Hulp bij maken PCB

Hoi Allen,

Ik ben bezig met een energiemeter te maken. Deze bestaat uit een arduino Mega2560, 3 stuks PZEM-0004T 100A 'AC Communication Module' en een 160*128px grafisch LCD.

Het meetgedeelte en seriële comm. tussen de PZEM's en de arduino heb ik reeds werkend in een test opstelling.

Ik zou nu een PCB willen laten maken zodat het geheel netjes in een kastje kan.

Ik zou graag jullie mening horen over het PCB ontwerp en aangezien ik dit niet veel doe, hoop ik op wat tips om het te verbeteren.

Ook weet ik niet waar ik best zgn. massavlakken moet gebruiken om het toch wat storingsbestendig te maken.

*Edit* J1, J2, J3 is voor de PZEM's, J4 voor de LCD

" Assumption is the mother of all f*ckups ", toch trap ik er geregeld in.... How to kill a mosquito with an elephant? --> Surfin' on a AMD RyZen 9 5900x, 12 cores @ 3.7GHz, opgekieteld naar 4.9GHz.

1) Print ziet er heel mooi uit.

2) of er iets verkeerd aangesloten is, dat is veel makkelijker uit een schema te halen dan uit een print. (mooie draadjes!) :-)
Soms valt het wel te reverse engineeren, maar sommige dingen dan ook weer niet.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
rob040

Golden Member

Inderdaad, mooi gedaan. Dat spoor links zou je nog van het bovenste spotje recht naar beneden kunnen trekken.

Ziet er mooi uit voor een eerste print.

Als je R8 een kwart slag draait en iets naar links verplaatst heb je meer ruimte voor de sporen naar het display.

Er mist een TX verbinding naar J3?

Ik weet niet welk PCB programma je gebruikt, maar je zou de bovenkant van de print kunnen gebruiken voor de GND. In eagle teken je een polygon met dezelfde signaalnaam (meestal GND). Dus een massavlak zoals je al schreef.

Ha! Inderdaad, de TX verbinding naar J3 is er niet... Daar heb ik over gekeken.

Ik maak de PCB in SprintLayout 6.0 van Abacom.

Misschien inderdaad iets meer ruimte tussen de baantjes van het LCD. Er is tenslotte nog ruimte genoeg.

Is het de bedoeling gewoon een zo groot mogelijk massavlak te maken, of enkel boven de TX, RX lijnen?

Schema, even snel in elkaar geflanst... :

*EDIT*

Aangepaste layout:

" Assumption is the mother of all f*ckups ", toch trap ik er geregeld in.... How to kill a mosquito with an elephant? --> Surfin' on a AMD RyZen 9 5900x, 12 cores @ 3.7GHz, opgekieteld naar 4.9GHz.
marcob

Golden Member

Niet fout, maar netter. Je gebruikt de optie zone hiervoor.
en controleer goed je diameter van de gaten. Vanuit de standaard bibliotheek zijn ze aan de kleine kant.

[Bericht gewijzigd door marcob op 8 september 2021 17:01:02 (48%)]

Een WOK is ook maar een vergiet zonder gaatjes

Ik heb de footprint van de connectoren zelf gemaakt aan de hand van hun datasheet, maar ik check de gewone componenten nog wel even...

Ik zie onderaan een optie voor een 'Ground plane'. Als ik die aanvink dan wordt de lege ruimte opgevuld met de koperlaag, alleen vind ik geen optie om dit te verbinden met mijn 'GND' eilandjes....

in 'Fotoview' krijg ik dan zoiets:

" Assumption is the mother of all f*ckups ", toch trap ik er geregeld in.... How to kill a mosquito with an elephant? --> Surfin' on a AMD RyZen 9 5900x, 12 cores @ 3.7GHz, opgekieteld naar 4.9GHz.

Hoi Koen,

Het lijkt erop dat de 5VDC en GND verbonden zijn bij de 5VDC connector linksonder. (ik zie dat dit 2 verschillende lagen 5VDC zijn, is er wel een doormetalisering)?

Volgens mij kan je de in en uitgaande signaaldraden ook nog ontkoppelen, mochten deze als een antenne gaan werken. De HF stoorsignalen worden dan kortgesloten naar GND met een condensator van 10 - 100 nF?

