Нужны советы по созданию платы

Тема в разделе "Технологии радиолюбителя", создана пользователем Фанерщик 2.0, 18 дек 2020.

  1. Здравствуйте!
    Имеется прототип платы:
    плата.GIF
    И, т. к. замахнулся на проект такого масштаба впервые, то возникла куча вопросов. Конечно, я бы мог молча заказать плату у китайцев и выкинуть хренову гору денег на ветер когда всё сгорит к чёртовой бабушке после сборки и первого включения или транзисторы с проводами не влезут в плату, но я не настолько богат, чтобы учиться на собственных ошибках. Поэтому, прежде чем заказывать изготовление платы и тратиться на покупку деталей хочу удостовериться в своей правоте.

    Собственно, вопросы:

    1) В общем и целом по плате будут какие-нибудь замечания / возражения / пожелания? Т. к. это мой первый проект такого масштаба, то хочется услышать конструктивную критику профессионалов в области радиоэлектроники или самодельщиков со стажем, чтобы сейчас не нарваться на проблемы и в дальнейшем чувствовать себя более уверенно, если придётся рисовать следующую плату и делать заказ на производство на заводе. А также авторитетное мнение - можно делать заказ, или плату нужно дальше дорабатывать или это вообще не заработает и нужно всё переделывать с нуля.

    2) Правильно ли я подключил Ардуину к внешнему питанию? Подключение пина Vin к шине 12 вольт - достаточно? Никаких токоограничительных резисторов или фильтрующих конденсаторов не нужно?

    3) Дорожка соединяющая пин А0 на Ардуино и на шилде сильно будет ловить шум? Хоть в коде и есть вилка для значений нажатых кнопок, но значение может запросто выйти за пределы и будет зарегистрировано ложное нажатие.

    4) Насколько датчики температуры DS18B20 толерантны к величине питающего напряжения? То есть, датчики необходимо строго запитывать от самой Ардуино или внешний источник питания также подойдёт? Реле и подсветке LCD экрана должно быть по барабану на то, что блок питания выдаёт, например, 5.5 вольт или 4.8 вольта вместо 5. А вот с датчиками - не уверен. Стоит ли изменять плату и подключать питание датчика к самой Ардуино или нет? Или питание от самой Ардуино тоже не гарагнтирует ровно 5 вольт?

    5) Arduino в готовом устройстве будет подключена к компьютеру через USB для сбора информации и управления через Serial. Одновременно с этим Arduino будет запитана от внешнего источника питания через пин Vin. При этом конфликта интересов не возникнет? Ничего не сгорит? Какова вероятность попадания 12 вольт на USB компьютера через Ардуино и вывод из строя материнской платы ПК? Далее, данная плата будет установлена в электромонтажный шкаф и через стойки крепления платы общая шина будет заведена на корпус шкафа. Если я корпус шкафа потом заземлю - то это плохо или хорошо?

    6) Самое главное - после экспорта Gerber файлов и загрузки их на JLCPCB получается какая-то хрень. Во встроенном просмотрщике Gerber файлов на сайте плата без дорожек. Вообще. Как будто непротравленный кусок текстолита с просверленными отверстиями и нанесённой шелкографией и маской. Хотя на странице заказа какое-то подобие дорожек имеется, но т. к. там изображение чересчур мелкое, то что-то рассмотреть не получается. То же самое происходит и в просмотрщике Gerber на сайте PCBWay. Если не использовать инструмент нанесения общей шины на свободные участки платы, то дорожки есть. Но без общей шины мне не очень-то и сладко придётся, т. к. в пике ток запросто может превысить 100 ампер. И тупыми дорожками тут не отделаешься. Получается, что этот инструмент несовместим с экспортом в Gerber? Или у меня просто лыжи не едут? Экспорт из Sprint Layout делаю согласно инструкции с сайта JLCPCB. Посмотрев кучу видео на Youtube про JLCPCB понял, что, во-первых, есть опция подтверждения производственных файлов, во-вторых, перед передачей заказа в производство файлы попадают инженеру, который всё перепроверяет и готовит исходники для станков и оборудования. И в случае каких-то косяков об этом мне сообщат. Это, конечно, меня спасёт от бракованной платы и мне не пришлют голый текстолит без дорожек. Но, к сожалению, не спасёт от ещё одной переделки платы (уже, наверное, в десятый раз). Поэтому чтобы зря не тратить своё время и время китайцев хочу знать - это тупит сайт и на выходе я получу такую же плату, как и на фото виде в Sprint Layout, или всё-таки косяк в программном обеспечении и какая-то несовместимость между стандартами Sprint Layout и JLCPCB? Все видео на Youtube по проектированию в Sprint Layout и изготовлению печатных плат в Китае используют относительно простые платы без общей шины (и поэтому там всё нормально) и нигде данный вопрос с косяком экспорта - импорта при использовании общей шины не поднимается.

