Plano de tierra y conectores

[Axierue]

Muy buenas!
estoy en proceso de diseño de una pcb de dos capas, y tengo serias dudas sobre el plano de tierra bajo conectores, pulsadores y switches.
Después de haber leído decenas de artículos, posts, trabajos... todavía me genera dudas el tema del plano de tierra.
En principio, tenía pensado hacer un plano de tierra que ocupara toda la capa inferior. Pero he visto que a veces, en la parte donde hay conectores, evitan que el plano de tierra cubra esa parte.
Entonces, mi primera pregunta seria si debo de evitar el plano de tierra en la parte inferior de los conectores (en general), o si únicamente es importante evitar los conectores de alimentación?
Y la segunda pregunta, seria si también hay que evitar que el plano de tierra cubra la parte inferior de los pulsadores y switches?

A continuación, os muestro la placa en 3D con sus componentes (alguno no aparece dibujado, pero está ahí) todavía sin colocarlos en su posición final:



Detalle de cada componente:
1- Es el conector de la alimentación (una batería, máx. 35Vdc).
2- Son los conectores de los sensores analógicos (temperatura y presión), y una señal digital (entrada de un pulsador externo a la pcb).
3,7- Son los conectores de USB (usb micro b).
4,5- Son pulsadores normales.
6- Es un interruptor (switch) normal.
8,9- Son conectores para las antenas del módulo gps y módulo sim.

Saludos a todos y todas!

 

[Dr. Zoidberg]

En el otro tema que iniciaste te recomendé un libro donde tenes toda la información que buscás.

 

[sergiot]

No hay una respuesta para esa pregunta, hay cientos de cuestiones de diseño que se tienen que tomar en cuenta, y para eso esta la carrera de ingeniería.
Cuando se trabaja con señales de vcc comunes o simples, no afecta en nada, cuando se diseña con alterna, la cosa cambia, incluso el audio que parece algo tan simple, requiere de conocimientos de diseño, un pcb mal hecho puede generar infinidad de ruidos, si pasamos a RF la cosa se pone muy fea.
En tu caso, no tenemos idea de lo que estas haciendo, ademas tené en cuenta que si hay posibilidad de que se acumule suciedad en el pcb, esta no genere complicaciones por proximidad de pistas contra masa.

 

[paliz]

A menos que estemos hablando de alta frecuencia, el plano de tierra debes abordarlo por caras individuales y seguir las pautas del diseño respectivo.

 

[switchxxi]

En el otro tema que iniciaste te recomendé un libro donde tenes toda la información que buscás.

Incluso puse vídeos que explican todo lo referente a eso por si no se quiere leer.

 

[Axierue]

En el otro tema que iniciaste te recomendé un libro donde tenes toda la información que buscás.

Buenas,
te agradezco el consejo del libro, pero mi nivel del inglés técnico no es tan profesional.
Además, ando con bastante prisa y pensé que sería una pregunta fácil de responder para cualquiera que sepa del tema

No hay una respuesta para esa pregunta, hay cientos de cuestiones de diseño que se tienen que tomar en cuenta, y para eso esta la carrera de ingeniería.
Cuando se trabaja con señales de vcc comunes o simples, no afecta en nada, cuando se diseña con alterna, la cosa cambia, incluso el audio que parece algo tan simple, requiere de conocimientos de diseño, un pcb mal hecho puede generar infinidad de ruidos, si pasamos a RF la cosa se pone muy fea.
En tu caso, no tenemos idea de lo que estas haciendo, ademas tené en cuenta que si hay posibilidad de que se acumule suciedad en el pcb, esta no genere complicaciones por proximidad de pistas contra masa.

Buenas, mi proyecto sería el siguiente:
Los componentes más relevantes del prototipo serán 5 sensores analógicos conectados, un módulo "ESP32 WROVER E", un módulo "SIM800C" y un módulo "ATGM336H-5N".
La función del prototipo sería la de recoger información mediante los sensores, y enviarlos a una base de datos mediante el módulo "SIM800C".
No tendrá voltaje alterna en ningún momento.

