In Datenblättern gehen Beispiellayouts immer von einer Ground plane aus zu der einfach durchkontaktiert wird.
Ich mache nur 2-lagig (Einschränkung der Lizenz) und hab Masse vorab geroutet, bevorzugt auf der Unterseite. Die Schaltung sitzt aber auf der Oberseite der Platine, daher verlaufen auch oben GND Signale.
Ist es sinnvoll hier mehr Dukos zu setzen als eigentlich benötigt, nur damit GND für kurze Strecken die Seite zurück und vor wechselt?
Spielt die Kurve von Leiterbahnen eine Rolle, oder ist es Spielerei nur 45° Grad in die Kerkos hinein zu routen?
Ich habe die Versorgung so gelegt dass Strom ausschließlich über die Kondensatoren läuft, wie Perlen an einer Schnur. Wenn ich Massefläche flute wird die Kette zum Netz und Abkürzungen entstehen. Ist das egal weil der Strom dennoch über die (+) Plusleitungen an den Kerkos vorbei zurück muss (kein HF nur bisschen kHz PWM) oder sollte man Ground auftrennen nach GND 12V, GND 5V, GND 3v3 usw. so dass getrennte Masseflächen entstehen?
Kann man gleiche Signale kreuzen, sollte man sogar, oder sollte man es vermeiden?
Nein, höre ich zum ersten Mal. Und das obwohl ich den Abschnitt Entkopplung von Lothar schon x-Mal "gelesen" habe - da steht es drin.
Bei mir ist alles ziemlich anspruchslos, funktioniert auch mit Dupont Kabeln auf dem Steckbrett. Ich will mir nur nichts falsches angewöhnen. Jedesmal mache ich es anders und es kamen diese Fragen auf.
Eine "Kette" klingt nach Designfehler. Aber ohne Bild schwer einzuschätzen. Normalerweise strebt man eine Sternförmige Leitungsführung an, wo alle Verbraucher direkt am Ausgang des Spannungsreglers zusammen treffen. Damit Spannungsabfall auf einer Leitung die anderen möglichst wenig betrifft. Da Mikrocontroller hochfrequent Impulsweise Strom aufnehmen, wirkt sich jede parasitäre Induktivität (also Schleifen und Bögen) stärker aus, als bei einfachem Gleichsttom.
Ich finde Lothars Aufsätze zum Thema ebenfalls sehr lesenswert. Er hat die Knackpunkte gut verständlich erklärt:
Anbei Auszug aus ISBN: 9-783739-218717 zum Routing auf 2-lagigen Platinen.
Wer darin das Wort "Masse vermisst, das steckt bei dem Schweizer Autor im Begriff "Potential".
Da Mikrocontroller hochfrequent Impulsweise Strom aufnehmen, wirkt sich
jede parasitäre Induktivität (also Schleifen und Bögen) stärker aus,
als bei einfachem Gleichsttom.
Um die Auswirkungen parasitärer Induktivitäten der Versorgungsleitungen auf hochfrequente, impulsweise Stromaufnahmen gar nicht zum Tragen kommen zu lassen, vermeidet man hochfrequente, impulsweise Ströme auf den Leitungen.
Dazu verwendet man Abblockkondensatoren möglichst nahe an der Impulslast. Die hochfrequenten Anteile der Stromschwankungen werden dann von den Kondensatoren geliefert und gar nicht erst über die ganze Platine verteilt.
In Datenblättern gehen Beispiellayouts immer von einer Ground plane aus
zu der einfach durchkontaktiert wird.
Ich mache nur 2-lagig (Einschränkung der Lizenz) und hab Masse vorab
geroutet, bevorzugt auf der Unterseite. Die Schaltung sitzt aber auf der
Oberseite der Platine, daher verlaufen auch oben GND Signale.
Ist es sinnvoll hier mehr Dukos zu setzen als eigentlich benötigt,
nur damit GND für kurze Strecken die Seite zurück und vor wechselt?
"Jeder mm hat ein nH". Wenn du auf einer Seite bleiben kannst und deswegen keine zusätzlichen Umwege machen musst, dann bleibe auf einer Seite. Das spart 3mm. Zusätzliche Vias am vorderen und hinteren Ende der Leitung können trotzdem sinnvoll sein.
Spielt die Kurve von Leiterbahnen eine Rolle, oder ist es Spielerei
nur 45° Grad in die Kerkos hinein zu routen?
