Crash-Kurs: SMD-Bauteile (LED, Kondensator, Widerstand, Spannungsregler)

  • Hallo zusammen,


    da ich im Zusammenhang mit dem RPi ziemlich viel mit Arduinos mache, habe ich mich in der Vergangenheit immer wieder geärgert, wenn es mal wieder an der 3V3 Spannungsversorgung gehakt hat.
    Meist kamen dann solche Breadboard-Spannungsversorgungen zum Einsatz, die zwar sehr preiswert sind und ihren Dienst gut tun, aber diese Platinen sind manchmal dann doch grösser als die gesamte Schaltung.
    Bisher war ich immer davon ausgegangen, dass ich unmöglich SMD-Bauteile selbst verlöten kann. Trotzdem habe ich mir einfach mal ein paar Wiederstände, LEDs, Spannungsregler und Kondensatoren bestellt. Da die Teile mittlerweile auch spottbillig zu bekommen sind, war das Risiko bei einem Fehlschlag nicht besonders groß.
    Und ich muss sagen: es ist in der Tat nicht besonders schwierig, diese Teile sauber zu verlöten.
    Für alle, die es auch mal ausprobieren wollen, habe ich deshalb mal diesen kurzen Crashkurs geschrieben. Ihr werdet sehen, SMD-Teile zu verlöten kann richtig süchtig machen ;) ...


    Als "Projekt" habe ich einen Spannunsgregler gewählt, der eine Eingangsspannung von max. 6V auf eine Ausgangsspannung von 3,3V konvertiert ... also einen DC/DC Buck Converter.
    Der verwendete AMS1117 ist dabei mit max. 1 A ( 1000 mA ) belastbar. Theoretisch reichen zur Realisierung drei Bauteile :) *



    Zunächst mal die Material-Liste. Ihr benötigt ...


    Zur Vorbereitung:
    ein 20 ml Medikamentenfläschen mit Schraubverschluss
    ein 20 ml Medikamentenfläschen mit Pipette
    etwas Kolofonium Rosin (Balsamharz, ca. 5g ) kein Fichtenharz!
    Brennspiritus
    An dieser Stelle noch der Hintergrund zum Kolofonium: das Kolofonium dient als sog. Flux/Flussmittel beim Löten. Es versiegelt die Oberfläche beim Löten und schützt sie so vor Korrosion und sorgt dafür, dass das heisse Lot besser und gleichmässiger verläuft.**


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    Zm Löten:
    einen Lötkolben mit auswechselbarer Spitze ( einmal sehr fein, einmal breit ) oder
    einen Lötkolben zum Verzinnen
    einen Feinlötkolben oder eine Lötstation
    ein Stück Loch-, Loch-/Streifen- oder Streifen-Raster Platine, evtl. ein paar Reste zum Ausprobieren
    Elektronik-Lot ca. 1mm Durchmesser


    Hilfreich kann hier noch eine sog. "dritte"/"helfende Hand" oder eine Nadel, die oft Bestandteil eines "Löt-Bestecks" ist, sein.
    Eine Pinzette tut es aber genau so.


    An SMD-Bauteilen:
    Um eine 3V3 Spannungsversorgung zu realisieren die z.B. mit 4 Batterien gespeist wird benötigt ihr:
    1 x AMS1117 low drop Spannungsregler 3.3V Bauform SOT-223
    2 x 22 µF Tantal-/Elektrolyt-Kondensatoren Bauform ETD-5 6,5 Volt


    zusätzlich evtl noch:
    1 x Widerstand 120 bis 470 Ohm Bauform 1206
    1 x SMD LED super/ultrahell Farbe nach Wunsch Bauform 0805


    An dieser Stelle vielleicht noch ein paar Worte zum Thema Bauform/Größe: Ich muss ehrlich zugeben, dass ich da noch nicht ganz durchsteige.
    Der Widerstand mit der Bauform 1206 ist in etwa genau so gross wie die LED mit Bauform 0805.
    Der Tantal-Kondensator ist dagegen eine relativ dicker Klops, der etwa von der Grundfläche her doppelt bis dreifach so groß ist, wie z.B. der Widerstand. Zudem ist er mindestens vier mal so hoch.
    Im Wikipedia habe ich auch schon etwas rumgestöbert, so recht schlau geworden bin ich da allerdings leider auch noch nicht.
    Vielleicht hat ja jemand, der sich mit dem SMD-Kram gut auskennt mal Lust, hier was zu verfassen, was die Bauformen und deren Unterschiede klar macht.


