Forum: Platinen Erste Platine: Funk-Pyrozünder


von Student T. (hberg)


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Hallo,

ich arbeite gerade an einem Funk-Pyrozünder, welcher das diesjährige 
Feuerspektakel zünden soll. Das ganze basiert auf einem Arduino 
ATMega328, einem 433Mhz Funkmodul, je 2x Shift-In und Shift-Out ICs und 
einem MAX232 für eine Notfall-Zündung über ein Handy und AT-Commands. 
Über das Handy deshalb, weil ich bisher nur wenige Meter an Funkstrecke 
hinbekommen habe und daher einen langsamen, aber sicheren 
Notfall-Zündweg haben möchte.

Am anderen Ende befindet sich ebenfalls ein ATMega328, ein ULN2803 und 
8x Relais. Gezündet wird das Feuerwerk über normale E-Zünder.

Auf dem Breadboard funktioniert bereits alles und nun geht es an die 
Platine. Das Layout des Senders ist im Anhang. Die Power-Leitungen sind 
36mil, die Signalleitungen 14mil und GND ist die komplette blaue Fläche. 
Alle Leitungen zwischen ICs sind auf der Oberseite (rot), da das 
zufälligerweise gut gepasst hat und so auch eine Trennung zwischen 
Signal und Power/GND besteht. Die Platine ist 80x100mm groß inkl. 3mm 
Abstand am Rand.

Nun sind mir einige Dinge noch nicht ganz klar:

1)
Auf der Rückseite befinden sich ja die Pads für die unteren Zuleitungen. 
Aber wie werden die oberen (rot) Zuleitungen zu den ICs gehandhabt? 
Erstellt Eagle automatisch Pads hierfür, oder geht Eagle von einer 
Durchkontaktierung aus?

Nun kann mein Hersteller keine Durchkontaktierung. Soll ich den 
Hersteller wechseln, der Durchkontaktierung kann (teuer), Pads auf der 
Oberseite platzieren und mit Präzisionssockel verlöten oder Vias vor den 
Pads erstellen (wird vermutlich ein krasses durcheinander)?

2)
Ich habe für die Abstände 14mil genutzt. Der Hersteller schreibt, dass 
er bis zu 10mil fertigen kann. Nun finde ich den Abstand relativ klein, 
gerade für die große Kupfer-GND-Fläche. Sollte ich das sicherheitshalber 
ein wenige vergrößern?

3)
Sollte man die Oberseite auch mit einer Kupferfläche füllen? Habe dort 
kein GND und kein Power, aber für den Hersteller ist es vielleicht 
günstiger, da weniger Ätzsäure verbraucht wird.

4)
Nun habe ich beim verlegen der Leitungen die Bohrung auf Standard 0,6mm 
gelassen und Durchmesser auf Auto. Im DRC steht unter Restring bei allen 
Pad-Einstellungen der Wert Min:10mil %:25 Max:20mil. Nun schreibt der 
Hersteller, er benötigt mind. einen 0,3mm (=12mil) großen Kupferring um 
das Bohrloch. Trage ich nun bei Min 12mil ein? Trotz Hilfetext verstehe 
ich das nicht.

Danke und Viele Grüße,
Kevin

von slow (Gast)


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zu 1) Wenn Du eine 2-lagige Platine in Eagle zeichnest, so ist sie 
zweilagig. Klar sind alle Pads und Vias durchkontaktiert. Drum macht man 
ja mehrlagige Platinen

Vias vor den Pads ist doch keine Lösung für eine fehlende 
Durchkontaktierung, die Vias wird der Hersteller auch nicht 
durchkontaktieren.

