<html xmlns:v="urn:schemas-microsoft-com:vml" xmlns:o="urn:schemas-microsoft-com:office:office" xmlns:w="urn:schemas-microsoft-com:office:word" xmlns:m="http://schemas.microsoft.com/office/2004/12/omml" xmlns="http://www.w3.org/TR/REC-html40">
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
<meta name="Generator" content="Microsoft Word 15 (filtered medium)">
<style><!--
/* Font Definitions */
@font-face
{font-family:"Cambria Math";
panose-1:2 4 5 3 5 4 6 3 2 4;}
@font-face
{font-family:Calibri;
panose-1:2 15 5 2 2 2 4 3 2 4;}
/* Style Definitions */
p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal
{margin:0cm;
margin-bottom:.0001pt;
font-size:11.0pt;
font-family:"Calibri",sans-serif;}
a:link, span.MsoHyperlink
{mso-style-priority:99;
color:#0563C1;
text-decoration:underline;}
a:visited, span.MsoHyperlinkFollowed
{mso-style-priority:99;
color:#954F72;
text-decoration:underline;}
p.msonormal0, li.msonormal0, div.msonormal0
{mso-style-name:msonormal;
mso-margin-top-alt:auto;
margin-right:0cm;
mso-margin-bottom-alt:auto;
margin-left:0cm;
font-size:11.0pt;
font-family:"Calibri",sans-serif;}
span.StylE-mailovZprvy19
{mso-style-type:personal-reply;
font-family:"Calibri",sans-serif;
color:windowtext;}
.MsoChpDefault
{mso-style-type:export-only;
font-family:"Calibri",sans-serif;
mso-fareast-language:EN-US;}
@page WordSection1
{size:612.0pt 792.0pt;
margin:70.85pt 70.85pt 70.85pt 70.85pt;}
div.WordSection1
{page:WordSection1;}
--></style><!--[if gte mso 9]><xml>
<o:shapedefaults v:ext="edit" spidmax="1026" />
</xml><![endif]--><!--[if gte mso 9]><xml>
<o:shapelayout v:ext="edit">
<o:idmap v:ext="edit" data="1" />
</o:shapelayout></xml><![endif]-->
</head>
<body lang="CS" link="#0563C1" vlink="#954F72">
<div class="WordSection1">
<p class="MsoNormal"><span style="mso-fareast-language:EN-US">Je toho moc a je to moc monolitické. Je iluzorní si představovat, že to studenti budou číst. Chtělo by to uspořádat do nějaké myšlenkové mapy, dát tomu nějakou strukturu, aby se v tom čtenář snadno
orientoval a rychle našel co potřebuje. Kdyby tohle náhodou někdo přečetl, tak pak při návrhu si řekne „co že to psal o těch blokovacích kondenzátorech?“ a už to v tom monolitickém textu nenajde (dá hledání 5 vteřin a když na to nenarazí, vzdá to). Když to
bude rozdělené do nějakého dobře udělaného grafického stromu, tak to jednak snadno najde a navíc po cestě zavadí očima třeba ještě o nějaké pravidlo, které teď zrovna nepotřebuje, ale je šance, že mu v hlavě uvízne.
