Vocês incluíram as conexões do Breakout IMU e do servo motor?

Adicionei hoje os conectores dos servos 9g e do IMU.

Conferi o esquemático do step down de 3.3V.
Do jeito que está parece que vai funcionar bem.

Vou deixar umas informações do datasheet que não são críticas, mas podem influenciar no layout:

Cin¶

If the input supply is located more than a few inches from the device or converter,
additional bulk capacitance may be required in addition to the ceramic bypass capacitor. An electrolytic capacitor
with a value of 47 uF is a typical choice.

Página 21 do datasheet em anexo

No caso, não foi adicionado o capacitor no circuito. Então o circuito fica bem próximo ao conector da bateria.
Pode-se adicionar o capacitor mencionado a cima para dar mais segurança e liberdade no design também.

Cout¶

The COUT is the sum of nominal output capacitance. Two 22-uF, 0805, 16V capacitors are
recommended for VOUT <= 5V

Página 17 do datasheet em anexo

No caso, os capacitores que vocês escolheram são de 10V. No entanto, acho que não tem muito problema manter eles porque ainda fica bem longe da tensão de saída que é 3.3V.

Esquemático step down 5V¶

Capacitor Cff1¶

É melhor trocar o capacitor Cff1. Eu vi aqui que o empacotamento dele 0201, que é muito pequeno e não tem necessidade.
Confiram os outros resistores e capacitores e vejam se tem algum que não seja 0402, 0603 ou 0805 em medidas imperiais.
Componentes fora dos empacotamentos acima podem ser usados para cumprir critérios mais específicos, mas no geral ou serão muito pequenos ou muito grandes para utilização ordinária.

PGND¶

Tem que aterrar o PGND também. Eu olhei o diagrama de blocos do CI e vi que não há pull-down interno. Na verdade, a tolerância é dele é baixa (-0.1 / 0.1).
Lembrem de adicionar stitches próximos a esse pino durante o layout.

Cin¶

Vale a pena adicionar um capacitor bulk na entrada Vin nesse caso. É o mesmo caso que o outro, mas vai ser mais difícil deixar os dois circuitos (5v e 3.3V) bem próximos da alimentação.
Lê-se bem próximo como uma distância menor que 1 polegada entre o conector da bateria e o CI em si.

If the input voltage supply is located far from the TPS566231 and TPS566238 circuit, additional input bulk capacitance is recommended, typical values are 100 uF to 470 uF.

Confiram se o pitch dos headers que vocês escolheram é 2,54mm.
Se não for, tem que substituir para que sejam porque é o tamanho padrão para os headers da raspberry e dos conectores DuPont dos jumpers.
Confirmem também se o pitch do header da MyRio também é 2,54mm. Provavelmente será, mas é bom conferir.

Gabriel Lima escreveu:

Diagrama de blocos do hardware

No diagrama de blocos é sempre interessante indicar qual o tipo (protocolo) de comunicação entre os blocos.

Melhorar os esquemáticos com mais uso das net labels, por exemplo a label GND. Em especial no componente TPS566231. Isso torna a visualização mais próxima do que é apresentado nos typical application (que é nosso objetivo).

A conferência pode ser facilitada se os valores dos componentes aparecerem no esquemático, ou se a BOM for gerado.

Melhorar a organização do esquemático, está difícil de entender quem se relaciona com quem ao meu ver.

Fiz também todas as correções que o Erick e o Nícolas passaram. Adicionei os capacitores às entradas dos reguladores de 5v e 3v3, organizei os esquemas utilizando Net Labels e o PGND foi aterrado. Troquei também o Cff1 de 0201 por 0603. Só não entendi a parte de colocar os valores no esquemático. Seria adicionar um text string do lado de cada componente com algo do tipo "47uF 0805"?

Comecei aqui a fazer o posicionamento dos componentes e percebi que o tamanho da placa vai realmente ter que aumentar em ambos os sentidos.

Uma coisa que eu percebi enquanto estava posicionando os componentes é que o CI do regulador de 5v é bem pequeno (1.50mm x 2.00mm). Isso pode causar problemas do tipo ser impossível de soldar ou a PCB custar muito caro? Ou dá uma diferença muito pequena?

Gabriel Lima escreveu:

Uma coisa que eu percebi enquanto estava posicionando os componentes é que o CI do regulador de 5v é bem pequeno (1.50mm x 2.00mm). Isso pode causar problemas do tipo ser impossível de soldar ou a PCB custar muito caro? Ou dá uma diferença muito pequena?

