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pem

RCLine User

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1

Samstag, 20. Februar 2010, 13:08

step/dir auf Schrittmotor: Vom Schaltplan zur fertigen Leiterplatte - Hilfe / Grundkurs

Hallo Leute

der Threadtitel sagt was ansteht, ich würde gern an einem einfachen
Beispiel den gesamten Weg von einem (einfachen) Schaltplan bis zu einer
professionellen Leiterplatte mit euch durchlaufen - wenn sich jemand etwas
Zeit nehmen könnte für einen Grundkurs. Das Beispiel könnte man
auf verschiedenste Weise auch anders lösen - aber die Schaltung
gefällt mir wegen ihrer Einfachheit und wie gesagt - ich möchte am einfachen Beispiel
alle Schritte durchlaufen um alles im Zusammenspiel
kennenzulernen.

Die Schaltung ist eine Umsetzung eines step/dir Signals mit
zwei diskreten 74xx Logikbauteilen, einem ULN2003 und einer Z-Diode
als Treiber für einen unipolaren Schrittmotor und hat neben diesen
vier Bauteilen nur noch die Klemmen für Versorgungsspannungen,
Step/Dir/Ground und die Motorphasen.

sie kommt von http://www.doc.ic.ac.uk/~ih/doc/stepper/…i/stepper1.html
und ich hab sie diskret (mit ULN2803) aufgebaut , getestet: Sie tut.

Mir schwebt vor Eagle light zu lernen und die Schritte, die notwendig sind
um den Schaltplan aufzubauen, die Bauteile zu platzieren und zu routen;
das Ganze mal vier auf einer Platine anzuordnen und die Platine dann
von einem Dienstleister (Elektor ?) herstellen zu lassen. Die Zusatzfrage
ist dann nur noch wie man parallel daraus eine Belichtungsvorlage und
eine Fräsdatei erstellt.

Ein How-To mit diesen Schritten hab ich nicht wirklich gefunden, wenn es das
schon detailiiert giubt würd ich mich auch freuen, ansonsten will ich das Rad
nicht neu erfinden und suche jemanden der mich an der Hand nimmt.

Gebt eurem Herzen einen Stoß, brauche meist nur: "Jetzt machst Du ..." ,
Hinweise aufs manual mit den Fachbegriffen und ab und an die
Möglichkeit Probleme zu lösen.

Grüße

Peter Maul

PS: Ja, L297 ... sind mir auch bekannt - würd ich nicht gerne
diskutieren, es geht ums Prinzip, Schaltung bis zur Leiterplatte.
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Ey ömma, wir sinne Borg. Uns kannze nich widderstehn. Jetzt tunwer dich bei uns beipackn

2

Samstag, 20. Februar 2010, 14:59

RE: step/dir auf Schrittmotor: Vom Schaltplan zur fertigen Leiterplatte - Hilfe / Grundkurs

Hey Peter,

also, es gibt natürlich "1000" Anleitungen zu Eagle light im Netz, auch Schritt für Schritt Anleitungen, aber ich finde dein Projekt trotzdem gut. Ich habe genau diesen Schritt vor nem halben Jahr auch (durch)gemacht (mein Erstlingswerk), und fand es streckenweise trotz der "1000" Anleitungen im Netz teils sehr mühselig (und wenn man in Foren fragt bekommt nur allzu oft die Antwort RTFM, STFW, etc.). Trotzalledem ist allerdings letztendlich das Routen (den Autorouter kannste völlig vergessen) bei weitem der zeitaufwendigste Schritt, und da hilft IMHO keine Anleitung der Welt sondern nur "Erfahrung". Wie auch immer, ich würde hier schon hinundwieder beitragen.

