Masseführung - Analoge und Digitale Masse in EAGLE

[Tomatello]

Hallo Community,

vielleicht wurde ja schon des öfteren dieses Thema aufgegriffen, leider hat mir die SuFu aber keine befriedigende Antworten gebracht..
Auf meiner Platine will ich zwei getrennte/verschiedene Masseflächen erstellen. Eine analoge und eine digitale Masse.
Gespeist werden soll die Masse auf der oberen Seite bei dem 3x3 Stecker ( Versorgungseingang).
Ich kann in Eagle bereits mit Hilfe des Polygon-befehls eine Masse für GND erstellen.. da ich allerdings noch Anfänger bin, entzieht sich mir die Erkenntnis, wie ich allerdings zwei Masseflächen aufteilen soll?
Soll ich auf der linken Seite der Platine die digitale und auf der rechten Seite die analoge Masse erstellen? Oder doch lieber auf der TOP Seite analog und auf der Bottom Seite digital?
Anhand welcher Kriterien wird die Form der Flächen erstellt?

Hoffe ihr könnt mir da weiterhelfen...
Danke!

Edit: Masseflächen auf der TOP Seite haben sich erledigt, da ich dann nur Fetzen bekommen würde..wie würdet ihr das sehen?

[seite5]

Hi,
Bez. Masseflächen im Mixed Design gibts einige gute Application Notes bei Analog Devices.
Ansonsten wäre es ganz hilfreich zu wissen um welchen Chip es sich bei dem grossen Teil handelt.
Übrigens: wo gibt's die 2200uF in SMD ?
mfg
Achim

[Peter(TOO)]

Hallo Achim,

Jede Leiterbahn und auch jeder Draht, sind eine Antenne.
Zwei Leiter bilden einen Kondensator, egal on die nebeneinander liegen oder auf entgegengesetzte Seiten des PCB.

Hinzu kommt noch, dass jeder Strom auch einen Spannungsabfall verursacht, dies gilt auch für die Masseflächen.
Zudem hat jeder, auch gerade Draht, auch eine Induktivität. Also einen Widerstand, welcher mit der Frequenz zu nimmt. Wäre noch der Skineffekt, aber den kannst du im Allgemeinen bei Leiterbahnen vernachlässigen, diese sind dafür zu dünn.

Wenn du also auf der einen Seite die Digitalmasse und auf der anderen die Analogmasse hast, bilden diese einen Kondensator und du koppelst die Sauereien auf die andere ein. Also ist dies die falsche Idee,

MfG Peter(TOO)

[Tomatello]

Erstmal danke an euch beiden!


Ansonsten wäre es ganz hilfreich zu wissen um welchen Chip es sich bei dem grossen Teil handelt.
Übrigens: wo gibt's die 2200uF in SMD ?

Hoppla, hab ich ganz vergessen zu erwähnen: Es handelt sich um den IMT902 um einen Schrittmotor zu betreiben.
Ich muss nochmal nachschauen was für Komponenten wir da haben, aber danke für deinen geschulten Blick.



Wenn du also auf der einen Seite die Digitalmasse und auf der anderen die Analogmasse hast, bilden diese einen Kondensator und du koppelst die Sauereien auf die andere ein. Also ist dies die falsche Idee,

Somit stellt sich also die Frage, ob die Masseflächen überhaupt in meinem Beispiel sinnvoll wären?
Gibts denn vllt eine Art Fausformel, wie groß Masseflächen sein müssen in Abhängikgeit von Masseausgängen/-eingängen? Anzahl der betroffenen Leiterbahnen und deren Länge..?

EDIT: Achja, was sagt ihr zu dem Board? Wie gefällt es von der Optik her und der Funktionalität (was man so rauslesen kann)? Passen die VIA´s (Anzahl,Platzierung)?
Die Dicke der Leiterbahnen sind 13 mil durch die 5V Spannung und ein ca ein guter Ampere durchgejagt werden soll...
Auch habe ich jetzt gelesen, dass man nur eine Massefläche erstellen soll, und den Digital- und Analog-Teil räumlich trennen soll. Wie soll das gehen, wenn sich bei mir die Bahnen teilweise überschneiden??