Com ferro de solda e estanho não deve dar para soldar bem. Acredito que a melhor saída seria pedir o stencil da placa quando enviar os Gerber files para manufatura e aqui usar pasta de solda com assoprador ou forno, que seria o jeito mais fácil de soldar até os maiores.

Com relação ao preço da PCB, vocês tem que ver a largura e o espaçamento entre os pads do empacotamento. Se ele for menor que 6mil (approx 0,15 mm), vai aumentar consideravelmente o preço. Essa restrição vale para qualquer componente do circuito e para as trilhas.

Medi aqui a distância entre os pads e o tamanho deles e vi que a menor delas foi de 7.685mil, então imagino que estamos dentro dos limites da manufatura.

Quais outras limitações eu devo colocar? O que seriam mínimos para larguras de trilhas, espaçamentos, tamanho da fonte no overlay, etc.?

Gabriel Lima escreveu:

Quais outras limitações eu devo colocar? O que seriam mínimos para larguras de trilhas, espaçamentos, tamanho da fonte no overlay, etc.?

Use o PCBSaturn para calcular a largura indicada para as trilhas. O mínimo para trilhas é 6 mil, mas é bom colocar a mais quando possível. Uma largura de 10 mil deve ser o suficiente para trilhas de pinos digitais. Os espaçamentos entre trilhas e pads se chama clearence e vai ter regras separadas no menu do Altium.

O tamanho da fonte no overlay não tem muita restrição, mas é bom colocar elas em um tamanho confortável para você ler e conseguir debugar, soldar e fazer manutenção depois. Isso vai fazer diferença. Lembra de colocar manualmente nos headers também

Existe também uma distância mínima que a trilha tem que estar da borda da placa?

Gabriel Lima escreveu:

O que eu devo colocar em cada um desses parâmetros circulados de vermelho?

Copper¶

Muda a unidade para imperial

Grossura do cobre:
35 um equivale a 1oz/ft^2 de cobre, que é a medida padrão.

Geralmente as emrpesas de manufatura dão só a grossura final do cobre. Não tenho certeza se elas preenchem com 1oz de cobre já da placa, com plating ou um mix dos dois.

O ideal é confirmar onde vai ser feito o pedido da placa e confirmar isso com eles, mas veja se tem muita diferença entre colocar

1oz base copper weight/Plating thickness: bare PCB ou;
0.5oz base copper weight/Plating thickness: 0.5oz

Se n fizer muita diferença, não precisa se preocupar e vc pode colocar qualquer um dos dois.

Substrato¶

Usa FR-4 STD mesmo e não mexe no Tg

Temp Rise¶

Não deve mudar tanto o resultado final. Coloca uns 40 pensando em uma temperatura final de 70, por exemplo, mas é difícil de prever. Estabelece uma faixa de valores razoável.

Lembra também que isso é uma estimativa de valor mínimo. É bom colocar uma margem de segurança em cima do valor que for dado

Gabriel Lima escreveu:

Existe também uma distância mínima que a trilha tem que estar da borda da placa?

Existe sim, mas elas não sao muito grandes. Só cuidado para não deixar tangenciando.
Dá uma olhada na tarefa da placa da VSS que eles tiveram um problema desse na manufatura.

Temos um projeto sem erros elétricos na compilação! Todas as trilhas já estão roteadas. Fiquei com dúvida apenas no "minimum solder mask sliver". Quanto devo colocar nas regras?

Gabriel Lima escreveu:

Temos um projeto sem erros elétricos na compilação! Todas as trilhas já estão roteadas. Fiquei com dúvida apenas no "minimum solder mask sliver". Quanto devo colocar nas regras?

Isso seria o tamanho das ilhas de solda, que vão facilitar na hora de colocar os componentes em si. A rule não costuma ser um problema, mas é interessante colocar algo que fique tranquilo de soldar depois. Geralmente as que vêm de footprints confiáveis já são os indicados.

Manda a foto da Top e bottom layer em 2d e em 3d aqui

Adicionei uma trilha de alimentasção 5v do Raspberry Pi no bottom layer e mudei de lugar a trilha de alimentação dos servos 3 a 6

Coloca o print da placa em 2d (bottom e top) dando shelve no plano GND com as alterações

Coloquem em discussão o MOSFET que vocês estavam querendo usar aqui no redmine também

O MOSFET que estamos pensando em utilizar é o FQB22P10 (https://br.mouser.com/datasheet/2/308/FQB22P10-D-1809749.pdf). É um MOSFET P-Channel que suporta nossas necessidades de Ids e Vgs. A ideia é montar um circuito de power no mesmo esquema da VSS, onde uma pequena chave é utilziada apenas para acionar o gate do MOSFET.

