Forum: Platinen Schaltpläne als Labelgrab


von Nicolas S. (Gast)


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Hallo zusammen,
durch einen anderen Beitrag bin ich auf folgendes (zugegeben extremes) 
Beispiel für die Nutzung von Labels anstelle von Linien gestoßen:

http://www.mikrocontroller.net/attachment/187717/MK_STM32F4_Sensorboard_Schematic.pdf

Früher™ kannte ich Labels nur, um Leitungen oder Busse über 
unterschiedliche Schaltplanseiten zu verbinden, im Umfeld von 
Mikrocontrollerschaltungen finden sie sich oft immer mehr als alleinige 
Verbindung auch von Bausteinen auf der gleichen Schaltplanseite, wo ich 
eher Leitungen oder Busse erwarten würde. Generell scheinen Busse aus 
der Mode zu kommen.

Ist die vermehrte Sichtung dieser Darstellungsweise eher auf die 
größerwerdende Ansammlung von Hobbyisten und Wahrnehmungsverzerrung 
zurückzuführen oder ist das eher ein Trend, für den es gute Gründe gibt?

Viele Grüße
Nicolas

: Verschoben durch Moderator
von blablub (Gast)


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Das hat den Sinn das es einfach Übersichtlicher ist, besonders bei 
mehrseitigen Schaltplänen. So kann man sich einfach die Netznamen merken 
und muss nicht ewig die Verbindungslinien verfolgen.

von Frank M. (frank_m35)


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Wie sonst willst du über mehrere Seiten hinweg Bauteile verbinden.

Durch dieses Labelgrab ist man in der Lage A4 große Schaltpläne 
übersichtlich und struktuiert zu gestalten und muss nicht A0 Blätter 
verwenden. Ebebnso kann den Schaltplan geschickt in voneinander 
unabhängige Baugruppen aufsplitten. Es ist doch vorerst relativ egal an 
welchem Pin genau nun der Taster angeschlossen wird und wenn, dann suche 
ich eben den Pin am uC. Der Aufwand dürfte der selbe sein, wie die 
Leitung nachzuvollziehen in einem Schaltplan mit fast keinen Labels. 
Ebenso interessiert mich der Taster nicht, wenn ich den Gyro anschaue.

Wie du auch siehst, wird in dem Beispiel eine A4 Seite für 
zusammenhängende Peripherie benutzt, I2C, SPI, Equipment, ...

Und da eine I2C Schnittstelle nur aus zwei Leitungen besteht, ist der 
Gewinn ein Bus als Signal zu verwenden nichtexistent.

Und ich denke es ist ebenso unnötig aufzuzeigen, dass die Bauteile auf 
der I2C Seite am I2C Bus hängen, das ist offensichtlich und daher 
erübrigt es sich, meiner Ansicht nach, einen Bus einzuzeichnen.

von Christian L. (cyan)


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Es wir aber nur dann Übersichtlicher, wenn an den Labels auch Referenzen 
stehen, also wo und auf welche Seite geht das Signal genau hin. Bei dem 
Beispiel oben wird alles nur viel unübersichtlicher. Niemand weiß, wie 
viele ICs am Bus hängen. Man muss erst alle Pläne durcharbeiten.

Warum hat der Ersteller es nicht geschafft den USB-Filter an die USB 
Buchse zu zeichnen? Sind zwei Leitungen schon so unübersichtlich? Und 
jetzt sagt nicht durch die Trennung von Connectoren und ICs, denn daran 
hat er sich bei den beiden Anschlüssen im Schaltplan des STM32 selbst 
nicht gehalten. Nicht sehr konsequent. Ich finde, der Schaltplan ist ein 
gutes Beispiel dafür, wie man es nicht machen sollte. Der Plan ist 
einfach nur extrem unübersichtlich.

LG Christian

von spontan (Gast)


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Stimme Dir zu.
Das ist ein Schlatplan für einen rechner, dem ists wurschtob Label oder 
Linien.

