[tibaum]

Hallo Joachim,
bei QFN braucht ein Bestücker nun wirklich nicht Röntgen. Ein Bestücker der das nicht fehlerfrei hin bekommt taugt nichts.
Selbst im Prototypenbau im mit dem Pizzaofen klappt das ohne Probleme wenn man die Paste mit einer Schablone aufgetragen hat.
Bei einem BGA mit hunderten von Pins das nicht funktioniert, da kann man mal über Röntgen nachdenken.
Gruß
Timo

[joachimkr]

Hallo Timo,

Im Prinzip gebe ich Dir recht. Wenn seine Ausschussquote hoch ist, hat er ein Problem. Aber in meinem Fall hätte ich persönlich am liebsten bei dem Chip mit der CPU eine Kontrolle gemacht. Es kann ja in jedem Schritt etwas schief laufen. Erst recht, wenn Raster sehr eng sind.
Ich habe beim Lötstopplack noch die größten Abweichungen festgestellt. Das kann systematisch sein, weil das Ding unter sich 24 sehr kleine Pads hat. Wenn dann der Lötstop nicht funktioniert, gute Nacht.

Ich bin noch immer beim bestücken des ersten Musters.
Da ich noch keine Dioden habe, wird das noch ein bisschen dauern. Aber noch bin ich nicht in der Wartephase.

Viele Grüße,
Joachim

[Hardi]

Hallo Dave,

Zitat

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...neues spielzeug mir gekauft ,
wenn mann so miniatur mäßig baut wie ich , sind manchmal lötkolben und lupe einfach nicht das richtige
https://de.aliexpress.com/item/100500178...earchweb201603_

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Ich habe Deinen Beitrag einfach mal in diesen Thread kopiert, weil Joachim sich auch mit solchen elektronischen Staubkörnern befasst.
Vielleicht kannst Du ihm berichten wie sich das Teil bewährt.

Hardi

[joachimkr]

Hallo Hardi,

Komisch, ich hatte hier geantwortet- weg.

Ziemlich genau so ein Gerät habe ich. Leider ist die Hitze von oben aus der Lampe (Halogen, viel Infrarot) zu stark. Die schwarzen Chips werden überhitzt, wenn sie nicht maskiert werden. Das kriegt man nicht hin, wenn die Chips klein sind.
Ich nutze das aber als Unterhitze zum vorwärmen. Im Profil die ersten 2 Phasen. Dann kommt langsame Heißluft dazu, bis die Paste nicht mehr siedet, dann runter von der Vorwärmung.

Danke,
Grüße, Joachim

[joachimkr]

Hallo zusammen,

die Woche ist rum, die Platine füllt sich, sieht erstaunlich gut aus, wenn man berücksichtigt, dass das echte Handarbeit ist . Einige Plätze, leere Lötpads müssen warten, weil im Lieferschein Material auftaucht, aber im Paket nicht drin. Andere Bauelemente mussten aus mechanischen Gründen neu, anders bestellt werden.
Das muss ich nun abwarten, dann geht's weiter. (Da durfte ich heute mal an einem privaten Projekt, einer BMW K1 für mich aktiv sein: Probefahrt )

Viele Grüße,
Joachim

[joachimkr]

Hallo zusammen,

Da ich Teile bestellen musste, habe ich beim Vollsortimenter Mouser bestellt. Nach über einer Woche (!) haben die heute verkündet, sie hätten alles und würden es jetzt in den Versand geben. RS Components hat tatsächlich binnen 48 Std aus Frankreich geliefert, per Brief.
Also kann ich mich noch ein paar Tage anderen Dingen widmen...

Viele Grüße
Joachim

[joachimkr]

Von Mouser ist noch immer nichts gekommen!
Projekt steht im Stillstand.

[joachimkr]

Hallo zusammen,

Jetzt ist erstmal alles da. Unter anderem ein Messingröhrchen, mit Innendurchmesser, der keine 0402 Bausteine einsaugen kann.
Also werde ich versuchen, die Vakuumpinzette so umzubauen, dass ich die nutzen kann. Bisher ging das letztlich damit am besten, bis die kleinen Bauteile dran waren.

Die ganze letzte Woche habe ich mich um anderes kümmern müssen bzw. können.

Die normalen Dioden für 'übliche' Verwendung sind schon wieder in einem herausforderndem Gehäuse. Der Footprint passt nicht, ich werde improvisieren.

[joachimkr]

Hallo zusammen,

Ich war hier sehr ruhig. Grund war neben den Fehlteilen, dass ich mich um meinen Broterwerb kümmern musste. Das hat mich fast alle Energie gekostet.
Da Märklin nicht im Boot ist, muss ich die Kombination und Gleis und Antenne nochmal anders angehen.
Das heißt, ich werde die Antenne ändern, dann passend abstimmen. Varianten ausprobieren, jeweils abstimmen.