Die paar Leiterbahnen und Pads würd ich einfach auf beiden Seiten der 
Platine verlöten, der Pin des IC macht dann die Durchkontaktierung. 
Sockel oder nicht ist recht egal.


zu 2) wenn er das sagt, sollte es doch stimmen. Wenn Du die Abstände 
größer haben willst, so mach sie größer, was hält Dich ab?

zu 3) wieviel tausend Platinen machst Du denn, was willst Du dem 
Hersteller (Bastler???) einsparen?  Schau Dir lieber mal die GND-Fläche 
auf dem Bottom-Layer an. Da sind manche Stege sehr schlank. Was fließt 
denn da jeweils an Strom drüber?

zu 4) versteh nicht was Du wo eingestellt hast, wenn der "Hersteller" es 
größer braucht, mach es größer.

Die Stiftleisten kommen mit einer 0.6 mm Bohrung aus? Sicher?

von Student T. (hberg)


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slow schrieb:
> zu 1) Wenn Du eine 2-lagige Platine in Eagle zeichnest, so ist sie
> zweilagig. Klar sind alle Pads und Vias durchkontaktiert. Drum macht man
> ja mehrlagige Platinen
>
> Vias vor den Pads ist doch keine Lösung für eine fehlende
> Durchkontaktierung, die Vias wird der Hersteller auch nicht
> durchkontaktieren.
>
> Die paar Leiterbahnen und Pads würd ich einfach auf beiden Seiten der
> Platine verlöten, der Pin des IC macht dann die Durchkontaktierung.
> Sockel oder nicht ist recht egal.
Ah verstanden, so werde ich es machen.

> zu 2) wenn er das sagt, sollte es doch stimmen. Wenn Du die Abstände
> größer haben willst, so mach sie größer, was hält Dich ab?
Nichts, ich werde sie größer machen.

> zu 3) wieviel tausend Platinen machst Du denn, was willst Du dem
> Hersteller (Bastler???) einsparen?  Schau Dir lieber mal die GND-Fläche
> auf dem Bottom-Layer an. Da sind manche Stege sehr schlank. Was fließt
> denn da jeweils an Strom drüber?
Die 5V Betriebsspannung. Denke da muss noch ein wenig anpassen. Bei mehr 
Abstand sind einige GND Pads nicht mehr erreichbar.

> zu 4) versteh nicht was Du wo eingestellt hast, wenn der "Hersteller" es
> größer braucht, mach es größer.
Ich habe eben nichts eingestellt, da ich mir nicht sicher bin, was es 
genau bewirkt.

> Die Stiftleisten kommen mit einer 0.6 mm Bohrung aus? Sicher?
Huch, sind 0,64mm. Muss ich korrigieren!

von Mark T. (Gast)


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Du brauchst keine sichere Notfallzündung, du brauchst eine sichere 
Nicht-Zündung, damit es keinen Notfall gibt!

von Student T. (hberg)


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Der Wert welcher über Funk übertragen wird ist mit einer Checksum 
(VirtualWire) versehen und besteht zusätzlich aus einem 6-Byte langem 
Prefix. Über GSM wird die Nachricht per SMS Versand, ebenso mit einem 
Prefix. Ich denke für Feuerwerksraketen sollte das reichen!

von Reinhard R. (reinhardr)


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Stelle sicher dass du einen Schalter vorsiehst mit dem du die Schaltung 
scharf schalten kannst, der unabhängig vom AVR und der Software ist, 
d.h. einer der den Zündkreis unterbricht.
Nachdem du das System eingeschaltet hast, und überprüft hast das es ohne 
Fehler läuft, wird der das letzte was du betätigst bevor du dich davon 
entfernst. Wenn mehrere Leute anwesend sind, ist es am Besten das mit 
einem Schlüsselschalter zu kombinieren - so dass nur du die Anlage 
scharf schalten kannst, aber sie jeder sichern kann.
Das sind sehr simple Maßnahmen, mit denen du dein Risiko deutlich 
reduzieren kannst. Brückenzünder reagieren sehr schnell und frei nach 
Murphys Law bemerkt man das wenn man es am wenigsten brauchen kann. 
Potentielle Kandidaten gibt es dafür genug, Brown Out, EMV, SW-Bugs etc.