    Die Bauteile habe ich übrigens über ebay bei deutschen Händlern bestellt. Das ging ganz flott und preiswert bei den kleinen Stückzahlen.


    Vorbereitung:
    Hierbei müsst ihr etwas aufpassen: Kolofonium ist ein Baumharz und klebt wie der Teufel. Am besten deshalb über der Spüle arbeiten.
    Besorgt Euch z.B. in der Apotheke o.g. Medikamentenfläschen und das Kolofonium. Letzteres gibt es oft in Dosen zu 20g. Das genügt für Monate, wenn nicht Jahre ;) ...
    Wenn das Kolofonium nicht bereits als Stückchen vorliegt, dann packt die Dose in eine feste Plastiktüte und klopft solange auf die Unterseite, bis die Stückchen herausgefallen sind. Füllt etwa 1/4 des Kolofoniums in das Fläschchen mit dem Schraubverschluss und füllt dann zu 3/4 mit Brennspiritus auf.
    Fest zuschrauben und über einige Tage stehen lassen, hin und wieder schütteln, damit sich das Kolofonium löst. Deckel dabei nicht lösen, sonst klebt er später fest ;) ...


    Wenn dann nach ein paar Tagen Eure anderen Bauteile eintreffen, dann ist die Kolofonium-Lösung schon einsatzbereit. Vermeidet jetzt ein weiteres Schütteln und zieht mit der Pipette die Lösung auf und füllt sie - ohne den Bodensatz - in das andere Fläschchen um. Danach füllt ihr die fehlende Menge wieder mit Brennspiritus auf und stellt das eine Fläschchen wieder gut verschlossen zur Seite. Lagerung im Kühlschrank bietet sich wegen der Verdunstungsgefahr an.


    Achtet auf eine Unterlage, sobald ihr mit der Kolofonium-Lösung arbeitet! Wie gesagt, das Zeugs klebt wie Sau, lässt sich aber mit Spiritus relativ problemlos entfernen.


    Schritt 1:
    Mit der Pipette benetzt ihr jetzt ganz dünn die verkupferte Oberfläche eines Platinenstücks. Hier empfielt es sich wirklich, ein paar Probeläufe zu machen, da erfahrungsgemäss die ersten Versuche kläglich aussehen :) ...
    Sobald der Spritus verdunstet ist, heizt ihr einen Lötkolben mit breiter Spitze an. Dabei könnt ihr Euch ruhig im oberen Temperaturbereich von 300°C bewegen.
    Jetzt die Oberfläche der Platine verzinnen. Seid dabei sehr sparsam mit Lötzinn. Ihr braucht da wirklich nur sehr wenig. Das Ganze ist ok, wenn die Oberfläche stark silbern spiegelt, die Löcher aber nicht durch die Zinnschicht verschlossen sind. Ich habe bestimmt drei Anläufe gebraucht, das einigermassen sauber hin zu bekommen. Je gleichmässiger die Oberfläche verzinnt ist, desto besser ist das spätere Endergebnis.


    [Blocked Image: http://dreamshader.bplaced.net/Images/Forum/verzinnen.png]


    Schritt 2:
    Nach dem Verzinnen macht es Sinn die Platine erst mal mit Spiritus zu reinigen.
    Dann wieder an den Stellen, an denen die SMD Bauteile aufgebracht werden etwas von der Lösung auf die Oberfläche der Platine aufbringen.
    Nun benötigt ihr den Löstkolben mit einer möglichst feinen Spitze. Die Temperatur solltet ihr etwas höher wählen als der Schmelzpunkt Eures Elektronik-Lots liegt.
    Platziert jetzt als erstes z.B. den Spannungsregler auf der Platine und fixiert ihn mit der Pinzette. Ihr könnt es auch mit einer Klemme der "helfenden Hand" auf die Platine klemmen. Mit dem Lötkolben jetzt einfach die große "Fahne" anheizen, bis das Lot darunter verläuft. Damit ist das Bauteil schon mal fixiert. Jetzt nach und nach die drei Beinchen anheizen, bis das Lot darunter ebenfalls verläuft. Zusätzliches Zinn ist meist nicht nötig, und wenn dann wirklich nur extrem sparsam ein winziges Tröpfchen auf die Spitze des Lötkolbens geben - evtl. vorher am Schwamm noch abstreifen.
    Genau so verfahrt ihr nun mit den beiden Kondensatoren. Hier müsst ihr auf die Polung achten. Dazu gibt es eine schöne Übersicht auf Wikipedia.


