bereiche:elektronik:projekte:weihnachtsbaum-2024
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| - | ====== !!! DRAFT !!! ====== | + | ====== SMD-Bausatz " |
| - | + | ||
| - | ====== SMD Bausatz " | + | |
| {{: | {{: | ||
| - | Dieser | + | Der SMD-Bausatz |
| - | * Bauzeit für Ungeübte | + | * Geschätzte |
| - | * Bauzeit für Könner: 3h | + | * Geschätzte |
| - | ===== Bausatz Inhalt | + | ===== Lieferumfang des Bausatzes |
| * 2x Platine " | * 2x Platine " | ||
| - | * 1x Sperrholz Ständer zweiteilig | + | * 1x zweiteiliger Sperrholzständer |
| - | * 1x Mikrocontroller-Board "D1 Mini Type-C" | + | * 1x Mikrocontroller-Board "D1 Mini Type-C" |
| - | * 2x Schraube M3x10mm, Innensechskant 2,5 | + | * 2x Schraube M3x10mm, Innensechskant 2,5 mm |
| * 1x Kabel Schwarz, 26AWG Solid Core | * 1x Kabel Schwarz, 26AWG Solid Core | ||
| * 1x Kabel Rot, 26AWG Solid Core | * 1x Kabel Rot, 26AWG Solid Core | ||
| * 1x Kabel Grün, 26AWG Solid Core | * 1x Kabel Grün, 26AWG Solid Core | ||
| * 1x Kabel Blau, 26AWG Solid Core | * 1x Kabel Blau, 26AWG Solid Core | ||
| - | * 55x SMD Kondensator 25V 10uF X5R ±10%, 0805 (50 Stück werden | + | * 55x SMD-Kondensator 25V 10uF X5R ±10%, 0805 (davon 50 benötigt + 5 Ersatz) |
| - | * 52x SMD RGB LED WS2812B 3535 (48 Stück werden | + | * 52x SMD-RGB-LED WS2812B 3535 (davon 48 benötigt + 4 Ersatz) |
| - | * 3x SMD RGB LED WS2812B 4020 (2 Stück werden | + | * 3x SMD-RGB-LED WS2812B 4020 (davon 2 benötigt + 1 Ersatz) |
| {{: | {{: | ||
| ---- | ---- | ||
| - | |||
| ==== Benötigte Werkzeuge und Materialien ==== | ==== Benötigte Werkzeuge und Materialien ==== | ||
| - | Alle benötigten Werkzeuge und Materialien | + | Alle benötigten Werkzeuge und Hilfsmittel |
| - | + | Weitere | |
| - | Andere | + | |
| === Lötzinn === | === Lötzinn === | ||
| - | + | z.B. Stannol Kristall 611 Fairtin Lötzinn, | |
| - | z.B. Stannol Kristall 611 Fairtin Lötzinn, | + | |
| {{: | {{: | ||
| === Flussmittel === | === Flussmittel === | ||
| - | + | z.B. AMTECH NC-559-ASM | |
| - | z.B. AMTECH NC-559-ASM | + | |
| {{: | {{: | ||
| === Geeignete Pinzette === | === Geeignete Pinzette === | ||
| - | + | z.B. von iFixit | |
| - | z.B. von iFixit | + | |
| {{: | {{: | ||
| === Stereo-Mikroskop === | === Stereo-Mikroskop === | ||
| - | |||
| https:// | https:// | ||
| === Lupenleuchte === | === Lupenleuchte === | ||
| - | |||
| https:// | https:// | ||
| === Lötkolben === | === Lötkolben === | ||
| - | |||
| https:// | https:// | ||
| === Heißluft Lötstation === | === Heißluft Lötstation === | ||
| - | |||
| https:// | https:// | ||
| === Multimeter === | === Multimeter === | ||
| - | |||
| https:// | https:// | ||
| === Seitenschneider / Flush Cutter === | === Seitenschneider / Flush Cutter === | ||
| - | + | z.B. Knipex 78 61 125 Elektronik Super Knips | |
| - | z.B. Knipex 78 61 125 Elektronik Super Knips | + | {{: |
| - | + | ||