Incluso puse vídeos que explican todo lo referente a eso por si no se quiere leer.

Bueno señores, lamento que mi comprensión del ingles sea tan ridícula.
Dais por hecho que todos entendemos bien el ingles técnico? Pues no es mi caso.
Agradezco que me recomendéis libros y videos, pero si están en ingles técnico (me refiero a una dificultad superior a lo básico) no voy a entenderlos bien y no estaré para nada seguro de lo que hago, ya que no entiendo bien.

A menos que estemos hablando de alta frecuencia, el plano de tierra debes abordarlo por caras individuales y seguir las pautas del diseño respectivo.

Gracias por la respuesta.
Con "las pautas del diseño respectivo" a que te refieres?

 

[sergiot]

No tendrá voltaje alterna en ningún momento.

y esos modulos que tendrá el prototipo, como se comunican?

 

[Dr. Zoidberg]

te agradezco el consejo del libro, pero mi nivel del inglés técnico no es tan profesional.
Además, ando con bastante prisa y pensé que sería una pregunta fácil de responder para cualquiera que sepa del tema

El problema es que "no es fácil" por que si pudieras entender el libro que te recomendé verías que hay una infinidad de parámetros de las señales y del layout del PCB que se influyen entre sí, así que solo quien hace el diseño del prototipo puede decir cuales están presentes y así determinar las necesidades.
Para algo se estudia ingeniería...

 

[paliz]

Buenas,
te agradezco el consejo del libro, pero mi nivel del inglés técnico no es tan profesional.
Además, ando con bastante prisa y pensé que sería una pregunta fácil de responder para cualquiera que sepa del tema

Buenas, mi proyecto sería el siguiente:
Los componentes más relevantes del prototipo serán 5 sensores analógicos conectados, un módulo "ESP32 WROVER E", un módulo "SIM800C" y un módulo "ATGM336H-5N".
La función del prototipo sería la de recoger información mediante los sensores, y enviarlos a una base de datos mediante el módulo "SIM800C".
No tendrá voltaje alterna en ningún momento.

Bueno señores, lamento que mi comprensión del ingles sea tan ridícula.
Dais por hecho que todos entendemos bien el ingles técnico? Pues no es mi caso.
Agradezco que me recomendéis libros y videos, pero si están en ingles técnico (me refiero a una dificultad superior a lo básico) no voy a entenderlos bien y no estaré para nada seguro de lo que hago, ya que no entiendo bien.

Gracias por la respuesta.
Con "las pautas del diseño respectivo" a que te refieres?

Es lo referente a la literatura que existe en torno a la fabricación de circuitos impresos.

Por ejemplo Analog Device y Microchip tiene información interesante acerca del diseño de pcb.

 

[Axierue]

y esos modulos que tendrá el prototipo, como se comunican?

Mediante UART (RXD y TXD)

El problema es que "no es fácil" por que si pudieras entender el libro que te recomendé verías que hay una infinidad de parámetros de las señales y del layout del PCB que se influyen entre sí, así que solo quien hace el diseño del prototipo puede decir cuales están presentes y así determinar las necesidades.
Para algo se estudia ingeniería...

Te entiendo perfectamente, pero lo tengo que hacer y lo voy a hacer. Ya saldrán problemas e intentaré resolverlos, pero todavía queda mucho para que tire la toalla.
Tu respuesta es de agradecer, pero frases como "Para algo se estudia ingeniería...", son como un insulto a la inteligencia de los demás.
No entiendo como hay tanto superdotado en este foro y tan poca respuesta resolutiva por parte de esa gente superdotada...

El problema es que "no es fácil" por que si pudieras entender el libro que te recomendé verías que hay una infinidad de parámetros de las señales y del layout del PCB que se influyen entre sí, así que solo quien hace el diseño del prototipo puede decir cuales están presentes y así determinar las necesidades.
Para algo se estudia ingeniería...

Te entiendo perfectamente, pero lo tengo que hacer y lo voy a hacer. Ya saldrán problemas e intentaré resolverlos, pero todavía queda mucho para que tire la toalla.
Tu respuesta es de agradecer, pero frases como "Para algo se estudia ingeniería...", son como un insulto a la inteligencia de los demás.
No entiendo como hay tanto superdotado en este foro y tan poca respuesta resolutiva por parte de esa gente superdotada...

