Aus aktuellem Anlass, aber auch grundsätzlich beschäftigt mich das Thema der ,,Noch-weiter-Verkleinerung" von Platinen-Layouts. Aktuell ist es die bebildert vorgestellte Schaltung eines PICs, welcher über einen OP ein Messsignal einliest und den Wert auf einer dreistelligen LED-Anzeige ausgibt. Die Schaltung funktioniert prima, aber sie könnte durchaus kleiner sein, weil der Platz am angestrebten Einsatzort (Armaturenbrett Auto) arg knapp ist. Das Layout der beiden Platinen – PIC / Anzeige – hatte ich schon vielfach überarbeitet und fand unter Eagle das platzmäßig schon sehr ausgefuchst. Aber nach Erhalt und Bestückung der Platinen scheint da doch noch viel Luft zu sein. Dieser Widerspruch: unter Eagle alles gedrängt voll // in der Realität doch Platz treibt mich nun um und ich suche nach Möglichkeiten weiterer Miniaturisierung.

Da hatte ich bislang so diverse ,,Vorgaben" für Layout-Erstellung:
- SMD is klar, aber nicht noch kleinere IC-Gehäuse
- Widerstände, Kondensatoren, etc. im 1206-Gehäuse, nur in wenigen Ausnahmefällen kleiner, das wird mir sonst zu fummelig
- SMD Elkos: ja
aber gettz:
- ,,normale" Leiterbahnen nach Möglichkeit 0,6 mm, sonst auch 0,4 mm
- Versorgungs-Layer (plus / minus / GND) möglichst 1,27 mm
- keine Leitungen zwischen IC-Bein'chen hindurch
- bislang nur zweiseitiges Leiterbahn-Layout, also auf Ober- und Unterseite
- Bestückung beidseitig, aber das Großteil der Bauteile doch auf der Oberseite


Klar, gerade letzterer Punkt bietet Raum für ,,mehr", aber ich möchte nicht nur Schaltpläne, sondern auch Layouts noch fix ,,lesen" können, ohne für jedes Bauteil langwierig nach den Anschlüssen zu suchen. Und unter meiner mittel-alten Eagle-Version 6.60 mit Darstellung der Bauteile-Oberseite in rot und derjenigen der Unterseite in blaut wird es irgendwann unübersichtlich. Sollte alle Bauteile ,,gerecht" gleich auf beiden Seiten verteilt sein, wird das Layout unleserlich. Da fällt mir das Bearbeiten und dauernde Kontrollieren schwer, rsp. es dauert zu lange.

Welche Möglichkeiten einer Optimierung hinsichtlich einer Verkleinerung würdet ihr mir empfehlen?
Grüße, picass

Wenn technisch nichts dagegen spricht, kann man Leiterbahnen bis runter auf 0,2 mm (Millimeter) und
Abstand zueinander auch 0,2 mm machen.
SMD gehört nach unten. So verlierst du viel an Platz durch die Durchkontaktierung. Wieso wird dadurch der
Schaltplan unleserlich ? Oder das Layout ? Durch die ganzen Durchkontaktierung wird ein Layout unleserlicher,
als wenn man es auf eine Seite macht. Die Bauteile die oben sind, sind im Layout schwarz dargestellt und die SMD Bauteile
die auf der Unterseite liegen, grün dargestellt. So bei Target. Das ist eigentlich gut lesbar. 
Was sollen eigentlich die dicken Leiterbahnen rechts unten? Fliest da soviel Strom das die so dick sein müssen ?
Ansonsten Platzverschwendung. Die Anbindung zu den 7-Segmentanzeigen könnte man über SPI machen. Dann hast du
einen zusätzlichen Controller auf der Anzeigenplatine und auf der Hauptplatine kannst du direkt an den PIC gehen.
Spart so die ganze Stiftleiste. Dadurch spart man auch etwas Platz.
Das fällt mir auf die Schnelle ein beim groben darüber schauen.

Hallo picass
Eine Platzersparniss wäre möglich, wenn die drei 7-Segmentanzeigen diirekt nebeneinander angereiht werden. Nur wenige Bauteille wären noch notwendigt, würde die Anzeige per Multiplexing angesteuert (vopn der weiteren Pheripheri mal abgesehen) z.B.:

1 x 18F14K22 für die Ansteuerung des BCD zu 7Seg. Decoders
1x HC4511 liefert die  Treiber für die 7-Segment
7 x Vorwiderstände zur Strombegrenzung der Segmente
3 x Treibertransistoren für die gemeinsame Anode/Kathod z.B. BC327 o.ä
3 x Basisvorwiderstände für die BCxx

Damals wurde die abgebildete Anzeige an mit einem 16F628 experimentiell betrieben und ist jetzt das Anzeigemodul in der Bastelkiste, wenn es mal schnell was anzuzeigen gilt.
Das Video zeigt wie mit zunehmender Multiplexfrequenz die Anzeige schlussendlich klar lesbar ist.
Das Bild zeigt den Aufbau des Moduls. Die Rückseite ist nicht sehenswert, da dort ein hässlicher Drahtverhau die Verbindungen herstellt.

Ottmar

Greife mal einzelne der von euch angeregten Punkte auf, aber vorher grundsätzlich: seit Etlichem bemühe ich mich, beim Layout die Masse/ das GND in den Mittelpunkt zu rücken, am besten sieht man es bei meinen Ministeuerplatinen. Da liegt in der Tat in der Mitte/unten eine solche Fläche und alle anderen Bauteile haben deswegen einen einzigen zentralen Bezugspunkt mit kurzen Wegen dahin. Wenn das nicht geht, versuche ich die Massebahnen sehr fett auszulegen, manchmal bis zu 2,54 mm. Auch die Plus-Zuleitung wird mit 1,27 mm gut ausgestattet. Ist vielleicht übertrieben, soll Schwingneigung entgegen wirken.

