Forum: Platinen Der Weg von der Idee zur Platinen


von Frank S. (Gast)


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Hallo Leute,

ich habe mir eine Schaltung ausgedacht, und die mehr oder weniger mit 
normalen Teilen mir auf einem Breadboard zusammengesteckt. Die Idee mit 
allen Änderungen habe ich nun in den Schaltplan übertragen. Allerdings 
werde ich da einen anderen Mikrocontroller verwenden und alles wird mit 
SMD Teilen aufgebaut sein. Ich gehe momentan wirklich stark davon aus, 
dass meine Schaltung funktionieren wird. Ist ja nix wildes. 
Spannungsversorgung etwas mit Dioden abgesichert und mit Kondensatoren 
gepuffert. Der Mikrocontroller, eine LED mit einem Vorwiderstand, vier 
Taster mit Pull-Up und zwei Module, die per UART mit dem Mikrocontroller 
sprechen. Und dann noch JTAG als Plättchen rausgeführt.

Ich habe die Schaltung auch zwei Freunden gegeben, die sie überprüft 
haben und auch der Meinung waren, dass sie so in Ordnung ist. Dennoch 
habe ich irgendwie ein schlechtes Gefühl, wenn es darum geht, dass ich 
vll. ein paar Euros verbrennen werde, wenn ich da irgendwo einen Fehler 
gemacht habe. Gibt es nicht eine Simulationssoftware, mit der ich das 
ganze Mikrocontroller-Board durchtesten kann, inkl. Programm?

Und dann wäre die nächste Frage, in welcher Anzahl ich die Platinen am 
besten fertigen lassen soll. Ich brauche 6 Stück. Sagen wir mal, dass 
ich weitere 6 als Ersatz behalte. Und dann wollen meine Freunde 
wahrscheinlich noch ein paar. Also ich denke, dass ich ca. 25-30 Stück 
brauche.

Ihr kennt ja die Preise der Platinenhersteller. Die 30 Platinen werden 
mich ca. das Doppelte kosten, von dem, was mich eine Platine kostet. Nur 
nimmt man da eine oder zwei Platinen testet die, ob die gehen und 
bestellt dann den Rest oder geht man gleich in die vollen?

von MaWin (Gast)


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Tja, du musst halt konzentriert arbeiten.

Wenn die Schaltung auf dem Breadboard getestet ist, und auch von der 
Logik her funktionieren müsste, du ein Layout gemacht hast welches den 
Schaltplan wiederspiegelt, und meinst daß Abstände und Bauformen zu den 
bestellten Bauteilen passen, dann bestelle gleich 25 Platinen.

Wenn es dann nicht geht und du einen zweiten und dritten Anlauf 
brauchst, dann nennt man das Lehrgeld: Es sagt dir: Pass beim nächsten 
Mal besser auf.

Du baust ja nichts wirklich kritisches, wie Hf wo es auf 
Platinenmaterial, Leiterbahnform und parasitäre Effekte ankommt 
(Kapazität der Breadboard-Streifen).

von hmm (Gast)


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Kannst auch den Stromlauf und das layout mal hier zeigen,da gibt es 
sicher auch ein paar tips.

von Frank S. (Gast)


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hmm schrieb:
> Kannst auch den Stromlauf und das layout mal hier zeigen,da gibt es
> sicher auch ein paar tips.

Duhu, ich kann es gerne machen, aber ich bin eher an Strategien 
interessiert, wie man von der Idee zur fertigen Platine kommt. Und da 
kann es ja nicht sein, dass ich jedes Mal hier im Forum mein Layout 
zeige und andere danach frage, ob das was ich vorhabe, so funktionieren 
wird.

MaWin schrieb:
> Wenn es dann nicht geht und du einen zweiten und dritten Anlauf
> brauchst, dann nennt man das Lehrgeld: Es sagt dir: Pass beim nächsten
> Mal besser auf.

