Forum: Platinen Prototypen und Versuchsaufbauten mit SMD Bauteilen, wie am besten im Hobbybereich?


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Paul P. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

Im Hobbybereich ist es ja für die nicht durch Beruf- oder 
Hochschulausbildung vorbelasteten durchaus üblich Schaltungsentwürfe 
nicht hinreichend genau (inbesondere den Einfluss des Platinenlayout) 
simulieren zu können.
Also baut man seinen Prototyp auf eine "Laborkarte" auf.
Wie man da für sich am besten bei THT Bauelementen vorgeht ist oft durch 
Jahrelange Erfahrung erlernt.
Also z.B. das Vorgehen wo in etwa die Bauelemente plaziert werden, 
welche Leitungen isoliert ausgeführt werden und welche nicht, welche 
Leitungen auf der Vorderseite verlegt werden, welche auf der Rückseite 
usw. hat man oft "in Blut".
SMD Verarbeitung auf hochwertigen "fertigen" Platinen ist auch bei 
händischer verarbeitung eine wahre Freude und nach etwas Einarbeitung 
sogar schneller und problemfreier als THT Handbestückung.
Aber wie geht man als Hobbyist bei SMD Prototypen vor zu den man (noch) 
kein Layout erstellt hat und/oder aus Kosten und Zeitgründen keine 
Platine anfertigen (lassen) möchte.
Mit Litze bzw. Drähten SMD Bauteile zu verbinden ist oft schwierig bis 
unmöglich.
Auch ist es schwierig auf eine SMD "Laborkarte" den Platzvorteil den SMD 
Bauteile bieten wirklich zu nutzen, auch die guten HF Eigenschaften zu 
nutzen ist auf einer SMD "Laborkarte" nicht so einfach.
Wenn dann auch noch die "ganz kleinen SMD Baurößen" mit sehr vielen 
Anschlüssen dazu kommen steht man schnell auf dem Schlauch.

Gibt es eine Seite, ein Buch, oder kann jemand aus eigener Erfahrung 
beschreiben wie man "funktionierende" SMD Schaltungen auf SMD 
Laborkarten aufbaut welche die Vorteile der SMD Bauteile auch wirklich 
ausnutzen (vor allem den Platzvorteil) und auch im privaten (Hobby) 
Bereich produktiv eingesetzt werden können?

Mann kann zwar als geübter THT Nutzer sehr kompakte bauen (dann aber 
nicht unbedingt Wartungsfreundlich) aber Fakt ist das nicht erst seit 
gesten viele Bauelemente gar nicht mehr in THT Form zu bekommen sind.

Paul P.

(Frohe Feiertage)

von MaWin (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Paul P. schrieb:
> Aber wie geht man als Hobbyist bei SMD Prototypen vor zu den man (noch)
> kein Layout erstellt hat und/oder aus Kosten und Zeitgründen keine
> Platine anfertigen (lassen) möchte.

Die Bauteile auf Adapterplatinen löten die dann im 
Experimentiersteckbrett oder Lochrasterplatine landen, falls man die 
Bauteile nicht, wie 0805 SMD und STO23, direkt auf Lochraster löten 
kann.

von someone (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Da hast du leider keine Chance. Man kann mit Fädeldraht einiges 
hinkriegen, das ist aber extrem fummelig. Zügig arbeiten kann man damit 
leider auch nicht. Die Lösung ist hier aber relativ einfach: Du musst 
dir deine Platinen ätzen. Das ist bei reiner SMD-Bestückung schnell 
gemacht (Bohren nervt!) und schon nach kurzer Einarbeitungszeit mit 
guter Qualität durchführbar. Allerdings verlangt das von dir als 
Layouter einiges ab: Einseitige SMD-Layouts sind sehr anspruchsvoll. 
Empfehlenswert ist hier der Gebrauch von 0-Ohm-Widerständen in der Größe 
1206 als Brücke über Leiterbahnen. Wenn du mehr Zeit hast und nicht 
sofort Ergebnisse willst, kannst du Platinen natürlich auch 
kostengünstig bestellen. Das dauert dann allerdings.

von Gerd E. (robberknight)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bei ganz einfachen Sachen direkt auf Lochraster und mit 
Breakout-Adaptern arbeiten.

