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elektronik_labor:intro [2020/10/07 17:41] tfischer angelegt |
elektronik_labor:intro [2023/11/06 02:45] (aktuell) mexleadmin [3.1 Themen] |
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| ====== Intro in das Elektronik Labor ====== | ====== Intro in das Elektronik Labor ====== | ||
| - | ===== 1. Woche ===== | + | ===== 1. Stunde |
| + | |||
| + | ==== 1.1 Themen ==== | ||
| + | |||
| + | - Vorstellung: | ||
| + | - Ralf | ||
| + | - https:// | ||
| + | |||
| + | - Stundenplan | ||
| + | - warum 3 Blöcke? --> Semester Blockweise eingeteilt, Details kommen gleich | ||
| + | |||
| + | - Beispiele für MEXLE System und Anwendung | ||
| + | - https:// | ||
| + | - Elektronische Systeme im SoSe | ||
| + | |||
| + | - ILIAS: | ||
| + | - nicht viel: nur Gruppeneinteilung, | ||
| - Einführung in die Wikiseite | - Einführung in die Wikiseite | ||
| + | - Projekte im WiSe 2023 --> Übersicht des allgemeinen Verlaufs | ||
| + | - Schritte in der Prozessentwicklung | ||
| + | - Redmine | ||
| - | Hausarbeit: | + | Hausaufgabe: |
| - | - Arbeiten Sie die Kapitel 0. und 1. durch und melden Sie sich insbesondere bei Redmine an. | + | - unbedingt |
| + | - Rechner ist für morgen auch schon sinnvoll | ||
| + | ==== 1.2 Hausarbeit ==== | ||
| + | - Arbeiten Sie die Kapitel [[elektronik_labor: | ||
| - | ===== 2. Woche ===== | + | ===== 2. Stunde |
| + | |||
| + | ==== 2.1 Themen | ||
| - | Abstract der Veranstaltung in der 2. Woche | ||
| - Warum soll modularisiert werden? | - Warum soll modularisiert werden? | ||
| - Testbarkeit | - Testbarkeit | ||
| - Systematisierung (z.B. nach EVA) | - Systematisierung (z.B. nach EVA) | ||
| - EMV | - EMV | ||
| - | - Komponentensuche | + | - Komponentensuche |
| - | - Distributoren: | + | - [[https:// |
| - Beispiel: " | - Beispiel: " | ||
| - Beispiel: DRV8825 --> Gehäuse | - Beispiel: DRV8825 --> Gehäuse | ||
| - Datasheet DRV8825 (Aufbau) | - Datasheet DRV8825 (Aufbau) | ||
| - | - 1.-4. Zusammenfassung | + | - 1.-4. Zusammenfassung |
| - 6. Pin Config | - 6. Pin Config | ||
| - 6. Pin Functions --> Description: | - 6. Pin Functions --> Description: | ||
| Zeile 29: | Zeile 52: | ||
| - 9. Innerer Aufbau (9.4.1.2) H-Brücke | - 9. Innerer Aufbau (9.4.1.2) H-Brücke | ||
| - Wichtig für die Auslegung: 7. Absolute Maximum Ratings | - Wichtig für die Auslegung: 7. Absolute Maximum Ratings | ||
| - | - Wichtig für **alle** schaltenden ICs (Treiber, OPV, uCs): verwenden Sie [[http:// | + | - Wichtig für **alle** |
| - Beschreibung der Bewertung: | - Beschreibung der Bewertung: | ||
| - Vorgaben der zu Projektideen wurden umgesetzt | - Vorgaben der zu Projektideen wurden umgesetzt | ||
| - Schaltung und Layout sind in ausreichendem Zustand (siehe Checkliste Kapitel 3. und 4.) | - Schaltung und Layout sind in ausreichendem Zustand (siehe Checkliste Kapitel 3. und 4.) | ||
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| + | ===== 3. Stunde ===== | ||
| + | |||
| + | ==== 3.1 Themen ==== | ||
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| + | - KiCAD starten | ||
