Prof. J. Walter - Informationstechnik, Mikrocomputertechnik, Digitale Medien Layout
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Fischertechnik ESP32 Maxi-Board Prototyp
Sommersemester 2018
Josy Laier
Janik Mildenberger

Layout


Hier können Sie die Eagle-Dateien und die BOM zum Maxi-Board herunterladen.

DownloadDownload Eagle Dateien

Alle zu downloadenden Eagle Dateien befinden sich auf dem neusten Stand und werden im Folgenden erläutert.

Zunächst ist die bestückte, fertige Leiterplatte zu sehen:


Bild: Maxi-Board Oberseite

Aus ästhetischen Gründen sind an der Oberseite des gelöteten Boards nur das OLED Display und die Anschlusspins angebracht. Alle anderen Bauteile sind auf der Unterseite platziert. Auf der linken Seite befinden sich die Anschlusspins für die GPIs und die DIOs.  Jeder Anschlusspin verfügt über einen eigenen GND-Pin.

Rechts sind neben den zwei Anschlüssen für die Spannungsversorgung auch die Anschlüsse für die Motoren und Encoder vorhanden. Letztere verfügen ebenfalls jeweils über eigene GND-Pins.

 
Bild: Maxi-Board Unterseite

Von unten betrachtet ist auf der linken Seite der SX1509 und direkt darüber der Spannungsregulator verbaut. Auf der rechten Seite ist der ESP32 verbaut. Unter ihm befinden sich die beiden Motortreiber.

Um eine stabilere Spannungsversorgung zu erreichen, wurden außerdem zwei Kondensatoren zur Stabilisierung verbaut. Sie wurden parallel zur 5V-Spannungsversorgung des ESP32 platziert (siehe Bild oben: rechte obere Ecke der Leiterplatte).

Es wurden nun Messungen an einer bestückten Leiterplatte mit und einer ohne die genannten Kondensatoren durchgeführt, um deren Wirkung zu testen.


Bild: Messung mit 5V Eingangsspannung am ESP32, ohne Kondensatoren


Bild: Messung mit 5V Eingangsspannung am ESP32, mit Kondensatoren

Das obere Bild zeigt die Messung ohne Kondensatoren. Hier wird eine Amplitude des Rauschens von 1V gemessen. Das zweite Bild zeigt die Messung mit Kondensator. Hier wird eine Amplitude des Rauschens von 0,8V gemessen.
Die Messung zeigt damit, dass der Einbau der Kondensatoren eine Verbesserung von 20% bewirkt.

Eine weitere Maßnahme zur Stabilisation der Spannung ist beim FTDuino zu sehen. Zusätzliche Kondensatoren an allen acht Motortreiber-Ausgängen tragen zur verbesserten Spannungsstabilität bei und werden deshalb, nach diesem Vorbild, im Eagle-Schaltplan unseres Maxi-Boards vorgesehen. Die Kondensatoren mit je 10nF werden jeweils direkt neben den Steckausgängen angelötet. Diese Maßnahme wird erst nachträglich, nach der Erstellung des ersten Prototyps, zum Schatplan hinzugefügt.

zusätzlicher Cs
Bild: Auszug Eagle Layout, zusätzliche Kondensatoren


  Mit Unterstützung von Prof. J. Walter Sommersemester 2018