Il rame verserà aiuto sul mio PCB a strato singolo?

Ho un PCB che contiene un LCD 20x4, diciotto pulsanti 12x12 mm e tre LED. Questa scheda è collegata a un Arduino Mega tramite un cavo a nastro lungo 30 cm. Ora, durante i test, ho scoperto che a volte il display LCD diventa vuoto. Nel mio precedente PCB non stavo usando un getto a terra, ma se uso un getto a terra, il mio sistema sarà più resistente al rumore EMI?

Sto lavorando anche su altri aspetti, ma voglio solo un parere di esperti su questo per utilizzare un getto a terra o meno su un PCB a singolo strato .

Allego entrambe le immagini del PCB per un chiarimento: una con e una senza un getto di rame:

Dopo aver letto tutti i suggerimenti che ho in mente la seguente comprensione 1. Trasferisci VCC e linee di terra vicino alla linea di interfaccia LCD, cioè sul lato destro

2. Rimuovere i collegamenti dei ponticelli su ciascun pulsante, abbassare i due piedini mentre passano verso il rame, rendendolo meno efficace.

3. Aumentare la distanza tra R1, R2 e R3

4. Aumentare lo spazio tra le linee di controllo LCD e le linee dei pulsanti nell'angolo in basso a destra.

5. Aggiungi altre linee di base (non ne sono sicuro, ma gli esperti lo hanno suggerito)

6. Posizionare il connettore in alto anziché in basso poiché ridurrà la distanza di traccia per il controllo dell'LCD e le linee dati che a loro volta lo renderanno più immune al rumore?

Per favore, commenta se sono nella giusta direzione. Il doppio strato non è un'opzione poiché qui nella mia zona producono solo PCB a due facciate in grandi quantità, altrimenti è troppo costoso. Lo stesso vale per la produzione cinese

È improbabile che un getto di terra da solo salvi una tavola inadeguatamente messa a terra.

Un getto di terra non è, di per sé, un piano di massa.

Un getto a terra è il valore predefinito per la fabbricazione di PCB perché significa che deve essere inciso meno rame, una scheda multistrato finisce più bilanciata meccanicamente ed è più termicamente conduttiva, tutto bene.

È necessario assicurarsi che, senza il getto di terra, tutti i segnali critici abbiano un percorso di ritorno a terra adeguato. Il punto di controllare questo senza il getto è che il getto confonde l'immagine, rende molto difficile quindi vedi cosa sta succedendo.

Assicurati che gli orologi e i flash abbiano una pista di terra vicina che vada dalla sorgente al sink. Aggiungi le tracce di terra il più vicino possibile alle tracce del segnale. Assicurarsi che i circuiti integrati che assorbono impulsi improvvisi di corrente abbiano cappucci di disaccoppiamento vicini, con un breve tracciamento dei pin di alimentazione e di massa. Verificare che le variazioni della corrente di alimentazione non inducano tensioni in luoghi indesiderati, il che significa generalmente eseguire una pista di terra con tutte le tracce di potenza.

Forse ritieni di non avere spazio per aggiungere il monitoraggio del terreno? Se non c'è spazio per una pista di terra, allora non c'è spazio per il getto di connettersi e fornire la continuità di terra nel posto giusto. Certo, potrebbe connettersi andando in un grande circuito da qualche altra parte, ma non è il posto giusto. Non c'è alternativa alla corretta continuità del terreno nel posto giusto se si desidera una tavola robusta.

Una volta che il monitoraggio del terreno è igienico, è possibile aggiungere nuovamente il terreno. Se il tuo monitoraggio del terreno è adeguato, non è realmente necessario elettricamente, ma non farà male e fa tutte le altre cose buone.

D'altra parte, un piano terra è qualcosa in cui si progetta fin dall'inizio. È qualcosa che non tagli con le tracce che lo attraversano. Non è qualcosa che si riversa come ripensamento, dopo aver instradato tutte le tracce del segnale. È il conduttore più importante sul tabellone, quindi lo metti per primo e ti occupi quando aggiungi le altre tracce.

Controlla la risposta di AnalogSystemsRF. Ti ho detto cosa avresti dovuto fare e cosa dovresti fare la prossima volta, ti dice cosa puoi fare ora. Noterai che entrambi implicano effettivamente il collegamento dei motivi.

Prendi 20 pezzi di filo di rame e salda i 20 pezzi SOPRA i segnali, da GND a GND. In altre parole, abbina alcune di quelle "antenne" galleggianti GND.

Quindi ripetere il test.

Forse aggiungi altri 20 pezzi di filo di rame, da GND a GND.

----------- usiamo calcolare quanto possono essere gravi gli errori GND ------

Supponiamo un caricabatterie in mattoni neri a 4 "(0,1 metri) di distanza, da 4" per 4 "nella regione dei pezzi di riempimento a terra fluttuanti. Supponiamo che l'alimentazione di commutazione all'interno del mattone nero abbia una tensione di commutazione di 200 volt in 100 nanosecondi; è 2 volt / 1nanosecondo slewrate. Supponiamo che il nodo di commutazione sia visibile al mondo esterno e causi campi elettrici in rapida evoluzione.

Quanta corrente di spostamento sarà indotta nei pezzi di riempimento a terra?

