Apoapsis 2019

CanSat-Team des Humboldt-Gymnasiums Vaterstetten

Schaltplan und Platinendesign

Nach einiger Zeit voller Prüfungen und Tests haben wir uns endlich dazu durchgerungen, den nächsten Schritt im Design unseres CanSats zu betreten: Die Platinen.

Schritt 1: Schaltplan Design

Bevor man damit anfängt, einen PCB (Printed Circuit Board, zu deutsch Platine) zu drucken, sollte man natürlich wissen, was man überhaupt designen will. Dazu hilft es, einen Schaltplan zu erstellen. Dabei zeichnet man erstmal alle seine benötigten Komponenten und die elektrischen Verbindungen dazwischen ein und ordnet alles an.

Unser erster Schaltplan, hier noch auf Papier
Unser erster Schaltplan, hier noch auf Papier

Am besten macht man das Ganze digital, aber es hilft, sich das ganze auf Papier nochmal festzuhalten. Wir haben als Design Tool die Webanwendung EasyEDA verwendet, mit der man gezeichnete Schalpläne auch direkt zu PCBs umwandeln kann. Die Elektronik hatten wir vorher bereits auf Steckplatinen angeordnet, deswegen konnten wir diese Verbindungen eins zu eins übernehmen.

Unser Schaltplan. jeder Kasten steht für eine Schicht im CanSat, die dann übereinander angeordnet werden
Unser Schaltplan. jeder Kasten steht für eine Schicht im CanSat, die dann übereinander angeordnet werden

Schritt 2: PCB Design

Nachdem man seinen Schaltplan erstellt hat, kann man zum PCB Design übergehen. Dabei ordnet man wieder alle seine Komponenten an, diesmal aber so, wie alles später auch aussehen soll. Auch muss man beachten, dass man alle Leiterbahnen sorgfältig anordnet, besonders, wenn man nur wenig Platz hat. Wir haben dazu entschieden, drei verschiedene Platinen zu designen, welche im CanSat übereinander angeordnet werden sollen.

Unser PCB Design
Unser PCB Design

Schritt 3: Ausdrucken und „Testbestückung“

Dieser Schritt ist nicht wirklich wichtig, aber bevor man sehr viel Geld für etwas ausgibt, das später nicht funktioniert, lohnt es sich, das Design auszudrucken und auf Pappe zu kleben. Zwar kann man damit nicht die elektrischen Verbindungen an sich überprüfen, allerdings kann man schauen, ob alle Komponenten auch so auf die Platine passen, wie man es sich gedacht hat. Vor allem für uns ist das ganz hilfreich, da wir das Ganze in drei Raumebenen verschieben und vergleichen können, ob alle Verbindungen auch übereinander passen.

Zum Testen: Alle drei Layer auf Pappe ausgedruckt und bestückt
Zum Testen: Alle drei Layer auf Pappe ausgedruckt und bestückt

Und jetzt?

An sich wären wir damit schon fertig. Allerdings gibt es noch ein paar Sachen, die wir optimieren wollen. Zum Beipsiel möchten wir schauen, ob wir das Ganze platzsparender anordnen können. Auch wäre es hilfreich, drei übereinanderliegende Löcher zu haben, über die wir die PCBs fest miteinander verbinden können. Und den Antennenpin vom Funkmodul wollen wir über einen Datenpin nach oben legen, damit die Antenne auch oben anstatt in der Mitte des CanSats liegt.

Geschrieben am 01. Mai 2018