Allerdings:
Auch wenn das aus deinem Post rauskommt dass du diese Diskussion eigentlich nicht führen willst, denke ich könnte es sich schon noch lohnen sich gut zu überlegen welche Schaltung man als Beispiel nehmen will. Ich denke wenn es etwas wäre was sich manche Leute hier aus dem Forum am Ende tatsächlich auch ins Modell einbauen würden, dann würden sich viel mehr interessieren, beitragen, und man könnte dann auch tatsächlich eine gemeinsamme Platinenbestellung organisieren. Mal ehrlich, wer will schon dir deine Platine entwickeln, und wer braucht schon gerade so ne Steppermotoransteuerung? Beleuchtung ist doch immer hipp, warum nicht soetwas in der Art? (gib deinem Herzen einen Stoss...:))

Olli

pem

RCLine User

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3

Samstag, 20. Februar 2010, 15:29

Hallo Olli

erstmal herzlichen Dank für dein Signal ab und an was beizutragen,
genau das Abkürzen des "Erfahrungen machens" hilft wirklich.

zum Steppen - Da ich das Ding auch mit ner Schülergruppe
benutzen werde ist billig grade gut genug - und die Bauteile kosten
ungefähr so viel wie die kids bei nem Kinoabend ausgeben,
Kommt auch daher. Und bei Beleuchtungen hätte auch jeder
wieder seine eigenen Vorstellugnen, Vorhaben, ... Diskussionen...

Da ich ja natürlich auch die vielen Anleitungen sehe (und lesen
kann) werd ich hier sicherlich dann auch erstmal anfangen
(und beschreiben wie ich anfange) - und wer bisserl mitliest kann
dann ja laut "Holzweg" rufen.

lese mich gerade durch den Start mit Eagle, morgen kommt dann
wohl von mir inhaltlich auch der Anfang.

Grüße

PM

sehe grade hats ja auch Spaß an der Verbesserung von Unnötigem :)
Ey ömma, wir sinne Borg. Uns kannze nich widderstehn. Jetzt tunwer dich bei uns beipackn

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »pem« (20. Februar 2010, 15:31)


4

Samstag, 20. Februar 2010, 15:36

wie du sicher schon gesehen hast, geht das Ganze in zwei Schritten, Schaltplan, Board. IMHO ist es nützlich sich für einen Platinenhersteller zu entscheiden BEVOR man mit dem Board anfängt, denn die haben oft Ihre eigenen DesignRuleCheck (DRC)s.
Have fun,
Olli

psfoto

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5

Samstag, 20. Februar 2010, 19:07

Hi Peter

kann jetzt direkt zu eagle wohl nich viel beitragen, arbeite selbst mit target.
Aber im Prinzip schenkt sich das wohl nix.

Wie Olli schon sagte, ist es sinnvoll, erst deinen Schaltplan von oben in eagle neu zu erstellen. (Bei target gehts auch ohne Schaltplan, aber dann fehlen die "Luftlinienen", also: die zu erstellenden Verbindungen)

Zum Erstellen des Schaltplans -wie auch später fürs Layout- gibt es normalerweise Bauteil-Bibliotheken, aus denen dur dir deine Bauteile raussuchen kannst. Hier kann man oft auch schon die Entscheidung über die Bauform treffen (DIL, SMD,....)

Die Bauteile müssen also erstmal auf dein Blatt, dann kannst du die Verbindungen anlegen.
In deinem Fall musst du dir wohl auch noch Gedanken über eine Stromversorgung machen, die fehlt bisher wohl noch.
Anderes Thema sind deine Klemmen. Die gibts wie Sand am Meer mit den verschiedensten Dimnensionen und Rastermaßen. Entweder du findest im Handel DIE Klemme die deine Biblithek hergibt, oder du hast bereits eine Klemme, die irgendwie in die Bibliothek passt.
Dritte Lösung: Sicher kann man in eagle eigene Bauteile anlegen, aber das geht jetzt natürlich schon einen Schritt tiefer, da kann ich dir aus dem Bauch raus nicht mehr weiterhelfen.