Das klingt eher nach Spielerei.
Ich habe die Versorgung so gelegt dass Strom ausschließlich über die
Kondensatoren läuft, wie Perlen an einer Schnur. Wenn ich Massefläche
flute wird die Kette zum Netz und Abkürzungen entstehen. Ist das egal
weil der Strom dennoch über die (+) Plusleitungen an den Kerkos vorbei
zurück muss (kein HF nur bisschen kHz PWM)
Beide Kondensatoranschlüsse sind gleich wichtig. Es kann sinnvoll sein, den Strom zu zwingen, dass er wirklich direkt am Kondensator vorbei kommt, z.B. bei den Plusleitungen. Bei GND versucht man grundsätzlich eher, dass der Anschluss überall möglichst nieder-impedant ist.
oder sollte man Ground
auftrennen nach GND 12V, GND 5V, GND 3v3 usw. so dass getrennte
Masseflächen entstehen?
Das macht man eher nicht mehr. Die Idee dahinter ist, GND-Ströme einer Domäne von der anderen fern zu halten. In der Praxis kann das eine gemeinsame GND-Fläche i.d. Regel viel besser.
Wichtig ist folgender Gedanke: Außer bei Gleichstrom versucht der GND-Strom dort zu fließen, wo er dem dazugehörigen Strom auf der positiven Seite am nächsten ist. Die Fläche zwischen diesen zwei Strecken wirkt als Spule, die du möglichst klein halten willst. Du solltest daher versuchen, allen Signalen eine durchgängige GND-Leitung in der Nähe anzubieten, was eine Fläche sehr gut kann. Getrennte GND-Flächen machen das schwierig.
Kann man gleiche Signale kreuzen, sollte man sogar, oder sollte man
es vermeiden?
Das wird sich wohl nicht vermeiden lassen. Ganz grundsätzlich ist eine 90°-Kreuzung weniger schlimm, als Signale über lange Strecken dicht parallel zu führen, weil da viel leichter etwas überkoppelt. Abstand zu anderen Signalen hilft immer. Aber mach' dir da nicht zu viele Sorgen. GND in der Nähe ist wichtiger.
Konkretere Vorschläge kann man nur geben, wenn du Bilder hast.
Hier mal ein Beispiel. Ground ist leicht hell hervorgehoben. Die Kerkos grün nachgezeichnet. Der Autorouter würde die Leiterbahnen einfach gerade an die Pads anbinden, nicht so kreisförmig. Aber ich kann mir irgendwie nicht vorstellen dass es einen Unterschied macht.
Masseflutung kommt später auf die rote Lage (fehlt hier) daher war der Gedanke einfach die Leiterbahnen wegzulassen und Dukos zu setzen.
Die Kerkos
grün nachgezeichnet. Der Autorouter würde die Leiterbahnen einfach
gerade an die Pads anbinden, nicht so kreisförmig.
Würde ich auch so machen, also wie im rechten Bild. Der Sinn dieser extra Bögen nach außen (linkes Bild) erschließt sich mir nicht, bedeutet allenfalls längere Leiterbahnen.
Masseflutung kommt später auf die rote Lage (fehlt hier) daher war der
Gedanke einfach die Leiterbahnen wegzulassen und Dukos zu setzen.
Man routet trotzdem immer zuerst die Masse (eigentlich schon als allererstes, noch vor VCC und Signalen), um sicherzustellen, daß die Verbindungen ausreichend "gut" sind. Flutet man am Ende einfach nur, kann es passieren, daß nur eine umständliche lange Verbindung quer über die halbe Platine zustande kommt, die für den ERC aber (zum jetzigen Stand in KiCad jedenfalls) OK ist und nicht zu einer Warnung führt und somit unbemerkt bleibt.
Die Schaltung sitzt aber auf der
Oberseite der Platine, daher verlaufen auch oben GND Signale.
Das verstehe ich jetzt nicht, wie du das meinst. Wenn du unten einen GND-Layer hast (wie es der Normalfall ist), kontaktierst du sämtliche GND-Pads unmittelbar mit möglichst vielen Vias direkt durch. Es gibt also oben dann eigentlich keine "GND-Signale", nur kürzeste Bahnen vom Pad zu den Vias.
