Początkujący Weryfikacja schematu i projektu PCB dla mojego pierwszego urządzenia – czy są jakieś błędy lub poprawki?

[InGraw]

Cześć,
Chciałbym poprosić Was o pomoc przy weryfikacji mojego pierwszego projektu PCB. To moja pierwsza płytka, więc bardzo zależy mi na tym, żeby wszystko było w porządku, zanim złożę zamówienie na produkcję.

Opis projektu:
Planuję stworzyć urządzenie oparte na ESP32 z wyświetlaczem TFT ST7735S, joystickiem, buzzerem, pomiarem baterii i kilkoma dodatkowymi elementami. Mam już gotowy schemat oraz PCB, ale nie jestem pewny, czy wszystko zostało poprawnie zaprojektowane. Zanim wyślę płytki do produkcji, chciałbym, aby ktoś z Was sprawdził wszystko pod kątem błędów.

Specyfikacje projektu:

• Procesor: ESP32
• Wyświetlacz: TFT ST7735S z kartą SD
• Zasilanie: Bateria Li-Po
• Ładowarka: TP4056
• Sterowanie: Joystick i przyciski
• RTC: DS1302N do zegara czasu rzeczywistego
• Buzzer do dźwięków

Jeśli chodzi o ładowarkę to znajduje się tam również miernik poziomu baterii o który pytałem w tym poście.

Prośba:
Będę wdzięczny za wszelkie uwagi dotyczące mojego schematu i PCB. Czy są jakieś elementy, które mogą nie działać tak, jak powinny? Czy macie jakieś sugestie, jak poprawić projekt przed złożeniem zamówienia na płytki?

Z góry dziękuję za pomoc! 🙂

Schemat:

PCB:

PS:
Jest to minimalna konsola edukacyjna do nauki lutowania, programowania i tworzenia prostych gier. 

Edytowano 21 kwietnia przez InGraw

[H1M4W4R1]

52 minuty temu, InGraw napisał:

Czy są jakieś elementy, które mogą nie działać tak, jak powinny?

RTC... Ktoś zapomniał kondensatorów dla kwarcu?

54 minuty temu, InGraw napisał:

Czy macie jakieś sugestie, jak poprawić projekt przed złożeniem zamówienia na płytki?

Tak... wyrzucić go do kosza 😄 

1. Nie powinieneś robić rozgałęzień ścieżek, bo bardzo źle to wpływa na EMI
2. Tak samo jak krzyżowanie ścieżek na płytce 2L pod kątem innym niż 90 stopni (podstawowa wiedza o polach elektromagnetycznych i interferencji)
3. Twoje pola masowe są poszatkowane jak szwajcarski ser... to też będzie bardzo źle działać (pole masowe powinno być jednolite, a już niedopuszczalne są przerwy w polach masowych pod ścieżkami)
4. Masz pola masowe pod anteną i antenę na środku PCB 😄 Zasięg będzie "wspaniały", może loopback zadziała i to tyle.
5. Przyciski A i B są zbyt blisko siebie, nie uwzględniłeś tolerancji na rozmiarze i montażu, optymalnie powinna być przerwa ok. 1mm
6. Konensatory powinny być jak najbliżej pina, którego dotyczą (i jak najmniejszych rozmiarów, o napięciu 3, a minimum 2x wyższym niż największe w danym obwodzie)
7. Brak kondensatora wysokiej pojemności dla ESP32, WiFi będzie bardzo niezadowolone (może jest na module, rzadko z nich korzystam)
8. Wysyłanie sygnału na buzzer bezpośrednio z pina ESP32... raczej bym tego unikał, bo łatwo można uszkodzić ESP (preferowane jest sterowanie poprzez tranzystor)
9. Ścieżki w wielu miejscach są bliżej niż być powinny (patrz punkt 2)
10. ... Pewnie więcej, ale dostaję oczopląsu

Ogólnie dość dużo podstawowych błędów...

Podrzucę autoreklamę 😄 

[Christophorus]

Wyprowadzenia kwarcu X1 powinny być w miarę możliwości bliżej wyprowadzeń układu U2.

Zwróć uwagę na kondensatory C1, C2 i baterię B1. Obecne ich umiejscowienie na płytce może utrudnić wlutowanie tych elementów w płytkę. Co prawda są one po przeciwnych stronach płytki, ale obsadka baterii zamiast przylegać do płytki będzie od niej odstawała na polach lutowniczych kondensatorów C1 i C2.

[InGraw]

Dzięki wszystkim za pomoc i cenne wskazówki!

Wydaje mi się, że większość zgłoszonych problemów udało mi się naprawić. ESP32 mam zamontowane na goldpinach, więc "wisi w powietrzu" i mogę go łatwo wkładać/wyjmować — z tego względu kwestia anteny nie powinna już stanowić problemu.

