O cobre derramará ajuda no meu PCB de camada única?

Eu tenho um PCB que contém um LCD de 20x4, dezoito botões de 12x12 mm e três LEDs. Esta placa é conectada a um Arduino Mega através de um cabo de fita de 30 cm de comprimento. Agora, durante os testes, descobri que algumas vezes o LCD fica em branco. Na minha PCB anterior, eu não estava usando um derramamento de terra, mas se eu usar um derramamento de terra, meu sistema será mais resiliente ao ruído EMI?

Também estou trabalhando em outros aspectos, mas só quero uma opinião de especialista sobre isso para usar um despejo de solo ou não em um PCB de camada única .

Estou anexando as duas imagens da placa de circuito impresso para esclarecimento: uma com e outra sem um vazamento de cobre:

Depois de ler todas as sugestões, tenho o seguinte entendimento em minha cabeça 1. Transfira as linhas de terra e VCC perto da linha de interface LCD, ou seja, no lado direito

2. Remova as conexões dos jumpers em cada botão, abaixe os dois pinos enquanto eles estão convertendo o vazamento de cobre, tornando-o menos eficaz.

3.Aumente a distância entre R1, R2 e R3

4.Aumente o espaço entre as linhas de controle do LCD e as linhas dos botões no canto inferior direito.

5. Adicione mais linhas básicas (não tenho certeza disso, mas especialistas sugeriram isso)

6. Coloque o conector na parte superior em vez da parte inferior, pois reduzirá a distância da faixa para controle de LCD e linhas de dados, o que, por sua vez, a tornará mais imune a ruídos?

Por favor, comente se estou na direção certa. Duas camadas não é uma opção, pois aqui na minha área, elas produzem apenas PCB frente e verso em grande quantidade, caso contrário é muito caro. Mesmo é o caso da fabricação de porcelana

Um derramamento de solo, por si só, dificilmente resgata uma placa inadequadamente aterrada.

Um vazamento de solo não é, por si só, um plano de solo.

Um derramamento de terra é o padrão para a fabricação de PCBs, porque significa que menos cobre deve ser gravado, uma placa multicamada acaba mais equilibrada mecanicamente e é mais condutora termicamente, todas as coisas boas.

Você precisa garantir que, sem o derramamento de terra, todos os sinais críticos tenham um caminho de retorno de terra adequado. O ponto de verificar isso sem o vazamento é que o vazamento confunde a imagem, torna muito difícil, então veja o que está acontecendo.

Certifique-se de que os relógios e as luzes estroboscópicas tenham uma pista de terra próxima, indo da fonte para a pia. Adicione trilhas terrestres o mais próximo possível das trilhas de sinal. Certifique-se de que os ICs que extraem pulsos repentinos de corrente tenham tampas de desacoplamento próximas, com rastreamento curto para os pinos de alimentação e de aterramento. Verifique se as mudanças na corrente de alimentação não induzem voltagens em locais indesejados, o que geralmente significa executar uma pista de terra com todas as faixas de potência.

Talvez você sinta que não tem espaço para adicionar rastreamento de solo? Se não houver espaço para uma pista de terra, não haverá espaço para o vazamento se conectar e fornecer sua continuidade de terra no lugar certo. Claro, ele pode se conectar entrando em um loop grande em outro lugar, mas esse não é o lugar certo. Não há alternativa para fornecer continuidade adequada do solo no lugar certo, se você quiser uma prancha robusta.

Quando o rastreamento do solo for higiênico, você poderá adicionar o solo novamente. Se o seu rastreamento de solo for adequado, ele não será realmente necessário eletricamente, mas não fará mal e fará todas as outras coisas boas.

Por outro lado, um plano de terra é algo que você projeta desde o início. É algo que você não corta com faixas atravessando-o. Não é algo que você coloca como uma reflexão tardia, depois de rotear todas as faixas de sinal. É o condutor mais importante no quadro, então você o coloca primeiro e cuida dele enquanto adiciona as outras faixas.

Verifique a resposta do AnalogSystemsRF. Eu te disse o que você deveria ter feito e deve fazer da próxima vez, ele lhe diz o que você pode fazer agora. Você notará que os dois envolvem realmente conectar os motivos.

Pegue 20 pedaços de fio de cobre e solde as 20 peças sobre os sinais, de GND a GND. Em outras palavras, coloque em curto algumas dessas "antenas" flutuantes do GND.

Depois teste novamente.

Talvez adicione mais 20 pedaços de fio de cobre, de GND a GND.

----------- vamos calcular o quão ruim os erros de GND podem ser ------

Suponha um carregador de bateria de tijolos pretos a 4 "(0,1 metros) de distância, da região de 4" por 4 "das peças flutuantes de aterramento. Suponha que a fonte de alimentação de comutação dentro do tijolo preto tenha 200 volts em 100 nanosegundos de tensão; é de 2 volts / 1 nanossegundo de rotação Suponha que o nó de comutação seja visível para o mundo externo e cause mudanças rápidas nos campos elétricos.

Quanta corrente de deslocamento será induzida nas peças de aterramento?