Platinenherstellung:
Konservative professionelle Platinenhersteller arbeiten immer noch gerne mit Gerber-Daten, damit liegt die komplette Verantwortung bei dir.
Viele der Protoyp- und Kleinserienfertiger arbeiten aber auch mit offenen Eagle-Dateien, einige davon auch mit target (Multi-PCB, etc..).
Für die Selbst-Herstellung einer Platine brauchts ein Belichtungsgerät, eine Ätzschale/Küvette etc. und ein wenig Chemie.
Und du brauchst einen tauglichen Film....
(Evtl. 2 Filme, wenn doppelseitig kaschiert)
Filme lassen sich -leidlich gut- auf Laser- und Tintenpinkler ausdrucken. Laser sind leider nich sonderlich dicht in der Schwärze und Tintenpinkler neigen zu verschwommen Kanten.
Meine besten Ergebnisse hatte ich bisher mit einer Tinten-Drucker-Folien-Kombination. Die fängt zwar nach ein paar Wochen an auszubluten, aber in der Zeit sollte man das einfach durchziehen.
Professoinelle Lith-Filme wären die beste Lösung, aber die Druckereien sind fast alle schon auf digital umgestiegen, es ist schwer, noch einen klassischen Belichter zu finden.

Doppelseitige Platinen erfordern bei der Selbstherstellung einige Präzision. Wenn du das mit Schülern machen willst, würde ich eher abraten. Lieber ~2 Brücken irgendwo spendieren...

Peter
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RudiRolf

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Beruf: Mechaniker

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6

Sonntag, 21. Februar 2010, 15:24

Hallo
Eine Variante wäre auch man lässt die ganze Sache mit Film und Chemie weg und benutzt eine CNC Fräsmaschine und fräst die Leiterbahnen -Autline- manche Platienenprogramme bieten diese Autlinfunktion an deren Daten man dann an die Software der Fräsmaschine übergiebt bei kleinen Stückzahlen kein Problem und man hat noch ein wenig CNC Anwendung dabei
MfG
Rudi

pem

RCLine User

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7

Sonntag, 21. Februar 2010, 15:37

so hab jetzt erstmal nach den Dienstleistern geschaut:

ELEKTOR http://www.elektorpcbservice.de/

M&V http://pcb-center.de/

HAKA http://www.haka-lp.de/html/muster-_leiterplatten.html

PCB-Pool http://www.pcb-pool.com/ppde/info_pcbpoolprototype.html

MULTIPCB http://www.multipcb.de/ger/sites/pool/index.html

BILEX http://bilex-lp.com/user_d/index.php?p=25&l=d

FISCHER Leiterplatten http://www.fischer-leiterplatten.de/leiterplatten.php


Dazu ein thread aus microcontroller-net : http://www.mikrocontroller.net/topic/138667

Am günstigsten wäre wohl BILEX, ich schau jetzt mal danach welche Anbieter
sich vielleicht empfehlen wenn man was feineres machen möchte.
War ein guter Hinweis erstmal auch auf die Designregeln zu achten.

Gibts ein paar deutliche Erfahrungen die in eine bestimmte Richtung deuten ?

Grüße

PM
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pem

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8

Sonntag, 21. Februar 2010, 15:39

@Rudi & Peter

habe selbst schon Platinen belichtet und geätzt und ein Einsatzzweck der
gerade im bau befindlichen Fräse sind auch Leiterplatten. Trotzdem
will ich im Moment mal files produzieren und an nen Dienstleister
übergeben - man will vielleicht ja auch mal was feineres machen ..
Ey ömma, wir sinne Borg. Uns kannze nich widderstehn. Jetzt tunwer dich bei uns beipackn

psfoto

RCLine User

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9

Sonntag, 21. Februar 2010, 18:36

Hi Peter

Also PCB-Pool und MultiPCB sind Profis, bei denen auch unsere Entwicklung gelegentlich ein paar Schnellschüsse durchzieht.
Wie der Name schon sagt, sind das pools verschiedener Produzenten, die Ergebnisse können -auf Profi-Niveau- auch mal geringfügig schwanken.

Bei Bilex hab ich -vermutlich- auch meine letzten Platinen bestellt.
(Sorry ich finde keine mails mehr, nur noch die Rechnung. Und die kommt aus Plovdic, Bulgarien. Da sitzt ja wohl auch Bilex)
Die werden sich wahrscheinlich eine der ausgemusterten Maschinen aus dem Westen geholt haben. Leiterbahnabstände, Bohrlöcher, etc. sind einfach etwas älterer West-Standard. Für Hobby-Zwecke sollte das aber allemal reichen.
Qualität war ordentlich (auf einem Nutzen war die Lötstop ein wenig verrutscht), Lieferzeit ist etwas lang (Versand aus Bulgarien). Dafür hab ich einen 3x4er-Nutzen zum Preis der bestellten 10 Platinen bekommen, auch nicht schlecht...