Es lo referente a la literatura que existe en torno a la fabricación de circuitos impresos.

Por ejemplo Analog Device y Microchip tiene información interesante acerca del diseño de pcb.

Muchas gracias por esos dos enlaces!
Los leere con entusiasmo

 

[sergiot]

Mediante UART (RXD y TXD)

Y eso no es una señal alterna?

 

[Dr. Zoidberg]

"Para algo se estudia ingeniería...", son como un insulto a la inteligencia de los demás.

No es un insulto a la inteligencia de nadie sino una realidad: estás haciendo una consulta sobre un tema muy complicado y muy específico, sobre el que no tenes conocimiento, dando poco y nada de información. Así que si vos necesitás ese tipo de consultoría, contratá un ingeniero que te lo resuelva. Si no lo querés hacer - por el motivo que sea - entonces te deseo suerte para adivinar la solución correcta.

No entiendo como hay tanto superdotado en este foro y tan poca respuesta resolutiva por parte de esa gente superdotada...

Será por que tus comentarios y tu persecuta caen bastante pesados....

 

[switchxxi]

Bueno señores, lamento que mi comprensión del ingles sea tan ridícula.
Dais por hecho que todos entendemos bien el ingles técnico? Pues no es mi caso.
Agradezco que me recomendéis libros y videos, pero si están en ingles técnico (me refiero a una dificultad superior a lo básico) no voy a entenderlos bien y no estaré para nada seguro de lo que hago, ya que no entiendo bien.

Lamentablemente estas en un área en la cual si no sabes ingles técnico no sabes el 90% ya que los términos son similares sino que iguales tanto en ingles como en castellano ya que el castellano usa muchas palabras inglesas en los tecnicismos. Ademas que la información esta en ingles, manuales, hojas de datos, etc.

De todas formas no veo sentido a tu pregunta ya que los planos de tierra tienen sentido en las emisiones EMI pero como es un proyecto tuyo para ti no debe pasar ningún test.

El único problema que tendrás es con las lineas de transmisión entre módulos y la antena externa ya que no son "pistas en un circuito impreso" sino lineas de transmisión con impedancias que deben ser calculadas con precaución, recomendaría programas que te calculan todo pero están en ingles.

Por lo demás análogo y digital cada uno en su lado y separado del otro lo mas posible y estos separados de la fuente (El plano de tierra jamás se corta para separar análogo y digital).

En el único lugar donde no debe haber plano de tierra (ni nada) es debajo del modulo U11 o afectaras la antena del mismo.

Suerte en tu proyecto.

(Por cierto, por si no lo sabes, en general, youtube tiene subtítulos a los que puedes darle traducción... todo dentro de youtube y echo por el propio youtube).

 

[Axierue]

Y eso no es una señal alterna?

SI sii tienes razón, me había confundido con la "alimentación alterna" del prototipo.

No es un insulto a la inteligencia de nadie sino una realidad: estás haciendo una consulta sobre un tema muy complicado y muy específico, sobre el que no tenes conocimiento, dando poco y nada de información. Así que si vos necesitás ese tipo de consultoría, contratá un ingeniero que te lo resuelva. Si no lo querés hacer - por el motivo que sea - entonces te deseo suerte para adivinar la solución correcta.

Será por que tus comentarios y tu persecuta caen bastante pesados....

Pues no pierdas más tiempo respondiendo a mi tema, así de fácil.

Según he visto, los problemas de tierra los tienen los que trabajan armando osciladores y VCO desde cero. No en módulos previamente hechos. Yo hice mi proyecto de grado en protoboard. Usé los módulos nrf24l01+ y otros módulos de audio tda7431. Posteriormente a verificar sus correcto funcionamiento fabriqué las PCB y no tuve ningún problema.

Mi amigo por su parte hizo sus prácticas y tesis con el módulo XBee de la misma manera.

