Я занадто багато розмістив на цій схемі друкованої плати?


25

Я роблю свою першу схему друкованої плати (використовую Altium) і нарешті пройшов етап автороутера. Результат - безлад і є деякі відсутні мережі та порушення правил дизайну. Я занадто багато упакував на цій дошці чи мені просто потрібно переосмислити своє розміщення компонентів?

Дошка в два шари.

Введіть тут опис зображення

Введіть тут опис зображення

Введіть тут опис зображення

Я застряг із дуже конкретним корпусом і не зможу зробити плату більшою по осі xy.

Це рада хобі, але в мене є повна настройка пайки SMD в домашніх умовах (приємний обсяг і все). Розміщення з'єднувача є частиною корпусу (інакше це будуть перші речі, які потрібно перемістити). Це заміна, що випадає на більш стару систему моніторингу двигуна. Він проводить вимірювання в основному від термопар і термісторів. Великий чіп в центрі - це ATmega2560, що працює на частоті 16 МГц.


ОНОВЛЕННЯ:

Дякую за весь вклад Я переставив дошку і перейшов до 4-х шарів. Тоді я все це переклав вручну. Зараз це виглядає набагато краще!

Новий макет дошки

Введіть тут опис зображення


9
Невеликий коментар: ці віаси здаються величезними. Більшість фабричних будинків виконуватимуть свердла 0,3 мм (з> 0,6 мм кільцевою діамою) при своїх "нормальних" процесах. Це може допомогти відкрити простір. І я б дефінітивно переосмислив розміщення компонентів, все здається занадто близьким до основного ІС, і на дошці є багато порожніх пробілів.
Веслі Лі

2
Зазвичай з'єднувачі ставлять на край плати. Ви впевнені, що хочете мати їх посередині? Я думаю, що ви збираєтесь паяти вертикальні з'єднувачі, але ... Можливо, може бути краще перемістити їх далі
frarugi87

Коротка відповідь - так, для двошарової дошки. Я рекомендую вам ознайомитися з будь-якою версією та Примітками до додатків для основних компонентів. Замініть їх і прокладіть важливі доріжки вручну. Отримайте їх відсортовано вручну, а потім перегляньте, де ви потім спробуйте іншу автоматичну передачу. Схоже, можна зробити двошарову дошку. Іншим варіантом було б спробувати наступний розмір ковпачків та резисторів, якщо вони дозволять. У вас уже є кілька тонких шпильок на мікросхемах, з якими потрібно мати справу.
TafT

Це набір отворів для DB25?
htmlcoderexe

@htmlcoderexe Так
користувач8908459

Відповіді:


45

Я припускаю, що ви користуєтеся авторуйтером, оскільки ви думаєте, що це заощадить ваш час. Але в мене є погані новини: Кажуть, що компонування друкованої плати - це 80% розміщення компонентів, 20% маршрутизації. Ви не можете просто плескати компоненти, вам потрібно подумати про те, як з'єднуються сигнали, і якщо ви правильно розмістите компоненти, макет буде "витікати" з цього місця розташування. Тож якщо ви маєте гарне місце розташування, ви маєте свою маршрутизацію одразу і також можете зробити це самостійно (або принаймні значні частини), виконуючи цей макет.

Авторетуші - це біль. Я ніколи не бачив, щоб люди користувалися ними дуже успішно - особливо вбудовані такі, як те, що ви знайдете в Altium (хоча вони нещодавно показували новий інструмент, щоб це могло допомогти?). Крім того, важливим є розміщення компонентів.

Одна з проблем будь-якого автоматичного макета або синтезу ланцюга полягає в тому, що програма буде робити лише те, що ви їй скажете, і якщо ви цього не скажете, вона зробить дурні речі. Ваші правила повинні бути досконалими . Ваші обмеження повинні бути повними . Кожну з ваших вимог потрібно викласти у формі правил та директив. Часто ви не можете усвідомити, скільки ви неявно знаєте / вимагаєте. Не перекладайте сигнали живлення на всій стороні плати. змія навколо купи аналогових ланцюгів - список продовжується.

