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Forum: Platinen Tipps für dieses Layout.


Autor: Jürgen F. (jue)
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Hallo alle zusammen!

Es ist geschafft: Ich habe mein erstes größere Layout fertiggeplant. Es 
handelt sich hierbei um eine 2-Kanal Schrittmotoransteuerung mit einer 
Kombo aus dem L297 und dem L298. Ich weiß, dass es wesentlich 
effizientere Schaltungen gibt, aber es handelt sich hierbei um eine 
Ansteuerung für einen Prototyp bei einem Jugend-Forscht-Projekt, sprich 
die Funktion des Prototyps soll damit nur gezeigt werden.

Mein Frage an euch:
Sind die Leiterbahndicken in Ordnung?
 * 1,016 mm für Leiterbahnen mit Strömen von bis zu 2A
 * 0,305 mm für Steuerleitungen, sprich keinen nenneswerte Ströme

Sind die Leiterbahnabstände in Ordnung?

Sind die Leiterbahnen relativ geschickt gelegt, oder gibt es eine 
wesentlich bessere Anordnung? Momentan benötige ich 8 Drahtbrücken (Beim 
Layout der Top-Layer)

Es wäre nett, wenn ihr mir ein paar Tipps geben könntet, damit ich mal 
ein Feeling für das Routen bekommen ;-)

Herzlichen Dank schon mal ...
Jürgen

Autor: Christoph Budelmann (Firma: Budelmann Elektronik GmbH) (christophbudelmann) Benutzerseite
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Jürgen F. wrote:
> Es ist geschafft: Ich habe mein erstes größere Layout fertiggeplant. Es
> handelt sich hierbei um eine 2-Kanal Schrittmotoransteuerung mit einer
> Kombo aus dem L297 und dem L298. Ich weiß, dass es wesentlich
> effizientere Schaltungen gibt, aber es handelt sich hierbei um eine
> Ansteuerung für einen Prototyp bei einem Jugend-Forscht-Projekt, sprich
> die Funktion des Prototyps soll damit nur gezeigt werden.

In welchem Bundesland und Fachgebiet startest du denn?

> Mein Frage an euch:
> Sind die Leiterbahndicken in Ordnung?
>  * 1,016 mm für Leiterbahnen mit Strömen von bis zu 2A
>  * 0,305 mm für Steuerleitungen, sprich keinen nenneswerte Ströme

Die Signalleitungen sind völlig unproblematisch. Die Leiterbahnen für 
die höheren Ströme dürften sich etwas um 10K über Raumtemperatur 
erwärmen, was aber auch noch kein Problem darstellt. Genaue Infos 
findest du hier:

http://www.pcb-pool.com/download/spezifikation/deu...

> Sind die Leiterbahnabstände in Ordnung?

Willst du das Layout selber ätzen oder machen lassen. Beim Selberätzen 
würde ich nicht unter 0,25mm Abstand gehen, bei einem Hersteller sind 
auch 0,15mm in der Regel in Ordnung. Ohne die EAGLE-Dateien, kann man da 
aber schwer jetzt was zu sagen - geschätzt sieht es gut aus. Nur die 
Leiterbahnen zwischen den ICs 5 und 7 sehen etwas eng aus.

> Sind die Leiterbahnen relativ geschickt gelegt, oder gibt es eine
> wesentlich bessere Anordnung? Momentan benötige ich 8 Drahtbrücken (Beim
> Layout der Top-Layer)

Bei einem Prototypen sind die Drahtbrücken nicht so von Bedeutung, daher 
würde ich es erstmal so lassen. Von Platinenlayouts versteht die Jury 
bis hin zum Bundeswettbewerb sowieso nicht viel... ;-)

Christoph

Autor: noob (Gast)
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bei den dioden sind einige leitungen sehr duenn ;)

Autor: Gurkenhals (Gast)
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schon nicht schlecht....

2 Anmerkungen:

die schrägen Drahtbrücken sehen nicht gut aus

wenn du das selbst ätzen willst, solltest du das Layout in eine alles 
bedeckende Kupfer(Masse)fläche "einbetten" - spart beim Ätzen Zeit und 
Substanz (EAGLE kann das)

Autor: Jürgen F. (jue)
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Hallo!