| - | {{: | + | |
| === Sechskant-Schraubendreher - Hex 2,5 === | === Sechskant-Schraubendreher - Hex 2,5 === | ||
| - | + | z.B. Wera Sechskant-Schraubendreher 5118070001 2,5 mm | |
| - | z.B. Wera Sechskant-Schraubendreher 5118070001 2,5 mm | + | |
| {{: | {{: | ||
| === Feuerfeste Arbeitsunterlage === | === Feuerfeste Arbeitsunterlage === | ||
| + | z.B. hitzebeständige Silikonmatte | ||
| {{: | {{: | ||
| ---- | ---- | ||
| - | ==== Zusammenbau ==== | + | ==== Zusammenbau |
| - | Zur Übung | + | Als Übung |
| + | Muss eine LED ausgetauscht | ||
| - | Als Lötspitze | + | Als Lötspitze |
| - | Die Lötstation | + | Die Lötstation |
| {{: | {{: | ||
| - | Wir beginnen | + | **1. Start mit Platine 1** |
| + | Bringe | ||
| {{: | {{: | ||
| - | Danach geben wir etwas Lötzinn auf eines der beiden Pads, nehmen einen Kondensator mit der Pinzette aus dem Papierstreifen | + | **Kondensator löten: |
| + | - Ein Pad leicht verzinnen. | ||
| + | - Kondensator mit der Pinzette aus dem Streifen nehmen. | ||
| + | - Auf das verzinnte Pad setzen | ||
| + | - Danach das zweite Pad verlöten. | ||
| + | Der Kondensator ist unpolarisiert, die Ausrichtung ist egal. | ||
| {{: | {{: | ||
| - | |||
| {{: | {{: | ||
| - | Danach dann die andere Seite des Kondesator verlöten. | + | **LED löten (z.B. D101): |
| - | + | - Flussmittel auf die vier Pads aufbringen. | |
| - | Genauso verfahren wir mit der LED D101. Eine LED mit der Pinzette aus dem Plastikstreifen nehmen. Die vier Pads mit etwas Flussmittel präparieren, | + | - Ein Pad leicht verzinnen. |
| - | Danach | + | - LED vorsichtig platzieren, dabei die weiße |
| + | - Erst das verzinnte Pad verlöten, | ||
| + | {{: | ||
| {{: | {{: | ||
| - | Zum Testen, ob die LED richtig verlötet ist, können wir das Mikrocontroller-Board temporär anschließen. | + | **Zwischentest: |
| - | + | Um zu prüfen, ob die LED richtig verlötet ist, das Mikrocontroller-Board temporär anschließen: | |
| - | Dazu die vier beiliegenden Drähte auf beiden Seiten etwas abisolieren und verzinnen. | + | - Kabelenden |
| - | Das Abisolieren geht bei diesen Kabeln | + | - Am Mikrocontroller-Board wie folgt anlöten: |
| + | * Rot an 5V | ||
| + | * Schwarz an GND | ||
| + | * Grün an D4 | ||
| + | * Gelb an D2 | ||
| + | (D3 nicht verwenden!) | ||
| {{: | {{: | ||
| - | |||
| {{: | {{: | ||
| - | |||
| {{: | {{: | ||
| - | |||
| {{: | {{: | ||
| - | Danach verlöten wir die Kabel zuerst wie folgt mit dem Mikrocontroller-Board: | ||
| - | * Rot an 5V | + | Darauf |
| - | * Schwarz an GND | + | |
| - | * Grün an D4 | + | |
| - | * Gelb an D2 | + | |
| - | + | ||
| - | Bitte korrekt anlöten, sonst funktioniert es nicht richtig! Pin D3 nicht benutzen! | + | |
| - | + | ||
| - | Bitte auch darauf | + | |
| {{: | {{: | ||
| - | |||
| {{: | {{: | ||
| - | |||
| {{: | {{: | ||
| + | Nun die Kabel an der Tannenbaum-Platine wie folgt anlöten: | ||
