Comentarios sobre el diseño de PCB - Primera vez en el diseño

Question

Yo estaba diseñando este PCB a continuación como un perro guardián para el corte de energía en caso de falta de pulso de Raspberry Pi y cortar manualmente la energía a través de interruptor. Frecuencia de pulso 30Hz.

En el lado izquierdo el conector de 6 pines está conectado a un interruptor para cortar la alimentación manualmente, y el conector de 4 pines conectado a Raspberry Pi para la entrada del watchdog. Tanto el plano superior como el inferior tienen GND.

Me preguntaba cómo puedo mejorar esta PCB, en términos de buenas prácticas de diseño. Cualquier idea o crítica será apreciada. Esta es la primera vez para mí en el diseño de PCB. Gracias a todos de antemano.

Answer 1

Sugerencias sobre la seda:

• Parte del texto está cerca (o se superpone) a los orificios de la máscara de soldadura y la mayoría de las empresas de placas los recortan; el texto en el orificio de montaje superior derecho es un ejemplo obvio, el contorno del cuerpo del NE555 dentro de las almohadillas es otro. Las descripciones de los pines en los conectores de la derecha están posiblemente demasiado cerca del borde de la placa y pueden ser recortadas.
• Algunas líneas son demasiado finas (TP3430, descripciones de los pines en los conectores de la derecha) que pueden no imprimirse bien; compruebe de nuevo las directrices de su casa de placas.
• Algunos componentes tienen designadores (C6, R5, etc.) mientras que otros tienen el tipo de pieza (2N3906, 48V-VHR-4N), otros son algo más (NOT_G, AND_G) y otros no tienen nada en absoluto (conectores en el borde izquierdo).
• Las etiquetas de las patillas de los relés no serán visibles cuando esas piezas estén instaladas.
• Dado que las piezas no están orientadas de manera uniforme, disponer de indicaciones visibles sobre la orientación es especialmente importante si se sueldan a mano. El TPS3430, por ejemplo, está instalado "al revés" según el indicador del pin 1, pero el texto del tipo de pieza no está al revés. Yo sugeriría que el indicador de la patilla 1 fuera mucho más grande y que el texto "TPS3430" se invirtiera para mostrar de forma coherente cuál es la posición correcta. Aún mejor sería hacer las cosas consistentes rotando esa parte o la NE555. Si sólo está construyendo 1 o dos de estos, es menos de un problema.

Sugerencias sobre el cobre:

• Añada retenedores (o aumente el área de retenedores) para mantener los vertidos a tierra alejados de las clavijas no conectadas. Esto ayudará a evitar cortocircuitos si hay algún defecto en la máscara de soldadura, además de facilitar la inspección visual.
• El vertido a tierra de doble capa en toda la placa es innecesario y puede ser contraproducente para una placa digital de 30 Hz. Los dos circuitos integrados son la única parte de la placa donde el ruido puede ser importante, pero el vertido grande crea una antena más grande para recoger el ruido, al tiempo que aumenta la posible tasa de fallos de fabricación al tener el cobre tan cerca de los pines que desea desconectar de tierra.
• Mantenga el vertido de cobre un poco más alejado del borde de la placa para evitar exponer el borde de cobre al cortar la placa.
• ¿Hay alguna razón por la que la masa esté conectada a un (y sólo un) orificio de montaje? ¿Deberían ser todos (o ninguno)?
• Convention suele tener el pin 1 de los conectores indicado de alguna forma visible; almohadillas rectangulares, puntos o bloques serigrafiados, etc. Los conectores de la derecha parecen mostrar un pestillo, pero los conectores JST de la izquierda son ambiguos.
• En mi opinión, la traza SGN está demasiado cerca del orificio de montaje inferior izquierdo. Corre el riesgo de cortocircuitarse a masa si la máscara de soldadura se daña por una cabeza de tornillo demasiado grande en ese orificio de montaje.
• Yo aumentaría el tamaño de las pastillas de los relés para mejorar la resistencia mecánica de las conexiones en estas piezas grandes y pesadas.

Sugerencias sobre la colocación física:

• Si es posible, movería los agujeros de montaje de las esquinas hacia dentro para proporcionar más material de PCB en el exterior de los agujeros para la resistencia mecánica.
• El montaje manual será más fácil si la conexión de los componentes a tierra se realiza con trazas más finas. Busca ajustes de "radio térmico" en tu programa de maquetación.
• El tablón tendría un aspecto más limpio y profesional si se mantuviera algún tipo de cuadrícula de colocación y coherencia. Por ejemplo, la colocación de C7, C8 y los circuitos integrados de la puerta lógica parece casi aleatoria, junto con las rotaciones de los circuitos integrados que he mencionado anteriormente. Los conectores de la izquierda de la placa podrían estar centrados verticalmente entre los agujeros de montaje.
• El condensador C7 está demasiado cerca del relé de 24V. Moverlo facilitaría la inspección y el retrabajo.
• Sin conocer la altura física de tus relés y conectores: piensa por dónde saldrán los cables de la placa, sobre todo si los cables salen por el lateral del conector y no por la parte superior.
• Con los relés instalados, ¿podrá agarrar y soltar físicamente los conectores de enclavamiento?

Answer 2

Hay algunas entradas de almohadilla de ángulo agudo que podrían crear trampas de ácido durante el grabado de PCB.

Fíjate en los círculos rojos.

También puede leer esta nota de aplicación de Cadence:

https://resources.pcb.cadence.com/blog/are-acid-traps-still-a-problem-for-pcbs-in-2019-2

Answer 3

Así que después de varios comentarios de buena gente, he hecho varios cambios en términos de coherencia, nomenclatura, colocación. Gracias a todos los que se tomaron su tiempo para ayudarme. He eliminado el plano de tierra de la capa superior, he reducido el número de conexiones en el plano inferior a una y he disminuido el tamaño de los orificios de montaje a 2,5 mm. Usted puede ver el diseño final a continuación.