06Portfolio
Controller-Leiterplatte für den Pico 2 W
Entwurf einer Leiterplatte (Revision 0.1, noch nicht bestellt), die in meinem Golf IV den Pi Zero mit mehreren verkabelten Modulen ersetzen soll. Alles passt auf eine Leiterplatte mit Raspberry Pi Pico 2 W, und die Versorgung ist gegen Spannungsspitzen im Auto geschützt. Schaltplan und PCB werden von Skripten erzeugt.
In Zahlen
- Abmessungen der Leiterplatte
- 140 × 100 mm
- Max. Eingangsspannung der Schaltregler
- 60 V
- Fehler in der automatischen Entwurfsprüfung
- 0
Aufgabe
Der heutige Aufbau im Auto besteht aus einem Pi Zero 2 W und mehreren per Kabel verbundenen Modulen: Notstromversorgung, Wandler für Messungen, Ausgangstreiber und ein separates 12-V-Ladegerät. Er funktioniert, hat aber viele Verbindungen, und nichts schützt ihn vor Spannungsspitzen in der Fahrzeuginstallation. Die finale Leiterplatte musste so entworfen werden, dass später nichts mehr umgebaut werden muss.
Vorgehen
Der Pico 2 W hat WLAN und Bluetooth eingebaut und erledigt daher alles selbst. Auf der Leiterplatte habe ich trotzdem eine unbestückte Buchse für einen Pi Zero als Plan B gelassen. Die Versorgung aus dem Auto läuft über eine Sicherung, einen Verpolungsschutz und einen Schutz vor Spannungsspitzen und gelangt dann zu zwei getrennten Schaltreglern mit großer Spannungsreserve: einer für die Elektronik, einer für den LED-Streifen, damit der Streifen den Rest nicht stört. Die Signale von den Schlössern werden von Störungen gefiltert. Fenster und Spiegel bedient die Leiterplatte parallel zu den Werkstasten, die Zentralverriegelung über Optokoppler, die sie elektrisch von der Leiterplatte trennen. Schaltplan, Bauteilplatzierung und Leiterbahnen erzeugen Python-Skripte, eine Änderung der Vorgaben bedeutet also einen erneuten Skriptlauf statt Handarbeit im Editor.
Ergebnis
Revision 0.1 hat einen kompletten Dateisatz für die Fertigung: Die zweilagige Leiterplatte von 140 × 100 mm besteht die automatischen Prüfungen von Schaltplan und Leiterbahnen ohne Fehler, und das 3D-Modell dient dem Gehäuseentwurf. Die Leiterplatte habe ich noch nicht bestellt. Vor der Bestellung soll ein Prototyp bestätigen, dass der Pico mit Bluetooth in zwei Rollen gleichzeitig, mit einer verschlüsselten Verbindung über das LTE-Modem und mit dem WireLink-Kanal zurechtkommt.