Bei zweilagig kann aber nicht eine Lage nur GND sein. Im ersten Bild sieht Du hellblau GND vorgeroutet ohne Vias. Im zweiten Bild habe ich einige Leiterbahnen durch Vias ersetzt. Der Versorgungspfad bleibt aber oben, soll ja direkt sein.
Bei zweilagig kann aber nicht eine Lage nur GND sein.
Doch, natürlich. War bei mir bisher immer so. Muss man Signale kreuzen, macht man halt unten im eig. GND-Layer eine kurze Brücke, das lässt sich für die Massefläche i.d.R. noch verschmerzen. Bei nicht sehr komplexen bzw. kompakten Layouts/Schaltungen ist das so AFAIK gängige Praxis.
Braucht man wirklich mind. 2 Layer für Signale, macht man halt 4-lagige Platinen, die sind bei JLC auch noch recht günstig. Dann hat man auch noch nen extra Layer für VCC. Wenn dein Layoutprogramm (Eagle?) das aus Lizenzgründen nicht macht, steige doch auf KiCad um (ist eh zu empfehlen).
hat Johannes mit Ja beantwortet und Tilo mit Nein.
klares Nein
Ist mir noch nicht so klar.
klares ja
Wenn ich ein 3v3 PWM vom ESP32 an einen Tiefpass zum glätten schicke, ist es dann nicht besser der Massepfad ist separat nur zum ESP32 geroutet, damit sich das PWM keine Abkürzung zum 5V oder 12V Ground sucht?
Es soll ja nichts in den OPV einkoppeln, da soll nur eine analoge Spannung erscheinen.
Zum Rest stimme ich überein und werde noch mal von vorne anfangen.
hat Johannes mit Ja beantwortet und Tilo mit Nein.
Nein, habe ich nicht. Diese Frage bezog sich vermutlich auf deinen Ansatz, GND wie Signale (nicht als Fläche in extra Layer) zu routen, was ich aber als sehr ungünstig einschätze. Mit den mehreren Vias bezog ich mich auf meine Empfehlung, GND als Fläche weitgehend exklusiv (bis auf kurze Signalbrücken) nach unten zu legen, und GND-Pads von oben dann mit (jeweils mehreren) Vias direkt nach unten zu kontaktieren.
Oh Gott, böse Erinnerungen werden wach ... Mit den c't-Versionen von Target 3001! hatte ich "früher" meine ersten Erfahrungen im Platinendesign gemacht. Danach kurz Eagle und mit dem Einstieg in KiCad erlebte ich dann schließlich, dass das ganze auch wirklich Spaß machen kann.
Target konnte damals noch nicht mal "richtige" Flächen erzeugen, und die Bibliothek war grauenhaft. Mir ist schleierhaft, warum das überhaupt irgendwer noch benutzt, wo KiCad inzwischen mit professionellen Layoutprogrammen mithalten kann und obendrein Freeware ist.
KiCad ist mir zu komplex. In Target wird ein Bauteil ausgewählt, in den Schaltplan eingefūgt und das wars. Der Footprint und das 3D Modell sind da schon verknüpft. Ist für Kinder.
Mit den mehreren Vias bezog ich mich auf meine Empfehlung, GND als
Fläche weitgehend exklusiv (bis auf kurze Signalbrücken) nach unten zu
legen, und GND-Pads von oben dann mit (jeweils mehreren) Vias direkt
nach unten zu kontaktieren.
Man routet trotzdem immer zuerst die Masse (eigentlich schon als
allererstes, noch vor VCC und Signalen), um sicherzustellen, daß die
Verbindungen ausreichend "gut" sind.
Das läuft darauf hinaus GND wie Signale zu routen. Nur eben unten. Zum Schluss fluten.
Ist nur doof wenn der Strom dann einen ganz anderen Weg nimmt als gedacht.
Das läuft darauf hinaus GND wie Signale zu routen. Nur eben unten. Zum
Schluss fluten.
Ja, wenn du so willst, schon. Nur halt zuerst, mit bestimmten Vorgaben (möglichst kurz von Quelle zu Pad) und ohne Vias, diese dann erst direkt am Pad.
Ist nur doof wenn der Strom dann einen ganz anderen Weg nimmt als
gedacht.
Man kann auch das Fluten weglassen, bzw. selektiv gezielt einzelne Flächen einfügen (so machen es Profis). Massefläche automatisch auf ganze Platine gießen lassen ist eher die Quick-and-Dirty-Variante, bei geringeren Ansprüchen aber meist ausreichend.