<o:p></o:p></span></p>
<p class="MsoNormal"><span style="mso-fareast-language:EN-US"><o:p> </o:p></span></p>
<p class="MsoNormal"><span style="mso-fareast-language:EN-US">Jakub Šerých <o:p></o:p></span></p>
<p class="MsoNormal"><span style="mso-fareast-language:EN-US"><o:p> </o:p></span></p>
<div style="border:none;border-left:solid blue 1.5pt;padding:0cm 0cm 0cm 4.0pt">
<div>
<div style="border:none;border-top:solid #E1E1E1 1.0pt;padding:3.0pt 0cm 0cm 0cm">
<p class="MsoNormal"><b>From:</b> Hw-list <hw-list-bounces@list.hw.cz> <b>On Behalf Of
</b>Vojtěch Petrucha<br>
<b>Sent:</b> Wednesday, July 31, 2024 3:12 PM<br>
<b>To:</b> hw-list@list.hw.cz<br>
<b>Subject:</b> pravidla navrhu<o:p></o:p></p>
</div>
</div>
<p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">zdravim,</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><o:p> </o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">studenti řeší bakalářské, diplomové práce a jiné projekty. často něco navrhují, pájí, oživují..</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">pořád s nimi člověk řeší při návrhu ty samé věci.. už mě to trochu nebaví, člověk pak nemá energii projevit více invence na daný konkrétní problém. sepsal jsem pár hesel, vychází mi
to na 2 strany A4, které bych je donutil před danou činností přečíst, třeba by to trochu pomohlo... </span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">tak prosím, pokud by měl k tomu někdo nějaké poznámky na co zásadního jsem zapomněl, nebo co je zásadně špatně :-) není cílem se příliš rozepisovat, nechci z toho dělat román na pokračování,
to by pak zas nečetli.. </span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">používají KiCAD a z charakteru prací se jedná v 99% případů u prototypy, které musí ideálně fungovat, protože na verzi 2, se najde čas a energie jen velmi vyjímečně.</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"> <o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">díky </span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">v.</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><o:p> </o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><o:p> </o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">schéma</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><o:p> </o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* RTFM - od všech použitých součástek, projít doporučená zapojení a aplikační nóty, doporučené rozložení součástek na DPS, mrknout na zapojení development kitu od výrobce</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* napájení - na vstupu něco jako indukčnost+pojistka+ varistor+ kondenzátor + transil (hodnoty dle výkonu), zamyslet se jestli je vhodné přidat ochranu proti přepólování (dioda, pojistka,
MOSFET...)</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* pokud je v návrhu spínaný zdroj, tak na jeho výstup zenerka (výkonovější, třeba 0.6-1W) např. 5V6 pro 5Vout</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* pokud je tam LDO - ověřit v datasheetu, jaké umí kondenzátory, jestli může mít lowESR keramiku na výstupu, na výstupu opět výkonovější zenerka (např. 3V6 při 3V3 out)</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* digitální signály - ke zdroji signálu typicky dát rezistor typ. 220 Ohm (47-470 Ohm dle účelu), platí pro SPI, UART, rozvody hodin a další... (hlavně rychlé, déle aktivní signály...) </span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* signály kde hrozí přímá interakce s uživatelem ochránit nějakou ESD ochranou </span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* signály, které vedou třeba na čelní panel nebo dále ven ze zařízení lépe zapojit přes nějaký další prvek - např. LED přes tranzistor, vstup přes buffer apod (právě kvůli ESD, méně
resetů MCU vlivem blesků..)</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* myslet na diagnostiku při oživování - do napájecích větví přidat smd jumper propojky, kterými lze izolovat části obvodu, přidat testpointy (např. malý through-hole pad) na sběrnicové
a další signály</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* myslet na autodiagnostiku zařízení - pokud je tam MCU s volným ADC tak měřit třeba napájecí a další napětí</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* ještě jednou zkontrolovat, že nejsou přehozené +- u OZ, jejich napájecí pady, in/out u stabilizátorů apod.</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* u každé aktivní součástky mít alespoň jeden kondenzátor (100nF) nebo lépe kombinaci 10nF/10uF v případě preciznější analogové součástky, napájení lze oddělit například rezistorem 10
Ohm pro lepší filtraci napájení a zamezení šíření rušení, případně 0805 tlumivkou 10uH (pozor na možné vazbení mg. rušení do té části obvodu..)</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* pokud je v obvodu STM32, zapojit SWD s pinoutem dle Nucleo boardu (Vcc, SWCLK, GND, SWDAT, NRST), vhodně zapojit NRST (R/C ), ověřit zda je tam BOOT0 pin a jeho případné ošetření (R