MfG Tom

[Peter(TOO)]

Hallo Tom,

EDIT: Achja, was sagt ihr zu dem Board? Wie gefällt es von der Optik her und der Funktionalität (was man so rauslesen kann)? Passen die VIA´s (Anzahl,Platzierung)?
Die Dicke der Leiterbahnen sind 13 mil durch die 5V Spannung und ein ca ein guter Ampere durchgejagt werden soll...
Auch habe ich jetzt gelesen, dass man nur eine Massefläche erstellen soll, und den Digital- und Analog-Teil räumlich trennen soll. Wie soll das gehen, wenn sich bei mir die Bahnen teilweise überschneiden??

Zu deinem Layout kann man da, ohne das Schema gar nichts sagen!
Dazu muss man wissen, welche Signale auf den Leiterbahnen sind.

Wenn du einen einfachen Verstärker baut und die Leiterbahnen für den Eingang und den Ausgang direkt parallel führst, muss du dich nicht wundern, wenn der schwingt!
Aber wie schon geschrieben, dazu braucht man das Schema....

Es ist auch nicht ersichtlich was digitaler GND und was analoger sein soll?

Grundsätzlich können Leiterbahnen, welche wirklich Ströme führen, nie breit genug sein.

MfG Peter(TOO)

[Tomatello]

Zu deinem Layout kann man da, ohne das Schema gar nichts sagen!
Stimmt! Im Anhang findet ihr die Beispielbeschaltung aus dem Datenblatt.


Es ist auch nicht ersichtlich was digitaler GND und was analoger sein soll?
Ab wann ist es sinnvoll, die GND- und VCC-Masse voneinander zu trennen? Hätte dann schon drei Masseflächen..

Noch eine Frage zu EAGLE´s Leiterbahnführung:
Oftmals kommt es vor, dass Eagle alternative Leiterbahnführungen erkennt, sprich ich über Umwege meine Leiterbahn in eine andere Leiterbahn/Pin/Bauteil einspeisen kann. Das sollte man wohl tunlichst vermeiden, aber da mir der Platz doch knapp ist habe ich es ein paar mal machen müssen. Ist das jetzt schlimm, bis auf die Tatsache, dass der Strom eben längere Wege in Kauf nehmen muss?

Lg Tom

[Tomatello]

Habe mir mal die Leiterbahnen von GNDA und GND genauer angeschaut und sie gegenübergestellt.
Demnach hat sich folgende Form rauskristallisiert:
Das Problem wird wohl sein, dass sich die GNDA Fläche zu weit vom Powereingang weg befindet und ich gelesen habe, dass eigentlich dort beide Massen treffen sollten?

[seite5]

Hi,
Hallo Peter - danke für die Beantwortung der Fragen - die ich in meinem Beitrag ganicht gestellt habe.
Tomatello: kurze Leitungen (Beispiel: Dein Entkoppel C - C4 - muss dich an den Chip),
Masse: Leistung und low level erst am power supply zusammenführen - evtl. durch einen
Split der Massefläche.
mfg
Achim

[Peter(TOO)]

Hallo Tom,

So wird das nichts, die Leiterbahnen welche den Strom tragen müssen sind zu schmal.
Da fliessen um die 3A (2*1.5A), wenn du beiden Hälften nutzen würdest, wären es sogar 6A.
Wobei die Peek-Ströme noch höher sein werden.

MfG Peter(TOO)

[Tomatello]

Habe nach, von mir erstellten Schema mal die Bauteile anders angeordnet und nach digitaler und analoger Masse räumlich getrennt. Reicht das unter Umständen nicht schon aus und es muss nur noch EINE Massefläche erstellt werden?


Masse: Leistung und low level erst am power supply zusammenführen - evtl. durch einen
Split der Massefläche.

Mit zusammeführen meinst du sicherlich, dass ich das Polygon dort über die supply ziehe nehme ich mal an.. Teile ich mit dem Split eigentlich nicht die Massefläche?
Muss ich im Schaltplan bzgl der Masse auch noch was beachten? (z.B. die GNDA´s mit dem GND´s verbinden?)
Ich habe mal zwei verschiedene Masseflächen mit dem Polygonbefehl gezeichnet werde sie erst oben bei der supply ( mittlere Reihe der 3x3 Polstecker) überlappen lassen..Leider bekomme ich keine saubere Form der Masseführung hin, da die Masse-Pins des IMT902´s auf beiden Seiten liegen.. Wäre das so ok?


So wird das nichts, die Leiterbahnen welche den Strom tragen müssen sind zu schmal.
Ok danke, das kann man nachträglich noch ändern.. gibt´s eine Fausformel wie breit pro Ampere so eine Leiterbahn sein muss?