Bij het LCD is het misschien ook een idee om een elco te plaatsen zodat het achtergrond licht stabiel brand, mocht dit nodig zijn. Alvast een footprint toevoegen maakt een latere correctie eenvoudiger.

De contrast instelling lijkt een staande potmeter. Kan je met deze positionering het contrast eenvoudig aanpassen als het display gemonteerd is?

Wanneer ik de 5VDC volg via de potmeter naar ground zie ik een loop. Dit functioneert als een H antenne, aangezien je 2 zijden gebruikt kan je proberen om de loop te minimaliseren.

Zijn de RX / TX LED's wel nodig? Je zou ook de sensoren periodiek kunnen ondervragen en op het LCD weergeven dat deze geen teken van leven geven.

(een idee):
De LEDs zou je ook met een FET kunnen aansturen. Misschien raakt je RX / TX signaal vertoord als er een HF signaal wordt gedetecteerd door de LEDs en dit in je communicatielijn terecht komt.

Ik heb zelf geen ervaring met PCB layouten en EMC testen, wel heb ik mij hierin verdiept. Bij de print die ik wil maken ga ik zoveel mogelijk proberen retour stromen langs de heengaande trace op het PCB te voeren.

Het lijkt erop dat de 5VDC en GND verbonden zijn bij de 5VDC connector linksonder. (ik zie dat dit 2 verschillende lagen 5VDC zijn, is er wel een doormetalisering)?

Ik zie de verbinding tussen 5V en GND niet direct. Alle gaten zijn doorgemetaliseerd.

Volgens mij kan je de in en uitgaande signaaldraden ook nog ontkoppelen, mochten deze als een antenne gaan werken. De HF stoorsignalen worden dan kortgesloten naar GND met een condensator van 10 - 100 nF?

Dit dan zo dicht mogelijk tegen de arduino pinnen of tegen de connectors J1~J3? Kabellengte tussen PZEM-004T en arduino zijn +- 20cm.

De contrast instelling lijkt een staande potmeter. Kan je met deze positionering het contrast eenvoudig aanpassen als het display gemonteerd is?

Het display wordt in het deksel van het kastje gemonteerd, dit geheel komt in een garage. Ik dacht wanneer eenmaal ingesteld, dat dit dan niet meer aangepast moet worden. Potmeter is perfect bereikbaar als het deksel open is.

Wanneer ik de 5VDC volg via de potmeter naar ground zie ik een loop. Dit functioneert als een H antenne, aangezien je 2 zijden gebruikt kan je proberen om de loop te minimaliseren.

Dit begrijp ik niet, kan je dat verder uitleggen wat dit is en hoe op te lossen?

" Assumption is the mother of all f*ckups ", toch trap ik er geregeld in.... How to kill a mosquito with an elephant? --> Surfin' on a AMD RyZen 9 5900x, 12 cores @ 3.7GHz, opgekieteld naar 4.9GHz.
marcob

Golden Member

Om een via aan de ground te verbinden gebruik je de optie: 'Termal pad'. De optie wijst vanzelf.

ps; de ground optie kun je aan beide zijden aanzetten.

Na het tekenen adviseer ik om ook de optie 'test' te gebruiken. Deze optie laat zien welke via's er aan elkaar zitten.

[Bericht gewijzigd door marcob op 8 september 2021 17:47:41 (14%)]

Een WOK is ook maar een vergiet zonder gaatjes

Hoi Koen,

De verbinding van GND en 5VDC had ik verkeerd gezien.

De ontkoppelcondensatoren kan je het beste zo dicht mogelijk bij de connectors naar buiten plaatsen.

Een loop of H antenne in een PCB kan je vinden door het oppervlak te bepalen tussen een heen en retour leiding.
De potmeter wordt gevoed van de linkerzijde door een spoor dat meteen boog bovenlangs loopt. Aan de retour zijde van de potmeter loopt de ground verbinding naar beneden. De ruimte hiertussen kan je arceren en geeft het oppervlak van de loop. Mogelijk kan je dit oppervlak verkleinen door een spoor anders te leiden.

Bij het LCD is het misschien ook een idee om een elco te plaatsen zodat het achtergrond licht stabiel brand, mocht dit nodig zijn. Alvast een footprint toevoegen maakt een latere correctie eenvoudiger.

220µF? of kleiner?

