Czy miedź wyleje pomoc na moją jednowarstwową płytkę drukowaną?

Mam płytkę drukowaną, która zawiera jeden wyświetlacz LCD 20x4, osiemnaście przycisków 12x12 mm i trzy diody LED. Ta płytka jest podłączona do Arduino Mega za pomocą 30 cm kabla wstążkowego. Teraz podczas testów stwierdziłem, że czasami wyświetlacz LCD gaśnie. Na mojej poprzedniej płytce drukowanej nie korzystałem z funkcji zalewania gruntu, ale jeśli użyję zalewania gruntu, czy mój system będzie bardziej odporny na zakłócenia EMI?

Pracuję również nad innymi aspektami, ale chcę po prostu opinii eksperta na ten temat, aby użyć nalewania ziemi lub nie na jednowarstwowej płytce drukowanej.

Załączam oba zdjęcia PCB w celu wyjaśnienia: jeden z, a drugi bez miedzi:

Po przeczytaniu wszystkich sugestii mam następujące rozumienie w głowie 1. Przenieś VCC i linie uziemienia w pobliżu linii interfejsu LCD, tj. Po prawej stronie

2. Usuń zworkę na każdym przycisku, opuść dwa bolce, ponieważ są one przekrojone w stosunku do miedzi, co czyni go mniej skutecznym.

3. Zwiększ odległość między R1, R2 i R3

4. Zwiększ przestrzeń między liniami sterowania LCD i liniami przycisków w prawym dolnym rogu.

5. Dodaj więcej linii naziemnych (nie jestem tego pewien, ale eksperci to zasugerowali)

6. Umieścić złącze na górze zamiast na dole, ponieważ zmniejszy to odległość ścieżek do kontroli LCD i linii danych, co z kolei sprawi, że będzie bardziej odporna na szum?

Proszę o komentarz, czy jestem w dobrym kierunku. Dwuwarstwowa nie jest opcją, ponieważ tutaj w mojej okolicy produkują tylko dwustronne płytki drukowane w dużej ilości, w przeciwnym razie jest to zbyt drogie. To samo dotyczy produkcji chińskiej

Samo wylanie ziemi raczej nie uratuje niewłaściwie uziemionej deski.

Wylewanie ziemi nie jest samo w sobie płaszczyzną uziemienia.

Wylewanie gruntu jest domyślne w produkcji płytek drukowanych, ponieważ oznacza, że ​​trzeba wytrawić mniej miedzi, płyta wielowarstwowa jest bardziej wyważona mechanicznie i jest bardziej przewodząca ciepło, wszystkie dobre rzeczy.

Musisz upewnić się, że bez zalania gruntu wszystkie sygnały krytyczne mają odpowiednią ścieżkę powrotu do ziemi. Chodzi o sprawdzenie tego bez nalewania, ponieważ nalewanie dezorientuje obraz, bardzo utrudnia to sprawdzenie, co się dzieje.

Upewnij się, że zegary i lampy błyskowe mają pobliską ścieżkę naziemną biegnącą od źródła do zlewu. Dodaj ścieżki naziemne jak najbliżej ścieżek sygnałowych. Upewnij się, że układy scalone, które pobierają nagłe impulsy prądu, mają w pobliżu czapki odsprzęgające, z krótkim śledzeniem do pinów zasilania i uziemienia. Sprawdź, czy zmiany prądu zasilającego nie indukują napięć w niepożądanych miejscach, co ogólnie oznacza, że ​​poprowadzisz ścieżkę uziemienia ze wszystkimi torami zasilania.

Być może uważasz, że nie masz miejsca na dodanie śledzenia terenu? Jeśli nie ma miejsca na tor naziemny, to nie ma miejsca na połączenie i zapewnić ciągłość uziemienia we właściwym miejscu. Jasne, może się połączyć, przechodząc w dużą pętlę gdzie indziej, ale to nie jest właściwe miejsce. Nie ma alternatywy dla zapewnienia właściwej ciągłości uziemienia we właściwym miejscu, jeśli chcesz mieć solidną deskę.

