Überprüfung des PCB-Designs

In den letzten Monaten habe ich an diesem Projekt gearbeitet und jetzt besteht die nächste Stufe darin, eine Leiterplatte für diese Schaltung herzustellen.

Ich weiß, dass diese Platine bei weitem nicht perfekt ist (meine erste Platine), aber ich würde gerne wissen, ob dies möglicherweise richtig funktioniert oder ob es nicht einmal sinnvoll ist, es zur Produktion an den Hersteller zu senden.

Diese Schaltung auf dem Steckbrett funktioniert ohne Probleme.

Ich verwende einen Mikrocontroller, um GPS-Koordinaten (wird mit den GPS-Headern verbunden) von einem Neo 6M-Modul zu empfangen. Der Mikrocontroller verarbeitet diese Koordinaten und aktiviert bei Bedarf ein Relais. Alle 10 Sekunden lese ich das GPS und sende Daten vom DB9-Anschluss (seriell) über UART. Der uC hat einen externen 16-MHz-Quarz.

Ich habe ein begrenztes Budget und muss daraus eine zweischichtige Leiterplatte machen. Ich weiß, dass der beste Ansatz darin besteht, eine Grundebene zu erstellen und die Datenspuren auf der anderen Ebene zu erstellen. Wird dies jedoch ohne Grundebene theoretisch funktionieren?

Kann ich den 16-MHz-Quarz auf diese Weise anschließen oder verursacht dies elektrisches Rauschen?

Übrigens, irgendwelche offensichtlicheren Fehler, die ich mache?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein Geben Sie hier die Bildbeschreibung einVielen Dank und sorry für die Noob-Fragen!

EDIT:
Erstmal danke für die ganze Hilfe! Einige neue Änderungen am Design vorgenommen:

  • Footprint von 20pf- und 100nf-Kondensatoren auf nicht polarisiert geändert.

  • 100nF Bypass-Kappe hinzugefügt.

  • Vertauschte Position der Kristallkappen und des Kristalls selbst.

  • Ich habe es geschafft, eine untere Grundebene zu bekommen, um die Stabilität zu verbessern.

Ein paar Überlegungen:

  • Design Rule Check zeigt keine Fehler.

  • Befestigungslöcher sind wirklich noch nicht erforderlich.

  • Ich verwende THT, weil dies meine erste Leiterplatte ist und um mich nicht mit SMD-Bauteilen zu überfordern.

Jetzt, wo ich das ganze GND-Zeug aus dem Weg geräumt habe, können Sie mir sagen, ob ich auf dem richtigen Weg bin oder etwas fehlt? Ich werde das Board wie vorgeschlagen optimieren, ich stelle nur sicher, dass ich nichts Dummes mache, ohne es zu merken :)

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sind Sie sich bei einigen dieser Kondensatorpakete sicher ? Sie haben polarisierte Kondensatoren für alle Kappen auf Ihrem Board, und ich glaube nicht, dass Sie sogar polarisierte 20-pF-Kappen bekommen können .
Vielleicht möchten Sie dies lesen. Vielleicht gibt es dir ein paar Hinweise. electronic.stackexchange.com/a/407744/202270
Wo ist deine Bodenplatte? Warum ist alles zu spärlich? Wo sind deine Entkopplungskappen? Warum aber-Loch?
Sie sollten auf jeden Fall einen gemahlenen Guss auf der unteren Schicht verwenden. Wesentlich niedrigere Induktivität und weniger störanfällig
Trotzdem können die meisten Spuren auf die braune Ebene verschoben werden, sodass Sie eine möglichst solide Grundebene erhalten. Tatsächlich sehe ich nur wenige Spuren (alle an der Position des ICSP-Headers), die wirklich durch die andere grüne Schicht gehen müssen. Und wenn Sie es sich leisten können, Spuren zwischen die Pads zu legen (2,54 mm ist riesig), denke ich, dass Sie sie alle mit ein wenig Mühe auf die braune Schicht bringen können.
Wenn Sie knapp bei Kasse sind, sollten Sie in den sauren Apfel beißen und SMT-Komponenten herstellen. Sie sind billiger, und Sie können ein kleineres Board haben, das auch billiger ist. 0804 und 0603 große Sachen sind ziemlich einfach zu handlöten. Lassen Sie sich von SMT nicht einschüchtern.

Antworten (3)

Probleme mit ATmega-Verbindungen:

  • Sie müssen alle Versorgungsleitungen anschließen (einschließlich AVcc, auch wenn Sie keinen ADC / Analog-Digital-Wandler verwenden)
  • Sie benötigen einen Entkopplungskondensator in der Nähe der ATmega-Versorgungsstifte

Bitte lesen Sie dies:

AVR042: Überlegungen zum AVR-Hardwaredesign – Anwendungshinweis

Andere Probleme:

  • Sie könnten einige Löcher für Schrauben machen
  • Sie könnten die Komponentenpositionen und -ausrichtungen viel besser optimieren. Das Board ist unordentlich, es könnten nur wenige Verbindungen auf der zweiten Ebene vorhanden sein. Komm schon, optimiere es.

Zum Beispiel:

  • 1N4007-Diode für Relais könnte horizontal platziert werden, Transistor und LED in Relaisschaltung könnten näher an dieser Diode sein
+1 für die Befestigungslöcher. Platinen ohne mindestens drei Befestigungslöcher sind ein Schädling (es sei denn, es gibt andere offensichtliche Befestigungsmöglichkeiten.)
  • Führen Sie eine Designregelprüfung durch, einige Ihrer Spuren (z. B. die, die den DB9-Anschluss kreuzt) berühren Pads, die sie nicht berühren sollten.
  • Verwenden Sie SMD-Bauteile für die Kristallkappen.
  • Ändern Sie die Position des Kristalls und seiner Kappen.
  • Legen Sie einen Schutzring um den Kristall und verbinden Sie ihn und die Kappen an einem einzigen Punkt in der Nähe des µC mit GND.
  • Ihrem µC fehlt eine 100-nF-Bypass-Kappe.

Es gibt einige Optimierungen, die Sie noch vornehmen können.

  • Die Spur, die von uC1 zu C10 läuft, kommt dem Kristall sehr nahe. Versuchen Sie, die Spur so zu führen, dass eine gute Trennung zwischen den beiden besteht und die Masseebene auf der unteren Schicht dazu beitragen kann, Rauschen auf den Taktspuren zu eliminieren.
  • Die Spur zwischen C3 und uC1 befindet sich auf einer anderen Ebene. Versuchen Sie, alle Taktspuren auf derselben Ebene und auf derselben Länge zu halten (ich weiß, dass dies manchmal schwierig sein kann).
  • Verwenden Sie Ihren Schaltplan als Leitfaden. Schauen Sie sich an, wo die Kondensatoren platziert sind und im Allgemeinen auf dem Schaltplan und versuchen Sie es zu replizieren. Was ich damit meine ist, schauen Sie sich C2 an, es befindet sich direkt neben L7802 in Ihrem Schaltplan. Auf der Platine schwimmt es jedoch oben ab. Der Kondensator wäre inline auf der Spur zwischen L8705 und uC1 / MAX1 viel effektiver. Gleiches gilt für C10 und C6. Kondensatoren arbeiten effektiver in der Nähe des Teils, von dem sie versuchen, die Welligkeit zu unterdrücken.
  • Versuchen Sie, Ihre Spuren in einem Winkel von 45 Grad zu halten, damit sie besser aussehen und die Wahrscheinlichkeit von Signalverlustecken von Spuren geringer ist. (Spuren zu GPS1 müssen bearbeitet werden).

Hoffe das hilft.

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