Aber "human interface" sieht anders aus.

Richtig problematisch ist, wie schon erwähnt: Was hängt alles an einem 
Label? An einem Signal?

von Nicolas S. (Gast)


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Hallo Frank,
daß Dein Schaltplan hier steht, ist reiner Zufall, nicht weil er ein 
besonders abschreckendes, sondern eher ein typisches Beispiel ist.

Nicht für ungut.

von Falk B. (falk)


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@Christian L. (cyan)

>nicht gehalten. Nicht sehr konsequent. Ich finde, der Schaltplan ist ein
>gutes Beispiel dafür, wie man es nicht machen sollte. Der Plan ist
>einfach nur extrem unübersichtlich.

Genau. Man kann es auch übertreiben. I2C Pull-Ups mit Labels ;-)
Was kommt als nächstes? Nur noch Netzlisten?

von Tobi (Gast)


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Ich versuche i.d.R. den Schaltplan in Funktionsgruppen zu unterteilen. 
So ähnlich wie in dem Beispiel. Ich versuche dann auch immer den 
Leitungen Namen zu geben, die direkt erahnen lassen wohin es geht. Also 
jetzt nicht nur sowas wie SCL0 sondern SCL_GYRO usw.

Ich finde das jedenfalls übersichtlicher als Leitungen komplett über den 
Schaltplan zu ziehen. Aber meine Platinen waren bislang auch noch nie so 
komplet wie in dem Beispiel.

von Frank M. (frank_m35)


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Nicolas S. schrieb:
> Hallo Frank,
> daß Dein Schaltplan hier steht, ist reiner Zufall, nicht weil er ein
> besonders abschreckendes, sondern eher ein typisches Beispiel ist.
>
> Nicht für ungut.

Ist nicht mein Schaltplan, wird von einem anderen Frank stammen :-)

Ich gebe aber Christian L. recht, in dem Beispiel ist es übertrieben, 
was mir beim ersten drüber schauen nicht so aufgefallen ist. Es ist 
quatsch das USB-Filter vom Stecker zu trennen, ich habe bspw. ewig 
gebraucht um das Filter zu finden.

Auch ist mir nicht aufgefallen, dass im I2C Blatt zwei I2C Buse hängen, 
hier hätte sich natürlich ein Bus einzuzeichnen sehr angeboten.

Ja, also das Beispiel ist wirklich eine Extrembeispiel und hier werden 
Labels missbraucht. Sorry, ist mir beim ersten mal nicht aufgefallen, 
dass es so ist.

Aber ich nutze selbst labels eben aus meinen zuvor genannten Gründen. 
Aber so extrem auftrennen tue ich nicht. So habe ich auch einen großen 
Schaltplan über 5 volle A4 Seiten, mit einer sechsten A3 Seite, die ich 
nicht in zwei A4 Seiten mit Labels aufsplitten wolllte, 
übersichtshalber. Aber bspw. der uC ist bei mir auch meist nur mit 
Labels versehen bis auf Quarz, Kondensatoren, Programmierschnittstelle, 
nächste Peripherie, ähnlich wie im Beispiel.

von klaus (Gast)


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"Der Unterschied zwischen Medizin und Gift liegt in der Dosierung" 
(zitat Autor mir unbekannt)

Das gilt wohl (fast) überall im Leben

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Früher suchte man per Auge auf dem ausgedruckten Papier die Verbindungen 
zu anderen Funktionsgruppen. Da waren Hilfslinien in Form der Leitungen 
oder Busse sinnvoll. Heute macht man einen Doppelklick auf den Label und 
läßt den Rechner alle anderen Stellen mit gleichem Namen finden.

Das Verfahren ist daher konsequent auf PCs statt Papier ausgelegt.

von Wolfgang (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Heute macht man einen Doppelklick auf den Label und
> läßt den Rechner alle anderen Stellen mit gleichem Namen finden.

