Beginnen in Eagle, Arduino DCC 8x servo shield

[jowi]

Mijn baan is nu nog 1 plank van 240x90cm... daar komt binnenkort via een helix een verdieping bovenop, ook van ca. 240x90. Desnoods ga ik per laag een 12V en 5V externe voeding gebruiken. Of meer Ik zal in ieder geval je zorgen in mijn achterhoofd houden!

[jowi]

Nou, tijd voor een schema update. Ik moet zeggen dat ik wel wat handiger wordt met Eagle, maar het gaat niet snel
De tutorial video's van Jeremy Blum helpen me enorm (evenals het commentaar van Timo ):

https://www.youtube.com/watch?v=1AXwjZoyNno
https://www.youtube.com/watch?v=CCTs0mNXY24

Doel is dus om een Arduino shieldje te bouwen waarop 8 servo's en 8 relais aangesloten kunnen worden, zonder dat er verder uitbreidings printjes nodig zijn voor extra verdelingen van voeding etc. Direct de servo's en relais dmv 3 aderige stekkers op de print prikken, en klaar. Software kan MARDEC zijn, of mijn eigen bouwsel (volgt later).

Ik ga dus (voorlopig) even niet voor een onboard DCDC converter maar voor het gebruik van externe 12V en 5V voedingen.
Schematisch is het dus niet veel meer dan het doorverbinden van de Arduino pins naar de shield, en de optocupler voor het DCC signaal.





Nu eens kijken hoe ik dit geproduceerd krijg... er even van uitgaande dat er geen fouten in zitten

[jowi]

Ok... ik ga vanavond eens uitpluizen hoe dat nu zit met gerber files en alles wat daar bij hoort.
In de tussentijd, wat is jullie favoriete adres om 1 of een paar boards te laten maken?

[NTeering]

Hallo Johan,

Hou je er wel rekening mee dat MARDEC de pinnen voor frogpoints zelf uitgeeft?
Dus:
servo 1 met FP 19
servo 2 met FP 18
servo 3 met FP 17
servo 4 met FP 16
etc.

Nico

[Timo]

@NTeering, kan je de pinnen niet gewoon aanpassen in de software?

@Jowi, Ziet er al goed uit!

Zie alleen één fout. C1 is bedoelt als decoupling condensator. Deze zou dus zo dicht mogelijk bij de Vcc pin moeten zitten, niet pas na alle weerstanden. Ook zou ik voor de opto de stabielere spanning uit de Arduino pakken en niet de externe 5V.

Gesproken over de weerstanden. R6 (denk ik, kan het niet goed zien, in ieder geval die aan pin7 van de opto) is niet nodig. Die pin open laten is prima volgens de datasheet. R5 zou in theorie ook weggelaten kunnen worden maar geeft je wel de mogelijkheid voor een iets sterkere pull up weerstand.

En mag ik vragen waarom je voor de weerstanden opeens voor SMD bent gegaan? En dan de diode niet...

Ik moet wel zeggen dat ik de indeling wat onlogisch vind... Waarom niet gewoon 1 tm 8 van links naar rechts met boven de servo en onder het relais? Lijkt me een logischere indeling en is een heel stuk makkelijker te routen. 

En vergeet de polariteitsaanduiding bij de voeding niet Ook zou ik, in ieder geval die van de voeding, de connectoren strak tegen elkaar aan zetten. Worden ze een heel stuk steviger van. Ook zou je de voeding kunnen veranderen door 3 inputs 5V, GND, 12V. Twee keer een GND draad heeft niet zo veel zin.

Ook zou ik nog wel wat aan buffering doen of in ieder geval de footprints er voor plaatsen. Ruimte zat 

Gerber files is op zich niet zo veel aan, zorg alleen dat de ze goede naam krijgen. Dat is vaak het enige waar de fabrikant mee onderscheid maakt tussen de lagen en elke fabrikant wil een bepaalde naamgeving. En check vooraf ook welke andere eisen de fabrikant stelt. Deze kun je dan laten checken door de DRC (Design Rule Checker).

Zelf heb ik meerdere malen boarden laten maken bij iTead en ben daar erg tevreden over. Dirty PCBs staat ook nog steeds op mijn lijstje maar die kent maar twee formaten waar je dus wel op moet inspelen. Maar daar kan je wel zonder meerprijs een andere kleur kiezen. Rode printen blijven er sexy uit zien 


Timo

[jowi]

Mooie tips! Ik ga er mee aan de slag. De diode ben ik vergeten naar smd om te zetten
De rest ga ik verwerken! Nu je het zegt is de indeling van de servos en frogs inderdaad niet heel handig. Daarom peer-reviewing, je ziet het zelf niet!

[jowi]

Nico, ja dat is waar, MARDEC kiest ze zelf. Maar goed, mijn eigen interpretatie van de servo software is ook zo goed als af, en deze is gebaseerd op 8 vaste servo's met 8 vaste relais en verder niets.

[dickkoning]

hoi

Ik heb ook met veel plezier geëxperimenteerd met het ontwerp van een arduino gebaseerde wisseldecoder
Eagle is een prachtig programma, met een steile leercurve
Kijk eens naar de arduino nano, net zo krachtig als een uno maar met een veel kleinere footprint
Bijgaand mijn eagle printje voor een 8 voudige wisseldecoder gebaseerd op een arduino nano (met de software van ruud boer)

[Timo]

Hoi Dick,

Gaat misschien een beetje buiten dit draadje, dus misschien moeten we het dan maar afsplitsen, maar zou ik weer paar punten mogen noemen? Bedoel het echt wel goed 

Eerste wat me opvalt aan de print, de schuine traces Ben er zelf een beetje allergisch voor, ik zou van mooie lijnen in intervallen van 45 graden  Maar goed, dat doet niets af aan de werking.