| + | * Rot an 5V | ||
| + | * Schwarz an GND | ||
| + | * Grün an DT (Data Tree) | ||
| + | * Gelb an DS (Data Star) | ||
| + | {{: | ||
| + | Schließe das Mikrocontroller-Board per USB an eine Stromquelle an. Die erste LED sollte farbig leuchten. Wenn nicht, Lötstellen prüfen. Reagiert sie erst auf Druck, ist wahrscheinlich eine Lötstelle noch nicht perfekt. | ||
| + | {{: | ||
| + | **Weitere Bestückung: | ||
| + | Löte nun alle Kondensatoren und LEDs bis C106/D106 in gleicher Weise ein und teste zwischendurch. | ||
| + | Anschließend C107 und D107 ignorieren und die Platine wenden. Auf der Rückseite analog vorgehen (C108/ | ||
| + | Um die Rückseite zu testen, die beiden DT-Pads an der Baumspitze kurzzeitig brücken. | ||
| + | {{: | ||
| + | {{: | ||
| + | **Vorsicht: | ||
| + | Nachdem auch die Rückseite verlötet und getestet ist, C107/D107 (seitliche LEDs) einbauen. Diese strahlen seitlich zum Stern hin. | ||
| - | --------- | + | {{: |
| - | + | {{: | |
| - | Wenn alle Pads mit Lötpaste benetzt sind, entfernen wir vorsichtige die SMD LEDs aus dem Trägerstreifen. Dafür müssen wir mit der Pinzette vorsichtig den transparenten Film entfernen. Die LEDs am besten in eine Mulde auf der Silikon-Unterlage geben. Vorsicht: Die LEDs können leicht davon fliegen! Diese vorsichtig " | + | |
| - | + | ||
| - | {{: | + | |
| - | {{: | + | |
| - | + | ||
| - | Es liegen jedem Bausatz 50 LEDs und 50 Widerstände bei. Benötigt werden jeweils nur 48 Stück. 2 sind als " | + | |
| - | + | ||
| - | Nun platzieren wir die LEDs auf den entsprechenden Pads. Die SMD LEDs haben einen (sehr schwer zu erkennenden) grünen Streifen an der Seite. Dieser markiert die Kathode (K oder " | + | |
| - | + | ||
| - | {{: | + | |
| - | {{: | + | |
| - | {{: | + | |
| - | + | ||
| - | Auf der Platine ist ebenfalls der kleine Pfeil sowie ein " | + | |
| - | + | ||
| - | {{: | + | |
| - | {{: | + | |
| - | + | ||
| - | Nachdem alle LEDs auf der ersten Seite platziert wurden, verfahren wir mit den Widerständen genauso. Bei den Widerständen ist es jedoch egal, in welcher Richtung diese aufgelötet werden. | + | |
| - | + | ||
| - | {{: | + | |
| - | {{: | + | |
| - | + | ||
| - | Um das Ganze etwas zu vereinfachen, | + | |
| - | + | ||
| - | {{: | + | |
| - | + | ||
| - | Nun nehmen wir unsere Heißluftstation und stellen diese auf wenig Luftfluss (wir wollen die kleinen SMD Bauteile ja nicht davon pusten) und eine Temperatur von 350 - 400°C. Es muss heiß genug sein, um die verwendete Lötpaste zu schmelzen, aber kalt genug, um das Flussmittel oder gar die SMD Bauteile nicht zu verbrennen. | + | |
| - | + | ||
| - | {{: | + | |
| - | + | ||
| - | Nun erhitzen wir ein SMD Bauteil nach dem anderen, bis das Lötzinn schmilzt. Dazu halten wir den Heißluft-" | + | |
| - | + | ||
| - | {{: | + | |
| - | {{: | + | |
| - | + | ||
