Светодиодные ленты Dotstar (APA102) с развязывающим конденсатором на печатной плате

Я пытаюсь (основываясь на очень далеких воспоминаниях об EE в колледже) разработать довольно простую печатную плату Arduino Shield для параллельного управления несколькими светодиодными лентами. Каждая полоса будет подключаться к своей собственной 4-контактной клеммной колодке, обеспечивая 5 В, GND, часы и данные для полосы.

На приведенной ниже схеме есть еще несколько функций, но проблема, с которой я столкнулся, может быть сведена к следующим элементам:

  • одна 2-контактная клеммная колодка подключается к внешнему регулируемому источнику питания 5 В (это Pololu D24V150F5 )
  • несколько 4-контактных блоков подключаются к светодиодным лентам
  • штифты заголовка прикрепляют все это хитроумное устройство к разъемам щита на Arduino Mega.

Моя проблема связана с распределением / регулированием мощности.

В соответствии с этим рекомендуется разместить конденсатор между 5 В и землей как можно ближе к этим программируемым светодиодным лентам.

Это звучит достаточно просто в теории, но мне трудно применить это на практике на двухслойной печатной плате.

Насколько я понимаю, по многим причинам, включая простоту трассировки, было бы разумно иметь плоскость заземления с одной стороны и плоскость питания с другой. Я не понимаю, как на самом деле маршрутизировать трассировки в такой ситуации.

Если я просто поставлю свои конденсаторы на печатную плату, они будут отображаться как уже правильно разведенные, поскольку они подключаются к 5 В и GND уже через соответствующие плоскости.

Однако это кажется неправильным (зачем иметь заглушку «для каждой полосы», если все они в любом случае просто подключаются к гигантским наземным и силовым плоскостям?), и этот вопрос здесь заставляет меня поверить, что это неправильно, потому что шум будет «обтекать». "мои конденсаторы, по сути?

Отсюда такие вопросы:

  • Разумно ли для безопасности иметь по одному конденсатору на выход полосы?
  • Если да, то как их следует направлять, чтобы они не подключались напрямую к земле и силовым плоскостям?
  • Если нет, и если правильное решение - всего один или два конденсатора, куда они должны идти и опять же, как мне быть с подключением их "кратчайшими возможными дорожками" туда, куда они должны идти, вместо того, чтобы просто слепо прикрепить их к силовые и наземные плоскости?

Схема

печатная плата

Ответы (1)

Если у вас есть ТОЛЬКО 2 плоскости, индуктивность будет << 1 наноГенри в любом месте на печатной плате, и будет достаточно одной байпасной крышки. Однако, как только вы начнете нарезать плоскости (а я надеюсь, что вы нарежете только плоскость VDD), вам потребуются байпасные колпачки для каждой полосы из-за длинных тонких дорожек распределения питания VDD. Следы в воздухе (без базовой плоскости) около 1 наноГенри/миллиметр (25 нГн/дюйм); дорожки над плоскостями примерно в 5 раз меньше, 200 пикоГенри (0,2 наноГенри)/миллиметр (спасибо peufeu за это число). Вы не можете использовать свинцовый конденсатор, если решили использовать только 1 шунтирующий конденсатор.

Спасибо! Имеет ли смысл использовать одну кепку на каждый выход, даже если это перебор? Что было бы лучшей практикой проектирования печатной платы для этого? Я предполагаю, что мне нужно каким-то образом запустить определенные дорожки от контактов 5V и GND каждого выхода к каждой крышке + и -, а затем они могут воссоединиться со своими соответствующими плоскостями?
одна крышка на пару VDD/GND на микросхеме должна быть хорошей. Можешь показать свою схему? Будете ли вы использовать плоскость GND?
Спасибо за внимание! Я отредактировал свой вопрос, чтобы, надеюсь, быть немного яснее (извините, это сделай сам для благотворительного проекта, в который я попал, я понимаю, что мне частично не хватает знаний и словарного запаса, чтобы задавать хорошие вопросы). Я также добавил полную схему, хотя большие ее фрагменты (все, что не является отпечатком экрана Arduino и заголовками светодиодной ленты) не обязательно имеют значение.
Будете ли вы использовать наземный самолет?