    Damit wäre die Spannungsversorgung, was den SMD-Anteil betrifft, bereits fertig.****


    [Blocked Image: http://dreamshader.bplaced.net/Images/Forum/ams1117.png]


    Wer noch eine Status-LED anbringen will, der kann jetzt den Vorwiderstand und die LED anbringen. Bei der LED wieder auf die Polung achten Im Inneren der LED befindet sich ein kleiner roter Punkt (es handelt sich dabei wohl um den Chip selbst) ... diese Seite kennzeichnet die Masse (also Minus).
    Andere LEDs sind mit einem T gekennzeichnet. Dabei ist die Seite mit dem Balken die Plus-Seite.


    Vielleicht noch ein Hinweis, wo wir gerade bei LEDs sind.***
    Es ist vollkommen egal, ob ihr eine LED in einem Jumbo-Gehäuse mit 12mm Durchmesser oder eine SMD-Variante in einem winzigen 2x2mm Plastikdings verwendet. Die Kenndaten sind trotzdem dieselben und entsprechend muss auch der Vorwiderstand gewählt werden ( -> hier <- findet ihr einen netten Rechner für diesen Widerstand ).
    Allerdings leuchten superhelle LEDs bereits mit ca. 2mA ganz anständig, so dass ihr als Vorwiderstand folgende Werte als Anhaltspunkt verwenden könnt:


    Code
    blau: bei 5V 1k2 Ohm bei 3V3 220 Ohm
    rot: bei 5V 2k2 Ohm bei 3V3 910 Ohm
    gelb: bei 5V 1k5 Ohm bei 3V3 560 Ohm
    grün: bei 5V 1k5 Ohm bei 3V3 680 Ohm


    ---------------------------------------------------------------------------------------------
    Hier kommt jetzt noch was zum Thema LED ...


    ---------------------------------------------------------------------------------------------
    [an=Bauteile]Anhang angefügt:[/an]
    Ich habe mal ein paar Bauteile ink. Punkt-/Streifenraster Platine maßstabgetreu mit Libre Office Draw erstellt und als Anhang dazugefügt.
    Ich finde das ganz praktisch um den Platzbedarf zu bestimmen und Brücken zu verlöten, bevor man mit den Bauteilen auf die Platine losgeht ...



    Und -> diesen <- Link lasse ich mal drin. Vielleicht optimieren wir das Teil ja noch ;) ...
    Fragen, Anmerkungen, konstruktive Kritik, ... sind immer noch willkommen.


    *Ergänzungen zum "Projekt"
    **Ergänzungen zum Thema Kolofonium
    ***Anmerkungen zu LEDs hinzugefügt
    ****Schaltplan eingefügt



    cu,
    -ds-

  • Könntest du noch erklären, warum man vor dem Verzinnen die Kupferseite der Platine mit dem "Kleber" benetzen soll? Das ist mir noch nicht so ganz aufgegangen.
    Ansonsten danke für das Tut.


  • Könntest du noch erklären, warum man vor dem Verzinnen die Kupferseite der Platine mit dem "Kleber" benetzen soll? Das ist mir noch nicht so ganz aufgegangen.
    Ansonsten danke für das Tut.


    Vielleicht darf ich kurz erklären. Der "Kleber" ist ein Flussmittel, das sich ds aus Kolophonium und Spiritus selbst hergestellt hat. Kolophonium bewirkt, dass das Lötzinn gleichmäßig auf den Kupferleitungen zerfließt (Wirkung wie Spülmittel auf der Wasseroberfläche), deswegen nennt man es Flussmittel. Gleichzeitig verhindert es das Verzundern des Lötzinns und entfernt Oxide von der Kupferbahn, so dass sich Zinn und Kupfer gut verbinden können. Übrigens könnt Ihr Euch das "gepansche" mit Alkohol und Kolophonium auch sparen, es gibt so was bereits fertig.

