(Почему) этот дизайн отстой?

Я разрабатываю контроллер дверных замков Open Hardware для нашего хакерского пространства в соответствии со следующими основными требованиями:

  • Изготавливаться исключительно из доступных и недорогих деталей.
  • Чтение внешней клавиатуры Wiegand
  • Чтение внешнего считывателя Wiegand RFID
  • Управляйте различными дверными замками и другими приводами.
  • Считайте 125 кГц EM4100 RFID напрямую с помощью встроенного считывателя.
  • Пассивное питание POE для упрощения прокладки кабелей.
  • Запустите нерегулируемый источник постоянного тока 15-30 В (дешевый и простой ИБП большой емкости через SLA)
  • Обеспечьте регулируемый выход постоянного тока 12 В при пиковом токе от 300 мА до 1,5 А для внешнего устройства.
  • Поговорите Ethernet с сервером.
  • Держите локальный список разрешенных ключей, чтобы нас впустили только по мощности.
  • Управление внешним устройством 230В с помощью двух реле.

Это вторая версия печатной платы с несколькими изменениями для устранения обнаруженных мною проблем, самое большое изменение, которое я сделал, — это отказ от LDO, который регулировал шину 3,3 В, в обмен на простой переключатель на основе MC34063.

Я почти уверен, что это сработает, но я хотел бы, чтобы некоторые комментарии проверили, не упустил ли я что-то.

Компромиссы, на которые мне пришлось пойти в дизайне:

  • Конденсатор первичной обмотки (35 В) расположен над трансформатором Ethernet для экономии места.
  • Трансформатор Ethernet огромен, но у меня их много, и они были дешевы, поэтому я собираюсь использовать их, даже если они огромны.

Основные вопросы

  • Есть ли более дешевый и лучший способ реализовать два источника питания (мне нужно около 200 мА при 3,3 В и 300 мА при 12 В с пиками до 1,5 А)?
  • Схема/компоновка коммутатора MC34063 выглядит нормально?
  • Я понятия не имею, насколько неэффективен MC34063, поэтому я попытался как можно лучше нагреть его, используя имеющуюся у меня медь, какие-нибудь намеки на улучшения?

Схема в пдф

Нажмите, чтобы увеличить изображение печатной платы альтернативный текст

Что означает «пассивный POE»? Какая-то нестандартная проводка, которая выглядит почти так же, как стандартный Ethernet, которая может серьезно повредить все, что к ней непреднамеренно подключено? 802.3af POE обладает интеллектом не зря.
пассивный POE — это нестандартный способ POE, который просто использует две дополнительные пары для питания. Он очень распространен в определенных областях, потому что он дешев и эффективен на обоих концах кабеля.
Как это сработало?

Ответы (1)

Я был бы очень удивлен, если бы это работало, по крайней мере, с какой-либо надежностью. Вы отчаянно нуждаетесь в плоскости питания и плоскости земли с такими компонентами.

Например, ENC28J60SS является драйвером с токовым режимом, дорожки от него к импульсному трансформатору и к гнезду будут нести большие токи, коммутирующиеся на высоких скоростях без разумного питания или пути заземления для них. Я также был бы обеспокоен кристаллом, поскольку его подстроечные конденсаторы имеют очень длинный путь высокой индуктивности к земле. Я предполагаю, что эта конструкция будет излучать массу электромагнитных помех, которых, возможно, будет достаточно, чтобы помешать любой электронике поблизости.

Компоновка коммутатора также огромна, я ожидаю, что у вас будет серьезное количество шума и звонков питания по всей этой конструкции, исходящих от коммутатора и компонентов Ethernet.

Вы также упомянули POE, но на этой плате нет контроллера POE. Если вы планируете просто подключиться к коммутатору POE, существует процедура согласования запроса мощности (на разных уровнях). Единственный способ, которым вы могли бы отключить его от порта Ethernet, — это найти промежуточный инжектор, который просто сбрасывал напряжение на неиспользуемые пары в 10/100 Base-T. Если вы подключите это к гигабитному коммутатору, это может вызвать серьезные проблемы. Эти пары также не соединены по центру, как это должно быть для POE. Сбрасывание контактов 7/8 непосредственно на землю может вызвать серьезные проблемы как для этого устройства, так и для коммутатора.

Я мог бы многое рассказать, но 90% из них — результат отсутствия силовых/земляных плоскостей, сначала проясните это.