    7) Возникли вопросы по поводу сверловки. В основном у меня на плате используются стандартные отверстия - 0.5, 1, 1.5 миллиметра. Но по причине того, что металлизация съедает 0.1 миллиметра, для мелких транзисторов и для запайки проводов (МГШВ 1.5 миллиметра в диаметре) пришлось применять нестандартные размеры - 0.6 миллиметров для транзисторов и 1.7 миллиметра для проводов. Вообще в природе такие свёрла существуют? В ГОСТе на цилиндрические свёрла в таблице нет диаметров меньше 1.0 миллиметра, но 1.7 миллиметра вроде бы в таблице есть. Я могу убрать металлизацию для транзисторов в корпусах TO-92 (точнее Eline) и привести отверстия к стандартным 0.5 миллиметрам, но с проводами такое не пройдёт - для усиления по току силовые дорожки к которым должны подпаиваться провода сделаны с двух сторон платы. Поэтому там без металлизации никак. 0.6 и 1.7 миллиметра китайцы смогут насверлить?

    Вроде пока всё.
     
  2. parovoZZ

    parovoZZ Гуру

    она ну очень ОГРОМНАЯ. У меня схема с сотней компонентов влёгкую помещается на плату 110х80. Это вместе с БП и DC/DC преобразователями.

    а других напряжений нет? Я ставлю ШИМ преобразователи для понижения напряжений и LDO линейники.

    в электрофизике нет таких понятий, как сильно/не сильно. Есть параметры, значения которых могут выйти за определённые пределы или не выходить за них.

    Часть, которая заведует USB, лучше и запитать от USB компьютера. А общение USB контроллера с остальной частью платы организовать через специальные микросхемы с гальванической развязкой.

    Это температурные датчики, показания которых очень сильно зависят от качества питающего напряжения. Градус точности можно запросто загрубить до 2-3 градусов неграмотной разводкой. А можно и вообще показания занулить. Некоторые уникумы ставят эти датчики вовнутрь электродвигателей.

    Если нет опыта, то такие вещи лучше делать в EasyEDA или Upverter.

    Взять готовые футпринты для корпусов и не изобретать велосипед.
     
    Igor68 нравится это.
  3. Рокки1945

    Рокки1945 Гуру

    Попробуйте на сайте резонита просмотреть герберы, необходимо полигон добавить - на общий, если токи большие шины по-толще делайте, на счёт 12 вольт достаточно это или нет - необходим расчёт потребления схемы при максимальной загрузке - и потом обратиться к описанию на мегу, на счёт сверловки не стесняйтесь обращаться в техподдержку - мне они 0.3 делали - нормально
     
  4. Airbus

    Airbus Радиохулиган Модератор

    Ну нинаю у меня из Лайвута а Гербер ни разу экспорт не получился. Получается какая то шняга. Поэтому завязал с этим делом. Для простых плат Лайаут для тех что посложнее ИзяИдэа
     
  5. Asper Daffy

    Asper Daffy Иксперд

    Это косяк просмотрщика. При этом JLCPCB отлично травит платы - никаких проблем. Просто не бери в голову. Я тоже первый раз перепугался, но потом пришли - отлегло.
     
  6. Asper Daffy

    Asper Daffy Иксперд

    Легко!

    Вообще, поменьше парьтесь. Нормально они всё делают.
     
    Andrey12 нравится это.
  7. b707

    b707 Гуру

    Возможно, что из разных программ получается по разному, я развожу в Eagle - их Гербер в просмотрщике сайта JLCPCB показывается корректно, в мельчайших деталях, в том числе и полигоны (то что вы называете общей шиной).
    Более того, когда первый раз заказывал - в просмотрщике был виден косяк, которого вроде не было в схеме. Мне тогда знакомый тоже сказал, мол. не переживай. это сайт JLCPCB глючит. Но по факту плата пришла именно такая, как была на картинке - с парой дорожек, не дотянутых до пада. И только тогда я рассмотрел. что реально у меня на схеме эти дорожки не соединены...
    Так что на мой взгляд. если просмотрщик показывает какую-то фигню - лучше еще 10 раз все перепроверить. китайцы не врут :)
     
  8. parovoZZ

    parovoZZ Гуру

    Я как-то MISO соединил с MOSI, а MOSI c MISO. А всё из-за того, что хотел сделать по красоте. Ну т.е. по ГОСТ примерно так
    upload_2020-12-18_22-14-13.png
    и перепутал названия... Теперь функции всех пинов подписываю.
    SPI пришлось заменить softSPI(
     
