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--- bereiche:elektronik:projekte:weihnachtsbaum-2024 [2024/12/19 10:28] – André Fiedler
+++ bereiche:elektronik:projekte:weihnachtsbaum-2024 [2024/12/20 08:26] (aktuell) – André Fiedler
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-====== !!! DRAFT !!! ======
+====== SMD-Bausatz "Weihnachtsbaum 2024" ======
-====== SMD Bausatz "Weihnachtsbaum 2024" ======
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-Dieser Bausatz ist als SMD Löt-Übung gedacht, er darf aber auch aus Spaß aufgebaut werden. ;)
+Der SMD-Bausatz „Weihnachtsbaum 2024“ ist hervorragend geeignet, um das Löten von SMD-Bauteilen zu üben. Selbstverständlich kann er auch einfach aus Freude am Basteln und als dekoratives, selbstgebautes Weihnachts-Highlight zusammengesetzt werden. Die Platinen sind doppelseitig bestückt und zeigen, dass sich auch filigrane Arbeiten mit etwas Geduld und Geschick meistern lassen.
-  * Bauzeit für Ungeübte (ca.): 5h
+  * Geschätzte Bauzeit für Ungeübte: ca. 5 Stunden
-  * Bauzeit für Könner: 3h
+  * Geschätzte Bauzeit für Erfahrene: ca. 3 Stunden
-===== Bausatz Inhalt =====
+===== Lieferumfang des Bausatzes =====
   * 2x Platine "Tannenbaum"
-  * 1x Sperrholz Ständer zweiteilig
+  * 1x zweiteiliger Sperrholzständer
-  * 1x Mikrocontroller-Board "D1 Mini Type-C" mit WLED Firmware vorinstalliert
+  * 1x Mikrocontroller-Board "D1 Mini Type-C" mit vorinstallierter WLED-Firmware
-  * 2x Schraube M3x10mm, Innensechskant 2,5
+  * 2x Schraube M3x10mm, Innensechskant 2,5 mm
   * 1x Kabel Schwarz, 26AWG Solid Core
   * 1x Kabel Rot, 26AWG Solid Core
   * 1x Kabel Grün, 26AWG Solid Core
   * 1x Kabel Blau, 26AWG Solid Core
-  * 55x SMD Kondensator 25V 10uF X5R ±10%, 0805  (50 Stück werden benötigt + 5 Ersatz)
+  * 55x SMD-Kondensator 25V 10uF X5R ±10%, 0805 (davon 50 benötigt + 5 Ersatz)
-  * 52x SMD RGB LED WS2812B 3535 (48 Stück werden benötigt + 4 Ersatz)
+  * 52x SMD-RGB-LED WS2812B 3535 (davon 48 benötigt + 4 Ersatz)
-  * 3x SMD RGB LED WS2812B 4020 (2 Stück werden benötigt + 1 Ersatz)
+  * 3x SMD-RGB-LED WS2812B 4020 (davon 2 benötigt + 1 Ersatz)
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 ==== Benötigte Werkzeuge und Materialien ====
-Alle benötigten Werkzeuge und Materialien sind im Sternenlabor verfügbar und können zum Aufbau genutzt werden!
+Alle benötigten Werkzeuge und Hilfsmittel sind im Sternenlabor verfügbar!