Ваше розташування здається неохайним - візьміть такий приклад:

введіть тут опис зображення

Якби ви перевернули R17, слід, який йде від R17 до R18, не повинен був би перетинати слід, який йде від R17 до D1. Здається, R19 паралельно C12 - можливо, це те, що ви можете використати для спрощення компонування, фізично поставивши їх паралельно один одному. Переміщення R19 вище та нижче C12 також полегшить гарнене маршрутування C18. C17 також здається, що його можна перевернути на 180 градусів, щоб не потрібно було перехрестити сліди. Поворот D1 на 90 градусів за годинниковою стрілкою може полегшити просування маршруту від "центрального" штифта до R17. І у вас є купа невикористаного простору під цими компонентами, чому б не використати його і трохи зрушити всю збірку? Пам'ятаєте те, що я сказав про розміщення 80%, 20% фактичної маршрутизації?

Окрім того, схоже, що ваш авторутер просто відмовився. Візьмемо для прикладу: Непарна помилка

Існує багато місця для переміщення цих слідів. Це не повинно бути проблемою, і кожен може побачити, що вам потрібно просто перемістити лівий слід часткою вліво, і помилка буде виправлена.


6
Є люди, які успішно використовують автоперевірки, але вони мають багато досвіду, змінили всі налаштування і точно знають, коли вони можуть ними користуватися.
ПлазмаHH

2
@PlasmaHH так, можливо, я повинен змінити свою відповідь, щоб бути менш "автоперевізниками завжди погано". Однак, якщо мої моменти щодо місця розміщення не будуть розглянуті, якими б хорошими ви не налаштували налаштування, вони не зможуть зробити дуже добре.
Джорен Ваес

25
@OlinLathrop, будь ласка, скажи мені, де я сказав, що не слід використовувати автоматичні маршрутизатори. Я сказав, що це біль, тому що, як ви сказали, це дуже складні інструменти, які потребують багато часу для створення, і враховуючи контекст, що надається тут ОП поза можливостями зазначеної ОП. Можливо, я негативно ставлюсь до них, але звинувачувати свою "релігійну нісенітницю" здається трохи надмірною.
Джорен Ваес

6
"Я ніколи не бачив, щоб люди дуже успішно їх використовували", це рівно означає, що їх не можна успішно використовувати, а отже, розширення, їх не слід використовувати.
Олін Латроп

11
@OlinLathrop це тому, що я ніколи не бачив, щоб вони успішно використовувались для дизайну друкованих плат. Я не сумніваюся, що вони можуть бути корисними в потрібних руках - адже автоматичне місце і маршрут весь час використовуються в цифровому дизайні ІС. Але кожного разу, коли я бачив, як хтось спробував їх для друкованих плат, виявилося, що це більше роботи, ніж було б просто зробити це вручну з керування (звичайно, я працюю майже виключно з аналоговим і RF, а не цифровим) . Можливо, це тому, що англійська мова не є моєю рідною мовою, але для мене це не означає, що ними не можна користуватися - просто, що це може бути не так просто, як здається.
Джорен Ваес

22

На відміну від того, що говорили інші, використання автоматичного маршрутизатора не є проблемою. Вони праві в тому, що ви не можете просто кинути цілий дизайн на авто-роутер і очікувати, що він вирішить все за вас. Але при правильному використанні автоматичні маршрутизатори є законними та економіями часу. Не слухайте подушечки, котрі говорять, що не використовувати автороутер.

Ваша проблема полягає в тому, що ви намагалися забити занадто багато матеріалів на двошаровій дошці. Очікувати маршруту, що багато шпильок, що розташовані між собою в 2 шари, дико нереально.

Інша проблема полягає в тому, що ви недостатньо уважно розглядали макет. Це важче оцінити, переглядаючи ваші зображення, але це здається цілком ймовірним.

По-перше, навколо щільної стружки просто мало місця. Навіть із багатошаровими, навколо цього чіпа виникнуть затори. Колись я навіть вручну відстежую траси від щільної мікросхеми, щоб трохи їх розгорнути, а потім побачу, як авто-роутер може це впоратися.

Однак перше правило хорошої маршрутизації - це хороша компонування . Ви не можете просто дещипати частини десь, а потім якось з'єднати їх під час маршрутизації. Хороший макет - це те, чому ви навчитеся та отримаєте певну інтуїцію, коли робите більше дизайнів. Перші кілька дизайнів допомагають віддати собі багато місця. Ви цього не зробили.