| - | Dies wiederholen wir für jedes Bauteil. Die Reihenfolge ist dabei egal. | + | |
| - | + | ||
| - | Alternativ kann man die erste Seite der Platine auch auf der Hot Plate oder Herdplatte erhitzen. Dies geht schneller, funktioniert allerdings nur auf einer Seite. Die Herdplatte im Sternenlabor muss dazu auf Stufe 2 gestellt werden. | + | |
| - | + | ||
| - | Mit der Rückseite von Platine 1 und mit den beiden Seiten von Platine 2 (Tannenbaum) verfahren wir genauso. | + | |
| - | + | ||
| - | Nachdem beide Platinen verlötet sind, sollte man testweise 5V Spannung anlegen und schauen, ob alle LEDs leuchten. Eine Korrektur einer falsch angelöteten oder beschädigten LED ist jetzt noch einfach möglich. | + | |
| - | + | ||
| - | Wenn alle LEDs korrekt leuchten, ist nun der Zeitpunkt beide Platinen zusammen zu führen. Dazu steckt man diese ineinander ... | + | |
| - | + | ||
| - | {{: | + | |
| - | + | ||
| - | ... bis die jeweils zugehörigen Pads (GND an GND, 5V an 5V) exakt aneinander stoßen. Achtung: Nicht GND mit 5V verbinden! Sondern immer GND mit GND und 5V mit 5V! Danach verlötet man die Pads miteinander. Dazu den Löt-Draht und den Lötkolben (ca. 320°C) benutzen. So lange Lötzinn zuführen, bis eine stabile Verbindung entsteht. | + | |
| - | + | ||
| - | {{: | + | |
| - | {{: | + | |
| - | {{: | + | |
| - | {{: | + | |
| - | + | ||
| - | === BugFix === | + | |
| - | + | ||
| - | Leider ist uns beim Design der Platinen ein Fehler passiert, welcher sich leider nicht noch beseitigen lies. Zum Glück ist dieser nicht weiter schlimm und kann mithilfe eines so genannten Bodge Wire (frei übersetzt: Pfusch-Draht) behoben werden. | + | |
| - | + | ||
| - | Eine GND-Plane (Ground-Plane, | + | |
| - | + | ||
| - | {{: | + | |
| - | + | ||
| - | Von dieser Stelle muss ein kurzes Stück Kabel des schwarzen Drahtes zum GND-Anschluß gelötet werden (es ist hilfreich die Kabelenden mit etwas Flussmittel zu benetzen): | + | |
| - | + | ||
| - | {{: | + | |
| - | + | ||
| - | Ist dieser Fehler behoben, schneidet man ca. 1,5cm vom roten und vom schwarzen Draht ab. Zum Messen kann auch das beiliegende Mikro USB Breakout Board genutzt werden. ;) | + | |
| - | + | ||
| - | {{: | + | |
| - | + | ||
| - | Diese beiden Drähte werden nun an die Tannenbaum Platine(en) gelötet. Der Rote an 5V und der Schwarze an GND. Es ist hilfreich die Kabelenden mit etwas Flussmittel zu benetzen. (Bild dienst nur als Beispiel, beide Drähte sind etwas zu kurz, außerdem fehlt im Bild das Bodge Wire) | + | |
| - | + | ||
| - | {{: | + | |
| - | + | ||
| - | Nun den Tannenbaum in den Sperrholz Ständer stecken. Die beiden Kabelenden dabei so durchführen, | + | |
| - | {{: | + | Wie zuvor erst ein Pad verzinnen, LED ausrichten (Öffnung Richtung Stern, Pins nach unten), anheften, dann die anderen Pads verlöten. |
| - | Als Nächstes widmen wir uns dem USB Breakout Board (5V Strom-Anschluß). | + | {{: |
| + | {{: | ||