Wenn es komplexer wird, dann in Modulen denken und arbeiten: also die 
Schaltung in verschiedene Funktionsblöcke aufteilen.

Diese Module verwendest Du im Idealfall für verschiedene Schaltungen und 
hast sie am besten schon als professionell gefertigte Platine vorliegen 
wenn sie sich früher schon mal als tauglich bewiesen haben. Häufig kann 
man sowas auch schon fertig kaufen, z.B. als Demoboard für µCs vom 
Hersteller. Oder z.B. sowas hier:
https://www.aliexpress.com/item//32473214083.html

Wenn Du ein neues Modul entwickelst, dann überlege Dir die nötigen 
Verbindungen zur restlichen Schaltung. Die führst Du dann als 
Steckerleisten aus und kannst das dann mit Drähten zum Rest verbinden. 
Oder eine große Lochrasterplatine untendrunter, in die die verschiedenen 
Module mit Buchsenleisten reingesteckt werden.

Auf dem Modul selbst so eng und 3-dimensional wie möglich oder praktisch 
verdrahten. Also z.B. mit Kupferlackdraht oben über die Bauteile rüber 
und unten auf der Unterseite drunter etc.

Weil das Modul nur noch ne begrenzte Komplexität hat, kann man das 
Layout meist schnell auf Papier mit Bleistift hinmalen.

Wenn ein Ansatz für ein Modul sich als nicht ausreichend erwiesen hat, 
kann man das ganze Modul gegen ein anderes Modul austauschen. So kann 
man schnell verschiedene Varianten durchtesten, bis man die optimale 
Variante gefunden hat. Die alten Module aufheben und nicht versuchen 
umzubasteln, so kann man auch schnell wieder einen Schritt zurück machen 
falls eine Entwicklungsidee sich als Sackgasse erwiesen hat.

Wichtig ist immer auf saubere Steckverbinder zu achten. Mit 
Wackelkontakten, wie sie bei Breadboards schnell entstehen, vergeudet 
man sonst viel Zeit.

: Bearbeitet durch User
von Paul P. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

Danke für die Tipps.

Leider kommt letztendlich dabei heraus das die SMD Bauteile via Adapter 
oder direkt als fertige Module genutzt werden - schön um das Problem zu 
umgehen wenn es das Bauteil nur in SMD Ausführung gibt, aber leider 
nicht ein vollwertige Ersatz im SMD Bereich was mit THT "Laborkarten" 
(z.B. Lochraster) in der "THT Welt" möglich ist wenn man einige 
Erfahrung hat und unkonventionelle Wege geht.
Die eindeutigen Vorteile die SMD bietet sind so leider nicht zu nutzen - 
letztendlich dann doch "nur" erweiterte THT Möglichkeiten, oder sogar 
direkt alles aus vorgefertigten Modulen zusammensetzen und viele 
wichtige "Kleinigkeiten" und Erkenntnisse abgenommen bekommen.

"someone" hat wohl voll ins "Schwarze" getroffen - richtig SMD geht gut 
nur mit "echten" Platinen :-(

Paul P.

von SMD-Bastler (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielleicht googelt Du einfach mal nach "smd auf Lochraster" und schau 
Dir die Bilder an. Da gibt so viel Inspiration für kreative Bastler ...

von Olaf (Gast)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
> "someone" hat wohl voll ins "Schwarze" getroffen - richtig SMD geht gut
> nur mit "echten" Platinen :-(