Wie man es macht weiß ich, nur noch nicht ob es notwendig ist. Vielleicht noch mal die Frage anders gestellt:
Stellt dieser beim Fluten entstande Steg der Wärmefalle eine unerwünschte Abkürzung dar, die sich je nach Platzierung negativ auswirken könnte? Oder spielt das keine Rolle, weil der Strom trotzdem auf jeden Fall durch den VCC Pfad zurück fließen muss (VCC seitig kann also nichts am Kerko vorbei)?
Oder spielt das keine Rolle, weil der Strom trotzdem
auf jeden Fall durch den VCC Pfad zurück fließen muss (VCC seitig kann
also nichts am Kerko vorbei)?
Das wäre meine Vermutung. Zudem schrieb Tilo oben bereits:
Bei GND versucht man grundsätzlich
eher, dass der Anschluss überall möglichst nieder-impedant ist.
Den Eindruck hatte ich auch immer aus Empfehlungen und Beispielen gewonnen und mich bisher daran orientiert. Teilweise macht man zwar getrennte Masseflächen in bestimmten Fällen (digital/analog, Oszillatoren), aber das ist dann schon ein sehr fortgeschrittenes Thema.
Bei einfacheren Layouts ist man m.E.n. gut beraten, generell für möglichst niederimpedante Verbindungen aller GND-Anschlüsse miteinander zu sorgen, mittels Flächen und möglichst vielen (parallelen) Vias.
Ich mache nur 2-lagig (Einschränkung der Lizenz) und hab Masse vorab
geroutet, bevorzugt auf der Unterseite.
Masse zuerst zu beachten ist zwar gut, aber man sollte Hin- und Rückweg der pulsförmigen Stromaufnahme gleichzeitig bearbeiten, um die zwischen ihnen aufgespannte Fläche klein zu halten.
Achtung, diese Buch und seine Vorschläge ist gnadenlos veraltet und Ursache warum Computerplatinen damals noch mit ach und Krach mit 1MHz aber nicht mehr mit 10MHz funktionierten.
Ich sehe schon auch hier gibt's keine Klarheit. Irgendwo muss man immer Kompromisse eingehen.
Kann mir jemand noch die Frage zum PWM beantworten?
Batterie 12V versorgt einen 5V Buckconverter, Buckconverter versorgt ein ESP32 Dev Board, Dev Board (AMS1117) versorgt den ESP32, der erzeugt 3V3 PWM, quer über die Platine.
Das PWM wird über ein RC-Glied zur analogen Spannung, die wird über 100k als Eingangssignal für einen OPV.
Der OPV wird über einen Elko direkt mit 12V versorgt.
Die gesamte Kette bildet ja irgendwo einen Stromverlauf (begrenzt durch 100k) und hat alles denselben GND.
Wenn ich das PWM separat vom GPIO zum RC-Glied und wieder zurück zum GND Pin des ESP32 zurück route, bleibt dann der frequente Anteil auf diese Leiterbahnen lokal begrenzt?
Oder sollte GND (vom RC-Glied) stattdessen an die 12V Klemme geroutet werden (was eine Massefläche allein erledigt)?
Wegen dem 100kΩ Widerststand fließt dort nur ein geringer Strom, daher brauchst du dir keine Sorgen machen. Wichtiger ist hier, dass auf der GND Leitung selbst möglichst wenig Spannung (durch andere Lasten) abfällt, weil sich das sonst direkt auf die Stabilität deiner analogen Ausgangsspannung auswirkt.
Wegen der Stabilität mache ich mir keine Sorgen, der Buckconverter ist auf 2A ausgelegt. Oder beziehst Du Dich auf die Leiterbahnbreite?
Die Frage ist auf die 4 kHz bezogen; ist damit automatisch der gesamte GND bis hin zur Batterieklemme "versaut" oder nur bis zum GND des RC-Glieds, so wie im Schaltplan? Bin mir halt nicht sicher ob sternförmig das beste ist, und wohin (wo ist der Sternpunkt)
Den Buckconverter habe ich (als Modul) schon so nah wie möglich am ESP32 DevKit (Modul) untergebracht, aber ist halt beides weit weg von der 12V Klemme.