Wenn das in einer PDF-Datei funktioniert, sind wir einen großen Schritt 
weiter.

von ./. (Gast)


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Wenn das PDF ordentlich erzeugt wurde, kann man nach dem Namen suchen 
(lassen).

von Dirk (Gast)


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Ich habe dazu (leider ohne Zeichnung) auch das krasse Gegenbeispiel 
erlebt.
In meiner alten Firma warn Labels verpönnt, jedenfalls als Sprünge.
Ich musste allle (wirklich alle) Netze zeichnen.
Das mit einem Display, UC3, SRAM und noch einger Menge an kapazitiven 
Tastern.
Chef meinete immer das wäre übersichtlicher...
Naja 30 Linien direkt nebeneinander waren es nicht mehr.
Ein Bus für Daten und Adressen, wäre schöne gewesen....

Dirk

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Wolfgang schrieb:
> Wenn das in einer PDF-Datei funktioniert, sind wir einen großen Schritt
> weiter.

Bei Altium Designer kann man sich auf jeden Fall PDF mit 
Inhaltsverzeichnis erzeugen lassen. Dort sind dann alle Signalnamen mit 
Sprungmarken aufgeführt.

von Nicolas S. (Gast)


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Dirk schrieb:
> Naja 30 Linien direkt nebeneinander waren es nicht mehr.

Für den Zweck gibt es ja auch immer noch Busse.

Andreas Schweigstill schrieb:
> Bei Altium Designer kann man sich auf jeden Fall PDF mit
> Inhaltsverzeichnis erzeugen lassen. Dort sind dann alle Signalnamen mit
> Sprungmarken aufgeführt.

Das finde ich gut. Eine interaktive Netzliste hätte ich bei Eagle 
manchmal auch gerne.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Folgende Arten von Schaltplänen hasse ich wie die Pest:

- Schaltpläne, bei denen innerhalb eines Sheets Verbindungen fast
  ausschließlich über Labels gemacht werden, weil der Zeichner zu faul
  war, die Verbindungslinien zu zeichnen.

  Man ist dann ständig nur am Suchen, welche Bauteile wie miteinander
  verbunden sind.

  Labels innerhalb eines Sheets sind dann sinnvoll, wenn viele Bauteile
  über eine Leitung miteinander verbunden sind. Beispiele sind VCC, GND
  und Reset-Leitungen (wenn viele ICs gemeinsam resettet werden). Das
  ist aber meist nur eine Handvoll. Alle anderen Verbindungen sollten
  als Linien gezeichnet werden.

- Schaltpläne, wo die Bauteile innerhalb eines Sheets zwar durch Linien
  verbunden sind, bei der Linienstruktur aber die Anzahl der Ecken und
  Kreuzungspunkte mutwillig oder aus Faulheit maximiert wurde.

  Ein Schaltplanzeichner sollte, ähnlich wie ein Platinenlayouter, die
  Schaltung möglichst gut entflechten. Dazu gehört, dass die Bauteile
  erst einmal vernünftig platziert werden, dass Kreuzungen nach
  Möglichkeit vermieden werden und dass Leitungen nicht über tausend
  kleine Ecken verlegt werden.

  Wenn irgendwann die Leitungen nicht mehr vernünftig verlegt werden
  können, müssen evtl. die Bauteile etwas weiter auseinander platziert
  werden. Dabei ist natürlich derjenige im Vorteil, der ein
  Schaltplanprogramm mit halbwegs intelligenter Nachführung der
  Verbindungen beim Verschieben der Bauteile benutzt.

  Am Ende muss die Schaltung im Gegensatz zu einem Platinenlayout nicht
  völlig kreuzungsfrei sein, sollte aber nicht an einen Spaghettitopf
  erinnern.

- Schaltpläne, die nur deswegen auf mehrere Sheets verteilt sind, um dem
  Zeichner eine Ausrede dafür zu liefern, dass er sämtliche Verbindungen
  mit Labels, statt Linien macht. Solche Schaltpläne enthalten im
  Extremfall nur ein einzelnes wesentliches Bauteil pro Sheet.