" Assumption is the mother of all f*ckups ", toch trap ik er geregeld in.... How to kill a mosquito with an elephant? --> Surfin' on a AMD RyZen 9 5900x, 12 cores @ 3.7GHz, opgekieteld naar 4.9GHz.

Hoi Koen,

ik ben geen engineer, wel blijf ik mij verdiepen in elektronica.

Mijn vermoeden is dat 47uF wel zou volstaan. Het heeft iets te maken met spanning = Lading * capaciteit. Het beste lijkt me om zelf op onderzoek te gaan naar de onderbouwing van de noodzaak en grootte hiervan.

Wanneer je draden naar de sensoren 20cm zijn beredeneer ik het volgende:

Een antenne heeft een kwart golflengte, dat wordt 80cm voor een hele periode.
De snelheid van het licht is: 299,792,458 m/s

De frequentie waarvoor 20 cm een ideale antenne zou zijn is dan
lichtsnelheid delen door golflengte waaruit volgt:
3.747.405,725 Hz voor het gemak 3,8MHz.

Een condensator die dit kortsluit dacht ik zo te berekenen:
Xc = 1 / 2 Pi f C

Als vuistregel worden ontkoppelcondensatoren van 10nF tot 100nF gebruikt. 100nF geeft met deze formule een impedantie van 0,41 Ohm, dat is een aardige kortsluiting voor deze frequentie. Bij 10nF is dit 4,1 Ohm.

meer over dit onderwerp:
https://electronics.stackexchange.com/questions/573076/how-to-calculat…

Ik struikel hier net nog over iets in de datasheet van de LCD :?

Wil dit zeggen dat ik ook nog 18V moet aanbieden? Ik ben dit nog niet eerder tegengekomen bij LCD's.... Deze komt van Rosmalen....

Heb net even Double Checked, bij mijn andere grafische LCD is deze pin er niet....

Ook de backlight lijkt me wat te gulzig |:(

" Assumption is the mother of all f*ckups ", toch trap ik er geregeld in.... How to kill a mosquito with an elephant? --> Surfin' on a AMD RyZen 9 5900x, 12 cores @ 3.7GHz, opgekieteld naar 4.9GHz.

Dus volgens de datasheet moet ik 5VDC aanbieden op Vcc, en 24VDC op Vee?

dan volgende schakelingetje toepassen:

Dan om de backlight werkend te krijgen:
R = (24V voeding - 4.2V Forward Voltage LED) / 650mA
R = (24 - 4.2) / 0.65 = 30.46Ω ?

" Assumption is the mother of all f*ckups ", toch trap ik er geregeld in.... How to kill a mosquito with an elephant? --> Surfin' on a AMD RyZen 9 5900x, 12 cores @ 3.7GHz, opgekieteld naar 4.9GHz.

Op 8 september 2021 19:18:29 schreef SuperPrutser:

Een antenne heeft een kwart golflengte, dat wordt 80cm voor een hele periode.
De snelheid van het licht is: 299,792,458 m/s

De frequentie waarvoor 20 cm een ideale antenne zou zijn is dan
lichtsnelheid delen door golflengte waaruit volgt:
3.747.405,725 Hz voor het gemak 3,8MHz.

Dat is helemaal niet juist, een kwartgolflengte 1/4e lambda van 20cm is 375MHz, je zit verkeerd met de komma en het aantal decimalen.

Vuistregel; gebruik voor de lichtsnelheid 300 en de frequentie niet in Hertz, maar in MHz.
Geeft golflengte in aantal meters.

"tijd is relatief"

Ik vraag me af of je hier wel 299,792,458 m/s voor de lichtsnelheid kunt gebruiken. De relatieve permittiviteit (εr) van de printplaat is niet 1

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

Ik heb een testopstelling gemaakt en het LCD op de arduino aangesloten.

Voorbeeldprogrammaatje 'Hello World' van de U8GC bib geupload...

Ik krijg geen beeld.

Voor de contrastregeling heb ik volgende gedaan:

Van de 5VDC van de labvoeding naar een step up DC/DC converter (XL6009) en dan ingesteld op 24VDC.