Die Frage ist auf die 4 kHz bezogen; ist damit automatisch der gesamte
GND bis hin zur Batterieklemme "versaut" oder nur bis zum GND des
RC-Glieds, so wie im Schaltplan?
Du machst dir zu viele Gedanken. 4 kHz, auch als PWM, sind jetzt keine Raketentechnik. Wenn du grundlegende Richtlinien beachtest, die hier schon zu Genüge diskutiert wurden, wird das keine Probleme machen.
Trotzdem würde mich interessieren wo beim PWM der Sternpunkt auf der
Platine zu erwarten wäre.
Was meinst du mit Sternpunkt? Diesen legt man bei sternförmiger Masseführung z.B. an den Elko hinter einem Regler oder Gleichrichter. Bei einer Massefläche gibt es keinen Sternpunkt. Ansonsten versucht man, Schleifen mit hochfrequenten Strömen möglichst klein zu halten (eingeschlossene Fläche).
Hier dürfte das alles ziemlich unkritisch sein, weil weder nennenswerte Ströme fließen noch größere Frequenzen im Spiel sind. Natürlich ist es dennoch gut, allgemein geltende Prinzipien anzuwenden, aber übertreiben muß man es nicht. Eine gute (weitgehend durchgehende) Massefläche auf der Unterseite i.V.m. niederimpedanten Durchkontaktierungen nach oben wird hier auf alle Fälle genügen.
Was meinst du mit Sternpunkt? Diesen legt man bei sternförmiger
Masseführung z.B. an den Elko hinter einem Regler oder Gleichrichter.
Das ist doch schon mal was. Den Elko für die OPV Schaltung am 12V Eingang habe ich beispielsweise im VCC Pfad umgangen, weil der Buckconverter noch seinen eigenen Elko hat.
Hinter einem Regler hieße hinter dem AMS1117-3.3 also wäre der ESP32 GND Pin der Sternpunkt für das RC-Glied.
Ich deute das Ausweichen zu meiner Frage so, dass ich mit der Vermutung richtig lag. Ein einfaches Ja hätte gereicht.. Ich frag ja hier nicht zum selber denken!
Ich deute das Ausweichen zu meiner Frage so, dass ich mit der Vermutung
richtig lag. Ein einfaches Ja hätte gereicht.
Ich würde es dir ja gerne einzeichnen, aber das setzt eine Zeichnung vor dir voraus. Nur du kennst deine Schaltung und dein Layout. Ich kann zwar Gedanken lesen, aber du bist zu weit weg.
Gut dann eben: wie verläuft die Schleife; ESP32 GPIO - Tiefpass - ESP32
GND Pin?
Wie gesagt ist die Stromquelle an der Schleife beteiligt. Allerdings beeinflussen Abblockkondensatoren den Weg, deswegen ist es ohne Layout nicht so einfach zu beantworten.
Das Layout existiert aber noch nicht. Das möchte ich erst routen.
Das A und O ist ein vernünftiges Platzieren der Komponenten.
Spannungsversorgung von den Steckern über Spannungsregler zu den (höheren) Verbrauchern ist besonders wichtig, eher lokale dicke Leiterbahnen (>=1 mm) und Teilmassenflächen.
Platzierung so daß diese Wege möglich kurz sind.
Früher hat man wichtige Bauteile oder -Gruppen probehalber auf Lochrasterplatten gesteckt, oder Papierschnipsel wie Legosteine auf kariertem Papier hin und hergeschoben für erste Ideen.
Das ist schon heftig, hab ich auf noch keinem Arduino gesehen. Damit
kommt man nicht mehr durch Stiftleisten durch.
Richtig erkannt. Es gibt Leiterbahnen, die nicht mehr durch Stiftleisten durchpassen. Welche das sind, hängt vom Rastermaß der Stiftleiste ab.
Eine Möglichkeit damit umzugehen ist, die Leiterbahn zum Durchfädeln durch den Engpass zu verjüngen oder aufzuspalten. Für Leiterbahnwiderstand, Induktivität und Verlustleistung geht immer die Länge mit ein.
Das ist schon heftig, hab ich auf noch keinem Arduino gesehen. Damit
kommt man nicht mehr durch Stiftleisten durch.
Ja.
Braucht man ja auch nicht.
Man fährt mit der Leiterbahn GND eben direkt zur und über die Stiftleiste GND.
Und mit dem +5V auch zur und über den +5V Anschluss.