Ein wissenschaftlicher Artikel fiel mir in die Hände, der sich mit Beamforming bei NFC Antennen beschäftigt.
Die Problematik war eine andere, aber die Lösung überraschend.
Da steckt vielleicht Potential - würde aber definitiv mit einer Patent würdigen Konstruktion enden, wenn dort signifikant was zu holen ist.
Der grobe Trick ist, dass 3 Schwingkreise in Resonanz arbeiten, einer davon mit Kommandos - Verkehr.

Parallel ist die weitere sukzessive Inbetriebnahme der Probe-Leiterplatte nun wieder dran.

Viele Grüße,
Joachim

[joachimkr]

Hallo zusammen,

Die Spulenkonstruktion ist alles andere als Trivial. Die Beam-Forming-Antenne aus dem vorher genannten Artikel hat eine Schwachstelle, bei bewegtem RFID gibt es bei symmetrischer Anordnung energiefreie Positionen - ein NoGo, der Reader hätte u.U. blinde Flecken. Der Autor hat das offenbar nicht gemerkt, ihn interessierte nur die Distanz.
Daraufhin bin ich sehr viel tiefer in die Arbeitsweise des Leser-Chips eingetaucht und bekam verblüffende Details zu Gesicht.
Außerdem in einem anderen Artikel detaillierte Messmethoden von NXP, die ja Reader und Transponder für meine Technik liefern. Interessant, dass diese nicht im Datenblatt auftauchen.
Das gute: ich kann alles noch besser machen. Das schlechte: es dauert nochmal länger. Da der Hersteller des Gleises nicht im Boot ist, brauche und kriege ich volle Kontrolle.
Wie sagt man: Das Bessere ist des Guten Feind.

Viele Grüße
Joachim

[joachimkr]

Hallo zusammen,

heute kam ich unter Strom. Bei Recherchen zu der Anbringung der RFIDs kam ich bei Mouser (und später DigiKey) vorbei, um die exakte Type und ihre Äquivalente zu inspizieren. Nachdem das Datenblatt im Status 'Preliminary' war, stand neben der Teilenummer bei Mouser nun ein unscheinbares NFND .
Der Brief von Murata, Mitte Februar dazu: die 8-mm Typen werden ausgemustert, nicht für neue Designs empfohlen .
Natürlich habe ich Alternativen gefunden, aber sowas ist ungewöhnlich!
Da die Antennenkonstruktion gerade aktiv ist, empfinde ich das jetzt zwar als ärgerlich, aber auf diese Weise wird die Arbeit nochmal aufgestockt.
Blöde! Offenbar war der Markterfolg geringer, als die guten technischen Daten erwarten ließen. Da haben sie den Chip wieder aus dem Markt genommen.
Jetzt habe ich erstmal einen kleinen Sack mit Alternativen bestellt. Immerhin: Vor Start des Beta-Testprogramms.
Ich erwarte, dass ich das hinkriege und das besser, als vorher. Man muss ja Ziele haben, hat ja sonst nix zu tun...

Viele Grüße,
Joachim

[joachimkr]

Hallo zusammen,

Die RFID Tags für die großen Spuren werden andere sein, als für H0. Welche, das werden die Versuche ergeben, aber zur Optimierung, Flexibilität werden dort größere eingesetzt.

Die kleinen QFN Gehäuse sind für eine manuelle Fertigung sehr problematisch.
Heute habe ich auf meiner Versuchsplatine einen Pin gefunden, der schlicht nicht kontaktiert/gelötet war. Die Baugruppe zur Stromversorgung bekam dann schlicht keine Eingangsenergie.
Diesen Fehler zu finden, kostete letztlich einen Tag. Da dann noch immer keine richtige Ausgangsspannung kam, war ich 'bedient', bin dann nach Hause gefahren.
Ich beiße mich durch. Nur für ein einziges Testmuster die ganzen Rüstkosten in Kauf zu nehmen, kommt nicht in Frage. Abgesehen von der notwendigen Logistik und dann fehlenden Improvisationsmöglichkeiten, die ich schon brauchte.