Danke für die Rückmeldungen.

Die Dioden sollen ja Selbstinduktions_spannungen_, die beim 
Abschaltvorgang der Motorspulen entstehen, abfangen. Von daher habe ich 
mir gedacht, dass dort wohl keine hohen Ströme entstehen, oder?

Ich werden mal versuchen, das selber zu ätzen. Ich bin grade in der 
Schule, von daher kann ich die Eagle-Datei nicht anhängen, werde das 
aber heute Nachmittag noch nachholen.

Und die schrägen Drahtbrücken werde ich noch mal begradigen. Die sehen 
wirklich nicht berauschend aus.
Masseflächen sind ebenfalls vorgesehen, nur habe ich der 
Übersichtlichkeit halber das Polygon entfernt, bzw. nicht anzeigen 
lassen.

Zu Jugend Forscht:
ich starte mit meiner Gruppe in Niedersachsen im Bereich Technik. die 
Schrittmotor sollen eine Nachführung antreiben.

Jürgen

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Jürgen F. (jue)

>Die Dioden sollen ja Selbstinduktions_spannungen_, die beim
>Abschaltvorgang der Motorspulen entstehen, abfangen. Von daher habe ich
>mir gedacht, dass dort wohl keine hohen Ströme entstehen, oder?

Der fliessende Strom ist genauso hoch wie der Strom währende der 
Einschaltphase der Spulen. Bei kleinen Schrittfrequenzen ist der 
Ausschaltvorgang kurz im Verhältnis zur Schrittzeit, bei hohen dauert er 
genausolange wie die Schrittzeit. Die Strombelastung der Leiterbahn ist 
dann erheblich! Man sieht nicht von welchem Typ die Dioden sind. Nimm 
keinen 1N4001 oder ähnliche!

Relais mit Logik ansteuern

Ob die Abstände stimmen sagt dir der DRC (Design Rule Check). Dort kann 
man alle Minimalabstände einstellen, für Hobbyätzer würde ich nicht 
unter 12mil gehen (0,3mm).

Ausserdem würde ich die Leiterbahnen nicht unbedingt durch die Pads der 
Dioden führen. Lieber die Dioden mit einem klenen Abzweig anbinden.

MFG
Falk

Autor: ecslowhand (Gast)
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Ich finde die Restringe bei den Dioden, Widerständen und Kondensatoren 
etwas zu gering. Beim Bohren und löten wirst Du Dich nachher ärgern.

Lg EC

Autor: Falk Brunner (falk)
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Und soll das ein Kühlkörper sein? Den kann man aber schlecht auf die 
Bauteile setzen . . .

MFG
Falk

Autor: Jürgen F. (jue)
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Hallo!

So, ich war grade ein wenig Produktiv und hab mal alles in eine ZIP 
getan:
 * Das Layout im Eagle-Format
 * Den Schaltplan im Eagle-Format
 * Das Layout als Bild mit Bauteilen
 * Das Layout, wie ich es später aus dem Drucken bekommen möchte.
 * Das Board in 3d (das innere Spielkind konnte Eagle3D nicht 
widerstehen)


@Falk:
Richtig, das ist ein Kühlkörper! Jedoch sollte die Bauteilanordnung so 
korrekt sein. Erklärung findest du auf dem 3d-Bild.

Als Dioden habe ich BAT48-Dioden genommen. Sind die in Ordnung? Sie 
wurden u.A. hier empfohlen:
http://www.roboternetz.de/schrittmotoren.html

Die Leiterbahnen der Dioden habe ich nun auch auf 1mm vergrößert ...


@EC:
Ja, da hast du recht ... was kann ich da machen? Kann ich die Pads 
großräumig austauschen oder welche, die größer sind, drüber setzen? Zur 
Not muss ich sie beim Ausdrucken ausfüllen lassen, aber dann wird das 
mit dem Zentrieren des Bohrers schwerer.


Noch ein kleine Frage zu Eagle: Wie bestimme ich denn die genau 
Entfernung zwischen 2 Punkten?