C (placa paralela) = E0 * Er * área / distância ~~ 9e-12 Farad / metro * A / D

com Er = 1 (ar), Área = 0,1m * 0,1m e Distância = 0,1m

C = 9e-12 * 0.1m * 0.1m / 0.1m = 9e-12Farad.meter * 0.1m = 0.9pF

C ==== 1pF aproximadamente

I = C * dV / dT = 1pf * 2v / nS = (1nF * 1milli) * 2v / nS e o NANO cancela

I = 1milli * 2v = 2 milliAmps, na frequência da taxa de comutação de tijolo preto

Agora precisamos calcular a resistência de GND a GND. O melhor possível é de cerca de 1 quadrado de folha de cobre (0,00050 (atualmente 0,000498 a 25 graus C) ohms). Com 20 ou 40 peças de fio conectando as peças flutuantes, o tamanho dos fios e o comprimento dos fios também afetam a resistência GND a GND, mas o diâmetro do fio será mais espesso do que a folha e seu preenchimento. os intervalos são de 3 milímetro (1/16 de polegada), portanto, assumiremos apenas 2 quadrados de papel alumínio ou 0,0010 ohm (a resistência é muito sensível à temperatura: 0,4% por grau C).

Qual será a diferença de voltagem entre um local no GND e outro local no GND? use a lei de Ohms: I * R

Supondo que a resistência seja 0,001 ohm e I seja 0,002 amperes, a tensão é apenas I * R ou 2 mili mili ou

2 microVolts (baixa frequência CC)

Devemos permitir indutância? certo. Com os vários caminhos paralelos através dos vários pedaços de fio, suponha que a indutância do ponto A ao ponto B seja 10 nanoHenry (uma folha sólida de cobre é de cerca de 1 nanoHenry indutância. Congratulo-me com estimativas melhores e até uma fórmula). O Z (impedância de 10nH a 5MHz ou 1 / (2 * 100nanoSegundo)) é + J 0,031 ohms. Z (1nH a 1 GHz) = + j6,28 ohms. Z (1nH a 1 MHz) é 6,28 / 1.000 = 0,00628 ohm. A 5MHz, o Z é 5X maior a 0,031 ohms. Observe que não precisamos de uma calculadora.

Qual é a voltagem? I * Z, ou 2ma * 0,031 ohms, = 0,062 * milli, = 62 micro Volts.

Assim, prevemos alguma tensão (pequena, mas não zero) do terra para o solo, à medida que as correntes fluem através dos 20 ou 40 pedaços de fio que você adicionou entre os pedaços flutuantes de aterramento.

62 microVolts (CA, a 5 MHz)

O solo derrama PODE ajudar (mas, como outros, tenho minhas dúvidas), mas eu estaria olhando para aquele cabo de fita como o primeiro suspeito.

Se você a trocou de uma fita de 0,1 polegadas para um conector de duas linhas com uma fita de 0,05 polegadas (pense no cabo PATA antigo), poderá intercalar o terra com o sinal, e isso acho que pode ajudar.

Percebo no momento que as linhas de controle do seu LCD sobem do lado direito, enquanto o solo do LCD sob o esquerdo, isso é pessimal da perspectiva do SI. Os dados e o terra devem ser roteados juntos o máximo possível (também energia!), E como a matriz do switch não se preocupa, eu moveria os pinos de energia e terra para estar entre as linhas de controle do LCD.

Em matéria de loops de terra, QUEM SE IMPORTA! A corrente flui em loops (sempre), você pode facilitar isso; nesse caso, pouca voltagem será desenvolvida nesses loops, ou você pode dificultar, nesse caso, muita voltagem será desenvolvida no loop, geralmente muitos loops pequenos superam um grande.

Ah, um detalhe, mas você pode considerar adicionar alguns diodos à matriz de comutadores, pois isso permite que você lide com dois comutadores pressionados ao mesmo tempo, de forma mais razoável.

Seu LCD provavelmente fica em branco devido a um defeito no trimpot de contraste. Melhor usar resistores fixos. O aterramento é improvável que o problema

Você pode limpar as faixas nesses comutadores.
As almofadas inferior esquerda e direita são unidas internamente, assim como a parte superior esquerda e direita. Você pode executar uma faixa simples diretamente entre (por exemplo) B1, B4, B7 e BX. Adicione junções a UM pino em cada switch e você obterá um layout mais limpo.

Evite fazer "ilhas" com o solo derramando. Toda área precisa se conectar. Você pode até espalhar R1, R2 e R3 para garantir uma melhor fluidez entre eles.

Uma vez que o LCD apenas apaga às vezes, e ASSUMO que isso não é para produção em massa, esse vazamento pode ser suficiente para mantê-lo em funcionamento. Eu ainda aconselharia uma placa dupla face como uma solução melhor.

Para combater a EMI, lembre-se de que a corrente é uma preocupação de mão dupla. Se você estiver limitado a um lado, roteie os caminhos de retorno muito próximos um do outro.

Alguns resistores em série de baixo valor nos caminhos de sinal tornam o circuito menos provável de irradiar. E todo sinal que entra ou sai do PCB deve passar por um resistor antes de ir para um IC.

Não sei se você vai produzir coisas em massa, mas se eu estivesse fazendo um protótipo, usaria uma placa de dupla face, borrife um dos lados da placa com resistência, esse seria o terreno comum, incluir almofadas para conexões de terra no lado do circuito, e use solda através de orifícios primitivos.

É melhor dividir o cabo de fita em dois cabos, a baixa frequência em um grupo e a HF no outro.