Platinenlayout funktional?

[extremesports]

Hallo,

ich hab gerade mein erstes Layout fertig.
Der Schaltplan sollte so stimmen. Wenn noch mal jemand drüber schauen möchte - gerne.
Wichtiger ist mir, dass jemand mein Layout anschaut und mir Hinweise auf eventuelle Fehler gibt, da ich in dem Bereich noch gar keine Erfahrung habe.
Ich möchte die Platine selbst ätzen (Tonertransfermethode).
Die Platine wird einseitig. Die zwei Leiterbahnen im Bottom-Layer werden durch Drahtbrücken realisiert.
Die vier Vias sollen mit einem 1,0mm Bohrer gebohrt werden. Möglich wäre auch 0,8mm. Kleiner habe ich keine Bohrer. Außerdem möchte ich ja auch keine Durchkontaktierungen verwenden sondern die Drahtbrücken vom Bottom-Layer sollen in die Löcher passen.
Das RFM12 Modul soll mit Stiftleisten montiert werden, somit passt der Widerstand R2 problemlos darunter.

Vielen Dank für eure Mühe.

Wenn jemand Interesse daran hat, diesen Schaltplan oder dieses Layout für eigene Projekte zu nutzen, kann ich auch gerne die eagle-datien zur Verfügung stellen.

Grüße ext.

[BMS]

Hallo,
der Schaltplan sieht schon mal ganz gut aus, auch alles schön abgeblockt und so :)

Beim Layout hätte ich noch ein paar Anregungen:
- reicht der Abstand zur Massefläche? Für meinen Geschmack etwas zu knapp. btw: wird das von Hand bestückt?
- hat die Leiterbahn von SDO zum Atmega genug Abstand (an der oberen rechten Ecke vom Prozessor)?
- warum soll auf der linken Seite keine Massefläche sein?
- Befestigungslöcher?

Optik:
- Leiterbahnen werden normalerweise senkrecht oder schräg (45°) verlegt , so Kurven hab ich noch kaum gesehen ;)
- die Bauteile könntest du noch ein bisschen ordnen (am Raster ausrichten), sieht besser aus

Wenn es von Hand bestückt werden soll und die Platine auch etwas größer ausfallen darf, lieber größere Abstände und größere Pads, dann fällt das bestücken leichter und man muss weniger nacharbeiten (mehr Sicherheit).

Anstatt DuKos gibts auch 0-Ohm-Widerstände, wo man Leiterbahnen darunter durch führen kann

Aber sonst echt top!

Grüße,
Bernhard

[021aet04]

Ich würde die Leiterbahnen Gerade bzw in 45° Ecken legen und nicht rund. C4 würde ich etwas nach links geben, daneben würde ich C2 hinlegen (wie C4). An den Reset Anschluss würde ich noch einen 100nF Kondensator geben (zur Entstörung). AREF würde ich nicht direkt an die 5V geben (außer die Spannung kann etwas abweichen). C5 so dicht als möglich an ARef, C1 son dicht als möglich zwischen VCC und GND. Wenn du C1 zu VCC (4,6) sparst du auch eine Brücke.

So wie BMS schon geschrieben hat könntest du die BT am Raster ausrichten (z.B. 2,54mm ist üblich)

@BMS
Bei alten Leiterplatten wurde auch schon mal, so wie hier, die Ecken gerundet. Ich vermute einmal dass es zuviel Aufwand gewesen wäre es in Schrägen zu zeichnen (ohne CAD). Diese Platinen die ich kenne sind aus den 80er Jahren, da gab es noch kein CAD (bzw sehr selten).

MfG Hannes

[extremesports]

Vielen Dank für euere beiden Komentare.
Ich bin gerade dabei das Layout zu überarbeiten.

Dabei is mir grad ein ganz komischer Gedanke gekommen:
Des USB Stecker und die SMA Buchse werden ja mit ihren Pins durch die Platine gesteckt und dann gelötet. Der Rest besteht ja aus SMD Bauteilen. Wenn ich bei der Montage den USB Stecker und die SMA Buchse auf der Kupferfreien Seite, also gegenüber der Leiterbahnen, montieren möchte muss ich die spiegeln? Sonst sind die nachher ja falsch herum angeschlossen... Oder kann ich die auch auf der Oberseite löten, also da wo die Leiterbahnen sind?

Und irgendwie will eagle von mir, dass ich die beiden Kontakte vom 0 Ohm Widerstand miteinander verbinde, weil der ja logischerweise nicht wie eine Drahtbrücke behandelt wird. Das kann ich einfach ignorieren oder?

