Narzędzie "Polygon plane" - zalety i wady

[Decado]

Witam,
przeglądając forum co rusz widzę konstrukcje w których pola masy czy wogóle pola miedzi są wykonane w sposób wyjątkowo nieprawidłowy i potem niektórzy się dziwią że coś im nie działa.

Dla większości osób narzędzie polygonplane służy tylko i wyłącznie oszczędzaniu wytrawiacza... no proszę ja was. Na prawdę B327 jest taki drogi?

Ładnie opisane zasady projektowania płytek są pod tym linkiem

Poradnik jak projektować płytki

Nie wiem kto jest autorem tego poradnika natomiast ja przez pewien czas też "zalewałem" płytki ogromnymi polami miedzi byle by ładnie wyglądało. Ale to było do momentu kiedy musiałem pracować z przetwornicami impulsowymi i okazało się po trzech próbach że to jednak płytka jest źle zaprojektowania a nie że mam błąd w schemacie. Nieumiejętne prowadzenie ścieżek i pól masy doprowadza do tragicznych skutków dlatego piszę ten temat dla potomnych. Nie mówię że nie można robić niepodpiętych do czegokolwiek pól masy. Po prostu należy odpowiednio je wtedy usytuować 🙂.

[MirekCz]

1. Co ma rozlewanie masy do projektowania płytki jako takiego? Jest to raczej dobry krok na koniec projektowania a nie coś co się robi na początku 😉

2. Przedstawiony dokument jest raczej zlepkiem zasłyszanych prawd a nie jakąś rozsądną całością. Przejrzałem go tylko pobieżnie i to co się rzuca w oczy to błędy ort/gram, które pogłębiają uczucie, że dokument był pisany na szybko przez kogoś, kto nie za bardzo rozumie temat.

Jak ktoś się będzie stosował do zaleceń tego dokumentu to wyjdzie na tym lepiej niż gdyby nie stosował się do żadnych zaleceń, ale dokument jest bardzo daleki od bycia sensowną pomocą.

3. Kilka przykładowych błędów merytorycznych:

- ścieżki sygnałowe min. 25mils? Naprawdę? W moich projektach 16milsów to zazwyczaj maks dla takiej ścieżki. Ogólnie wszystkie min. wartości ścieżek poza tabelkami ma z kosmosu, bo np. zasilanie zależy od prądu, a nie od jego widzimisie. Jak zasilamy wzm.op. pobierający 100uA to tam może być ścieżka zasilająca 10milsów i też będzie ok.

- w układach cyfrowych 100nF na każdą parę wyjść VCC/GND, a nie na układ

- Masy nie powinny tworzyć pętli gdyż sprzyja to zjawisku wielodrożności odpływającego prądu - i w czym tutaj problem? O ile jedna z dróg powrotnych prądu od układu cyfrowego nie prowadzi przez układ analogowy, który byłby zakłócany, to należy umożliwić jak najlepsze połączenie układu z masą.

- Każde pięć układów analogowych powinno być odsprzęganych dwoma równolegle połączonymi kondensatorami 220pF i 10nF - a jaki to ma sens? Jak te 5 układów jest rozrzuconych i oddalonych od siebie o 10cm? Każdy układ powinien mieć kondensatory wg. potrzeb - inne będzie potrzebował wzm.op. dużej mocy, a inne wzm.op. małej mocy itd.

4. Co do Twojego przypadku przetwornicy to może opisz jak wyglądał zły/dobry układ płytki i napisz dlaczego zrobiłeś zmiany, które zrobiłeś.

Swoją drogą datasheety układów wymagających starannego prowadzenia ścieżek na płytce przeważnie zawierają dobrze opisane gotowe rozwiązania, więc jak się nimi sugerujemy odpalenie przetwornicy idzie dosyć gładko.

[grabo]

Przetwornice to zagadnienie na osobną dyskusję, bo nie jest to wbrew pozorom prosty temat. Mimo prawidłowego połączenia elektrycznego potrafią działać nieprawidłowo lub ulegać uszkodzeniu. Producent nie bez powodu rysuje w datasheet masę kluczowych elementów spiętą do jednego punktu a elementy połączone w odpowiedniej kolejności...

[Decado]

Pomijając już fakt mojej przetwornicy, może stworzymy tutaj stosowny poradnik odnośnie projektowania płytek drukowanych? Niedawno była przecież dyskusja na temat tego jak mają być prowadzone ścieżki pod układami drukowanymi i końcem końców osoby początkujące mogły mieć problem z stwierdzeniem która metoda jest właściwa. Sam muszę przyznać że nie jestem osobą stosownie doinformowaną w tym temacie dlatego z chęcią bym taki poradnik przeczytał.

[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

[OldSkull]

Ciekawe (pomijając błędy ortograficzne 😉 ).