Simulatoren gibt es da wirklich keine, wenn es im digitale Komponenten 
geht? Ich meine, ich kann ja afaik auch mit einem FPGA jeden 
Mikrocontroller nachbauen. Gibt es so etwas nicht auch komplett in 
Software, allerdings mit den elektronischen Komponenten?

Ja, Lehrgeld....
Ich glaube, ich bin momentan noch im Denken als Softwareentwickler, der 
bei der Änderung von jeder Kleinigkeit gleich die volle Testreihe 
durchlaufen lässt. Denn Tests kosten ja nix.

Naja, mal schauen, vll. bestelle ich die Boards einfach mal. Mal 
schauen, was da rauskommt.

von hmm (Gast)


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Naja, bei den ersten paar Boards baut man schon mehr Bugs ein. Aber mit 
der Erfahrung wird es besser. Wieoft hast du beim ersten C Programm neu 
kompiliert bis ein vierzeiler lief? Das wird schon. Uber ein paar Fehler 
mussman einfach mal gestolpert sein. Also nur Mut und her damit ;)

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


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Willkommen im Alltag eines Hardwareentwicklers!

Das Problem verhunzter Leiterplatten hat schon so ziemlich jeder erlebt, 
angefangen bei Schaltungsfehlern, Layout- oder Bibliotheksfehlern, 
Unachtsamkeiten bei der Datenaufbereitung, Softwarefehler des 
CAD-Programms.

Das, was bei industriellen Projekten sogar oft noch teurer ist als die 
reinen Materialkosten, ist der Zeitverzug, der durch tage- oder 
wochenlange Wartezeiten bei sichergeglaubten Leiterplatten entsteht. Ein 
Kunde von mir hatte nur eine minimale Korrektur am Layout durchgeführt, 
welche sicherheitshalber von mehreren Leuten kontrolliert wurde.

Und dann schlug natürlich doch Murphy zu und sorgte auf Grund eines 
Softwarefehlers dafür, dass eine Durchkontaktierung nicht auf der 
Innenlage angeschlossen war. Bei vielen Fehlern hätte man ggf. sogar 
noch in der Fertigung jemanden hingesetzt, um einen Draht händisch 
nachzulöten, aber hier war das nicht möglich, weil ein Pin eines 
Bauteils im QFN-Gehäuse nicht angeschlossen war. Beeindruckend war, dass 
man im Programm die Durchkontaktierung nur um einen noch so kleinen Weg 
verschieben konnte, was dazu führte, dass sie wieder korrekt verbunden 
wurde. Das ganze ließ sich hervorragend reproduzieren.

Ich selbst hatte es schon erlebt, dass irgendein Trottel beim 
Leiterplattenhersteller einen Film doppelt hergestellt hatte, so dass 
sich auf Ober- und Unterseite der Leiterplatte desselbe Layout befand. 
Das Geld für die Leiterplatten bekam ich natürlich zurückerstattet, aber 
der Prototyp für die Messe war natürlich gelaufen. :-/ Naja, so fiel 
wenigstens nicht auf, dass die Leiterplatte eh nicht ins Gehäuse gepasst 
hätte.

Das, was die Qualität von Layouts und vor allem die Fehlervermeidung 
begünstigt, sind Leiterplattenprogramme, die auch eine 3D-Ansicht 
bieten. Man kann dann entweder die echten Gehäuseteile importieren oder 
sich vereinfachte Darstellungen von potentiellen Kollisionspunkten 
selbst erzeugen. Das nutze ich ziemlich eifrig. Bei einem gedränten 
Layout musste ich Bauteile so anordnen, dass sich unter einem 
Display-Halterahmen nur hinreichend flache Bauteile (Widerstände, 
Keramikkondensatoren) befanden, aber z.B. kein Elko.

von Jasch (Gast)


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Frank S. schrieb:
> hmm schrieb:
>> Kannst auch den Stromlauf und das layout mal hier zeigen,da gibt es
>> sicher auch ein paar tips.
>
> Duhu, ich kann es gerne machen, aber ich bin eher an Strategien
> interessiert, wie man von der Idee zur fertigen Platine kommt. Und da
> kann es ja nicht sein, dass ich jedes Mal hier im Forum mein Layout
> zeige und andere danach frage, ob das was ich vorhabe, so funktionieren
> wird.