Estou fazendo aqui as adequações dos reguladores de tensão aos guidelines do TPS56339 e não entendi o significado dessas três regras e como elas se aplicam ao projeto.

8. Make a Kelvin connection to the GND pin for the feedback path.
9. Voltage feedback loop should be placed away from the high-voltage switching trace, and preferably has
ground shield.
10. The trace of the VFB node should be as small as possible to avoid noise coupling.

Removi as quinas das trilhas e fiz alterações para seguir os guidelines dos reguladores. Só faltam os guidelines do comentário anterior mesmo

Gabriel Lima escreveu:

Estou fazendo aqui as adequações dos reguladores de tensão aos guidelines do TPS56339 e não entendi o significado dessas três regras e como elas se aplicam ao projeto.

8. Make a Kelvin connection to the GND pin for the feedback path.
9. Voltage feedback loop should be placed away from the high-voltage switching trace, and preferably has
ground shield.
10. The trace of the VFB node should be as small as possible to avoid noise coupling.

VFB seria o nó do pino FB do CI. Pesquisa sobre "buck converter loop" no youtube/google. Daí vai dar para entender bem o que é feedback path, high voltage switching etc..

Talvez não seja aplicável nesse design. A conexão seria feita em torno do resistor R6. No caso do layout do datasheet que eu enviei acima, ela seria o resistor R4 em série com o C5.

No caso, não vi outras citações sobre como dimensionar eles no datasheet - diferente dos outros componentes do design. Na verdade, só vi eles sendo mencionados durante os guidelines.

O preço pelo PCBWay, usando FedEx ficou o seguinte:

PCB Cost: US$ 27
Stencil Cost: US$ 15
Shipping: US$ 69
-----------------------------
Total: US$ 111

Montado o esquemático do circuito de Power.

Terminamos de colocar o circuito de power na PCB e novamente temos um projeto sem erros elétricos na compilação.

André Vidal escreveu:

O preço pelo PCBWay, usando FedEx ficou o seguinte:

PCB Cost: US$ 27
Stencil Cost: US$ 15
Shipping: US$ 69
-----------------------------
Total: US$ 111

Manda um print dos parâmetros de manufatura que vocês colocaram lá.

André Vidal escreveu:

Verificaram a potência dissiada no MOSFET para ver se precisa do dissipador? Coloca as contas aqui

André Vidal escreveu:

Erick Bezerra de Carvalho escreveu:

André Vidal escreveu:

O preço pelo PCBWay, usando FedEx ficou o seguinte:

PCB Cost: US$ 27
Stencil Cost: US$ 15
Shipping: US$ 69
-----------------------------
Total: US$ 111

Manda um print dos parâmetros de manufatura que vocês colocaram lá.

Seguem os parâmetros:

A grossura padrão é 1,6mm. Vê quanto fica o preço para 10 placas também. Da última vez que eu pedi, o preço para pedir 5 e 10 era o mesmo.

Lembra de demarcar as bordas da placa antes também. A marcação pode ser feita na Mechanical Layer 1 mesmo, mas confere se não tem nenhuma outra coisa nessa layer.

Tirando isso, se eu não me engano, tem um tutorial no próprio site da PCBWay também que ensina a gerar os gerbers necessários para envio. Na prática, devem ser gerados os gerbers e os arquivos de furação para o envio.

Foi modificado o projeto da placa para as limitações do LPKF, sendo criada uma nova branch (LPKF). Adcionamos também o conector do LIDAR VL53L0X.
Existe alguma tolerância para a Clearance Constraint de 0.2mm? No regulador de 5v há casos de 0.195mm na distância entre os pads. Os stitchs foram retirados e posteriormente serão recolocados.

André Vidal escreveu:

Foi modificado o projeto da placa para as limitações do LPKF, sendo criada uma nova branch (LPKF). Adcionamos também o conector do LIDAR VL53L0X.
Existe alguma tolerância para a Clearance Constraint de 0.2mm? No regulador de 5v há casos de 0.195mm na distância entre os pads. Os stitchs foram retirados e posteriormente serão recolocados.

Tem que verificar com o local que vai fazer a manufatura. No pior dos casos, dá para substituir o step down de 5v pelo de 3.3V mudando um pouco o circuito dele

Foram trocados os componentes pelos equivalentes que tinha na IMBEL de acordo com a lista que o Sérgio colocou na planilha do BOM

O projeto sofreu trocas de componentes em virtude dos novos estarem disponíveis da IMBEL, havendo mudanças na PCB. Foi prototipada a primeira placa. Porém, com as mudanças nos componentes, ela irá sofrer alterações, também por conta dos conectores dos motores AX12 precisarem de um diâmetro maior nos furos dos pinos que não são GND.