Gruß ext.

[021aet04]

Die Platine siehst du beim Planen immer von oben. Für die Bauteile auf der Bottom Seite (unten) musst du dir vorstellen, dass du durch die Platine hindurch siehst. Beim fertigen musst du das beachten. Die Topseite (oben) bleibt gleich (einfach ausdrucken). Die Unterseite musst du spiegeln.

Bei einer einseitigen Platine würde ich alle BT auf die Unterseite geben (bei SMD). Die THT Bauteile (z.B. die USB-Buchse) würde ich auf die Oberseite geben, da die Lötverbindungen sich dann auf der Leiterbahnseite befinden.

Fehler, die dir Eagle annzeigt, du aber definitiv sagen kannst, dass das richtig ist kannst du ignorieren. Mache ich auch so (bei einem anderen Programm). Die Fehler, die ich sehen möchte,, kann ich bei den Einstellungen auswählen. die anderen ignoriert das Programm. Ich mache es immer so, dass ich GND auf eine Kupferfläche lege. Diese erstelle ich aber erst, wenn ich sonst keine Fehler mehr habe bzw den Fehler ignorieren kann.

MfG Hannes

[extremesports]

So, hier melde ich mich wieder.
Ich hab jetzt mal versucht zumindest die meisten Anregungen umzusetzen.
Die USB-Buchse hab ich durch eine SMD ersetzt, so dass die SMA-Antennenbuchse das einzige Bauteil auf der Bottomseite ist.
Irgendwie bekomm ich es da aber nicht hin. Durch den Befehl Mirror kann ich alles mögliche auf den Bottomlayer bringen, aber nicht die SMA-Buchse.
Is auch nicht sonderlich schlimm, da ich ja weiß, dass ich sie von unten einlöte. O:)
Schaut nur mit eagle3d anderst aus als es mal werden soll.
eagle3d kennt auch meine LEDs nicht, die USB Buchse nicht und auch meine Induktivität nicht.
Ich hab jetzt die Vias und den Widerstand unter dem RFM12 entfernt, damit den den RFM12 ganz normal auflöten kann, ohne Stiftleisten oder so.
Die Platine soll von Hand bestückt werden. Danke für den Tip mit den größeren Pads. Leider konnte ich nicht herausfinden, wie ich die Pads von Widerständen, Kondensatoren, LEDs, etc. ändern kann.

-> anbei mal der aktuelle Stand

Grüße ext.

[extremesports]

Bei der Suche nach Anbietern für die benötigten Bauteile bin ich auf ein Problem gestoßen.
Ich finde nirgend einen SMD-Kondensator in der Größe 0805 mit 4,7µF
Steht so im Datenblatt von FTDI.
http://www.ftdichip.com/Support/Documents/DataSheets/ICs/DS_FT232R.pdf
Kann ich da nicht auch einen anderen Wert nehmen?
(es handelt sich um C3)

Grüße ext.

[askazo]

C3 dient eigentlich als Ladungsspeicher, um einen kurzzeitigen Anstieg im Leistungsbedarf des ICs zu bedienen. Normalerweise nimmt man dazu Elkos (wie auch im Datenblatt durch das kleine + zu erkennen). Keramikkondensatoren gehen zwar auch, sind aber bei Kapazitäten >1µF nicht üblich.

Abgesehen davon bringt der Kondensator an der Stelle, wo er momentan bestückt ist, so gut wie gar nichts. Pufferkondensatoren sollten - wie auch Abblockkondensatoren - so nah wie möglich an den Versorgungspin des jeweiligen ICs platziert werden. Daher ist auch Dein C1 ungünstig platziert. C5 ist schon besser, aber auch der könnte noch näher an den Mega ran... ;)

Und mir ist noch was aufgefallen:
Deine Rx/Tx LEDs werden - so wie Du sie angeschlossen hast - invertiert blinken. Siehe FTDI-Datenblatt S. 31...

Gruß,
askazo

[extremesports]

Danke für den Tip mit den Rx/Tx LEDs. Da hab ich in der Eile gar nicht drauf geachtet.
Dadurch is jetzt einiges durcheinander gekommen. Ich baue die Platine gerade neu auf.
Hab C3 auch durch einen Elko ersetzt.
So bald ich ein neues Layout fertig habe werde ich es hier wieder posten!

Vielen Dank für all eure Hilfe!

Grüße ext.

[021aet04]

Das Layout sieht gut aus bis auf die Leitung unter dem µC von Pin 6 zu Pin 18 und die Leitungsverlegung bei R1.