| + | |||
| + | === kurzer Blick in den Project Manager === | ||
| + | - links: Shortcuts | ||
| + | - Buttons: Neues Projekt / Projekt öffnen --> wie unter dem Menü Datei | ||
| + | - Button unten: Projekt-Ordner im Explorer öffnen | ||
| + | - Button Aktualisieren, | ||
| + | - Oben: Menu | ||
| + | - Datei, Bearbeiten, Ansicht, Werkzeuge: nicht ganz so neue Dinge | ||
| + | - Einstellungen: | ||
| + | - Einstellungen: | ||
| + | - Sprache einstellen | ||
| + | - Hilfe | ||
| + | - Hilfe, Erste Schritte --> geht noch auf die KiCAD Seite | ||
| + | - Tastaturbefehle --> gutes Nachschlagewerk und zum anpassen, wenn ähnliche Handgriffe mehrmals ausgeführt werden müssen | ||
| + | - Editoren beschreiben | ||
| + | - Vorhandenes Demo-Projekt öffnen: '' | ||
| + | - kicad_pcb | ||
| + | - --> Platine, aber "etwas bunt" | ||
| + | - hier kommen Details später, aber Ansicht > 3D Betrachter für " | ||
| + | - kicad_sch | ||
| + | - --> Schaltung, hier viele ICs und wenig andere Komponenten | ||
| + | - Entkoppelkondensatoren! | ||
| + | - tux.kicad_sym | ||
| + | - --> doppelklick: | ||
| + | - Ne, links ist Explorer. Hier nach dem Namen der Datei suchen, also tux | ||
| + | - --> Ein Bild als Umrandung einer Fläche | ||
| + | - interf_u_schlib.kicad_sym -> selbst analysieren (beinhaltet untypische Projekt Symbole) | ||
| + | - wks Datei --> Rahmen | ||
| + | - rechter-Maus-Klick auf eine Datei --> Texteditor --> Alle Dateien sind " | ||
| + | - etwas näher dran Demo-Projekt | ||
| + | - schematic öffnen --> was sind das für Komponenten? | ||
| + | - keine Opamps (nur ein Eingang)! sondern Buffer | ||
| + | - Schottky Dioden --> ESD | ||
| + | - was ist unten links? --> Linearwandler | ||
| + | - rechts unten LT1373 --> Schaltregler | ||
| + | - oben Rechts Platine im Platineneditor öffnen | ||
| + | - viele THT Komponenten --> bei uns nicht! | ||
| + | |||
| + | === tieferer Blick in den Schaltplan Editor === | ||
| + | - Neues Projekt anlegen: | ||
| + | - Button links | ||
| + | - Ordner anlegen | ||
| + | - Doppelklick auf *.kicad_sch oder rechts auf das Schaltplaneditor-Icon | ||
| + | - " | ||
| + | - W --> wire | ||
| + | - ein paar wires malen | ||
| + | - ESC beschreiben | ||
| + | - Doppelklick -> (fast) immer Eigenschaften. hier bitte alle Eigenschaften so lassen | ||
| + | - Unterschied: | ||
| + | - Verbindung mit junction --> Shortcut '' | ||
| + | - Leiste Links: | ||
| + | - Raster | ||
| + | - umstellen mil <-> mm (was ist mil?) | ||
| + | - nur 90° Winkel im Schaltplan nutzen! | ||
| + | - Annotation zunächst nicht relevant | ||
| + | - Leiste Rechts | ||
| + | - Highlighting --> für Fehlersuche: | ||
| + | - Symbole einfügen (Shortcut A) | ||
| + | - z.B. Widerstand einfügen mit '' | ||
| + | - mit Taste '' | ||
| + | - beim Einfügen '' | ||
| + | - Gleich mal OpAmp einfügen | ||
| + | - TL07x - " | ||
| + | - Unterschied TL071, TL072, TL074 | ||
| + | - Wir wählen TL072 | ||
| + | - Was, wenn Teile nicht eingefügt wurden? --> Wenn eins fehlt: einfach nochmal nur die fehlende Unit einfügen | ||
