ich beschäftige mich aktuell damit, eine Modellrakete zu bauen. Und weil ich das nicht einfach wie im Set aufbauen möchte, muss da natürlich auch Elektronik rein. Bisher habe ich einfach einen Arduino oder Ähnliches benutzt und mit der nötigen Sensorik verkabelt. Nun bin ich aber hellhörig geworden, da ich auf AISLER und JLCPCB gestoßen bin. Weil ich das super interessant finde, würde ich dort gerne diese Platine auf meine Ansprüche anpassen. Hierfür habe ich in KiCad einen Schaltplan gebaut. Da ich das aber noch nie gemacht habe, bin ich mir unsicher, ob dieser so richtig ist! Aus diesem Grund wollte ich fragen, ob das mal jemand kontrollieren könnte, um mich auf mögliche Fehler hinzuweisen. Am Ende soll ein Servo angeschlossen werden und der Akku. Wäre super lieb!
Naja wie gesagt. Ich hab leider keine möglichkeit das besser hinzubekommen, da ich keine Ahnung habe! Dachte eigentlich, dass es relativ ordentlich ist aber das scheint nicht zu stimmen. Was wäre denn ihr Rat, ohne alles von neu machen zu müssen? Der Servo bräuchte eigentlich 5V. Ich denke ich schaue mir das nochmal an und komme mit was zumutbarem zurück, auch wenn ich nix versprechen kann! :)
Danke übrigens für die schnellen Antworten (auch wenn nix Sinnvolles drin stand)!
Man sollte schon Verbindungen malen, anstatt nur irgendwelche Bauteile übers Blatt zu verteilen. Dabei bleibt übrigens meist die Siebung und Abblockung der Versorgung auf der Strecke oder zumindest deren räumliche Zuteilung.
Meine Erfahrung mit Servoansteuerung - das Servo benötigt zwar 4,8V min. für die Versorgung (und zwar kräftig abgeblockt), aber ansteuern mit 3,3V Pulsen klappt. (Zumindest mit dem RPico)
Meine Erfahrung mit Servoansteuerung - das Servo benötigt zwar 4,8V min.
für die Versorgung (und zwar kräftig abgeblockt), aber ansteuern mit
3,3V Pulsen klappt. (Zumindest mit dem RPico)
Ich bin wirklich kein Fachmann. Das kommt wohl erst im Studium und danach, aber scheue mich dennoch nicht solchen Projekten zu widmen. Ich werde jetzt selbst nochmal Recherche betreiben und versuchen das zu verbessern (bin allerdings etwas perplex aktuell). Bis dahin dürfen gerne weitere Leute helfen! Wenn nicht, dann nicht und ich komme zurück wenn ich was habe. Hoffe ich bin niemandem auf die Füße getreten! LG
Grobe "Elektrische" Schnitzer wie fehlende I2C PullUp-Widerstände o.ä. sind auf den ersten Blick nicht auszumachen.
Die Schaltung würde deutlich an Übersichtlichkeit gewinnen wenn man Widerstände/Kondensatoren direkt (per "Leitungsstrich") mit den jeweiligen Pins verbindet und nicht über gleichen Netznamen.
Ein paar Labels sind ja nicht wild, aber kein einziges Bauteil wirklich mit einer Linie miteinander zu verbinden ist schon unübersichtlich...
Ich habe mal ein paar Beispiele angehängt, wie ich es mache. Das ist sicherlich weit weg von perfekt, aber für dich vielleicht eine gute Darstellung, wie man zumindest ein bisschen was verbessern kann.
Das habe ich schon gemacht, dieser zeigt keine Fehler an! Ich kann das halt noch nicht so richtig selbst einschätzen, deswegen bin ich lieber einmal vorsichtiger bevor ich sowas als PCB bestellen sollte.
