U23 2005/fnordlichtAufbauTips

Aufbau

Generelles

Empfohlene Reihenfolge:

• ggf. zuerst das Tesa auf den Löchern der Steckverbinder nach unten anbringen (siehe Der Tesa-Trick)
• Da wir nur jeweils von einer Seite Bestücken und Löten, braucht man sich um die Bauhöhe der Bausteine eigentlich keine Sorgen zu machen. Trotzdem kann es ratsam sein, erst die niedrigen Teile aufzubauen, wenn man die Platine zum Löten auf die Bestückungsseite legen muss. Sonst berühren die höheren Teile zuerst die Tischplatte, und die kleineren fallen dann wieder raus. Das gilt auch für manche dritte Hände oder Lötrahmen.
• Wenn man die Steckverbinder NICHT mit dem Tesa-Trick montieren will, sollte man das dann tun, bevor die Lötstellen mit Dioden und Widerständen zugeparkt sind.
• Man kann auch versuchen, sich von innen nach außen zu arbeiten. Dann steht einem auch nicht so viel Kram im Weg, und braucht vielleicht nicht IMMER zwischendurch die Beinchen abzuknippen.
• zu allerletzt die Steckverbinder nach unten anbringen, da die sonst beim Löten "im Weg" stehen.
• Auf mögliche Kurzschlüsse achten, die durch nicht ganz optimales Kürzen der Drähte an engen Stellen oder zuviel Lot entstehen können (Die sind sehr gefährlich v.a. für Transistoren und den AT-Mega).

Ein doppelstöckig gebauter Controller.

Man sollte übrings die Power-Platine abnehmen, um den Controller in seinen Sockel zu stecken. Wenn man nämlich auf die Power-Platine drückt macht es Ruck-zuck "Ruck" und alle Steckverbinder sind verbogen.

Wer den Controller demnächst auch für andere Experimente benutzen will, sollte hier vielleicht doppelstöckig bauen. Das heißt der Controller bleibt immer in einem Sockel, den man in den Sockel auf dem Board steckt (Controller in Sockel in Sockel in Board) Wenn hier mal ein Pin abbricht, war das der Pin des Sockels (die übrings weitaus stabiler sind als die Atmel-Pins), statt des Pins des Atmels.
So ein Sockel kostet auch weitaus weniger als ein neuer Controller oder diese ZIF-Entwicklungssockel.

Heiße Teile

Eine ganze Reihe Bausteine mögen die Hitze nicht so sehr:

• Transistoren
• Dioden
• Spannungsregler (geht noch so)
• Leuchtdioden

Die einzigen Teile, bei denen man sich folglich überhaupt keine Sorgen machen muss sind Widerstände, Kondensatoren und Sockel/Stiftleisten. Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, wie man das Überhitzen verhindern kann:

• Nicht alle Beinchen eines sensiblen Teils in einer Reihe nacheinander anlöten, sondern vielleicht erst das erste Beinchen aller Transistoren löten, dann das zweite, dann das dritte. So können die Teile zwischendurch gut abkühlen.
• Generell sollte man sich nicht zu viel Zeit lassen.
• Den Lötkolben auf eine niedrigere Temperatur einstellen. Gestern hat bei mir mit 225 °C alles gut funktioniert. Dabei gibt es zwei Probleme:
  • fies billiges Lötzinn schmilzt da evtl noch nicht ordentlich
  • u.U. kann ein kleiner Lötkolben (25 Watt oder so) diese Temperatur nicht halten, und fällt dann noch tiefer. Unter Umständen braucht man dann aber noch länger, also abwägen.
• Die Transistoren haben ein grooooßes Pad. Hier kann man sehr gut erst den Lötkolben zwei, drei Sekunden an das Pad halten, und dann erst auf den Draht zurutschen und Lötzinn zuführen. Dann wird der Transistor nicht schon warm, während man eigentlich noch an dem Pad rumheizt.
• Um Kalte Lötstellen zu vermeiden, sollte die Platine zum Abkühlen ruhig gehalten werden und Pusten sollte vermieden werden.

Steckverbindungen nach unten (Der Tesa-Trick)

Der Tesa-Trick.

Heruntergeschoben.

Weil die Platinen nicht auf beiden Seiten Lötaugen haben, sind die auch nicht durchkontaktiert. Also ist es eine Verflixte Fummelsarbeit, die Steckverbinder nach unten leitend, haltend und gerade anzulöten. Dazu gibt's mehrere Wege:

• Der brutale Weg: Lötzinn auftragen, knackig heiß machen, und mit einem Ruck den Steckpfosten da reindübeln. Meistens schief.
• Die erste Idee: Der erste Weg war, die Steckverbinder erst auf der Bestückungsseite mit einem Lötzinn-Knubbel festzukleben, dann von der anderen Seite wieder ein wenig anzuheben (bzw. den schwarzen Abstandshalter ein wenig hochzuziehen und darunter zu löten. Ist aber von beiden Seiten Gefummele und versaut dazu noch die Lötspitze (am Plastik).

