Sprawdzenie płytki PCB i zastąpienie przekaźników elementami półprzewodnikowymi

[KatzePL]

Witam,
Projektuję obwód sterujący wyświetlaczem elektromagnetycznym, siedmiosegmentowym.
Jest to kolejna z wielu prób nauki programu do tworzenia schematów. Chciałbym jednak wynik tej próby wykorzystać do wytworzenia jakiegoś działającego urządzenia.

Wyświetlacz potrzebuje do załączenia segmentu odpowiedniego napięcia - 24V oraz odpowiedniej polaryzacji.
Do wyłączenia segmentu potrzeba tego samego napięcia, jednakże z odwróconą polaryzacją.
Jako że sama obsługa segmentu pobiera duży prąd jak dla mikrokontrolera,
narysowałem obwód pomocniczy złożonego z przekaźnika DPST "REL1" odwracającego polaryzację 24V
oraz serii przekaźników sterujących przepływem prądu do odpowiednich segmentów.
Układem sterującym obwodem pomocniczym będzie ATMega164A-PU.

Moje pytanie brzmi: Czy da się ograniczyć ilość przekaźników? Mam już obwód na mostku H dla jednego segmentu, jednakże nie wiem czy jest on prawidłowy.
Chciałbym się dowiedzieć również czy dobrze zaprojektowałem płytkę.

Załączam notę katalogową wyświetlacza oraz schematy i wzory PCB.
Dotychczasowy obwód dla jednego segmentu.

duze_elektromagnetyczne_wyswietlacze_7segmentowe.pdf schemat.pdf PCB_przód.pdf PCB_tył.pdf

[H1M4W4R1]

Czy ja dobrze widzę, że chcesz na cewkę dawać prąd z mikrokontrolera? Taki obwód pożyje jakieś może 5s  Bez tranzystorów za wiele nie zrobisz. Osobiście wolałbym jakieś sterowanie na MOSFET'ach... Taniej, mniej miejsca i bardziej energooszczędnie...

[KatzePL]

Postanowiłem że użyję scalaka L293D.
Jeżeli na Input1 oraz Input4 podam stan wysoki a na Input2 oraz Input3 podam stan niski to będę miał przewodzenie od Output1 do Output2 oraz Output4 do Output3? Czy wtedy mogę zewrzeć Out2 oraz Out3 do pinu Common wyświetlacza? Output 1 i Output 4 zostałyby podpięte do pinów dwóch segmentów.
Piny Enable12 i Enable34 służyły by za załączenie pojedynczego segmentu.
Czy jak bym odwrócił stany wejść Input to bym miał odwróconą polaryzację?

Edytowano Październik 20, 2022 przez KatzePL

[KatzePL]

Dobry wieczór,

Zakupiłem L293D i po długim oczekiwaniu na przesyłkę, udało mi się skonstruować obwód taki jaki pokazałem w poprzednim poście, uwzględniając jeszcze obwody zasilania.

Przedstawiam film oraz schemat:


Kwestię zastąpienia przekaźników uważam za rozwiązaną

Edytowano Październik 31, 2022 przez KatzePL

[H1M4W4R1]

Taka rada na przyszłość: jak masz kilka pinów GND to wszystkie podłącz do masy, bo czasami to robi dużą różnicę przy pracy układu. Pozdrawiają mikrokontrolery  

Druga rada (standardowa): porządek na schemacie. Kolorki spoko, ale porty jeszcze lepiej... Bo za te przecinające się linie to byś oblał CAD od ręki  

[Treker (Damian Szymański)]

@KatzePL możesz streścić ostatecznie jak ten układ ma działać? Bo patrząc na schemat to jakoś tego nie mogę rozszyfrować. Przycisk na ENABLE1 jeszcze jest ok, ale przycisk U3, który połączyłeś z OUTPUT3/4 już mnie trochę zgubił. Tak samo nie wiem dlaczego połączyłeś INPUT2 i INPUT3.

[KatzePL]

Oj, pomieszało mi się wtedy  Może to od zmęczenia.

Jeszcze raz spojrzałem na układ i przesyłam poprawiony schemat:

Edytowano Listopad 5, 2022 przez KatzePL

[Treker (Damian Szymański)]

@KatzePL a dlaczego masz połączony OUTPUT1 i OUTPUT3? Podłącz też wszystkie wyprowadzenia GND do masy.

[KatzePL]

@Treker Połączenie OUTPUT2 i OUTPUT3 jest mi potrzebne do równoczesnego wysterowania OUTPUT1 i OUTPUT4 z taką samą polaryzacją.
Obecnie wykorzystuję też OUTPUT4 do polaryzacji kolejnego segmentu:



L7805ABP zastąpię stabilizatorem MIC29300.

[H1M4W4R1]

Poprawki (PCB):

1. Przerób GND na pole masowe (EasyEDA klawisz E). Tak samo możesz zrobić z VCC  Jedno pole robisz na górnej, a drugie na dolnej warstwie.
2. GRUBSZE ŚCIEŻKI. Masz miejsce to lecisz z 1mm, nie masz to 0.8 i tak w dół. Te 10 mil to zdecydowanie za mało dla sygnałów prądowych (zasilanie).
3. Nie przecinaj przewodów sygnałowych na górnej i dolnej warstwie pod kątem innym niż 90 stopni (zwłaszcza jeżeli to sygnał w. częstotliwości). Potem będziesz miał problemy przez EMI. (Można pominąć w sytuacjach bez wyjścia).
4. Dodaj miejsce na śruby na rogach  Serio. Podziękujesz w przyszłości.
5. Dodaj dodatkowe oznaczenia polaryzacji. Bo tak to zrobisz jak ja i podłączysz na odwrót przewody i spalisz scalaka za 50 złotych xD]
6. (Na przyszłość) Nie rób skrzyżowań 90 stopni, to się źle kończy.

