggf. viel gepulsten Strom für 
die LEDs. Du betreibst die mit 3.3V, bereitgestellt durch einen 
Spannungsregler. Kann man machen, du hast aber einen Akku bzw. eine 
USB-Versorgung, die beide bequem unter 6V haben, aber viel bequemer die 
benötigten Stromspitzen liefern können als der Spannungsregler. Es ist 
also sinnvoll, deine LED-Versorgung des Pulsoximeters direkt an den Akku 
bzw. USB anzuschließen.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7962218 wurde vom Autor gelöscht.
von Steffen S. (dl7ate)


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Moin,

interessant und wichtig wäre noch eine Kurzbeschreibung, was die 
"Platine" überhaupt machen soll. Wie stellst Du Dir sonst eine 
Funktionsprüfung durch uns vor ?

Steffen

von Marcel V. (mavin)


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Max schrieb im Beitrag Maxi schrieb:
> Für ein kleines Projekt habe ich diesen Schaltplan entworfen.

Einen vernünftigen lesbaren Schaltplan in JPG oder PNG habe ich bis dato 
hier noch nicht gesehen!

von Thorsten S. (thosch)


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Ein Schaltplan sollte die Funkktionalität der Schaltung möglichst 
übersichtlich beschreiben und den Signalfluß abbilden.
Keinesfalls aber das Layout vorwegnehmen.

Bauteilsymbole, deren Anschlüsse nach Pinnummern sortiert sind und nicht 
nach Funkktion bzw Funktionsgruppen, sind da kontraproduktiv und eher 
verwirrend. Insbesondere, wenn Anschlüsse auch die Oberkante und 
Unterkante des Symbols bevölkern, weil jemand versucht hat ein QFN oder 
TQFP "abzubilden".

Bei einfachen Logik-ICs sollte man der einfachen Regel folgen Eingänge 
links, Ausgänge rechts.

Das gilt grundsätzlich auch für komplexere Bauteile, wobei man dort 
Interfaces zusammenläßt, wie z.B. einen SPI. Zwischen Funktionalen 
Pin-Gruppen darf man auch gerne ein Pinraster Abstand einbauen, damit 
Gruppen als solche erkennbar und voneinander getrennt sind.

Es ist ggf. sinnvoll, ein Bauteil in Untersymbole aufzuteilen und z.B. 
auf einem Symbol nur Interfaces zu haben, die für den Signalfluß wichtig 
sind und auf einem zweiten Untersymbol nur die Spannungsversorgung zu 
haben.

Gerade bei Mehrfachbauteilen wie einem IC mit 4 gleichen Gattern oder 
einem Vierfach-OpAmp ist es sinnvoll, jedes Gatter/Opamp mit dem 
gleichen Untersymbol abzubilden, das sich nur in den jeweiligen 
Pin-Nummmern unterscheidet. Spannungsversorgung wieder auf ein 
extra-Symbol.

Dann stört die Spannungsversorgung und deren Abblockung nicht den 
analogen oder digitalen Signalfluß im Schaltplan. Und noch wichtiger: 
wenn man dann beim Layouten feststellt, daß man besser entflechten kann, 
wenn man zwei Gatter tauscht, dann geht das, ohne den Schaltplan 
neuzuzeichnen einfach durch Tauschen der Einzelsymbole.
Der Signalfluß durch hintereinander angeordnete Gatter oder 
Verstärkersymbole ist klar erkennbar.

Sind alle Gatter in einem Symbol, wird aus dem Schaltplan immer etwas 
unübersichtliches,entweder eine Label-Orgie oder ein Leitungsknäuel. Und 
beim Vertauschen von Gattern wirds kriminell.

Wenn.man seine Bauteile mit Mehrfachsymbolen anlegt. ist es auch kein 
Aufwand, z.B eine Schaltung von einem 4-fach-OpAmp auf zwei 
Doppel-OpAmps umzustellen. Da kommt dann im unteren Teil der 
Schaltplanseite nur ein Stpannungsversorgungs-Symbol und die Block-Cs 
hinzu, während in der Funktionsschaltung darüber nur die OpAmp 
Untersymbole durch die der Doppel-OpAmps getauscht werden, ohne eine 
Leitung anpassen zu müssen.

Und nur, weil in KiCad schon manche schlecht gemachte Schaltplansymbole 
vorhanden sind, heißt das ja noch lange nicht, daß man nicht seine 
eigenen anlegen darf.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Das ist die "interessanteste" Darstellung einer IC-Außenbeschaltung, die 
mir seit langem begegnet ist!

