../../icons/Logo.pngPraktische Elektronik

Einfachen Logiktester aufbauen

Attention >

Module sollten auf durchkontaktierten Lochrasterplatinen aufgebaut werden, weil dann die Stifte leicht auf der Unterseite eingebaut werden können.

Im Projekt Einfacher Logiktester wurde eine Schaltung vorgestellt, die vier einfache LogikTester beschreibt. Sie sollen als kleines Steckmodul erstellt werden, das einfach auf ein Steckboard gesetzt wird. Es wird in Einfaches Logiktester-Modul inklusive der Bauteilliste beschrieben.

Led4Test_s.png
Bild 1: Schaltung des Moduls mit 4 LED

Werkzeug

Wir brauchen eine Feinsäge und eine Feile, um die Platine zurechtzuschneiden.

Die Grundausstattung Löten beinhaltet alles, was wir zum Löten brauchen. Die erforderliche Lötstation ist der weitaus teuerste Posten dieser Grundausstattung. Für Anfänger ist es deshalb eine gute Idee, für die ersten Versuche eine Lötstation zu leihen.

Den Tester aufbauen.

Die Platine schneiden

Die Platine wird einfach mit einer Feinsäge oder Laubsäge entlang einer Lochreihe gesägt. Anschließend wird der Rand mit einer Feile geglättet.

Vor dem Löten werden die Lötinseln mit Spiritus gereinigt und dann nicht mehr mit den Fingern berührt.

Die Bauelemente vorbereiten

Die Widerstände werden auf das Rastermaß von 7.62mm gebogen. Das sind zwei Löcher zwischen den Beinen. Die Drähte werden auf etwa 1cm abgeschnitten. Niemals die Drähte, wie sie vom Gurt kommen, in die Platine stecken. Der Kleber vom Gurt kann die Lötaugen verschmutzen.

Die Drähte der LEDs werden ebenfalls gekürzt. Dabei muss unbedingt beachtet werden, dass einer der beiden Drähte länger bleibt.

Die Lötstifte werden einfach von der Stiftleiste abgebrochen. Bei einer durchkontaktierten Lochrasterplatine werden die Lötstifte von der Unterseite eingebaut und auf der Oberseite verlötet.

Wird eine einseitige Lochrasterplatine verwendet, werden die Lötstifte mit den Beinen zur Unterseite hin eingelötet und das kurze Ende wird nicht gebraucht. Es wird einfach in den Kunstoffrahmen gedrückt.

Layout der Platine

Die Vorlage für dem Aufbau der Platine muss sorgfältig erstellt werden. Sie enthält

  • die Lage der Bauelemente
  • die Verbindungen
  • Beschreibungen

Die Platine wird entsprechend dieser Vorlage erstellt.

  • Eine Darstellung zeigt die Verbindungen von oben auf die Oberseite (Bauteilseite).
  • Die Ansicht von der Unterseite (Lötseite) ist gedreht.

Das führt immer wieder zu Fehlern beim Aufbau.

Led4Test-brd.png
Bild 2: Layout des Moduls mit 4 LED von der Oberseite
Led4Test-brd-top.png
Bild 3: 3D-Ansicht des Moduls mit 4 LED von der Oberseite

Und das gedrehte Bild

Led4Test-brd-bottom.png
Bild 4: 3D-Ansicht des Moduls mit 4 LED von der Unterseite

Bild 3 und 4 zeigen, dass die Stifte von der Unterseite eingebaut werden. Die Darstellung bezieht sich auf einen durchkontaktierte Lochrasterplatine.

Die Platine aufbauen

Unsere Vorgehensweise

ist evolutionär:

  • Wir bauen nach und nach auf,
  • testen und
  • korrigieren

Wir wenden natürlich die evolutionäre Technik an. Allerdings ist die Schaltung so einfach, dass wir fast Big-Bang anwenden. Aber nicht ganz. Es kann uns passieren, dass wir die LEDs trotz aller Sorgfalt falsch einbauen. Deshalb bauen wir nach und nach nur eine LED ein und prüfen die Schaltung.

Wir beginnen mit dem Verlegen der Verbindungen und bauen dann die Widerstände und LEDs ein. Die Lötstifte werden erst zum Schluss eingesetzt.

Loeten-einfacher_Logiktester_1.png
Bild 5: Bauelemente und Platine des Moduls

Verbindungen erstellen

Wir betrachten die Platine von der Unterseite, wie in Bild 3 dargestellt.

Wir verlegen die langen Drähte. Beginnen wir mit dem oberen Draht (U+). An den beiden Enden der Verbindung sind Lötstifte. Wenn wir später die Lötstifte einsetzen wollen, dürfen wir den Draht nicht an deren Lötinseln verlöten.

