Разработка двухсторонней печатной платы расширения для CSRA64215. Часть 1.

 

 

 

Так как модуль через чур миниатюрный, и использование его в “голом” виде крайне затруднительно, а еще тем более после того как я повредил одну контактную площадку, я загорелся желанием сделать миниатюрную печатную плату расширения для него.

Не большой опыт по изготовлению и травлению плат для блоков питания лампового усилителя у меня уже имелся, но они были крупнее, так что плата под SMD монтаж стала для меня новым опытом, и в этой статье, я расскажу обо всех подробностях и нюансах, а так же ошибках, с которыми мне довелось столкнуться.

 

Статьи связанные с этим модулем:

Обзор модуля Модуля Bluetooth BT625 CSRA64215.

Тест его функций и схемы подключения.

Изготовление печатной платы. (Часть 2.)

 

Разработка.

 

Платы для усилителя я  “рисовал” в бесплатной программе PCB Express, но позже, попробовал делать наброски других плат в DIP Trace (тоже относительно бесплатной), и ознакомившись с ее возможностями, к предыдущей возвращаться уже не имело смысла.

О том как пользоваться программой я рассказывать не буду, там слишком обширный функционал, но не смотря на это, во всем можно разобраться почти интуитивно.

В программе предусмотрены большие библиотеки с элементами, а так же редакторы, в которых все использованные мной детали я откорректировал для своего удобства.

Мне всегда нравился двухсторонний монтаж, и не смотря на определенные трудности связанные с ним, он стоит того чтобы заморочиться.

 

Скрин из DIP Trace “верхнего”, и “нижнего” слоя.

Окончательный результат, с которого сделана плата.

 

Элементы платы.

1) Сначала, я думал использовать схему фиксированного понижения напряжения, с помощью LM1117, но в итоге решил оставить уже проверенный в деле DSN MINI 360, для большей универсальности. Графические модели модуля Bluetooth BT625 и модуля с регулировкой понижения напряжения DSN MINI 360, создал в редакторе DIP Trace, в этом отлично помогает встроенная линейка для ориентировки.

Схему старта захотелось собрать на SMD элементах, навыпаивал их целую горсть с помощью мощного строительного фена с разных старых материнских плат и останков другой электроники. С тестированием и отбором подходящих элементов мне отлично помог универсальный ESR тестер.

Тестирование миниатюрного транзистора в корпусе SOT23.

2) Первый попавшийся SMD транзистор в корпусе SOT23 с надписями P04 оказался живым и подходящим (c NPN структурой), и хотя я не был до конца уверен заработает ли с ним схема, узнав распиновку его выводов, определил его на будущую плату. Тестировании удалось не с первого раза, но это вполне нормально, слегка подогнув выводы, и прижав транзистор спичкой к контактным площадкам, улучшил контакт – всё прошло успешно. (Забегая вперед – этот транзистор распаянный на готовую плату заработал как требуется)

3) Чип конденсатор на 1 мкФ мне попался не сразу, и довольно крошечный, размером 1.6 х 0.8 мм, но это меня не смутило. Код корпуса, если не ошибаюсь 0603 (1608)

4) Часть резисторов SMD (наверное ранних версий) размер корпуса ориентировочно 1206 (3216).

И один резистор для светодиодов 0.125 Вт, с гибкими выводами, одним концом припаянным поверхностно, а другим в отверстие, для осуществления перехода между сторонами платы.

 

5) Так же мне попались SMD катушки индуктивности, с платы HDD, хотя тестер не определил их индуктивность, и польза в моей схеме от них была под большим сомнением, я все равно разместил их на плате, в цепях питания до и после модуля понижающего напряжение, а так же в цепи +5 в USB.

6) Хеадеры разбил по группам, и использовал разные цвета, например, для USB – синий, для I2S – белый. Для GND и входящего напряжения до модуля питания и выходящего после него, установил хеадеры с несколькими выводами, чтобы проще было коммутировать плату с другими устройства при необходимости.

Для универсальности, между схемой питания и входом в Bluetooth BT625 модуль, а так же между схемой старта и выводом MFB модуля Bluetooth BT625 поставил хеадер со съемным джампером, что позволит при необходимости задействовать какие либо другие внешние схемы.

7) Дополнительно нашел небольшие электролитические конденсаторы на 100 мкФ 10в для цепей питания по USB и входящего в Bluetooth BT625 модуль напряжения.

8) Междусторонние переходы кому то могут показаться основной причиной избегать двухсторонних плат, но я не вижу в этом проблемы, большую часть из них я свел к сквозным ножкам элементов, и припаивал с двух сторон, хотя в любом случае, все элементы со сквозными выводами я запаял с двух сторон платы. Переходов, которые не удалось привязать к ножкам элементов, получилось 3 штуки, для 2-х хватило места под контактные площадки размером 2.3 мм, для безпроблемного осуществления монтажа с помощью медной проволочки, а для 1-го пришлось предусмотреть место под отверстие на краю дорожки, что в дальнейшем тоже не вызвало проблем с распайкой проволочки изгибая ее внахлест, кстати это вывод CLK (смотрите схему), его можно было бы и не трогать вообще и пустить по той же стороне платы, но так как на другом Bluetooth модуле и ЦАПе распиновка идет в другом порядке, я решил перевернуть дорожку так, чтобы было проще соединять модули одним и тем же джампер-кабелем.

Вторая сложность с междусторонними переходами возникает при изготовлении платы, но и тут я нашел способ как довольно просто решить этот вопрос, об этом читайте в Части 2.

9) Для вывода антенны модуля я предусмотрел контактную площадку на плате, и разместил рядом 2-х контактный хеадер, один вывод которого антенна, второй GND, что бы в случае необходимости можно было вывести антенну экранированным кабелем, например наружу корпуса устройства.

10) По мимо всего прочему, предусмотрел на плате место выводу контактов SPI флешки расположенной на модуле, чтобы в дальнейшем подпаять к ней миниатюрный шлейф, и попробовать произвести конфигурацию функций модуля. Для проводки шлейфа от флешки до контактных площадок предусмотрел два отверстия посреди платы.

 

Распиновка выводов платы расширения.

 

Примерка.

Теперь имея на руках все элементы, которые я подобрал для будущей платы, расположил их на изображении будущих дорожек платы, распечатанных на обычной листок, в DIP Trace сделать это очень удобно, в 100 % масштабе, так же можно сразу “отзеркалить” необходимую строну для последующего перевода изображения на медь. (в моем случае верхнюю).

Во время калибровки и подборки всех размеров, я распечатал с десяток таких “плат”, и в итоге получил почти идеальный результат. На бумаге в живую сразу видно все нюансы перевода схемы из программы в реальный мир, так например, я проверил размеры контактных площадок под элементы и модули, и подкорректировал их, а так же понял, что все контактные площадки нужно сделать как можно крупнее, после распечатки их масштаб почему то немного уменьшается, это заметно на приведенных скринах из приложения и фотографиях.

 

Продолжение о изготовлении платы читайте в Части 2.

 

 

5 Августа 2017.

GXTpert.