Ich bin wirklich kein Fachmann. Das kommt wohl erst im Studium und
danach
dann bewundere ich deinen Elan, so ein Projekt anzufangen. Okay, der Schaltplan hat wirklich Spielraum für Verbesserung, aber hast du denn auch schon ein Layout erstellt?
JLCPCB fertigt nicht nach Schaltplänen. Nur Gerber zählt bei denen.
Und die Firmware traust du dir so einfach zu? Nochmal Respekt!
Ich bin wirklich kein Fachmann. Das kommt wohl erst im Studium und
danach
dann bewundere ich deinen Elan, so ein Projekt anzufangen. Okay, der
Schaltplan hat wirklich Spielraum für Verbesserung, aber hast du denn
auch schon ein Layout erstellt?
JLCPCB fertigt nicht nach Schaltplänen. Nur Gerber zählt bei denen.
Und die Firmware traust du dir so einfach zu? Nochmal Respekt!
Das weiß ich, hab aber noch keins erstellt, da ich mich erstmal auf das Grundverständnis des Schaltplans konzentrieren wollte. Ich dachte eigentlich, dass wenn ich das mit dem USB-Converter richtig mache, dass ich mich dann nurnoch um den Code für das Zusammenspiel kümmern muss, sowie wenn man das auf einer Steckplatte macht (korregiere mich wenn ich falsch liege). Heutzutage gibt es ja sämtliche Hilfen, weshalb man vieles hinbekommt. Dauert halt manchmal. Danke für den netten Kommentar!
Ich dachte eigentlich, dass wenn ich das mit dem USB-Converter richtig mache
Der Gedanke ist definitiv nicht falsch. Aber das Layout kann dann noch mal ein paar Fallstricke liefern. USB2.0 verzeiht erstaunlich viel, aber man darf sich dann trotzdem Gedanken machen.
Du darfst deinen Spannungen auf jeden Fall noch mehr 100n-Kondensatoren spendieren. Normalerweise bekommt jeder Betriebsspannungspin an einem IC einen eigenen 100nF-Kondensator, der dann im Layout direkt an dem Pin platziert wird. Also gerne jedem IC noch ein paar kleine Kondensatoren spendieren.
7805-5V und USB-5V direkt parallel kann auch zu Problemen führen:
Wenn kein Akku angeschlossen ist, ist bei Versorgung über USB die Ausgangsspannung des 7805 größer als die Eingangsspannung, das mögen nicht alle Regler und gerade klassische 7805 können einem das krum nehmen. Eine Diode von Vout zu Vin kann da nützlich sein.
Das zweite Problem: Wenn USB und 7805 unterschiedliche Definitionen von 5V haben, arbeiten 2 Spannungsregler gegeneinander. Die einfachste Lösung ist "Power-ORing" mit zwei Schottky-Dioden. Die 0.5V Spannungsabfall sind für den nachgeschalteten LDO eigentlich kein Problem.
ist bei Versorgung über USB die Ausgangsspannung des 7805 größer als die
Eingangsspannung, das mögen nicht alle Regler und gerade klassische 7805
können einem das krum nehmen
Das wird erst bei Spannungen über 5 Volt relevant.
Die 0.5V Spannungsabfall sind für den nachgeschalteten LDO eigentlich
kein Problem.
USB ist für 4,5 bis 5,5 Volt (aus dem Kabel) spezifiziert. Hinter der Diode stehen 4 Volt zur Verfügung. Zu den benötigten 3,3 Volt bleiben also nur noch 0,7 Volt Differenz für den Regler übrig, was für viele LDO zu wenig ist. Der AMS1117 braucht deutlich mehr (siehe Dropout Voltage in https://www.umw-ic.com/static/pdf/71f663f5ded4039c93bc4964839a88b1.pdf).
Das ist bereits ohne die Diode sehr knapp dimensioniert.
Bitte auch berücksichtigen, das der Spannungsabfall an Dioden von der Stromstärke abhängt. Bei vielen Dioden liegt man bei den erwarteten 500 mA bereits schnell über 0,5 Volt.
