Re: pravidla navrhu - blokovací kondensátory

Pátek Srpen 2 14:39:05 CEST 2024

Ted nevim u jake verze ATmegy se mi to stalo, už jsem to od té doby 
neudělal,
ale potřeboval jsem rychle něco vyzkoušet tak jsem se vyprdnul na 
všechny blokovací
kondenzátory... No a procesor ani nešel naprogramovat..... Po doplnění 
vše v pohodě...
Od té doby by mě nenapadlo k nožičkám napájení nedat kondenzátor.

Zdeněk Aster

Dne 01.08.2024 v 0:30 Pavel Kořenský napsal(a):
> Zdravím,
>
> vím, že doba se změnila a tam kde dřív bylo zvykem dávat klasických 
> 100 nF keramiku se dneska dává 10uF tantal + 10nF keramika.
> Ale je to opravdu nutné mít u každého IO ?
> Chápu, že to je něco jako "best practice", ale dle mého skromného 
> názoru to dost komplikuje návrh plošného spoje (protože ty kondíky si 
> vezmou fůru místa) a celkem to prodražuje celé řešení. Asi jsem ze 
> staré školy, ale tak nějak mám podvědomě naučeno, že cena pasivních 
> součástek na desce by neměla být srovnatelná s cenou těch aktivních, 
> měla by být spíš zanedbatelná. Ale to je asi moje 40 let staré myšlení.
>
> Zdraví PavelK
>
>
> Dne 31.07.2024 v 23:33 Pavel Kutina napsal(a):
>> Hezké shrnutí, ještě by se mi tam líbila poznámka o dimenzování 
>> součástek - teď jsem na dovolené, takže nemám firemní standardy po 
>> ruce, ale typicky:
>> - napěťově dimenzovat elektrolyty na minimálně 1.3-násobek provozního
>> - keramiky a tantaly min. dvojásobek
>> - MLCC tři a více
>> - rezistory výkonově miniálně 1.3x, napěťově 2x
>>
>> atd...
>>
>> Samozřejmě - každé pravidlo má svoji výjimku, ale když už ji dělám, 
>> musím vědět proč a musím to umět obhájit (ať už sobě, nebo 
>> oponentovi, je-li).
>>
>> Dá se toho najít dost, ale díky za ten seznam, hodí se.
>>
>> Pavel Kutina
>>
>>
>>
>> ----- Original Message ----- From: Vojtěch Petrucha
>> To: hw-list na list.hw.cz
>> Sent: Wednesday, July 31, 2024 3:12 PM
>> Subject: pravidla navrhu
>>
>>
>> zdravim,
>>
>>
>> studenti řeší bakalářské, diplomové práce a jiné projekty. často něco 
>> navrhují, pájí, oživují..
>> 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...
>> 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..
>> 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.
>>
>> díky
>> v.
>>
>>
>>
>>
>> schéma
>>
>>
>> * RTFM - od všech použitých součástek, projít doporučená zapojení a 
>> aplikační nóty, doporučené rozložení součástek na DPS, mrknout na 
>> zapojení development kitu od výrobce
>> * 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...)
>> * pokud je v návrhu spínaný zdroj, tak na jeho výstup zenerka 
>> (výkonovější, třeba 0.6-1W)  např. 5V6 pro 5Vout
>> * 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)
>> * 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...)
>> * signály kde hrozí přímá interakce s uživatelem ochránit nějakou ESD 
>> ochranou
>> * 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..)
>> * 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
>> * myslet na autodiagnostiku zařízení - pokud je tam MCU s volným ADC 
>> tak měřit třeba napájecí a další napětí
>> * ještě jednou zkontrolovat, že nejsou přehozené +- u OZ, jejich 
>> napájecí pady, in/out u stabilizátorů apod.
>> * 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..)
>> * 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).
>> * 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
>> * myslet na možný vzdálený update firmware, použít UART který to 
>> umožňuje, apod.
>> * pokud chci seriózněji používat ADC, použít externí referenci, např. 
>> něco jako LM4040, u vstupů mít R a C
>> * 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
>> * používat LABELy pro vedení signálu, s názvem, který rozumně 
>> charakterizuje daný signál, např. MOSI_OLED
>> * 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
>> * přidat na vhodné místo(a) elektrolytické/tantalové kondenzátory - 
>> zásobárna energie, pro výkonovější věci
>> * mít v zapojení nějaké indikační/diagnostické LED, např. na 3V3 
>> větvi, na MCU pro ladění programu, indikaci běhu apod.
>> * přidej do schématu samostatné piny a přiřaď jim footprint 
>> montážního otvoru, možná na ně pak nezapomeneš při kreslení DPS
>> * 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. )
>> * 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.
>> * 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
>> * 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
>>
>>
>>
>>
>>
>>
>>
>>
>> plošný spoj
>>
>>
>> * 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)
>> * 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
>> * 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)
>> * 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..
>> * 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)
>> * 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
>> * GND pro sondu (stačí bod, i neprokovený, vícekrát, třeba u míst kde 
>> se předpokládá měření)
>> * 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
>> * využívat možnost zobrazení 3D modelu - lépe vizualizuje výslednou 
>> DPS, na návrhu velmi hustě vypadající rozložení součástek se tak 
>> nemusí jevit, lze vylepšit rozložení...
>> * 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...)
>> * 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
>> * 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
>> * 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
>> * 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.
>> * 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
>> * velké toroidní tlumivky nebo transformátory lze upevnit pomocí 
>> vázacích provázků přes vhodně umístěné otvory v PCB
>> * 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...
>> * použij DRC, projdi všechny ERRORy i WARNINGy
>>
>>
>>
>> _______________________________________________
>> HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz
>> Hw-list na list.hw.cz
>> http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
>> _______________________________________________
>> HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz
>> Hw-list na list.hw.cz
>> http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
>
>
> _______________________________________________
> HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz
> Hw-list na list.hw.cz
> http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list