Прошло чуть больше 2 недель и платы у меня на руках.
Переходные отверстия выглядят прикольно - нет привычного отверстия внутри, потому что он заполнен смолой и покрыт медью. Тот самый via in pad

Надо было немного переделать legacy проект. Поменять 2-3 компонента.

И ну как бывает? Ну вот тут не очень хорошо сделано, сейчас быстро заодно переделаю. Ну блин, чтобы нормально тут сделать, надо ещё вон там подвинуть. А раз тут подвинул, ну тогда этот кусок тоже переделаю.

В итоге где-то к 2 часам ночи обнаруживаешь себя с затекшей рукой, красными глазами, у тебя все-все переделано и тебе ещё надо будет все это завтра утром перепроверять. Ну что ж...

Но зато теперь глаз не дёргается)
На скринах трассировка платы с двух сторон, до и после. На плате есть два импульсных преобразователя. На передней стороне (красной) преобразователь для заряда аккумулятора и еще один для питания мотора от 10.65В. Один из них вообще работает на частоте 1 МГц. На другой стороне (синей) драйвер этого мотора, который и управляет самой мощной на плате нагрузкой. Сам драйвер тоже работает в импульсном режиме.

В общем в чем проблема? Если очень коротко, высокочастотные и импульсные преобразователи очень не любят переходные отверстия и длинные дорожки. Даже если сигнал работает на низкой частоте но переключается с большой скоростью, это означает что он содержит в себе высокочастотные гармоники, которые будут себя вести точно так же.

А ещё, нужно обязательно обращать внимание, как на плате распространяется обратный ток цепи, чтобы он был как можно ближе, без лишних петель. Почему это важно и чем это чревато, это отдельный разговор.

Сделать все строго как надо не получится - места просто нет. Нужно просто выжать максимум.

В целом результатом доволен. Плата четырехслойная, а она прощает многие (но не все, конечно) косяки разводки, так что поэтому я не ожидаю увидеть большую разницу. Хотя у меня там получилось разместить дополнительные ёмкости, которые очень даже могут помочь двигателю во время старта. Посмотрим - сравню их как получу.

4 слоя, 0,1 мм дорожки, размер платы 3 на 3 см, via in pad. В общем плата на грани того, что принято считать бюджетным с точки зрения технологии производства.

У меня еще не было компоновки такой сложности. Соблюсти рекомендации производителей и минимизировать влияние элементов друг на друга в таком маленьком пространстве и еще без blind vias было довольно сложно. Для этого я расположил микроконтроллер подальше от силовых компонентов и на другую сторону печатной платы, а наиболее шумные излучающие компоненты - катушки - расположил перпендикулярно друг другу и использовал в экранированном варианте, ну и в несколько итераций сумел достаточно близко подойти к оптимальному результату.

Устройство поддерживает работу по Bluetooth и общение по USB. И прошивку умеет обновлять и так, и так.

На плате производительный двухъядерный микроконтроллер и при этом очень экономичный по потреблению.

Схема питания мотора, которая превращает 4,2В в 10,65В.

Крутой контроллер BLDC мотора от Texas Instruments.

Продвинутый акселерометр, который можно настроить так, чтобы он пробуждал микроконтроллер при определенных ситуациях.

Аудио усилитель класса D с возможностью запаять динамик прямо на плату перпендикулярно ей.

2 емких танталовых bulk конденсатора, которые должны немного помочь с переходными процессами.

OLED дисплей на разъеме.

Схема защиты от переполюсовки, светодиод для индикации состояния, ферритовый фильтр по питанию от USB, разъем для возможного подключения дополнительных I2C датчиков в будущем, контроллер заряда аккумулятора на DCDC с повышенным КПД по сравнению с линейными зарядками

Гибкая и экономичная архитектура управления питанием. С одной стороны сам микроконтроллер питается от встроенного DCDC преобразователя от напряжения 1,8В, с другой стороны он может управлять питанием каждой микросхемы либо через I2C, либо через входы Enable

Немного переживаю за китайскую чип антенну. Купил VNA чтобы поиграться с ее подстройкой)

Люблю свою работу, приятно на это смотреть)

А вот она в реале. Уже провожу тесты.
Теперь предстоит много работы над прошивкой

Тестирую все узлы платы, паралельно занимаясь другими делами.
Ну вот на видео как работает дисплей. Это черновой тест пока что, протестировать базовый функционал.
А на фото результат продолжительного теста повышающего преобразователя под номинальной нагрузкой - греется всего до 53С, КПД около 90%. Видно, что катушка индуктивности греется больше всего. Думаю, если подобрать катушку с внутренним сопротивлением поменьше, то можно будет ещё процентики и градусы отвоевать

Плата в работе.
Проверил каждый узел, все работает)
Хотя есть косяк с USB, перепутал на нем data линии. Когда в кабеле поменял их местами и он заработал как надо.

Помимо разработки я ещё занимаюсь тем, что поставляю платы для изделий vladblad.com.
В них используются платы, спроектированные задолго до моего с ними знакомства.
В них было довольно много проблем, многие из которых были пофикшены, но вот ещё одна унаследованная из старого дизайна, которую я пощупал недавно.
Из последних примерно 800 поставленных плат где-то у 10-20 плат не работал гироскоп. Можете посмотреть на посадочное место под него на плате и корпус микросхемы. Обратите внимание, что на плате отсутствует контактная площадка под EP - контактную площадку по середине корпуса микросхемы.
Ну вообще этот EP в этой микросхеме не несёт никакой электрической функции, но он нужен для качественного монтажа! Эта площадка способствует самоцентоированию при пайке за счёт поверхностного натяжения припоя, более равномерно распределяет тепло.

В общем у меня в квартире пару дней стоял давно забытый аромат припоя. Восставновил их столько, сколько смог - не всегда получалось с первого раза и на некоторые я забивал.

В следующей итерации я добавлю туда на плату место под этот EP (переводится как exposed pad, кстати). Очень много времени на это все ушло, к сожалению