Wcześniej przyznaję, że korzystałem z autoroutingu, co jak wiadomo nie zawsze kończy się dobrze 😉. Teraz jednak zrobiłem wszystko ręcznie, od nowa. W zasadzie zaprojektowałem całe PCB od zera, ale tym razem po dokładnym zagłębieniu się w temat, analizie i przygotowaniu.

Podzieliłem schemat i PCB na strefy, tak jak sugerowałeś. Niektóre elementy na PCB jednak musiałem przestawić takie jak kondensatory C1 i C2 które musiały być bliżej ESP32. 
Schemat został poprawiony, a potem przeszedłem do płytki. Jedyny problem, jaki mi jeszcze został, to pola masowe. W górnej warstwie udało mi się w dużej mierze pozbyć dziur, ale na warstwie dolnej nadal mam jedną większą dziurę, której nijak nie mogę załatać — próbuję różnych kombinacji, ale nie daje się. Jeśli ktoś ma pomysł, to chętnie przyjmę sugestie.

Jeszcze raz bardzo dziękuję za chęci pomocy i za link do instrukcji projektowania PCB — naprawdę bardzo mi pomógł! 🙏

Nowy schemat:

Nowe PCB(bez pól masowych):

Nowe PCB z polami masowymi(górna warstwa):

Nowe PCB z polami masowymi(dolna warstwa):
 

Miejsce problemu:

Czyste PCB:

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Christophorus]

Zauważ, że w miejscu "problemu" masz przelotkę. Możesz zmienić jej położenie na płytce i położenie ścieżek do niej prowadzących. Wówczas wypełnienie bez problemów powinno wypełnić tą pustą przestrzeń.

[farmaceuta]

@InGraw przy karcie sd i wyświetlaczu możesz użyć tych samych pinów MOSI/MISO/SCK 

[InGraw]

30 minut temu, farmaceuta napisał:

@InGraw przy karcie sd i wyświetlaczu możesz użyć tych samych pinów MOSI/MISO/SCK 

SCK karty SD mogę łatwo połączyć z SCK wyświetlacza, ale wyświetlacz nie ma wypisanych pinów MISO i MOSI. Wiesz może które z pinów wyświetlacza to MISO i MOSI? Też tak na początku chciałem zrobić ale poległem na tych 2 pinach.😅

Naprawdę dziękuję każdemu kto przyłączył się do dyskusji, to naprawdę pomaga 😁

Edytowano 22 kwietnia przez InGraw

[farmaceuta]

24 minuty temu, InGraw napisał:

 Też tak na początku chciałem zrobić ale poległem na tych 2 pinach.😅

Hehe😉 nie przejmuj się...ja ciągle zapiminam który pin jest który...nawet teraz dla pewnosci musiałem się upewnić żeby Ci babola nie wciskać...co do pinów to niektóre nie mają możliwości działać jako wyjścia (chodzi o esp32), upewnij się że tak nie podlaczyles, a najlepiej zrobisz jak na stykowce przetestujesz sobie wyświetlacz z kartą SD, żeby uniknąć niespodzianek...

SDA - MISO 

SCK - SCK (CLK) 

 

[farmaceuta]

Jak @H1M4W4R1 robi reklamę to i ja zrobię 😆 jak byś jeszcze nie miał podzespołów to st7735/esp32 wroom 30pin i tp4056 mogę Ci odsprzedać, wszystko nowe i po konkurencyjnych cenach...😉

[InGraw]

21 godzin temu, farmaceuta napisał:

nawet teraz dla pewnosci musiałem się upewnić żeby Ci babola nie wciskać...

 

Dzięki jeszcze raz za zainteresowanie się i pomoc. 

Końcowo jednak zakupiłem 5 sztuk PCB gdzie wyświetlacz i SD ma różne piny. PCB wygląda tak:

Jeżeli jest jakiś błąd to już nic nie zrobię ale wydaje mi się, że prostota tego projektu powinna wyeliminować wszelkie problemy. 
 

21 godzin temu, farmaceuta napisał:

jak byś jeszcze nie miał podzespołów to st7735/esp32 wroom 30pin i tp4056 mogę Ci odsprzedać, wszystko nowe i po konkurencyjnych cenach...😉

Dzięki za propozycję, ale teraz nie potrzebuję żadnych podzespołów. Gdy coś się zmieni to ci napiszę.
Pozdrawiam i dziękuję wszystkim

[Christophorus]

Zauważ, że ten duży napis "PRO" zakrywa część pól lutowniczych. Przy generowaniu plików produkcyjnych Gerber napis ten powinien zostać usunięty (odjęty) z pól lutowniczych. Jeśli się tak nie stało i zostanie on naniesiony na pola lutownicze, to będzie problem z lutowaniem pól lutowniczych pokrytych farbą.