| + | - Achtung: hier können Komponenten doppelt eingefügt werden | ||
| + | - Gleich auch mal die Platine ansehen: | ||
| + | - nix drauf | ||
| + | - --> ok. muss übertrgen werden: Icon Änderungen übertragen oder Shortcut '' | ||
| + | - es kommen Fehler '' | ||
| + | - Wichtig: Es wird empfohlen beim Einfügen der Komponenten gleich den Footprint auszuwählen | ||
| + | - Wir brauchen das Datasheet! --> suchen bis " | ||
| + | - Doppelklick oder '' | ||
| + | - Footprint-Bib Browser | ||
| + | - Packages betrachten (Unterschiede) | ||
| + | - SMD vs THT -> SMD: Lötofen vs. Handlöten | ||
| + | - hier: SOT-23-8 | ||
| + | - Selbst suchen: für einzelnen Widerstand SMD 0603 (nicht Handsolder) | ||
| + | - Widerstand kopieren --> dann passt gleich der Footprint! | ||
| + | - Selbst mal Kondensator einfügen incl. Package | ||
| + | - --> Shortcut '' | ||
| + | - Am besten hier Elemente kopieren --> Supply löschen, Referenz und Einheit ändern | ||
| + | - (Unterschied zwischen M.. Move und D... Drag) | ||
| + | - Versorgung fehlt: | ||
| + | - Zunächst nachsehen: ist der Opamp unipolar oder bipolar? --> datenblatt! wenn so nicht beschrieben: | ||
| + | - Potentiale einfügen, siehe rechts: Ground oder 5V oder andere feste Potentiale | ||
| + | - Hier +5V, -5V | ||
| + | - GND an nicht inv Eingang | ||
| + | - Scheinen fertig zu sein | ||
| + | - Mal überprüfen lassen--> | ||
| + | - Connector für den Anschluss nutzen. --> im Elementebrowser (Shortcut '' | ||
| + | - wieviele Pins brauchen wir? --> 5 (V-, V+, GND, AIn, AOut) | ||
| + | - könnte man z.B. 1x5 oder 2x3 nutzen --> Suche '' | ||
| + | - Durchzählen erklären | ||
| + | - hier z.B. '' | ||
| + | - Footprint: Connector und '' | ||
| + | - Connector verbinden | ||
| + | - bitte jetzt nicht direkt verbinden! --> Kabelsalat | ||
| + | - erstmal Sortierung überlegen, hier z.B. eine Seite 5V, GND, -5V; andere Seite Ain, Aout | ||
| + | - Was tun statt sortierung? | ||
| + | - --> Power Symbole nutzen (5V, GND, -5V) | ||
| + | - --> Netzbezeichner für Ain und Aout einfügen, Shortcut '' | ||
| + | - nochmal überprüfen --> immernoch 4 Fehler , aber jetzt etwas anders | ||
| + | - Powerflag, um dem kiCAD mitzuteilen, | ||
| + | - je ein Powerflag am Connector bei 5V, GND, -5V --> Spannungssymbole einfügen '' | ||
| + | - nochmal | ||
| + | |||
| + | FERTIG! | ||
| + | Was gibt's noch? | ||
| + | - Bus | ||
| + | - einfügen eines Busses (mehrere funktional-zusammenhängende Verbindungen " | ||
| + | - " | ||
| + | - Hierarchien | ||
| + | - Seite hinzufügen | ||
| + | - Pin für Hierarchie | ||
| + | - Pin in anderer Seite einfügen | ||
| + | - Zeichenobjekte hinzufügen --> Linien zur Abtrennung sinnvoll | ||
| + | - Suchen: ''< | ||
| + | |||
| + | === tieferer Blick in den Layout Editor === | ||
| + | |||
| + | - mil vs mm | ||
| + | - Verbindungen routen: '' | ||
| + | - Objekte verschieben: | ||
| + | - Ursprung umpositionieren: | ||
| + | - unter '' | ||
| + | - rechts Icon " | ||
| + | - Rand der Platine | ||
| + | - rechts Edge-Cuts anklicken | ||
| + | - Rechteck zeichnen | ||
| + | - Alternativ auch mit Linien, Kreisbogen, Kreis, Polygon | ||