• Die einfache Lösung: eine helfende Hand (zweite Person oder so ein "Krokodilklemmen-Ding") besorgen, die die Steckpfosten festhaelt, bis man den ersten Loetpunkt gesetzt hat.

• Der Tesa-Trick:
  • Zu allererst (Siehe U23_2005/Lötreihenfolge) Tesa auf der Bestückungsseite über die Löcher kleben. Alles was von den Steckpfosten hier oben raus guckt ist sowieso "Verschwendung", dient nämlich nicht der Stabilität.
  • Dann von der anderen Seite (zuletzt, siehe U23_2005/Lötreihenfolge) die Steckpfosten VERKEHRT HERUM reinstecken. Also schon von der richtigen Seite der Platine, aber mit dem schwarzen Abstandshalterplastik von der falschen Seite. Jetzt hat man genügend Platz zum Anlöten.
  • Später kann man die schwarzen Abstandshalter mit dem Daumennagel wieder runter schieben.
  • dieses schwarze Abstandsdingen hat zwei Seiten, eine glatte und eine hohle Fläche (auf dem Foto ist sie oben). Diese lässt sich eigentlich nachher auf die Lötpunkte schieben, also erst Abstandshalter verschieben und nach dem Löten wieder zurück

• Verzinnung eines Steckpfostens:
  • Dazu bringt man auf einen der Steckpfosten etwas oberhalb vor dessen Ende eine geringe Menge Loetzinn auf. Dadurch wird der Steckpfosten ein kleines bisschen dicker und bleibt im Loetauge stecken.
  • Der Rest ist Oben bereits beschrieben.

Schiefe LEDs

Bei so einer großen Anzahl LEDs dicht beieinander kann es natürlich dazu kommen, dass die eine oder andere LED schräg festgelötet ist.

Wen dies stört sollte versuchen die Platine in der einen Hand zwischen Daumen und Mittelfinger festzuhalten und mit dem Zeigefinger leichten senkrechten Druck auf die zu korrigierende LED geben. Nun mit dem Lötkolben die beiden Lötstellen kurz hintereinander antippen, sodaß die LED durch den leichten Druck verrutscht und nun hoffentlich flach und eben auf der Platine sitzt. Dies muss natürlich sehr schnell geschehen, aber nach ein paar Versuchen sollte es problemlos gelingen.

Wer nicht gleich zwei Loetstellen wieder heiss machen möchte, kann die LED auch erst mit einem Lötpunkt fixieren, ausrichten und dann den zweiten Lötpunkt setzen.

Abschließend sollte die Lötstelle nochmals begutachtet werden.

ACHTUNG: Beim Drücken von oben darf nicht zuviel Kraft aufgewendet werden, sonst reißt euch das Lötauge, an der die LED festgelötet wird, von der Platine ab!

Testing

Stromversorgung

Ich denke, der wichtigste Test ist die Überprüfung der Stromversorgung. Erstens ist es so, dass man gleichzeitig feststellen kann, ob das Netzteil ordentlich ist, und ob man die kleine Power-Platine ordentlich gelötet hat. Zweitens ist es so, dass man mit einer defekten Spannungsversorgung so richtig was kaputt machen kann.
Alles, was man anschließend falsch lötet hat nur kleine Auswirkungen.

Außerdem kann man die Stromversorgung mit sehr einfachen Mitteln testen, wer die Gelegenheit nicht wahr nimmt, hat selber Schuld.
Zum Testen der Stromversorgung (also Netzteil und Power-Board) braucht man die anderen beiden Platinen nicht mal fertig gelötet zu haben, also bitte auch nicht anschließen.

Es gibt nun essentiell zwei Möglichkeiten, zu testen: Mit und ohne Multimeter. Unter uns gesagt ist ein Multimeter (klein, billig, einfach) die logisch-konsequent nächste Anschaffung nach der Lötstation und den USB<->RS232-Kabeln.

Übrings: Macht Euch nicht in die Hosen, wenn Ihr mal beim Betreiben des fnordlichts aus Versehen + und - verwechselt habt. Die Diode da unten fängt genau das ab, und auch mehrmals. Ihr könnt damit also nichts kaputt machen.

