Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Erstes PCB: Schaltungsdesign/Layout


von Andi M. (rootsquash)


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Hallo,

ich habe versucht für meine geplante Nixie-Uhr eine Schaltung und ein 
PCB in KiCad zu entwerfen.
Man könnte es bestimmt anders machen, aber ich habe mich entschieden die 
Taktversorgung des ATMega mit einem Quarzoszillator zu realisieren, 
obwohl das RTC-Modul auch z.B. einen Sekunden-Timer hat.

Verbaute Module:
- 
http://www.uctronics.com/static/images/20130910/ds3231-at24c32-iic-module-precision-clock-module-fa909c6a-800x800.jpg
Damit ich die Software schon etwas testen kann ohne ein PCB fertigen zu 
lassen habe ich das RTC-Modul fertig für 1,30 aus China bestellt, das 
funktioniert auch wie ich es mir gedacht habe. (DS3231 + EEPROM)
- Auch die Hochspannungsversorgung habe ich bereits als fertiges Modul 
erstanden damit ich mich damit nicht umbringe: 
http://www.sphere.bc.ca/test/nixies4/taylor-1363-1364-rev-g.pdf
Ungeschickter weise als 1363, das 1364 wäre wohl einfacher aufzulöten.

Jetzt habe ich natürlich keine Lust mir für 80 € Plastik-Wanddeko zu 
bestellen, deshalb fände ich es super wenn nochmal jemand auf die 
Schaltung und das PCB-Layout gucken könnte ob er grobe Fehler sieht. 
Insbesondere auf die Ansteuerung der Schieberegister und auch ob die 
Vorwiderstände für die IN-3 mit 240 kOhm sinnvoll gewählt sind 
(Datenblätter finde ich nur auf russisch, "übersetzte" Angaben für den 
Strom gehen von 0,2 über 0,5 bis 0,8 mA.
Die Versorgungsspannung wird auf 170 Volt gestellt.

Auch bei der Erzeugung der Gerber-Files kann man ja vermutlich einiges 
falsch machen. Ich habe mich daran gehalten: 
https://www.wayneandlayne.com/blog/2013/02/27/kicad-tutorial-gerber-file-generation/ 
aber vorsichtshalber nochmal Screenshots der Fenster gemacht um die 
Einstellungen zu dokumentieren. Diese finden sich, ebenso wie die 
Gerber-Files und (hoffentlich) alle benötigten KiCad-Files unter
http://www.rootsquash.de/mikrocontroller.net/Nixie_2014-12-12/

Wo ich die Boards fertigen lassen werde habe ich auch noch nicht 
rausgefunden, bisher scheint Jackaltac am günstigsten. Da ich aber nur 
wenige verschiedene Bauelemente habe ist Positionsdruck eigentlich 
überflüssig, oder? Dann kommen vielleicht auch andere (deutsche) 
Anbieter wieder in Frage...


Okay, genug Text. Für gefundene Fehler oder gute Tipps wäre ich dankbar 
:)

Grüße, "Rootsquash"

von Thomas D. (thomasderbastler)


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...und Du bist schon der Meinung, daß jeder hier Deine Datei öffnen kann 
?

von Falk B. (falk)


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@ Andi M. (rootsquash)

>    kicad3.pro (1,72 KB, 0 Downloads)

Leute ohne KiCAD können das nicht lesen. Hmm

Siehe Netiquette.

>Jetzt habe ich natürlich keine Lust mir für 80 € Plastik-Wanddeko zu
>bestellen, deshalb fände ich es super wenn nochmal jemand auf die
>Schaltung und das PCB-Layout gucken könnte ob er grobe Fehler sieht.

Siehe oben.

von Andi M. (rootsquash)


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Falk Brunner schrieb:
> @ Andi M. (rootsquash)
>
>>    kicad3.pro (1,72 KB, 0 Downloads)

> Leute ohne KiCAD können das nicht lesen. Hmm

Der Upload der Datei war ein Versehen, aber den Schaltplan kann man aus 
den Gerber-Files nur mühevoll extrahieren, den soltle ich noch irgendwie 
anders zugägnglich machen, das stimmt schon.

>
> Siehe Netiquette.
>
>>Jetzt habe ich natürlich keine Lust mir für 80 € Plastik-Wanddeko zu
>>bestellen, deshalb fände ich es super wenn nochmal jemand auf die
>>Schaltung und das PCB-Layout gucken könnte ob er grobe Fehler sieht.
>
> Siehe oben.


