Projekt · Elektronik & Platinen

PCB-Platinen: Entwicklung & Herstellung

Von der Schaltung bis zur fertigen Platine: Schaltplan, Layout, Fertigung und Bestückung, Inbetriebnahme und Test – für eigene Maschinen wie den Döner-Schneideroboter TanRobot und im Auftrag von Kunden. Wie das aussieht, zeigt der Weg der TanRobot-Steuerplatine vom selbst geätzten Prototyp bis zur schutzlackierten Version 2.1.

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So entsteht eine Platine

Anforderung und Schaltplan. Was soll die Platine schalten, messen und melden, mit welcher Spannung läuft sie, was wird angeschlossen? Daraus entsteht der Schaltplan mit passenden Bauteilen.
Layout. Bauteile platzieren, Leiterbahnen führen, Abstände für die Spannungen einhalten und Anschlüsse so legen, dass sie in der Maschine gut erreichbar sind – bis die Fertigungsdaten stehen.
Fertigung und Bestückung. Nach diesen Daten werden die Leiterplatten gefertigt und bestückt – ob Einzelstück für den ersten Test oder eine kleine Stückzahl.
Inbetriebnahme und Test. Spannungen messen, Software aufspielen, jeden Ein- und Ausgang prüfen. Was dabei auffällt, fließt in die nächste Version.

Eigenentwicklung

Entwicklungsweg der TanRobot-Steuerplatine

Die Steuerung des TanRobot ist eine eigene Platine. Sie spricht die beiden Servoachsen über RS485 und Modbus an, überwacht Sicherheitseingänge, Endlagen und Bremsen und bekommt neue Software drahtlos über die App DönerBOT. Jede Version baut auf den Tests der vorigen auf.

1Prototyp Selbst geätzte Leiterplatte, beschriftet von Hand: der erste Aufbau, um Schaltung und Ablauf am Tisch auszuprobieren.
2Version 0.2 Frühe Fassung als gefertigte Leiterplatte: Steckplätze für Steuer- und Motormodul, zwei Relais und Federkraftklemmen für die Anschlüsse der Maschine.
3Version 0.4 Der Mikrocontroller sitzt jetzt direkt auf der Platine. Dazu eine RJ45-Buchse, Federkraftklemmen und Anzeigen für 3,3 V, 24 V und 48 V.
4Version 0.5 Zwei getrennte Eingänge für 24 V und 48 V, dazu RJ45-Anschluss und Federkraftklemmen.
5Version 2.1 Aktueller Stand: schutzlackiert, zwei RJ45-Anschlüsse und mehr Federkraftklemmen, ausgelegt nach IEC 61010-1. CE-Kennzeichnung und TÜV-Prüfung sind in Vorbereitung.

Der TanRobot ist noch nicht auf dem Markt: CE-Kennzeichnung und TÜV-Prüfung der Maschine sind in Vorbereitung.

Kundenauftrag

Platinen für Kunden

Wir entwickeln Platinen auch im Auftrag. Namen und Einzelheiten unserer Kunden veröffentlichen wir nicht.

**Intelligenter Ladebegrenzer für Wohnwagen und Anhänger** Bei vielen neueren Fahrzeugen ist die Stromversorgung der Anhängersteckdose nur mit 10 A abgesichert. Ein leerer Zweitakku im Wohnwagen oder Anhänger würde beim Laden aber 30 A und mehr ziehen – die Sicherung im Zugfahrzeug würde durchbrennen. Diese kleine Platine ist ein intelligentes Bauteil zwischen Anhängersteckdose und Zweitakku: Sie misst laufend die Spannung und schaltet das Laden erst ein, wenn mehr als 13,1 V ankommen – also wenn die Lichtmaschine bei laufendem Motor lädt. Dann begrenzt sie den Ladestrom auf höchstens 9 A, sicher unter der 10-A-Sicherung. Sinkt die Spannung, etwa bei abgestelltem Motor, trennt sie den Zweitakku wieder – so bleibt die Starterbatterie geschützt. Geschaltet wird lautlos mit zwei MOSFETs statt Relais; durch ihre gegensinnige Anordnung trennt die Platine im ausgeschalteten Zustand in beide Stromrichtungen. Eine Sicherung und eine TVS-Diode schützen vor Überstrom und Spannungsspitzen, ein NTC-Fühler ist für die Temperaturüberwachung mit Abschaltung vorgesehen. Breite Leiterbahnen und große Kupferflächen an den MOSFETs führen den Strom.

Sie brauchen eine Platine?

Ob Steuerung für eine Maschine, Ersatz für eine alte Schaltung oder eine eigene Idee: Schreiben Sie uns, was die Platine können soll – wir melden uns mit einem Vorschlag.

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