Wir ziehen den Silberdraht (versilberter Kupferdraht, ⌀ 0.3mm) glatt und gerade. Möglichst nicht mit den Fingern, sondern mit einem sauberen Tuch oder einer Zange. Das gerade Ende muss länger sein, als für die Verbindung benötigt wird. Wir legen den Draht über die oberere Reihe der Lötinseln. An den Enden ragt der Draht über die benötigte Verbindung hinaus.

Und jetzt kommt das Problem: Wir brauchen drei Hände

  • eine zum Halten des Lötkolbens
  • eine für das Lötzinn und
  • eine zum Halten des Drahtes

Wir entscheiden uns für die brutale, schnelle Methode.

Die Platine wird entweder mit einem Platinenhalter mit Krokodilklemmen fixiert oder auf eine feste Unterlage gelegt und dort befestigt, z.B. ist ein Brett mit ein paar Nägelchen.

Der Lötinsel links neben dem Lötstift oben rechts wird ein wenig verzinnt. Nur ganz wenig.

Die kleinen Lötinseln erhitzen sich sehr schnell. Wir halten einfach die Lötspitze auf die Lötinsel und geben ein wenig Zinn dazu. Das ganze muss schnell gehen, in ein bis zwei Sekunden.

Dann halten wir den Draht über die Reihe mit einer Zange oder einem Tuch und erhitzen den Draht über der verzinnten Lötinsel. Der Draht ist jetzt fixiert, aber noch nicht richtig verlötet.

Danach kneifen wir den Draht rechts so ab, dass er soeben auf die Lötinsel ragt, das Lötloch hingegen nicht verdeckt.

Der Draht wird korrigiert und auf der Lötinsel rechts neben dem Lötstift oben links angelötet. Wir löten ihn noch einmal in der Mitte an und schließlich rechts, wo er angeheftet wurde, richtig. Der Draht muss noch links gekürzt werden.

Ebenso verfahren wir mit der Verbindung unten (U-).

Die Verbindung von links oben unter die Widerstände wird ähnlich erstellt. Der Draht wird über dem Lötstift links unten fixiert und dann auf dem Lötpunkt unter dem Knick verlötet. Der Draht wird noch in der Mitte verlötet. Der Knick wird mit einer Pinzette so gelegt, dass er auf der vorgesehenen Stelle liegt. Der Knick wird angelötet und dann der Draht auf dem Lötpunkt vor dem Ende. Den Draht an den Enden abkneifen.

Wir haben alle Drähte verlegt.

Die restlichen Verbindungen stellen wir als Lotbrücken her.

Widerstände einsetzen und verlöten

Wir können uns mit den Widerständen nicht irren, weil nur 1kΩ Werte verwendet werden.

Wir setzen den Widerstand ganz rechts in die Platine ein. Die Drähte werden unten nicht umgebogen. Der Widerstand wird mit einer Klammer fixiert.

Die beiden Drähte werden verlötet. Wir kontrollieren, ob der Widerstand flach auf der Oberseite aufliegt. Durch kurzes Erhitzen einer Lötstelle und Andrücken des Bauteils kann noch korrigiert werden. Die überstehenden Drahtenden werden mit dem Seitenschneider entfernt. Hier wird klar, warum ein guter Elektronik-Seitenschneider verwendet werden sollte. Grobes Werkzeug beschädigt die Lötstellen oder gar die Platine. Möglicherweise müssen Lötstellen nachgelötet werden.

Der zweite Widerstand links neben dem ersten wird ebenso eingelötet.

Wir müssen die Widerstände noch mit den bereits verlegten Leiterbahnen verbinden. Das machen wir einfach durch Lot zwischen zwei Lötinseln. Zunächst werden beide Lötinseln die verbunden werden soll verlötet. Jetzt erhitzen wir beide Lötstellen gleichzeitig, indem wir die Lötspitze dazwischen halten. Etwas Zinn und fertig.

Ebenso werden die Widerstände unten vor der LED mit einer Lötbrücke verbunden.

Erste LED einsetzen und verlöten

Bei den LEDs können wir uns mit der Anschlussrichtung irren. Also auf dem Steckboard (natürlich mit Vorwiderstand) ausprobieren, welches Beinchen bei den Widerständen angeschlossen werden muss. Wenn die LED rot leuchtet, ist das Bein der LED, das an +5V, U+ liegt, dasjenige, dass an die Widerstände, also nach oben angeschlossen werden muss.

  • Sind die LEDs erst eingebaut, bereitet eine Korrektur viel Arbeit.

Weil wir evolutionär vorgehen, setzen wir nur die eine LED ganz rechts ein. Deren Anschlussdrähte werden nach dem Löten noch nicht gekürzt.