Quatsch:

http://www.criseis.ruhr.de/bilder/regler.jpg

Und das ist nur ein beispiel mit eher grober Packungsdichte was sowieso 
gerade bei mir auf dem Server rumlag. Bei Sachen mit hoeherer Frequenz 
(>50Mhz) kleb ich auf die Unterseite noch Kupferfolie und hol mir da die 
Masse drueber her. Damit hab ich schon problemlos Sachen bis 500Mhz 
aufgebaut.
Da muss man einfach etwas kreativ mit Messer und Faedeldraht sein. :)

Olaf

von Christoph B. (birki2k)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
0805 passt gut auf Lochraster, ansonsten bieten sich Adapter für 
schnelle Testaufbauten an. Wurde hier ja schon beides erwähnt. Mit 
Fädeldraht kann man sicher auch arbeiten, bei komplexeren Schaltungen 
wird das aber aufwändig und Fehlersuche macht da auch nicht so viel 
Spaß. Da Platinen inzwischen nicht mehr so viel kosten, kann man sich da 
schon mal eher eine Platine fertigen lassen. Besonders durch die geringe 
benötigte Fläche wird es noch mal günstiger gegenüber Urzeiten der 
THT-Hobbybastlerei.

Bezüglich HF-Eigenschaften; wenn du weißt, worauf du bei THT achten 
musst, besteht hier kein Unterschied zu SMD, mit letzterem hast du eher 
Vorteile, da die Schaltung kompakter gegenüber der Wellenlänge wird. 
Hier müsste man aber noch mal abklären, was für dich HF ist, einige MHz 
bekommt man mit Lochraster sicher noch hin, aber spätestens im 
Gigaherzbereich würde ich Lochraster als ungeeignet ansehen.

Hier übrigens mal ein Beispiel von sehr leidenschaftlich erstellten 
Prototypen samt Video;
https://hackaday.com/2016/10/10/ne555s-smd-prototyping-is-a-work-of-art/

Ab wann einem hier ein CAD erstelltes Layout weniger Nerven kostet muss 
man aber selber entscheiden. Besonders, wenn man am Ende möglicherweise 
eh ein Layout benötigt.

von R. R. (elec-lisper)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Christoph B. schrieb:
> Mit Fädeldraht kann man sicher auch arbeiten, bei komplexeren Schaltungen
> wird das aber aufwändig und Fehlersuche macht da auch nicht so viel
> Spaß.

Ich hab mal versucht an einen FT232 dünne Litzen dran zu löten.
Aber dafür scheine ich absolut kein Talent zu haben.
Da arbeite ich lieben an meinem Platinenherstellungs-Prozess,
dass ich so kleine Abstände evtl. gerade noch hin bekomme mit
meinen primitiven Mitteln.

von Olaf (Gast)


Angehängte Dateien:

Bewertung
-1 lesenswert
nicht lesenswert
> Ich hab mal versucht an einen FT232 dünne Litzen dran zu löten.
> Aber dafür scheine ich absolut kein Talent zu haben.

Das muss man einfach machen und dabei lernen. Es ist auch noch keiner 
als Fahrradfahrer oder Schwimmer auf die Welt gekommen. Meine ersten 
Schaltungen sahen auch anders aus. :)

> Da arbeite ich lieben an meinem Platinenherstellungs-Prozess,
> dass ich so kleine Abstände evtl. gerade noch hin bekomme mit
> meinen primitiven Mitteln.

Ein FT232? Ich bitte dich.

Wirf ein Blick auf das Bild. Der Controller ist ein QFN64 mit 0.5mm 
Pinabstand. Einfach nur ausgedruckt, belichtet, entwickelt und geaetzt. 
Keine Stunde Arbeit. Man muss es einfach nur wollen, und das gilt 
genauso fuers loeten. Das groesste Problem ist immer dieses 'ich kann ja 
nicht' im Kopf der Menschen.