Moje wątpliwosci:

- siatka: często siatka musi być dużo mniejsza jeżeli chcemy połączyć się z układami o małym rastrze albo łatwiej wycelować pomiędzy przelotkami

- niektórych czynnosci w Eagle nie da sie wykonać - np. nie da się zrobić "łezki", albo wygładzic połączeń T, chyba, ze poprzez ręczne dodawanie na każdym takim połączeniu dwóch prostokatów obróconych o 45* i 135* - czy to oznacza, ze jest to program nieprofesjonalny?

O co chodzi z tymi skrętkami na końcu? W kazdej skrętce maja być skręcone Vcc-GND czy ma być jedna skrętka z Vcc, jedna z GND i one równolegle?

[Decado]

No tak, należało się tego spodziewać że na forum wielu geniuszy a żaden w momencie kiedy jest nowa ciekawa propozycja czy pytanie się nie kwapi do odpowiedzi.

Ogólnie obserwuję tu na forbocie to samo co zaczęło się w pewnym momencie dziać z elektrodą.

Mimo szczerych chęci i przyznania się do mojej niewiedzy z tego zakresy niema nikogo kto by posiadał stosowną wiedzę na temat polygonów i chciał mi pomóc? Ok. Tylko błagam nie piszcie w innych tematach na temat tych pól bo skoro mi nie umiecie wytłumaczyć kiedy je tworzyć to jak możecie innym doradzać w tym temacie?

[marek1707]

"..żaden w momencie kiedy jest nowa ciekawa propozycja czy pytanie się nie kwapi do odpowiedzi"

"Ciekawość" propozycji mierzyłbym właśnie liczbą odpowiedzi. Czy brak masowego odzewu nie daje Ci do myślenia? I podpowiadam, że nie chodzi tu o to, że

"niema nikogo kto by posiadał stosowną wiedzę"

Znalazłeś poradnik, przeczytałeś i czujesz, że wcale nie jesteś od tego mądrzejszy. MirekCz bardzo ładnie ten tekst podsumował. Znajdziesz coś innego, artykuł w sieci, książkę, przeczytasz i będzie to samo. Chcesz wiedzieć dlaczego? To posłuchaj.

Zaprojektowałem pewnie kilkaset jesli nie więcej płytek, wiele z nich wielowarstwowych. Do prościutkich układzików z mikrokontrolerkiem, do sterowań przemysłowych, do systemów pomiarowych, DSP, telekomunikacyjnych, do przetwornic, zasilaczy, wzmacniaczy programowanych, filtrów, zabawek modelarskich i mnóstwa innego elektronicznego chłamu i wiesz co? Nadal twierdzę, że nic nie umiem. Zaczynam się powoli przychylać do stwierdzenia, że projektowanie płytek jest jak malowanie obrazów. Oczywiście z inżynierskiego punktu widzenia to śmieszne. "Przecież mamy reguły, wzory, zalecenia!" - podniesie się zaraz krzyk a ja śmiem twierdzić, że w dziedzinie sztuki istnieje podobna liczba reguł i zaleceń. A jak to jest, że jedne obrazy to arcydzieła dające naprawdę masę fajnych, estetycznych przeżyć a obok innych przejdziesz nie zwracając uwagi? Płytka jest tylko jednym z etapów procesu powstawania gotowego urządzenia. I tak jak na etapie schematu, żeby go dobrze zrobić musisz uwzględnić wiele czynników - nie tylko "elektronicznych" tak i podczas rysowania płytki istnieje wiele sprzecznych zaleceń. Przy kilku podzespołach, pamiętając o tych regułach możesz stworzyć optymalny układ połączeń ale w miarę wzrostu stopnia skomplikowania liczba stopni swobody staje się tak wielka, że z powodzeniem możemy mówić o sztuce projektowania PCB. Jeśli masz dobre wyczucie, szybko trafisz na lokalne optimum rozmieszczenia elementów i połączenia będą dobre. Jeśli masz mniej szczęścia, zrobisz płytkę w 95% i uznasz, że dalsza praca nie ma sensu. Trzeba wtedy wrócić prawie do początku. Ktoś trafi na inny lokalny dołek i zrobi inaczej ale czy "gorzej"? Czy słyszysz o czym ja mówię? O wyczuciu, szczęściu itp. To nie jest terminologia inżynierska, prawda?

Chcesz się porwać na poradnik? A co ma w nim być? Nauka obsługi jakiegoś programu CAD? Chyba nie. To może zbiór reguł? Czyich? Moich? Moich kolegów z firmy? MirkaCz? Grabo? Twoich? Zaręczam Ci, że do każdej płytki jaką zobaczę, jestem w stanie się przyczepić i wytknąć rzeczy, które zrobiłbym inaczej. I nie wykluczam tu moich projektów.