Gruß,
Reinhard

von egal (Gast)


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Handy - Sichere Auslösung? Aber nicht Silvester 24 Uhr oder? da sind 
doch alle Netze überlastet :-)

von Student T. (hberg)


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Hm, daran hatte ich nun überhaupt nicht gedacht. Dann degradiere ich die 
Handy-Zündung als Sekundärzündweg und schaue, dass die Funkverbindung 
klappt!

Habe soeben die Platine an den Produzierer geschickt. Bin ganz gespannt!

von Student T. (hberg)


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Zur Vollständigkeit halber noch meine Ergebnisse.
Heute kam die Sender-Platine von PCB-Center! Ich bin positiv überrascht, 
das ganze hat ohne Problem geklappt und bereits nach dem Einsenden kam 
ein netter Anruf mit einem Hinweis auf ein Problem. Die Platine ist 
100x80, doppelseitig durchkontaktiert und mit Lötstoplack. Im Anhang ist 
die eingescannte Platine.

Für den Empfänger habe ich es selbst mit der Toner-Transfer-Methode 
probiert. Das ganze hat mit einem HP LaserJet 1010 und Reicheltpapier 
sehr gut geklappt. Für die Zukunft werde ich Platinen wohl selber ätzen, 
ist deutlich günstiger und man kommt damit schon sehr weit. Leider sieht 
es nicht so schön grün aus.

Meine selbst geätzte Platine habe ich mit Plastik 70 Isolierspray 
lackiert. Verzinnt sind die Leiterbahnen nicht. Reicht das für ein 
bisschen Haltbarkeit von 1-2 Jahren aus?

von Michael D. (mike0815)



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Hallo Kevin (allein zuhaus?) :-)

> Meine selbst geätzte Platine habe ich mit Plastik 70 Isolierspray
> lackiert.
Gute Wahl, benutze ich auch!

> Verzinnt sind die Leiterbahnen nicht. Reicht das für ein
> bisschen Haltbarkeit von 1-2 Jahren aus?
Verzinnen muß ja nicht sein, der Lack reicht da aus.
Wie kommst du auf 1-2 Jahre?
Wenn du die Pltine nicht durch die Gegend Rammelst, kann die fast ewig 
halten!
Du hättest besser ein paar Polygone gesetzt, das spart Ätzmittel und die 
Brühe geht nicht so schnell in die Sättigung!
Hier mal ein Beispiel von 2 verschiedenen Ätzvorgängen:
Die obere Platine ist optimal geworden, die unteren dagegen, hatte ich 
zu lange im Bad gelassen. Man sieht den Unterschied deutlich.

Anbei noch ein Foto vom Bestückungsaufdruck, ist eine sehr gute Hilfe 
und man muß nicht immer auf den Plan schauen.

Gruß Michael

von Student T. (hberg)


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Hallo Michael,

ich glaube irgendwo gelesen zu haben, dass die Leiterbahnen irgendwann 
brüchig oder ähnliches werden, wenn man die nicht schützt. Hab mich da 
aber wohl geirrt und kann mich schon auf nächstes Jahr freuen, wenn die 
Platine dann noch ganz ist :)

Hab gemerkt das die Suppe danach ziemlich blau geworden ist. Die 
Leiterbahnen waren zwar durchgängig, die Ränder aber doch fusselig und 
nicht besonders gerade. Ich schätze du hast belichtet?

Gibt es die Epoxyd-Platinen auch in grün? Oder gibt's das nur mit 
Lötstoplack?

von Michael D. (mike0815)


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Hallo Kevin,

> ich glaube irgendwo gelesen zu haben, dass die Leiterbahnen irgendwann
> brüchig oder ähnliches werden, wenn man die nicht schützt. Hab mich da
> aber wohl geirrt und kann mich schon auf nächstes Jahr freuen, wenn die
> Platine dann noch ganz ist :)
Wenn du das blanke Kupfer nicht schützt, dann oxidiert's natürlich und 
sieht dann auch garnicht mehr gut aus.
Ich habe hier 16 Jahre alte Platinen rumliegen, die waren nicht 
geschützt und leben trotzdem noch.
Allerdings sollte man die trotzdem schützen, sonst gibt's Probleme beim 
Löten!