Du könntest eine Platine selber erstellen und sehen ob alles 
funktioniert, inklusive ob die Footprints wirklich alle passen usw. 
Hatte ich gerade heute wieder, einmal bei der Bauteilbestellung 
verklickt :-( und schon hat man Transistoren in SOT323 statt SOT23 - 
geht gerade noch draufzulöten, aber...

Ist nur bei einseitig und max. doppelseitig machbar.

> MaWin schrieb:
>> Wenn es dann nicht geht und du einen zweiten und dritten Anlauf
>> brauchst, dann nennt man das Lehrgeld: Es sagt dir: Pass beim nächsten
>> Mal besser auf.
>
> Simulatoren gibt es da wirklich keine, wenn es im digitale Komponenten
> geht? Ich meine, ich kann ja afaik auch mit einem FPGA jeden
> Mikrocontroller nachbauen. Gibt es so etwas nicht auch komplett in
> Software, allerdings mit den elektronischen Komponenten?

Für (viel) Geld, vermutlich ja.

Ich glaube selbst die Profis machen ein Hardwaremuster bevor sie in die 
größere Produktion gehen.

Wenn Du von Haus aus SW-Entwickler bist, Limor Freed von Adafruit hat 
meines Wissens mal einen Vortrag gemacht über die Eigenheiten (und 
speziellen Schmerzen) der Hardwareentwicklung für Leute die das nicht 
kennen, kann nicht schaden den anzusehen.

von Jasch (Gast)


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Jasch schrieb:
> Limor Freed

Limor Fried

von Frank S. (Gast)


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hmm schrieb:
> Wieoft hast du beim ersten C Programm neu
> kompiliert bis ein vierzeiler lief?

Ganz ehrlich.... sehr oft.... denn irgendwie stand in meinem Buch 
"#include <iostream>", das kannte aber mein Compiler nicht. Irgendwann 
hat es dann mit  #include "iostream.h" funktioniert.

Mir macht eine andere Sache aber mehr sorgen. Wie oft habe ich schon 
irgendeine Kleinigkeit im Code geändert, wo ich mir zu 100% sicher war, 
dass es nichts kritisches war und das Programm ganz sicher noch 
funktioniert, doch in Wirklichkeit hat danach nichts mehr funktioniert.

Und im Grunde habe ich noch etwas Angst bei einem anderen Thema. Ja, ich 
bin Software-Entwickler. Wenn ich eine Software entwickele, dann kann 
ich mir in der Regel sicher sein, dass die Basis - also die Hardware und 
das Betriebssystem - funktionieren. Und was passiert bei einer solchen 
Platine, wenn etwas nicht funktioniert. Ist meine Software schuld? Habe 
ich ein Problem mit der Hardware, der Kommunikation zwischen den 
Bauteilen. Habe ich die Bauteile irgendwie falsch zusammengelötet? Oder 
habe ich wirklich ein Problem mit der Leiterplatte und dem Layout. 
Irgendwie schrecke ich jetzt schon etwas vor dem Debuggen zurück - 
obwohl das Ding eigentlich auch out of the box funktionieren kann.

von hmm (Gast)


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Naja,bei den meisten einfachen controller Schaltungen macht die Hardware 
keine großen Probleme wenn erstmal die Versorgung stabil anliegt und 
Clock und Reset sauber sind. Da ist ein Oszi viel Wert. Anders sieht es 
bei komplexen analogen Schaltungen aus,da beisse ich auch ab und zu in 
die Tischkante.