Wäre noch die Frage, ob du einen Nutzen mit der light-Version von eagle zusammenstellen kannst? (bei target-light ging das nicht)
Viele der Anbieter haben nämlich eine Mindestgröße für ihre Platinen, und ein paar 74er + Klemmen brauchen ja garnicht soviel Platz.

Peter

edit:
Vergiss' die Fräserei....
Meine doppelseitige Platine mit ca. 6x6 cm und beliebig vielen DKs hat jetzt ca. 8EU gekostet. Die doppleseitigen Kühlflächen für die FETs bekommt man mit Fräsen auch nicht hin. Fräsen ist was für ~5 diskrete Bauteile mit ~2 Anschlüssen, darüber machts eigenltich keinen Sinn mehr.
Ganz zu schweigen von Leiterbahnabständen mit 0,3 mm und dem ganzen Glasfaserstaub...
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Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »psfoto« (21. Februar 2010, 18:52)


pem

RCLine User

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10

Sonntag, 21. Februar 2010, 19:39

so.

PCB-Pool und BILEX als Dienstleister erstmal ausgeguckt.
Von beiden die Designregeln ins dru Verzeichnis ausgepackt.

zu Nutzen und eagle light: Habe mal die Größe der jeweils
drei chips mit Klemmen und das vier mal überschlagen und
bei 100x80 wird es mit Nutzen wohl noch nicht klappen:
(DIL mit Sockeln sind für das Vorhaben eh das richtige.)

Schluß für heute, Vancouver lockt. morgen Schaltplan zeichnen
und genauer über GROUND und + nachlesen.

PM
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pem

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11

Montag, 22. Februar 2010, 19:33

So schon beim Schaltplan zeichnen kommen die ersten
Fragen auf: Es gibt zwei grundsätzliche Möglichkeiten
Plan aufzubauen:

Entweder mit DIL14, DIL16 und (für ULN2803) DIL 18
Sockeln-

oder mit den 74LS.. aus der Logik-Bibliothek.

Interessanterweise löst Eagle die 74er in ihre Logik-Elemente
auf: Also das QUAD 2-INPUT EXCLUSIVE OR GATE 74LS86
tatsächlich in vier Gates. Das hat beim Schaltplan aufbauen
sicherlich Vorteile, ist für mich im Moment aber etwas lästig weil
die Eingänge links und der Ausgang rechts angeordnet sind,
beim ja schon vorliegenden Verdrahtungsplan aber die Pins
beim Chip in line nebeneinander liegen.
Der 74LS112 wird in zwei Flip-Flops aufgelöst, der ULN2803
bleibt so wie der Käfer selbst ausschaut - mit 18 Pins.

Wenn ich statt der 74er aus der Bauteilbibliothek aber Sockel
hole, dann beiben die alle unaufgelöst und ich kann die Ver-
schaltung direkt aus den Plan übernehmen. Wär in diesem
Fall natürlich einfacher.

Frage: Was/welche Funktionen von Eagle verschenkt man
eigentlich damit, wenn man nur die Sockel einbindet und
nicht die Chips ? (Natürlich wie in diesem Fall, ich will eh
Sockel und es kommt nicht auf den Milimeter an.)

