Selección de puentes de configuración: puentes de soldadura, resistencias de 0 ohmios, interruptores DIP, puentes de pin

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Estoy trabajando en una placa de desarrollo y necesito permitir que los usuarios establezcan algunas configuraciones.

Será utilizado por estudiantes e ingenieros que intentan construir circuitos en una placa de pruebas; No estoy tratando con consumidores. Por lo general, la configuración seguirá siendo la misma, pero es posible que cada nuevo proyecto pueda usar una configuración diferente.

Dedicaré algunos pines a interfaces como USB y Ethernet, pero me gustaría dar a los usuarios la opción de usar esos pines para un propósito diferente. Se requerirá algún tipo de configuración. Las opciones que he considerado hasta ahora son:

Puentes de soldadura:

Resistencia de 0 ohmios
Ya sea paquetes de resistencia 0603 para permitir el uso de resistencias de 0 ohmios, o almohadillas cercanas para una gota de soldadura.
Pros:

  • La opción más barata posible
  • Se requiere el área de PCB más pequeña
  • Sin cambios accidentales
  • Personalizable soldando directamente a la almohadilla

Contras:

  • Requiere soldador para hacer cambios
  • Posible dañar el tablero con soldadura / desoldadura repetida
  • Las resistencias de 0 ohmios requieren tener esas partes a mano.

Interruptores DIP:

texto alternativo
Pequeños interruptores mecánicos en un paquete IC.

Pros:

  • Más fácil de cambiar
  • Bastante duradero

Contras:

  • La opción más cara de lejos
  • Puede ser cambiado por accidente
  • Área grande en PCB
  • La corriente más baja de las opciones
  • Difícil de hacer cambios a PCB

Pin Jumpers

pin jumper para disco duro IDE
Puentes extraíbles para encabezados de .1 "como los que se encuentran en las placas base y unidades de PC.

Pros:

  • Menos costoso que los interruptores DIP
  • Fácil de hacer cambios a PCB
  • Buen equilibrio entre fácil de cambiar y semipermanente
  • Configuración fácil de ver

Contras:

  • Se requiere un área de PCB grande
  • Perfil más alto; usualmente se requiere verticalmente .5 "
  • Puentes podrían perderse

Conmutación electrónica de bus

TI SN74CBT3384ADBQR
Utilice FET o un IC de conmutación de bus como la serie TI 74CBT, y controle con un EEPROM / microcontrolador. Sugerido por Brian Carlton .

Pros:

  • Área de PCB pequeña
  • Configurable en software
  • Puede poner ambos a High-Z o conectado

Contras:

  • Requiere otro par de circuitos integrados; costo medio
  • Menos actual que otras opciones
  • Tiene resistencia real
  • Ahora puede confundir errores de hardware con errores de software y viceversa.

La opción de puente de soldadura me hace preocuparme por debilitar la almohadilla con la resolución repetida y la delaminación desde la PCB. ¿Cuántas veces puede un buen técnico de soldadura cambiar una parte de cobre de 1 onza con un acabado ENIG? ¿Cubrir los bordes de la almohadilla con una máscara de soldadura y agregar relés térmicos (para adhesión, no disipación térmica) en varios lados de la almohadilla aumentaría la durabilidad?

¿Me estoy perdiendo algo? ¿Qué métodos de configuración te gusta usar en una placa de desarrollo?

Kevin Vermeer
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¿No son los puentes 0.1 "por 0.2" y los interruptores DIP 0.1 "por 0.4"? La única ventaja que pueden tener los interruptores DIP es que probablemente sea más conveniente usar SMT frente a TH.
Nick T
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Con la técnica adecuada, puede cambiar una parte de una placa de circuito un número ilimitado de veces. Con una técnica pobre (hierro demasiado frío) no se puede cambiar una vez sin daños.
Markrages
Tiempos ilimitados? Hmm, tal vez tenga que subir mi plancha. ¿El 375C es adecuado para la mayoría de los trabajos?
Kevin Vermeer
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@Mark - De la misma manera que el agua disuelve el azúcar; es más lento y solo ocurre a altas temperaturas. Las placas ENIG pierden su recubrimiento dorado después de tan solo 3-4 ciclos de soldadura / trenzado.
Kevin Vermeer
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No olvides la integridad de la señal. Usted mencionó ethernet / USB, por lo que algunas señales pueden ser de alta velocidad y las diversas opciones afectarán la impedancia característica de la traza, lo que puede causar problemas.
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Respuestas:

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Para placas de desarrollo directas (para su uso interno ), utilizo un puente de soldadura o pongo dos consecutivas (3 almohadillas) para hacer un interruptor SPDT (aquí hay una huella que uso ). Si es lo suficientemente pequeño, es rápido cerrar y abrir con un toque de trenza de soldadura o desoldadora. El uso de una resistencia real hace que sea mucho más difícil volver a trabajar con una plancha estándar.

Si este es un producto (como en, la placa de desarrollo Atmel STK500 es un producto ), debe usar algo como puentes o interruptores DIP, porque no quiere que algún usuario tonto hurgue alrededor de su placa con una plancha de 1000 ° F. Me inclinaría por los interruptores DIP si tiene más opciones o si lo va a colocar en un gabinete, de lo contrario, los puentes serían más baratos.

La pregunta principal debería ser "¿ es esto algo que se cambiará como parte del uso normal? " Si la respuesta es sí, no es apropiado utilizar un soldador y habilidades. Si es algo que un usuario final podría modificar 1-5 veces (o preferiblemente alguien experto, por ejemplo, un técnico de laboratorio), un puente de soldadura podría estar bien.