Besten Dank für eure Bemühung
Jürgen

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Jürgen F. (jue)

> * Das Board in 3d (das innere Spielkind konnte Eagle3D nicht

Bissel dunkel, und ungünstiger Blickwinkel.

>Als Dioden habe ich BAT48-Dioden genommen. Sind die in Ordnung? Sie

Hmm, die schaffen 350mA im Dauerbetrieb. Wie gross ist den der max. 
Spulenstrom? Der L298 schafft ja bis zu 600mA pro Kanal. Könnte aber 
passen, wenn gleich mit wenig Reserve.

>Die Leiterbahnen der Dioden habe ich nun auch auf 1mm vergrößert ...

Aber immer noch DURCH die Pads geführt. Würde ich nicht machen.

>Ja, da hast du recht ... was kann ich da machen? Kann ich die Pads
>großräumig austauschen oder welche, die größer sind, drüber setzen?

NEIN!

Mit DICKEN LEitungen drangehen, nur die letzten paar mm.
Oder im DRC die Einstellungen für Restring heraufsetzen.

>Noch ein kleine Frage zu Eagle: Wie bestimme ich denn die genau
>Entfernung zwischen 2 Punkten?

Mit Mark (links oben im Menu) eine Referenzmarke setzen, dann werden 
alle Entfernungen auch relativ zum Mauszeiger angezeigt.

MFg
Falk

Autor: Jürgen F. (jue)
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Hallo Falk!

Ja, ich weiß, dass das Bild zu dunkel ist, sind ja auch meine ersten 
Gehversuche ;-) Ich war schon echt überwältigt, als da tatsächlich ein 
Bild rauskam ^^

Der Spulenstrom beträgt 600mA, während der Standzeit wird der aber auch 
etwa auf 200-300mA reduziert.
Aber es handelt sich bei der Selbstinduktion ja nicht um einen 
dauerhaften Stromfluss, sondern nur der kurzzeitige Peak beträgt 600mA, 
sonst wären unsere Energieprobleme für immer behoben ^^
Oder sehe ich das falsch?

Stimmt, die Idee, die Pads für die Freilaufdioden (nennt man die in 
diesem Fall auch so?) auszulagern habe ich noch auch meiner Liste 
stehen. Werde ich auch noch durchführen.

Danke, dass du dir die Zeit genommen hast.
Jürgen

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Jürgen F. (jue)

>Aber es handelt sich bei der Selbstinduktion ja nicht um einen
>dauerhaften Stromfluss, sondern nur der kurzzeitige Peak beträgt 600mA,
>sonst wären unsere Energieprobleme für immer behoben ^^
>Oder sehe ich das falsch?

Mein Posting gelesen?

"Der fliessende Strom ist genauso hoch wie der Strom währende der
Einschaltphase der Spulen. Bei kleinen Schrittfrequenzen ist der
Ausschaltvorgang kurz im Verhältnis zur Schrittzeit, bei hohen dauert er
genausolange wie die Schrittzeit. Die Strombelastung der Leiterbahn ist
dann erheblich! Man sieht nicht von welchem Typ die Dioden sind. Nimm
keinen 1N4001 oder ähnliche!"

>Stimmt, die Idee, die Pads für die Freilaufdioden (nennt man die in
>diesem Fall auch so?)

Ja.

MfG
Falk

Autor: Jürgen F. (jue)
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Hallo!

Ja, natürlich hab ich das gelesen, aber ich hab mir einen Graphen vom 
Abschaltvorgang angeschaut, speziell für den Strom:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/thumb/1/1...

Demnach beträgt der Strom DIREKT nach dem Abschalten 600mA, fällt danach 
aber sofort ab. Auf die Frequenz muss ich halt dann einfach per Software 
achten, damit nicht allzuoft dieser Vorgang pro Zeit abläuft. 
Voraussichtlich brauche ich etwa 200 Schritte pro Sekunde. Und soweit 
ich das überblicken kann, wird eine Diode nur alle 4 Schritte genutzt.

Oder liege ich wieder falsch?

Jürgen

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