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Ich gebe mal allen Vorschreibern hier in ihrem Genoergele 
vollumfaenglich Recht und erweitere noch um:
Ueblicherweise verlaeuft der Signalfluss von links nach rechts, beim 
TPS630252 sieht's mir bei dir gerade andersrum aus. Verwirrt erstmal. 
Und ohne jetzt dessen Datenblatt eingehend studiert zu haben, gehe ich 
mal stark davon aus, dass dessen VIN_[1-3] bzw. VOUT_[1_3] oder auch 
PGND_[12], und auch die Anschluesse fuer die L nicht deshalb mehrfach 
vorhanden sind, damit du dir davon jeweils genau nur einen zum Anschluss 
aussuchen kannst.
Die L1 wird auch noch etwas Beachtung vertragen. Also, was die so 
koennen muss...
Am Eingang so eines Schaltreglers koennte ggf. irgendeine 
hundsmiserablige Spule  a.k.a Ferritebead o.ae. zusaetzlich zu den Cs 
aus dem Datenblatt auch helfen, die HF durch den Schaltregler nicht 
ueber die Batteriezuleitungen in alle Welt zu senden.

Die Unmengen GND_XX Pins vom ESP32 sind wahrscheinlich auch eher nicht 
nur dazu da, in der Luft zu haengen.

Vor'm naechsten Versuch, ggf. beim Kicad einfach mal selbst den 
Electrical Rules Checker laufen lassen und all das, was der bemaengelt, 
fixen.

Der wird auch den Kurzschluss am Eingang von IC2 finden.

Gruss
WK

: Bearbeitet durch User
von Wastl (hartundweichware)


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Maxi schrieb:
> Hallo Zusammen

Gibt es auch Schaltpläne die nicht-elektrisch sind?

Maxi schrieb:
> Elektroschaltplan.pdf (106 KB)

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Marcel V. schrieb:
> Einen vernünftigen lesbaren Schaltplan in JPG oder PNG habe ich bis dato
> hier noch nicht gesehen!

Sowas kann man auch nicht sehen, denn sowas gibt's nicht. PDF halte ich 
fuer Schaltplaene, insbesondere mehrseitige, fuer deutlich besser 
geeignet als reine Graphikformate. In einem pdf kann man z.b. auch prima 
nach irgendeinem Text suchen, was bei Schaltbildern manchmal dringend 
noetig ist.
Wie soll sowas bei einem PNG oder gar JPG (<- voellig bescheuertes 
Format fuer Schaltplaene) gehen?
Daher bin ich ganz stark fuer PDF, mehr oder weniger bescheuerte 
Graphikformate hoechstens fuer ganz simple Schaltungen, oder Auszuege 
aus einem grossen Schaltplan.

Gruss
WK

von Wastl (hartundweichware)


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Maxi schrieb:
> Für ein kleines Projekt habe ich diesen Schaltplan entworfen.

Erinnert mich massiv an den morgigen Tag. Das ist der Freitag.

Liebe Forums-Mitleser, vielleicht betrachtet ihr diesen Thread
mal von einer anderen Seite?

von H. H. (hhinz)


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Wastl schrieb:
> Gibt es auch Schaltpläne die nicht-elektrisch sind?

Aber sicher doch: Pneumatik, Hydraulik, Mechanik...

: Bearbeitet durch User
von Roland F. (rhf)


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Hallo,
Wastl schrieb:
> Gibt es auch Schaltpläne die nicht-elektrisch sind?

Ja.
Denkmal an pneumatische Steuerungen.

rhf

von Andreas B. (bitverdreher)


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Sebastian R. schrieb:
> Das ist die "interessanteste" Darstellung einer IC-Außenbeschaltung, die
> mir seit langem begegnet ist!

R12 fehlt da aber noch!

von Marcel V. (mavin)


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Dergute W. schrieb:
> Daher bin ich ganz stark fuer PDF

Mit dieser Meinung stehst du aber ganz alleine auf weiter Flur! 
Schaltpläne im PDF Format lassen sich von unterwegs aus übers Smartphone 
teilweise nicht öffnen, wenn man keinen PDF-Reader auf dem Smartphone 
zur Verfügung hat, so dass diese Leute bei der Diskussion schon mal vorm 
Zug zwangsläufig ausgeschlossen werden!

Das beste Format für Schaltpläne ist natürlich JPG, denn damit kann man 
auch schnell mal von Unterwegs aus einen handskizzierten Schaltplan vom 
Bierdeckel abfotografieren und jeder kann ihn auch von Unterwegs aus 
sofort lesen. So kommt man auch ohne ständiges Nachfragen schneller zu 
einer gescheiten Lösung, sonst sitzen wir hier erfahrungsgemäß wieder 
bis Weihnachten rum!

von Marcel V. (mavin)


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Andreas B. schrieb:
> R12 fehlt da aber noch!

