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Autor Tópico: Layout de PCB  (Lida 1061 vezes)

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Offline artur36

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Layout de PCB
« em: 06 de Fevereiro de 2016, 14:42 »
Bom dia.
Estou a desenhar a placa para o meu line follower e estou com algumas dúvidas, como se isso fosse de estranhar, quanto às melhores práticas para o posicionamento dos componentes e pistas. Para mim os pontos mais críticos serão os canais de leitura do ADC (pelo menos 7), a alimentação dos motores e o step-up que passará a tensão de uma célula li-po para 7V.
As leituras de ADC não necessitam de grande precisão, apenas quero tirar 2 leituras independentes dos sensores de linha e capacidade de calibrar o sensor para a pista em software, mas a repetibilidade das leituras será sempre importante.
A alimentação dos motores será a partir de um l293 ou l298, não sei até que ponte poderá injectar ruido nos restantes componentes.
O step-up em princípio irei copiar o circuito da placa adafruit 1000c que já inclui step-up e carregador de bateria.

Agora as dúvidas:
O step-up posso incluir na placa principal ou é melhor um modulo à parte, além dos tradicionais condensadores na saída da fonte devo aplicar mais algum tipo de filtro?
Na alimentação dos motores é necessário algum tipo de filtro ou bastam os diodos de protecção?
Nos canais de leitura analógica existe alguma preocupação especial a ter? Justifica a separação em ground analógico e ground digital? Se sim qual a melhor forma de o fazer, dois ground planes independentes ou um ground plane analógico e pistas para ground digital?

Offline metRo_

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Re: Layout de PCB
« Responder #1 em: 06 de Fevereiro de 2016, 14:50 »
Podes fazer tudo na mesma PCB, tens e' que ter em conta que deves separar os planos de massa das diferentes partes. Pesquisa

Online dropes

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Re: Layout de PCB
« Responder #2 em: 06 de Fevereiro de 2016, 20:39 »
Estive a fazer uns testes para as resistências dos sensores e não esperava uma diferença tão grande do branco para o preto, isso é ótimo principalmente a níveis de ruídos (leitura a 1cm), para atenuar podem-se fazer várias leituras e achar a média (o micro tem velocidade para isso).

O que sempre recomendo quando se usam cargas indutivas (sejam relés ou motores) é o uso de placas de dupla face com o ground em ambos os lados, resolve 90% das interferências.

A sugestão do @metRo_ também é válida, entretanto só iria para essa forma caso necessitasse de grande resolução de amostragem, em último caso até se pode parar o micro enquanto o ADC faz a captura, que não é o caso e lá se vai o PWM...
8 ou 10 bits são suficientes, referência interna devido aos motores.

Desacoplamento de alimentação em todos os ICs 100nF.

Offline artur36

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Re: Layout de PCB
« Responder #3 em: 06 de Fevereiro de 2016, 21:26 »
Estive a fazer uns testes para as resistências dos sensores e não esperava uma diferença tão grande do branco para o preto, isso é ótimo principalmente a níveis de ruídos (leitura a 1cm), para atenuar podem-se fazer várias leituras e achar a média (o micro tem velocidade para isso).

A minha ideia será essa também, fazer média de leituras e/ou leitura com o emissor ligado e desligado caso a luz exterior cause interferências notáveis.

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O que sempre recomendo quando se usam cargas indutivas (sejam relés ou motores) é o uso de placas de dupla face com o ground em ambos os lados, resolve 90% das interferências.

O ground separado em função dos sinais? Queria evitar de usar dupla face pois nunca desenhei nenhuma e não tenho a certeza de como fazer o desenho e a separação das vias pelas faces.

Citar
A sugestão do @metRo_ também é válida, entretanto só iria para essa forma caso necessitasse de grande resolução de amostragem, em último caso até se pode parar o micro enquanto o ADC faz a captura, que não é o caso e lá se vai o PWM...
8 ou 10 bits são suficientes, referência interna devido aos motores.

Desacoplamento de alimentação em todos os ICs 100nF.

Vou usar o ADC interno, para simplificar vou usar apenas os 8 bits mais significativos e a referência interna, para os vários sensores vou trocando a porta de leitura, micro de 40 pinos dá para este tipo de brincadeiras.

Normalmente não se colocam dois condensadores de valores diferentes em paralelo?
Existe algum cálculo para os condensadores da fonte de alimentação e para a alimentação dos motores?