Gdy śledzenie gruntu będzie higieniczne, możesz ponownie dodać podłoże. Jeśli twoje śledzenie terenu jest odpowiednie, to nie jest tak naprawdę potrzebne elektrycznie, ale nie zaszkodzi i robi wszystkie inne dobre rzeczy.

Z drugiej strony płaszczyzna uziemienia jest czymś, co projektujesz od samego początku. To coś, czego nie kroisz, gdy przemierzają go ścieżki. To nie jest coś, co należy przelać po przemyśleniu, po tym, jak wytyczyłeś wszystkie ścieżki sygnałowe. Jest to najważniejszy przewodnik na płycie, więc umieść go na pierwszym miejscu i pilnuj go, dodając inne ścieżki.

Sprawdź odpowiedź AnalogSystemsRF. Powiedziałem ci, co powinieneś zrobić i następnym razem, on mówi ci, co możesz teraz zrobić. Zauważysz, że oba dotyczą połączenia terenu.

Weź 20 kawałków drutu miedzianego i przylutuj 20 kawałków NAD sygnałami, od GND do GND. Innymi słowy, zbierz razem niektóre z tych pływających „anten” GND.

Następnie ponownie przetestuj.

Być może dodaj kolejne 20 kawałków drutu miedzianego, od GND do GND.

----------- pozwólmy obliczyć, jak złe mogą być błędy GND ------

Załóżmy, że ładowarka z czarnej cegły znajduje się w odległości 4 "(0,1 metra) od rejonu 4" na 4 "pływających elementów wypełniających grunt. Załóżmy, że zasilacz w czarnej cegle ma napięcie 200 woltów przy 100 nanosekundowych napięciach przełączania; to wynosi 2 wolty / 1nanosekundowe założenie. Załóżmy, że węzeł przełączający jest widoczny dla świata zewnętrznego i powoduje gwałtownie zmieniające się pola elektryczne.

Ile prądu przesunięcia będzie indukowane w elementach wypełnienia podłoża?

C (płyta równoległa) = E0 * Er * powierzchnia / odległość ~~ 9e-12 Farad / metr * A / D

z Er = 1 (powietrze), powierzchnia = 0,1 m * 0,1 m, a odległość = 0,1 m

C = 9e-12 * 0,1 m * 0,1 m / 0,1 m = 9e-12 Far. Metr * 0,1 m = 0,9 pF

C ==== około 1 pF

I = C * dV / dT = 1pf * 2v / nS = (1nF * 1milli) * 2v / nS i anulowanie NANO

I = 1 milli * 2v = 2 milliAps, przy częstotliwości przełączania czarnej cegły

Teraz musimy obliczyć odporność na GND. Najlepsze z możliwych to około 1 kwadratu folii miedzianej (0,00050 (faktycznie 0,000498 przy 25 stopniach C) omów). Z 20 lub 40 kawałkami drutu łączącymi elementy pływające razem, rozmiar drutów i długość drutów również wpływa na odporność GND na GND, ale średnica drutu będzie grubsza niż folia, a twoje wypełnienie- odstępy wynoszą 3 milimetry (1/16 cala), więc przyjmiemy tylko 2 kwadraty folii lub 0,0010 oma (rezystancja jest bardzo wrażliwa na temperaturę: 0,4% na stopień C).

Jaka będzie różnica napięcia między jednym miejscem na GND a innym miejscem na GND? użyj prawa Ohma: I * R

Zakładając, że rezystancja wynosi 0,001 oma, a I wynosi 0,002 ampera, napięcie wynosi po prostu I * R lub 2 mili milli lub

2 mikroVolty (DC niskiej częstotliwości)

Czy powinniśmy pozwolić na indukcyjność? pewnie. Przy różnych równoległych ścieżkach przez różne kawałki drutu, załóżmy, że Indukcyjność od punktu A do punktu B wynosi 10 nanoHenry (pełny arkusz miedzi ma około 1 indukcyjności nanoHenry. Z zadowoleniem przyjmuję lepsze szacunki, a nawet wzór). Z (impedancja 10 nH przy 5 MHz lub 1 / (2 * 100 nano sekund)) wynosi + J 0,031 oma. Z (1nH przy 1GHz) = + j6,28 oma. Z (1nH przy 1 MHz) wynosi 6,28 / 1000 = 0,00628 oma. Przy 5 MHz Z jest 5 razy większy przy 0,031 oma. Zauważ, że nie potrzebujemy kalkulatora.