Nick T
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Esta es una placa de desarrollo; Será utilizado por estudiantes e ingenieros. Sin embargo, eso no significa que todos estén bien con un soldador. ¿Cuántas veces puedes activar ese interruptor SPDT de soldaduras antes de que aparezca la almohadilla?
Kevin Vermeer
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@reem, creo que traes el punto principal; Si cambiar esto es algo que se espera como parte del uso normal, un blob de soldadura es inapropiado. Actualicé mi respuesta.
Nick T
Si es para el propósito de los estudiantes, déjelo en los puentes. Creo que puede esperar que esas personas estén lo suficientemente calificadas para descubrir cómo colocar el puente, dónde, etc. Creo que un interruptor DIP es demasiado elegante / costoso. La soldadura no es práctica. Si desea cambiar una configuración, 'debería' desconectar la placa y volver a trabajarla en el laboratorio de soldadura. Para mí: Soldadura para configuración única, configuración de puentes para el ajuste en un caso de prueba particular, interruptores DIP si requiere alguna interfaz de usuario.
Hans
Tuviste la mejor respuesta en general, así que te di el cheque, pero en realidad voy a usar la respuesta de Brian Carlton para las cosas de configuración y las redes de resistencia 5016 para la configuración (ya que de todas formas quiero unas docenas de ohmios para frenar los bordes y detener los eventos de ESD)
Kevin Vermeer
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He lidiado con esta pregunta algunas veces. Claramente, hay un momento y un lugar para todas estas técnicas. Dicho esto, no hay reglas o convenciones duras y rápidas que conozca que estén estandarizadas (o incluso necesariamente acordadas de manera amplia). Mi opinión es:

  • La técnica de puente de soldadura / 0 ohmios es apropiada para construir una "opción" en una placa que es "compatible" pero no es el caso de uso típico. Esto a menudo se llama una "opción de población", por lo que la idea es generalmente agregar el puente una vez o no agregarlo. Por lo general, no se usa para configuraciones que cambian más de un par de veces. Un ejemplo podría ser un enrutamiento de señal alternativo a través de un transceptor opcionalmente poblado.
  • La técnica de puente / encabezado es apropiada para situaciones en las que desea "interrumpir" una señal, o para muy pocas configuraciones de tipo "esto o aquello". Además, piense en usar esto cuando la configuración cambie con poca frecuencia. Ejemplo, tal vez un punto de entrada de la sonda de corriente o una configuración de "selección de voltaje".
  • La técnica del interruptor DIP es apropiada para configuraciones de configuración que pueden cambiar con frecuencia y requieren una interfaz de usuario robusta / permanente. Ejemplo tal vez "bits de dirección" para un IC.

Nuevamente, no es una respuesta autorizada, sino mi opinión / reglas generales.

vicatcu
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¿Con qué frecuencia se cambiará? Si solo ocasionalmente o incluso solo una vez, una almohadilla de soldadura está bien. Si espera que se cambie a menudo, iría con el interruptor DIP. Los puentes están en algún punto intermedio.

Jim C
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Se cambiará aproximadamente una vez para cada proyecto o trabajo de tablero (suponiendo que no se cometan errores). Se debe escribir un nuevo código fuente y construir nuevos circuitos en la placa de pruebas antes de que desee un nuevo diseño.
Kevin Vermeer
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No use interruptores DIP para algo que sale de casa. Los usuarios los cambiarán.

Pondría agujeros de soldadura para puentes, pero solo instálelos en el prototipo si los cambia con frecuencia. Pero por lo que describe (es decir, las variantes de la placa), iría con la configuración en su EEPROM -> puede configurar en software, menos área.

Brian Carlton
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Lo siento, tal vez no fui lo suficientemente claro. Va a otros ingenieros y desarrolladores, por lo que los cambios son buenos.
Kevin Vermeer
Me gusta la idea EEPROM; tal vez conecte algo como este interruptor FET de bus de TI? Lo he agregado a mi lista, ¡gracias por la idea!
Kevin Vermeer
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Las almohadillas de soldadura están fuera. Solo di no. Absolutamente no desea obligar a nadie a usar un soldador para poder usar su placa, INCLUSO SI son buenos con un soldador.

La idea EEPROM / FET tampoco es una buena idea, porque no es fácilmente observable. ¿Cuál es el estado de ese FET? Necesitas una suite SW para descubrirlo, y tal vez eso no sea suficiente: ¿qué pasa si algo funky sucede entre lo que le dijiste a SW que querías y lo que realmente sucedió en el FET?

Entonces, sus opciones son interruptores DIP o pines y puentes. También puedes hacer alfileres con una pistola de alambre. Preferiría un poco el DIP, pero elige tu opción. Cualquiera de estos tres es mucho mejor que la soldadura / SW.

Clásico
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Entiendo sus puntos, pero creo que está ignorando argumentos opuestos (tamaño y costo). Siempre hay compensaciones.
Kevin Vermeer
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Para cosas que solo necesitan cambiarse "de una manera" [es decir, cambiarse una vez pero no cambiarse de nuevo], a veces he visto tableros con un cable físico soldado entre dos puntos y marcado para cortar. Es posible que solo funcione bien para tablas de retención, pero con el equipo de colocación adecuado podría funcionar con reflujo. (He visto refluir resistencias de orificio pasante usando un corte debajo del cuerpo de la resistencia para que los cables se asienten en el tablero; si el cable de puente permaneciera en su lugar durante el reflujo, no vería ninguna razón por la que no podría funcionar )

Super gato
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también las pestañas de separación y las vías de desglose son opciones de parte cero para los conmutadores de configuración de un solo uso.
Jasen