Progetto PCB

Il progetto del circuito stampato è stato realizzato con il programma EASYEDA disponibile online sul sito easyeda.com. La cosa interessante di questo CAD è che il programma gira completamente nel browser e quindi non c'è bisogno di scaricare nessun programma, di aggiornarlo e così via. Analogamente anche i progetti sono salvati sul cloud e quindi il loro backup è automatico. Il circuito stampato ha queste caratteristiche: 4 layers, spessore complessivo 1.6mm, spessore del rame 35um su tutti i layers, stackup composto da

rame 35 um (top layer)

prepreg 0,35mm

rame 35 um (inner1 layer)

core FR4 da 0.7mm

rame 35 um (inner2 layer)

prepreg 0,35mm

rame 35 um (bottom layer)

Il top layer è stato usato per connettere tutti i componenti SMD ai relativi layers interni e per il routing delle piste che vanno dal micro verso gli S88, verso il bus XpressNet e il ventilatore. Sono implementate su questo layer anche le connessioni verso il pannello utente con tasti e display. Uniche piste di potenza verso il mosfet che apre o chiude le resistenze di sensing della corrente e verso le uscite del segnale DCC verso la tratta RAILCOM e verso il binario di programmazione. Da notare le piste a lunghezza controllata tra il circuito integrato W5100 (ethernet controller) e i trasformatori presenti nel connettore RJ45.

Il layer Inner1 e' stato usato per distribuire la potenza dell'alimentazione, attraverso un piano parziale a tutti i drivers del segnale DCC che sono presenti nel lato in alto a sinistra dello stampato. Su questo layer c'è anche la connessione di alimentazione verso i DC/DC converters (la pista molto larga che corre nella parte in basso a forma di "U" e le alimentazioni a +5VDC e +3.3VDC verso i diversi circuiti integrati digitali (piste da 1mm al centro).

Il layer Inner2 e' stato usato per portare il +12VDC di potenza verso i connettori LocoNet e XpressNet (pista a forma di "J" sul lato destro/basso del PCB) e per collegare  le uscite (C e D) verso il tracciato principale. Le altre connessioni sono di routing intorno al microcontrollore per evitare la congestione del top layer.

Il bottom layer e' stato usato per portare il ground a tutto il circuito e per assicurarsi con un piano diffuso che non ci siano differenze di potenziale causate da correnti di ritorno tra le diverse parti del circuito stampato. Il piano e' quasi completo, ci sono pochissime piste al suo interno.

I due layers del PCB del pannello utente non hanno nessuna difficoltà di routing o di correnti da portare. Questo PCB deve semplicemente collegare il connettore JST a 12 poli all'interfaccia I2C del display OLED, 4 LED rossi da 3mm e 2 tasti. 

L'ultimo circuito stampato è atipico percheè non contiene nessuna pista in rame e nessun foro metallizzato. E' semplicemente un frontale fresato e serigrafato (quindi deve essere di colore nero e spessore 0.8mm) che si incollerà sulla scatola per "sostenere" il PCB del pannello utente e permetterà ai tasti, LED e display di essere visibili dall'utente. Sopra questo frontale sono fresate le aperture per l'aria proveniente dal ventilatore e il logo della centralina "Z21PG". 

Nel progetto presente sul sito EASYEDA questo frontale centralina è identificato con "TOP PANEL A" ed è relativo alla soluzione in cui tasti, LEDs e display sono fisicamente sulla scatola della centralina.

Nel caso si voglia staccare il pannello utente dalla centralina per posizionarlo su un quadro di controllo separato si devono realizzare i circuiti stampati nominati "TOP PANEL B" e TOP PANEL C". 

Il pannello "TOP PANEL B" e' il frontale della centralina con le sole scritte serigrafate e le aperture per la circolazione dell'aria del ventilatore.

Il pannello "TOP PANEL C" è il frontale da applicare separatamente attraverso i 4 fori presenti vicino ai vertici (adatti per viti M3) ad un quadro remoto rispetto alla centralina. Il cavo di collegamento dovrà essere di tipo JZT ZH (passo 1.5mm) a 12 poli, la sua lunghezza massima 1 - 1.5 metri. 

Tutte le istruzioni per l'assemblaggio del frontale centralina basato sul "TOP PANEL A" presenti in questa pagina si applicano anche al "TOP PANEL C".