Routage 4 couches OK ou à modifier ?

[mat-n-lok]

Bonjour à tous,

J'aimerais bien avoir votre avis sur le routage que je viens de faire, concernant un PCB 4 couches. Cette carte doit résister un max aux perturbations CEM courantes. C'est pourquoi je préfère router en 4 couches quand j'utilise des µC et des bus i2C / SPI etc.
Les couches sont dans cet ordre : TOP / GND / +5V / BOTTOM

Qui y'a t-il à améliorer ou à refaire ? J'aimerais trouver une règle de routage que je pourrais garder pour tous mes autres PCBs.

SI j'ai plusieurs alims genre 5V, 3.3V, 12V... ca se passe comment ?

Merci beaucoup
-----

[invite5637435c]

Bonjour,

je suppose que tu utilises Eagle?
Difficile de juger un routage sans son schéma...

[inviteeb160de1]

Quelques remarques rapides :
- Ajouter un plan masse sur la couche top
- Rajouter de nombreuses vias d'interconnexions entre les plans de masse
- A premiere vue ton DC/DC est mal routé, il faut optimiser le placement des composants (les fameuses boucles switch/self/diode/capas) et limiter les longueurs de pistes entre eux et maximiser leur grosseur. Et ceci plus ton DC/DC travaille vite ou à fort courant. Les retours vers la masse se font au plus pres des poles - des composants concernés, par de multiples vias. Le plan bottom inférieur sert alors à optimiser l'équipotentialité de cette référence.
- Pour les connexions d'alim à ton micro, je vois que tu as des via qui arrivent sous le composant, et la capa de decouplage est à l'extérieur. Pas bon Ta capa de découplage doit être placée au plus proche du micro ET doit être ENTRE ton micro et ta source. A haute fréquence les courtes longueurs jouent quand meme, donc ta via 5V arrive au niveau de ta capa et de l'autre côté du pad part la piste vers ton micro. Pour la masse, pas besoin de mettre une piste entre la capa et le micro. Une via au cul de ta capa vers ton plan bottom, et une autre au cul du pad de masse de ton micro, dns le but de maximiser l'équipotentialité. Et ceci pour autant de broches VCC/GND que tu as.

Du 4 couches n'est jamais systématiquement nécessaire pour faire une carte qui tient la CEM ! Le 4 couches c'est surtout pratique pour les circuits trop denses ou encore dès lors que tu as des pistes à impedance controllée (antennes, usb, ethernet...).
Une petite carte à peu pres bien conçue ne va pas rayonner d'elle-même directement (et être relativement bien immunisée), mais par les câbles d'entrées sorties qui sont de bonnes antennes. En CEM c'est le filtrage des ES (ferrites, capas) qui est très important. Ce qui ne veut pas dire qu'il faut sous estimer le routage lui meme de la carte, car un mauvais routage peut être source de perturbations qui vont être renvoyées par les cables ! Surtout si tu as un DC/DC dégueulasse ou des découplages mal réalisés.

Aurélien

[mat-n-lok]

Voici le schéma. J'avais fais un proto qui tourne déjà très bien depuis 6 mois, 24h / 24. Mais là je souhaite faire une version définitive. Je ne peux pas en dire plus sur les fonctions de cette carte même si on devine un peut certaines fonctions d'après le schéma. Le µC utilisé peut paraître surdimensionné pour cette carte mais en fait ce même micro sert sur d'autres cartes bien plus complètes, avec le "même" soft.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mat-n-lok]

Oups je n'avais pas vu ton message Aurélien, merci pour tes conseils je vais corriger un max de choses cet aprem.
Si je fais un plan de masse sur le top, ca va forcément se connecter au pattes de masse du micro... donc en plus de ca je rajoute des vias pour connecter le pad au GND et au bottom ?

[inviteeb160de1]

Oui malgré la connexion au gnd top des pads du micro, tu mets des vias au cul des pads car c'est le plan bottom qui assure la meilleure équipotentialité.