  • Hi Jörg,
    schön erklärt :thumbs1:



    ...
    ... Übrigens könnt Ihr Euch das "gepansche" mit Alkohol und Kolophonium auch sparen, es gibt so was bereits fertig.


    ... ach nö ... das macht ja mit Gepansche am meisten Spass ;) ...
    Um das "Gepansche" beim Einsatz kommst Du sowieso nicht drum herum und soo schlimm ist die Sauerei nun auch nicht ...


    cu,
    -ds-

  • Hi,


    vielleicht sollte man noch darauf hinweisen dass Kolophonium nicht nur wie sau klebt sondern auch gesundheitsschädlich sein kann.

    Quote

    Kolophonium kann recht häufig allergische Reaktionen oder Asthma auslösen und kann Ekzeme verursachen.
    Die Dämpfe von Kolophonium gelten als gesundheitsschädlich.
    http://de.wikipedia.org/wiki/Kolophonium


    Also beim löten gut lüften, auf keinen Fall die aufsteigenden Dämpfe einatmen und gegebenenfalls Hände waschen. Aber das sollte klar sein.


    Hab hier zwar auch schon länger eine Dose rumliegen aber seit man mich darauf aufmerksam gemacht hatt, benutz ich das nur noch ganz selten. Obwohl es als Flussmittel echt Top ist!


    Oder ist das übertreiben?

    DON'T PANIC!

  • Hallo joh.raspi,


    ich glaub' das ist bei "normalem" Hausgebrauch eher unproblematisch. Also "dampfen" tut bei mir nix ... es riecht ein wenig ... ich empfinde das aber als eher angenehm (wird ja wohl auch in Weihrauch verwendet). Zudem ist Kolofonium in vielen Loten zum Löten ( :D ... das musste jetzt sein ) als Flussmittel-Kern drin.
    Ich denke, das ist so wie mit dem bleihaltigen Lot.
    Bei Löststrassen und Tauchbädern im grossen Stil sieht das wohl wieder anders auch.

    Ausserdem ... heutzutage sind viele Leute allergisch gegen alles mögliche ... liegt vermutlich an der "sterilen" Kindheit ;) ...


    Was würde meine Tochter da sagen ... die spielt Geige ...



    cu,
    -ds-


  • Und ... wie geht's Euch mit dem SMD-Zeugs ;) ...


    Nicht mit Erkältung versuchen.
    Mein Widerstand ist verschwunden, nach dem Hustenanfall war er weg :-/


    Das Gematsche mit dem Kolophonium muss ich unbedingt mal versuchen.:thumbs1:


    btw: Wie trennt ihr die Bahnen von Streifenplatinen ????
    Hab mir mit dem Cutter schon zig mal in die Finger geschnitten.
    Grobmotoriker eben :D

    Offizieller Schmier und Schmutzfink des Forum.
    Warum einfach wenn's auch schwer geht ?


    Kein Support per PN !
    Fragen bitte hier im Forum stellen. So hat jeder etwas davon.

  • Quote

    Wie trennt ihr die Bahnen von Streifenplatinen ????


    Mache ich auf die Brutale. Einfach mit einem kleinen Schlitzschraubendreher.

    Geht nicht, gibts nicht. Reine Preisfrage....

  • Hi,


    ...
    Das Gematsche mit dem Kolophonium ...
    ...


    das dachte ich mir, dass das genau Dein Ding ist :) ...



    ...
    btw: Wie trennt ihr die Bahnen von Streifenplatinen ????
    ...


    Dremel mit Schleif- oder Trenn-Scheibe ... ;) ...
    Schlüsselfeile wäre auch eine Maßnahme. Cutter halte ich für ziemlich mutig :angel:
    Oder Punkt-/Streifenraster nehmen ( das sind die, bei denen immer drei Lötpunkte verbunden sind).


    Gute Besserung,
    -ds-

  • Hallo Dreamshader,


    ein paar Anmerkungen von mir (als Chemiker):


    Wenn Du das Kolophonium nicht in Brennspiritus auflöst, sondern in reinem Äthanol oder Isopropylalkohol, dann klebt die Pampe nicht so.


    Brennspiritus ist vergälltes Äthanol, dessen teilweise festen Vergällungsbestanteile nicht verdampfen, sondern u.a. fürs klebrige Verhalten verantwortlich sind.


    Preis: Brennspiritus << Äthanol < Isopropylalkohol


    Deswegen ist Brennspiritus so beliebt...