MfG Hannes

[hardware.bas]

Ich habe gerade im Datasheet des FT232RL nachgeschaut - leider scheint
es keine DIL-Version davon zu geben - habe jedoch trotzdem noch
einige Fragen; kann dieser IC als Adapter UART zu USB eingesetzt werden,
muss er noch programmiert werden und warum wird er mit 3,3V betrieben?
Die Platine sieht übrigens gut aus, wobei "Rundungen" warscheinlich für
die Übertragung hoher Frequenzen gar nicht schlecht wären. VG Micha

[oberallgeier]

... Ich finde nirgend einen SMD-Kondensator in der Größe 0805 mit 4,7µF ...Ich hatte als Ladungskondensator auch schon mal zwei 2,2 µF /0805, 10V, 10% verwendet.
Lieferant CSD, (http://www.csd-electronics.de/de/index.htm) suche nach Best.Nr.: 115-08R002,2.

Sehr schönes Layout.

[extremesports]

Hey Oberallgaier,
schön mal wieder von dir zu lesen ;-)
Ich hab in der Zwischenzeit nen SMD Elko drauf. Gehäuse: 153CLV-0605.
Den gibt es auch mit einer Kapazität von 4,7µF.
Aber danke für den Link zu CSD.

Gruß ext.

[BMS]

Der Atmega muss irgendwann noch programmiert werden. Wie kommt das erste Programm dann hier in den Controller?
Damit über den USB-Wandler programmiert werden kann braucht der Atmega mindestens einen Bootloader.
Wenn der Atmega "nur" die Daten für das Funkmodul "umwandeln" soll (UART-SPI), muss er auch mindestens 1x geflasht werden.
Wäre nicht noch ein ISP-Stecker sinnvoll?
Oder soll der Chip vor dem Auflöten programmiert werden?
Ich denke ja nur praktisch ;)

Grüße,
Bernhard

[oberallgeier]

Der Atmega muss irgendwann noch programmiert werden ... ISP-Stecker sinnvoll? ...Dieses Verfahren (https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=501921#501921) geht auch an SMD mit Stecknadeln (aber das Foto zeige ich lieber nicht). Ich brauchte auch mehr als zwei Hände . . .

[extremesports]

Geschafft, hab mein neues Layout fertig.
Das wäre mir zu viel durcheinander gewesen, alle Änderungen in das erste Layout einzubringen.

Zum Thema Programmierung:
Erst dachte ich, dass ich den µC programmiere bevor er auf die Platine kommt, da ich mir sicher bin, dass die Software ohne Probleme läuft (zumindest auf dem Steckbrett wars so).
Jetzt hab ich aber beschlossen, lieber doch nen ISP Anschluss in Form von ner 2x3 Stiftleiste mit auf die Platine zu packen.

@Oberallgaier: sehr interessante Variante. Werd ich dann mal ausprobieren und ggf. bei weiteren Versionen meiner Platine den ISP Stecker weglassen.

Ich hab hier noch mal den aktuellen Schaltplan und das Layout.
Über Anregungen bezüglich etwa zu empfehlenden Änderungen freue ich mich!

Grüße ext.


[edit] 17:23
Lasst euch nicht von den geschwungenen Leiterbahnen im Bottomlayer iritieren. Die hab ich so gezeichnet, damit sie sich vom Rest besser abheben. In echt wird die Platine einseitig und die Leiterbahnen vom Bottomlayer werden durch Drahtbrücken realisiert.
Die Vias, die Eagle automatisch zeichnet habe ich vergrößert - meint ihr das reicht zum von Hand bohren und löten?
[edit]

[oberallgeier]

... Die Vias, die Eagle automatisch zeichnet habe ich vergrößert ...Meine Eagle-Version ist EAGLE-5.10.0 - da kann ich Vias mit rund 1/4 Zoll zeichnen - das sind 6 mm ! Oder verstehe ich da jetzt etwas falsch?

[extremesports]

Ich hab zwar eine andere Version (5.7.0.) aber ich kann genau so Vias bis 1/4 Zoll zeichnen.
Ich hab die Vias aber nicht selbst gezeihchnet, sondern einfach die komplette Leiterbahn, die nachher in den Bottom Layer soll über alles drüber gezeichnet und dann mit "Change", "Layer" auf die Bottom Seite gepackt. Dabei zeichnet eagle automatisch Vias. Diese habe ich vergrößert.
Folgende Einstellungen (siehe Anhang) haben meine Vias im Moment.