Por eso te digo que lo armes primero y después ves si te da problemas.

Entiendo lo que me quieres decir.
Con los consejos que me habéis dado y la información y enlaces compartidos, terminaré y ya veremos que sale

Lamentablemente estas en un área en la cual si no sabes ingles técnico no sabes el 90% ya que los términos son similares sino que iguales tanto en ingles como en castellano ya que el castellano usa muchas palabras inglesas en los tecnicismos. Ademas que la información esta en ingles, manuales, hojas de datos, etc.

De todas formas no veo sentido a tu pregunta ya que los planos de tierra tienen sentido en las emisiones EMI pero como es un proyecto tuyo para ti no debe pasar ningún test.

El único problema que tendrás es con las lineas de transmisión entre módulos y la antena externa ya que no son "pistas en un circuito impreso" sino lineas de transmisión con impedancias que deben ser calculadas con precaución, recomendaría programas que te calculan todo pero están en ingles.

Por lo demás análogo y digital cada uno en su lado y separado del otro lo mas posible y estos separados de la fuente (El plano de tierra jamás se corta para separar análogo y digital).

En el único lugar donde no debe haber plano de tierra (ni nada) es debajo del modulo U11 o afectaras la antena del mismo.

Suerte en tu proyecto.

(Por cierto, por si no lo sabes, en general, youtube tiene subtítulos a los que puedes darle traducción... todo dentro de youtube y echo por el propio youtube).

Muchas gracias por los consejos!
A ver, un poco de inglés ya controlo. Suelo leer datasheets y artículos en inglés técnico, pero a veces con la ayuda del traductor. Pero un video tutorial en ingles técnico me sería muy complicado de entender. Ahora que lo dices, no había caído en que youtube ofrece la posibilidad de agregar subtítulos, gran aporte!
El tema de las emisiones EMI me preocupa, porque si el módulo funciona correctamente, se implantará en la maquinaría de la empresa (no hay riesgo de seguridad, ya que, no modifica ningún aparato y no interviene en ningún proceso). Lo cual, implica estar cerca de máquinas y demás historias que pueden afectar la efectividad del sistema.
Sobre las líneas de transmisión entre módulos, entre módulos las conexiones si son en circuito impreso. Lo único que no estaría sería la antena, pero consulté al soporte técnico de la empresa del módulo SIM, y para la aplicación que quiero darle me dio los consejos necesarios de diseño.
Pero si sabes de algún programa de cálculo de impedancias, te agradecería la información, nunca se sabe si lo necesitas hasta que lo necesitas.
Y sobre el módulo U11, no pienso utilizar su antena. Y en el caso de no utilizarla, el plano de tierra no generaría ningún problema verdad?
Gracias de antemano y un saludo!

 

[Dr. Zoidberg]

Pues no pierdas más tiempo respondiendo a mi tema, así de fácil.

Yo pierdo el tiempo de la forma que se me antoja, incluso respondiendo en estos temas sin pies ni cabeza.

 

[Axierue]

Yo pierdo el tiempo de la forma que se me antoja, incluso respondiendo en estos temas sin pies ni cabeza.

Tienes mucho tiempo para perder entonces... por lo menos me entretienes

 

[Dr. Zoidberg]

Tienes mucho tiempo para perder entonces... por lo menos me entretienes

Seguramente mucho menos tiempo que vos, que estás respondiendo tonteras en lugar de dar la información necesaria que te han pedido.

 

[switchxxi]

Pero si sabes de algún programa de cálculo de impedancias, te agradecería la información, nunca se sabe si lo necesitas hasta que lo necesitas.

Saturn PCB Design Toolkit. Muy buen programa y bastante completo y gratuito.

Si el bolsillo es gordo, quizás éste sea de utilidad, deben haber decenas mas de pago.

 

[Axierue]

Saturn PCB Design Toolkit. Muy buen programa y bastante completo y gratuito.

Si el bolsillo es gordo, quizás éste sea de utilidad, deben haber decenas mas de pago.

Muchas gracias de nuevo! Intentaré con el primero, que mi bolsillo y el de la empresa últimamente parecen tener agujeros...