  Solche Pläne sind kaum besser zu lesen als eine Tabelle, die für jedes
  IC und für jeden Anschluss den Pin- und den Labelnamen enthält, also
  eine etwas erweiterte Netzliste.

  Besser ist es, auf jedem Sheet eine ordentliche Anzahl von Bauteilen
  zusammenzufassen, die zusammen eine logische und nichttriviale
  Funktion bilden. Ansammlungen von Pullup-Widerständen oder
  Steckverbindern alleine stellen keine nichttriviale Funktion dar,
  sollten für sich also kein ganzes Sheet beanspruchen.

  Die einzelnen Sheets dürfen dabei gut gefüllt sein, da dies die
  Gesamtzahl der Sheets reduziert.

  Eine gute Dekomposition der Schaltung in Komponenten (Sheets) zeichnet
  sich dadurch aus, dass die Anzahl der Verbindungen zwischen den Sheets
  minimal ist.

  Bei mehr als ca. 5 Sheets sollte ein Übersichts-Sheet erstellt werden,
  das alle Komponenten (Sub-Sheets) als Blackboxen enthält und zeigt,
  wie diese untereinander verbunden sind.

  Be sehr komplexen Schaltungen sollten die Sub-Sheets in mehreren
  Hierarchieebenen angeordnet sein, um zu erreichen, dass Jedes
  (Sub-)Sheet maximal ca. 5 weitere Sub-Sheets enthält. Alle moderneren
  Schaltplanprogramme unterstützen diese hierarchische Strukturierung,
  deswegen sollte man sie auch anwenden.

- Schaltpläne, die Busse zur Zusammenfassung von Leitungen verwenden,
  die logisch gar nicht zusammengehören.

  Man erkennt solche falschen Busse daran, dass sie stark ausgefranst
  sind: Maximal ein IC ist an alle Busleitungen angeschlossen, alle
  anderen verwenden immer nur ein paar wenige der Leitungen. So eine
  Verbindungsstruktur ist ein Kabelbaum, aber kein Bus. Und Kabelbäume
  sollten in Schaltplänen im auseinandergefieseltem Zustand dargestellt
  werden.

  Umgekehrt erhöhen als Busse dargestelle echte Busse (wie bspw. Daten-
  und Adressbusse) die Übersichtlichkeit gewaltig.

Das waren ein paar der Punkte, die mir immer wieder negativ auffallen,
nicht nur bei Hobby-, sondern auch bei "professionellen" Schaltungen.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Yalu X. schrieb:
> Das waren ein paar der Punkte, die mir immer wieder negativ auffallen,
> nicht nur bei Hobby-, sondern auch bei "professionellen" Schaltungen.

Full ACK!!!

Der Schaltplan ist die Sprache des Elektronikers. Und da sollte man 
klare, logisch saubere und verständliche Sätze bilden. Und diese Sätze 
sollen in ordentlich strukturierter Form angeordnet werden - wie die 
Kapitel eine guten Lehrbuchs.
Alles andere ist Stottern, von Hölzchen auf Stöckchen kommen und 
zusammenhanglos mal dieses und mal jenes Teil der Funktion beschreiben.

Gruß Dietrich

von Soul E. (Gast)


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Bzgl Hobby bin ich da völlig Deiner Meinung. Das waren noch schöne 
Zeiten, als in jedem Röhrenfernseher hinten ein vernünftig gezeichneter 
Schaltplan drinsteckte, aus dem man noch was lernen konnte.

Dienstlich schaut's ein wenig anders aus. Viele Kunden verlangen die 
Herausgabe der Schaltpläne und Stücklisten (ohne das der BTV deren 
Inhalt wirklich technisch nachvollziehen kann). Da macht es Sinn, die 
Schaltung so zu zeichnen, dass man sie nicht einfach auf 
Tietze/Schenk-Grundwissen reduzieren kann.