Ja, da war mein Gehirn wohl schon in der Kaffe-Pause. Ich gucke nochmal 
wie ich das einfacher lesbarer hinbekommen.
Ich habe schonmal versucht die Dinger als SVGs zu plotten, aber die 
sahen grausam aus..
Ich bastel da mal was, sorry!

von Max D. (max_d)


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Für den Anfang schalt die Platine ins Vollbild und mach nen 
Screenshot....
Ist zwar nicht das beste aber immerhin besser als jede Projektdatei 
(auch von etwas offenem wie KiCAD)...

von Andi M. (rootsquash)


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Mh, heute sehen die SVGs sogar gut aus, das macht die Sache natürlich 
einfach.
(Letztes Mal waren die Schriften unlesbar)

Ich bitte nochmal um Verzeihung.
Die beiden Dateien befinden sich jetzt hier im Anhang und zusätzlich 
auch auf dem oben bereits verlinkten Webspace, wo auch die Gerber-Files 
liegen.





Max D. schrieb:
> Für den Anfang schalt die Platine ins Vollbild und mach nen
> Screenshot....
> Ist zwar nicht das beste aber immerhin besser als jede Projektdatei
> (auch von etwas offenem wie KiCAD)...

Das bringt nichts, auch bei 1920x1200 ist da nichts erkennbar.
Ich habe (aufgrund der SVG-Problematik)schonmal weiter reingezommt, 6 
Schreenshots verschiedener Ausschnitte gemacht und die dann in Gimp 
zusammengestöpselt, aber Spaß macht das auch nicht wirklich..

Aber jetzt sollte ja alles gut sein, die SVGs funktionieren ja.
Was auch immer ich da anders gemacht habe...

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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@ Andi M. (rootsquash)

>> Leute ohne KiCAD können das nicht lesen. Hmm

>Der Upload der Datei war ein Versehen, aber den Schaltplan kann man aus
>den Gerber-Files nur mühevoll extrahieren, den soltle ich noch irgendwie
>anders zugägnglich machen, das stimmt schon.

Wo bitte liegt das Problem, aus kiCAD heraus den Schaltplan sowie das 
Layout als PDF zu drucken?

von Andi M. (rootsquash)


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Falk Brunner schrieb:
> @ Andi M. (rootsquash)
>
>>> Leute ohne KiCAD können das nicht lesen. Hmm
>
>>Der Upload der Datei war ein Versehen, aber den Schaltplan kann man aus
>>den Gerber-Files nur mühevoll extrahieren, den soltle ich noch irgendwie
>>anders zugägnglich machen, das stimmt schon.
>
> Wo bitte liegt das Problem, aus kiCAD heraus den Schaltplan sowie das
> Layout als PDF zu drucken?

PEBKAC.
Ein kurzer Test ergab: PDF funktioniert sogar.
(Postscript wird nur 5 KiB groß und hat entsprechend wenig Inhalt)

von Bernhard S. (dl9rdw)


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Hallo Andi,

auch die .PRO Datei alleine zu posten bringt nix, da die SLP und Board 
Dateien, sowie Deine Library fehlt. In der .PRO Datei sind keine Daten.

Grüße

Bernhard

von Andi M. (rootsquash)


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Bernhard Schröcker schrieb:
> Hallo Andi,
>
> auch die .PRO Datei alleine zu posten bringt nix, da die SLP und Board
> Dateien, sowie Deine Library fehlt. In der .PRO Datei sind keine Daten.
>
> Grüße
>
> Bernhard

Ja, die Datei war ein Versehen, aber ich kann sie ja nicht mehr löschen.
Jetzt guckt vermutlich jeder auf die Datei und der Link in meinem Post, 
der auf http://www.rootsquash.de/mikrocontroller.net/Nixie_2014-12-12/ 
führt, wird übersehen.

Da liegen die weiteren KiCad-Dateien, Gerber-Files und SVGs der 
Schaltung und des PCBs.

Die SVGs enthalten absichtlich keinen GND-Fill, damit man die 
Leiterbahnen besser verfolgen kann. Die Gerber-Files sind mit GND-Fill 
(Top und Bottom)

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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@ Andi M. (rootsquash)

>Da liegen die weiteren KiCad-Dateien, Gerber-Files und SVGs der
>Schaltung und des PCBs.

SVG ist auch nicht sonderlich gescheit. PDF ist das Mittel der Wahl, 
siehe Bildformate.