+Weitere regionale Makerspaces zum Zusammenbau des Bausatzes sind auf dieser Karte zu finden: https://maker-faire.de/makerspaces/
-Andere regionale Makerspaces zum Bau dieses Bausatz es können auf folgender Karte gefunden werden: https://maker-faire.de/makerspaces/
 === Lötzinn ===
+z.B. Stannol Kristall 611 Fairtin Lötzinn, 1 mm
-z.B. Stannol Kristall 611 Fairtin Lötzinn, 1mm
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 === Flussmittel ===
+z.B. AMTECH NC-559-ASM
-z.B. AMTECH NC-559-ASM
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 === Geeignete Pinzette ===
+z.B. von iFixit
-z.B. von iFixit
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 === Stereo-Mikroskop ===
 https://wiki.sternenlabor.de/doku.php?id=bereiche:elektronik:geraete:trinocular-mikroskop
 === Lupenleuchte ===
 https://wiki.sternenlabor.de/doku.php?id=bereiche:elektronik:geraete:lupenleuchte
 === Lötkolben ===
 https://wiki.sternenlabor.de/doku.php?id=bereiche:elektronik:geraete:loetstation-aixun-t3b
 === Heißluft Lötstation ===
 https://wiki.sternenlabor.de/doku.php?id=bereiche:elektronik:geraete:heissluft-station
 === Multimeter ===
 https://wiki.sternenlabor.de/doku.php?id=bereiche:elektronik:geraete:voltkraft_vc165
 === Seitenschneider / Flush Cutter ===
+z.B. Knipex 78 61 125 Elektronik Super Knips
-z.B. Knipex 78 61 125 Elektronik Super Knips
+{{:bereiche:elektronik:projekte:71rmjmxgoxl._ac_sx569_.jpg?200|}}
-{{:bereiche:elektronik:projekte:71rmjmxgoxl._ac_sx569_.jpg?200|}}
 === Sechskant-Schraubendreher - Hex 2,5 ===
+z.B. Wera Sechskant-Schraubendreher 5118070001 2,5 mm
-z.B. Wera Sechskant-Schraubendreher 5118070001 2,5 mm
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 === Feuerfeste Arbeitsunterlage ===
+z.B. hitzebeständige Silikonmatte
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-==== Zusammenbau ====
+==== Zusammenbau Schritt für Schritt ====
-Zur Übung nehmen wir den kleinen Lötkolben (T210). Die Platinen werden beidseitig bestückt, wodurch das HotPlate nur für eine Seite benutzt werden könnte (siehe Bausatz 2022). Es wäre möglich auch Heißluft zum Löten zu nehmen, allerdings ist das Plastik-Gehäuse der LEDs sehr empfindlich und schmilzt sehr (!) schnell. Es empfiehlt sich also den Lötkolben für alle Aufgaben zu nutzen. Dadurch bekommt man auch etwas mehr Übung im Umgang damit. Falls eine LED beschädigt wurde und wieder entlötet werden muss, sollte man allerdings Heißluft benutzen (siehe dazu Bausatz 2022).
+Als Übung empfiehlt es sich, einen kleinen Lötkolben (z. B. T210) zu verwenden. Da die Platinen beidseitig bestückt sind, kann ein Hotplate nur für eine Seite genutzt werden. Heißluft ist zwar möglich, jedoch schmelzen die Kunststoffgehäuse der LEDs sehr schnell! Daher empfiehlt es sich, für alle Aufgaben den Lötkolben zu verwenden – so erhält man auch mehr Übung.
+Muss eine LED ausgetauscht werden, kann dazu vorsichtig Heißluft genutzt werden (siehe Bausatz 2022).
-Als Lötspitze empfiehlt sich die Messerspitze (C210-K030).
+Als Lötspitze eignet sich besonders die Messerspitze (C210-K030).
-Die Lötstation nach Möglichkeit so niedrig wie möglich einstellen. Für Bleifreies Lötzinn ca. 350°C.
+Die Lötstation sollte so niedrig wie möglich eingestellt sein. Für bleifreies Lötzinn sind etwa 350°C empfehlenswert.
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-Wir beginnen mit Platine 1. Dort geben wir etwas Flussmittel auf die Pads markiert mit C101 (Kondensator zur Spannungsstabilisierung). Das Foto zeigt fälschlicherweise C201 - bitte mit C101 beginnen!
+**1. Start mit Platine 1**
+Bringe etwas Flussmittel auf die Pads von C101 auf. (Das Foto zeigt fälschlicherweise C201 – bitte mit C101 beginnen!)
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-Danach geben wir etwas Lötzinn auf eines der beiden Pads, nehmen einen Kondensator mit der Pinzette aus dem Papierstreifen und verlöten diesen erst einmal auf einer Seite. Die Richtung ist dabei egal, der Keramik-Kondensator verhält sich identisch in beide Richtungen - er hat keine Polung. Nicht zu verwechseln mit Elektrolytkondensatoren, diese haben einen Plus- und einen Minuspol!
+**Kondensator löten:**
+- Ein Pad leicht verzinnen.
+- Kondensator mit der Pinzette aus dem Streifen nehmen.
+- Auf das verzinnte Pad setzen und verlöten.
+- Danach das zweite Pad verlöten.
+Der Kondensator ist unpolarisiert, die Ausrichtung ist egal.
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-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.
+- Ein Pad leicht verzinnen.
+- LED vorsichtig platzieren, dabei die weiße Markierungsecke mit der auf der Platine abgleichen.
+- Erst das verzinnte Pad verlöten, dann die restlichen drei Pads.
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-Die vier Pads mit etwas Flussmittel präparieren, ein Pad mit Lötzinn versehen und die LED mit diesem Pad verlöten. Bei der Platzierung der LED ist darauf zu achten, dass die markierte Ecke (weiße Ecke) mit der Markierung auf der Platine übereinstimmt.