| + | - Falls die Enden nicht genau verbunden werden können: Ursprung mittels Shortcut '' | ||
| + | - Ratsnest (Massefüllfläche) erstellen | ||
| + | - F.Cu oder B.Cu anwählen | ||
| + | - Shortcut: ''< | ||
| + | - erste Ecke anklicken | ||
| + | - äußerste Lagen auswählen | ||
| + | - als Netz GND auswählen | ||
| + | - '' | ||
| + | |||
| + | - nacheinander die Ecken des Polygons anklicken (am beste ) | ||
| + | |||
| + | - '' | ||
| + | - Lagenaufbau > techn. Lagenaufbau > 2-Lagig / 4-Lagig \\ Siehe auch https:// | ||
| + | - Designregeln > z.B. Kupfer zu Rand-Freiraum | ||
| + | - Design rules | ||
| + | * Design rules from [[https:// | ||
| + | * Import via '' | ||
| + | * PCB thickness for the 2-layered board does not fit... --> core should be $1.6 ~\rm mm$ | ||
| + | - Eigenschaftsverwaltung ein/ | ||
| + | - Bauteile bewegen | ||
| + | - --> bei Auswahlfilter (rechts unten): Text demarkieren --> weniger probleme bei der Auswahl | ||
| + | - Leitungen erstellen: | ||
| + | - Verschieben mit Shortcut '' | ||
| + | |||
| + | === tieferer Blick in den Layout Editor === | ||
| + | |||
| + | - Template nutzen | ||
| + | - aus ILIAS herunterladen, | ||
| + | - Neue Datei aus Template erstellen | ||
| + | - Alte schematic Komponenten kopieren und einfügen | ||
| + | - Anpassungen in der Schematic | ||
| + | - Schnittstellen in Datenblatt suchen (z.B. ADC, OCx etc) | ||
| + | - Zeichengröße kann beibehalten werden | ||
| + | - +3.3V mit +3V3 ersetzen | ||
| + | - ERC sollte leer sein! | ||
| + | - Wechsel in pcb Ansicht | ||
| + | - PCB Ansicht | ||
| + | - Platine aus Schaltplan aktualisieren (hierzu bei den Studiprojekten die Packages in Den Datenblättern nachsehen..) | ||
| + | - Lagenansicht auf vordere Lagen stellen | ||
| + | - Ursprung verschieben (" | ||
| + | |||
| + | {{drawio> | ||
| + | |||
| + | |||
| + | \\ \\ \\ \\ | ||
| + | ====== Alt Intro in das Elektronik Labor (eagle) ====== | ||
| + | |||
| + | - Neues Projekt --> Rechtskl. --> Schließen | ||
| + | - Dateien häufig unabh. von einem Projekt | ||
| + | - vor dem eigenen Dateien: Projekte > examples > arduino | ||
| + | - sch datei öffnen (Schaltplan oder Schematic) | ||
| + | - erste leiste: Zoom in, zoom out, Stop | ||
| + | - Mal interessante Bauteile suchen | ||
| + | - Inspector ausprobieren | ||
| + | - origins von Komponenten erklären | ||
| + | - Suche Y2 (sh Y2 versus sh Y2 @) | ||
| + | - Kontraständerung über Optionen > Einstellungen > High Contrast | ||
| + | - Hinweis auf unsaubere Beschriftung, | ||
| + | - Ebenen / Layer --> " | ||
| + | - was macht der button " | ||
| + | - Filter? | ||
| + | - SCH - BRD Wechsel | ||
| + | - mal Brd über " | ||
| + | - --> wichtig: jeweils ein SCH / BRD für jede Platine! Wenn zwei Platinen, dann zwei SCH's | ||
| + | - Seiten (z.B. neue Seite anlegen) --> bei uns / bei kleinen Projekten: nur auf einer Seite arbeiten. | ||
| + | - BOM über Datei > Export > BOM. was ist die BOM? was ändert sich bei unterschiedlicher Auswahl? | ||
| + | - BOM über " | ||
| + | - Erklärung ULP im Control Panel (Scripts ähnlich) | ||