Великі деталі часто гнучкі в своїх призначеннях шпильок. Зазвичай це стосується мікроконтролерів та FPGA. У деяких випадках я фактично роздрукував чітке зображення значної частини. Потім я зробив навколо нього замітки, що відповідають грубій розміщенню речей, до яких він повинен був з'єднатись на дошці. Я перекреслив усі нерухомі штифти, такі як живлення, заземлення, MCLR тощо. Потім я ретельно призначив м'які штифти на основі близькості до речі, до якої вони мали підключитися.

Це може бути ітераційним процесом. Ви можете розійтися навколо деталі і зрозуміти, що ви одна шпилька в одному напрямку. Це може зажадати повторного призначення штифтів на іншій частині деталі, щоб перемістити речі.

Для великих деталей, таких як мікроконтролери, я розміщую його у великому порожньому місці, а потім розміщую лише негайно з'єднані частини. Сюди входять і обхідні ковпачки, і кристал з його кришками, якщо такі є. Потім ви орієнтуєтесь і переміщуєте цілу групу частин разом як одиницю.

Цілком нормально розміщувати деякі деталі лише в грубих положеннях, після чого повертайтеся і упакуйте їх більш ефективно, оскільки розміщується більше деталей. Знову ж, весь процес є ітераційним. Після набуття досвіду та інтуїції ці кроки пройдуть швидше. Очікуйте, що перші кілька дизайнів, особливо щільних, займуть певний час.

Коли у вас є розумне розташування з повітряними проводами, які не перетинаються всюди, зробіть невелику ручну маршрутизацію важливих сигналів. Я, як правило, спочатку роблю всі обхідні ковпачки, що, звичайно, вже повинно бути близьким до потужності та заземлених штифтів, які вони обходять. Якщо у вас заземлена площина, то наступним кроком є ​​з'єднання більшості точок заземлення до площини заземлення за допомогою віасів. Це залишає лише повітряні дроти, які будуть фактичними слідами маршрутизації.

У цей момент, залежно від вашого досвіду, ви перейдете кілька речей, які, як ви бачите, будуть проблеми, або просто дозволите автороутеру летіти.

Однак ви не використовуєте автоматичний маршрутизатор ще для створення остаточного маршруту, аби показати вам проблемні місця. Хороша автоматична маршрутизація - це також ітераційний процес. Ви запускаєте автоматичний маршрутизатор, бачите, де може виникнути проблеми, роблять ручну маршрутизацію і, можливо, змінюються місця розташування в результаті, знову запускаєте автоматичний маршрутизатор тощо. Зрештою ви сходите на завершеному маршруті. Авто-роутер все ще економив ваш значний час, роблячи велику частину бурхливої ​​роботи за вас.

Після того, як у вас є рішення, яке вам досить комфортно, ви ретельно переглядаєте все і очищаєте очевидні речі вручну. Наприклад, якщо у вас наземна площина, ви хочете, щоб віас не було збито. Багато малих островів краще, ніж кілька більших островів у наземній площині.

Знову ж таки, не слухайте всіх релігійних ковтунів. Вперед і користуйтеся автороутером, але робіть це уважно і відповідально. Я займаюся електротехнікою професійно, і авто-роутером якимось чином користувався, мабуть, на понад 95% усіх плат, які я розробив. Чим складніше плата, тим більше автоматичний маршрутизатор є цінним інструментом у виконанні бурхливої ​​роботи. Просто не сподівайся, що коли-небудь виконає всю роботу. І, ви повинні почати з хорошого розміщення.


1
Ще одне - якщо це ваша перша компонування дошки, ви, швидше за все, або хобі чи студент. Швидше за все, у вас немає жорсткої специфікації, яка диктує, що дошка повинна бути певного фізичного розміру. Якщо ні, то чому б надати собі більше болю, зробивши його таким маленьким, як ви вважаєте, що це може бути? Можливо, ви можете подвоїти розмір дошки або більше, особливо якщо це перший оберт і ви, по суті, доводить концепції. Пізніше, коли ви внесли неминучі зміни, досить скоро переймаєтесь оптимізацією фізичного розміру.
mickeyf_supports_Monica

10
"Don't listen to the knee-jerkers that say not to use the auto-router."Я кажу це лише тоді, коли письменник явно не має навичок, необхідних для його правильного налаштування. Як я вже говорив у своїй відповіді, автороутери призначені для досвідчених дизайнерів, а не для любителів чи початківців.
DerStrom8

Олін, дякую за пропозицію про перепризначення штифтів. Це вирішило близько 50% проблеми.
користувач8908459

20

Авто-роутер не є магією. І його не слід використовувати для повноцінних дощок. Спочатку потрібно самі прокласти важливі біти. Як потужність, висока швидкість та обхідні ковпачки. Тоді ви можете дозволити автомагістралі робити нудні речі.
Правила проектування повинні бути бездоганно налаштовані, щоб автоматичний роутер працював правильно.