Olaf

von Bernd K. (prof7bit)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Christoph B. schrieb:
> Hier übrigens mal ein Beispiel von sehr leidenschaftlich erstellten
> Prototypen samt Video;
> https://hackaday.com/2016/10/10/ne555s-smd-prototyping-is-a-work-of-art/

Das ist eindrucksvoll, aber ob das noch unter die Kategorie Prototyp (im 
üblichen Sinne) fällt? Da hätte selbst ich alter Geizhalz mir 
wahrscheinlich lieber eine Platine entworfen und irgendwo fertigen 
lassen.

Ich glaube das fällt eher in die Kategorie 
"Eiffelturm-mit-80000-Streichhölzern-bauen" aus Spaß an der handwerklich 
herausfordernden Arbeit. Mehr eine extremsportliche Herausforderung zur 
Entspannung und aus Liebe zur fitzeligen Detailarbeit und weniger ein 
"ich-will-das-heute-noch-funktionieren-sehen-also-frickel-ich-das-notdür 
ftig-auf-Lochraster-zusammen".

von R. R. (elec-lisper)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Olaf schrieb:
> Ein FT232? Ich bitte dich.
>
> Wirf ein Blick auf das Bild. Der Controller ist ein QFN64 mit 0.5mm
> Pinabstand. Einfach nur ausgedruckt, belichtet, entwickelt und geaetzt.
> Keine Stunde Arbeit. Man muss es einfach nur wollen, und das gilt
> genauso fuers loeten.

Ja, es war mir einfach zu blöde an den Pins einzeln rumzulöten
mit Drähten. Da hab ich mir erstmal alles rudimentäre zum Ätzen
angeschafft (Fe3Cl, NaOH und ne UV Lampe). Derzeit Kämpf wiedermal
mit dem neuen Tintenstrahler. Beim OfficeJet verlaufen die SSOP-28
Pads ineinander, was vorher beim Canon kein Problem war.
Da muss man halt bissl fummeln, und bspw. im KiCad die Pads mal
kleiner machen, damit die Tinte mehr Platz zum verlaufen hat.
(Die Einstellungsmöglichkeiten bei dem Druckertreiber sind echt
dürftig...)
Ist auf jeden Fall angenehmer als mit Drähten rumzufummeln.

Und wenn man das alles mal raus hat, notiert hat, dann kann man auch
nach 3-4 Wochen noch relativ schnell ne Platine produzieren.
Der Aufwand ist im Vergleich zu dem was in den Schaltplan und das Layout
mit der CAD-Software seiner Wahl rein steckt echt vernachlässigbar.

von Christoph B. (birki2k)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Robin R. schrieb:
> Ich hab mal versucht an einen FT232 dünne Litzen dran zu löten.
> Aber dafür scheine ich absolut kein Talent zu haben.

Der Trick ist, alles so arretiert zu haben, dass nichts wackelt bzw man 
nur noch Lötzinn hingeben muss. Also Draht nicht festhalten, sondern 
bereits an der Gegenseite verlötet haben oder verkleben. Bei 
Zweireihigen Bauteilen bietet es sich an, immer zwei gegenüberliegende 
Pins auf einmal zu machen; Draht auf Höhe einer Pinreihe komplett über 
das Bauteil spannen, festlöten, Mittelstück mir Skalpell entfernen. So 
schafft man auch 0,2mm Pads mit 0,2mm Zwischenraum.

Das ist sicher nichts was man unbedingt machen will, aber wenn mal der 
passende Adapter fehlt oder man den Footprint verhauen hat.. ;-)

von ado (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Es gibt noch Lochrasterplatienen mit 1,27mm Lochastand.

Z.B.
Ebay-Artikel Nr. 282077528788

von Olaf (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Es gibt noch Lochrasterplatienen mit 1,27mm Lochastand.

Ja, die gibt es. Die sind aber sehr teuer. Ich schneide lieber mit einem 
Messer ein Pad in zwei Teile. Geht bei FR2 total easy. Man ist ja 
sparsam. :)

> Der Trick ist, alles so arretiert zu haben, dass nichts
> wackelt bzw man nur noch Lötzinn hingeben muss.