-Danach dann die restlichen 3 Pads verlöten.
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-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 abisolieren und verzinnen.
-Das Abisolieren geht bei diesen Kabeln (Silikon ummantelt) ganz gut mit dem Fingernagel:
+- Am Mikrocontroller-Board wie folgt anlöten:
+  * Rot an 5V
+  * Schwarz an GND
+  * Grün an D4
+  * Gelb an D2
+(D3 nicht verwenden!)
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-Danach verlöten wir die Kabel zuerst wie folgt mit dem Mikrocontroller-Board:
-  * Rot an 5V
+Darauf achten, dass die Kabel so verlötet werden, dass das Board später ins Gehäuse passt.
-  * Schwarz an GND
-  * Grün an D4
-  * Gelb an D2
-Bitte korrekt anlöten, sonst funktioniert es nicht richtig! Pin D3 nicht benutzen!
-Bitte auch darauf achten, dass die Kabel auf der richtigen Seite angelötet werden! Sonst lässt sich das Mikrocontroller-Board später nicht ins Gehäuse einbauen!
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-Als nächstes können wir die Kabel an die Tannenbaum-Platine anschließen. Dazu bitte wie folgt verlöten:
+Nun die Kabel an der Tannenbaum-Platine wie folgt anlöten:
   * Rot an 5V
   * Schwarz an GND
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-Wenn wir nun das Mikrocontroller-Board per USB an eine Stromquelle anschließen (z.B. Powerbank oder Handy-Ladegerät), dann sollte die erste LED bunt leuchten. Tut sie dies nicht, bitte noch einmal alle Lötstellen kontrollieren.
+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.
-Drückt man z.B. mit dem Finger leicht auf die nicht leuchtende LED und diese fängt daraufhin an zu leuchten, dann ist ein Pin der LED nicht richtig mit der Platine verlötet.
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-Leuchtet die erste LED so können wir nun alle Kondensatoren und LEDs bis C106 und D106 genauso verlöten und testen.
+**Weitere Bestückung:**
+Löte nun alle Kondensatoren und LEDs bis C106/D106 in gleicher Weise ein und teste zwischendurch.
-Den Kondensator C107 und die zugehörige LED D107 ignorieren wir kurz und fahren mit der anderen Seite der Platine fort. Also mit Kondensator C108 und LED D108.
+Anschließend C107 und D107 ignorieren und die Platine wenden. Auf der Rückseite analog vorgehen (C108/D108).
-Um die zweite Seite auch testen zu können, müssen wir die beiden Kontakt-Pads an der Spitze des Tannenbaum kurz brücken - diese sind beide mit "DT" gekennzeichnet und liegen direkt nebeneinander. Sie dienen dazu, die Daten später auf die zweite Platine weiter zu leiten.
+Um die Rückseite zu testen, die beiden DT-Pads an der Baumspitze kurzzeitig brücken.
-Dazu ein Stückchen Kabel oder Draht benutzen oder einfach kurz mit der Pinzette brücken:
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-Niemals 5V und GND Pads miteinander verbinden!
+**Vorsicht:** Niemals 5V und GND verbinden!
-Nachdem die zweite Seite auch verlötet ist, kümmern wir uns um die beiden LEDs an der Spitze. Diese sind seitliche LEDs - d.h. sie luchten nicht "nach oben" wie normale LEDs, sondern zur Seite (90°). Sie dienen in diesem fall der Beleuchtung des Sterns.
+Nachdem auch die Rückseite verlötet und getestet ist, C107/D107 (seitliche LEDs) einbauen. Diese strahlen seitlich zum Stern hin.
-Die Pads präparieren wir genauso wie bei den normalen LEDs. Etwas Lötzinn auf eines der Pads ganz außen geben.
-Wir nehmen eine der LED aus der Verpackung und platzieren sie auf der Platine. Dabei ist darauf zu achten, dass die Öffnung Richtung Stern zeigt und die Pins nach "unten".
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-Nun das Pad mit dem Lötzinn vorsichtig mit der LED verlöten. Danach das gegenüberliegende Pad ganz außen, danach die beiden kleineren Pads in der Mitte verlöten.
+Wie zuvor erst ein Pad verzinnen, LED ausrichten (Öffnung Richtung Stern, Pins nach unten), anheften, dann die anderen Pads verlöten.
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-Nun noch den Kondensator C107 auf die Platine löten. Und danach kann man ganz normal testen.
+Danach C107 löten und testen. Die gleiche Prozedur für die LED auf der anderen Seite.