Тепер схоже, що ви випадково розмістили компоненти. Ви отримуєте набагато кращі результати, якщо згрупувати компоненти або принаймні поставити їх у сітку. Наприклад,

  • U3, який, швидше за все, є регулятором напруги, матиме близько C. Вони не дуже схожі.
  • U7 та U8, швидше за все, мають перепускний ковпак. Де це?
  • З правого боку є колекція R. Якщо вони призначені для резисторної мережі, чому б не поставити їх у квадратну сітку? Якщо ви залишаєте простір між ними, часто можете добре їх прокладати вручну.
    Приклад:
    Приклад маршрутизації квадратної сітки

Я рекомендую переглянути декілька професійних дощок (зняти тест-обладнання), або якісно відкрите обладнання та, можливо, деякі відеомагнітофони. Наприклад, з EEVblog .

Принаймні, ви працюєте із визначеним розміром дошки з кріпленнями, добре! Це класична помилка початківців при маршрутизації дошки без обмежень розмірів і продумуванні корпусу, коли дошка вже зроблена.


14

Ви зробили одну з найбільших помилок, яку може зробити новачок, і це довірити авторуту, який зробить вашу роботу за вас. Це величезне непорозуміння серед любителів, і це те, що автороутер призначений для новачків. Насправді це якраз навпаки. Тільки досвідчені користувачі Altium (та інші пакети) можуть правильно ним користуватися, і до того моменту, коли вони стануть експертами, їм простіше просторувати вручну. Початківцям ЗАВЖДИ починати вручну. НЕ ВИКОРИСТОВУЮТЬ АВТОРУТЕР.

Щоб допомогти вам прокласти плату, я пропоную почати з розміщення критично розташованих деталей (головним чином, з'єднувачів). Все, що ви знаєте, потрібно розташувати в точному місці і його не можна переміщувати навіть на кілька міліметрів. Потім починайте групувати інші компоненти в невеликі секції. Наприклад, згрупуйте всі компоненти, безпосередньо підключені до U1 IC або пов’язані з ним (разом із платою), розташуйте так, щоб повітряні дроти були короткими та прямими (не перетиналися), а потім прокладіть їх разом (поза платою ). Зробіть це для всіх різних модулів (або принаймні декількох одночасно), а потім перемістіть модулі на дошку як групи компонентів до місця, яке має сенс. Під час переміщення вже направлених модулів на плату ви зможете переставити групи так, щоб повітряні дроти між ними були короткими і прямими, і ви повторюєте процес для маршрутизації "модулів" разом так, як ви робили компоненти в кожному модулі. Продовжуйте це, і, зрештою, ви матимете продуманий, чіткий дизайн з мінімальними віасами та логічним потоком сигналу.

І щоб відповісти на ваше фактичне запитання, ні - на цій дошці не надто багато. Насправді це досить рідко порівняно з деякими з тих, над якими я працював. Вам просто потрібно бути розумним щодо розміщення компонентів, щоб мінімізувати кількість необхідних віаз та кількість доріжок, що крутяться навколо. Як уже згадували інші, зменшіть візи. 0,2-мм свердло достатньо для більшості війок.


1
Свердло 0,2 мм може бути дорогим. Наприклад, OSHpark (найпопулярніший для любителів та прототипів) та FirstPCB (та інші подібні китайські) мають мінімум 0,25 мм. Я б не запропонував нічого менше 0,3 для дощок, що не стосуються бга.
GAttuso

0,2 мм ~ 8 млн., Що досить стандартно для більшості (надійних) виробників. Але навіть так, 0,3 мм набагато менше, ніж використовує ОП у своєму макеті
DerStrom8

11

Економічна перспектива:

Отже, це проект хобі.