Professionell rechne ich bei einfachen und mittelkomplexen Baugruppen 
mit zwei Durchgängen, bei analogen Schaltungen drei und manchmal auch 
vier Läufen bis alles perfekt passt. Bei einzelstücken kann man bei ein 
oder zweilagigen Boards fast immer was zurecht patchen.

Wenn der Controller per Jtag erreichbar ist, ist die Schlacht schon 
beinahe gewonnen ;) dann kann man die sw prima auf dem Board debuggen.

Was macht deine Schaltung denn?

von Frank S. (Gast)


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hmm schrieb:
> Was macht deine Schaltung denn?

Die Schaltung ist eine Funkfernbedienung mit bidirektionaler 
Kommunikation, RSA Verschlüsselung sowie einer Zeitanalyse der Response 
auf den Challenge. Und das ganze in dem Format eines Schlüsselanhängers.

von Uwe (Gast)


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Jedes Layer ausdrucken (in Originalgröße) Bauteile auf den Ausdruck 
positionieren. DRC, ERC drüber laufen lassen alle Rules noch mal checken 
(ausgiebig). Mach erst mal nur eine oder zwei als Prototyp (z.B. bei 
PCB-pool). Kannst du online dein Design hochladen und dir sogar am 
gleichen Tag liefern lassen (TEUER). 3-5 AT sind erträglich. Dann weißt 
du in 3 Tagen was Sache ist.

von Falk B. (falk)


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@ Frank S. (Gast)

>SMD Teilen aufgebaut sein. Ich gehe momentan wirklich stark davon aus,
>dass meine Schaltung funktionieren wird. Ist ja nix wildes.

Wo sit dann das Problem?

>habe ich irgendwie ein schlechtes Gefühl, wenn es darum geht, dass ich
>vll. ein paar Euros verbrennen werde, wenn ich da irgendwo einen Fehler
>gemacht habe.

Bis du ein Mädchen? Wird dich das umbringen?

> Gibt es nicht eine Simulationssoftware, mit der ich das
>ganze Mikrocontroller-Board durchtesten kann, inkl. Programm?

Gibt es. Aber der Aufwand, das alles realistisch mit allen 
Randbedingungen zu simulieren ist höher als es einfach aufzubauen.

>Ihr kennt ja die Preise der Platinenhersteller. Die 30 Platinen werden
>mich ca. das Doppelte kosten, von dem, was mich eine Platine kostet. Nur
>nimmt man da eine oder zwei Platinen testet die, ob die gehen und

Ja.

>bestellt dann den Rest

Ja.

>oder geht man gleich in die vollen?

Nein.

von Reinhard Kern (Gast)


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Falk Brunner schrieb:
>> Gibt es nicht eine Simulationssoftware, mit der ich das
>>ganze Mikrocontroller-Board durchtesten kann, inkl. Programm?
>
> Gibt es. Aber der Aufwand, das alles realistisch mit allen
> Randbedingungen zu simulieren ist höher als es einfach aufzubauen.

Vor allem kostet schon eine brauchbare Software für den Zweck (Hard- und 
Software simulieren!), soviel, dass er für den Rest seines hoffentlich 
noch langen Bastlerlebens Musterplatinen fertigen lassen kann.

Gruss Reinhard

von Andy P. (Gast)