Tu as choisi un convertisseur DC/DC de chez Microchip, entreprise téméraire

[Antoane]

Bonjour,

Tu as choisi un convertisseur DC/DC de chez Microchip, entreprise téméraire

Sérieusement ? tu peux préciser ?
Merci.

[bobflux]

Je plussoie Aurélien...

En général il est préférable de mettre tous les connecteurs du même côté de la carte afin d'éviter que les courants qui circulent dans le plan de masse ne créent une différence de potentiel dans le plan de masse qui transforme les câbles en antennes.

L'ADC a une entrée différentielle qui n'est pas câblée en différentiel...

Le courant mesuré par la résistance de shunt traverse tout le plan de masse.

Le routage du DC-DC est à refaire, notamment on relie les capas de sortie et la diode à la masse en un seul point, afin de ne pas injecter de courant HF dans la masse (cela minimise aussi les boucles).

[inviteeb160de1]

Sérieusement ? tu peux préciser ?

Une mauvaise expérience, et une idée (peut être juste dans ma tête) que pour prendre de l'analogique chez microchip, faut être prudent (j'utilise cependant leurs AOP de temps en temps...en suiveur ...alors pour un composant aussi critique que l'alimentation...Je prefere de loin T.I. et le top Linear si le budget le permet...

[mat-n-lok]

L'ADC a une entrée différentielle qui n'est pas câblée en différentiel...

Oui, pas trop le choix dans mon cas, mais c'est autorisé comme le dit la doc.

Le routage du DC-DC est à refaire, notamment on relie les capas de sortie et la diode à la masse en un seul point, afin de ne pas injecter de courant HF dans la masse (cela minimise aussi les boucles).

OK ca marche je m'occupe de refaire ça correctement

En général il est préférable de mettre tous les connecteurs du même côté de la carte afin d'éviter que les courants qui circulent dans le plan de masse ne créent une différence de potentiel dans le plan de masse qui transforme les câbles en antennes.

Je vais donc inverser avec la mesure et le relais. Mais pour le coup je ne peux pas faire autrement concernant les dimensions de la cartes car la carte rentre dans un boitier spécifique.

[mat-n-lok]

Une mauvaise expérience, et une idée (peut être juste dans ma tête) que pour prendre de l'analogique chez microchip, faut être prudent (j'utilise cependant leurs AOP de temps en temps...en suiveur ...alors pour un composant aussi critique que l'alimentation...Je prefere de loin T.I. et le top Linear si le budget le permet...

Je n'ai jamais eu de problème avec ce régulateur... J'utilise du TI sur certaines cartes mais dans le cas présent, je n'ai rien trouvé chez Linéar ou TI... tension d'entrée entre 5V et 36V avec un courant de sortie de 0.3A mini. Sachant que je voudrais éviter les boîtiers QFN etc

[mat-n-lok]

Mauvais critères dans mes filtres j'en ai finalement trouvé.

[inviteeb160de1]

Garde ton microchip si tu en es content ! Je suis médisant mais c'est juste une regle personnelle que j'applique chez eux, après chacun fait ce qu'il veut !

[mat-n-lok]

Je n'ai jamais eu de soucis avec celui là. Sur la même carte j'ai un gros TPS de chez TI qui fonctionne en élévateur, et idem jamais eu de soucis malgré les conditions de test.
Par contre en fouillant dans mes cartes déjà réalisées j'avais utilisé un LMR14206 de chez TI qui accepte une large plage de tension en entrée, exactement ce qu'il me faut.

[invitee05a3fcc]

• Si +24V1 est l'alimentation principale ,D5 est à l'envers (et le fusible est du mauvais coté de D2)
• Quel drôle d'idée de faire un "ET" avec deux NMOS ?
• Quelle est la référence des NMOS ? Lien WEB sur la datasheet
• Pourquoi utiliser un relais ? C'est quoi R_DEF , C_DEF et T_DEF ? Il y a quelle tension et quel courant ?
• Des voyants LEDs alimentés entre la sortie et le Vss .... En général, voir la datasheet du µC, on dispose de plus de courant en les alimentant entre la sortie et le Vdd
• R43 , R44 , R45 , R47 et R48 =10 ohm . Tu es sûr ?

