Σχεδίαση πλακέτας μΕ για βιομηχανικό περιβάλλον

[gsouf]

Καλημέρα σε όλους ,

τον τελευταίο καιρό ασχολούμαι με κάποιες υλοποιήσεις με μΕ κυριώς αυτοματισμού αλλά στοχευμένες για την δουλεία μου ( επισκευές μηχανήματων γραφικών τεχνών)

έχω καταφέρει κάποια πράγματα που θέλω και τώρα θέλω να μπώ στην κανονική υλοποιήση πλέον για τα κάνω χρήση, λόγω ότι δεν έχω μεγάλη εμπειρία στον σχεδιασμό pcb θα ήθελα να ρωτήσω κάποιες οδηγίες για να σχεδιαστέι σωστά ένα pcb με μΕ ώστε να δουλέψουν αξιόπιστα σε ένα τέτοιο περιβάλλον.

Αυτά που έχω μάθει προς το παρόν και θα εφαρμόσω είναι να έχω εισόδους με οπτο , προσοχή στην τροφοδοσία (έχω διαβάσει app note της atmel σχετικό που δείχνει τι χρειάζεται ακριβώς πηνεία πυκνωτές,),όσο το το δυνατόν πιο "κοντές" γραμμές σημάτων ,σωστό κύκλωμα reset.

Για πείτε οι πιο έμπειροι τι άλλο χρειάζεται , κάτι έχω διαβάσει ότι πρέπει να έχεις τουλάχιστον 2 επιπέδων και θέλει προσοχή στους δρόμους ground και + .

ευχαριστώ εκ των προτέρων!!!

[picdev]

μεγάλη κουβέντα άνοιξες, το ρεσετ αν μπορείς απενεργοποίησε το αν δεν υπάρχει προφανής λόγος.
Θωρακισμένο κουτί , opto αν είναι δυνατό , και ίσως φερήτες σε σήματα εισόδου

τα παρακάτω τα είχε γράψει ο SRF σε ένα δικό μου ποστ για ανάλογο θέμα

Δεν ασχολούμαι με ΠΙΚ αλλά οι γενικές αρχές ισχύουν παντού σε τέτοιες περιπτώσεις. Θα πρότεινα λοιπόν τα εξής
1. Πυκνωτής 10μ ακριβώς δίπλα στο βασικό ποδαράκι τροφοδοσία του μΕ. Προσοχή αυτπος δεν αναιρεί την αναγκαία ύπαρξη ενός 100 νανο επίσης εκεί!
2. Η πίστα προς τα ποδαράκια τροφοδοσίας του μΕ να παχαίνει αμέσως μετά (ή όσο το δυνατόν πιό άμεσα) μετά την απομάκρυνση από το ποδαράκι του ολοκληρωμένου! Στο σημείο αυτό συνήθως μπαίνει ο 10μ του 1.
3. Η πίστα γειώσεως - 0 να παχαίνει όσο το δυνατόν πιό άμεσα και να καταλήγει το συντομότερο δυνατόν σε κεντρικό σημείο γειώσεως - 0 ακόμα & αν μεταφέρεται σε επίπεδα της πλακέτας για αυτό.
4. πόδια RST ή MCLR ποτέ στον αέρα! Αν απενεργοποιούνται από το πρόγραμμα σας΄τότε ΟΚ. Αν όχι, τότε πάντα αντίσταση μεταξύ 4.7Κ & 22Κ με επίσης πυκνωτή προς γη από το πόδι, τιμής 1 εώς το πολύ 10 νάνο! Το να γίνει λίγο αργότερα η αρχική εκκίνηση είναι πιό αποδεκτό από το να χτυπάει επανεκκίνηση σε κάθε τυχαίο γεγονός στατικής εκφόρτισης τριγύρω στο μηχάνημα!
5. Η τροφοδοσία μας να μπορεί να αντέξει το ρεύμα λειτουργείας του μΕ για τουλάχιστον μερικά μικροδευτερόλεπτα πριν φύγει εντός του κυκλώματος! Αυτό είναι σε κάποιες περιπτώσεις σωτήριο... αλλά δεν γίνεται πάντα δυνατόν!
6. Επιλέγουμε πάντα να προγραμματίζουμε τον μΕ ώστε να έχει την μικρότερη δυνατή κατανάλωση, με επιλογή του στάτους των αχρησιμοποίητων ποδιών του όπως ο κατασκευαστής προτείνει! Δεν αφήνουμε ΤΙΠΟΤΑ στην τύχη, ή το θεωρούμε αδιάφορο για την εφαρμογή μας!
7. Στο κύκλωμα (τροφοδοτικό) που θα δίνει την τάση στον μΕ επιλέγουμε χωρητικότητα εισόδου σχετικά μεγαλύτερη της υπολογιζόμενης για το θεωρητικό ρεύμα παροχής μας, συνήθως το 2πλό αυτής!
8. Στην έξοδό του έχουμε χωρητικότητα τουλάχιστον το μισό της εισόδου! Ακόμα και αν θεωρητικά είναι υπεραρκετή μια άλλη τιμή, δεν επαφιόμαστε σε αυτήν αν είναι <30% της χωρητικότητας εισόδου!!! Συμπληρωματικές χωρητικότητες εσωτερικότερα του κυκλώματος δεν συνυπολογίζονται ως δεδομένα γραμμικά προστιθέμενες... γιατί ανάλογα την απόσταση διαδρομών και των ενδιάμεσων πιστών και επιπέδων, & με διαφορετικά πάχη/μήκη, δεν ανταποκρίνωνται άμεσα ως προς την έξοδο στο πόδι του σταθεροποιητικού μας!!! Πολλές φορές μιά λεπτή πίστα σε μαίανδρο λειτουργεί ως στραγγαλιστικό πηνίο ακόμα και αν έγινε καταλάθος!!!
9. Το πως θα διαρρέεται τελικά η επιστροφή προς το 0 πάνω στην πλακέτα μας είναι κάτι που η εμπειρία θα βοηθήσει τελικά να το καθορίσεται, ανεξάρτητα του καθαρά θεωρητικά προτεινόμενου τρόπου!
Υπάρχουν και άλλα ως προτάσεις, αλλά ακολουθώντας τα παραπάνω θα βρείς ότι μπορείς να αποφύγεις προβλήματα σαν αυτό σε >80% των περιπτώσεων! Μετά αν πέσεις στο 20% ή χειρότερα, θέλει ψάξιμο... μέχρι και σε ακραίες περιπτώσει όπως το πως στρίβει μια πίστα στην πλακέτα!!!

