Steckerloses MicroUSB oder miniUSB auf PCB: Machbar?

Diese Frage erstreckt sich auf " Connectorless USB on a PCB ". Unsere Anforderungen sind für einen kleineren Stecker als Standard-USB und auch 5 Leitungen anstelle von USB 1.0s 4. Der Stecker wird vielleicht zweimal in der Lebensdauer des Boards verwendet, für ICSP / JTAG-Programmierung / Firmware-Updates. Das Produkt ist ein kostengünstiges Wegwerfgerät, ähnlich dem DigiSpark .

Bearbeiten: Außerdem ist der Anschluss nicht zugänglich, ohne das Gehäuse aufzubrechen, sodass er nur für den Produktionszugriff zugänglich ist. Wenn Endkunden ein 5-Dollar-Spielzeug aufbrechen, haben sie sich das Recht verdient, es zu zerstören oder neu zu programmieren!

Die Kosten und die zusätzliche Höhe des Hinzufügens eines Steckers, wie z. B. einer microUSB-Buchse, sind höchst unerwünscht.

Wir möchten unsere Programmierung / Aktualisierung mit einem Standard-USB-zu-MicroUSB-Kabel durchführen, wie es mit vielen modernen Smartphones geliefert wird, das an ein Konfigurations- und Testboard (kein tatsächlicher USB-Anschluss) angeschlossen ist.

Bearbeiten: [28.10.2012]

  • Es stellt sich heraus, dass microUSB nicht realisierbar ist, und sei es nur wegen der erforderlichen dünnen Leiterplatte .
  • USB 1.1 / 2.0 sind nicht realisierbar, da nur 4 Kontakte am USB-A-Ende vorhanden sind: Danke @DaveTweed!
  • Die 5 wichtigsten Kontakte des USB 3.0 Typ B-Kabels ( Bild ) scheinen PCB-freundlich zu sein, daher bleibt die Frage offen

Die Fragen:

  1. Hatte jemand Erfolg mit einem solchen Stecker, der auf eine Leiterplatte geätzt wurde? Könntest du bitte einen Link teilen?
  2. Mit welcher Dicke der Leiterplatte müssten wir in die Produktion gehen, damit ein solcher Steckverbinder funktioniert?
  3. Gibt es einen verfügbaren zuverlässigen Footprint, den wir für einen solchen Steckverbinder verwenden könnten?
  4. Was müssten wir sonst noch beachten - wie z. B. Toleranzen beim Schneiden/Fräsen der Platine, Steifigkeit der Leiterplatte, Abrunden der "Steckverbinder" -Ecken, ...

LÖSUNG: Hier als Referenz hinzugefügt.

Die Lösung, die für uns am besten funktionierte, war ein schmaler 3M-SOIC-Testclip mit 7 Kontakten an einer Seite und einem herkömmlichen 0,1-Zoll-IDC-Kabel, das zu unserer Programmierplatine zurückführt.

Es ist kein zusätzliches Fräsen erforderlich, die Hälfte eines Standard-SOIC-Pad-Footprints nahe am Rand der Platine, mit Lötperlen auf den Pads, funktioniert perfekt, und der Clip hält die Platine fest. Unterschiedliche Leiterplattendicken wurden getestet, sie funktionieren alle einwandfrei.

Ein kleiner Convenience-Hack, den wir hinzugefügt haben: Die Positionierung von zwei der nahe gelegenen Komponenten in gleichem Abstand von jeder Kante des SOIC-"Programmierungs-Pad-Fußabdrucks" stellt sicher, dass der Clip sehr schnell und perfekt auf die Pads ausgerichtet werden kann.

Bei der Anordnung der Programmierpad-Pins haben wir darauf geachtet, dass eine Fehlausrichtung des Clips weder durch Kurzschlüsse noch durch problematische Signaleinspeisung zu Problemen führt. Da nur 5 der 7 Pads benötigt wurden, vereinfachte sich diese Neuordnung.

Hoffentlich hilft diese Lösung anderen mit ähnlichen Anforderungen.

Eine Beobachtung: Pogo-Pins, die für einen Abstand von 0,05 Zoll geeignet sind, erwiesen sich im Vergleich zum SOIC-Testclip-Ansatz als viel zu teuer.

Ein paar Kommentare: Erstens, wenn Sie es wie USB aussehen lassen, werden die Leute USB daran anschließen. Stellen Sie sicher, dass nichts beschädigt wird. Zweitens hat der "Standard-USB"-Anschluss am anderen Ende des Kabels keinen fünften Kontakt. Drittens werden irgendwann die Mehrkosten der Leiterplatte für das Fräsen usw., die zum Erstellen Ihres "Steckverbinders" erforderlich sind, mit den Kosten eines tatsächlichen Steckverbinders konkurrieren.
Das „Einweg“-Gerät wird ohne externe Ports geliefert, der „Port“ ist durch das Gehäuse blockiert. Guter Punkt, um sicherzustellen, dass beim Einstecken von normalem USB kein Schaden entsteht, danke.
@DaveTweed Vielen Dank für den nützlichen Einblick, der uns veranlasst hat, die vorhandenen Standardkabel erneut zu untersuchen. Es stellt sich heraus, dass USB 3.0 immer noch eine Option sein könnte, und der obere Abschnitt mit 5 Kontakten von USB 3.0 Typ B ist immer noch etwas kleiner als normales USB-B. Bitte beachten Sie die Anmerkungen, die ich der Frage hinzugefügt habe.