Und den Layout-Tool ist es eh egal, dem kann ich die Netzliste auch als 
Textfile reinschieben.

von Tom K. (ez81)


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soul eye schrieb:
> Das waren noch schöne
> Zeiten, als in jedem Röhrenfernseher hinten ein vernünftig gezeichneter
> Schaltplan drinsteckte

Gerade alte teutonische Schaltpläne sind mir immer wegen völliger 
Abwesenheit von Labeln negativ aufgefallen; Versorgungsspannungen, Masse 
und diverse Signale schön parallel im Zickzack über die Seite gezogen. 
Das gibt zwar sehr schön die Tradition der Kabelbäume wieder, dafür darf 
man eine Linie 30cm quer über die Seite verfolgen und darf dabei nicht 
verrutschen, um herauszufinden, an welcher Versorgungsspannung 
Transistor 17 hängt.

von Hauspapa (Gast)


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Die wesentlichen Dinge wurden gesagt, auch ich bevorzuge an vielen 
Stellen Linien und vorallem das häufig fehlende Übersichtsblatt bei 12 
Seiten Schema ist bei Inbetriebnahmen und Fehlersuche mühsam.

Aber: Labels muss man nicht immer als Ersatz für Linien einsetzen.
Auch bei Layout und Inbetriebnahme hilft es mitunter gewaltig wenn die 
Netze erkennbare Namen haben. Daher bekommen auch Netze die ich 
vollständig als Linien zeichne manchmal ein Label verpasst.

behaltet gesunden Menschenverstand
Hauspapa

von awrbv34t (Gast)


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Sehr schöner Ansatz. So sollte ein Schaltplan heutzutage aussehen.

Jetzt noch die Funktionsgruppen auf mehreren Seiten, die man mit
maximal DIN-A3 ausdrucken kann.

Sicher kann man hier und da ein wenig meckern, aber von der Basis her
die richtige Richtung.

(Es gibt übrigens auch Layout-Tools, bei denen man beim PDF auf ein 
Label klicken kann und man springt dann den nächsten identischen Label 
an.)

von P. M. (o-o)


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Nicolas S. schrieb:
> Ist die vermehrte Sichtung dieser Darstellungsweise eher auf die
> größerwerdende Ansammlung von Hobbyisten und Wahrnehmungsverzerrung
> zurückzuführen oder ist das eher ein Trend, für den es gute Gründe gibt?

Ich mache es bewusst so. Denn die Labeltechnik widerspiegelt ja 
eigentlich die Denkweise des Gehirns: Du denkst nämlich "Dieser Pin 
liegt an Signal A", "dieser Pin liegt an Signal B" usw. und nicht in 
Form einer Linie, die Punkte verbindet.

von Georg W. (gaestle)


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Yalu X. schrieb:
> Folgende Arten von Schaltplänen hasse ich wie die Pest:

Einen Punkt hätte ich noch:
Schaltpläne, bei denen alle Pins z.B. eines Prozessors mit Labels wie 
"SCK_USART_schlagmichtot" versehen sind und erst das nachzählen im 
Layout zeigt dass dieser Pin überhaupt nicht beschalten ist. Nicht jeder 
Leser eines Schaltplanes hat jederzeit Zugriff auf die entsprechende 
Software.

von Amateur (Gast)


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Unter vielem anderen kommt es auch immer darauf an, was ich denn 
überhaupt will.

Das Eingangs gewählte Beispiel ist ja kein Schaltplan, sondern ein 
Bilderbuch.

Jemand, der wahrscheinlich auf Stundenlohnbasis arbeitet, wollte Leute, 
die von tuten und blasen keine Ahnung haben, beindrucken.

Wenn die allerdings wüssten, was das bildhafte Zerreißen, eines vorher 
wahrscheinlich vernünftigen Schaltplanes, gekostet hat - auch Zeitlich, 
würden sie den wahrscheinlich, zum nächst möglichen Zeitpunkt, 
freistellen (ein tolles Wort - George Orwell lässt grüßen).

