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Intro in das Elektronik Labor
1. Stunde
1.1 Themen
- Einführung in die Wikiseite
1.2 Hausarbeit
- Arbeiten Sie die Kapitel 0_hilfsmittel und 1_gruppen-_und_themenfindung durch und melden Sie sich insbesondere bei Redmine an.
2. Stunde
2.1 Themen
- Warum soll modularisiert werden?
- Testbarkeit
- Systematisierung (z.B. nach EVA)
- EMV
- Komponentensuche
- Google
- Distributoren: z.B. Mouser, Digikey
- Beispiel: „Motoransteuerung“ --> Filter
- Beispiel: DRV8825 --> Gehäuse
- Datasheet DRV8825 (Aufbau)
- 1.-4. Zusammenfassung
- 6. Pin Config
- 6. Pin Functions --> Description: anzuschließende Komponenten (z.B. Bypass Capacitor)
- 10. Sprung zu Typical Application: Wie müssen Komponenten verschalten werden
- 12. Recommented Layout: Empfohlenes Platinenlayout
- 9. Innerer Aufbau (9.4.1.2) H-Brücke
- Wichtig für die Auslegung: 7. Absolute Maximum Ratings
- Wichtig für alle schaltenden ICs (Treiber, OPV, uCs): verwenden Sie Entkoppelkondensatoren
- Beschreibung der Bewertung:
- Vorgaben der zu Projektideen wurden umgesetzt
- Schaltung und Layout sind in ausreichendem Zustand (siehe Checkliste Kapitel 3. und 4.)
3. Stunde
3.1 Themen
- KiCAD starten
kurzer Blick in den Project Manager
- links: Shortcuts
- Buttons: Neues Projekt / Projekt öffnen --> wie unter dem Menü Datei
- Button unten: Projekt-Ordner im Explorer öffnen
- Button Aktualisieren, falls im Projekt-Ordner eine neue Datei eingefügt wurde
- Oben: Menu
- Datei, Bearbeiten, Ansicht, Werkzeuge: nicht ganz so neue Dinge
- Einstellungen:
- Sprache einstellen
- Hilfe
- Hilfe, Erste Schritte --> geht noch auf die KiCAD Seite
- Tastaturbefehle --> gutes Nachschlagewerk und zum anpassen, wenn ähnliche Handgriffe mehrmals ausgeführt werden müssen
- Editoren beschreiben
- Vorhandenes Demo-Projekt öffnen:
Datei»Demoprojekt öffnen
und dannDemos»interf_u
- kicad_pcb
- --> Platine, aber „etwas bunt“
- hier kommen Details später, aber Ansicht > 3D Betrachter für „reellere Ansicht“
- kicad_sch --> Schaltung, hier viele ICs und wenig andere Komponenten
- tux.kicad_sym
- --> doppelklick: nix drin ??
- Ne, links ist Explorer. Hier nach dem Namen der Datei suchen, also tux
- --> Ein Bild als Umrandung einer Fläche
- interf_u_schlib.kicad_sym -> selbst analysieren (beinhaltet untypische Projekt Symbole)
- wks Datei --> Rahmen
- rechter-Maus-Klick auf eine Datei --> Texteditor --> Alle Dateien sind „menschenlesbar“
- etwas näher dran Demo-Projekt ''Demos»pic_prgrammer'
- schematic öffnen --> was sind das für Komponenten?