> Hab gemerkt das die Suppe danach ziemlich blau geworden ist. Die
> Leiterbahnen waren zwar durchgängig, die Ränder aber doch fusselig und
> nicht besonders gerade.
Da hat vielleicht der Toner nicht richtig gedeckt oder du hast die 
Platine zu lange im Bad gelassen(Unterätzung)
Die Oberfläche muß penibel sauber sein, lieber 1x mehr reinigen!

> Ich schätze du hast belichtet?
Nein, das 1.Foto zeigt ja die Toneroberfläche und die Restfussel vom 
Reicheltpapier. Die Platine habe ich 4-5 mal durch den Laminator gejagt.

> Gibt es die Epoxyd-Platinen auch in grün?
nein
> Oder gibt's das nur mit Lötstoplack?
Ja

Gruß Michael

von 1234 (Gast)


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Hallo Kevin,

könntest Du den Schaltplan reinstellen?
Dein Projekt sieht sehr intressant aus.
Kannst du näheres über das Funkmodul sagen?

Danke.

von Daniel P. (dpolz)


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Kevin K. schrieb:
> Gibt es die Epoxyd-Platinen auch in grün? Oder gibt's das nur mit
> Lötstoplack?

Wenn du deinen Platinen einen professionellen Look geben möchtest, dann 
hol dir doch bei eBay Lötstopplack. Suche dort mal weltweit nach "uv 
curable".

Und unbedingt Masseflächen verwenden. Sonst verschwendest du zum einen 
dein Ätzmittel, zum anderen läuft der Ätzprozess mit kleinen 
freizustellenden Flächen wesentlich sauberer ab. Große Flächen, das ist 
dir bestimmt aufgefallen, werden von außen nach innen abgetragen. 
Während du darauf wartest, dass das restliche Kupfer verschwindet, 
werden schon deine Leiterbahnen abgeknabbert. Stichwort 'Unterätzung'. 
Mitunter könnte das die Ursache für deine ausgefranzten Leiterbahnen 
sein.

von Michael D. (mike0815)


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Moin Daniel,

> Wenn du deinen Platinen einen professionellen Look geben möchtest, dann
> hol dir doch bei eBay* Lötstopplack. Suche dort mal weltweit nach "uv
> curable".
Ist ja interessant, wie wird der aufgetragen bzw. wie werden die Pads 
beim lacken freigestellt? Hast du das schon mal praktiziert? Wenn ja, 
hast du ein Beispiel, wie das hinterher aussieht?

> Während du darauf wartest, dass das restliche Kupfer verschwindet,
> werden schon deine Leiterbahnen abgeknabbert. Stichwort 'Unterätzung'.
> Mitunter könnte das die Ursache für deine ausgefranzten Leiterbahnen
> sein.
...sag' ich doch. ;-)

Gruß Michael

von Sebastian (Gast)


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Dieser UV-härtende Lack wird in der Industrie auf die Platte 
aufgegossen, durch Belichtung gehärtet, wo er auf der Platte bleiben 
soll, dann der Rest wieder abgewaschen (keine Ahnung, womit). Man kann 
auch Lötstoppresist (z.B. von Octamex) auflaminieren, das ist ebenfalls 
lichtempfindlich, und wenn man sowieso schon Tonertransfer macht...

von Fabian B. (fabs)


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Kleiner Hinweis zu Relaiszündungen:
 wir hatten bei einem Feuerwerk schonmal den Fall, das die Zündbox von 
einer Kiste auf der sie stand, ca 40cm zief auf Stein fiel. Da alles 
schon schaf geschaltet war (kurz vor'm GO), gabs dann ein vorzeitiges 
Feuerwerk.
 Relais sind erschütterungsempfindlicher als man denkt.