Ich habe jetzt nochmal versucht einen deutlich übersichtlicheren Plan zu gestalten und habe mich hierfür erstmal auf die Stromversorgung von 3.3V konzentriert. Diesmal habe ich Schaltplan und PCB-Design gemacht und hoffe es hat sich etwas gebessert! LG
Kleiner Nachtrag: Man könnte warscheinlich statt für jedes einzelne ein GND anzuhängen auch einfach die Linie durchziehen bis zum letzten GND (unten rechts zum Beispiel). Natürlich dann auch durch alle Condensator Unterseiten.
Das sieht doch schon deutlich besser aus! Ob du jedes einzelne GND mit einem Symbol versiehst oder eine horizontale Linie verwendest, ist ein bisschen Glaubenssache und dein eigener Stil. Solange gut erkennbar ist, was alles zu GND gehört, spricht gegen beide Varianten eigentlich nichts.
Ich sag's mal diplomatisch: Da ist auch noch ordentlich Potential! :D
Für 1.1MHz Schaltfrequenz muss man sich schon ein bisschen Gedanken machen. Im Datenblatt ist auch ein Layout-Vorschlag angegeben, an den kann man sich für wahrscheinlichen Erfolg halten.
Ein paar erste Eindrücke:
Alles, was Strom trägt, darf deutlich dicker!
Besonders die Verbingung zwischen dem SW-Pin und der Spule darf schön kurz und dick sein
Auch die GND-Leitungen zu den Kondensatoren dürfen ordentlich dick sein
Ich kann ihn lesen! Wenn du das nicht kannst, ja wenn du ihn brauchst, werde mit ihm glücklich doch zwing uns nicht deinen Glauben auf. Youtube quKyYqUHmr8
OK, sorry, da hab ich wohl identifier und "Parameter" verwechselt.
Bestellnummern lass ich mir nur in der BOM, aber nicht im schematic anzeigen.
Bei der Unterspannungsabschaltung könnten die Widerstands-Toleranzen wichtig sein und 'ne Hysterese wäre auch sinnvoll (Nicht das der Regler ständig zwischen On/OFF wechselt). Also eventuell 'ne "Lötbare" Bauform da vorsehen, falls man später andere Werte einlöten will. Und vielleicht ist ein kleiner C gegen kurze Spannungseinbrüche sinnvoll.
Moin, habe mich nun einige weitere Stunden damit beschäftigt um euch diesen neuen Entwurf vorstellen zu können. Das ist wie beim ersten Versuch ein Flight Controller, welcher folgende Daten sammeln soll: Beschleunigung (MPU6050), Neigung (MPU6050), Höhe (Barometer). Der Buck-Regler regelt dauerhaft auf 3.3V. Egal ob von VBUS oder Akku. Esseiden das ist fehlerhaft :). Außerdem soll die Schaltung über dem Regler einen Verpohlungsschutz darstellen der außerdem Spannungsspitzen abfängt!
Diesmal habe ich besonders drauf geachtet mit sauberen Labels und verständlichen Boot und Reset Schaltungen zu arbeiten. Ich hoffe damit kann man nun was anfangen. Würde mich freuen, wenn mir jemand unter Umständen auch eine Auskunft geben könnte, was noch fehlt etc. (Nur wenn ihr Lust drauf habt). Lieben Gruß an alle! Kann gut sein, dass mir ein paar Fehler unterlaufen sind (auch wenn ich mein Bestes gegeben habe)
Nachtrag: Buck Regler ist mit FB falsch verkabelt (Im Bild korregiert)!
Eine Frage dazu: Welche Spannung hat dein Akku?
Ein 1S-LiPo/LiIon kann bis auf 3V runter, da macht der Schaltregler dann natürlich nicht mehr viel.
