Na de laatste test en het afronden van het schema in Tinycad heb ik mijn uitgebreide briefing opgestuurd naar degene die het uit zou werken tot een ontwerp van de printplaat. Diegen had ik gevonden via een freelance platform en had goede reviews. Na diverse mails en beloftes dat het “morgen” kwam was het na een maand (in plaats van de afgesproken 10 dagen) wachten eindelijk zo ver: ik kreeg het resultaat opgeleverd.

PCB layout opgeleverd

Wat mij direct al opviel was dat de rechter connector oriëntatie nog steeds niet klopte ondanks dat ik daar een aantal keer op had gewezen. Een blik van Erik wees uit dat het ontwerp ook niet al te best in elkaar zat helaas.

Trace routes

Onnodig lange trace routes van verbindingen met hogere stromen en op vele plaatsen gezakt voor de “design rule check”. Conclusie: dit kon zo niet in productie.

Nog een poging gedaan om een feedback document op te stellen ter verbetering, maar als zelfs verbindingen uit mijn schema ontbraken werd ik er wel moedeloos van.

PCB layout issues

Eindconclusie na een review ronde: Dit ging hem niet worden. Dus mijn verlies nemen en een nieuw plan trekken.

Dan toch maar zelf de leercurve door

Ik was van plan om een nieuw iemand te gaan zoeken, maar ja, de kans dat dat na weer een tijd wachten en bestede €€ tot een deceptie zou leiden was aanwezig. Na overleg met Erik kwam hij met een bijzonder aanbod. Hij wilde mij wel een avond een spoedcursus geven en daarna nog wat coachen, ondersteunen en reviewen.

KiCad als ontwerppakket

In mijn poging om het uit te besteden had ik het in Eagle laten maken omdat dat veelgebruikt wordt. De omvang van mijn schema zou echter (zo bleek later) een dure licentie vergen. Daarom gekozen om zelf te gaan werken met KiCad, een gratis open source oplossing bestaande uit o.a. EEschema en PCBnew met een actieve community voor hulp.

Dus na het downloaden van het pakket en bestuderen van tutorials en bekijken van filmpjes aan de slag gegaan met het verder omzetten van mijn ‘draadjes’ schema in TinyCAD naar het modernere ‘label georienteerde’ schema in EEschema.

Van TinyCad naar EESchema

Toen dat een beetje op orde was kon ik het geheel openen in PCBnew en zo verschenen alle te plaatsen componenten en hun verbindingen.

Te layouten componenten

Dus zo ging ik van draadjes schema in  TinyCAD naar een echt ontwerp in EEschema naar een te layouten schema in PCBnew om het uiteindelijk in de behuizing terecht te laten komen.

De beschikbare ruimte in de behuizing is vrij krap dus dat maakt het layouten extra uitdagend. Op aanraden van Erik samen met mijn zoon Sven eens een overzicht gemaakt van welke functies/aansluitingen naar welke connector moeten.

Globale indeling wat moet waarheen

En daarna met al die voorbereidingen een avondje naar Erik voor de nodige uitleg en ontwerp uitgangspunten.

Uitleg van Erik

Al snel werd duidelijk dat een herindeling van de print nodig was om het allemaal een beetje te laten passen.

Herindeling print

Positionerings puzzel

Daarna kon de hele puzzel van het plaatsen van alle onderdelen beginnen. Allereerst de Ampseal chassis delen met mijn eigen briefing als uitgangspunt.

Positioneren Ampseal connectors

Dat bleek nog een grotere puzzel dan ik had verwacht. Zo hadden de tekeningen van TE die ik had gedownload niet allemaal dezelfde plaatsing van het anker en zat er een verschil in de zwarte en blauwe 35 pins versie terwijl die toch echt gelijk zijn.

Uitlijning Ampseal connectoren

Uiteindelijk zat alles op de millimeter perfect.

CAN-BUS indeling

De auto krijgt twee CAN-BUS netwerken en in de EV-Peripherals zitten twee micro controllers die daarop aangesloten moeten worden alsmede twee service poorten. Omdat het een expliciet bus netwerk moet zijn en geen ster, vraagt dat nog wat bijzondere aandacht in de vorm van de volgorde van aansluiten. Uiteindelijk lukte dat precies

CAN BUS op PCB

Maar dat bleek toch niet helemaal zoals het hoorde…. Dankzij Erik leerde ik dat het belangrijk is om de RX en TX verbindingen bij elkaar en even lang te houden omdat het ‘differential pairs’ zijn. Daarnaast een apart CAN GND vlak en een isolation barrier. Terug naar de tekentafel dus.

CAN BUS routering

En uiteindelijk lukte ook dat weer.

CAN BUS zoals het hoort

Na heel wat nachtelijke uurtjes puzzelen, tips van Erik verwerken, verbinden en checken begon het er een beetje op te lijken.

PCB ontwerp vordert

Aanpassen ontwerp behuizing

Met de beschikbare afmetingen van de printplaat tot dan toe werd het toch te krap. De behuizing kon niet groter, maar wel anders. Door een andere deksel te ontwerpen kan de printplaat er vanaf de kopse kant in geschoven worden en hoeft deze er niet worden in gekanteld.

Aangepaste behuizing

Zo kon de basis printplaat net iets vergroot worden waardoor het allemaal precies paste. Na nog heel wat uurtjes en een paar review rondes was een eerste versie van het printplaat ontwerp dan toch gereed.

Printplaat ontwerp

Met het nieuwe schema:

Schema 2.0

Een printplaat indeling:

Printplaat layout

En een 3D visualisatie daarvan:

Printplaat visual

Behuizing lasersnijden

Alhoewel het ontwerp nog niet 100% is, wist ik al wel dat de afmetingen en plaatsen van de connectoren niet meer hoefden te wijzigen en heb ik de behuizing laten lasersnijden en kanten.

Aluminium behuizing laten lasersnijden

Uiteraard even proefpassen in de auto en dat ging inderdaad precies!

Passen in de auto

Uit aluminium steuntjes gemaakt.

steuntjes eraan

En zo is er weer een onderdeel klaar in het kritieke pad voor het laten stralen van de auto. Nog een paar puntjes op de i voor de aansturing en dan kan ook de printplaat in productie.

Big thanks aan Erik voor alle feedback, tips, ervaringskennis en hulp!