[gsouf]

μεγάλη κουβέντα άνοιξες

κάτι έχω καταλάβει!!!!!

[SRF]

Σε εφαρμογές που υπάρχει πιθανότητα μεγάλων ηλεκτροστατικών ή βιομηχανικών θορύβων, καλό είναι σε κρίσημα σήματα να προσθέτεις και επιλεγμένα TVS διόδια... που θα τοποθετήσεις σε επιλεγμένα τοπογραφικά στην πλακέτα σου σημεία!

[gsouf]

αμια οδηγια για την σχεδιαση των διαδρομων? Καπου διαβασα οτι πρεπει να εχω τουλαχιστον 2 επιπεδα γιατι αυτο?

[SRF]

αμια οδηγια για την σχεδιαση των διαδρομων? Καπου διαβασα οτι πρεπει να εχω τουλαχιστον 2 επιπεδα γιατι αυτο?

Δεν ισχύει η ντε φακτο χρήση δυο επιπέδων για κάθε πλακέτα! Μιά σωστά σχεδιασμένη πλακέτα μιάς όψεως ενός σωστά σχεδιασμένου ηλεκτρονικού κυκλώματος, μπορεί να είναι καλύτερη τελικά από μια διπλής όψεως (επιπέδων) ή και παραπάνω... που είναι φτιαγμένη λες και προσπαθείς να περάσεις χιλιάδες καλώδια χύμα και τσουβαλάτα απλά βάζωντας ένα υπόστρωμα στηρίξεώς τους που το αποκαλείς ως "πλακέτα" !
Αν μπορείς να σχεδιάσεις στον ίδο χώρο, σωστά μιας όψεως πλακέτα, μην φτιάξεις δύο όψεων απλά γιατί νομίζεις ότι θα είναι καλύτερη! Υπό συνθήκη... μπορεί να είναι & χειρότερο το τελικό αποτέλεσμα!!!

