@shiningman
Der Umstieg auf vier lagen ist relativ leicht:
zwei neue Lagen rein, eine GND, eine Spannung ( je nach Bereich teilst du das auf in 3V3 5V usw..
dann an den entsprechenden Komponenten ein via setzen.
damit hast du auf top&bottom mehr Platz und kannst da auch besser routen.
Bei den Projekten auf der Arbeit verwenden wir nach Möglichkeite keine Elkos mehr, weil:
brauchen mehr Platz, haben eine begrenzte Lebensdauer (trocknen aus), deutlich schlechterer Innenwiderstand bei steigender Frequenz.
Das heißt, dass hochfrequenze Störungen ( also EMV) mit Kerkos (MLCC) besser bedämpft werden, wie man bei folgendem Bild sehen kann
https://weblogographic.com/difference-between-ceramic
Das Ziel von den Kondensatoren nahe am Bauteil ist es, die Stromimpulse abzufangen, den Strom zu liefern und möglichst wenig Störungen zu erzeugen.
Da sind kerkos einfach besser.
Ich habe eine recht komplexe Platine mit großem STM32, ESP32, Display, Mosfets usw. entwickelt und dabei keinen einzigen Elko benutzt. Alles mit Kerkos.
Für die großen Stromschleifen mit den Spannungsversorgungen ist es das gleiche problem, da erzeugst du magnetische Felder.
wie in diesem Bild:
sind die Strom hin und Rückwege nah aneinander, dann entsteht nur ein geringes Magnetfeld ( grün)
sind die hin und Rückwege weiter weg, dann entsteht ein großes Magnetfeld.
Die Platine wird auch so funktionieren, aber dann KANN es sein, dass irgendwelche anderen Geräte plötzlich andere Funkbetriebene Geräte plötzlich gestört werden.
Dieses "kann stören" muss man als Entwickler möglichst gering machen, damit da möglichst wenig strahlt.
Der CAN-Bus hat z.b. recht steile flanken, da der das signal ja sauber erstellen muss. diese Steilen flanken beinhalten hohe Frequenzen, die sich dann als Störungen ausbreiten können. Das schwierige an EMV ist halt, dass man es nicht sehen, riechen oder fühlen kann.
Das sind dann solche Phänomene wie man sie auch in diesem Forum lesen könnte: nachdem man Gerät XY anschließt, geht das W-Lan des WR nicht mehr.
Was mir noch im Schaltplan aufgefallen ist:
Für "Probleme beim Boot" hast du den CAN_Rx und H_MISO als Pullup/Down vorgesehen, aber die jeweiligen Leitungen, die zu der Peripherie gehen nicht getrennt.
Sprich wenn der CAN-Treiber den Pin auf GND zieht und du ihn auf High ziehst, dann haste im CAN-treiber nen Kurzschluss erzeugt.
Das mag der Chip nicht so gerne.
beim OP würde ich auch noch nen 10uF Kerko hinzufügen, da die eine recht stabile Spannungsversorgung haben wollen.
Generell finde ichs recht schön, dass du beim Schaltplan mit Hierarchie ebenen Arbeitest,
optisch ist das aber so, dass man Schaltpläne von oben nach unten und von links nach rechts liest.
Nach oben Vcc, nach unten GND Symbole.
Hast du größtenteils drin, aber nicht überall.
Ist aber auch Geschmackssache und jeder machts anders. Beispielsweise bei den Relais würde ich es so machen:
Ebenfalls Kondensatoren, da wo die im Layout hinsollen, würde ich im Schaltplan auch verbinden:
Aber wie gesagt, Geschmacks/ Firmeninterne Sache. Wenn die C's kommentiert sind oder man eindeutig sieht, zu was die gehören, dann passt das auch.
Bei den Mosfets, die die Relais ansteuern würde ich noch ans Gate einen 10-20Ohm widerstand zur Strombegrenzung einbauen um den Pin des ESP32 zu schonen. Im Einschaltmoment ist das Gate entladen und muss nun schlagartig voll werden. Dafür "sieht" der Ausgang im ersten moment einen reinen Kurzschluss nach Masse. Um dies etwas zu minimieren und dennoch steile Schaltflanken zu haben empfehle ich einen kleinen Widerstand. Der 100kOhm pull down an den Mosfets würde ich durch 10k ersetzen. 100kOhm sind etwas hoch als Pull down.
Die Terminierung am CAN-Bus mit dem Tiefpass gefällt mir auf jedenfall, das schließt hochfrequente Stürungen kurz.
Vorwiderstand an den LEDs würde ich etwas höher ansetzen, die meisten LEDs sind eh so hell, dass man die gar nicht auf voller Leistung laufen lassen will, das "blendet" erfahrungsgemäß nur.
Schmelzsicherungen kann man verwenden, bei solchen sachen bin ich eher Freund von PTC sicherungen.
Je nachdem welches Netzteil man anschließt kann es sein, dass die Sicherung gar nicht auslösen kann ( Netzteil liefert nicht genug Strom zum abschalten, sondern hält den Strom einfach).
PTC Sicherungen werden warm und damit hochohmig. Sobald der strom geringer wird kühlen die Sicherungen ab und werden wieder hochohmig.
Kann man ändern, muss man aber nicht ( sind auch wieder persönliche vorlieben)
Den 3V3 LM078 würde ich auch an V_IN anschließen, damit belastest du den 5V regler nicht noch zusätzlich. Laut Datenblatt brauch der mindestens 4,75V Eingangsspannung, das finde ich unter Beachtung der Ausgangsspannung von +-0,4% ( also schlimmstenfalls liefert der Regler nur 4,8V) seeeehr knapp.
Für den 5V typ haste auch z.B. eine "max. capacitive load" von 680uF. Da biste schon drüber. Das bedeutet, dass es sein kann, dass der Reglers es nicht schafft anzulaufen, da die Last am Ausgang zu groß ist. ( da leere Kondensatoren viel Strom im Einschaltmoment ziehen).