Online dropes

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Re: Layout de PCB
« Responder #4 em: 06 de Fevereiro de 2016, 21:57 »
Estive a fazer uns testes para as resistências dos sensores e não esperava uma diferença tão grande do branco para o preto, isso é ótimo principalmente a níveis de ruídos (leitura a 1cm), para atenuar podem-se fazer várias leituras e achar a média (o micro tem velocidade para isso).
A minha ideia será essa também, fazer média de leituras e/ou leitura com o emissor ligado e desligado caso a luz exterior cause interferências notáveis.
A luz exterior causa ligeiros desvios (quase insignificantes), por isso os sensores são auto-calibrados ao colocar o carro na pista, obtém o valor do preto e o valor do branco, o que mais varia é o tipo de material a ser reflectido.

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O que sempre recomendo quando se usam cargas indutivas (sejam relés ou motores) é o uso de placas de dupla face com o ground em ambos os lados, resolve 90% das interferências.

O ground separado em função dos sinais? Queria evitar de usar dupla face pois nunca desenhei nenhuma e não tenho a certeza de como fazer o desenho e a separação das vias pelas faces.
O ground é aplicado em toda a placa tirando as ilhas (orphans), a separação dos sinais pode andar entre 0.3 a 0.4mm
Mesmo que não uses a parte de cima da PCB para o circuito, pode levar à mesmo o GND nessa face.

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A sugestão do @metRo_ também é válida, entretanto só iria para essa forma caso necessitasse de grande resolução de amostragem, em último caso até se pode parar o micro enquanto o ADC faz a captura, que não é o caso e lá se vai o PWM...
8 ou 10 bits são suficientes, referência interna devido aos motores.

Desacoplamento de alimentação em todos os ICs 100nF.

Vou usar o ADC interno, para simplificar vou usar apenas os 8 bits mais significativos e a referência interna, para os vários sensores vou trocando a porta de leitura, micro de 40 pinos dá para este tipo de brincadeiras.

Normalmente não se colocam dois condensadores de valores diferentes em paralelo?
Existe algum cálculo para os condensadores da fonte de alimentação e para a alimentação dos motores?
Sim, estava-me a referir ao ADC interno do micro, há um processo para que este micro hiberne enquanto faz a leitura, depois no final um interrupt interno volta a acordá-lo, todos os sinais digitais emitem ruído, mais problemático nos 24b.

Os condensadores costumam ser 100nF e 47uF em paralelo, só faço isso em relação ao micro, os restantes levam 100nF e chega.
Já a alimentação dos motores tem de levar um condensador decente mais elevado.

Offline artur36

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Re: Layout de PCB
« Responder #5 em: 08 de Fevereiro de 2016, 13:58 »
Entretanto deparei-me com outro problema, só consigo samples da versão LF do PIC (alimentação entre 1.8 e 3.6) logo já n posso alimentar directamente da bateria (lipo de uma célula), qual acham a melhor ideia um LDO directo da bateria para 2.5V por exemplo ou um LDO dos 7V do step-up para 3.6V

Online dropes

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Re: Layout de PCB
« Responder #6 em: 08 de Fevereiro de 2016, 14:33 »
A diferença é tão pequena para uma lipo que até um diodo faz a quebra.
Depois existem os sinais lógicos para as pontes, em que o L293 suporta baixas tensões mas o L298 já tem de ser via 4.5V (embora funcione com 3.6V mas aquece mais devido à falta de saturação dos transistors internos).

Offline artur36

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Re: Layout de PCB
« Responder #7 em: 08 de Fevereiro de 2016, 14:39 »
Ups tinha-me esquecido da ponte h, o regulador de tensão já era para garantir sempre a mesma tensão nas saídas para LEDs e afins, bem como saber sempre qual a referência do ADC, tenho que analisar bem as data-sheets e ver se uso regulador para os 3.6 ou tenho de usar os IC em versão DIP 40....

Online dropes

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Re: Layout de PCB
« Responder #8 em: 08 de Fevereiro de 2016, 14:52 »
Não sei bem como funcionam os samples para particulares via Microchip.
Se demoram a enviar ou não, se bem que os PICs nem são assim tão caros.
O hugu está com uma colectiva da Mouser.

Se a referência do ADC for interna (creio 2.5V), não faz grande diferença a sua alimentação.

ps: se for a fazer contas do meu carro, não pretendo gastar nada, mas de gasolina e portagens até Coimbra já anda pelos 90 :P

Offline artur36

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Re: Layout de PCB
« Responder #9 em: 08 de Fevereiro de 2016, 15:11 »


Não sei bem como funcionam os samples para particulares via Microchip.
Se demoram a enviar ou não, se bem que os PICs nem são assim tão caros.
O hugu está com uma colectiva da Mouser.

As samples chegam numa semana ou duas, em DIP já tenho 3, mas em smd só tem a versão até 3.6V, a versão 5V só tem stock daqui a 2 meses