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 {{:bereiche:elektronik:projekte:pxl_20241212_205942117.jpg?400|}}
-Mit der LED auf der anderen Platinen-Seite genauso verfahren.
+**Zweite Platine:**
+Die zweite Platine hat keine seitlichen LEDs. Das Testen ist schwieriger, da man zum Test entweder erneut Kabel verlöten muss oder darauf vertraut, dass alles korrekt ist.
-Ist die erste Platine fertig, kann man mit der zweiten Platine fortfahren. Diese hat keine seitlichen LEDs, allerdings ist das testen der zweiten Platine wesentlich schwieriger. Wenn man es sich zutraut, kann man den Bau nun fertig bauen, ohne Test dazwischen und ggf. Probleme zum Schluß noch korrigieren. Falls man testen Möchte, kann man sonst nur etwas längere Kabel von 5V Platine 1 an 5V Platine 2, GND Platine 1 an GND Platine 2 und DT von Platine 1 an DT von Platine 2 löten.
+**Zusammenfügen der Platinen:**
+Sind beide Platinen fertig, entferne die provisorische Kabelbrücke auf Platine 1. Falls vorhanden, auch die Testkabel vom Mikrocontroller-Board abnehmen.
-Sind beide Platinen fertig gelötet, müssen diese miteinander verbunden werden.
+Stecke beide Platinen so zusammen, dass sie einen 3D-Tannenbaum bilden. Achte auf bündige Ausrichtung.
-Falls man auf Platine 1 eine Kabelbrücke gelötet hat, muss diese jetzt entfernt werden. Es empfiehlt sich auch die Kabel des Mikrocontroller-Board von der Platine 1 zu entfernen. Diese müssen zum Einbau in den Sockel sowieso entfernt werden.
-Beim Zusammenstecken darauf achten, dass die Tannenbaum-Hälften unten bündig sind und auch rechtwinklig ausgerichtet sind.
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-Nun werden alle Pads in allen vier "Ecken" miteinander verlötet, 5V mit 5V, GND mit GND und DT mit DT. Dies verbindet die Spannungsversorgung von Platine 1 mit Platine 2 und stellt ebenso die Datenverbindung der LEDs her.
+Verlöte nun alle entsprechenden Pads an den vier „Ecken“ (5V auf 5V, GND auf GND, DT auf DT), um die Platinen elektrisch miteinander zu verbinden.
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-ist alles verlötet, kann man die Platinen nun mit Isopropanol (IPA) reinigen, um die Flussmittel-Reste zu entfernen.
+Danach mit Isopropanol reinigen, um Flussmittelreste zu entfernen.
-Nun stecht man die Kabel des Mikrocontroller-Board wie auf dem Bild zu sehen durch die obere Sockelhälfte und verlötet die Kabel wieder mit dem Tannenbaum. Danach kann man das gesamte noch einmal auf Funktion prüfen.
+**Montage im Sockel:**
+Fädle die Kabel des Mikrocontroller-Boards durch die obere Sockelhälfte, verlöte sie erneut korrekt mit dem Tannenbaum und teste. Funktioniert alles, kann der Baum mit etwas Sekundenkleber im Sockel fixiert werden (optional).
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-Funktioniert der Baum korrekt, kann man ihn mit etwas Sekundenkleber im Sockel fixieren. Der Kleber ist nicht unbedingt notwendig, der Baum sollte auch von selbst fest genug stecken bleiben.
+Zum Schluss das Mikrocontroller-Board in den unteren Sockelteil legen, obere Sockelhälfte aufsetzen und mit den beiliegenden Schrauben verschrauben.
-Danach legt man das Mikrocontroller-Board in den unteren Teil des Sockels und verschraubt beide Sockel-Hälften mit den beiliegenden Schrauben.
+{{:bereiche:elektronik:projekte:pxl_20241212_221647234.jpg?400|}}
-{{:bereiche:elektronik:projekte:pxl_20241212_221647234.jpg?400|}}
+**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 "WLED-AP". Verbindet man sich damit, sollte sich automatisch die Einstellungsseite von WLED öffnen. Falls nicht, erreicht man diese unter http://4.3.2.1/
+{{:bereiche:elektronik:projekte:screenshot_20241220-082111.png?400|}}
+{{:bereiche:elektronik:projekte:screenshot_20241220-082128.png?400|}}
+Mehr zu WLED unter https://kno.wled.ge/
+Viel Spaß beim Präsentieren deines funkelnden Kunstwerks!
-Glückwunsch, der Tannenbaum sollte nun fertig sein.