Meine Überlegung ist, ob die jetzt groß genug sind, bzw. ob der verbleibende Restring um die Bohrung groß genung ist um das so zu löten.
Bohrer habe ich in 1,0 und 0,8mm.

Grüße ext.

[extremesports]

@Micha Alias hardware.bas:

Entschuldige, dass die Antwort auf deine Fragen so spät kommt, aber besser spät als nie...
Ja, es stellt so eine Art UART zu USB "Adapter" dar.
Eine DIL Version gibt es nicht.
Du betreibst den IC normalerweise mit 5 Volt, am Besten direkt vom USB. Siehe Datenblatt "bus powered".
Eigentlich sollte dem Datenblatt ohne Probleme alles entnommen werden können. Is schließlich sehr ausführlich gehalten, sogar mit mehreren Beipielschaltungen...
Programmieren musst du den IC nicht direkt. Zu empfehlen wäre aber zumindest die Geräte ID zu ändern, da es sont zu Problemen kommen kann, wenn du mehrere solche Schaltungen an deinem PC betreiben möchtest.
Dazu gibt es aber auch eine einfache Variante mit MProg. Wird auf der Homepage von FTDI zum Download zur Verfügung gestellt und auch ausreichend erklärt.
Hoffe geholfen zu haben - sonst einfach weiter fragen.

Grüße ext.

[edit] 25.02.2011 13:41
Ich hab gerade bemerkt, dass FTDI darauf verweist, dass MProg durch FT_Prog zu ersetzen ist. Wobei MProg immer noch als Download zu erhalten ist.
[edit]

[hardware.bas]

Vielen Dank, extremesports, mir gings darum, einen einfachen
IC für USB zu finden, welcher dem MAX232 der RS232 entspricht.
VG Micha

[extremesports]

So, ich melde mich mal wieder zu Wort hier.

Ich hab jetzt die ISP-6 Schnittstelle in Form einer um 90° abgewinkelten Steckerleiste 2x3 auf der Unterseite der Platine platziert. Die ganze Platine wird dann mit Abstandsbolzen auf eine Unterlage montiert.
Gibt es in Eagle bzw. in Eagle 3d Abstandsbolzen oder muss ich mir da selbst behelfen?

Anbei mal die aktuellste Version des Layouts und der 3D Ansicht. Im Schaltplan hat sich nichts mehr geändert.

Eine Animation der Platine lade ich nachher hoch und verlinke hier.
[Platzhalter für Link]

Grüße ext.

[extremesports]

Ich hab es leider noch nicht geschafft die Animation hochzuladen.
Da ich morgen erst mal im Arbeitsleben eine neue Stelle antreten werde kann es auch einige Tage dauern - bitte seht mir das nach.

Dafür hab ich noch das Layout fürs Tonertransfer fertig.
Die Auflösung sollte hoffentlich reichen.
Mit was für Auflösungen arbeitet ihr? Habt ihr mir einige Tipps zum Tonertransfer - wird mein erstes Mal. O:)

Grüße ext.

[extremesports]

Hier das Video, hab es doch noch geschafft...


http://vimeo.com/20487548 (http://vimeo.com/20487548)

Grüße ext.

[edit] 06.03.2011 22:57
Dank den neuen Funktionen kann das Video jetzt direkt eingebunden werden! Super!
[edit]

[extremesports]

Hier mal das "Gegenstück", also die Version, die auf dem Roboter zum Einsatz kommen soll.
Herausgeführt sind an der 4-er Pinleiste VCC, GND, RXD und TXD.
Eine ISP-6 Wannenstecker und ein SMA-Connector ist vorhanden.

Ich überlege noch, ob ich bei meiner ersten Platine nicht lieber auch einen Wannenstecker für ISP-6 verwende...

[dussel07]

Hast Du schon deine erste Platine geätzt?
Falls nicht - schick mir ein PDF und ich bastel Dir eine zum Materialpreis?

[extremesports]

Hey dussel07,

ich hab noch keine geätzt.
Ich melde mich im Laufe des Tages bei dir, wenn ich beide PDF Dateien fertig habe.

[extremesports]

So, nach langer Zeit mal wieder:

Dank dussel07 hab ich nun wunderschöne Platinen. (Vielen Dank fürs Ätzen!!!)
Hier mal ein paar Bilder davon.