| + | {{: | ||
| - | Als Erstes geben wir etwas Lötpaste auf die 5 Anschlüsse des Mikro USB Löt-Pads. | + | Danach |
| - | {{: | + | {{: |
| + | {{: | ||
| + | {{: | ||
| - | Zusätzlich ist es für den nächsten Schritt hilfreich, etwas Flussmittel auf die bereits verzinnten / gelöteten Anschlüsse zu geben. (ist im Bild kaum ersichtlich, da transparent). | + | **Zweite Platine: |
| + | Die zweite Platine hat keine seitlichen LEDs. Das Testen | ||
| - | Nun entfernen wir die Mikro USB Buchse aus ihrer Transportverpackung und " | + | **Zusammenfügen der Platinen: |
| + | Sind beide Platinen fertig, entferne | ||
| - | {{: | + | Stecke beide Platinen so zusammen, dass sie einen 3D-Tannenbaum bilden. Achte auf bündige Ausrichtung. |
| - | {{: | + | |
| - | {{: | + | |
| - | Danach legen wir diese vorsichtig auf das Hot Plate / die Herdplatte | + | {{: |
| + | {{: | ||
| + | {{: | ||
| + | |||
| + | Verlöte nun alle entsprechenden Pads an den vier „Ecken“ | ||
| - | {{: | + | {{: |
| - | {{: | + | {{: |
| + | {{: | ||
| + | {{: | ||
| + | {{: | ||
| - | Sobald das Lötzinn geschmolzen ist, nehmen wir diese mit der Pinzette vorsichtig von der Herdplatte und legen sie zum Abkühlen auf die Silikon-Unterlage. | + | Danach |
| - | Sobald das Breakout-Board abgekühlt ist, müssen wir es noch auf Kurzschluss prüfen. Dazu nehmen wir das Multimeter | + | **Montage im Sockel: |
| + | Fädle die Kabel des Mikrocontroller-Boards durch die obere Sockelhälfte, verlöte sie erneut korrekt mit dem Tannenbaum | ||
| - | Nun prüfen wir zuerst 5V und GND auf Kurzschluss. In unserem Fall würde dies bereits reichen, da wir keine Datenverbindung benötigen. Wer es richtig machen möchte, prüft zudem noch alle benachbarten Pins auf Kurzschluss. | + | {{: |
| + | {{: | ||
| + | {{: | ||
| - | {{: | + | Zum Schluss das Mikrocontroller-Board in den unteren Sockelteil legen, obere Sockelhälfte aufsetzen und mit den beiliegenden Schrauben verschrauben. |
| - | {{: | + | |
| - | Ist alles korrekt, stecken wir das rote Kabel von Tannenbaum-Ständer in das 5V Loch des Breakout Boards und das schwarze Kabel in das Loch mit GND Kennzeichnung. Danach die beiden Kabel mit etwas Flussmittel und Lötzinn verlöten. | + | {{: |
| - | Sind beide verlötet, schrauben wir das Board mit den beiden Innensechskant Schrauben | + | **Fertigstellung: |
| + | Herzlichen Glückwunsch! Dein selbstgebauter SMD-Weihnachtsbaum ist nun einsatzbereit und kann in allen Farben leuchten. | ||
| - | {{: | + | Der Weihnachtsbaum öffnet standardmäßig einen WLAN HotSpot mit dem Name " |
| - | {{:bereiche: | + | |
| - | Glückwunsch, | + | {{: |
| + | {{: | ||
| - | {{:bereiche: | + | Mehr zu WLED unter https://kno.wled.ge/ |
| + | Viel Spaß beim Präsentieren deines funkelnden Kunstwerks! | ||
bereiche/elektronik/projekte/weihnachtsbaum-2024.1734596421.txt.gz · Zuletzt geändert: 2024/12/19 09:20 von andre