| + | | ||
| + | Kap 2 - erster eigener Schaltplan | ||
| + | - Datei --> Neu --> Schaltplan (Schematic) | ||
| + | - Add --> Frame (Häckchen prüfen!) | ||
| + | - auf Origin ausrichten | ||
| + | - ESC! oder Stop Button | ||
| + | - Versuchen zu verschieben (Maus auswahl, Ctrl+A, zwei Teile ) | ||
| + | - Rahmen (ohne Dokumentenfeld) löschen | ||
| + | - wieder her holen (Ctrl+Z, Ctrl+Y) --> klick auf origin des Docfelds --> Invoke (heraufbeschwören) | ||
| + | - Autornamen einfügen -> Text -> Namen einfügen -> hinklicken -> " | ||
| + | - Erste Komponente: 2 OPVs (TL71? oder doch TL74 oder TL72?) für Stereo-Tiefpass | ||
| + | - SMD vs THD (kein BGA!!) | ||
| + | - mal 3 TL72 einfügen und auf BRD schauen. Warum 2 ICs? --> auf BRD löschen? | ||
| + | - Komponenten auswählen (z.B. Lasso + rechte maustaste oder Origin) | ||
| + | |||
| + | ===== 4. Stunde ===== | ||
| + | |||
| + | ==== 4.1 Themen ==== | ||
| + | |||
| + | Wiederholung und Lückenfüllen: | ||
| + | - Control Panel | ||
| + | - Wiki anschauen! 1+2 | ||
| + | - Diesmal von 328BP aus dem Wiki abzweigen | ||
| + | - SCHematic: | ||
| + | - erste leiste: Zoom in, zoom out, Stop | ||
| + | - nur SCH auf (BRD zu): alles herauslöschen --> Inkonsistenz! | ||
| + | - Bauteile einfügen über add | ||
| + | |||
| + | Kap 2 - erster eigener Schaltplan --> Fortsetzung! | ||
| + | |||
| + | - TL072 wieder einfügen | ||
| + | - was fehlt? Widerstand, Kondensator, | ||
| + | - bei suche nach resistor und capa nicht nach *r* oder *c* nicht suchen ! Zu viele Ergebnisse und dauert zu lange | ||
| + | - Widerstände z.B. über *resist* | ||
| + | - ideal: immer RCL nehmen! | ||
| + | - 0603 erklären | ||
| + | - Mil vs mm | ||
| + | - in rcl Kondensatoren wählen | ||
| + | - C-EU für Euro nicht US wählen | ||
| + | - 0603 oder 0603k ok --> aber bitte konsistent! | ||
| + | - Bauteil drehen mit rechter Maustaste | ||
| + | - Versorgungsspannung im Datenblatt nachschauen! TL70xx ist ein kombiniertes Datenblatt | ||
| + | - wie sucht man im Datenblatt? Aufteilung | ||
| + | - Hier suche nach supply / absolute maximum vs operational | ||
| + | - Suche nach physikalischer Einheit hilft häufig | ||
| + | |||
| + | ===== 5. Stunde ===== | ||
| + | |||
| + | ==== 5.1 Themen ==== | ||
| + | |||
| + | - Komponenten verbinden: | ||
| + | - net | ||
| + | - ESC --> Ende | ||
| + | - Komponenten kopieren --> nahe aneinander, erzeugt Verbindung unmittelbar, | ||
| + | - Schrift drehen | ||
| + | - Funktion Drehen ist noch aktiv --> kann überall „genutzt“ werden --> ESC hilft um es zurück zu nehmen | ||
| + | - Rotate auch einggebbar: rotate r90 | ||
| + | - Junction können verschieben / gelöscht werden | ||
| + | - --> bitte nicht absichtlich tun (außer dieses eine Mal) | ||
| + | - Effekt: Verbindung ist gelöst nets sind nicht mehr zusammen, siehe Inspector | ||
| + | - Beheben mit „junction“ | ||
| + | - Aber: junction auch auf „normaler Linie“ möglich --> nachträgliches Verschieben verbindet dann nicht! | ||
| + | - Dann Problem in BRD-Ansicht (dort nicht net sondern wire) | ||