na GND).</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* pokud je v obvodu STM32 - pokud je krystalový oscilátor tak zapojení krystal + 1xR + 2xC, pozor na rozložení země pokud je použit low power RTC 32kHz krystal</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* myslet na možný vzdálený update firmware, použít UART který to umožňuje, apod.</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* pokud chci seriózněji používat ADC, použít externí referenci, např. něco jako LM4040, u vstupů mít R a C</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* hierarchické kreslení schéma používat s rozumem - pro opakující se bloky, pokud se celé schéma vleze pohodlně na A4, tak žádné nepoužívat, jen bloky třeba graficky oddělit čárkovanou
čarou a popisem</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* používat LABELy pro vedení signálu, s názvem, který rozumně charakterizuje daný signál, např. MOSI_OLED</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* zkontrolovat že RXD vede na TXD a naopak, pokud je v zapojení UART, stejně tak např. MOSI že vede na vstup slave. zkontrolovat že všechny LABELy u periferií mají protějšek, např. na
MCU</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* přidat na vhodné místo(a) elektrolytické/tantalové kondenzátory - zásobárna energie, pro výkonovější věci</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* mít v zapojení nějaké indikační/diagnostické LED, např. na 3V3 větvi, na MCU pro ladění programu, indikaci běhu apod.</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* přidej do schématu samostatné piny a přiřaď jim footprint montážního otvoru, možná na ně pak nezapomeneš při kreslení DPS</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* vysvětlující popisky ve schématu, například výpočet děliče pro stabilizátor napětí, časová konstanta pro filtr, odpor k LED dává jaký proud/svítivost apod. u preciznějších součástek
uvádět poznámky (<2ppm TC, X7R, 2W, 125°C varianta, verze B, thin-film, apod. )</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* rezistory pro nevýkonové aplikace 0603, 0805, 1206 tam kde je potřeba... precizní rezistory mohou být lepší v drátovém provedení (menší mechanický stres při ručním pájení), kondenzátory
- blokovací 100nF 0603/0805 pouzdro, 10uF/10V lze 0805 na větší napětí již 1206, pozor na footprint pro tlumivky - nutno zvolit dle Isat, R, čím větší proud tím větší pouzdro! 0603/0805/1206 tlumivky pouze pro filtrování nevýkonových napájení, ne jako akumulační
indukčnost v DCDC měniči. </span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* pokud mám na MCU volné vývody a nejedná se o velikostně kritickou aplikaci, přivedu je na nějaké konektory nebo pady, které se neosadí, ale v případě rozšíření nebo nutnosti změny
zapojení mohou pomoci</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* při výběru součástek / přiřazování pouzder (footprintů) preferovat ne BGA verze (pro naši školní spíše prototypovou výrobu), vývodové (TQFN) před typy QFN, případně QFN které mají
vývody dostupné z boku před součástkami, které mají vývode pouze zespod a ještě dále od hrany pouzdra</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><o:p> </o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><o:p> </o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><o:p> </o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><o:p> </o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">plošný spoj</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><o:p> </o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* typicky bude TOP-horní vrstva pro vedení max. množství signálů a umístění SMD součástek, spodní vrstva BOT jako GND ve formě rozlité země, s minimem přerušení. V případě 4-vrstvého
PCB: TOP (SMD a signály), IN1 (GND), IN2 (rozvody napájení - formou rozlité země), BOT (zbytek signálů respektive součástek, i zde ideálně rozlitá GND). 6-vrstvá PCB: dle potřeby (TOP-součástky a signály, IN1 - GND, IN2 - napájení, IN3 -další signály (pozor
pokud zde bude chyba, nepůjde spoj „přeškrábnout..“), IN4 - GND, BOT- součástky a signály)</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* zadefinovat si více tlouštěk spojů, např. 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 1.2; 1.6; 2.4; 3.2 a 5 a tyto patřičně používat - pro nevýkonové rychlé digitální signály 0.2-0.4, pro napájecí a pomalé
a statické signály klidně větší tloušťku, například širší spoj vedoucí k nožičce SMD součástky pomáhá ten spoj chránit </span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* zadefinovat si vlastní prokovy, např. 0.6mm průměr a 0.3 mm díra (menší jen ve velmi odůvodněných případech). Prokovy na GND použít na připojení země k součástkám, ideálně co nejblíže