Ich möchte den "alecxs" (Alexander) nur eine kleine Anmerkung
mit auf den Weg geben :
bitte verlasse Dich nicht zu sehr auf den Autorouter und versuche händisch Deine Platine zu routen (da ist ja nicht viel drauf).
Du bekommst besser ein Gefühl dafür was machbar und sinnvoll ist.
Zu mir wurde früher gesagt : Autorouter ist was für Faule die keine
Ahnung haben.
So z.B. Abstand Leiterbahn zu Bohrung - das ist zwar alles machbar
aber für mich wäre es nicht "das Gelbe vom Ei".
Auch dass einige Leiterbahnen quer über die Platinen durch etliche
Buchsenleisten hindurch (zwischen zwei Pads) laufen ist auch nicht so
optimal - das könnte man besser machen.
Auch das die Dokus so einfach in den Leiterbahnenden eingeplanzt sind
und keine richtige Form haben wäre für mich ein weiterer Kritikpunkt.
Aber dass ist mal wieder Geschmacks - bzw. Ansichtssache.
Die Restringstärke der Dokus sieht auch auf den ersten Blick etwas
dünn aus (da sollte man sich an den Fertiger halten).
Wenn ich bei Aisler & Co. was bestelle nehme ich 0,3er Bohrung bei 0,7mm
Außendurchmesser sowie 0,25mm Leiterbahnbreite (da bin ich dann auf der sicheren Seite).
Als Hobbybastler route ich die Platinen so wieso nicht zu eng - man muss es ja noch irgendwie selbst löten bzw. bestücken können.
Schade dass Du keine 3D Ansicht von der Platine hast - da könnte man
noch mehr Hinweise zum Optimieren geben.
Noch ein Tipp : KiCAD ist nicht so schwer und ich würde es mir in einer
ruhigen Minute versuchsweise mal anschauen.
Den Schaltplan musst Du so und so erstellen - Anleitungen gibt es im Web mehr als genug und Du hast mehr Möglichkeiten.
Bei Kupferdicke von 35 µm macht das
4 mm Leiterbahnbreite.
Naja, übertreiben brauchst du nicht.
Hier mal eine Art "Retro" Platine, teils mit SMD ergänzt.
Die "GND" "+5V" und "+12V" sind i.d.R. 1,25 oder 1,5 mm, paar wenige 2mm.
Normale Leiterbahnen sind 0,4 mm.
Via sind dort 0,6 mm mit 0,3 mm Bohrung.
Hier mal eine Art "Retro" Platine, teils mit SMD ergänzt.
Ist dass auch mit den "Eagle" Autorouter entstanden ?
Ehrlich gesagt,dass bestätigt meine Abneigung betreffs Autorouter.
Sorry - keine Kritik an Deine Person !
Ist dass auch mit den "Eagle" Autorouter entstanden ?
Ehrlich gesagt,dass bestätigt meine Abneigung betreffs Autorouter.
Nein,
Das ist Kicad, in meiner Einarbeitungsphase letztes Jahr.
Erste Platte in Euroformat 160x100 die ich dann bei JlcPcb habe teilbestücken lassen, alle Smd Komponenten (rechts von gezeigtem Ausschnitt ist mehr Lametta).
Wie kommst du auf Autorouter??
Meinst du der wählt die diversen Leiterbahnbreiten wie ich erklärte?
Was gefällt dir nicht an der Leiterbahnführung?
Schade dass Du keine 3D Ansicht von der Platine hast - da könnte man
noch mehr Hinweise zum Optimieren geben.
Hab noch nicht alles im Schaltplan fertig, werde erstmal die Hinweise umsetzen. Es sind auch noch externe Spannungen drauf für die das PCB nur als Kabel dient, ist alles nicht so einfach zu erklären im Gesamtzusammenhang. Target hat aber 3D Modelle und ich nutze die 3D Ansicht auch zum prüfen, weil man nur dort die Signale einzeln ein- und ausblenden kann.
KiCAD ist nicht so schwer und ich würde es mir in einer
ruhigen Minute versuchsweise mal anschauen.
Ich hatte in KiCad mal eine Platine angefangen, hab dann aber nach 2 Stunden gemerkt dass ich mit Target schneller voran komme. Hätte mir auch gewünscht dass meine Frustrationstoleranz größer wäre.