Nicht nur DAS, die beiden Anschlüsse GND und EP (Pin 5 und Pin 11) 
können ebenfalls noch mit Pfeilen beschriftet werden, so dass die grüne 
Verbindungslinie komplett entfällt ;-)

von Maxi (gluj)



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Vielen Dank für die vielen Antworten.
Im Anhang ist nun die V3 des Schaltplans. (Alles auf einer Seite)
Bitte V2 ignorieren.

H. H. schrieb:
> Und was das ganze mal werden soll, das ist wohl geheim.

Mit der Platine sollen die Messwerte von den Sensoren an ein 
Webinterface gegeben werden. Die Platine wird am Handgelenk getragen um 
zu sehen wie schnell die Hand sich beschleunigt und welcher Puls die 
Person gerade hat.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7962310 wurde vom Autor gelöscht.
von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Maxi schrieb:
> Im Anhang ist nun die V3 des Schaltplans.

Es ist anders. Ich weiß nicht, ob es besser ist, aber es ist anders.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Immernoch zuviele Pins unbeschaltet, die eigentlich beschaltet sein 
sollten.
Guck z.b. mal im Datenblatt von dem tps630252 ins Kapitel 12.2 und 
versuche aus dem Layoutbeispiel das Schaltbild nachzuvollziehen.
Und solltest du das tatsaechlich mal layouten, dann mache es genauso 
wie im Datenblatt beschrieben.

Gruss
WK

von F. (radarange)


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Maxi schrieb:
> Vielen Dank für die vielen Antworten.
> Im Anhang ist nun die V3 des Schaltplans. (Alles auf einer Seite)
> Bitte V2 ignorieren.

Ja toll. Jetzt haben dich die Leute hier mit ihrem Genörgel wegen der 
Labels dazu gebracht, alles auf eine Seite zu stopfen und nun ist es ein 
unübersichtlicher Spaghettihaufen. :(
Besonders lästig wird das jetzt durch die irgendwo durch die Gegend 
laufenden Stromversorgungsleitungen, deren Funktion jetzt absolut nicht 
mehr ersichtlich ist.
Ganz kurz:
- GND und Spannungsversorgungen kann man gern direkt als solches 
anbinden, ohne lange Leitungen. Die GND-Leitung vom USB-C-Stecker zum 
IC1 ist beispielsweise so eine Sache, die alles nur verwirrend macht. 
Labels und Netzsymbole dienen dazu, Dinge einfacher und verständlicher 
zu machen.
Auch zwischen PS1 und IC6 hast du da Verbindungen gezeichnet, über die 
der GND geht.
- Sinnvollerweise: Versorgungsspannung von oben anbinden, GND von unten. 
Daran hält sich nicht jeder, aber das macht es deutlich einfacher zu 
lesen
- Solange nichts wirklich Dringendes dafür spricht, jedem IC im 
Schaltplan eine eigene Spannungsversorgung und GND spendieren, keine 
geteilte Spannungsversorgung zwischen Baugruppen (Stecker/IC1, PS1/IC6)
- Dinge, die paarweise auftreten und gleich sind, auch gleich zeichnen. 
Beim I2C machst du das schon, beim CC1/CC2 geht einer über einen 
Widerstand direkt auf GND, der andere über einen Widerstand zu einem IC? 
Ah, da hat sich ja noch ein GND reingemogelt. Das macht den Schaltplan 
unübersichtlich und schwer zu lesen.

Der Rest ist viel Geschmackssache.

von Jens G. (jensig)


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F. schrieb:
> Maxi schrieb:
>> Vielen Dank für die vielen Antworten.
>> Im Anhang ist nun die V3 des Schaltplans. (Alles auf einer Seite)
>> Bitte V2 ignorieren.
>
> Ja toll. Jetzt haben dich die Leute hier mit ihrem Genörgel wegen der
> Labels dazu gebracht, alles auf eine Seite zu stopfen und nun ist es ein

Ist ja auch richtig so, solange das ohne weiteres und übersichtlich 
drauf passt.

> unübersichtlicher Spaghettihaufen. :(

Trotzdem schon mal besser als die V1 ...

> Labels und Netzsymbole dienen dazu, Dinge einfacher und verständlicher
> zu machen.