[gsouf]

Βασικα εδω
https://www.google.gr/url?sa=t&sourc...lmBjEH54kVXYxQ

για τα δυο επιπεδα οτι ειναι καλυτερα απο ενα τωρα τι να πω ειναι ενδιαφερον pdf παντως

[manolena]

Μερικά tips που ακολουθώ εγώ:

1. Όταν δεν είναι πρώτο μέλημα η συμπαγής κατασκευή και ειδικότερα αν τα κομμάτια που πρόκειται να φτιαχτούν είναι λίγα και θα συμπληρωθούν με το χέρι, είναι προτιμότερη η χρήση συμβατικών εξαρτημάτων και όχι SMD. Σε αυτή την περίπτωση, μπορείς να χρησιμοποιήσεις τα ίδια τα pins τους για να ενώσεις τα δύο επίπεδα.
2. Πλεονέκτημα όμως των SMD εξαρτημάτων είναι οτι κερδίζεις σε χώρο, κερδίζεις σε τρύπημα (έξτρα κόστη στην παραγωγή του PCB) και επίσης, οι γραμμές διασύνδεσης των εξαρτημάτων ελαχιστοποιούνται (κονταίνεις δηλαδή τις κεραίες RF που σε μια βιομηχανική πλακέτα δεν θέλεις να υπάρχουν).
3. Κανόνας πρωταρχικός είναι το manual routing και όχι autorouting. Το αυτόματο routing θέλει πάαααααρα πολύ παραμετροποίηση και στην τελική, ακόμα και με αυτό δεν μπορεί να συγκριθεί με τον ανθρώπινο νου στην ανεύρεση καλύτερων διαδρομών και τοπογραφίας εξαρτημάτων.
4. Είναι καλό, εξαρτήματα SMD με πολικότητα όπως δίοδοι, πυκνωτές ή γενικά ημιαγωγοί, να έχουν τον ίδιο προσανατολισμό.
5. Κατά τη διάρκεια της σχεδίασης μιας πλακέτας, μην σκέφτεσαι να τα παρατήσεις αν δυσκολευτείς! Πολλές πρόβες και δοκιμές, θα δείς οτι βελτιώνουν το αποτέλεσμα συνεχώς. Παράδειγμα, η πλακετίτσα του Γιώργου πιο πάνω σε άλλο νήμα που έχει πολλές παραλλαγές μέχρι την τελική version.
6. Καλό είναι να αποθηκεύεις πολύ τακτικά το αρχείο σου με αύξοντα αριθμό φακέλου. Έτσι μπορείς να δείς το "παρελθόν" της πλακέτας σου και να βελτιώσεις το "μέλλον" της.
7. "Γκρουπάρισε" τα εξαρτήματα στο σχεδιασμό. Φτιάξε τους διαδρόμους σε κάθε ομάδα και μετά σύνδεσε τις ομάδες μεταξύ τους.
8. Διατήρησε όσο το δυνατόν μικρό μήκος στις διαδρομές σου. Όταν ενώνεις εξαρτήματα με άσχετους διαδρόμους, εισάγεις μεγάλη σύνθετη αντίσταση στο κύκλωμα που κατά την σχεδίασή του, ούτε που είχες υπολογίσει...
9. Μεγάλο θέμα είναι οι πυκνωτές αποσύζευξης, ή decoupling. Πρέπει να τους τοποθετείς όσο πιο κοντά γίνεται τα pins τροφοδοσίας ολοκληρωμένων, μ/Ε ή άλλων εξαρτημάτων που διαχειρίζονται παλμούς ή "περίεργες" τάσεις.
10. Γραμμές που διαχειρίζονται σήματα θα πρέπει να σχεδιάζονται πρώτα στην πλακέτα και ειδικότερα οι πιο "κοντές" διαδρομές πρώτα. Ύστερα οι πιο μακρές.
11. Όταν σχεδιάζεις γραμμές bus, π.χ. μια οχτάδα γραμμών απο ένα μ/Ε πρός μια οθόνη LCD, είναι καλό να έχεις παράλληλες και κοντινές μεταξύ τους αυτές τις γραμμές.
12. Φρόντιζε όπου είναι δυνατόν, να ξεχωρίζεις αναλογικά απο ψηφιακά κυκλώματα.
13. Επίσης, σε πλακέτες διπλών ή πολλαπλών στρωμάτων, καλό είναι να φτιάχνεις τις γραμμές των σημάτων σε κάθε layer έτσι ώστε μεταξύ τους αυτές να είναι κάθετες και όχι παράλληλες.
