help; van schema naar board

Ik ben bezig met een dmx gestuurde motordriver voor dc motoren. Op basis van het werk van Matthias Hertel Werkt met arduino pro mini, een rs485, een optocoupler een galvanische gescheiden dc/dc converter en nog een handvol onderdelen op de print. De print stuurt een bordje met een LN298 motordriver aan. https://i0.wp.com/electronicshobbyists.com/wp-content/uploads/2017/08/word-image-13.png?w=718&ssl=1

Op het breadbord geprikt, code geschreven, werkt perfect.

Nu nog even een pcb ontwerpen. Oei niet mijn sterkste kant, normaal kom ik er wel uit. Maar nu zit ik te prutsen, wat is een goede indeling, hoe ga ik om met de galvanische scheiding op de print?

Detail, liefst enkelzijdige print.

Tips meedenken welkom, misschien is er iemand zo gek me in eagle op weg te helpen, maar dat is misschien wat veel gevraagd.

het schema:

Met vriendelijke groet, Rob

Wat is het doel van die galvanische scheiding? De bus zit nu elektrisch nog steeds aan de inkomende voeding, alleen de kleine wereld van de microcontroller zweeft. Waar moet de voeding van die stappenmotor driver vandaan komen? Niet door de DC/DC converter, neem ik aan; ga je de signalen naar die driver ook galvanisch scheiden, of knoop je alle grounds dan alsnog aan elkaar?

Een galvanische scheiding kan heel nuttig zijn, maar dan zou ik alleen de RS485 line driver aan die DC/DC converter hangen, en de ground van die bus scheiden van de ground van de inkomende voeding.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Lambiek

Special Member

Ik kan je schema niet meer zien hier, eerst wel.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Sorry ik zag dat er nog een fout in het schema stond rond de rs485, aangepast. vandaar dat het schema even offline was.

[Bericht gewijzigd door Robvansuilen op 2 september 2020 09:56:04 (21%)]

Met vriendelijke groet, Rob

Ik weet niet zeker of ik je opmerking begrijp Sparky.

Het door mij te maken bordje wordt verbonden met het ln298 printje door de schroefconnectoren van POWERIN. De 24v en GND worden op deze verbindingen aangeboden. (aftakking in draadboom)

De 7805 in mijn ontwerp wordt waarschijnlijk een pincompatible schakelende dc/dc ivm vermogen wat deze anders moet verstoken.

de 7805 op de ln298 print wordt uitgschakeld (jumper verwijderen)

Wat betreft galvanische scheiding: het doel is om de DMX bus te scheiden van de arduino en de motorsturing. Dit is in alle (betere) DMX apparatuur het geval.

Volgens mij bereik ik dat hier door de optocoupler en dc1: een aimtec am1s-0505sz galvanisch gescheiden 5v/5v converter

Met vriendelijke groet, Rob

nadat ik ontdekte dat er in het schema (niet zichtbaar!!) enkele GND en GND_ext en 5v en 5vEXT werden verbonden en ik dit hebt herzien, werd het maken van een bard een stuk makkelijker.

Met vriendelijke groet, Rob
buckfast_beekeeper

Golden Member

Dat er 5V, 5VEXT, GND en GND_EXT aanwezig is, is net om de galvanische scheiding mogelijk te maken. Die mogen net niet met elkaar verbonden worden.

Je wil opteren voor een enkelzijdige print. Waarom? Ga je ze zelf maken? Laat je ze maken, opteer dan voor een dubbelzijdige.

Je legt routes onder je opto. Wordt afgeraden omdat je zo de isolatieafstand tussen in een out gaat verkleinen. Daarom hebben de opto's ook andere soldeereilandjes dan andere IC's.

Van Lambiek wordt goede geuze gemaakt.

@Buckfast_beekeeper: De isolatieafstand is al behoorlijk beperkt door de dcdc converter. Die neemt niet verder af door de spoortjes tussen de opto door.

De DCDC converters kan je ook in een -L uitvoering krijgen. Dan krijg je 2.54mm meer isolatieafstand. Zoek op B0505L-1W

@Rob, als je je printje zo ontworpen hebt en dan bij Elecrow, Seeed, allpcb of nog zo'n tent laat maken ben je voor ongeveer een tientje klaar en hoef je niet meer thuis met chemicalien of glasvezel-stof in de weer. Dan heb je een dubbelzijdig printje in huis na ongeveer 2 weken na insturen. Niet Als je nu een prototype hebt draaien zou ik zeggen: dan "effe" over twee weken het definitieve printje er in schoffelen...