Gegen Labels und Netzsymbole hat ja auch keiner was, aber man sollte 
dabei eben nicht zum Extremisten werden, wie es in V1 ist.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Maxi schrieb:
> Im Anhang ist nun die V3 des Schaltplans. (Alles auf einer Seite)

Versorgungen zeichnen man für einen übersichtlichen Schaltplan nicht 
irgendwie, sondern von oben nach unten sortiert, d.h. +3V3/VCC/VDD/... 
kommt von oben, Gnd geht nach unten.

von F. (radarange)


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Jens G. schrieb:
>> Ja toll. Jetzt haben dich die Leute hier mit ihrem Genörgel wegen der
>> Labels dazu gebracht, alles auf eine Seite zu stopfen und nun ist es ein
>
> Ist ja auch richtig so, solange das ohne weiteres und übersichtlich
> drauf passt.

Sehe ich nicht so. Jetzt muss ich die Funktion aller ICs kennen, um zu 
wissen, was das soll. Beim hierarchischen Schaltplan waren die nach 
Funktionsgruppen gruppiert, das ist geschickter. Ja, man kann es 
übertreiben und ja, da globale Labels zu nutzen ist etwas ungeschickt. 
Aber einen Schaltplan für die Spannungsversorgung, einen für den 
Microcontroller und einen für die Sensorik fände ich deutlich besser als 
das, was jetzt hier entstanden ist. Man muss den Kram nicht mehr auf 
Papier ausdrucken, mehr Seiten in einem PDF sind billig.
Das ist keine komplexe analoge Schaltung, bei der man Signale verfolgen 
muss. Das Komplexe an der Schaltung ist die Spannungsversorgung und 
Lademanagement, der Microcontroller kommuniziert einfach nur über 2 
I2C-Leitungen. Das sollte man eigentlich erfassen können.

>> unübersichtlicher Spaghettihaufen. :(
>
> Trotzdem schon mal besser als die V1 ...

Auf keinen Fall. V1 war nicht gut, aber dabei konnte man wenigstens noch 
sehen, was wozu gehört und fehlende Komponenten entdecken. Bei der 
Version jetzt eher nicht mehr.

>> Labels und Netzsymbole dienen dazu, Dinge einfacher und verständlicher
>> zu machen.
>
> Gegen Labels und Netzsymbole hat ja auch keiner was, aber man sollte
> dabei eben nicht zum Extremisten werden, wie es in V1 ist.

Das stimmt natürlich, aber ich habe das Gefühl, dass hier eine 
prinzipielle Abneigung dagegen besteht. Da fangen Leute an, über 
Opamp-Schaltungen zu schwadronieren und vergessen so ein wenig, dass 
hier das Einzige, was die Komponenten tatsächlich miteinander verbindet, 
I2C ist. Natürlich ist es albern, für jeden Pin ein Label zu setzen und 
das Signal dann direkt daneben mit dem entsprechenden Label und einem 
Widerstand nach GND zu führen, das kann man aber einfach anregen und 
dann kann jemand was lernen. Und ehrlich: Mir sind Labels lieber als 
Spaghetti. Spaghetti verwirrt aktiv, weil die Schaltung komisch 
aussieht. Labels sind nur anstrengend zu lesen, weil man sich so viel 
merken muss.

von Jens G. (jensig)


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F. schrieb:
> Sehe ich nicht so. Jetzt muss ich die Funktion aller ICs kennen, um zu
> wissen, was das soll. Beim hierarchischen Schaltplan waren die nach
> Funktionsgruppen gruppiert, das ist geschickter.

Die Funktion kann man auch ganz einfach bei den Schaltkreisen oder 
Funktionsgruppen als Text-Element mit dazuschreiben. Dafür muss man also 
einen Schaltplan nicht zum hierarchischen Suchspiel ausarten lassen.

F. schrieb:
> Aber einen Schaltplan für die Spannungsversorgung, einen für den
> Microcontroller und einen für die Sensorik fände ich deutlich besser als

Ich nicht, wenn das nicht sein muss.

> das, was jetzt hier entstanden ist. Man muss den Kram nicht mehr auf
> Papier ausdrucken, mehr Seiten in einem PDF sind billig.

Mehr Seiten im PDF heißt aber auch mehr hin- und herblättern, und 
zusätzliche Labelsuche. Würde ich als besonders lästig empfinden

F. schrieb:
> Auf keinen Fall. V1 war nicht gut, aber dabei konnte man wenigstens noch
> sehen, was wozu gehört und fehlende Komponenten entdecken. Bei der
> Version jetzt eher nicht mehr.

Pffff. Von Strukturierung eines Schaltplans, wo man die Teile nach 
Funktion etwas gruppiert (was hier ja ohne weiteres ginge), hast Du wohl 
noch nichts gehört?

F. schrieb:
> Das stimmt natürlich, aber ich habe das Gefühl, dass hier eine
> prinzipielle Abneigung dagegen besteht.

Nöö, eigentlich nicht. Nur der dabei gezeigte "Extremismus" ist den 
meisten etwas zuwider ...

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