Antworten (4)

Wenn dies nur für den Produktionszugriff gilt, dann ist hier ein Trick, den ich einmal verwendet habe. Die Leiterplatte (Standarddicke 0,062 Zoll) wurde mit SMT-Pads entlang einer Kante (beidseitig) entworfen, sodass ein 2 × 7 0,100 Zoll JTAG-Header darauf gelötet werden konnte, wobei die Stifte aus der Kante herausragten. Dies war nützlich zum Debuggen von Prototypen, die mehr oder weniger ständigen Zugriff auf das JTAG benötigten (und dies in Fällen nicht waren).

In der Produktion wird der Stecker weggelassen, und ich habe einen leicht modifizierten DIP-Clip verwendet , um auf die Pads für den Stecker zuzugreifen. Ich musste nur die Kontakte etwas nach innen biegen, um ausreichend Reibung und Anpressdruck zu bekommen.

Anstelle des DIP-Clips können Sie auch einen Standard- Kartensteckverbinder verwenden.

Normalerweise schließt die Spezifikation "maximale Anzahl von Einfügungen" von Kartenrandverbindern sie von der Verwendung für Produktionstests aus.
@DaveTweed Der DIP-Clip, der am Rand mit blanken Pads verbunden ist, klingt vielversprechend ... Bestellen Sie ein paar zum Testen. Danke!
Der DIP-Clip funktioniert hervorragend, und die Gesamtkosten zwischen PCB-Fertigung und Vorrichtung stellen sich als ein unglaublich kleiner Bruchteil der Pogo-Pin- oder (keuch!) Tag-Connect-Ansätze heraus. Danke, @DaveTweed!

Wenn Sie Platz haben, wären die Finger des Edge-Card-Anschlusses ziemlich einfach. Wenn Sie nur eine Seite verwenden, können Sie eine Buchse mit einer Unterlegscheibe modifizieren, um Ihre scheinbar dünnere Platine zu berücksichtigen. Dies ist möglicherweise nicht ganz so geeignet für sehr große Mengen wie eine kundenspezifische Pogo-Pin-Halterung, aber es ist wahrscheinlich billiger zu montieren, und die Teile sind breiter verfügbar.

Bei geringen Stückzahlen kann es eine sehr einfache Wahl sein (vorausgesetzt, Ihr Programmiervorgang dauert nicht länger als ein paar Sekunden und beinhaltet eine Überprüfung), eine einzelne Reihe von durchkontaktierten Löchern für einen 0,100-Zoll-Header-Steckverbinder zu verwenden. Anstatt einen Header einzulöten der Platine, löten Sie eine an das Programmierkabel (oder stecken Sie es in eine Buchse am Kabel), stecken Sie die Kopfstifte in die Platine und kippen Sie sie dann seitlich, wobei Sie den Druck mit der Hand halten, bis die Programmierung abgeschlossen ist.

Die Verwendung von Pogo-Pins in einer Testvorrichtung ist, wie Dave Tweed erwähnt, eine Industriestandardtechnik für die Programmierung von Leiterplatten in der Produktion. Die Anfertigung einer kundenspezifischen Vorrichtung kann bei großen Auflagen kostengünstig sein. Die Verwendung einer größeren Anzahl federbelasteter Stifte zum Testen einer Platine wird manchmal als "Nagelbett"-Testen bezeichnet.

Für ein paar aktuelle Projekte habe ich Kabel von Tag-Connect in Verbindung mit einer Reihe von Pads verwendet, die auf meiner Leiterplatte ausgelegt sind. Die Kabel haben an einem Ende einen Kopfstecker (zum Anschluss an einen JTAG-Programmierer). Der geformte Stecker am anderen Ende des Kabels hat einen Satz Pogo-Stifte zusammen mit drei Ausrichtungsstiften, die mit Testpads und Ausrichtungslöchern auf der Leiterplatte übereinstimmen.

Tag Connect-Stecker

Ich fand die Kabel nützlich für Debugging und Prototyping. Die gleichen Pads können dann mit einer kundenspezifischen Halterung für Produktionstests verwendet werden.

Danke für die Eingabe. Wir haben Pogo-Pins in Betracht gezogen, aber die Kosten für 0,05-Zoll-kompatible sind in unserem Teil der Welt unerschwinglich. Tag-Connect hat nicht einmal eine Quelle in Indien, die wir ausfindig machen könnten, und ist außerdem ein noch teurerer Ansatz als Pogos. 11 $ (einschließlich Versand nach Indien) Der SOIC-Testclip gab uns die winzige Stellfläche, die wir auf der Platine wollten, zu einem Bruchteil der Kosten.

Der "Standard"-Weg, um einen reinen Produktionszugang zum Programmieren eines Chips auf einer Platine zu erhalten, besteht darin, eine mechanische Testhalterung für die Platine zu bauen, die ihn sicher hält, und "Pogo-Pins" zu verwenden, die so positioniert sind, dass sie auf die dafür auf der Platine ausgelegten Pads zugreifen können Zweck. Dies gibt Ihnen die größte Flexibilität in Bezug auf das Layout der Platine.

Natürlich können Sie der Halterung auch zusätzliche Pogo-Pins hinzufügen, um die Funktionsprüfung der Platine zu unterstützen.

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