[mat-n-lok]

Si +24V1 est l'alimentation principale ,D5 est à l'envers (et le fusible est du mauvais coté de D2)

Je te rassure, la diode et le fusible sont dans le bon sens, et bien placés. Le 24V1 n'est pas l'entrée, mais une sortie, l'entrée est sur le connecteur en dessous du fusible.

Quel drôle d'idée de faire un "ET" avec deux NMOS ?

Oui mais j'ai pas trouvé mieux sans devoir ajouter un circuit. Ce sont des IRLML XXXX, des mosfets logiques.

Pourquoi utiliser un relais ? C'est quoi R_DEF , C_DEF et T_DEF ? Il y a quelle tension et quel courant ?

Le relais c'est un contact en sortie de carte...

Des voyants LEDs alimentés entre la sortie et le Vss .... En général, voir la datasheet du µC, on dispose de plus de courant en les alimentant entre la sortie et le Vdd

Oui surement, mais là j'ai besoin que d'un seul petit mA : LED...

R43 , R44 , R45 , R47 et R48 =10 ohm . Tu es sûr ?

Oui absolument, j'avais vu ca sur des cartes dans les TV, et apparemment, d'après ce qu'on m'a dit, c'est pour aider les TVS à absorber les "tensions" parasites.

Je ne peux malheureusement pas en dire plus sur cette carte, sur sa fonction. Mes protos fonctionnent parfaitement bien depuis des mois. Je voudrais juste améliorer mon routage, histoire d'en apprendre un peu plus sur les règles à respecter car j'apprends seul mais je ne peux pas tout deviner...

[invitee05a3fcc]

Oui mais j'ai pas trouvé mieux sans devoir ajouter un circuit.

Avec une résistance et ton NMOS, tu fais la fonction (Avec peut être une diode si la sortie sur la pin 1 du MCP1321 n'est pas en drain ouvert , j'ai pas trop épluché la datasheet)

[inviteeb160de1]

Avec une résistance et ton NMOS, tu fais la fonction (Avec peut être une diode si la sortie sur la pin 1 du MCP1321 n'est pas en drain ouvert , j'ai pas trop épluché la datasheet)
Pièce jointe 321757

Il va falloir alors changer de reference de MOS, car le modele choisi a un niveau de déclenchement tres bas (min 0.5V). Entre le Vf de la diode et la tension Vol du MCP1321, ça sera une porte ET à une seule entrée

[invitee05a3fcc]

car le modele choisi a un niveau de déclenchement tres bas (min 0.5V).

Pour un courant drain de 10µA . Ce qui n'enclenche pas le relais

Et il est fort probable que le MCP1321 est "open drain" , donc la diode est inutile

[inviteeb160de1]

Ne connaissant pas le seuil Vgs qui permettra de faire coller le relais, tu devrais être le premier à dire que ce montage ne peut pas être fiable du fait de l'absence de données datasheet à ce sujet !

[invitee05a3fcc]

Ne connaissant pas le seuil Vgs qui permettra de faire coller le relais,

Pour coller un relais 5V, faut au moins une dizaine de mA
Et ce qui règle le problème, c'est la réponse à cette question

Et il est fort probable que le MCP1321 est "open drain" , donc la diode est inutile

[mat-n-lok]

Merci pour ton schéma Daudet. C'est bien un collecteur ouvert sur les sorties du MCP.
Résistance externe obligatoire.

Quand on parle de fiabilité, je préfère même ajouter une porte ET que de faire un montage qui risque de ne pas être stable pour je ne sais quelle raison, car il s'agit d'une carte de sécurité.

[invitee05a3fcc]

Merci pour ton schéma Daudet. C'est bien un collecteur ouvert sur les sorties du MCP.
Résistance externe obligatoire.

donc mon schéma est bon sans diode

Quand on parle de fiabilité, je préfère même ajouter une porte ET que de faire un montage qui risque de ne pas être stable pour je ne sais quelle raison, car il s'agit d'une carte de sécurité.

Tu confonds fiabilité et respect des datasheets.

