Elektronik Design Guide 2016. 12. 20.آ  Elektronik Design Guide Systemtechnik Projekt. Rev. 1.0, Dez

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  • Elektronik Design Guide Systemtechnik Projekt

    Rev. 1.0, Dez. 2016 Seite 1 / 44

    Elektronik Design Guide Version 1.0

    Vorwort Diese Elektronik Design Guide dient als Ergänzung und Erklärung zur Checkliste Elektronik. Die beiden Dokumente sollen helfen, Fehler beim Design, Auslegung, Layout und Inbetriebnahme der Elektronik für das Systemtechnik-Projekt der NTB zu vermeiden. Das Dokument ist „chronologisch“ gemäss Projektablauf gegliedert, wobei mache Punkte auch bewusst mehrfach vorkommen können. Dies basiert einerseits auf „allgemeinem“ Elektrotechnik und Elektronik wissen, und andererseits konkreten Fehlern die in der Vergangenheit gemacht wurden und in Zukunft vermieden werden können. Es ist nicht schlimm, wenn man einen Fehler macht. Aber es ist sehr schlecht, wenn man aus den Fehlern der Vergangenheit nichts lernen will … In diesem Sinne wünsche ich jeder Elektronik Gruppe, dass das Niveau der Arbeit von Jahr zu Jahr höher wird, damit man auf alten Erfahrungen aufbaut und auch neues wagt! Laszlo Arato

    Dokument-Historie

    Version Status Datum Verantwortlicher Änderungsgrund

    0.1 In Arbeit 12.08.2015 L. Arato Start des Dokumentes

    0.2 In Arbeit 01.09.2015 L. Arato Neu CellMeter-6 für LiPo Akkus

    0.3 Release 25.2.2016 L. Arato Release

    0.4 Update 1.3.2016 L. Arato Bauteil Bezeichnungen, Bauteil Wissen

    0.5 Update 30.3.2016 L. Arato Input von Alexander Drexel zu Layout

    0.6 Update 1.4.2016 L. Arato Input von Urs Graf

    0.7 Update 4.5.2016 L. Arato Ergänzung für 5V Spannungsregler

    0.8 Update 24.5.2016 L. Arato Keine Massefläche unter WLAN-Modul

    1.0 Update 20.12.2016 L. Arato Ergänzungen von MARJ und MATC

    Original unter \\fs002\CG\Elektronik_&_Regelungstechnik\SYSP-Elektronik\Guidelines_und_Checklisten ACHTUNG: Verwenden Sie auch die aktuellste Version dieses Dokumentes? Die jeweils aktuellste Version ist auf dem Infoportal unter: http://wiki.ntb.ch/infoportal/guidelines/start

    file://fs002/CG/Elektronik_&_Regelungstechnik/SYSP-Elektronik/Guidelines_und_Checklisten http://wiki.ntb.ch/infoportal/guidelines/start

  • Elektronik Design Guide Systemtechnik Projekt

    Rev. 1.0, Dez. 2016 Seite 2 / 44

    Inhaltsverzeichnis

    Vorwort ........................................................................................................................................ 1 Inhaltsverzeichnis ....................................................................................................................... 2 Einleitung .................................................................................................................................... 3 Allgemeine Ratschläge und Checks .......................................................................................... 4 M1 Lösungsfindung und Konzeptentscheid ......................................................................... 6

    1.1 Motoren .......................................................................................................................... 6 1.2 Sensoren ........................................................................................................................ 8 1.3 Schnittstellen ................................................................................................................ 10 1.4 Energieversorgung ........................................................................................................ 11 1.5 Printplatten .................................................................................................................... 12 1.6 Montage / Zugang ......................................................................................................... 13

    M2 Design Review ................................................................................................................ 16 2.1 Schema Erstellung ........................................................................................................ 17

    2.1.1 Allgemeine Schema Regeln ................................................................................... 17 2.1.2 Generell Bauteile ................................................................................................... 20 2.1.3 Stromversorgung ................................................................................................... 22 2.1.4 Motorentreiber ....................................................................................................... 26 2.1.5 Sensoren ............................................................................................................... 29 2.1.6 MPC555 Anschlüsse .............................................................................................. 30 2.1.7 Bluetooth und WLAN ............................................................................................. 31