2S sollten es also mindestens sein. Dass dann bei angeschlossenem Akku alles über den Akku versorgt wird und über USB nur versorgt wird, wenn kein Akku dran ist, ist natürlich eine kleine Einschränkung der einfachen Diodenschaltung, die ich vorgeschlagen habe. Wenn das für dich kein Problem ist, dann musst du dir da nicht mehr Gedanken machen als notwendig.
Wenn du die TVS-Diode D1 vor deinen Verpolschutz-Mosfet setzt, muss der nicht den kompletten Strom tragen, bis die Sicherung auslöst.
Du könntest auch die bipolare TVS durch eine unipolare austauschen, dann würde die auch den Verpolungsschutz mit machen können und die Sicherung bei etwa -0.7V auslösen.
Kondensatortechnisch sieht das ganze auch schon deutlich besser aus!
Was ich gerne mache: Du hast jetzt eine vollbelegte USB-C-Buchse, wenn du keinen Bock hast, die zu löten, gibt es 16-polige USB-C-Buchsen, die nur VBUS, GND, CC1/CC2 und USB2 haben. Die lassen sich von Hand deutlich angenehmer löten.
Also ich finde, du hast die Vorschläge schon echt gut umgesetzt und dein jetziger Schaltplan ist viel besser lesbar als dein erster!
Also für die Stromversorgung, wäre es doch eigentlich am besten, wenn man das ganze bei Verpolung stromlos setzten könnte, ohne dass eine Sicherung durchbrennt. Es werden ausschließlich 2S-Akkus eingesetzt werden, da es sich wie gesagt um einen kleinen Flight Controller handeln soll.
Eigentlich war der Plan, dass die USB-Buchse SMD-bestückt wird, da ich ausprobieren möchte, garnichts mehr löten zu müssen (Soweit das sinnvoll ist: gerne Rückmeldung dazu!).
Was die Widerstände und Kondensatoren betrifft habe ich versucht, mich an die Datenblatt-Vorgabe zu halten, soweit dies möglich war.
Was den Akku/USB-Anschluss betrifft, hätte ich eigentlich gerne, dass es egal ist, ob Akku+PC, Akku oder nur PC angeschlossen sind.
Ich frage mich nun, ob (unabhängig von den kleinen verbesserungen, die ich versuchen werde umzusetzen) es nun Alles in Allem den Status an Richtigkeit erreicht hat um sich Gedanken im Bezug auf das PCB-Design zu machen, oder ob das noch kritische Fehler drin sind. ERC ist sauber!
C12 hat 1uF und wird von SW2 kurz geschlossen. Wenn man den Taster drückt, werden dessen Kontakte durch den unbegrenzten Entladestrom des Kondensators hoch belastet. Ich würde dort noch einen Widerstand hinzufügen.
es nun Alles in Allem den Status an Richtigkeit erreicht hat um sich
Gedanken im Bezug auf das PCB-Design zu machen
Da musst du auch deine eigene Arbeitsweise finden. Ich mache Schaltplan und Layout immer grob parallel.
Wenn ich einen Schaltungsteil als Schaltplan fertig habe, positioniere ich schon einmal die Bauteile dazu und schaue, ob alles passen könnte.
Bei mir finden sich auch gerne schon komplett geroutete Schaltregler oder I/O-Schaltungen, ohne, dass der Hauptcontroller z.B. angeschlossen ist. Mit Spannungsversorgung und Ein-/Ausgängen bin ich mir meist schnell sicher, was ich machen möchte. Den Controller kann ich dann auch zu einem späteren Zeitpunkt noch einmal tauschen, ohne das Layout für den Controller umsonst gemacht zu haben.
Fehler machen sind erlaubt und der erste Schuss eines Projektes wird eigentlich nie perfekt. Aber genau dadurch lernst du, wie du es beim nächsten Mal besser machen kannst.