Jako początkujący w tej działce - tak wnioskuję z Twojego podpisu, możesz dostać kilka ogólnych reguł ale są to bardziej reguły "elektroniczne" niż "płytkowe". Nie wspominam już o estetyce rozmieszczenia elementów, choć z wiąże się z tym również serwisowalność, niezawodność środowiskowa itp - bo ta (estetyka) jest elementem zupełnie niewymiernym. Chodzi mi raczej o "czucie" projektu. Sam piszesz, że doświadczenie z przetwornicami dużo Cię nauczyło o prowadzeniu mas. I jak teraz chcesz tak ogólne stwierdzenie zapisać w poradniku? Żeby przemyśleć prowadzenie mas, kierunki prądów, wydzielać obwody silno- i słaboprądowe, słowem: żeby rozumieć swój układ? Proponuję Ci: napisz rozdział o prowadzeniu mas z którego będziesz zadowolony i wrzuć go tutaj. Jeśli skończysz przed Bożym Narodzeniem, czapki z głów.

"błagam nie piszcie w innych tematach na temat tych pól "

Będę pisał, bo dużo łatwiej rozmawia mi się o konkretnym przypadku (płytki, obrazu, kawałka muzyki) niż o "ogólnej teorii wszystkiego". Moja wiedzę i doświadczenie mogę wtedy zaprząc do rozważenia za i przeciw oraz - co ważne - do posłuchania moich wewnętrznych, osobistych wrażeń. Po przefiltrowaniu tego przez zdrowy rozsądek mogę to ubrać w słowa, wysłać na Forum i być może komuś pomóc.

Odpowiedź w sprawie polygonów dostałeś:

"Jest to raczej dobry krok na koniec projektowania a nie coś co się robi na początku "

Oczywiście założenia co do przyszłego położenia dużych polygonów powinny powstawać już na etapie rozmieszczania elementów, a wcześniej również na etapie wyboru technologii. Na płytkach 4-6- i więcej-warstwowych raczej ich się nie wylewa (choc nie jest ścisłą regułą). Tam warstwy zasilania są "polygonami" z definicji a czasem warto poświęcić warstwę czy dwie na specjalny "bezprądowy" ekran np. między szybkimi, mikropaskowymi ścieżkami cyfrowymi a pewnymi szczególnymi analogowymi.

[Decado]

marek1707, nie odbieraj mojego poprzedniego postu osobiście. Napisałem go specjalnie w ten sposób, ponieważ zauważyłem że na forum ostatnimi czasy jeśli jest hmm, specyficzny temat to jeśli niema ostrych słów to niema odpowiedzi. Tym bardziej że obserwuję na forum że pomagasz początkującym i wiem że akurat Tobie i nie tylko tobie, nie mam nic do zarzucenia.

Jako początkujący w tej działce - tak wnioskuję z Twojego podpisu

🙂 Co prawda 9 lat w elektronice to jakiś początek ale owszem, uważam się za początkującego bo jeszcze bardzo, bardzo, ale to bardzo dużo mi brakuje do ideału jaki sobie nakreśliłem 🙂 Nie posiadam jeszcze stosownego wykształcenia(kończę teraz technikum mechatroniczne w którym nie nauczyli mnie prawie nic ponadto co już sam sobie przyswoiłem;() i praktyki.

Chcesz się porwać na poradnik? A co ma w nim być? Nauka obsługi jakiegoś programu CAD? Chyba nie. To może zbiór reguł? Czyich? Moich? Moich kolegów z firmy? MirkaCz? Grabo? Twoich? Zaręczam Ci, że do każdej płytki jaką zobaczę, jestem w stanie się przyczepić i wytknąć rzeczy, które zrobiłbym inaczej. I nie wykluczam tu moich projektów.

Masz rację, każdy z nas inaczej projektuje płytki, stosuje inne reguły rozmieszczania elementów, prowadzenia ścieżek itd. Chodziło mi bardziej, w tym przypadku o zasady tworzenia "polygonów", wiem powtarzam się, ale chodzi mi o zasady tego w jakich przypadkach się je umieszcza, jakie jest ich zadanie itd. I ubiegając Twoją, bądź czyjąkolwiek reakcję, wiem że każdy ma inne zasady ale są pewne uniwersalne prawdy odnośnie prowadzenia ścieżek i myślę że tak samo jest z tego typu polami.