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Machs doch andersrum: Wenn du Sorgen hast, daß dein Layout
-so nicht bestückbar ist wie gewollt, dann lass immer 50 mil Extraplatz
-evtl hier oder da ein Bauteil ersetzt werden muß, dann plane einfach 
beide footprints ein oder setz am Rand footprints für bislang 
unkontaktierte Bauteile, die du per Draht woauchimmer in der Schaltung 
anbindest.
-evtl ein Verdrahtungsfehler im Schaltplan ist, dann sorge dafür, daß du 
an alle Verbindungen mit  einem Scalpel rankommst und keine Bahnen 
komplett unter de Chips /Bauteilen verlaufen.
etc.
Du bist Bastler, du kannst deine Platine gestalten wie du willst.
Wenn du glaubst, sowas ist sinnvoll, dann mache es. Auch in der 
Industrie werden dir Layouts begegnen, wo innerhalb des DIP-8 -EEProms 
ein So-8-Footprint für den gleichen Chip in SMD liegt.
Wie schon erwähnt: Eine Platine ist nicht in Stein gegossen und kann in 
kleinen Details geändert werden. Wie umfangreich solche Änderungen sein 
können, kannst du beim Design de Platine festlegen.
Nicht nur bei chinesischen, auch in deutschen Fabrikaten findet man bei 
manchen Platinenrevisionen "serienmäßige" Drahtbrücken. das ist nicht 
perfekt aber vollkommen okay.

von klaus (Gast)


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Frank S. schrieb:
> Gibt es nicht eine Simulationssoftware, mit der ich das
> ganze Mikrocontroller-Board durchtesten kann, inkl. Programm?

ja, gibt es, z.B. Proteus
http://www.labcenter.com/products/vsm/vsm_overview.cfm

kostet aber auch einiges

von MaWin (Gast)


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> > Ihr kennt ja die Preise der Platinenhersteller. Die 30 Platinen werden
> > mich ca. das Doppelte kosten, von dem, was mich eine Platine kostet.

> > nimmt man da eine oder zwei Platinen testet die

> Ja.

> > oder geht man gleich in die vollen?

> Nein.

Bei nur 30 Stück ? Das ist Prototypen-Mindermenge. Natürlich bestellt 
man die auf ein mal, zu doppelten Preis wie eine einzelne ist das doch 
keine Frage.

Bei 3000 Platinen macht mal man eine Prototypenbestellung.

von Reinhard Kern (Gast)


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MaWin schrieb:
> Bei nur 30 Stück ? Das ist Prototypen-Mindermenge. Natürlich bestellt
> man die auf ein mal, zu doppelten Preis wie eine einzelne ist das doch
> keine Frage.

Das kann man sich schon fragen, aber v.a. stimmt die Voraussetzung 
nicht: 30 LP kosten 4mal so viel wie eine. Da braucht man schon 
Zockermentalität, oder man kennt genau das Risiko, aber dazu müsste man 
seine eigene Fehlerwahrscheinlichkeit kennen. Die werden wohl die 
meisten krass unterschätzen. Es gibt hier im Forum genug Teilnehmer, die 
es für völlig ausgeschlossen halten, einen Fehler zu machen :-)

Gruss Reinhard

von Falk B. (falk)


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@ MaWin (Gast)

>> > Ihr kennt ja die Preise der Platinenhersteller. Die 30 Platinen werden
>> > mich ca. das Doppelte kosten, von dem, was mich eine Platine kostet.

>Bei nur 30 Stück ? Das ist Prototypen-Mindermenge. Natürlich bestellt
>man die auf ein mal, zu doppelten Preis wie eine einzelne ist das doch
>keine Frage.

Jemand mit einem gewissen Erfahrungsstand sowie einer nicht zu komplexen 
Platine wird das sicher machen können, allen anderen empfehle ich es 
nicht. Denn im Falle eines größeren Fehlers, der nicht mit drei 
Drahtbrücken repariert werden kann, muss man viel nacharbeiten, ggf. die 
leeren Platinen verschrotten. Oder mit arg hässlichen, weil 
nachgearbeiteten Platinen auskommen.

Und gerade der OP hat ja ziemlich Muffensausen. Besser erstmal EINE 
Platine vollständig lauffähig machen. Es wird ihn nicht in den Ruin 
treiben.

von Reinhard Kern (Gast)


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Falk Brunner schrieb:
> Oder mit arg hässlichen, weil
> nachgearbeiteten Platinen auskommen.

Was beim ersten Auftrag beim Kunden einen bleibenden Eindruck 
hinterlässt.

Gruss Reinhard

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