Du wirst auch inzwischen selbst in 400€ Chinaanlagen keine Relais für 
die eigentlichen Zündkanäle finden.

Ich will dir das Projekt keinesfalls schlecht reden...ich bastel selbst 
an sowas (aber mit FETs). Ist nur als Handlinghinweis gedacht und falls 
du ggf. mal über ein Redesign nachdenkst.

Gruß
Fabian

von Student T. (hberg)


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Danke für den Hinweis, wußte nicht, dass Relais überhaupt gegen 
Erschütterung empfindlich sind. Da ich relativ unerfahren in Elektronik 
bin, wollte ich etwas "idiotensicheres", und da waren Relais, E-Zünder 
und eine Mofabatterie ziemlich passend :-).

Ich schaue mir mal diese FETs an.

@Gast 1234:
Ungern öffentlich. Nicht, weil ich nicht gerne Teile, sondern weil man 
damit auch Terrorist spielen kann. Aber mit den von mir beschriebenen 
Zutaten sollte man es eigentlich mit ein wenig Aufwand selber 
hinbekommen. Falls du Schwierigkeiten oder Fragen hast, helfe ich dir 
gerne.

Das Funkmodul ist das von Sparkfun: 
http://www.sparkfun.com/products/10534

Gruß,
Kevin

von Daniel P. (dpolz)


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Michael D. schrieb:
> Ist ja interessant, wie wird der aufgetragen bzw. wie werden die Pads
> beim lacken freigestellt? Hast du das schon mal praktiziert? Wenn ja,
> hast du ein Beispiel, wie das hinterher aussieht?

Zu allererst: Ich habe mir ein bisschen von dem Lack bei eBay bestellt, 
bin aber noch nicht dazu gekommen, ihn auszuprobieren, da ich gerade 
keine rohe Platine habe. Ich kann daher auch nicht aus eigener Erfahrung 
sprechen.

Der Lack wird bei manueller Fertigung einfach auf die Platine 
aufgepinselt oder gerollt. Es gab auch Versuche von Forenmitgliedern den 
Lack aufzusprühen, deren Ergebnisse allerdings nie durchgedrungen sind. 
Anschließend wird eine bedruckte Folie aufgelegt und belichtet. Der Lack 
härtet so leicht aus. Mit Benzin (vermutlich gehen auch andere 
Lösungsmittel) werden dann die unbelichteten Stellen abgewaschen und 
anschließend im Ofen und im Belichter endfest ausgehärtet.

Soviel zur Theorie. Ich hoffe, damit sauberere Ergebnisse als mit dem 
Laminat von Bungard zu erreichen.

von Michael D. (mike0815)


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nabend,
danke schon mal für die Vorab-Info.
Ich habe mich mal bezüglich des Lötstop-Laminats, bei Ebay umgeschaut 
und auf die Schnelle das hier gefunden.
http://www.ebay.de/itm/Lotstopplaminat-Lotstopp-Lack-f-Leiterplatte-Platine-Zubehor-Atzmaschine-/170742978031?pt=LH_DefaultDomain_77&hash=item27c11315ef

Scheint mir auf den 1. Blick ganz brauchbar zu sein und der Preis ist 
für die angebotene Menge akzeptabel.
Vorteil dieses Verfahrens ist, man hat in EagleCad schon die fertige 
Schablone mit den freizustellenden Bereichen zur Verfügung, also quasi 
ausdrucken, belichten, laminieren, fertig.
Was meint ihr dazu?

Gruß Michael

von Daniel P. (dpolz)


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Michael D. schrieb:
> Was meint ihr dazu?

Naja, ich hatte ja erwähnt, dass ich damit keine guten Ergebnisse 
erreiche. Der Preis ist in Ordnung, vielleicht etwas hoch. Ich kann dir 
sowas auch in kleineren Mengen anbieten, da ich mal eine 
Sammelbestellung hierzu gemacht habe. Der Entwickler ist billiges Soda.

von Daniel -. (root)


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>Danke für den Hinweis, wußte nicht, dass ..

schon FMEA gemacht?
Welche Ausfallrichtungen können die Bausteine haben?

von Daniel P. (dpolz)


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Daniel -------- schrieb:
> schon FMEA gemacht?
> Welche Ausfallrichtungen können die Bausteine haben?