Leiterbahnen auftrennen, Fädeldraht, mehrere Bauteile parallel auf ein Pad,... völlig normal, dafür sind Prototypen da.
Und irgendwann musst du einen Punkt erreichen, an dem du so zufrieden mit deiner Arbeit bist, dass du dich traust, die Leiterplatte zu bestellen. Die Angst wird aber mit der Erfahrung weniger werden und die Fehler werden weniger werden.
Es ist ein Prozess, der viele Jahre dauert, hab nicht den Anspruch an dich, gleich beim ersten Projekt perfekt sein zu wollen. Das ist niemand.
Fehler machen sind erlaubt und der erste Schuss eines Projektes wird
eigentlich nie perfekt. Aber genau dadurch lernst du, wie du es beim
nächsten Mal besser machen kannst.
Ja ich denke Fehlermachen ist sowieso der einzige Weg der Erkenntnisgewinnung, was den einzigen Baustein zum Weiterkommen darstellt. Nichtsdestotrotz, möchte ich die 40-60 Euro für 5 Leiterplatten nicht durch einen Leichtigkeitsfehler verschwenden.
C12 hat 1uF und wird von SW2 kurz geschlossen. Wenn man den Taster
drückt, werden dessen Kontakte durch den unbegrenzten Entladestrom des
Kondensators hoch belastet. Ich würde dort noch einen Widerstand
hinzufügen.
Dieser Taster soll das Reset für den ESP ausführen. Wenn ich mich nicht irre, ist dieses Verhalten aber normal dafür. Ich werde aber einen kleinen Widerstand einbauen um diesen Entladungsstrom etwas zu puffern und den Switch zu schonen.
Nichtsdestotrotz, möchte ich die 40-60 Euro für 5 Leiterplatten nicht
durch einen Leichtigkeitsfehler verschwenden.
Dafür teilst du deine Arbeit ja mit uns, das passt schon. Zumindest ich erkenne jetzt keine groben Schnitzer, die gegen eine erwartete Funktion sprechen würden.
Das wäre das PCB-Layout für den Power-Anschluss für den Akku (Den Stecker habe ich ausgeblendet, liegt aber auf der Top-Layer). Habe die Perepherie auf die Backplate gepackt, um Platz zu sparen. Kann das vielleicht nochmal jemand grob checken, dass ich abschätzen kann, ob man so vom Prinzip weiter machen kann oder nicht.
Klar ist das bei FB-Leitungen und spulen etwas anderes, da dort Störfrequenzen auftreten, falls diese zu nah aneinander liegen. Ich gehe mal davon aus, dass das bei anderen Daten-Verbindungen genauso ist. LG
Mir ist sowieso aufgefallen, dass ich den Flight Controller in verschiedene Utilities aufteilen muss, da es sonst schnell deutlich teurer wird (2-seiten bestücken). Dieser Buck Regler regelt auch nur vom Akku runter!
Ich habe dir mal so grob die Stromschleife vom Ausgang eingezeichnet. Diese Schleife muss so klein/kurz wie möglich sein und darf zusammen mit dem GND-Rückpfad keine große Fläche aufspannen.
Im Datenblatt ist ein Layoutvorschlag angegeben, an dem du dich orientieren solltest, hier ist die Stromschleife für den Ausgang deutlich kleiner und kürzer.
Ich hab jetzt auch mal mit Kupfer-Flächen gearbeitet und denke die Schleife ist deutlich kürzer geworden! Layout sieht in meinen Augen allgemein besser aus! Hab auch die Widerstände rausgepackt, da das System ja eh nur relativ kurz läuft und dementsprechend kein Tiefentladungsschutz nötig ist (Akku ein/ausstecken, ist quasi der Schalter an/aus).
Ich kann nicht einschätzen, ob das problematisch ist, dass die FB-Leitung unter der Spule (Bottom Layer) durchläuft. Bottom Layer (GND) hab ich noch nicht hinzugefügt!
