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SMD-Bausatz "Weihnachtsbaum 2024"
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.
- Geschätzte Bauzeit für Ungeübte: ca. 5 Stunden
- Geschätzte Bauzeit für Erfahrene: ca. 3 Stunden
Lieferumfang des Bausatzes
- 2x Platine „Tannenbaum“
- 1x zweiteiliger Sperrholzständer
- 1x Mikrocontroller-Board „D1 Mini Type-C“ mit vorinstallierter WLED-Firmware
- 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 (davon 50 benötigt + 5 Ersatz)
- 52x SMD-RGB-LED WS2812B 3535 (davon 48 benötigt + 4 Ersatz)
- 3x SMD-RGB-LED WS2812B 4020 (davon 2 benötigt + 1 Ersatz)
Benötigte Werkzeuge und Materialien
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/
Lötzinn
z.B. Stannol Kristall 611 Fairtin Lötzinn, 1 mm
Flussmittel
z.B. AMTECH NC-559-ASM
Geeignete Pinzette
z.B. von iFixit
Stereo-Mikroskop
Lupenleuchte
Lötkolben
Heißluft Lötstation
Multimeter
Seitenschneider / Flush Cutter
z.B. Knipex 78 61 125 Elektronik Super Knips
Sechskant-Schraubendreher - Hex 2,5
z.B. Wera Sechskant-Schraubendreher 5118070001 2,5 mm
Feuerfeste Arbeitsunterlage
z.B. hitzebeständige Silikonmatte
Zusammenbau Schritt für Schritt
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 eignet sich besonders die Messerspitze (C210-K030).
Die Lötstation sollte so niedrig wie möglich eingestellt sein. Für bleifreies Lötzinn sind etwa 350°C empfehlenswert.
1. Start mit Platine 1 Bringe etwas Flussmittel auf die Pads von C101 auf. (Das Foto zeigt fälschlicherweise C201 – bitte mit C101 beginnen!)
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.
LED löten (z.B. D101): - Flussmittel auf die vier Pads aufbringen. - 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.
Zwischentest: Um zu prüfen, ob die LED richtig verlötet ist, das Mikrocontroller-Board temporär anschließen: - Kabelenden abisolieren und verzinnen. - Am Mikrocontroller-Board wie folgt anlöten:
- Rot an 5V
- Schwarz an GND
- Grün an D4
- Gelb an D2
(D3 nicht verwenden!)
Darauf achten, dass die Kabel so verlötet werden, dass das Board später ins Gehäuse passt.
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/D108). Um die Rückseite zu testen, die beiden DT-Pads an der Baumspitze kurzzeitig brücken.
Vorsicht: Niemals 5V und GND verbinden!
Nachdem auch die Rückseite verlötet und getestet ist, C107/D107 (seitliche LEDs) einbauen. Diese strahlen seitlich zum Stern hin.
Wie zuvor erst ein Pad verzinnen, LED ausrichten (Öffnung Richtung Stern, Pins nach unten), anheften, dann die anderen Pads verlöten.
Danach C107 löten und testen. Die gleiche Prozedur für die LED auf der anderen Seite.
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.
Zusammenfügen der Platinen: Sind beide Platinen fertig, entferne die provisorische Kabelbrücke auf Platine 1. Falls vorhanden, auch die Testkabel vom Mikrocontroller-Board abnehmen.
Stecke beide Platinen so zusammen, dass sie einen 3D-Tannenbaum bilden. Achte auf bündige Ausrichtung.
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.
Danach mit Isopropanol reinigen, um Flussmittelreste zu entfernen.
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).
Zum Schluss das Mikrocontroller-Board in den unteren Sockelteil legen, obere Sockelhälfte aufsetzen und mit den beiliegenden Schrauben verschrauben.
Fertigstellung: Herzlichen Glückwunsch! Dein selbstgebauter SMD-Weihnachtsbaum ist nun einsatzbereit und kann in allen Farben leuchten. Viel Spaß beim Präsentieren deines funkelnden Kunstwerks!