Также средняя точка R5 и R6 не должна быть подключена к центральному отводу импульсного трансформатора, а сторона гнезда выходного трансформатора должна иметь небольшой высоковольтный колпачок для заземления шасси на его центральном отводе.

Я с Марком в этом. это аккуратный (как в аккуратный) дизайн, но это не очень хорошо. Недавно я разработал плату PoE и использовал контроллер переключения режима PoE LM5071; это было легко построить, работает очень хорошо и даст вам типы напряжений на текущих уровнях, которые вы запрашиваете. Кроме того, ваши большие электролитические колпачки перекрывают другие детали/винты для доступа, поэтому их может быть сложно установить.
Что касается слоев питания: я не собираюсь использовать более двух слоев печатной платы, поэтому я не могу выделить два слоя для питания, но я, безусловно, реорганизую компоненты Ethernet, чтобы позволить мне получить под ними большой локальный наземный слой. затяните источник питания вокруг него и затяните кристалл + крышки.
О POE: Да, я использую не стандартный POE, а в некоторых случаях более распространенный нестандартный пассивный POE.
О R5 и R6: Они не подключены к центральному крану, я просто неаккуратно рисую, извините.
О переключателе: Да, он немного разбросан, но кроме как повернуть MC34063 на 90 градусов, чтобы получить более короткий провод от контакта 2 к катушке и диоду, я не вижу, как я мог бы его подтянуть.
что-либо кроме, по крайней мере, полного, твердого, наземного самолета - пустая трата времени. Секционные заливки практически ничего не делают для решения проблемы, если только они не тянутся полностью, без разрывов, к заземлению источника питания, даже если сигналы проходят через край плоскости, вы создаете еще одну проблему. Вам не нужны 2 отдельных слоя питания, вы можете разделить плоскость для +3,3 В и +12 В, просто будьте осторожны с разводкой поверх разделения на соседних слоях. Единственный способ сделать эту конструкцию надежной — это 4-слойная плата.
Мне жаль говорить, что у меня не более двух слоев, поэтому в будущем этого дизайна не будет полной плоскости земли. Старая компоновка действительно работает, и есть много случаев, когда люди используют EN28J60 на двухслойных платах, что, кстати. это 10-мегабитная часть.
Спасибо за отзыв, даже бюджет не позволяет больше 2-х слоев. Мне удалось немного подтянуть ENC28J60 и схему коммутатора, а также утолстить силовые дорожки, так что должен быть какой-то шанс, что все получится.
Я знаю часть, есть довольно длинный список людей, которые пытались использовать его и с треском провалили FCC на частоте 200 МГц. У меня были проблемы с pic18f97J60, который использует ту же схему привода токового режима, и мне пришлось быть очень осторожным с ним на 6-слойной плате с регулируемым импедансом, чтобы очистить FCC. Посмотрите на выход Ethernet около 200 МГц, вы, вероятно, обнаружите на нем неприятные пульсации ~ 50 мВ. Для вашего приложения это может быть хорошо, но мне было бы любопытно посмотреть, что происходит, когда порт Ethernet работает, а реле переключается.
К счастью, это не будет потребительским продуктом, поэтому ему не нужно будет проходить сертификацию FCC или CE. Я положу плату в красивую плотную металлическую коробку, чтобы удерживать электромагнитные помехи внутри, поэтому я в основном заинтересован в том, чтобы получить что-то, что работает для меня, а не что-то, что работает для FCC :)
ну, металлический корпус не сильно поможет, выбросы будут исходить от различных проводов, которые будут к нему присоединены. Шум в части Ethernet не будет локализован в разделе Ethernet. Он будет распространяться по всей конструкции и присутствовать на всех сигналах и проводах, входящих и исходящих из конструкции. Кроме того, это касается не только FCC. Отскок земли и звон питания повлияют на надежность всей конструкции. В конце концов, это дверной замок, и есть большая разница между тем, чтобы он работал на вашей скамейке, и тем, как он работает, чтобы защитить ваше пространство в течение нескольких месяцев подряд.
Все очень полезные комментарии. Тем не менее, у нас есть двухслойная плата (большая часть одного слоя — заземление) с Ethernet, PoE и RFID, осыпающими плату, и она прошла через EMC и очень надежна.
(Почему) этот дизайн отстой?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v