Lötanleitung 303 Universal Platine V2.0 WS2812B Version

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1 Lötanleitung 303 Universal Platine V2.0 WS2812B Version Autor: Cornelius Franz Bezugsadress: Die 303 Universal ist Platine mit 303 x 303mm² Größe. Passende Gehäuse gibt es bei Auf der Vorderseite befindet sich eine Matrix bestehend aus 110 LEDs. Auf der Rückseite sind alle zur Steuerung benötigten Bauelemente untergebracht. Die Ecken werden über Zusatzplatinen angeschlossen. Der Aufbau verwendet ausschließlich Bauteile zur Durchsteckmontage. Bitte lest euch die Anleitung in Ruhe durch und geht behutsam an die Arbeit. Für den Aufbau werden ein guter Lötkolben, ein Seitenschneider, Lötzinn (0,5mm Durchmesser eignet sich sehr gut), eine Pinzette und etwas Lötfett benötigt. Zum Reinigen der Platine und Entfernen der Flussmittelreste sollte Isopropanol verwendet werden. Viel Spaß beim Aufbau!

2 Die benötigten Hilfsmittel: Seitenschneider, Lötzinn, Pinzette und etwas Lötfett. Nicht abgebildet sind hier Reinigungstuch und Isopropanol zur Entfernung von Flussmittelresten nachdem alle Bauteile verlötet wurden.

3 Die LEDs sind an einer Ecke markiert (abgeschrägt). Dies beschreibt die genaue Ausrichtung. Auf der Platine zeigt der Aufdruck, in welche Richtung die Ecke zeigen muss. Wir beginnen damit eines der vier Pads vorzuverzinnen und die LED an diesem Pad anzulöten.

4 Sind die LEDs an einer Ecke angeheftet können die restlichen vier Pins verlötet werden. Hier passiert es schnell, dass nur die LED mit Zinn benetzt ist, aber nicht das Lötpad auf der Platine. Schaut euch die Lötstellen also gut an. Sollte eine Lötstelle nicht korrekt ausgeführt sein wird dies bei Inbetriebnahme der Uhr sofort auffallen, weil alle LEDs, die schaltungsseitig hinter der Betroffenen hängen auch nicht leuchten werden.

5 Zu jeder LED wird ein 100nF Kondensator auf die Platinenvorderseite gelötet. Wird die Platine mit bereits vorbestückten LEDs erworben, so sind hier auch die Kondensatoren als SMD Bauteil bereits aufgelötet. Andernfalls müssen hier normale Durchsteck-Bauteile eingelötet werden.

6 Nun geht es analog auf der Matrixplatin weiter. Hier werden die LEDs und die 100nF Kondensatoren in gleicher Weise verlötet.

7 Die fertig bestückte Platinenvorderseite.

8 Auf der Rückseite können die zwei benötigten IC Sockel (für die Echtzeituhr und den Atmega328) eingelötet werden.

9 Unterhalb des 28-poligen Sockels wird der 16 MHz Quarz und zwei 22pF Kondensatoren verlötet.

10 Oberhalb des 8-poligen IC Sockels werden vier 4,7 kohm Widerstände verlötet.

11 Entsprechend der nebenstehenden Abbildung wird der 820 Ohm Widerstand eingelötet.

12 Oberhalb des 8-poligen IC Sockels werden vier 1N4148 Dioden entsprechend des Bestückungsdrucks verlötet. Es ist unbedingt auf die Polung zu achten!

13 Entsprechend der nebenstehenden Abbildung werden fünf 10 kohm Widerstände verlötet.

14 Ein weiterer 10 kohm Widerstand wird auf der Platinenvorderseite oben rechts verlötet.

15 Es werden insgesamt vier 1 kohm Widerstände entsprechend der nebenstehenden Abbildung verlötet.

16 Auf der Platinenvorderseite wird in der zweiten Zeile an der ersten LED ein 470 Ohm Widerstand verlötet.

17 Rechts unterhalb des 16 MHz Quarzes wird eine 1N4004 Diode (Polung beachten!) und eine Sicherung verlötet.

18 Am unteren Platinenrand werden vier Kurzhubtaster verlötet. Es handelt sich um Bauteile zur Oberflächenmontage. Das Auflöten sollte analog zu den WS2812B LEDs erfolgen.

19 Unterhalb des 8-poligen IC Sockels wird der kHz Uhrenquarz verlötet. Das Gehäuse des Quarzes wird auf das Massepad darunter gelötet. Hierfür sollte der Kopf des Quarzes mit etwas Lötfett benetzt werden. Das Löten soll so schnell wie möglich erfolgen, da sonst die Möglichkeit besteht, dass sich der Quarz innen selbst ablötet und somit unbrauchbar wird.

20 Entsprechend der nebenstehenden Abbildung werden vier 100 nf Kondensatoren verlötet. Die auf der Platine noch unbesetzten Stellen für derartige Kondensatoren bleiben unbesetzt. Sie werden nur für den Aufbau mit Superflux LEDs und einer normalen Multiplex- Ansteuerung benötigt.

21 Links neben dem 28-poligen IC Sockel wird der Reset-Taster verlötet.

22 Nun können die drei Status-LEDs eingesetzt werden. Die Kathoden der LEDs (kurzes Bein) sitzen jeweils rechts.

23 Rechts neben der roten Status-LED werden insgesamt drei 47uF Kondensatoren verlötet. Achtung! Auf die Polung achten! Der Minus- Pol ist auf dem Kondensatorgehäuse gekennzeichnet.