Zunächst wird nur ein Anschlussdraht der LED angelötet.

Die Verbindung zwischen der LED und den Widerständen wird durch eine Lötbrücke hergestellt.

Der zweite Anschluss wird noch nicht verlötet.

Erster Test

  • Wir verbinden die obere Leiterbahn für U+ mit +5V und die untere für U- mit 0V. Das geht recht gut mit Krokodilklemmen.
  • Wir sollten eine elektronische Sicherung mit 25mA verwenden.
  • Legen wir einen Draht von +5V an das noch nicht angeschlossene Bein der LED,
  • sollte sie rot leuchten.
  • Liegt der Draht nach 0V,
  • sollte sie grün leuchten.

Wenn das nicht der Fall ist,

  • prüfen wir, ob alle Verbindungen korrekt hergestellt wurden.
  • Leuchtet die LED mit der falschen Farbe, müssen wir sie auslöten und umdrehen.
  • Deshalb wurde der zweite Anschluss der LED nicht verlötet.

LEDs sitzen meistens nach dem Anlöten des ersten Beinchens nicht gut. Wir erwärmen die Lötstelle kurz und korrigieren den Sitz der LED. Erst dann wird der zweite Anschluss verlötet.

  • Auf diese Weise werden alle weiteren Widerstände und LEDs eingesetzt.

Lötstifte einsetzen und verlöten

Die Lötstifte werden falsch herum eingesetzt. Sie ragen auf der Unterseite heraus. Wir schieben die langen Beinchen von der Oberseite in die entsprechenden Bohrungen. Die hervorstehenden kurzen Enden der Stifte haben wir ja bereits durchgedrückt. Die Lötstifte sollen an der Oberseite anliegen.

Die langen Beinchen auf der Unterseite stören beim Löten.

Wir beginnen mit den innen liegenden Lötstiften für die Messeingänge.

Ein Lötstift wird eingesetzt und fixiert. Das geht mit einer Klammer. Allerdings muss die Lötinsel auf der Unterseite frei sein. Der Stift wird verlötet. Anschließend wird die Lötbrücke zur LED hergestellt.

Erst dann wird der Stift ausgerichtet. Er wird mit einer Zange oder einem Tuch gehalten, schnell erwärmt und ausgerichtet.

Bei U+ und U- werden die Verbindungen zu den Leiterbahnen hergestellt.

Die Beine werden natürlich nicht gekürzt ;-)

Den Logiktester in Betrieb nehmen

Inspektion des Aufbaus

Zunächst wird die Platine einer genauen Inspektion unterzogen:

  • Sind die Verbindungen nach Plan verlegt?
  • Sind alle Bauelemente nach Plan eingesetzt.
  • Stimmt die Orientierung der Bauelemente?
  • Sind alle Lötverbindungen sauber erstellt?
  • Gibt es zwischen Lötpunkten ungewollte Verbindungen?
  • Gibt es zwischen Lötpunkten und Leiterbahnen ungewollte Verbindungen?
  • Sind kleine Lötreste (Lötflöhe) auf der Platine?

Wer hier schlampt, bekommt später die dicke Rechnung.

Schaltung in Betrieb nehmen

Jetzt kommt der spannende Moment: Läuft die Schaltung?

Wir stecken die Platine in ein Steckboard. Das sollte ohne Probleme gehen oder wir haben die Lötstifte nicht gut ausgerichtet.

Als erstes schließen wir die Versorgungsspannung an die entsprechenden Bahnen des Steckboards. Wir gehen auf Nummer sicher und schalten eine elektronische Sicherung mit 25mA dazwischen.

Es sollte keine LED leuchten und die elektronische Sicherung mit 25mA sollte nicht auslösen.

Auf dem Steckboard wird der Eingang einer LED nach 0V bzw. U- gelegt. Die LED sollte grün leuchten.

Der Eingang wird an +5V bzw. U+ angeschlossen. Dann sollte die LED rot leuchten.

Wenn ein Fehler auftritt, ist es bei dieser Schaltung meistens eine fehlerhafte Verbindung oder die Duo-LED ist falsch herum eingebaut.

Der Fehler wird korrigiert. Dazu müssen eventuell Bauteile ausgelötet und ersetzt werden oder gar Leiterbahnen geändert werden. Unsere Vorgehensweise und Verbindungstechnik erleichtern diese Korrekturen.

Anschließend wird wieder geprüft.

Loeten-einfacher_Logiktester_3.png
Bild 5: Unterseite des fertigen Moduls
Loeten-einfacher_Logiktester_5.png
Bild 6: Modul auf einem Steckboard