Diseño de PCB para Sensor Pt100
en la zona de u3 me sale un error de floating copper, no entiendo cual es el error, si lo ecnuentras corrigelo pero no muevas nada mas
0:25
Thought for a moment
Sí, un floating copper significa que hay una “isla” de cobre que quedó sin conexión eléctrica real a ninguna red. No necesariamente es un corto; normalmente es un pedazo de cobre sobrante o un fragmento de fill/trace que no aporta nada. La guía de revisión lo define justamente como cobre no conectado a ninguna net y recomienda identificarlo y conectarlo a GND o eliminarlo si no es necesario .
En tu caso, si aparece cerca de U3, lo más probable es que sea un pequeño fragmento de cobre del ruteo/fill alrededor del Zener o de la salida protegida que quedó aislado. No debería afectar el circuito si está realmente flotante, pero para fabricación limpia es mejor corregirlo.
No voy a mover componentes. La corrección segura es:
- Identificar la isla de cobre flotante cerca de U3.
- Si pertenece lógicamente a GND, conectarla a GND.
- Si es cobre sobrante sin función, eliminar solo ese fragmento.
- Volver a correr revisión para confirmar que desapareció el error.
La instrucción correcta es no mover nada más; solo limpiar o conectar ese cobre flotante.
Corregir U3
Ubicar isla flotante
Eliminar fragmento
Conectar a GND
Verificar con DRC
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Calculo y decisiones de diseno - Pt100 con AD620
Requisitos
- Sensor Pt100 para 0 a 100 grados C.
- Puente de Wheatstone alimentado con 5 V.
- AD620ANZ en DIP-8 con alimentacion +9 V / -9 V.
- Salida protegida hacia ADC de ESP32 mediante R6=1 kOhm y Zener 3.3 V a GND.
- Capacitores de desacoplo de 100 nF cerca de pines 7 y 4 del AD620.
Revision electrica inicial
Para una Pt100 IEC 60751 aproximada:
- R(0 C) = 100 Ohm.
- R(100 C) = 138.5 Ohm.
Con R1=R2=20 kOhm, R3=100 Ohm y R4=Pt100:
- Nodo izquierdo R1/R3: 5 V * 100/(20000+100) = 24.88 mV.
- Nodo derecho R2/R4 a 0 C: 24.88 mV.
- Nodo derecho R2/R4 a 100 C: 5 V * 138.5/(20000+138.5) = 34.39 mV.
- Diferencial util para 0 a 100 C: 9.52 mV.
Polaridad necesaria
La netlist solicitada originalmente conecta el nodo R1/R3 al pin 3 (+) del AD620 y el nodo R2/Pt100 al pin 2 (-). Con Ref a GND, esa polaridad produce salida negativa al subir la temperatura, lo cual no sirve directamente para el ADC del ESP32.
Decision de diseno: invertir las entradas del AD620 para que la salida sea positiva:
- Nodo R2/Pt100 al pin 3 (+).
- Nodo R1/R3 al pin 2 (-).
- Ref (pin 5) a GND.
Ganancia
Para mapear 0 a 100 C a aproximadamente 0 a 3.0 V:
- Ganancia requerida = 3.0 V / 9.52 mV = 315 aprox.
- AD620: G = 1 + 49.4 kOhm / Rg.
- Rg = 49.4 kOhm / (315 - 1) = 157 Ohm aprox.
Decision: usar R5 = 158 Ohm SMD 0805, valor E96 cercano. Esto da G = 1 + 49400/158 = 313.7 y salida aproximada a 100 C de 2.99 V, segura para ADC de ESP32 con margen frente al Zener.
Nota sobre exactitud
El puente con resistencias de 20 kOhm entrega senal muy pequena; para precision real se recomiendan resistencias de tolerancia 0.1% o mejor, calibracion en firmware y eventualmente una excitacion/fuente de corriente mas estable. El diseno solicitado funciona como acondicionador didactico y queda protegido a 3.3 V.
Resultado de simulacion DC
Se verifico el circuito con R5 = 158 Ohm y entradas del AD620 invertidas respecto a la netlist inicial para obtener salida positiva hacia ESP32:
Table
| Temperatura | Pt100 | Salida ADC aproximada |
|---|---|---|
| 0 C | 100.0 Ohm | 0.00 V |
| 50 C | 119.4 Ohm | 1.50 V |
| 100 C | 138.5 Ohm | 2.98 V |
La salida maxima queda por debajo de 3.3 V, por lo que el Zener queda como proteccion/seguro y no deberia conducir en operacion normal de 0 a 100 C.
Estado de revision
- Esquema cableado: AD620 con +VS a +9 V, -VS a -9 V, REF a GND, R5 entre RG1/RG2, desacoplos C1 y C2 de 100 nF hacia GND.
- Zener de 3.3 V: catodo a ESP32_ADC y anodo a GND.
- Revision electrica de esquema: sin errores ERC reportados en la consulta especifica de pines flotantes/potencia/redes de un solo pin.
- Revision completa actual: quedan airwires de PCB porque aun no se ha colocado/ruteado la placa. Esto es esperado antes de pasar a layout y no indica error del esquema.
Restricciones para layout
- Board sugerida: 50 mm x 50 mm o 60 mm x 50 mm, 2 capas o 4 capas. Para mejor ruido analogico, preferir 4 capas si el costo lo permite; si se usa 2 capas, llenar GND en top y bottom.
- Pistas de alimentacion 5V, +9V, -9V y GND: minimo 0.5 mm.
- Senales analogicas BRIDGE_LEFT, PT100_TOP, AD620_OUT y ESP32_ADC: 0.25 mm.
- Mantener BRIDGE_LEFT y PT100_TOP cortas, juntas y paralelas desde puente a AD620.
- C1 cerca del pin +VS (pin 7) del AD620; C2 cerca del pin -VS (pin 4).
- Conectores de alimentacion a un borde, puente/AD620 en el centro, salida/Zener al borde opuesto.
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