Ich habe schon darauf gewartet, dass jemand mal etwas Kritik an der 
Sache übt, schließlich ist so eine Bastelei nicht ganz ungefährlich. Man 
nimmt sich zwar fest vor, ein entsprechendes Maß an Vorsicht walten zu 
lassen, passieren kann aber immer irgendetwas. Und wenn man weiß, dass 
Relais in dieser Anwendung ein Sicherheitsrisiko sind, sollte man 
eigentlich versuchen, das Risiko mit passenden Maßnahmen zu reduzieren 
(stichwort FET fiel ja schon).

Vorsicht ist besser als Nachsicht. An Silvester laufen massig 
angetrunkene Gesellen herum, die im Eifer des Gefechts vielleicht doch 
über die herumliegenden Kabel stolpern.

Und erklär nem Nicht-Elektroniker mit ner Pulle Sekt im Gsicht und nem 
Päckchen Böller in der Pratze mal was über Relaiskontakte ;-)

von 1234 (Gast)


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Kevin K. schrieb:
> @Gast 1234:
> Ungern öffentlich. Nicht, weil ich nicht gerne Teile, sondern weil man
> damit auch Terrorist spielen kann. Aber mit den von mir beschriebenen
> Zutaten sollte man es eigentlich mit ein wenig Aufwand selber
> hinbekommen. Falls du Schwierigkeiten oder Fragen hast, helfe ich dir
> gerne.

Ok. Versteh ich.
Aber danke für die Info über das Funkmodul.

von Klaus (Gast)


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1234 schrieb:
>> Ungern öffentlich. Nicht, weil ich nicht gerne Teile, sondern weil man
>> damit auch Terrorist spielen kann.

Selten so ein Schwachsinn gelesen! Wann hört diese Massenhysterie 
bezüglich angeblicher Terrorgefahr endlich wieder auf?

Abgesehen davon, bist du echt so naiv, dass du glaubst irgendwelche 
Terroristen seinen auf deine erklärungen in einem Bastelforum 
angewiesen? LOL!

von El Patron B. (bastihh)


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Klaus schrieb:
> 1234 schrieb:
>>> Ungern öffentlich. Nicht, weil ich nicht gerne Teile, sondern weil man
>>> damit auch Terrorist spielen kann.
>
> Selten so ein Schwachsinn gelesen!

Amen! Zumal... jeder halbwegs begabte hier; schafft den gleichen Rotz... 
Da steckt nun keine Kunst hinter.

von Student T. (hberg)


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Basti Benassi schrieb:
> Klaus schrieb:
> Amen! Zumal... jeder halbwegs begabte hier; schafft den gleichen Rotz...
> Da steckt nun keine Kunst hinter.
Das mag sein, nur hatte ich bereits schon Kontakt mit den Behörden. Und 
das war ähnlich harmlos.

Und zu glauben, dass ich glaube, dass Terroristen hier nach Anleitungen 
suchen, ist lächerlich. Das habe ich auch so nicht gemeint.

Deswegen entschuldigt mir meine Vorsicht und meine Wortwahl..

von gaast (Gast)


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Klaus schrieb:
> Selten so ein Schwachsinn gelesen! Wann hört diese Massenhysterie
> bezüglich angeblicher Terrorgefahr endlich wieder auf?
>
> Abgesehen davon, bist du echt so naiv, dass du glaubst irgendwelche
> Terroristen seinen auf deine erklärungen in einem Bastelforum
> angewiesen? LOL!

Mehr Angst als vor Terroristen hätte ich in Zeiten von Stasi 2.0 auch 
eher vor hysterischen Beamten.

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