Offtopic: Macht es eigentlich was aus, wenn V_ref (Referenzspannung) aus derselben Quelle kommt, wie die supply für den Motor? ( nämlich vom Mikrocontroller)

Danke euch!

[Peter(TOO)]

Hallo Tom,


Ok danke, das kann man nachträglich noch ändern.. gibt´s eine Fausformel wie breit pro Ampere so eine Leiterbahn sein muss?

http://www.pcb-pool.com/download/spezifikation/deu_cmso001_strombelastbarkeit.pdf

Allerdings berücksichtigt dies nur die Erwärmung, also wann dir die Leiterbahn wegbrennt!

Ob die Schaltung mit dem Spannungsabfall zurechtkommt, kannst du keiner Tabelle entnehmen.

MfG Peter(TOO)

[Tomatello]

Danke dir Peter, das werde ich dann berücksichtigen..
Auch wenn es jetzt etwas Off-Topic ist (möchte nicht extra ein neues Topic eröffnen), aber die Reset Funktion beim Schrittmotor-Treiber ist doch dazu da, das der Schrittmotor wieder seine Grundeinstellung einnimmt?
Bei meiner Verwendung des Motors ist es egal, von welcher Position aus er fährt; ich habe keinen Nutzen den Motor in seine Grundeinstellung zurückzuführen.
Ich dachte mir, dass ich den Reset-Pin dauerhaft auf high bzw +5V lege und gut ist..
Wäre das ok oder erfüllt er noch andere Zwecke?

Lg

[Peter(TOO)]

Hallo Tom,

Auch wenn es jetzt etwas Off-Topic ist (möchte nicht extra ein neues Topic eröffnen), aber die Reset Funktion beim Schrittmotor-Treiber ist doch dazu da, das der Schrittmotor wieder seine Grundeinstellung einnimmt?


Nein, so viel Intelligenz hat der Kontroller gar nicht!

Der stellt nur die ganzen Register des Controllers in die Grundposition und schaltet die Ausgänge ab.
Es ist also grundsätzlich keine so gute Idee, den Reset weg zu lassen.
Andernfalls musst du erst per Software alle Register setzen und auch Fehlerflags zurücksetzen um eine eindeutige Registerzustand zu haben.

MfG Peter(TOO)

[Tomatello]

Hallo Peter,
danke für deinen Rat! Sicherheitshalber werde ich es dann auch so machen..
Lt. Datenblatt ist das ein normaler Schalter oder? Wo kann ich ihn in Eagle finden?

MfG Tom

[Peter(TOO)]

Hallo Tom,

danke für deinen Rat! Sicherheitshalber werde ich es dann auch so machen..
Lt. Datenblatt ist das ein normaler Schalter oder?

Schalter in Datenblättern sind oft nur symbolisch.

Mit dem RESET kann man die Ausgänge abschalten und es werden noch verschiedene interne Register beeinflusst.
Aber das muss man im Datenblatt nachlesen und entsprechend ansteuern.
Der RESET scheint auch als Notstopp verwendet werden zu können.

MfG Peter(TOO)

[Tomatello]

Hallo Peter,


Schalter in Datenblättern sind oft nur symbolisch.
Wie kann ich diesen symbolhaften Schalter dann im Schaltplan realisieren? Irgendwie muss ich das doch da aufführen oder nicht?

Bezüglich Schutzschaltung:
Ich weiß nicht, ob der IMT902 interne Schutzdioden hat, würde aber gerne aufjedenfall noch externe einbauen.
Meines Wissens nach, muss ich 8 Stück nehmen? Je 4 nach GND und je 4 nach Vcc schalten?
Nach GND ist mir klar: Wenn man die Speisespannung des Motors wegnimmt oder der Motor generativ ohne Speisespannung bestromt wird, können die internen Dioden ja nicht funktionieren.
Die Spannung steigt somit und zerstört mir den IC..
Aber was die Dioden nach VCC bewirken sollen ist mir schleierhaft..

MfG Tom

[Peter(TOO)]

Hallo Tom,


Wie kann ich diesen symbolhaften Schalter dann im Schaltplan realisieren? Irgendwie muss ich das doch da aufführen oder nicht?
Tja, das ist das Problem des Entwicklers und dessen Anwendung.
Das muss nicht ein Schalter sein, das war mit symbolisch gemeint. Das kann auch fest verdrahtet, eine Steckbrücke oder ein Signal irgend wo her sein.