Eine Platine von denen ohne USB hab ich auch schon gelötet. Ist jetzt nicht unbedingt schön geworden aber sie funktioniert! Die SMA-Buchse ist noch nicht aufgelötet, da ich die Bohrung in der Mitte noch vergrößern muss. Aber eine Funkstrecke von wenigen Metern in der Wohnung schaffen die Module auch ohne Antenne... ;)

Von der gelöteten Platine sind auch Bilder im Anhang.

[extremesports]

Hallo,

es ist mal wieder einige Zeit vergangen - an der Zeit mich mal wieder hier in meinem Thread zu melden.

Ich hab in der Zwischenzeit trotz einiger aufgedeckter Fehler jetzt auch eine der USB-to-RFM12 Platinen am Laufen. Momentan alles noch ohne Antennen. Daher hab ich bei den Tests lediglich 6 bis 7 Meter Entfernung überbrücken können, ohne Übertragungsfehler (Verluste) zu erhalten.

Fehler im Layout hab ich bei der Belegung der USB-Buchse festgestellt. Daher momentan die Lösung mit den Schaltlitzen.
Ein weiterer Fehler, der mir irgendwie aus flüchtigkeit unterlaufen ist liegt bei der Belegung des ISP Headers. Eigentlich sollte die Belegung wie bei der UART-to-RFM12 Platine aussehen...
Ich hab mir einfach mit einem angelöteten Flachbandkabel beholfen. Auf den Bildern noch zu sehen, da ich es noch nicht wieder entfernt habe.

Und jetzt mal zu den Bildern:


[Edit] 22:39
Bevor es irgend jemand anderst bemerkt - die Platine ist noch von Flussmittelresten verdreckt. Wird dann selbstverständlich auch noch gereinigt, sobald die SMA-Buchse drauf ist und das ISP-Kabel wieder ab...
[Edit]

[extremesports]

Hier noch mal weitere Bilder im aktiven Zustand.
Hier leuchten alle LEDs. Die grüne ist die Power-LED.
Die beiden roten sind die RX- und TX-LED. Auf dem Bild leuchten alle, da ich es gemacht hab als ich gerade den USB Stecker eingesteckt hab. Beim initialisieren blinken die beiden roten LEDs 3 Mal.

Hier die Bilder:

[SWolff2001]

Hallöchen!

4,7 µf in 0805 sind kein Problem - ist hald nur ne Frage der Spannungsfestigkeit.

Kerko's gibt's hier:

0805

http://de.farnell.com/jsp/search/browse.jsp?N=500003+1000097+7374627&Ntk=gensearch_002&Ntt=4.7+%C2%B5F+0805&Ntx=mode+matchallpartial&No=0&getResults=true&appliedparametrics=true&locale=de_DE&catalogId=&prevNValues=500003+1000097&filtersHidden=false&appliedHidden=false&originalQueryURL=%2Fjsp%2Fsearch%2Fbrowse.jsp%3FN% 3D500003%2B1000097%26Ntk%3Dgensearch_002%26Ntt%3D4 .7%2B%25C2%25B5F%2B0805%26Ntx%3Dmode%2Bmatchallpar tial%26No%3D0%26getResults%3Dtrue%26appliedparamet rics%3Dtrue%26locale%3Dde_DE%26catalogId%3D%26prev NValues%3D500003%2B1000097


Gruß Stefan

[extremesports]

Hi Stefan,

ich denke die Spannungsfestigkeit sollte ausreichend sein...
Ich bin mir auch nicht sicher, ob ein Kerko sinnvoll wäre. Ich kenne mich nicht so genau mit den Unterschieden zwischen den Kondensatorbauarten aus. Aber in den Schaltplänen, die ich bisher gesehen hab war an dieser Stelle in einer Schaltung immer ein Elko verbaut.
Ich hab es selbst auch noch nie anderst gemacht, ob bei SMD Bauteilen oder THD Bauteilen.

Gibt es da zu SMD hin einen Unterschied, weswegen ich eher einen Kerko verwenden sollte?

Grüße ext.

[SWolff2001]

Hallo,

bin neu hier und hatte zuerst gar nicht gesehen wie lange dieser Blog schon lief. Natürlich kannst du in diesem Fall einen Elko einsetzen. Kerkos haben hald den Vorteil der kleineren Bauform. Ausserdem ist im allgemeinen der ESR Wert niederiger, wehalb diese oft z.B. bei schnellen Schaltreglern eingesetzt werden.
In deinem Fall ist das aber vollkommen ok.

Grüße Stefan

[extremesports]

Vielen Dank für die kueze Erläuterung!
Da bin ich ja beruhigt, dass es in meinem Fall OK ist... ;-)

Grüße ext.