У цьому випадку врахуйте кількість годин, які ви витратите, роблячи ваш макет, порівняно з вартістю трохи більшої дошки. Деякі виробники (наприклад, pcbway) навіть стягуватимуть з вас плату за плату 80х100мм або 100х100мм, тому збільшення розміру може бути безкоштовним.

Якщо ви витратите один день зусиль, намагаючись помістити його на меншу дошку, щоб заощадити $ 2 на витратах на друковану плату, просто розслабтеся! Зробіть вашу дошку більшою. Не має значення, чи є якийсь невикористаний простір. Це не повинно виглядати охайно і тісно ...

... вищезазначене тепер застаріло, оскільки ви сказали, що ваш корпус та розміщення роз'єму виправлені, отже:

Якби це був мій хобі-проект, я б пройшов 4 шари (50 доларів, варто того, час проти грошей), щоб зберегти здорову основу і не потрібно витрачати занадто багато часу на роздуми про EMI. Я знаю, що це звучить дещо абсурдно, але 4-х шар настільки дешевий в ці дні, що він дійсно має сенс у хобі-контексті, коли ви хочете, щоб він працював вперше без головних болів, проблем з ЕМІ та не витрачаючи занадто багато часу. Це також допомагає тонкими способами: шанси зробити велику помилку в шумі / EMI будуть значно нижчими.

Якщо він знаходиться в автомобільному середовищі, очікуйте багато шуму (як свічки запалювання ...), тож вам дуже хочеться повноцінного літака. Особливо, якщо ви хочете отримати низький рівень шуму на показаннях АЦП. Пам'ятайте про GND, тобто 0 В - ваша довідка, тому худі сліди від ґрунту в значній мірі гарантують високий опір в GND, таким чином GND знаходиться на різній напрузі скрізь залежно від струму, що протікає в ньому, таким чином, дуже галасливі показання АЦП (якщо це навіть працює).


Я застряг із дуже конкретним корпусом і не зможу зробити плату більшою по осі xy. Однак я розглядаю можливість складання двох дощок, але це подвоює вартість.
user8908459

Ви збираєтеся припаяти вручну або зібрати його? Хобі чи профі? Чи встановлено розміщення роз'єму як частина корпусу?
peufeu

1
@OlinLathrop Я прошу відрізнятись. На цій друкованій платі досить легко невикористаного приміщення, щоб переробити макет з трохи більше уваги, щоб полегшити маршрутизацію.
MCG

6
Якби це був мій хобі-проект, я б пройшов 4 шари (50 доларів, варто того, час проти грошей), щоб зберегти здорову основу і не потрібно витрачати занадто багато часу на роздуми про EMI. Я знаю, що це звучить дещо абсурдно, але 4-х шар настільки дешевий в ці дні, що він дійсно має сенс у хобі-контексті, коли ви хочете, щоб він працював вперше без головних болів, проблем з ЕМІ та не витрачаючи занадто багато часу.
peufeu

2
Якщо він знаходиться в автомобільному середовищі, очікуйте багато шуму (як свічки запалювання ...), тож вам дуже хочеться повноцінного літака. Особливо, якщо ви хочете отримати низький рівень шуму на показаннях АЦП. Пам'ятайте про GND, тобто 0 В - ваша довідка, тому худі сліди від ґрунту в значній мірі гарантують високий опір в GND, таким чином GND знаходиться на різній напрузі скрізь залежно від струму, що протікає в ньому, таким чином, дуже галасливі показання АЦП (якщо це навіть працює).
peufeu

3

З точки зору вашого питання про розміщення компонентів. Розміщення компонентів (як уже говорили інші) становить 80% маршрутизації. Попередньо продумане правильне розміщення деталі та все інше стає на свої місця.

Після того як компоненти розміщені стратегічно, ви знайдете тут два результати. 1) Навчання автоматичного маршрутизатора Altium займе набагато більше часу, ніж просто ручне маршрутизація. 2) Маршрутизація просто стає на місце без зменшення кількості та без мальовничих поїздок (X, Y & Z) з Cu. сліди / провідники.

Не кажучи вже про очищення після автоматичного маршрутизатора. Я бачив багато дивних речей, які робить автороутер, і це мене справді лякає. Так, я використовував AR (за часом), але лише для одноразових різних рішень тощо.

ІМХО, візьміть автомат маршрутизатора Altium до Північного полюса, наріжте яму в льоду і закиньте його.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.