SCHEDA MC4-PLUS. SPECIFICA TECNICA PER LA PROGETTAZIONE DEL MASTER

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Viviana Novelli
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1 Rev. N Date: 06/09/2012 Page. 1 of 8 SCHEDA MC4-PLUS. SPECIFICA TECNICA PER LA PROGETTAZIONE DEL MASTER Rev. Redatto da Data Approvazione Data 1 icubfacility Marco Maggiali 25/09/2012 Elenco revisioni Rev. Data Descrizione 0 03/09/2012 Prima emissione 1 25/09/2012 Cambiati i sensori di corrente da hall sensor a resistenza di shunt su una fase motore

2 Rev. N 0 Date: 06/09/2012 Page. 2 of 8 Indice Elenco revisioni...1 Indice Generalità Posizione dei componenti principali dei connettori e dei LED Note sui componenti utilizzati Alimentazioni e segnali di potenza Scritte, logo e diciture in serigrafia Documentazione fornita e attività richieste...8

3 Rev. N 0 Date: 06/09/2012 Page. 3 of 8 1 Generalità Il presente documento costituisce la specifica tecnica per il disegno del master di fabbricazione del PCB della scheda MC4 in revisione 00. Le dimensioni meccaniche del PCB devono essere identiche a quelle della scheda MC4-001, come pure le posizioni ed il diametro dei fori di fissaggio (Figura 1). Si puo eventualmente allargare di 1mm la scheda qualora si rendesse necessario. Il PCB deve essere realizzato possibilmente in 6 layer con la seguente disposizione: 1) Layer TOP, segnali NORD-SUD 1) Layer inner 1, piano di GND 2) Layer inner 2, segnali EST-OVEST 3) Layer inner 3, segnali NORD-SUD 4) Layer inner 4, piano VCC 5) Layer BOT, segnali EST-OVEST 2 Posizione dei componenti principali dei connettori e dei LED I connettori della scheda devono essere messi nella posizione indicata nella figura sottostante. Il connettore P1 può essere spostato se può essere utile sotto P6. Si può anche spostare P1 sul TOP e portare P6 sul BOT. Intorno al connettore P1 (8mm per lato) non possono essere messi componenti più alti di 1mm. Ho indicato anche la posizione di U4, U7, U1, U16 e U17. Questa non vuole essere vincolante, ma deve essere presa come linea guida. Nell eventualità si ritenga necessario per motivi legati alla sbrogliatura cambiare la loro posizione, si richiede però di discutere con il progettista la nuova disposizione.

Rev. N 0 Date: 06/09/2012 Page. 4 of 8 U16 U17 Figura 1 Layout dei connettori e dei componenti I led DL7 e DL8 (Ethernet) devono essere messi sul top sopra ai connettori P12 e P13.

4 Rev. N 0 Date: 06/09/2012 Page. 4 of 8 U16 U17 Figura 1 Layout dei connettori e dei componenti I led DL7 e DL8 (Ethernet) devono essere messi sul top sopra ai connettori P12 e P13. Il led DL6 (CAN) deve essere sul top vicino al connettore P8. I led DL4 e DL5 (alimentazione) devono essere sul top vicini tra loro e vicino al connettore di alimentazione P7. I led DL1, DL2 e DL3 (GPIO) possono essere messi dove e piu comodo (anche all interno della scheda), ma vicini tra loro, in questo ordine e sul top. 3 Note sui componenti utilizzati. I condensatori di bypass da 100nF e 10uF devono essere messi il più vicino possibile ai pin di alimentazione dei circuiti integrati. Come dice un saggio Un bypass più lontano di 5mm dal pin non serve a nulla. Lo stesso condensatore di bypass può servire per filtrare le alimentazioni di due integrati se si trova a meno di 5mm dai pin di alimentazione di entrambi i circuiti. E inutile mettere due condensatori di bypass sulla stessa alimentazione vicini l uno all altro: è possibile, anzi raccomandato, eliminare i bypass inutili.

5 Rev. N 0 Date: 06/09/2012 Page. 5 of 8 I 25 pin centrali della griglia di U1 devono andare al layer GND con almeno 9 o 10 fori di via metallizzati. I segnali digitali di U4 e U7 (pin 48,41,43,44,13,20,17,18,42,19) devono essere lontani dai segnali di potenza (pin 2,3,38,39,10,11,22,23,34,35,26,27,40,41,45,46,15,16). I 2 componenti virtuali chiamati NODEK 1 e 2 servono per forzare i collegamenti dei condensatori sull alimentazione di U4 e U7 in un unico punto, vicino ai rispettivi chip, limitando il più possibile la lunghezza delle piste (vedi figura). Anche la rete di passivi fra Vboot, Vcp e VSA,VSB deve essere più vicino possibile a U4 e U7. Figura 2 Layout suggerito dell'integrato LS6206 I pad di GND presenti in U4 e U7 devono essere collegati con 7,8 fori di via metalizzati al piano GND. Le piste connesse ai pin Vs, OUT e Sense devono essere di dimensioni adeguate a sopportare carichi di 2A. Evitare se possibile passaggi di layer per queste piste. Se si rendessero necessari mettere un numero adeguato di vie.