Grüße

PM
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12

Montag, 22. Februar 2010, 19:42

das du beim routen des Boards leicht die Pins und gar die Gatter wechseln kannst... wenn du also z.B. Gatter 1 mit Gatter 2 vertauschen wollen würdest weil dann die Leiterbahnen viel leichter, kürzer, besser, schöner, etc zu verlegen wären...

pem

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13

Montag, 22. Februar 2010, 21:19

das ist wirklich schlau. Das probier ich aus. Ich mach mal
beide Varianten und seh was rauskommen kann. DAS ist
ein überzeugender Grund :ok:

(ich dachte nur an electrical rule Check - und konnte mir
nicht so recht vorstellen ob der mehr als basics können
könnte...)

morgen weiter

Grüße

PM
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14

Dienstag, 23. Februar 2010, 14:41

Kleiner Hinweis:

Ich sag nur EAGLE-Funktionen "Pinswap" und "Gateswap"

Gruß,
Andreas

pem

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15

Dienstag, 23. Februar 2010, 18:01

so. ein erster Schaltplan mit Sockeln gezeichnet und
ein erstes board mit Autorouter erstellt.

ERC Check war hilfreich weil fehlende junctions
angezeigt wurden und falsch plazierte + Symbole
aufflogen. Nach editierung nur noch die Fehler
dass sowohl Sockel als auch Klemmen ohne Wert
wären. Heißt das was ?

Danach Bauteile plaziert und gedreht und den
Autorouter angeworfen. Rausgefunden wie man
die Rückseite stilllegt (Layer 16 N/A) und dann
wars erstmal ok. Ergebnis siehe unten.

Gefällt mir noch nicht so gut, weil noch Luftlinien drin
sind, die ich gern über teilweise verlegte Leiterbahnen
und Brücken darstellen würde. Wie würde ich das machen ?

Außerdem würde ich gerne die 12 Volt Bahnen
(können ja auch mehr als 12 sein) dicker als
"normal" definieren würde. (Wie dick ist eigentlich
normal ?)

Was fällt Euch noch ein / auf ?
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16

Dienstag, 23. Februar 2010, 18:02

board.

Außerdem - gibt es eine Möglichkeit, den Autorouter andere
Varianten anzeigen zu lassen ? Wie würde man das machen ?
(könnte ja sein, dass weniger Luflinien oder angenehmere
übrigbleiben. Denk ich mir.)

PS: Danke Andreas für den Pinswap ,,, zu der Variante bin ich noch nicht
gekommen.

Ach ja, die Verbindung von 12V Ground über die Chips-GRD zu X2
liegt so blöde, dass die Verbindungen vom ULN (IC3) zu den
Klemmen wirklich saublöd laufen. Wenn ich die Motorplus Klemme
(ganz rechts bei X3 auf die andere Seite lege, dann müßte das
doch geradliniger verlaufen... ?)
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pem

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17

Dienstag, 23. Februar 2010, 18:18

noch was: Das Verzeichnis des projektes sieht für mich etwas
seltsam aus. Welche Dateien müßte ich zippen, um sie hier
einzustellen - und was stellen die anderen dar ??

Grüße und Danke an alle die mitlesen.
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Dienstag, 23. Februar 2010, 20:12

Alle ohne '#' in der Extension sind wichtig, wenn ich mich richtig erinnere.

pem

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Dienstag, 23. Februar 2010, 20:57

erste version
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20

Mittwoch, 24. Februar 2010, 16:32

mal weiter daran gefeilt. Gab verschiedene Inkonsistente Zustände
als ich versucht habe die Belegung der Motorklemmen direkter
zu gestalten; Löschen und neu verbinden half dann, weiss aber immer
noch nicht genau in welcher Reihenfolge man da besser dran dreht
und welche Aktionen man vermeiden muss um die Inkonsistenzen
nicht hervorzurufen. Ist aber wieder konsistent.

Dickere Leiterbahnen sind ok, Pads für Drahtbrücken sind auch erledigt,
jetzt sind die drei Drahtbrücken halt auf Layer 16 - d.h. Platinenrückseite
=blau sichtbar.

Noch vier Pads eingefügt um die vier Steuersignale für den ULN2803
vor der Endstufe abgreifen zu können - damit müßte man die billigen
Pollin Endstufen auch mit step/dir treiben können. Hab ich aber noch nicht
getestet.

Kommentare ? Könnte ich das so an nen Dienstleister geben ? (Will
das noch nicht wirklich, es sollen ja vier drauf - es geht mir erstmal
um vielleicht gemachte Dummheiten schon in diesem Layout.)

Grüße

PM
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