    Und noch eine Anmerkung: So gut die Kolophonium-Pampe auch geeignet ist, der Gesetzgeber hat die Verwendung von Lötpampe auf Kolophoniumbasis für den Medizintechnik-Bereich verboten.


    Allerdings weiß ich auch, dass in der Seele von Lötdraht als Flussmittel auch Kolophonium enthalten ist. Dieser Lötdraht darf eingesetzt werden. :s Hallo? Gesetzgeber? Hallo?



    Weiterhin ist Kolophonium aus gesundheitlicher Sicht als Allergikum einzustufen. Das heißt, es löst Allergien aus. In meiner Zeit bei einem Medizintechnik-Unternehmen habe ich etliche "Löter" erlebt, deren diffuse Gesundheitsbeschwerden erst von einem speziell geschulten Betriebsarzt auf Kolophonium zurückgeführt werden konnten.


    Die Leute, die danach nicht mehr gelötet haben, wurden wieder gesund. Diejenigen, die weiter löten mussten, haben dann alle möglichen Krankheiten "abbekommen". Leiter hat sich der Arbeitgeber geweigert, mit leistungsfähigen Absaugvorrichtungen eine Verbesserung der Situation herbeizuführen.



    Für den Privatbereich gibt es natürlich keine Einschränkungen. Da darf jeder tun und lassen, was er möchte.



    imperator: Gute Besserung - aber stecke uns bloß nicht an!



    Beste Grüße


    Andreas

    Ich bin wirklich nicht darauf aus, Microsoft zu zerstören. Das wird nur ein völlig unbeabsichtigter Nebeneffekt sein.
    Linus Torvalds - "Vater" von Linux

    • Icon-Tutorials (IDE: Geany) - GPIO-Library - µController-Programmierung in Icon! - ser. Devices - kein Support per PM / Konversation

    Linux is like a wigwam, no windows, no gates, but with an apache inside dancing samba, very hungry eating a yacc, a gnu and a bison.

    Edited once, last by Andreas ().


  • ...
    Wenn Du das Kolophonium nicht in Brennspiritus auflöst, sondern in reinem Äthanol oder Isopropylalkohol, dann klebt die Pampe nicht so.
    ...


    naja, unter anderem klebt das Zeugs halt so, weil's Harz ist ...
    Und bei den Mengen, die bei mir so anfallen, reicht Brennspiritus vollkommen aus. Ich werd's aber bei der nächsten Charge ( so um 2019 denke ich ) mal ausprobieren, wenn ich dran denke ;)



    ...
    Weiterhin ist Kolophonium aus gesundheitlicher Sicht als Allergikum einzustufen. ...
    ...


    yepp, hatten wir -> hier <- schon mal.
    Ist aber, wie dort bereits erwähnt, für den Hausgebrauch wohl vernachlässigbar ...


    cheerio,
    -ds-

  • Hallo Dreamshader,


    das hängt halt immer von der Dosis ab, ab der etwas gesundheitsschädlich wird.


    Ich gehe auch davon aus, dass Löten im Umfang "für den Hausgebrauch" mal hier eine Platine, mal dort eine Platine vollkommen unbedenklich sein wird.


    Wenn man aber beruflich mitten drin im Lötrauch sitzt und den guten Cocktail bestehend aus Substanzen des Lötzinns, der Flussmittel etc. einatmen muss, dann wird das schon problematisch werden.


    Viel Spaß beim SMDieren!


    Beste Grüße


    Andreas

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  • ...
    btw: Wie trennt ihr die Bahnen von Streifenplatinen ????
    ...


    Dremel mit Schleif- oder Trenn-Scheibe ... ;) ...
    Schlüsselfeile wäre auch eine Maßnahme. Cutter halte ich für ziemlich mutig :angel:
    Oder Punkt-/Streifenraster nehmen ( das sind die, bei denen immer drei Lötpunkte verbunden sind).


    Gute Besserung,
    -ds-
    [/quote]


    Ein prima Trennwerkzeug hat man , wenn man einen 3-mm-Bohrer in das Heft einer Schlüsselfeile einsetzt . Nein - nicht durchbohren ! Nur die Leiterbahn rund um ein Rasterloch damit wegnehmen . Dann kann man sogar die Trennstellen auch von der Bestückungsseite her erkennen .



    Gruß..............................................Snorrino