24 Unterhalb der zwei 47uF Kondensatoren wird der 3,3V Regler verlötet.

25 Entsprechend der nebenstehenden Abbildung werden im oberen Bereich zwei dreipolige Jumper verlötet und der Jumper auf die linke Position gesetzt. Unterhalb des 28-poligen IC-Sockels wird die 6-polige Leiste für den FTDI Anschluss eingelötet.

26 Neben dem 8-poligen IC Sockel wird der Goldcap verlötet. Achtung! Auf die Polung achten! Der Minus-Pol ist auf dem Gehäuse des Kondensators gekennzeichnet.

27 In der unteren Platinenmitte wird die Hohlsteckerbuchse verlötet.

28 Es werden zwei 470uF Kondensatoren entsprechend der nebenstehenden Abbildung verlötet. Auch hier ist auf die Polung zu achten!

29 Die beiden ICs werden entsprechend der Gehäusemarkierung in die Sockel eingesetzt.

30 Nun kann ein erster Funktionstest unternommen werden. Beim Start der Uhr wird auf der Matrix groß ein Q4 angezeigt. WICHTIG: Bitte zuvor den LDR an der Platinenoberseite verlöten. Ohne LDR wird nach dem Q4 keine Uhrzeit angezeigt.

31 Danach wechselt die Uhr in den normalen Uhrzeitmodus.

32 Für den optionalen Einbau des Bluetooth Kits, mit dem sich die Uhr über ein ios oder Android Smartphone mittels der QLCKRMOTE App fernsteuern lässt muss oberhalb des Goldcap eine kleine BAT54 Diode eingelötet werden.

33 Das HM-10 Bluetooth Modul wird rechts neben der Echtzeituhr verlötet. Es genügt wenn auf der linken Seite die oberen und unten beiden Pads verbunden sind, sowie auf der rechten Seite das Oberste. Es können aber auch problemlos alle Pads verlötet werden.

34 Rechts neben dem HM-10 werden zwei 2,2 kohm Widerstände verlötet.

35 An die noch freien Positionen werden zwei 1,2 kohm Widerstände verlötet.

36 Die beiden Jumper (RXI und TXO) müssen nun auf die HM-10 Position (also nach rechts) gesetzt werden.

37 Ein DCF Empfänger kann optional an die entsprechende Buchse angeschlossen werden. Die Antenne selbst kann mittels Kabelbinder befestigt werden. Sollte stattdessen Heißkleber verwendet werden ist darauf zu achten, dass die Antenne am Ende an der Wand in waagerechter Position angebracht ist.

38 Für das Einsetzen ins Gehäuse wird erst die kleine Rückplatte mittels vier Schrauben an die Platine geschraubt und dann alles zusammen in das große Gehäuse.

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40 An dieser Stelle können die Eck-Platinen angehlötet werden. Dies kann aber auch schon vorher geschehen. Die Platinen haben auf der Vorder- und Rückseite große Lötpads, die auf Stoß zur Hauptplatine gebracht werden müssen. Für den Aufbau mit WS2812B LEDs müssen die Anschlüsse auf der Platinenrückseite verbunden werden. Für den Aufbau mit Superflux LEDs sind die Anschlüsse auf der Vorderseite gedacht. Am einfachsten lötet es sich, wenn Haupt- und Eckplatinen bereits im Gehäuse verschraubt sind. Da das Zinn selbst nicht reichen wird um beide Platinen zu verbinden sollte man noch einen kleinen Draht oder ein abgeknipstes Widerstandsbeinchen zu Hilfe nehmen. Der LDR kann nun mit etwas Klebeband am oberen Gehäuserand befestigt werden und mittels Draht mit der Platine verbunden werden.

41 Probleme und Lösungen: Keine der Status LEDs leuchtet und Matrix zeigt nichts an: Vermutlich Kurzschluss, bitte mit Multimeter prüfen (auch Sicherung überprüfen); jede LED kann über Lötjumper vom Nachbarn getrennt werden und hinterher die Brücke problemlos wieder geschlossen werden; generell ist die Suche nach einem Kurzschluss sehr aufwändig und zeitintensiv Q4 wird beim Start angezeigt, aber danach keine Uhrzeit: wenn grüne Status-LED blinkt bitte LDR prüfen, möglicherweise liegen keine 3,3V an 3,3V Regler mit Multimeter prüfen, Taster sind dann ebenfalls ohne Funktion Q4 bzw. Uhrzeit wird nicht vollständig angezeigt: LED nicht korrekt verlötet oder defekt; LEDs hängen hintereinander, wie Weihnachtsbaumbeleuchtung; funktioniert eine LED nicht, funktionieren meist auch alle danach nicht; LED Test über QLCKRMOTE starten oder Farbwechselmodus (BRIGHTNESS und +60 Taste für länger als 3 Sekunden gedrückt halten); die erste LED, die nicht leuchtet kontrollieren und ggf. auch die LED davor; WICHTIG: LEDs sind schlangenförmig verbunden beginnend oben links nach der 11. LED in erster Zeile geht es in der zweiten Zeile von rechts nach links weiter und in der Dritten wieder von links nach rechts DCF77 ohne Funktion: möglicherweise schlechter Standort im Raum, 3,3V Regler defekt, Antenne senkrecht befestigt Empfang kann über QLCKRMOTE App überprüft werden Uhrzeit läuft nicht weiter: Goldcap defekt oder Quarz nicht ordentlich mit Gehäuse auf Masse gelötet