Może i racja, że mimo tego że pisałem tamten post specjalnie w takim tonie przesadziłem, ale widziałem nieraz tutaj na forum uwagi pewnych osób, żeby zrobić polygon bo szkoda wytrawiacza. No w takich momentach to akurat w moim przypadku skacze mi ciśnienie. Bo uważam to za delikatną przesadę. To narzędzie powinno czemuś służyć i właśnie dlatego jest ten temat, żeby się dowiedzieć czemu dokładnie ono służy. 😉

Także jeszcze raz proszę Ciebie i pozostałe osoby które w tym temacie się wypowiadały o nie branie poprzedniego mojego postu do siebie, ponieważ moim celem nie było obrażenie kogokolwiek lecz wywołanie dyskusji. 🙂

[prokto]

Bardzo podoba mi się post marek1707. Mimo braku dużego doświadczenia, podobnie patrzę na projektowanie płytek PCB, jako kombinację wyczucia i pewnych inżynierskich standardów oraz jako pewnego rodzaju sztukę.

Osobiście jestem samoukiem, nikt mnie nie gdy nie uczył tego, a cała moja wiedza pochodzi z forum, tego czy innego...

Co do polygonów, to trochę mnie martwi stwierdzenie MirekCz, że polygony kładzie się na koniec :/. Ja kładę je prawie na początku, tak, żeby układy "łapały" masę i nie trzeba było jej ścieżkami prowadzić. Gdy czasem ścieżki odcinają jakiś fragment łącze go z resztą dodatkową ścieżką. Jeżeli wiem, że jakiś układ analogowy powinien być odseparowany od układów cyfrowych prowadzę do niego ścieżkę analogowej masy którą łącze z główną masą przy zasilaniu.

Początkowo, ktoś polecił mi polygony właśnie jako oszczędność wytrawiacza/przyspieszenie trawienia.

Mam nadzieję, że ktoś w tym miejscu poprawi moją "metodę".

[OldSkull]

Odnośnie do wylewania: maja ogromne znaczenie w przypadku płytek wielowarstwowych. W takim przypadku powinno się wszelkie możliwe sygnały (szczególnie wysokiej częstotliwości) kłaść do środka, a od góry i od dołu (w środku też) oblewać. Tworzy się wtedy coś na kształt klatki Faradaya/przewodu koaksjalnego, która zatrzymuje zakłócenia z zewnątrz. Podobnie można robić z antenami.

Oczywiście taka metoda ma kilka wad i o kilku rzeczach trzeba pamietać:

- warto "szyć" masę przelotkami, aby było jak najwięcej połączeń między warstwami, dzięki czemu lokalnie indukowane napięcia szybciej się rozładowują

- co ciekawe jeśli taki sygnał tak otoczymy i ekran będzie "wisiał", to efekt ochronny zostaje, a pojemność nie rośnie zbyt mocno, bo działa to tak jakby był szeregowo połączone pojemności sygnał-ekran i ekran-masa

- wzrost pojemności niestety następuje, ale jeśli jedną z wylanych warstw jest Vcc, to mamy zysk, bo dodatkowa pojemność na zasilaniu jest zawsze dobra

- niestety w płytki wielowarstwowe są kosztowne - np. Technoservice wykonuje prototypy w cenie (netto) 120zł za start + 100zł za każdy 1dm^2

- domowymi sposobami aby uzyskać podany efekt najlepiej zrobić płytkę na której absolutnie wszystkie elementy są na jednej warstwie, a na drugiej jest większość sygnałów - wtedy dokładamy drugą (nawet cienką) płytkę i lutujemy ja do polygona wylanego na pierwszej

Warto również uważać, aby nie było niepołączonych do niczego polygonów. Eagle przed tym chroni, Protel 99 chyba nie, nie wiem jak Altium.

[Lusilla1024]

@MirekCz @marek1707 
czy mozecie polecic jakaś literature? podreczniki akademickie gdzie jest opisany i wytłumaczone jak dobrać przekrój ścieżki do płynacego prądu ? 

w necie jest pełno tabel, poradnikow od producentów, ale potrzebuję pozycji literaturowej do pracy dyplomowej, moglibyście cos polecic?

 

[Treker (Damian Szymański)]

@Lusilla1024 jeśli poszukujesz jakiś źródeł naukowych to możesz też zerknąć na publikacje z konferencji, np. takie: https://www.researchgate.net/publication/224077413_Thermal_design_guideline_of_PCB_traces_under_DC_and_AC_current Może coś takiego wystarczy w Twoim przypadku?

W poniższej książce też możesz znaleźć coś na ten temat: https://books.google.pl/books?id=aN0gBQAAQBAJ&pg=SA19-PA4&lpg=SA19-PA4&dq=pcb+width+current+book&source=bl&ots=DrLHNOZywH&sig=ACfU3U1rSzhmf2c5lsTCSb4Z2vzKfhJMRg&hl=pl&sa=X&ved=2ahUKEwiC66rb7dXmAhXxlIsKHVwHDsoQ6AEwFHoECAoQBA#v=onepage&q=pcb width current book&f=false