1- El cálculo es correcto, para obtener 10mA. ¿Son correcto esos 10mA? (esa es tu pregunta real).
Si analizamos el opto, directamente como si fuera un transistor común (para facilitar el análisis), la idea sería usarlo en modo saturado/corte, por tal motivo, tenés que evaluar cual es la corriente máxima de carga que vas a tener entre colector-emisor (Ic) y en base a eso, averiguar cual es la corriente mínima necesaria en base que hace que puedas tener al transistor saturado en esa Ic.
En este caso en particular, si te fijás en la hoja de datos del PC817, tenés 2 gráficos que pueden ayudarte a eso:
- Fig.8 Collector Current vs. Collector-emitter Voltage: Típica curva de un transistor Ic vs Vce con la Ib parametrizada (c/curva representa una Ib distinta), del lado izquierdo tenés la zona de corte, en el medio la lineal (no nos interesa) y finalmente a la derecha la zona de saturación. Para una Ib de 5mA y una Ic 5mA tu Vce será de menos de 0,5V. Para una Ic de 10mA, con una Ib 10mA tu Vce será de casi 1V, sin embargo para ese mismo Ic, con una Ib de 20mA tu Vce será de menos de 0,5V.
- Fig.12 Collector-emitter Saturation Voltage vs. Forward Current: este gráfico es todavía más claro, para 5mA de Ic, con 5mA de Ib te alcanza, pero para una corriente Ic de 7mA te quedás corto con una Ib de 5mA, tendrías que ponerlo por arriba de los 6mA.
Sobre el uso que le das a los optos, tené en cuenta que al no agregar la resistencia de pull-up en colector, la polarización quedará definida por las resistencias de pull-up internas que tienen los puertos del microcontrolador, incluso podría darse que esos puertos no tuvieran esas resistencias (ver hoja de datos).
2- Sobre el ancho de las pistas, el principal factor será la corriente que circule por ellas, para este caso no es un problemas. El otro factor importante, es que a medida que el anchod de las pistas sea mayor, menor será su inducción parásita, esto en frecuencias bajas mucho no afecta, pero a medida que aumentan las frecuencias de las señales, empieza afectar el diseño. Para una frecuencia de clock de un i2C (100/200 kHz), no pasa nada.
3- Tendría que evaluar un poco más el circuito.
4- No quiero entrar en detalles cuando tenés múltiples masas (AGND, GND, etc), lo ideal sería que toda la placa quede recubierta de un plano de masa (los dos lados), porque te brinda mejor rechazo a ruidos (tipo jaula de faraday entre distintas líneas de señal), todo funciona como un gran capacitor de filtro, etc.
Herramientas útiles que te recomiendo: Saturn PCB Design es gratuito y te ayuda para el diseño de PCB, por ej cálculo de anchos de pistas según la corriente vs ºT, entre muchas otras cosas más.
Si analizamos el opto, directamente como si fuera un transistor común (para facilitar el análisis), la idea sería usarlo en modo saturado/corte, por tal motivo, tenés que evaluar cual es la corriente máxima de carga que vas a tener entre colector-emisor (Ic) y en base a eso, averiguar cual es la corriente mínima necesaria en base que hace que puedas tener al transistor saturado en esa Ic.
En este caso en particular, si te fijás en la hoja de datos del PC817, tenés 2 gráficos que pueden ayudarte a eso:
- Fig.8 Collector Current vs. Collector-emitter Voltage: Típica curva de un transistor Ic vs Vce con la Ib parametrizada (c/curva representa una Ib distinta), del lado izquierdo tenés la zona de corte, en el medio la lineal (no nos interesa) y finalmente a la derecha la zona de saturación. Para una Ib de 5mA y una Ic 5mA tu Vce será de menos de 0,5V. Para una Ic de 10mA, con una Ib 10mA tu Vce será de casi 1V, sin embargo para ese mismo Ic, con una Ib de 20mA tu Vce será de menos de 0,5V.
- Fig.12 Collector-emitter Saturation Voltage vs. Forward Current: este gráfico es todavía más claro, para 5mA de Ic, con 5mA de Ib te alcanza, pero para una corriente Ic de 7mA te quedás corto con una Ib de 5mA, tendrías que ponerlo por arriba de los 6mA.
Sobre el uso que le das a los optos, tené en cuenta que al no agregar la resistencia de pull-up en colector, la polarización quedará definida por las resistencias de pull-up internas que tienen los puertos del microcontrolador, incluso podría darse que esos puertos no tuvieran esas resistencias (ver hoja de datos).
2- Sobre el ancho de las pistas, el principal factor será la corriente que circule por ellas, para este caso no es un problemas. El otro factor importante, es que a medida que el anchod de las pistas sea mayor, menor será su inducción parásita, esto en frecuencias bajas mucho no afecta, pero a medida que aumentan las frecuencias de las señales, empieza afectar el diseño. Para una frecuencia de clock de un i2C (100/200 kHz), no pasa nada.
3- Tendría que evaluar un poco más el circuito.
4- No quiero entrar en detalles cuando tenés múltiples masas (AGND, GND, etc), lo ideal sería que toda la placa quede recubierta de un plano de masa (los dos lados), porque te brinda mejor rechazo a ruidos (tipo jaula de faraday entre distintas líneas de señal), todo funciona como un gran capacitor de filtro, etc.
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