La fiabilité , c'est l'aptitude d'un machin à fonctionner pendant un certain temps
Le respect des datasheets, c'est l'aptitude d'un machin à ne pas tomber en marche par hasard !

Donc tu peux utiliser mon schéma sans à priori.

[invite5637435c]

En parlant de fiabilité, il est curieux de voir la présence d'un watchdog externe sans que le PIC y soit lui même raccordé.
Accessoirement je trouve paradoxal de ne pas pouvoir en dire plus sur ton appli et de l'autre diffuser sur un forum un schéma et un routage.
Heureusement que tu ne fais pas partie de mon BE...

[mat-n-lok]

Merci Hulk, à la base je suis venu pour parler de routage et non pour revoir le schéma de ma carte et discuter des fonctionnalités. J'ai le droit de vouloir "protéger" un minimum mes idées et ce n'ai pas avec un schéma et un routage qu'on peut pomper un produit, loin de là. Si le Watchdog n'est pas relié au PIC c'est pour une certaine raison et non un oublie.

[invite5637435c]

J'ai le droit de vouloir "protéger" un minimum mes idées et ce n'ai pas avec un schéma et un routage qu'on peut pomper un produit, loin de là.

Tu dois être jeune pour penser comme cela.
Si tu crois que le soft va te protéger tu te goures.

Un conseil technique:
il est bon de pouvoir isoler le 5V (en sortie du régulateur) par une 0 Ohm, par exemple si tu sors 20V tu crameras tout ce qu'il y a en aval à la première mise sous tension y compris les autres cartes que, éventuellement, tu alimenteras avec celle-ci.

[invite5637435c]

Je précise quand même:

la 0 Ohm n'est pas câblée d'office et sera câblée uniquement lorsque le 5V sera constaté.
Ca peut aussi être une empreinte "pacman" sur le cuivre et dans ce cas une simple goutte de soudure fera la liaison.

[mat-n-lok]

Je précise quand même:

la 0 Ohm n'est pas câblée d'office et sera câblée uniquement lorsque le 5V sera constaté.
Ca peut aussi être une empreinte "pacman" sur le cuivre et dans ce cas une simple goutte de soudure fera la liaison.

Conseil très utile qui pourrait m'éviter des catastrophes (ça sent le vécu), Merci !

[inviteeb160de1]

Tres utile surtout si tu câbles ou fais câbler la carte d'un coup. Si tu câbles ton proto manuellement, tu commences par valider l'alim avant de souder le reste.

[Vincent PETIT]

Ton appareil n'est pas relié à une masse ?

Si oui alors les condo servant a dévier les courants de mode commun doivent les envoyer dans la masse et non dans le GND (je veux dire le 0V de la carte car c'est la référence). Tu peux aussi faire une ligne de garde tout autour du PCB (c'est une piste de masse côté TOP et BOTTOM, surtout pas un 0V, mitraillée de via).

Sinon, donc tu n'as pas de masse, alors il faut détourer ton plan 0V des connecteurs d'entrées car c'est par là que va arriver la "merde" mais surtout tu vas augmenter l'isolation entre le plan 0V (qui est précieux) et le 0V potentiellement pollué qui arrive du câble d'entrée. Tu le verras lors des tests d'injections (direct, par couplage capacitif puis inductif) parfois on a de belle surprise car la perturbation trouve un chemin plus favorable pour repartir malgré qu'on a mis son condo CEM au plus prés du connecteur (genre si il y a un plan 0V au dessus de tout ça.

Généralement et quand je peux je ne mets toutes la connectique du même côté. Toute mes protections CEM condo, ferrite, self, transil sont collés aux connecteurs. J'ai souvent un plan de masse au dessus de ça (j'ai bien dit plan de masse donc relié à la carcasse de l'appareil) et si je n'ai pas de masse de dispo alors je n'ai rien du tout au dessus ! Ensuite et un peu plus loin, je démarre mon plan 0V et mon plan VCC issus du régulateur et les couches internes sont comme tu l'as fait, c'est à dire routé en vertical et horizontal pour éviter du crosstalk par exemple.

ps : si j'ai un plan de masse alors je le relis au plan 0V via un condo