padu to jde, ale ne přímo v padu (může komplikovat strojové pájení - odsátí pájky)</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* pozor při požadavku na frézování 4 a více vrstvých PCB - nemít spoje a rozlité vodivé v místě řezu - hrozí zkrat např. při deformaci okraje DPS, použít alespoň 0.5mm mezeru..</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* součástky skládat tak jak na sebe navazují ve schématu, aby spoje mezi nimi byly co nejkratší, soustředit se na prvotní zapojení důležitých věcí (např. blokovací kondenzátor, smyčka
kudy teče proud u step-down měniče) a až pak ty další (Enable signál, indikační LED )... tu smyčku DCDC měniče zapojit v TOP vrstvě, nechodit zbytečně přes prokovy, pokud to není nutné (RTFM - vzorový návrh výrobce)</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* nedávat citlivé zpracování signálu vedle výkonového spínaného zdroje, promyslet celkové rozložení PCB i s ohledem například na galvanickou izolaci některých částí. nejdříve rozmístit
všechny součástky, nechat si to zkontrolovat a až pak pokračovat taháním spojů - fáze rozmístění součástek je velmi kritická, vyplatí se jí věnovat více času.. Autorouter používat pouze ve velmi odůvodněných případech</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* GND pro sondu (stačí bod, i neprokovený, vícekrát, třeba u míst kde se předpokládá měření)</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* popisky - všechny součástky, konektory... měřicí body (TPxx), u konektorů lze přidat (zjednodušený) pinout, nebo alespoň výrazné označení pinu č.1, přidat jméno autora, laboratoře,
školy, datum, verzi</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* využívat možnost zobrazení 3D modelu - lépe vizualizuje výslednou DPS, na návrhu velmi hustě vypadající rozložení součástek se tak nemusí jevit, lze vylepšit rozložení...</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* při použití rozlití GND a napájení - nemusí být vždy vhodné mít celistvou plochu, ale může být lepší oddělit výkonové věci od citlivých analogových nebo digitálních (AnalogGND, DigitalGNG,
PowerGND...) </span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* výsledný obrys PCB se snažím přizpůsobit nějaké krabičce, do které zařízení plánuji umístit - nejdříve si zhruba rozložím součástky, vidím velikost, vyberu krabici a podle ní udělám
finální rozměr PCB (pozor na rozumné tolerance rozměrů) a pak využiji dostupné místo, například více oddálím některé bloky... pokud se bude PCB zasouvat do drážek v extrudované krabičce nechám nedávám tam v tom místě spoje</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* zvážím rozmístění ovládacích/indikačních prvků na PCB tak, aby se nemusely připojovat vodičem, ale byly rovnou na PCB, LED lze dát do mechanických držáků, např. D-SUB konektory na
delších nožičkách poskytnou trochu flexibility při montáži</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* pokud má nějaká výkonová součástka „Thermal Pad“ tak jej připojuji pomocí více prokovů (vias) na požadovaný potenciál - často GND, ale může být i nejzápornější potenciál v obvodu,
nebo jiný...zkontroluji správné odmaskování</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* citlivější části obvodů, vstupy součástek lze různými způsoby chránit - smyčkou vodivé cesty například vstup integrátoru (na cestě pak není nepájivá maska), frézováním drážek lze také
omezit povrchové proudy, frézováním lze zamezit mechanickému stresování součástek (napěťové reference, precizní analogové obvody), frézováním lze vytvořit „ostrůvek“ který lze tepelně izolovat nebo provizorně termostatovat přidáním např. 3D tištěné krabičky.
Promyslím, na jaký potenciál připojím kovovou krabici - připravím si patřičný pad na PCB.</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* velmi citlivé části obvodů nebo třeba vf obvody lze uzavřít do stíněných kovových krabiček, na DPS se umístí pružinové držáky těchto prvků, zapájení po celém obvodu až případně na
konec po úspěšném otestování</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* velké toroidní tlumivky nebo transformátory lze upevnit pomocí vázacích provázků přes vhodně umístěné otvory v PCB</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* pokud mi to při routování spojů „nevychází“ tak se zamyslím, jestli nelze upravit zapojení - prohodit nožičky na MCU (viz třeba CubeMX configurátor - alternativní rozložení pinů).
Na MCU lze například některý signál vést přes jinou nožičku MCU, která bude nastavená do režimu, že jí to bude jedno...</span><o:p></o:p></p>
<p style="margin:0cm;margin-bottom:.0001pt"><span style="font-size:10.0pt">* použij DRC, projdi všechny ERRORy i WARNINGy</span><o:p></o:p></p>
</div>
</div>
</body>
</html>