0,3er Bohrung bei 0,7mm
Außendurchmesser sowie 0,25mm Leiterbahnbreite
Ich habe 0,4er Bohrung mit 0,8mm Ring bei 0,3mm (bzw 1,2mm bei 0,5mm) Leiterbahnbreite verwendet. Kann man dem Autorouter auch mitgeben, hab ich vergessen einzustellen.
Als Hobbybastler route ich die Platinen so wieso nicht zu eng - man muss
es ja noch irgendwie selbst löten bzw. bestücken können.
Ja, deswegen halte ich mich immer ein bisschen an das RM2,54 Raster und geh nicht mehr unter 0805. Der Siebdruck muss letztendlich auch noch lesbar bleiben.
Auch dass einige Leiterbahnen quer über die Platinen durch etliche
Buchsenleisten hindurch (zwischen zwei Pads) laufen ist auch nicht so
optimal
Das war ich tatsächlich selber, unter Einhaltung des Mindestabstands von ebenfalls 0,3mm bzw 0,5mm bei den etwas dickeren Leiterbahnen. Wobei Target da auch nicht ganz klar kommt das einzuhalten, was wohl am Zoll Raster liegt.
Man könnte die SMD Bauteile noch mal entfitzen, aber bin eigentlich froh da schon fertig zu sein, ist noch jede Menge zu routen.
Mir ging es primär um Frage der Schleifen, insbesondere ob bei GND Flutung unerwünschte By-pässe entstehen die Abblockkondensatoren umgehen könnten.
(die "TP3" / "TP4" , "TP17" / "TP18" usw. sind jeweils 2-polige Schraubklemmen. Da war ich zu faul eigenes Symbol zu bauen und habe dann vorhandene "TP" eben passend in Abstand 2,54 mm gesetzt).
Ich könnte auch noch die Vias ausrechnen, Bohrungsdurchmesser 0,4 mm ergibt einen Zylinder den man zur Leiterbahnbreite aufrollen kann.
U = π ⋅ d
Dann sind das 0,4 π = 1,25 mm Leiterbahnbreite unter der Annahme das Kupfer im Zylinder ist genauso 35 µm dick.
Nur ist mein Restring gerade mal 0,2 mm breit. Restring sollte halbe Leiterbahnbreite sein, also die Leiterbahn teilt sich und läuft um das Bohrloch herum. Sofern die Vias als Stern genutzt werden,
1,25 mm + 0,4 mm = 1,65 mm Durchmesser für die Vias.
(kein HF nur bisschen kHz PWM) oder sollte man Ground
auftrennen nach GND 12V, GND 5V, GND 3v3 usw. so dass getrennte
Masseflächen entstehen?
du unterliegst einem Irrtum, dem viele unterliegen: HF beginnt, routingtechnisch ab ca. 150kHz.
Aber das Entscheidende ist: Es ist nicht die Taktfrequenz die darüber entscheidet, sondern die Schaltgeschwindigkeit deiner Gatter und die dürfte mittlerweile bei moderneren ICs immer im einstelligen ns Bereich liegen, was dazu führt, dass du praktisch immer mit HF Regeln zu tun hast, wenn du eine digitale Schaltung verwendest.
Der Hauptunterschied zu analogem DC ist, dass ab ca. 150kHz die Rückströme zunehmend den Signalpfaden folgen wollen. Das macht (durchgehende) Masseflächen so essentiell. Es ist, ohne, sehr leicht, Schleifen aufzubauen, die dann in der EMV Messung leuchten wie ein Weihnachtsbaum. Wenn du keine EMV Messung machst, kann es dennoch dazu führen, dass die Schaltung sich selbst oder benachbarte Elektronik stört, und sei es nur bei ganz bestimmten Umgebungsbedingungen. Solche Fehler (sporadisches nicht funktionieren nur bei bestimmter Temperatur z-B.) sind extrem schwer zu finden.
Danke, ja das hat Rainer W. (rawi) in Post #2 schon klargestellt. Ist für mich nur nicht greifbar.
Daher klammere ich mich an meine 4 kHz Pfade. Die RC-Glieder habe ich da wo das ESP32-DevKitC Entwicklerboard die Antenne hat platziert.
Ich habe Masse parallel zum GND Pin des ESP32 geroutet, hoffe dass es so richtig ist. Zumindest nach meiner Logik ist das der pulsierende Teil des Strompfades.