Die Datenleiterbahnen ,,verdünnen" und auch ihren Abstand, das wäre sicher ein platzbringender Ansatz. Bislang hatte ich mich an den Abstand nicht ran getraut und die Standard-Vorgaben von Eagle übernommen.

SMD nach unten? Das soll sicher ein Scherz sein bei einer Schaltung, welche außer den 3 LED-Anzeigen und einer LED, die eh nicht auf dem Board sitzen soll, komplett aus SMD-Bausteinen besteht. Aber wie gesagt, mit der ,,gerechten" Verteilung tue ich mich schwer. Habe gestern mit den ersten Übungen zur Platzoptimierung an dieser Schaltung begonnen. Liegen dann zwei Widerstände in Durchsicht aufeinander, ist das im Layout kaum noch zu sehen. Sollte das mehrfach so passieren, wird das völlig unübersichtlich.

Über SPI kann ich die Anbindung nicht machen, das läuft bei mir noch klassisch.
Die Stiftleiste hat noch Raum für Verkleinerung, da bin ich gerade dran. Das Zusammenrücken der Anzeigen könnte möglich werden, habe gerade alle seitichen R's zusammen gequetscht, rsp. verlegt.
Multiplexing (MP): dem bin ich bislang immer aus dem Weg gegangen. Dazu müsste halt eben auch der Schaltplan und auch das Prog geändert werden.
Das Video über die Änderung der Sicht beim MP ist echt klasse, ein wahres Lehrstück.

Zunächst versuche ich es mit den für mich einfachen, rsp. schneller umsetzbaren Verschiebungen via Eagle. Vielleicht reicht das ja schon. Die anderen Techniken – SPI/MP – kommen – is klar – erst mal auf die berühmte Bank der Absichten.
Danke für eure Anregungen.
Grüße, picass

Mal ein Beispiel für die Überarbeitung, hier diejenige für die Anzeigen-Platine. Die linke Anzeige ist komplett, bei der mittleren fehlen noch die SMD-Anschlüsse und die rechte ist noch teils im alten Zustand. Sind alle drei überarbeitet, können die 3 Anzeigen direkt aneinander geschoben werden.
Die Kontaktleiste ist auch geändert worden: hier gibts nicht mehr das Gefummel mit endlos vielen kleinen Drahtstückchen, sondern rechtwinkliges Aneinanderlegen der beiden Platinen und "nur" Verlöten der SMD-Pads. Is klar - solche Verbindungen waren schon immer anfällig für Lötfehler und empfindlich bei mechanisch ungünstiger Belastung. Aber wenn's denn klappen sollte, wird das eine erhebliche Vereinfachung - und halt zur Verkleinerung beitragen.

Ein wichtiges Mittel zu Letzterem ist noch nicht genannt: ein Dreifach-Layout für die Leiterbahnen. Das hatte ich vor Kurzem bei einem Neuentwurf einer Platine für meine alte Rollladensteuerung erstmals ausprobiert und das hatte einen durchschlagenden Erfolg. Auf der langen, schmalen Platine waren die bis zu 17 extern zugeführten Signale auf Silbernägel über die ganze Platine verstreut, was nicht gerade service-freundlich war. Nach Einführung des Dreier-Layouts konnte erstmals der alte Wunsch verwirklicht werden, alle Signale an einer Schmalseite (!) via dortige Steckverbinder zu konzentrieren.

Bei der Überarbeitung der größeren Platine, auf welcher die ICs und der PIC liegen, soll dann auf geringeren Abstand gesetzt werden. Dauert aber, ist ein verflu..., eine ziemliche Friemelei.
Grüße, picass

Weil die Friemelei an einem der drei Anzeigen überhand annahm, hatte ich mir die Bestückungssituation an dieser Anzeige mit der Lupe betrachtet. Dabei fiel mir auf, dass eigentlich noch viel Platz für 1206-SMDs zwischen den Anschlusspinnen der Anzeige ist und auch, dass "eigentlich" sogar auf der Bestückungsseite, also unter dem Display-Gehäuse sich SMDs montieren lassen müssten. Das momentan verwendete D-Gehäuse liegt nicht direkt auf der Platine auf, sondern "sitzt" auf je einem dünnen "Fuß". Zudem ist auf der Gehäuse-Unterseite eine Hohlkehle: also ordentlich Platz.
Kurzum: es müssten sich auf der Unterseite wie auch der Best.-Seite je 4 SMDs montieren lassen, ohne dass es elektrisch oder platzmäßig zu Probs kommen sollte. Aber.....

...aber da ist im Moment Eagle vor. Das Layout jedes Widerstandes enthält um den Platz für den eigentlichen W. noch eine dünne, umlaufende Begrenzungs-Linie. Und die Prüffunktion von Eagle spuckt eine mir bis dato unbekannte Fehlermeldung für das direkte Nebeneinanderlegen von zwei R's aus: "keep out".

Elektrisch - da bin ich mir sicher - muss das "hinhauen", aber was könnte die beauftragte Platinenfertigungsfirma sagen? Is klar: selbst fragen  , aber gibt es Erfahrungen?
Grüße, picass