- keine Opamps (nur ein Eingang)! sondern Buffer
- Schottky Dioden --> ESD
- was ist unten links? --> Linearwandler
- rechts unten LT1373 --> Schaltregler
- oben Rechts Platine im Platineneditor öffnen
kurzer Blick in den Schaltplan Editor
- Doppelklick auf *.kicad_sch oder rechts auf das Schaltplaneditor-Icon
- Oben: Menu
- Einstellungen:
- Einstellungen: Texteditor, Mauseinstellung, Raster und Fadenkreuz bei den Editoren
- Neues Projekt anlegen:
- Button links
- Ordner anlegen
- Projekt Files beschreiben
- Neues Projekt --> Rechtskl. --> Schließen
- Dateien häufig unabh. von einem Projekt
- vor dem eigenen Dateien: Projekte > examples > arduino
- sch datei öffnen (Schaltplan oder Schematic)
- erste leiste: Zoom in, zoom out, Stop
- Mal interessante Bauteile suchen
- Inspector ausprobieren
- origins von Komponenten erklären
- Suche Y2 (sh Y2 versus sh Y2 @)
- Kontraständerung über Optionen > Einstellungen > High Contrast
- Hinweis auf unsaubere Beschriftung, nicht 90° Winkel Verbindungen (bei Y2), fehlender Rahmen, origin
- Ebenen / Layer --> „Kringel ausstellen“ > wohin am Icon klicken > was kann man ein/ausschalten?
- was macht der button „Raster“?
- Filter?
- SCH - BRD Wechsel
- mal Brd über „fenster schließen knopf“ schließen --> F/B Annotation wurde unterbrochen --> Problem!
- --> wichtig: jeweils ein SCH / BRD für jede Platine! Wenn zwei Platinen, dann zwei SCH's
- Seiten (z.B. neue Seite anlegen) --> bei uns / bei kleinen Projekten: nur auf einer Seite arbeiten.
- BOM über Datei > Export > BOM. was ist die BOM? was ändert sich bei unterschiedlicher Auswahl?
- BOM über „run“ bzw run bom bzw Button ulp
- Erklärung ULP im Control Panel (Scripts ähnlich)
Kap 2 - erster eigener Schaltplan
- Datei --> Neu --> Schaltplan (Schematic)
- Add --> Frame (Häckchen prüfen!)
- auf Origin ausrichten
- ESC! oder Stop Button
- Versuchen zu verschieben (Maus auswahl, Ctrl+A, zwei Teile )
- Rahmen (ohne Dokumentenfeld) löschen
- wieder her holen (Ctrl+Z, Ctrl+Y) --> klick auf origin des Docfelds --> Invoke (heraufbeschwören)
- Autornamen einfügen -> Text -> Namen einfügen -> hinklicken -> „Farbe“ und Größe passt noch nicht --> Inspector
- Erste Komponente: 2 OPVs (TL71? oder doch TL74 oder TL72?) für Stereo-Tiefpass
- SMD vs THD (kein BGA!!)
- mal 3 TL72 einfügen und auf BRD schauen. Warum 2 ICs? --> auf BRD löschen?
- Komponenten auswählen (z.B. Lasso + rechte maustaste oder Origin)
4. Stunde
4.1 Themen
Wiederholung und Lückenfüllen:
- Control Panel
- Wiki anschauen! 1+2
- Diesmal von 328BP aus dem Wiki abzweigen
- SCHematic:
- erste leiste: Zoom in, zoom out, Stop
- nur SCH auf (BRD zu): alles herauslöschen --> Inkonsistenz!
- Bauteile einfügen über add
Kap 2 - erster eigener Schaltplan --> Fortsetzung!
- TL072 wieder einfügen
- was fehlt? Widerstand, Kondensator, Sp.versorung
- bei suche nach resistor und capa nicht nach *r* oder *c* nicht suchen ! Zu viele Ergebnisse und dauert zu lange
- Widerstände z.B. über *resist*
- ideal: immer RCL nehmen!
- 0603 erklären
- Mil vs mm
- in rcl Kondensatoren wählen
- C-EU für Euro nicht US wählen
- 0603 oder 0603k ok --> aber bitte konsistent!