  9. Tomasina

    Tomasina Сушитель лампочек Модератор

    2020-12-19_23-31-18.png
    Зачем сделан переход на другую сторону (см. стрелки), если можно без проблем пройти по исходной стороне?
    Зачем у Q1-Q10 соединение с GND вынесено в сторону от ножки?
    Зачем параллелить 4 резистора?
    В чем смысл подмешивания R36 к R37-40, ведь они все параллельны?
    Зачем для такой простой схемы использовать мощную и дорогую Mega2560?
    Линии питания у реле надо толще.
    Откуда берется 5 Вольт для линии Vcc? На плате шина тупиковая.
    Почему питание 12 Вольт подается несимметричной пайкой, а не через разъем?
    Jumper_10 не имеет защиты от КЗ (два резистора). При ошибке в скетче получаете сгоревший порт D35 и замену дорогой Mega2560.
    Buzzer имеет встроенный генератор? Ток потребления не более 20 мА?
    Реле имеют диодную защиту от обратного тока?
    Иметь действующую кнопку Reset в 2 мм от кнопки Right - идея ну так себе...
    Зачем линию RST вести большой петлёй, если можно по кратчайшему пути (сразу направо, а линию A0 опустить вниз)?
     
    Рокки1945 нравится это.
  10. b707

    b707 Гуру

    на эти два вопроса, как мне кажется, я могу ответить.
    У автора на этой плате еще будет полигон земли, которого, скорее всего, не будет между двумя шинами питания, где расположены трансы Q1-Q10
    Тоже самое с участками. где линии вроде бы "бессмысленно" переходят с лицевой на обратную сторону - скорее всего просто автор не захотел рвать единый полигон и потому обвел шины по другой стороне.

    Но вот разводить под заказ огромную плату и впаивать в нее готовую Ардуино Мега. вместо того чтоб взять один только МК - это какая-то бредятина, как мне кажется
     
    Airbus и Рокки1945 нравится это.
  11. parovoZZ

    parovoZZ Гуру

    Дорогая - да, мощная - нет. Абсолютно все AVR (включая Attiny с математическим блоком) по производительности одинаковы.

    У каждого свои тараканы. Автор, видимо, ещё не узнавал про стоимость готового текстолита таких размеров.
     
    Airbus нравится это.
  12. Airbus

    Airbus Радиохулиган Модератор

    Я бы сюда Нану поставил. Вполне хватит.И размеры можно в разы меньше сделать. Или вобще Лолину и заодно все параметры в Веб интерфейс вывел бы. Да и управление оттуда сделал. Blynk для совсем ленивых а Mqtt для тех кто умеет.
     
    Andrey12 нравится это.
  13. Глюк. После внесения изменений забыл исправить.
    Если делать термобарьер и подключать пятачок сразу к GND, то просто может не хватить места для его размещения. На мощных транзисторах место под термобарьер есть, поэтому их подключал напрямую.
    В наличии в локальных магазинах нет резисторов нужного номинала / мощности. Поэтому и приходится колхозить. Насколько я понял из чтения Интернета для того, чтобы мощные IGBT (или MOSFET, что одно и то же) могли нормально работать с ШИМом необходимо им предоставить напряжение питания на затворе 15 вольт и ток затвора не менее 1 ампера, чтобы они могли успевать полностью открыться (да, этот ток будет протекать микросекунды до того, как зарядится ёмкость затвора, но он должен быть именно таким). Чтобы не городить батарею из 10 резисторов в параллель пришлось идти на компромисс и ограничиться пятью, но чтобы достичь тока в 1 ампер на месте, например, R36 - R40 должен стоять резистор 10 ом мощностью 20 ватт или 10 резисторов по 100 ом и 2 ватта в параллель.
    А где ещё можно найти столько ШИМ выводов для организации раздельного управления 10 каналами, плюс ещё 11 выводов для раздельного управления реле, плюс линию для подключения датчиков температуры, плюс 6 линий для подключения дисплейного шилда? Использовать сдвиговые регистры не прокатит.
    Вопрос не понял. С разъёма USB.
    Да
    Не знаю, брал готовые модули реле здесь https://ampermarket.kz/relay/1-channel-relay-module/. По идее, должны иметь.
    Там будут впаяны разъёмы и Ардуино будет просто вставляться в эти разъёмы. Я вообще постарался здесь свести пайку к минимуму. И Ардуино, и шилд, и все реле будут подключены на разъёмах, чтобы в случае выхода из строя можно было оперативно произвести их замену. Никакой пайки готовых плат не будет.
    Взять один только МК - где и на чём мне его паять? ATMega 2560 - не 555 таймер с восемью ножками, а оборудования для пайки SMD / BGA у меня нет. Плюс минимальная обвязка (кварц, и т. д.). А в Ардуино уже всё готовое и голова ни о чём не болит. Далее, к голому микроконтроллеру нужен ещё и программатор. И вручную настраивать avrdude (или какой-нибудь PonyProg для PIC'ов) на работу с программатором и каждый раз прописывать длинющие командные строки для прошивки. Зачем городить весь этот огород, если это единичный проект? Пославлю плату в монтажный шкаф - и забуду (и куда потом девать программатор?). И что мне делать с голым впаянным микроконтроллером, если я захочу обновить прошивку через месяц работы устройства? Возиться с ICSP? А в случае с Ардуино - всё уже готово. Достаточно открыть скетч, внести изменения и залить прошивку в контроллер. Даже вставлять USB не придётся - он у меня будет подключен постоянно.
    Узнавал. По сравнению с теми деньгами, которые я уже вбухал в этот проект (уже больше 500 долларов однозначно, одни только 40 элементов Пельтье обошлись мне в 150 долларов, не считая всего остального) - копейки. На PCBWay - 60$, на JLCPCB - 40$. С доставкой DHL Express будет около 110 - 120 долларов. Да, не дёшево, а что делать?
     