Oder sollte dieser Erguss von einer unserer, ach so hochgelobten, 
Hochschulen kommen? "Bitte den Schaltplan in funktionale Einheiten 
zerlegen". Zugegeben, das mit dem Zerlegen hat geklappt.

Eine Verbesserung wäre wohl nur möglich, indem man jedem Widerstand und 
Kondensator auch eine eigene Seite zur Verfügung stellt und bei der 
Gelegenheit auch gleich jede Seite mit einem eigenen Ornament versieht.

von Nicolas S. (Gast)


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P. M. schrieb:
> Denn die Labeltechnik widerspiegelt ja
> eigentlich die Denkweise des Gehirns: Du denkst nämlich "Dieser Pin
> liegt an Signal A", "dieser Pin liegt an Signal B" usw.

Hmm... das entspricht der Denkweise von Programmierern, wenn das Layout 
fertig ist.

Für mich ist der Schaltplan allerdings das, was im Kopf vor dem Layout 
liegt, und auch wenn mir die folgende Problematik noch nie begegnet ist:

Georg W. schrieb:
> [...] und erst das nachzählen im
> Layout zeigt dass dieser Pin überhaupt nicht beschalten ist. [...]

erledigt sich durch das Entflechten des Schaltplans oft auch schon ein 
guter Teil des Entflechtens des Layouts.

Zum Programmieren bediene ich mich auch gerne der Labels (die zu diesem 
Zweck oft zusätzlich an den Pins angebracht sind).

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Amateur schrieb:
> Eine Verbesserung wäre wohl nur möglich, indem man jedem Widerstand und
> Kondensator auch eine eigene Seite zur Verfügung stellt und bei der
> Gelegenheit auch gleich jede Seite mit einem eigenen Ornament versieht.

Wobei das noch lange nicht das Optimum ist: Man kann die Widerstände und 
Kondensatoren auch jeweils in zwei Teile zerlegen, so dass man auf jedem 
Sheet nur ein ein einziges Label hat. Welche Bauteilfragmente 
zusammengehören, ist ja sofort aus der Bauteilnummer (R123, C151 usw.) 
ersichtlich. Ein 64-Pin-Mikrocontroller wird entsprechend einfach auf 64 
Sheets verteilt.

Für ein PC-Board mit einem Sandy-Bridge-E-Prozessor im LGA-2011-Sockel 
wird der Papierstapel zwar locker einen Meter hoch, dafür ist aber jedes 
einzelne Sheet auch für den Elektronikanfänger genauso leicht zu 
verstehen wie ein Widerstand :D

von Taz (Gast)


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Anhand der vielen Unterschiedlichen Meinungen sieht man schon das es 
nicht die eine richtige Antwort geben kann.
Ich persönlich finde das Attachment gut.
Ob man Linien, Busse, Netlabel oder Ports verwendet kommt immer auf den 
Schaltplan an. (für Altium sind Ports nur für Blatt übergreifende 
Signale gedacht)
Ich halte es so: Wenn die sich zu viele Linien kreuzen ersetze ich 
Linien durch Aussagekräftige Netlabels. Auch Busse zeiche ich nur wenn 
sie eine Aussagekraft besitzen, einen Bus zu zeichen der alle Teile 
miteinander verbindet ist nicht hilfreich.

Zurück zum geposteten Schaltplan, auf der ersten Seite ist der 
Controller alle Bauteil die direkt dazu gehören sind dran, die Label 
haben vernüftige Namen. Abblockkondensatoren sind in der Nähe.
Auf den folgenden Seiten sind die Sensoren die über SPI angeschlossen 
sind sofort verständlich. Würde man die 6 Sensoren auf dem ersten Blatt 
bringen und über Linien mit den Controller verbinden wäre das ein 
Linien-Labyrint. Auch ein Bus wäre nicht hilfreich man weiß ja schon das 
alle Sensoren am SPI hängen und für die Pin zu Pin Verbindungen müste 
man eh die Labels lesen.
Mein Fazit: Gut mit kleinem Verbesserungspotential.

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