    2.2 PCB Layout ................................................................................................................... 33 2.2.1 Grösse und Form des PCB .................................................................................... 33 2.2.2 Platzierung der Bauteile ......................................................................................... 34 2.2.3 Footprints ............................................................................................................... 35 2.2.4 Vias........................................................................................................................ 35 2.2.5 Routing .................................................................................................................. 35 2.2.6 Masseflächen / Polygon-Pour ................................................................................ 36 2.2.7 Testpunkte ............................................................................................................. 36 2.2.8 Beschriftungen ....................................................................................................... 37 2.2.9 Leiterplatten Checkliste für die NTB Produktion ..................................................... 38

    M3 Vorführung von Teilfunktionen ..................................................................................... 41 3.1 Vor der Bestückung ...................................................................................................... 41 3.2 Bestückung ................................................................................................................... 41

    3.2.1 Grundsätzliches zur Bestückung ............................................................................ 41 3.2.2 Reihenfolge bei der Bestückung ............................................................................ 42 3.2.3 Verkabelung ........................................................................................................... 42

    3.3 Inbetriebnahme und Tests ............................................................................................ 43 3.3.1 Kontrolle der Leiterplatte ........................................................................................ 43 3.3.2 Power-up ............................................................................................................... 43 3.3.3 Systematische Inbetriebnahme .............................................................................. 44 3.3.4 Systematische Fehlersuche ................................................................................... 44

  • Elektronik Design Guide Systemtechnik Projekt

    Rev. 1.0, Dez. 2016 Seite 3 / 44

    Einleitung Zweck des Dokuments Diese Checkliste soll für den Bereich Elektronik im Systemtechnik Projekt eine Hilfe bieten, um Fehler zu vermeiden und die Qualität der Arbeit zu erhöhen. Gültigkeit des Dokuments Diese Checkliste ist für NTB internen Gebrauch. Begriffsbestimmungen und Abkürzungen MPC555 32-Bit Prozessor mit Gleitkommaeinheit der Firma Freescale (ehemals Motorola) Zusammenhang mit anderen Dokumenten Folgende begleitende Dokumente sind verfügbar: Altium Designer: http://wiki.ntb.ch/infoportal/hardware/altium_designer/start PCB Herstellung: http://wiki.ntb.ch/infoportal/hardware/pcb/start PCB Checkliste: https://intranet.ntb.ch/ntb/webpcb/ChecklisteLeiterplattenproduktion.pdf Weitere unterstützende Literatur

    - Software-Prüfung: Eine Anleitung zum Test und zur Inspektion, v/d/f Lehrbuch, ISBN-10: 3 7281 3059 1

    http://wiki.ntb.ch/infoportal/hardware/altium_designer/start http://wiki.ntb.ch/infoportal/hardware/pcb/start https://intranet.ntb.ch/ntb/webpcb/ChecklisteLeiterplattenproduktion.pdf

  • Elektronik Design Guide Systemtechnik Projekt

    Rev. 1.0, Dez. 2016 Seite 4 / 44

    Allgemeine Ratschläge und Checks Verwendung des Dokumentes „Elektronik Design Guide“ Die Empfehlungen sind nach den Meilensteinen des Systemtechnikprojektes gegliedert. Dabei gelten die Ratschläge jedoch nicht nur für den Meilenstein selbst, sondern FÜR ALLE AKTIVITÄTEN BIS ZUM BETREFFENDEN MEILENSTEIN! Es wäre völlig falsch, dieses Dokument z.B. nach dem Meilenstein M1 (Mitte Februar) bis zum Meilenstein M2 (Ende März) auf die Seite zu legen, um dann kurz vor dem Meilenstein noch Tipps zu holen. Im Gegenteil: Gleich nach dem (hoffentlich erfolgreichen) Meilenstein M1 sollte man das ganze Kapitel M2 durchlesen, noch bevor man mit den nächsten Aktivitäten beginnt! Organisation Elektronik Team Die meisten Organisationen funktionieren besser, wenn nicht Jeder für alles verantwortlich ist, sondern wenn klare Aufgaben