C (piastra parallela) = E0 * Er * area / distanza ~~ 9e-12 Farad / metro * A / D

con Er = 1 (aria), Area = 0,1 m * 0,1 me Distanza = 0,1 m

C = 9e-12 * 0,1 m * 0,1 m / 0,1 m = 9e-12 metro remoto * 0,1 m = 0,9 pF

C ==== 1pF circa

I = C * dV / dT = 1pf * 2v / nS = (1nF * 1milli) * 2v / nS e la cancellazione NANO

I = 1milli * 2v = 2 milliAmps, alla frequenza della frequenza di commutazione black-brick

Ora dobbiamo calcolare la resistenza da GND a GND. Il migliore possibile è circa 1 quadrato di foglio di rame (0.00050 (in realtà 0.000498 a 25 gradi C) ohm). Con 20 o 40 pezzi di filo che collegano insieme i pezzi fluttuanti, la dimensione dei fili e la lunghezza dei fili influiscono anche sulla resistenza da GND a GND, ma il diametro del filo sarà più spesso della lamina e il gli spazi vuoti sono 3milliMeters (1/16 di pollice), quindi assumeremo solo 2 quadrati di foglio o 0,0010 ohm (la resistenza è molto sensibile alla temperatura: 0,4% per grado C).

Quale sarà la differenza di tensione tra una posizione sul GND e un'altra posizione sul GND? usa la legge di Ohm: I * R

Supponendo che la resistenza sia 0,001 ohm e I sia 0,002 amp, la tensione è solo I * R o 2 milli milli o

2 microVolt (bassa frequenza CC)

Dovremmo consentire l'induttanza? sicuro. Con i vari percorsi paralleli attraverso i vari pezzi di filo, supponi che l'induttanza dal punto A al punto B sia 10 nanoHenry (un foglio di rame solido è circa 1 induttanza nanoHenry. Accolgo con favore stime migliori e persino una formula). La Z (impedenza di 10nH a 5 MHz o 1 / (2 * 100 secondi)) è + J 0,031 ohm. Z (1nH a 1GHz) = + j6.28 ohm. Z (1nH a 1MHz) è 6.28 / 1.000 = 0.00628 ohm. A 5 MHz, la Z è 5 volte più grande a 0,031 ohm. Si noti che non abbiamo bisogno di una calcolatrice.

Qual è la tensione? I * Z, o 2ma * 0,031 ohm, = 0,062 * milli, = 62 micro volt.

Quindi prevediamo una certa (piccola, ma non ZERO) tensione da Terra a Terra, mentre le correnti scorrono attraverso quei 20 o 40 pezzi di filo che hai aggiunto tra i pezzi di Riempimento a Terra fluttuanti.

62 microVolt (CA, a 5 MHz)

Ground versa POTREBBE aiutare (ma come altri ho i miei dubbi), ma guarderei quel cavo a nastro come primo sospettato.

Se lo cambiassi da un nastro da 0,1 pollici a un connettore a due file con un nastro da 0,05 pollici (pensa al vecchio cavo PATA), potresti intercalare il terreno con il segnale, e questo penso possa aiutare.

Noto al momento che le tue linee di controllo LCD corrono verso il lato destro, mentre la terra dell'LCD corre verso sinistra, questo è pessimale da una prospettiva SI. I dati e la terra dovrebbero essere instradati insieme il più possibile (anche alimentazione!), E poiché la matrice dell'interruttore non è interessata da nessuno dei due, sposterei i pin di alimentazione e di terra per trovarsi tra le linee di controllo LCD.

Per quanto riguarda i loop di massa, A CHI CURA! Flussi di corrente nei loop (sempre), puoi renderlo facile per farlo, nel qual caso si svilupperà poca tensione attraverso quei loop, oppure puoi rendere difficile nel qual caso molta tensione verrà sviluppata attraverso il loop, generalmente molti piccoli loop battono uno grande.

Oh, un dettaglio, ma potresti prendere in considerazione l'aggiunta di alcuni diodi alla matrice degli interruttori, può permetterti di gestire due interruttori premuti contemporaneamente più ragionevolmente.

L'LCD probabilmente si oscura a causa di un trimpot di contrasto difettoso. Meglio usare resistori fissi invece. È improbabile che la messa a terra sia il problema

Puoi ripulire le tracce su quegli interruttori.
I pad in basso a sinistra e a destra sono uniti internamente così come quelli in alto a sinistra e a destra. È possibile eseguire una traccia semplice verso l'alto tra (ad esempio) B1, B4, B7 e BX. Aggiungi join a UN pin su ogni interruttore e otterrai un layout più pulito.

Evita di far cadere "isole" con il terreno. Ogni area deve connettersi. Si potrebbe anche diffondere R1, R2 e R3 per garantire un miglior versamento tra di loro.

Dal momento che il display LCD si oscura solo a volte, e suppongo che non sia per la produzione di massa, questo getto potrebbe essere sufficiente per farti andare avanti. Consiglierei comunque una tavola a doppia faccia come soluzione migliore.

Per combattere l'IME, ricorda che la corrente è una preoccupazione a due vie. Se si è limitati a un solo lato, instradare i percorsi di ritorno in prossimità l'uno dell'altro.

Alcuni resistori di serie a basso valore nei percorsi dei segnali rendono meno probabile la radiazione del circuito. E ogni segnale che entra o esce dal PCB deve passare attraverso un resister prima che arrivi a un IC.

Non so se produrrete cose in serie, ma se stavo prototipando userei una scheda a doppia faccia, spruzzerei un lato della scheda con resist, questo sarebbe il terreno comune, includendo i cuscinetti per le connessioni a terra sul lato del circuito e utilizzare la primitiva saldatura a foro passante.

Faresti meglio a dividere il cavo a nastro in due cavi, la bassa frequenza su un gruppo, l'HF sull'altro.