Viele Grüße
Joachim

[volkerS]

Hallo Joachim,
ich lese mit interesse, wenn auch meist ohne Komentar, deine Beiträge. Da ich auch in der Entwicklung tätig bin vielleicht von mir einige Ideen.
Kritische Gehäuse (QFN), wenn möglich bei Prototypenbau auf Adapterplatinen auslagern und mit den dann besser händelbaren Dil-Versionen arbeiten.
Ein Kollege hat ein QFN8 (2x2mm) kopfüber fixiert und mit Cul verdrahtet. Es gibt in Fernost Anbieter die neben der LP-Fertigung auch gleich Bestückung zu unschlagbaren Preisen anbieten. Es muss ja nicht alles sein, z.B. nur kritische ICs. Es gibt auch hierzulande Anbieter die, wenn auch erheblich teurer, Miniserien (10 Stück) vollständig bestücken. Akzeptieren sogar Zulieferung von ICs. Leiterplatten bestelle ich nie mit irgend welchen Lotpasten, da ist nie eine glatte Oberfläche zur Platzierung gegeben. HAL-verzinnt oder chem. Gold (kostet heute kaum mehr) und eine Siebdruckmaske für die Lotpaste, da hast du mehr Erfolg. Leiterplatte in Baugruppen aufteilen mit Steckverbindern, dann kannst du in einzelne Gruppen trennen, steckbar oder kabelgebunden untereinander verbunden, aufbauen.
Volker

[joachimkr]

Hallo Volker,

Danke für die Tipps!

Der fragliche Baustein gestern und der Prozessor benötigen ihr Ground-Plane, bzw. niedrig-induktive Leitungen, beide sind in dem Punkt sehr genau im Datenblatt beschrieben. Daher hatte ich mich gegen Hilfsplatinen entschieden. Bei 8 Pins ringsum mit CuL ist das schon heftig, ich habe auf fast gleicher Fläche aber 24. Davon 6 in mittlerer Fläche, 2. Reihe. Das hätte ich nicht hingekriegt.
Dass die Baugruppen untereinander mit Leitungen verdrahtbar sind, habe ich gemacht.
Ich hätte noch die Möglichkeit, eine Reise zu machen, um mit Röntgen die Lötergebnisse zu hinterfragen. Diese Möglichkeit habe ich noch nicht genutzt, mache ich aber vielleicht noch.

Meine Musterplatine hat alles 2-fach drauf, eine 100um Schablone für die Lötpaste hat passabel funktioniert. Lötstopmaske ist drauf. Die habe ich mit Mikroskop angeschaut, vor Lötpastenauftrag und danach. Das sah zunächst gut aus.

Die Plazierung mit Pinzette empfand ich als unkontrolliert. Da lag wahrscheinlich das Problem. Nach Plazierung musste ich noch schieben. Dann wird das wohl zur Glückssache. Mit Vakuumpinzette hat man auch kaum Kontrolle über den Druck, den man ausübt, die Paste quetscht.
Wenn ich nochmals eine Platine bestücken muss, baue ich mir vielleicht eine Mechanik zur Hilfe bei der Plazierung, damit ich die kleinsten mit Vakuum halten, vor Ort bringen, drehen und absetzen kann, ohne die Paste zu schieben oder zu quetschen.

4 Platinen habe ich noch...

Viele Grüße
Joachim

[joachimkr]

Hallo liebe Mitleser,

es ist jetzt eine Weile ruhig hier gewesen. Ursache war unter anderem eine langwierige Fehlersuche in den Musterplatinen, auch oft unterbrochen durch diverse andere Baustellen/Projekte - das ist jetzt endlich geknackt. Die Spannungsversorgung für die Rückmeldekanäle benötigt diverse Spannungen für verschiedene Subsysteme: +5V und +3.3V mit kurzfristig höheren Strömen, sowie separaten +5V und -5V für analoge Schaltungen mit OpAmps. Eingangsspannungsbereich ist 12V bis 24V (Digital-Wechselspannung des Gleises).
Diese stark schwankenden Bedingungen werden durch einen sehr schnell arbeitenden Schaltregler geliefert und der wollte lange nicht - wegen eines Fehlers im physischen Aufbau, den ich erst heute gefunden habe. Die Schaltung selbst war offenbar korrekt. Diese Schaltung ließ sich auch nicht mit PSpice vorab simulieren, sonst wäre es leichter gewesen.
Jetzt, wo die Primärversorgung arbeitet, kann ich die ganze Gruppe final in allen Aspekten durchtesten, nachdimensionieren wo nötig und dann in die nächste Baugruppe wechseln.
Ich kann Euch sagen, das hat Nerven gekostet!

Viele Grüße,
Joachim

[joachimkr]

Kleiner Nachtrag: Alle Betriebsspannungen der Baugruppe sind nun intakt, haben richtige Polarität und Betrag.
Offenbar habe ich während der Nachrüstung von Bauelementen den Schaltregler überhitzt, der war dann defekt.
Einen Zyklus auslöten und wieder einlöten habe ich offenbar hinbekommen. 2x3mm und 10Pins, plus Massefläche mittig, das war nicht klar, ob das gelingt.