14. Αν είναι δυνατόν και σε "παίρνει", σχεδίασε το κύκλωμά σου στη μια όψη και κράτα την άλλη για ένα καλό ground plane, το οποίο θα φροντίσεις να το " γαζώσεις" σε αρκετά και καίρια σημεία με πολλά vias.
15. Γραμμές οι οποίες διαχειρίζονται υψηλά ρεύματα, καλόν είναι να σχεδιάζονται μακριά απο εξαρτήματα ευαίσθητα όπως αισθητήρες, π.χ. Hall.
16. Απο ότι καταλαβαίνω, πρέπει να είσαι σχετικά άπειρος, οπότε πρέπει να δώσεις εξαιρετική σημασία στη διαχείρηση και το σχεδιασμό γραμμών που μεταφέρουν τάση δικτύου πόλης! ΠΡΟΣΟΧΗ!
17. Όταν διευθετείς γραμμές μέσα στην πλακέτα σου, μην χρησιμοποιείς γωνίες άλλες εκτός απο 45 μοίρες. Οι ορθές και οξείες γωνίες στις γραμμές δημιουργούν ανεπιθύμητα παρασιτικά φαινόμενα.
18. Παρατήρησε πλακέτες που έρχονται στα χέρια σου απο επαγγελματικές κατασκευές, όπως motherboards, τηλεοράσεις ή ό,τι άλλο. Μπορείς να "κλέψεις" ιδέες.
19. Με ένα καλό σχεδιαστικό πρόγραμμα π.χ. Altium Designer, έχεις πολλά εργαλεία χρήσιμα για τη σχεδίαση. Ένα απο αυτά είναι και το design rules check, ο έλεγχος δηλαδή της πλακέτας για τυχόν λάθη στην σχεδίαση. Χρησιμοποίησέ το συνεχώς.
20. Σε μεγάλα pads, όπως π.χ. pads ακροδεκτών που διαχειρίζονται ρεύματα, βάλε vias πάνω-κάτω για να ενισχύσεις τη γραμμή σου. Δεν θέλεις να δείς την πλακέτα να "ξεφλουδίζεται" απο μεγάλα, μη διαχειρίσιμα ρεύματα!
21. Αν έχεις αμφιβολία για πλάτη γραμμών και τι ρεύμα μπορούν να διαχειριστούν, χρησιμοποίησε κάποιον on-line calculator. Θα σε βοηθήσει πολύ.
22. Κάποιος σοφός άνθρωπος που γνωρίζω, πάντα μου έλεγε: Μέτρα πάντα δυο φορές και κόβε μία! Κάνε κι εσύ αυτό. Διπλοτσέκαρε τα σημεία που έχεις αμφιβολίες και προ πάντων, πριν δώσεις μια πλακέτα για παραγωγή, τσέκαρέ την 3,4,5,6,7,8..... φορές!!!!
23. Και τέλος, να θυμάσαι: τίποτα δεν καταφέρνεις χωρίς υπομονή και θέληση. Μπορεί εδώ μέσα να δείς συμβουλές απο ανθρώπους που είναι ικανοί να φτιάξουν πλακέτες 6 layers για motherboards υπερυπολογιστών. Μην αγχωθείς αν δεν μπορείς να κάνεις το ίδιο!!! Θα έρθει κάποια στιγμή που θα υπερηφανεύεσαι για τις πλακέτες σου, αν έχεις θέληση και υπομονή. Η δοκιμή και το λάθος είναι πολύτιμη εμπειρία.

Αυτά...

[gsouf]

Παιδιά ευχαριστώ πολύ για τις συμβουλές , όντος απο σχεδιαστική εμπειρία έχω πολύ λίγη κυρίως απλά κυκλώματα η απλά pcb για πειραματισμό στον πάγκο όπως αυτό
http://www.hlektronika.gr/forum/showthread.php?t=72404

Δύο ερωτησούλες τώρα φίλε Μάνο

1 Λέγοντας γάζωμα του ground plane πως το εννοείς ?

2 Για πρόγραμμα σχεδιασμού έχω λίγο ξεκινήσει με το DesignSpark να συνεχίσω η να δοκιμάσω κάτι άλλο?

[picdev]

Εγώ να το πάω λίγο παρακάτω, αν έχουμε μία γεννήτρια συχνοτήτων, μπορούμε να τεστάρουμε τη συσκευή μας , αν έχει πρόβλημα απο παρεμβολές?
Αν ναι υπάρχει κάποιος μπούσουλας? Ποιές συχνότητες ? σε διαμόρφωση? με πόση ισχύ ?