Rev. N 0 Date: 06/09/2012 Page. 6 of 8 U3, U5, U6 e U7 devono essere sbrogliati come in figura soprastante. La lettura della corrente viene fatta attraverso le resistenze di shunt R23 e R38.

6 Rev. N 0 Date: 06/09/2012 Page. 6 of 8 U3, U5, U6 e U7 devono essere sbrogliati come in figura soprastante. La lettura della corrente viene fatta attraverso le resistenze di shunt R23 e R38. Posizionare queste resistenze come indicato nella figura soprastante il più vicino possibile a U3, U5, U6 e U7. Le resistenze di shunt R23 e R38, devono avere possibilmente un footprint del tipo C come indicato nella documentazione allegata (Optimize High-Current Sensing Accuracy.pdf). I condensatori C6 e C7 devono essere vicini ai pin M10 e F13 di U1. U9 e U10 possono essere messi sovrapposti ai due lati del PCB, avendo l accortezza di collegare i rispettivi PAD di raffreddamento al layer GND con numerosi fori metallizzati. Il quarzo XT1 deve essere vicino ai pin G1 e H1 di U1. L intero gruppo XT1, C5 e C4 deve essere sullo stesso layer di U1 e senza fori passanti sui collegamenti. Il trasformatore U17 deve essere vicino ai connettori P12 e P13, con collegamenti corti, possibilmente sullo stesso lato. I segnali associati al trasformatore U17 sono accoppiati nel seguente modo: (1,2), (5,6), (7,8), (11,12), (23,24), (19,20), (17,18) e (13,14). I segnali accoppiati devono essere tracciati con impedenza controllata (100 ohm) e devono essere mantenuti paralleli, con la stessa lunghezza, lo stesso numero di fori passanti e con angoli di 45 gradi. Il filtro FL4 deve essere vicino a P8. 4 Alimentazioni e segnali di potenza Le net GND e VCC sono tracciate come laghi di rame nei rispettivi layer. Le net AGND e AVCC sono isole di rame tracciate nei layer di GND e VCC, nella zona di U1. Le net VMOTOR e PGND devono portare una corrente di 6A. La net EARTH è un anello di rame tracciato nel layer GND alla periferia del modulo, con una larghezza di circa 50 mils. I fori di fissaggio sono collegati a EARTH.

7 Rev. N 0 Date: 06/09/2012 Page. 7 of 8 I 4 componenti virtuali chiamati NODEK 3,4,5,6 servono per forzare i collegamenti a VCC e GND nelle posizioni vicino ai terminali di C74 e C82. Si raccomanda di usare almeno 3 vie per collegare i layer di VCC e di GND. E preferibile che le reti VIN e VMOTOR siano tracciate nei layer interni per dimunuire il pericolo di corto-circuito. Indicativamente l isolamento delle net VIN e VMOTOR dovrebbe essere di 200µm negli strati interni e 400µm negli strati esterni. 5 Scritte, logo e diciture in serigrafia La serigrafia della scheda deve riportare il logo di iit sul lato TOP o sul BOT. La serigrafia del solo lato TOP deve riportare inoltre la seguente dicitura: MC4-PLUS Accanto alla dicitura MC4-PLUS è necessario prevedere un piccolo rettangolo bianco per scrivere manualmente un carattere (A, B, C...) che indichi la versione di montaggio della scheda.

8 Rev. N 0 Date: 06/09/2012 Page. 8 of 8 6 Documentazione fornita e attività richieste Sono fornite le seguenti documentazioni: 1) ST2012_13_MC4-PLUS (PCB Rev 0).doc. E il presente documento. 2) MC4-PLUS.dns(ORCAD16_5_0). Schema elettrico in formato OrCAD16.5.S030 3) MC4-PLUS_Orcad16_2.dns(ORCAD16_2). Schema elettrico in formato OrCAD16.2 4) MC4-PLUS.bom. Liste dei componenti rispettivamente in formato Text e Excel. (TO BE COMPLETED) 5) MC4-PLUS.asc. Netlist 6) MC4-PLUS_0_DSN.pdf, MC4-PLUS_0_BOM.pdf. Schema elettrico e lista componenti in formato Adobe-PDF. 7) I datasheets di alcuni componenti con package non standard. Sono richieste le seguenti attività: 1) Sbroglio dello schema elettrico per la realizzazione del PCB secondo le specifiche tecniche descritte sopra. 2) Fornitura dei file Gerber relativi allo sbroglio e alla pannellizzazione ed ogni altro documento necessario per la fabbricazione dei PCB. 3) Fornitura dello schema con back-annotation relativa alle eventuali modifiche e rinumerazioni effettuate (e concordate col responsabile del progetto). 4) File in formato PADS oppure OrCAD-Layout e stampa in formato PDF di tutti i layer della scheda. Eventuali modifiche alla presente specifica tecnica dovranno essere concordate con il responsabile del progetto. Responsabile del progetto Marco Maggiali

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