Ligt het aan mij of zitten alle common connectoren niet verbonden? 

Ook zou ik echt dikkere banen gaan gebruiken voor de uitgangen en wat daar naar toe gaat.

Ook jij kan een weerstand weg laten.

Als je de weerstand en diode bij de opto van plaats verwisseld is het daar wat logischer.

Je gebruikt een dikke condensator maar waarvoor eigenlijk? De wissels boeit het niet zo of ze AC of DC krijgen. Wel zou ik de Arduino ontkoppelen van de voeding met een diode en eigen buffer. Anders krijg je DR4018 praktijken

Is dat rechts boven een voltage regulator? Ik mis het nut er even van?

En als laatste zit ik een beetje met de afmeting. Bestel je in China is het handig meervoud van 5cm te gebruiken. 5x5 ga je niet redden met die ULN2803 (is het denk ik?). 5x10 zou je wel moeten kunnen redden maar het bord lijkt me groter. En als je iets anders dan de ULM gaat gebruiken, bijvoorbeeld SMD mosfets dan zou het zelfs moeten passen op 5x5 (en heb je meer vermogen per uitgang).


Timo

[dickkoning]

Hoi

prima om het af te splitsen, is maar een projectje wat ik inmiddels thuis heb draaien
Ik wil eigenlijk vooral laten zien hoe je met een nano simpel iets in elkaar zet zonder gelijk allerlei shields te stapelen

bijgaand het schemaatje, als iemand interesse heeft kan ik de eagle files opsturen
Printjes heb ik bij itead laten maken (10*5 cm)

De elco dient om genoeg capaciteit te hebben voor de relatief forse piekstroom die mijn wisselspoelen (oude FLM) nodig hebben
De spanningsregelaar is bedoeld om de relatief hoge spanning van de FLM tansformator die ook als voeding van de arduino dient tot een veilige 12 V te reduceren

Er zit een schoonheidsfoutje in de nummering van de analoge uitgangen, los ik in de software op
Wat bedoel je met de opmerking over de common connector ?

[Timo]

Hoi Dick,

Zelf ben ik fan van dingen delen. Misschien kan je het op GitHub zetten?

Mooi dat het een 10x5 print is geworden. Leek groter.

De elco is voor de wissels niet nodig mits ze analoog ook gewoon op die trafo werken. Maar hier helpt het je waarschijnlijk om de Arduino van power te blijven voorzien. Arduino van de rest ontkoppelen met een diode en je had maar een 100uF nodig gehad 

De Nano werkt ook op meer dan 12V. Toegegeven, sommige Nano's zijn maar voorzien van 16V condensatoren.

De common lijn was ik even kwijt maar nu ik het schema zie valt me pas de zekering op. Blijft lastig te zien op kleine BNLS plaatjes, zeker als beide layers erop staan 


Timo

[Dutch]

Bij mij vielen de rechte hoeken in de T splitsing en het gebrek aan ground vlak dan weer op.

Over het algemeen wil je printsporen zo breed mogelijk en zo vloeiend mogelijk maken. Het Ground spoor moet zo dicht mogelijk langs de voeding lopen om storingen te voorkomen. Bovendien kan je dan heel makkelijk ontstoorcondensatoren plaatsen, die zo dicht mogelijk bij de chips geplaatst moeten worden om lekker te werken.

Is dat allemaal klaar, dan maak je op alle lagen een vlak. Meestal is dat een Ground plane. De printplaat fabrikanten vinden het namelijk niet zo leuk als er heel veel koper van de printplaten af geëtst moet worden en hun chemicaliën vervuilt. En zo'n Ground plane helpt ook bij het ontstoren.

[dickkoning]

Hoi

zoiets ?
ik zal eens kijken hoe dat werkt met github, ideeën delen is altijd inspirerend

Dick

[Timo]

GitHub kan licht intimiderend zijn in het begin maar als je het en beetje door hebt dan is het zo handig. Makkelijk samenwerken, oude versies terug halen enzo.

Mm, mja, heeft mooi ground plane maar voor mij stond het vrij laag op het lijstje De signalen zijn zo traag dat het hier niet echt uit maakt. Als je er vanaf het begin rekening me houdt kan ontwerpen wel makkelijker zijn. En de Chinezen biertje het niet hoeveel koper er af moet 

En de 90 graden bochten zijn ook niet zo erg meer als vroeger. Maar 90 graden bochten vermeiden en alleen traces maken die en meervoud van 45 graden zijn ziet er wel en stuk beter uit. Nu hoef he niet net als ik twee dagen te werken aan als kleine details maar lijnen recht tekenen ziet er al beter uit.


Timo

[Dutch]

Bij mij speelde mijn opleiding elektrotechniek even op . Overigens zijn de 45 graden hoeken juist bij deze printjes, waar toch hoogfrequente (digitale) signalen over verstuurd worden wel erg belangrijk.

Dick, je aardvlak ziet er al heel aardig uit. Heel makkelijk aangelegd, groot plezier. Nu de andere laag nog .
Overigens leg ik die vlakken ook op het laatste pas neer omdat ze je hele ontwerp onduidelijk maken (opeens is alles paars in plaats van blauw en rood!).

Lukt het nog om die twee weerstanden onder de Arduino te verplaatsen? Dan hoef je maar aan een kant te solderen en dat maakt het plaatsen van de Arduino ook eenvoudiger. En denk je eens in wat je moet doen als zo'n weerstand toch net niet de goede waarde blijkt te hebben...