Wie man mit dem Auto von Basel nach Hamburg kommt, ist auch nicht das Problem des Autoherstellers und steht deshalb auch nicht in der Bedienungsanleitung des Autos ;-)


Bezüglich Schutzschaltung:
Ich weiß nicht, ob der IMT902 interne Schutzdioden hat, würde aber gerne aufjedenfall noch externe einbauen.

Die scheinen im IMT902 drin zu sein. Auf jeden Fall ist nirgends angegeben, dass es da externe braucht und auf den Boards ist auch nichts zu erkennen.


Meines Wissens nach, muss ich 8 Stück nehmen? Je 4 nach GND und je 4 nach Vcc schalten?
Nach GND ist mir klar: Wenn man die Speisespannung des Motors wegnimmt oder der Motor generativ ohne Speisespannung bestromt wird, können die internen Dioden ja nicht funktionieren.
Die Spannung steigt somit und zerstört mir den IC..
Aber was die Dioden nach VCC bewirken sollen ist mir schleierhaft..

Eine Spannung kann es immer nur zwischen zwei Punkten geben.
Und damit ein Strom fliessen kann, braucht es einen geschlossenen Stromkreis.

Die Induktionsspannung entsteht zwischen den beiden Anschlüssen der Wicklung.
Im schlechtesten Fall sind alle Treibertransistoren gesperrt.
Auf der negativen Seite der Spule fliesst dann der Strom durch die Diode nach Masse. Auf der Positiven durch die andere Diode nach Vcc.
in Problem ist nun, dass die Gegeninduktionsspannung immer die umgekehrte Polarität hat, wie der eben gerade geflossene Motorstrom, also braucht es 4 Dioden pro Wicklung, bei einem Bipolaren Motor.

Das andere Problem ist nun, dass du zusätzlich Strom in die Vcc einspeist.
Dieser muss dann irgendwie aufgefangen werden. Entweder durch einen Kondensator oder du brauchst noch eine Spannungsbegrenzung (Z-Diode, VDR, o.Ä).
Bei der Lösung mit dem Kondensator ergibt sich auf jeden Fall eine Kurze Spannungsspitze. Wie gross die wird, hängt, theoretisch, davon ab, welche Leistung in der Wicklung gespeichert ist und wie gross der Kondensator ist. Praktisch spielen da, unter anderem, auch wieder die Widerstände der Leiterbahnen und das Layout eine Rolle.

MfG Peter(TOO)

[Tomatello]

Wie man mit dem Auto von Basel nach Hamburg kommt, ist auch nicht das Problem des Autoherstellers und steht deshalb auch nicht in der Bedienungsanleitung des Autos

Netter Vergleich! :)



Die scheinen im IMT902 drin zu sein. Auf jeden Fall ist nirgends angegeben, dass es da externe braucht und auf den Boards ist auch nichts zu erkennen.

Du hast Recht. Ich kann dazu auch nichts im Datenblatt finden, auch nicht im "ungelabelten", da er früher mal ein Toshiba Baustein war.

Dennoch habe ich gelesen, dass es durchaus manche machen trotzdem Freilaufdioden an Treiber anbringen, da die internen zu schwach sind etc. ?



also braucht es 4 Dioden pro Wicklung, bei einem Bipolaren Motor.

Gibt es irgendwie eine Standartbeschaltung von Freilaufdioden an einen Bipolaren Motor? Ich bringe die Dioden schließlich an den Wicklungen/Phasen (so wie beim L289 z.B.) an, somit pfusche ich am Treiber an sich ja nicht wirklich rum (damit meine ich, dass ich keine Eingänge/Ausgänge mit den Dioden beschalte).

Danke!! :)

[Peter(TOO)]

Hallo Tom
[QUOTE=Tomatello;589047]Gibt es irgendwie eine Standartbeschaltung von Freilaufdioden an einen Bipolaren Motor? Ich bringe die Dioden schließlich an den Wicklungen/Phasen (so wie beim L289 z.B.) an, somit pfusche ich am Treiber an sich ja nicht wirklich rum (damit meine ich, dass ich keine Eingänge/Ausgänge mit den Dioden beschalte).QUOTE]

Also die Frage verstehe ich nicht?
Alles was du da irgendwie anschliesst, "pfuscht" am Treiber rum!

MfG Peter(TOO)