5VDC naar Vcc pin op LCD
24VDC naar pin Vee op LCD

dan volgend voorbeeld aangesloten: 2 weerstanden van 1k en een trimmer van 20k:

als ik nu de 24V aansluit zakt die spanning in elkaar en de DC/DC laat met een zoemend geluid weten dat ie dat niet graag heeft.

(GND's zijn met elkaar verbonden....)

*EDIT*
DC/DC eruit gegooid en tweede kanaal van de labvoeding erbij gehaald en ook ingesteld op 5V ipv 24V. GND's aan elkaar geknoopt.
20k trimmer in het midden opgesteld

Voltmeter op pin Vcc en Vee. Deze geeft 0V aan, logisch want er is geen potentiaal verschil tussen de twee 5V voedingen.

Draai ik nu de spanning van kanaal 2 langzaam omhoog to 7.5V, wordt de sânning tussen Vcc en Vee 2.4V. echter gebeurt er niets als ik aan de trimmer draai......

Ben een beetje ten einde raad. Iemand ervaring met dit soort displays?

" Assumption is the mother of all f*ckups ", toch trap ik er geregeld in.... How to kill a mosquito with an elephant? --> Surfin' on a AMD RyZen 9 5900x, 12 cores @ 3.7GHz, opgekieteld naar 4.9GHz.

Heb je -24V aangeboden? En niet perongeluk 24V?

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

nee, ik heb 24V aangeboden, zo heb ik dat begrepen uit de datasheet....

" Assumption is the mother of all f*ckups ", toch trap ik er geregeld in.... How to kill a mosquito with an elephant? --> Surfin' on a AMD RyZen 9 5900x, 12 cores @ 3.7GHz, opgekieteld naar 4.9GHz.
PE9SMS

Golden Member

Vcc - Vee = 30V
5V - Vee = 30V
Vee = -25V

Maar, weet je zeker dat er geen charge pump voor Vee op de LCD module aanwezig is? Het blijkt niet uit de datasheet, maar het zou me niets verbazen. Sluit eens alleen de GND en 5V aan en meet dan eens op de (open) Vee pin?

This signature is intentionally left blank.

Ik zag in het voorbijgaan snel dat de VEE spanning negatief moest zijn. PE9SMS is het met me eens. Maar ik kan het verkeerd gezien hebben. Maar als ie -24V moet zijn en er zit een charge pump in, dan weet ik niet of dat nog zal werken als je er +24V op hebt gezet.

Dit display moet je ZEKER even als prototype aan de praat zien te krijgen op een breadboard om te weten wat waar aan moet.

Soms zijn er suffe dingen, zoals dat een input eigenlijk aan een timer/pwm signaal moet. Kan je een GPIO voor nemen, maar als je nu op de CPU de juiste pin neemt dan is dat voor de software zoveel makkelijker.... En hier dus de spanningen die je nodig hebt. Je kan eens googlen op <naam van LCD> en "arduino". Dan zul je vast iemand vinden die hem heeft aangesloten gekregen.

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

deze kwam er thuis op duck duck - go niet uit.... https://forum.arduino.cc/t/lcd-contrast-negative-voltage-supply-voltag…

Op het werk met Google wel...

Charge pump nodig dus, hopelijk heb ik hem nog niet naar de eeuwige jachtvelden geknoeid.... 8)7

Zal straks nog eens kijken, hij is al op een breadbord geprikt.

" Assumption is the mother of all f*ckups ", toch trap ik er geregeld in.... How to kill a mosquito with an elephant? --> Surfin' on a AMD RyZen 9 5900x, 12 cores @ 3.7GHz, opgekieteld naar 4.9GHz.
Sine

Moderator

Op 8 september 2021 16:58:45 schreef marcob:
Niet fout, maar netter. Je gebruikt de optie zone hiervoor.
en controleer goed je diameter van de gaten.

Nog beter, voorkom dat soort verbindingen door je baantjes wat tactischer te leggen.

marcob

Golden Member

Op 9 september 2021 10:16:50 schreef KoenP:
Zal straks nog eens kijken, hij is al op een breadbord geprikt.

Ik weet niet of je bewust voor dit display en dit formaat hebt gekozen, maar voor nog geen tientje heb je een 128*64 display. De juiste Arduino instellingen en library staan erbij.

https://www.tinytronics.nl/shop/nl/displays/lcd/lcd-display-128*64-pix…

Een WOK is ook maar een vergiet zonder gaatjes