Der Schaltplan ist einer der "neuen" Tradition, alles mit Labels zu 
verseuchen und damit maximal unleserlich zu machen :-(

Schaltplan richtig zeichnen

Das Layout sieht auf den ersten Blick OK aus.

von Andi M. (rootsquash)


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Falk Brunner schrieb:
> @ Andi M. (rootsquash)
>
>>Da liegen die weiteren KiCad-Dateien, Gerber-Files und SVGs der
>>Schaltung und des PCBs.
>
> SVG ist auch nicht sonderlich gescheit. PDF ist das Mittel der Wahl,
> siehe Bildformate.
> Der Schaltplan ist einer der "neuen" Tradition, alles mit Labels zu
> verseuchen und damit maximal unleserlich zu machen :-(
>
> Schaltplan richtig zeichnen

Okay, ich habe mal versucht ein paar der Labels durch Drähte zu ersetzen 
und als PDF exportiert:
http://www.rootsquash.de/mikrocontroller.net/Nixie_2014-12-12/Schaltung.pdf

>
> Das Layout sieht auf den ersten Blick OK aus.
Super, danke :)

Beim  PCB-Layout bleibt das Problem bestehen dass ich nicht direkt ein 
PDF erzeugen kann. Es gibt keinen (ich finde keinen) direkten 
PDF-Export, beim Printen oder Plotten (verschiedene Buttons) kriege ich 
nur einen Postscript-Drucker, keinen PDF-Drucker. Ich kann natürlich das 
SVG in Inkscape öffnen und dann ein PDF "drucken", da kommt aber nicht 
das raus was ich haben möchte, sondern das: 
http://www.rootsquash.de/mikrocontroller.net/Nixie_2014-12-12/PCB.pdf

von Bernhard S. (dl9rdw)


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>Bernhard Schröcker schrieb:
>Hallo Andi,
>auch die .PRO Datei alleine zu posten bringt nix, da die SLP und Board Dateien, 
sowie Deine >Library fehlt. In der .PRO Datei sind keine Daten.
>Grüße
>Bernhard

Hallo Andy,

Sorry, hab den Link total übersehen.


Grüße Bernhard

von MaWin (Gast)


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Andi M. schrieb:
> Für gefundene Fehler oder gute Tipps wäre ich dankbar :)

Du hast keinen Schaltplan, sondern ein Wortsuchspiel gepostet, und 
niemand wird sich die Mühe machen, die zeweils dutzenden Auftreten von 
Labels zusammzusuchen, für die du zu faul warst, eine Linie zu zeichnen.

Im Prinzip ist die Schaltung in Ordnung, statisches Ansteuern von Nixies 
und Glimmlampen, fertige Spannungswandler und Empfängermodule.
Sie ist halt nur recht aufwändig.
Aber was ist die dritte halbe Glimmlampe?

von Andi M. (rootsquash)


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MaWin schrieb:
> Andi M. schrieb:
>> Für gefundene Fehler oder gute Tipps wäre ich dankbar :)
>
> Du hast keinen Schaltplan, sondern ein Wortsuchspiel gepostet, und
> niemand wird sich die Mühe machen, die zeweils dutzenden Auftreten von
> Labels zusammzusuchen, für die du zu faul warst, eine Linie zu zeichnen.


> Im Prinzip ist die Schaltung in Ordnung, statisches Ansteuern von Nixies
> und Glimmlampen, fertige Spannungswandler und Empfängermodule.
> Sie ist halt nur recht aufwändig.
Das lese ich doch gerne. Mit der Komplexität muss ich wohl klarkommen. 
Aber ich habe ja auch seltsame Sonderwünsche eingebaut, wie das Display:
Viele kommerzielle Funkuhren/Radiowecher etc muss man mit irgendwelchen 
kruden Tastenkombinationen einstellen, dann muss man irgendwas länger 
als 5 Sekunden gedrückt halten und so weiter... das geht mir auf den 
Keks, deshalb kriegt die Uhr ein kleines Display, 4 fest zugeordnete 
Taster (links, rechts, +, -) und ein Menü zum Einstellen von Dingen wie 
Fading oder Aus-Zeiten (nachts müssen die Röhren nicht altern).


> Aber was ist die dritte halbe Glimmlampe?

Ich werde mehr als eine Platine bestellen und ich habe noch ein paar 
Z570M und Z571M rumliegen. Wenn ich die Beinchen etwas zur Seite biege 
sollten die Z570M auf das Board passen, auch wenn es für die IN-14 
ausgelegt ist. Aber die Sonderzeichenröhren Z571M, die ich anstelle der 
Doppelpunkte nehmen würde, können 3 Zeichen (+,-,~), daher die dritte 
Kathode.

Die Vorwiderstände für die IN-3 plagen mich noch.
240 kOhm bei 170 Volt?
(Russisches) Datenblatt: 
http://www.tube-tester.com/sites/nixie/dat_arch/IN-3.pdf

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