Jakie jest napięcie I * Z lub 2ma * 0,031 oma, = 0,062 * milli, = 62 mikro woltów.

Dlatego przewidujemy pewne (małe, ale nie zerowe) napięcie z ziemi do ziemi, ponieważ prądy przepływają przez te 20 lub 40 kawałków drutu dodanych między pływającymi kawałkami wypełnienia uziemienia.

62 mikroVolty (prąd przemienny, przy 5 MHz)

Ziemia leje MOCNIE (ale podobnie jak inni mam wątpliwości), ale patrzyłbym na ten kabel wstążkowy jako pierwszy podejrzany.

Jeśli zmieniłeś go z taśmy 0,1 cala na złącze dwurzędowe z taśmą 0,05 cala (pomyśl stary kabel PATA), możesz przeplatać ziemię z sygnałem, i myślę, że to może pomóc.

W tej chwili zauważam, że twoje linie kontrolne LCD biegną w górę po prawej stronie, podczas gdy ziemia LCD biegnie w górę w lewo, jest to pesymalne z punktu widzenia SI. Dane i uziemienie powinny być poprowadzone razem tak daleko, jak to możliwe (także moc!), A ponieważ matryca przełączników nie dotyczy, albo przesunęłbym pin zasilania i uziemienia, aby znajdowały się między liniami sterowania LCD.

Jeśli chodzi o pętle uziemienia, KTO TO OBCHODZI! Prąd płynie w pętlach (zawsze), możesz to ułatwić, w takim przypadku w tych pętlach powstanie niewielkie napięcie lub możesz utrudnić, w którym to przypadku generowane będzie duże napięcie w pętli, ogólnie wiele małych pętli bije jedną dużą.

Aha, szczegół, ale możesz rozważyć dodanie kilku diod do matrycy przełączników, może to pozwolić ci obsługiwać dwa przełączniki wciśnięte w tym samym czasie w bardziej rozsądny sposób.

Twój wyświetlacz LCD prawdopodobnie gaśnie z powodu wadliwego kontrastu trimpot. Lepiej zamiast tego użyć stałych rezystorów. Uziemienie jest mało prawdopodobne

Możesz wyczyścić ścieżki na tych przełącznikach.
Dolne lewe i prawe pady są połączone wewnętrznie, podobnie jak górny lewy i prawy. Możesz uruchomić prostą ścieżkę prosto między (na przykład) B1, B4, B7 i BX. Dodaj złączenia do JEDNEJ szpilki na każdym przełączniku, aby uzyskać bardziej przejrzysty układ.

Unikaj wylewania „wysp” z ziemią. Każdy obszar musi się połączyć. Możesz nawet rozłożyć R1, R2 i R3, aby zapewnić lepszy przelew między nimi.

Ponieważ ekran LCD tylko czasami się zaciera i zakładam, że to nie jest do masowej produkcji, ten nalewak może wystarczyć, aby kontynuować. Nadal zalecałbym dwustronną tablicę jako lepsze rozwiązanie.

Aby zwalczyć EMI, pamiętaj, że prąd jest obustronny. Jeśli jesteś ograniczony do jednostronnych, prowadź ścieżki powrotne w bliskiej odległości od siebie.

Niektóre rezystory szeregowe o niskiej wartości w ścieżkach sygnałowych zmniejszają prawdopodobieństwo wypromieniowania obwodu. I każdy sygnał, który wchodzi lub wychodzi z płytki drukowanej, powinien przejść przez rezystor, zanim trafi do układu scalonego.

Nie wiem, czy zamierzasz masowo produkować rzeczy, ale gdybym miał prototypować, użyłbym dwustronnej płyty, spryskałbym jedną stronę płyty odpornością, byłby to wspólny grunt, zawiera podkładki do połączeń uziemiających po stronie obwodu i użyj prymitywnego lutowania przelotowego.

Najlepiej byłoby podzielić kabel taśmowy na dwa kable, niską częstotliwość w jednej grupie, HF w drugiej.