- Bauteil drehen mit rechter Maustaste
- Versorgungsspannung im Datenblatt nachschauen! TL70xx ist ein kombiniertes Datenblatt
- wie sucht man im Datenblatt? Aufteilung
- Hier suche nach supply / absolute maximum vs operational
- Suche nach physikalischer Einheit hilft häufig
5. Stunde
5.1 Themen
- Komponenten verbinden:
- net
- ESC --> Ende
- Komponenten kopieren --> nahe aneinander, erzeugt Verbindung unmittelbar, bitte aber ein Stück net sichtbar lassen
- Schrift drehen
- Funktion Drehen ist noch aktiv --> kann überall „genutzt“ werden --> ESC hilft um es zurück zu nehmen
- Rotate auch einggebbar: rotate r90
- Junction können verschieben / gelöscht werden
- --> bitte nicht absichtlich tun (außer dieses eine Mal)
- Effekt: Verbindung ist gelöst nets sind nicht mehr zusammen, siehe Inspector
- Beheben mit „junction“
- Aber: junction auch auf „normaler Linie“ möglich --> nachträgliches Verschieben verbindet dann nicht!
- Dann Problem in BRD-Ansicht (dort nicht net sondern wire)
- ERC
- Pinheader für Ein- / Ausgang (Stecker oder Buchse egal)
- Split Funktion
- „net Stummel“
- Funktion Name
- Auch unter inspector
- Abblockkondensatoren!
Dateien:
- B## und S## Dateien erklärt
- Probleme bei nicht geöffneter BRD Datei erklärt
Board:
- Manufacturing Ansicht, um Übersicht zu erhalten
- Top / Bottom
- Stecker / Buchse gleichen Footprint
- Markieren aller Komponenten,
- um diese auf Platine zu verschieben
- beachten: auch geometrische Ränder können markiert und verschoben werden!
- Optional
- Rahmen anpassen --> Mexleformat beachten
- Grid anpassen (1100mil) --> Platine vergrößern
5. Stunde
5.1 Themen
Board:
- Manufacturing Ansicht:
- nur Kupferflächen, bisher keine bzw falsche Verbindungen
- Grün = Lötstopplack
- Ripup
- All --> zuviel, da auch Bohrungen weg bei MEXLE Vorlage
- Connected copper
- Beschriftung und Text eher nicht auf Kupferfläche! --> Inspector.
- --> positionieren und routing!
- IC bevorzugt in die Mitte
- Modularisieren
- Kondensatoren und Widerstände nahe an der Komponente (nicht nur geometrisch!)
- Passiv-Komps gleichmäßig / systematisch anordnen
- Rotate --> auch 45° möglich
- Befehl Route
- Hübsch ist:
- Mittig an der Kante
- Bei Ecken 2x 45° statt 1x 90° wegen Reflexionen bei HF
- Für Polygon: Keine Winkel kleiner 90°
- Via: auch mit Layerwechsel möglich
- Raster
- Beispiele für Gut/Schlechtes Routing im Wiki
Kurze Leitungen --> geringerer Widerstand und weniger EMV Probleme - Masse für bessere EMV (bessere Abschirmung)
- --> polygon
- --> unterschiedliche GNDs
- Ratsnest
- Thermals bei GND an Vias erklären
- Bei aktivem ratsnest ist Routing möglich, aber Bild wird nicht automatisch aktualisiert
- rip @; um Polygone zu entfernen
- Rückstrom vom IC erklären
- --> bei gepulstem Signal bildet sich ein Kondensator zwischen Signal und umgebenen konstanten Spannungen
- Diese Kondensatoren werden beim Pulsen geladen
- -->besser Masse möglichst nahe ran Alles mit Masse füllen
- Abblockkond. Nahe, aber nicht zu nahe! (sonst Probleme beim Löten)
- Optimal: alle SMD Komponenten auf einer Seite
- DRC
- Airwires? Overlap?
- Welche Regeln wollen wir? (Design Rules: C:\eagle\examples\design rules\examples\multi_CB\..standard\..2L )
- Beispiel 328 Schaltung:
- TP Filter bei AVCC
- Schalter mit 2x Ein/Ausgang
- Pullup am Reset / Bootloader
- Micromatch welches Interface? Stecker polarisiert
- Beispiel Beispiel_Micro --> schöne / nicht so schönes Routing und Schematic
- Komponenten sind änderbar!
- Tnames für MEXLE Logo…