Für eine durchgehende Massefläche sehe ich keine Chance. Ich könnte beidseitig fluten und die Inseln mit Vias verbinden.
SPI hab ich auch noch drauf. Das ESP32 Board hat nur zwei Masse Pins, leider an der Seite wo auch die USB-Buchse ist, und die muss zum Platinenrand zeigen.
Jetzt müsste man wissen wo der ESP32-D0WD-V3 seinen SPI Ground hat, und wo der auf dem ESP32-WROOM-32E geroutet ist.
Ich gehe einfach mal davon aus die Rückströme müssen über den GND-Pin neben 3V3 auf der VSPI Seite.
Für eine durchgehende Massefläche sehe ich keine Chance.
Ich schon. Setzt halt voraus, daß man nach optimaler Platzierung die Leiterbahnen selbst vernünftig verlegt und nicht den Autorouter Mist produzieren läßt.
Achso. Naja, dann versuche halt, die Leiterbahnen auf der Unterseite so kurz wie möglich zu bekommen, evtl. dabei auch noch einmal Bauteileplatzierung überdenken. Ziel ist, unten außer GND nur kurze Brücken zu haben. Notfalls auch mehrere Brücken pro Signal, schadet bei unkritischen nicht.
Ziel ist, unten außer GND nur kurze Brücken zu haben.
Schwierig
Was soll man jetzt dazu noch sagen?
Entweder du machst dir die Mühe, wie beschrieben dein Layout aufzuräumen, oder aber du lernst mit KiCad umzugehen und machst dann dafür eine einfachere 4-Layer-Platine.
Ganz ohne Arbeit und "Schwierigkeiten" gibt's halt nicht ...
Ziel ist, unten außer GND nur kurze Brücken zu haben.
Schwierig
Was soll man jetzt dazu noch sagen?
Entweder du machst dir die Mühe, wie beschrieben dein Layout
aufzuräumen, oder aber du lernst mit KiCad umzugehen und machst dann
dafür eine einfachere 4-Layer-Platine.
Ganz ohne Arbeit und "Schwierigkeiten" gibt's halt nicht ...
Natürlich kannst Du auch alle Ratschläge in den Wind schlagen. Kann sein, dass es trotzdem funktioniert. Kann auch sein, dass Deine Störaussendungen von niemandem bemerkt werden.
Aber wozu fragst Du dann hier?
und machst dann dafür eine einfachere 4-Layer-Platine
Das kann die freie TARGET Version nicht - und vier Lagen sind doch
bei den bischen Zeugs Overkill.
Ich hatte schon mal angemerkt,er soll sich in KiCAD einarbeiten und das
alles händisch machen.
Zwei Lagen reichen - ein Layer GND und den Rest auf dem anderen Layer.
Schön wäre es auch, wenn er die komplette Schaltung bzw. den
Schaltplan als pdf hier mit angeben würde.
So hätten wir eine ungefähre Vorstellung wie und was es werden soll.
Ich mache alles so, ich sage nur dass es schwierig ist. Die Platzierung ist gesetzt, Anschlussklemmen sitzen am Rand, und USB muss auch zum Rand zeigen. PWM hab ich in die untere Hälfte gelegt und OPV oben, weil dort jeweils die Anschlussklemmen sind. Daraus ergibt sich die Drehung des ESP32, da das der freie Rand für USB ist, und die GPIOs so weit in der Nähe zu SPI wie möglich. WLAN schaltet nach 5 min ab, wird nur zur Kalibrierung benötigt, insofern auch kein Thema. Danke für die Hilfe.
Hatte heute mal ein paar Stunden Zeit. So sieht es händisch geroutet aus. Bei den OPV hab ich GND von der Massefläche getrennt, Strom muss also immer durch die Pufferkondensatoren.
Links die vier Signale könnte man noch hoch holen, aber macht es wirklich Sinn so oft die Seite zu wechseln? Es kann ja mal einer einkringeln wo noch die Seite gewechselt werden soll.
Auch dass einige Leiterbahnen quer über die Platinen durch etliche
Buchsenleisten hindurch (zwischen zwei Pads) laufen ist auch nicht so
optimal
Prinzipiell mag ich es auch nicht an Stiftleisten zwischen zwei Pins durchzugehen. Ich habe die Pads an den Stellen etwas beschnitten, damit ein Restabstand von 0,3 mm eingehalten wird (DRC Check)