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Een enkelzijdige print is ook veel gammeler (de eilandjes laten veel eerder los)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Dank voor jullie antwoorden.
problemen met verbonden gnd en gnd_ext enz zijn idd verholpen.

Ga print idd zelf maken. Hetzij via de tonder strijk methode of met mijn cnc frees.

Galvanische scheiding is er niet één tussen netspanning en elektronica maar wel tussen dmx apperatuur en mijn schakeling. Lijkt me dat gebruikte componenten en lucht afstand prima voldoen.

Dat de soldeereilandjes van een opto anders zijn dan van andere ic's was me nog niet opgevallen. Weer wat geleerd!

Andere vraag. Is het mogelijk om de "gaatjes" die er vallen tussen GND pads en GND plane weg te halen in eagle? vind het slordig staan.

[Bericht gewijzigd door Robvansuilen op 2 september 2020 14:56:04 (12%)]

Met vriendelijke groet, Rob

Op 2 september 2020 09:54:31 schreef Robvansuilen:
Ik weet niet zeker of ik je opmerking begrijp Sparky.
...
Volgens mij bereik ik dat hier door de optocoupler en dc1: een aimtec am1s-0505sz galvanisch gescheiden 5v/5v converter

Ik had niet goed gekeken; je had al precies gedaan wat ik voorstelde.

Het lijkt me ook niet nodig om een isolatie te maken die een hoge spanning kan weerstaan, die is voornamelijk belangrijk om te voorkomen dat er grote stromen door de RS485 ground gaan lopen. Lijkt me dus prima zo.

Ik vind het persoonlijk altijd erg handig om testpads aan (een paar) vrije I/O pinnen van de microcontroller te maken, maar omdat je een through-hole module hebt kun je toch al bij die pinnen, als dat nodig is.

Tenzij het al op je CPU module ligt, zou ik nog een pull-up weerstand en 100nF condensator naar ground aan de reset pin maken (waar heeft die module er 2?). Tot slot nog even controleren welke pinnen gebruikt worden voor het programmeren, de die zoveel mogelijk vrij laten op je board, of in ieder geval zorgen dat daar niets aan zit wat voor conflicten zorgt.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Is het mogelijk om de "gaatjes" die er vallen tussen GND pads en GND plane weg te halen in eagle? vind het slordig staan.

Je bedoelt de thermal reliefs?
Die heb je nodig, anders wordt het solderen erg lastig i.v.m. warmteverlies.

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Andere vraag. Is het mogelijk om de "gaatjes" die er vallen tussen GND pads en GND plane weg te halen in eagle? vind het slordig staan.

Dit zijn de thermals. Die zorgen ervoor dat er voldoende warmte van een GND pad naar de pin gaat bij het solderen.

Er zijn instellingen in Eagle waarmee je de thermals kunt veranderen.

Lambiek

Special Member

Op 2 september 2020 14:45:34 schreef Arco:
Een enkelzijdige print is ook veel gammeler (de eilandjes laten veel eerder los)

Dan heb je slechte printen zeker, hier totaal geen last van. Ook niet na herhaalde malen componenten wisselen. :)

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Is toch echt zo. DZ printen hebben alle gaten doorgemetalliseerd, zodat het eilandje veel meer houvast heeft...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com
buckfast_beekeeper

Golden Member

Op 2 september 2020 14:45:31 schreef rew:
@Buckfast_beekeeper: De isolatieafstand is al behoorlijk beperkt door de dcdc converter. Die neemt niet verder af door de spoortjes tussen de opto door.

De DCDC converters kan je ook in een -L uitvoering krijgen. Dan krijg je 2.54mm meer isolatieafstand. Zoek op B0505L-1W

@Rob, als je je printje zo ontworpen hebt en dan bij Elecrow, Seeed, allpcb of nog zo'n tent laat maken ben je voor ongeveer een tientje klaar en hoef je niet meer thuis met chemicalien of glasvezel-stof in de weer. Dan heb je een dubbelzijdig printje in huis na ongeveer 2 weken na insturen. Niet Als je nu een prototype hebt draaien zou ik zeggen: dan "effe" over twee weken het definitieve printje er in schoffelen...

In deze case zal het inderdaad weinig uitmaken. Er zijn er andere waar het wel van belang is en een goede gewoonte kan nooit kwaad.

2 weken hoeven de printjes niet eens meer te duren. Bij JLCPCB een bestelling geplaatst, enkele uren later in productie en de volgende dag al een mailtje dat ze verzonden zijn. Ik verwacht ze morgen of vrijdag.