Meine Meinung ist eher das man es einfach machen muss. Der Trick ist 
eignetlich das man seine Haende genau genug positionieren muss und das 
lernt man.

> > https://hackaday.com/2016/10/10/ne555s-smd-prototy...
> Das ist eindrucksvoll, aber ob das noch unter die Kategorie Prototyp (im

Das sieht doch sehr nach 'Elmchan' aus? Ich schaetze den und was er baut 
eigentlich sehr, aber genau die Ordnung die auf den Bildern zu sehen ist 
finde ich nicht eindrucksvoll. Dadurch das die Leiterbahnen so toll 
nebeneinander her laufen hat man mehr Arbeit beim erstellen, mehr 
Verbrauch von Draht, mehr Aufwand wenn man zwischdrin mal was aendern 
muss. Und als Bonus ist die Schaltung dann schlechter weil das 
Uebersprechen zwischen den Leitern groesser wird. Nur das Gluecksgefuehl 
im Kopf beim betrachten ist groesser, aber das ist ein Fehler im 
menschlichen Gehirn den man ignorieren sollte. :-)

Olaf

von Christoph B. (birki2k)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Olaf schrieb:
> Meine Meinung ist eher das man es einfach machen muss. Der Trick ist
> eignetlich das man seine Haende genau genug positionieren muss und das
> lernt man.

Wenn du das mit 0,2mm Abstand zum nächsten Pad sicher schaffst, ohne 
dabei an das nächste Pad zu kommen und eine Brücke zu bauen oder das 
kurz zuvor verlötete Pad wieder zu lösen, gut. Wenn die Lötstelle danach 
noch hält und sauber aussieht, Respekt ;-)

Olaf schrieb:

> Dadurch das die Leiterbahnen so toll
> nebeneinander her laufen hat man mehr Arbeit beim erstellen, mehr
> Verbrauch von Draht, mehr Aufwand wenn man zwischdrin mal was aendern
> muss.

Das mit dem Verbrauch von Draht kaufe ich dir nicht ganz ab ;-) Durch 
die Winkel kommen vll 10% mehr Draht dazu, insgesamt sind die Leitungen 
aber direkt auf der Platine geführt und kurz gehalten. Im Gegensatz zu 
dem Beispiel das du vorher gebracht hast, würde ich den Drahtverbrauch 
hier als geringer einschätzen, da hier keine Leitungen von der Platine 
weg in hohem Bogen durch die Luft gehen. Ein bisschen mehr Draht kann 
man übrigens sparen, wenn man die Komponenten dichter zusammen packt.

Von dem Zeitauwand einer Fehlersuche mal abgesehen. Bei einem 
ordentlichen "Fädellayout" sind beide Enden der Leitung noch relativ 
einfach gefunden und die Gesamtfunktion ist auch halbwegs ersichtlich. 
Das wäre zumindest mir einen gewissen Aufpreis durch den Drahtverbrauch 
wert.

> Und als Bonus ist die Schaltung dann schlechter weil das
> Uebersprechen zwischen den Leitern groesser wird.

Das Übersprechen dürfte sich bei der Lochrasterplatine aus dem von mir 
verlinkten Beispiel noch immer um Welten unterhalb des von einem TopoR 
Layouts bewegen. Wenn man jetzt aber tatsächlich anfangen will 
elektrische Eigenschaften heranzuziehen, kann man auch 
Laufzeitunterschieden anführen. Längenanpassung halte ich in dem 
ordentlich gemachtem "Layout" für deutlich einfacher zu erzielen. Aber 
ob es sich lohnt, sich auf einer Lochrasterplatine ohne 
Impedanzanpassung um solche Geschichten Gedanken zu machen, steht auf 
einem anderen Blatt ;-)

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.