In Ausnahmefällen kann das fnordlicht auch an einem PC Netzteil betrieben werden. Bei einem PC-Netzteil Molex Stecker liegen auf gelb 12V und auf rot 5V (bitte vorher selbst überprüfen!). Somit kann die Power Platine weggelassen, und die Stromversorgung direkt auf die Control-Platine gesteckt werden (12V, 5V, GND). Achtung: Hier muß auf jeden Fall auf die korrekte Polung geachtet werden, da die schützende Diode der Power Platine nun aussen vor ist! Weiterhin sollte man sich vorher davon überzeugen, dass das fnordlicht einwandfrei funktioniert um nicht das fnordlicht oder gar den PC zu gefährden. Zwergstecker passen ganz gut in die Festplattenstromstecker ;-) Man sollte aber die Schrauben vorher isolieren (Schrumpfschlauch, Klebeband). oder sich einen Satz Molexstecker bestellen....

Kurzschlusstest (nur mit MM)

(MM auf große Ohm)
Zuerst wird überprüft, ob die Power-Platine nicht vielleicht das Netzteil kurzschließen könnte/würde. Dazu überprüft man den Widerstand zwischen GND und 13V. 0 Ohm wäre ein glatter Kurzschluss, nicht so gut. Zum Testen auch mal beide Kombinationen (rot an GND und rot an 13V halten) ausprobieren, hier wird ja schon mit Halbleitern gearbeitet. Ein Widerstand von mehreren Mega-Ohm ist hier optimal.

Kurztest (auch ohne MM)

Dieser Test eignet sich eher nur für Leute, die keinen Multimeter haben. Alles anschließen, das Netzteil mal für eine oder zwei Sekunden einschalten und sofort anschließend nachschauen, ob irgend ein Teil unverschämt heiß ist. Eigentlich sollte nichts heiß werden, solange Ihr ein Netzteil zwischen 13V und 30 V habt.

Testen der gelieferten Spannung (nur mit MM)

(MM auf 20V DC oder mehr)
Hier geht es eigentlich um die Wurst: Wir testen, welche Spannungen für das restliche fnordlicht gemacht werden. Also Netzteil an Power-Platine anschließen, einschalten und mit dem Multimeter die Spannungen zwischen GND und 5V und zwischen GND und 12V prüfen. Üblicherweise ist das 4,99V und 11,99V.
Sind die Spannungen zu hoch, arbeiten die Spannungsregler nicht richtig, vielleicht beim Anlöten zu viel Zeit gelassen ?
Sind die Spannungen zu niedrig ist evtl. die Eingangsspannung kleiner als 13V ? Liefert das Netzteil unter Umständen Wechselstrom? (AC oder ~)

Testen des Stromverbrauchs (Test fast überflüssig, nur mit MM)

(MM auf A DC, oft muss auch noch eine der Prüfspitzen in eine andere Buchse gesteckt werden)
Also wenn bis hierhin alles funktioniert hat, ist das eigentlich überflüssig und nur noch Übung. Es kann (auch später mit komplett angeschlossenem fnordlicht) gemessen werden, wie viel Strom die Power-Platine (bzw. das fnordlicht) zieht.
Dazu wird das - des Netzteils ganz normal an die Power-Platine angeschlossen, + muss aber durch den Multimeter laufen. Dazu wird die rote Spitze an + des Netzteils gehalten und die schwarze Spitze an den 13V Eingang der Power-Platine. Üblicherweise verbrennt die Power-Platine im Leerlauf 7 mA, also alles unter 10 mA dürfte okay sein. Wenn alle Lampen leuchten steigt das ganze bis knapp 300 mA.

LEDs testen

LEDs mit einem Durchgangsprüfer zu testen macht zwar Spass, sieht schön aus, kann helfen die Farbe zu bestimmen ist auch reentrant, aber leider nicht deterministisch.
Der Durchgangsprüfer liefert nur sehr viel weniger Strom als eigentlich nötig ist, eine LED zum Leuchten zu bringen. Dass eine LED dabei aufleuchtet ist also eigentlich nur Glück.

Eine gesockelte LED.

Ich habe selber gestern Abend mit dem Durchgangsprüfer 6 LEDs als "kaputt" identifiziert (oder zumindest dachte ich das), in Wahrheit war aber nur eine einzige vor dem Einbau defekt.

Ich habe zum effektiven Testen eine LED gesockelt. Hier kann ich also nun jede LED anschließen und sehen, ob's leuchtet (Achtung, hell) oder nicht. Wenn keine LED in dem Sockel steckt, leuchten zwei weitere LED nicht auf, weil die ja in Dreier-Gruppen in Serie geschaltet sind. Ich habe jetzt eine LED hier, die dort nicht leuchtet, aber offensichtlich kurzschließt, denn die beiden andern leuchten auf.
Dank der Konstantstromquelle kann den beiden anderen LED hier nichts passieren.

History

• 212.202.8.79 15:29, 3 Oct 2005 (CEST) Testing Power Supply and LED (lImbus)
• 212.202.8.79 16:07, 3 Oct 2005 (CEST) Assembling Generals, "Hot Parts" and the Backside Connectors (lImbus)
• LImbus 16:33, 3 Oct 2005 (CEST) Fotos