| + | - ERC | ||
| + | - Pinheader für Ein- / Ausgang (Stecker oder Buchse egal) | ||
| + | - Split Funktion | ||
| + | - „net Stummel“ | ||
| + | - Funktion Name | ||
| + | - Auch unter inspector | ||
| + | - Abblockkondensatoren! | ||
| + | |||
| + | Dateien: | ||
| + | - B## und S## Dateien erklärt | ||
| + | - Probleme bei nicht geöffneter BRD Datei erklärt | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Board: | ||
| + | - Manufacturing Ansicht, um Übersicht zu erhalten | ||
| + | - Top / Bottom | ||
| + | - Stecker / Buchse gleichen Footprint | ||
| + | - Markieren aller Komponenten, | ||
| + | - um diese auf Platine zu verschieben | ||
| + | - beachten: auch geometrische Ränder können markiert und verschoben werden! | ||
| + | - Optional | ||
| + | - Rahmen anpassen --> Mexleformat beachten | ||
| + | - Grid anpassen (1100mil) --> Platine vergrößern | ||
| + | |||
| + | ===== 5. Stunde ===== | ||
| + | |||
| + | ==== 5.1 Themen ==== | ||
| + | |||
| + | Board: | ||
| + | - Manufacturing Ansicht: | ||
| + | - nur Kupferflächen, | ||
| + | - Grün = Lötstopplack | ||
| + | - Ripup | ||
| + | - All --> zuviel, da auch Bohrungen weg bei MEXLE Vorlage :-( | ||
| + | - Connected copper | ||
| + | - Beschriftung und Text eher nicht auf Kupferfläche! --> Inspector. | ||
| + | - --> | ||
| + | - IC bevorzugt in die Mitte | ||
| + | - Modularisieren | ||
| + | - Kondensatoren und Widerstände nahe an der Komponente (nicht nur geometrisch!) | ||
| + | - Passiv-Komps gleichmäßig / systematisch anordnen | ||
| + | - Rotate --> auch 45° möglich | ||
| + | - Befehl Route | ||
| + | - Hübsch ist: | ||
| + | - Mittig an der Kante | ||
| + | - Bei Ecken 2x 45° statt 1x 90° wegen Reflexionen bei HF | ||
| + | - Für Polygon: | ||
| + | - Via: auch mit Layerwechsel möglich | ||
| + | - Raster | ||
| + | - Beispiele für Gut/ | ||
| + | - Masse für bessere EMV (bessere Abschirmung) | ||
| + | - --> polygon | ||
| + | - --> unterschiedliche GNDs | ||
| + | - Ratsnest | ||
| + | - Thermals bei GND an Vias erklären | ||
| + | - Bei aktivem ratsnest ist Routing möglich, aber Bild wird nicht automatisch aktualisiert | ||
| + | - rip @; um Polygone zu entfernen | ||
| + | - Rückstrom vom IC erklären | ||
| + | - --> bei gepulstem Signal bildet sich ein Kondensator zwischen Signal und umgebenen konstanten Spannungen | ||
| + | - Diese Kondensatoren werden beim Pulsen geladen | ||
| + | - --> | ||
| + | - Abblockkond. Nahe, aber nicht zu nahe! (sonst Probleme beim Löten) | ||
| + | - Optimal: alle SMD Komponenten auf einer Seite | ||
| + | - DRC | ||
| + | - Airwires? Overlap? | ||
| + | - Welche Regeln wollen wir? (Design Rules: C: | ||
| + | - Beispiel 328 Schaltung: | ||
| + | - TP Filter bei AVCC | ||
| + | - Schalter mit 2x Ein/Ausgang | ||
| + | - Pullup am Reset / Bootloader | ||
| + | - Micromatch welches Interface? Stecker polarisiert | ||
| + | - Beispiel Beispiel_Micro --> schöne / nicht so schönes Routing und Schematic | ||
| + | - Komponenten sind änderbar! | ||
| + | - Tnames für MEXLE Logo… | ||
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