  14. Рокки1945

    Рокки1945 Гуру

    так надо было фирме отдать или фрилансеру - 500 долларов на прокачку - по мне лучше сделать лутом и сделать отладку, а потом уже заказывать
    Buzzer имеет встроенный генератор? Ток потребления не более 20 мА?
    всё равно ставьте резистор - вход уберечь
     
  15. KindMan

    KindMan Гуру

    А вы его хоть на "соплях" собирали? По тексту я понял, что нет. Почему не хотите на макетной плате всё собрать, спаять, что нужно, проверить, отладить. И если нужен один экземпляр то так и оставить на макетке?
    Потому что потом, когда вы все распаяете на готовой плате, и у вас, например, начнёт перезагружается микроконтроллер от включения\выключения реле - будет обидно.
     
    Последнее редактирование: 20 дек 2020
    SergeiL и Un_ka нравится это.
  16. b707

    b707 Гуру

    Судя по форме, место на плате предусмотрено под стандартную Ардуино Мега, хотел бы я посмотреть, как вы ее куда-то вставите с ее уродскими колодками типа "мама"...
    Почему не взяли Мегу- про мини, у нее и разъемы удобнее, и сама она вдвое меньше обычной. Число и функции пинов те же

    Что же касается прошивки... если у вас вызывает сложности прошивка по ISP - рано вам за такие проекты браться. Никаких программаторов для этого не нужно, и никакие "огромные командные строки" вбивать не трубуется - все делается через Ардуино ИДЕ нажатием одной кнопки
     
  17. Tomasina

    Tomasina Сушитель лампочек Модератор

    Но у тебя нет 15 Вольт на плате. Думаешь от 12 получится?

    То есть при отсутствии кабеля USB или отключенного компьютера вся плата перестает функционировать? У тебя шина Vcc нигде не соединена с +5V на Меге. Как поведут себя транзисторы, если на их входе будет неизвестно что (USB-кабель отвалился, питание шилда отрубилось, управлять платой невозможно, на части пинов голые наводки от окружающих проводов)?

    Берем PCA9685 (+200 р.)
    Берем Arduino Nano (+360 р.)
    Выкидываем Mega2560 (-1490 р.)
    Получаем при меньшей стоимости 16 каналов ШИМ с разрешением 4096 шагов (сейчас у тебя 10 каналов ШИМ с разрешением 256 шагов), плюс 6 родных ШИМ и 8 I/O (либо 14 I/O). Везде в плюсе, в цене дешевле. И замена сгоревшего в ходе наладки МК обойдется в 360 р., а не 1500.

    Найти Mega2560 с нераспаянными колодками - малореально, найти ее же с выводами снизу (тебе же в свою плату вставлять ее сверху) - тоже малореально, а выпаивать их без умения - только дорожки оторвешь.
     
    Последнее редактирование: 20 дек 2020
  18. Рокки1945

    Рокки1945 Гуру

    Tomasina нравится это.
  19. Airbus

    Airbus Радиохулиган Модератор

    Я бы все на макетке собирал—все равно из модулей. И проводки можно перепаять куда надо если вдруг не туда. Часто так делаю если надо по—быстрому или лень плату травить. Это ж не ВЧ тут можно все
     
    KindMan и Рокки1945 нравится это.
  20. parovoZZ

    parovoZZ Гуру

    не одно и то же. Совсем.

    за эти деньги можно купить программируемое реле и через пару дней получить рабочее устройство.

    ничёсе. Мне кажется, здесь всё наобум. Тупо и без расчёта.