Poprawki (Schemat):

1. Dodaj wymagane komponenty dla ATMegi. (Piszę z pamięci, więc mogłem się walnąć): cewka 10uH między AVCC i 5V, kondensator 100nF między AREF i GND, kondensator 100nF między VCC i GND (chyba jest, ale jest za daleko od ATMegi). Kondensatory na PCB umieszczasz jak najbliżej mikrokontrolera.
2. Jeżeli chcesz używać zewnętrznego zegara, który jest dokładniejszy też możesz go dodać, a że masz miejsce zrób to nawet jak nie chcesz go używać, bo w przyszłości możesz zmienić zdanie  

Będziesz robić to ręcznie czy zamawiać z fabryki? Jak zamawiać to możesz spokojnie zejść z rozmiarem, ale będzie to wymagało trochę wprawy.

To taka szybka lista uwag  

Przykładowe PCB:

Edytowano Listopad 7, 2022 przez H1M4W4R1

[KatzePL]

48 minut temu, H1M4W4R1 napisał:

Przerób GND na pole masowe (EasyEDA klawisz E). Tak samo możesz zrobić z VCC  Jedno pole robisz na górnej, a drugie na dolnej warstwie.

Zazwyczaj daję pola masowe na obu stronach. Można tak?
 

49 minut temu, H1M4W4R1 napisał:

GRUBSZE ŚCIEŻKI. Masz miejsce to lecisz z 1mm, nie masz to 0.8 i tak w dół. Te 10 mil to zdecydowanie za mało dla sygnałów prądowych (zasilanie).

Dobrze, poprawię.
 

49 minut temu, H1M4W4R1 napisał:

Nie przecinaj przewodów sygnałowych na górnej i dolnej warstwie pod kątem innym niż 90 stopni (zwłaszcza jeżeli to sygnał w. częstotliwości). Potem będziesz miał problemy przez EMI. (Można pominąć w sytuacjach bez wyjścia).

54 minuty temu, H1M4W4R1 napisał:

(Na przyszłość) Nie rób skrzyżowań 90 stopni, to się źle kończy.

Przeprojektuję płytkę jeszcze raz.

51 minut temu, H1M4W4R1 napisał:

Dodaj miejsce na śruby na rogach  Serio. Podziękujesz w przyszłości.

Pozwoliłem sobie zostawić to na koniec.

54 minuty temu, H1M4W4R1 napisał:

Dodaj dodatkowe oznaczenia polaryzacji. Bo tak to zrobisz jak ja i podłączysz na odwrót przewody i spalisz scalaka za 50 złotych xD]

Dobrze, dodam.

55 minut temu, H1M4W4R1 napisał:

Dodaj wymagane komponenty dla ATMegi. (Piszę z pamięci, więc mogłem się walnąć): cewka 10uH między AVCC i 5V, kondensator 100nF między AREF i GND, kondensator 100nF między VCC i GND (chyba jest, ale jest za daleko od ATMegi). Kondensatory na PCB umieszczasz jak najbliżej mikrokontrolera.

Wzorowałem się na dostępnym w Internecie instruktażu. Chcę zaznaczyć że nie będę korzystać z ADC.
Kondensator przesunę bliżej, rzeczywiście jest za daleko.

1 godzinę temu, H1M4W4R1 napisał:

Jeżeli chcesz używać zewnętrznego zegara, który jest dokładniejszy też możesz go dodać, a że masz miejsce zrób to nawet jak nie chcesz go używać, bo w przyszłości możesz zmienić zdanie  

Zastanowię się.

[H1M4W4R1]

5 minut temu, KatzePL napisał:

Zazwyczaj daję pola masowe na obu stronach. Można tak?

Tak, to czy daje się VCC+GND czy GND+GND to kwestia preferencji.

9 minut temu, KatzePL napisał:

Zastanowię się.

Tu nie ma się co zastanawiać. To dobra praktyka projektancka, by mieć miejsce na inne komponenty (często nawet w gotowym sprzęcie takie zostają, by łatwiej było naprawić ) Takie puste miejsce na kwarc czasami może tyłek uratować jak się okaże, że rozjazd wewnętrznego oscylatora jest za duży.

10 minut temu, KatzePL napisał:

Wzorowałem się na dostępnym w Internecie instruktażu. Chcę zaznaczyć że nie będę korzystać z ADC.

Ja już z dobrej praktyki robię pełną wersję. Mniej potencjalnych problemów w przyszłości. Miejsce możesz mieć, a zamiast cewki wstawić kawałek drutu. To po prostu dobra praktyka jak masz możliwość szybkiej rozbudowy urządzenia gdy coś nie działa. Zwłaszcza przy prototypach.

[_LM_]

Ja bym dołożył jeszcze złącze isp i wyjście uart - łatwiej się taki układ debuguje

[KatzePL]

@H1M4W4R1 Na chwilę obecną przesyłam sam routing:
PCB_PCB_TNK-6 2 polprzewodnikowe_2022-11-07.pdf

Dodatkowo na płytce jest dołączony jeszcze inny układ - ATTINY261A-PU.

14 minut temu, _LM_ napisał:

Ja bym dołożył jeszcze złącze isp i wyjście uart - łatwiej się taki układ debuguje

ISP już jest, opisane jako H1. Będzie służyć do programowania. Myślę że jednak UART'a nie potrzebuję.

[_LM_]

4 minuty temu, KatzePL napisał:

ISP już jest, opisane jako H1

W takim razie jest źle podłączone, brak wyprowadzenia reset i masy na złącze