@TS: met een dubbelzijdige print kan je de traces tussen IC en C ook korter houden. Als ik me niet vergis heb ik een datasheet van de 6N137 waar een aanbevolen PCB layout in staat. Daar kan ik momenteel spijtig genoeg niet bij. Ik kom er nog op terug als het zo is. Laat je printjes maken, dan heb je voor enkele € 5 mooi afgewerkte printjes met opdruk, silkscreen, .... Het verzenden is duurder dan de printjes.

edit: Bladzijde 1 van deze datasheet.

NOTE: A 0.1-μF bypass capacitor must be connected as close as possible between pins 5 and 8.

edit 2: Uit de datasheet (in bijlage) van HP op blz 1-162

Van Lambiek wordt goede geuze gemaakt.

Even los van het hele ontwerp gedeelte, DMX is niet "geschikt" voor motor besturing, tenzij het een moving head spot is wellicht. Voor pyrotechniek en dergelijke wordt ook geen DMX gebruikt, juist omdat het niet "betrouwbaar" genoeg is voor dergelijke toepassingen. Zorg er dan dus ook voor dat je microcontroller beveiligingen heeft ingebouwd om te voorkomen dat een onjuist ontvangen commando de boel kapot maakt. Denk hier aan een omvallende bit (wat gebeurt er als je van een 0 naar een 128 springt, slaat je motor dan door, of wordt er een vloeiende beweging gemaakt?), filtering (zorgt oscilleren van 100 naar 101 voor oscillatie op de motor?), en eventueel persistentie filtering (er wordt pas geacteerd als er tweemaal dezelfde waarde ontvangen is).

Meep! Meep!

Als je een echt mooi printje wil maken, dan zou ik de H burg driver ook op je pcb integreren. IS idd duurder dan zo'n kant en klaar H brug printje, maar staat een stuk professioneler.

En ik zou ze ook lekker in China laten maken.
Zie geen enkele toegevoegde waarde van zelf etsen nog.

dank allemaal voor jullie opmerkingen.
@roadrunner

Dat dmx niet betrouwbaar genoeg is, is voor mij nieuw. maar inderdaad heeft de arduino code beveiligingen ingebouwd.
Voor elke motor worden twee kanalen gebruikt;Eén kanaal doet pwm voor de snelheid van de motor. Het 2e kanaal zorgt voor de richting. hierbij is de code zo gemaakt dat bij elke dmx waarde die op dat kanaal binnenkomt wordt gekeken of die waarde anders is dan de vorige. Is het antwoord ja dan wordt de motor gestopt (200 ms). daarna wordt gekeken welke waarde er binnenkomt. Alleen waarden 0 (linksom), 127(stop) en 255 (rechtsom) zijn betekenisvol.

Daarnaast heeft elke motor mechanische eindstops. Deze zijn hardwarematig.

@stijnos, hier heb ik ook aan gedacht, maar ja tijd is helaas ook een factor.

een foto van het mechanische gedeelte dat aangestuurd wordt.

Met vriendelijke groet, Rob
buckfast_beekeeper

Golden Member

Tijd? Ik heb JLCPCB voor het verzenden Europacket gekozen. Gerbers doorgestuurd op woensdag 26/8 om 22:30. Op zondag 30/8 een mail dat de printjes verzonden zijn. Neem ik vandaag de tracking, dan zijn ze met DHL naar EU vertrokken. Gisteren om 7h zijn ze gescand in het Duitse Düsseldorf. Vandaag ook een mailtje gehad van BPost dat er voor mij een pakketje onderweg is. Ik verwacht het dus morgen thuis. Dat is krap 9 dagen.

Een ander pakketje werd doorgestuurd op 30/8 18:30 Ja ik had een fout gemaakt tijdens de vorige order en 1 printje niet meegenomen. Achteraf bekeken gelukkig want ik was een PWM aansluiting vergeten. Van dat printje kreeg ik vandaag een mailtje dat het pakket onderweg is. Vandaag is het 22:18 Hong Kong time verwerkt. Zaterdag of in het slechtste geval maandag zal dit in EU zijn. Levering dinsdag of woensdag. Maakt weer een dag of 9.

Gebruik voorlopig de proto en bestuk daarna een deftig printje.

Van Lambiek wordt goede geuze gemaakt.

Dank voor jullie hulp, inmiddels is er een kastje met de aansturing gemaakt. Duurde allemaal wat langer.

Helaas geen foto's van de onderkant van de print. De boel zat alweer in elkaar voor ik er aan dacht.

De motor driver print lijkt op de foto wel haast in de arduino te zitten. Hij zit er dicht op, maar ook weer niet zo dicht. past allemaal net.

[Bericht gewijzigd door Robvansuilen op 7 december 2020 12:30:50 (25%)]

Met vriendelijke groet, Rob