[joachimkr]

Hallo zusammen,

Die Musterplatine mit größeren Bauteilen bewährt sich. Einen Spannungsteiler in einem analogen Abschnitt musste und konnte ich ohne Schaden der Leiterplatte 8 mal umdimensionieren, bis ich zufrieden war. Realität ist eben immer noch anders, als ein Simulator glaubt. Offenbar hat der dran liegende Chip eine nicht lineare Kennlinie, die das Simulations-Modell nicht kannte.
Wenn die Platine enger bestückt worden wäre und Widerstände sowie Kondensatoren kleinerer Normgröße gewesen wären, hätte das sicher nicht geklappt.

Bis demnächst auf dieser Welle
Grüße,
Joachim

[joachimkr]

Hallo zusammen,

Das Raspberry Computing Module 4 ist nun komplett bei mir.
Basisplatine (extrem umfangreiche I/O Möglichkeiten), das CM4 selbst und eine darauf abgestimmte Antenne. Alles gemeinsam CE und FCC zertifiziert.



Nur relevantes ist im Bild: SDHC, RJ45 LAN, Strom.
Unten ist die Antenne für Bluetooth/WLAN. Letzteres wird abgeschaltet.

Viele Grüße,
Joachim

[joachimkr]

Hallo zusammen,

beim Debugging der Prozessorbaugruppe hat sich ein Fehler in der Schaltung herausgestellt. Das Flash ROM wird von der Versorgungsspannung der CPU mitversorgt. Das ist aber falsch, ich hätte von der Eingangsspannung abgreifen müssen, also 3.3V statt 1.2V. Diese 1.2V erzeugt sich die CPU selbst, über eine extern angeschlossene Induktivität. Man darf die extern belasten, aber mein Flash ROM braucht 3.3V. Mein Fehler, ich hätte nur tiefer in den Unterlagen graben müssen.
So wird das nix, jetzt muss ich mir was einfallen lassen, ob ich das Flash ROM irgendwie doch an 3.3V anschließen kann. Also Umbau der Platine in irgendeiner geeigneten Form.
Ich habe die Stromversorgung sowieso bereits umgebaut. Die 3.3V waren nicht stabil genug, um 3 Baugruppen daraus zu versorgen. Dieser Schaltungsteil konnte nicht simuliert werden und ich bin prompt auf enthusiastische Datenblatt-Angaben von Z-Dioden reingefallen. Jetzt habe ich die 5V Versorgung gestrichen, die nur für den RFID Lesechip an seiner HF Treiberstufe gefragt waren. Das muss jetzt mit 3.3V auskommen, dieser Betrieb ist durch das Datenblatt gedeckt und war auch in meinen Musteraufbauten verwendet. Der StepDown Regler von TI macht einen Top Job. Jetzt eben 3.3V statt 5V. Alle Komponenten sind kalt, auch bei (übertriebenen) 100mA Stromentnahme. Das Digitalsignal einer Märklin Mobile Station dient derzeit als Energiequelle. Damit ist auch geklärt, dass der Brückengleichrichter schnell genug ist. Der hatte keine rechte Spezifikation für sein Schaltverhalten.

Viele Grüße,
Joachim

[joachimkr]

Hallo zusammen,

Heute war nicht wirklich mein Tag. Jedenfalls habe ich zweimal nacheinander einen Chip aus und wieder eingelötet, zweimal einen Kurzschluss produziert. Dann bemerkte ich die Systematik - ich hatte die Lage mit der von einem Nachbarn verwechselt und die war auf dem Kopf!
Dann beim dritten Versuch richtig herum eingelötet, lief der Kram wieder, kein Kurzschluss mehr. ops:
Irgendwie war das Tagesziel nun um 1 Tag nach hinten verschoben. Hätte ich aufgegeben, wären es 4 gewesen. Manchmal macht man komische Sachen, aus trivialem Grund.

Immerhin habe ich jetzt Übung mit QFN Gehäusen.
Man muss einfach hartnäckig dran bleiben, die Flinte nicht ins Korn werfen.

Viele Grüße,
Joachim

[DG-300]

Bleib hartnäckig und tapfer

[joachimkr]

Hallo Zusammen,

Die CPU gibt Lebenszeichen. Sie versucht, aus dem Flash ROM zu booten. Das Ding ist leer, daher startet der Bootvorgang immer wieder. Ich habe noch nicht den ganzen Überblick um die CPU herum. Nicht alle Signale haben Form und Pegel, wie erwartet. Aber irgendwas ist dort aus dem Stadium raus, dass nur Strom gebraucht wird.

Viele Grüße,
Joachim

[joachimkr]

Hallo zusammen,

Die nächste Baustelle ist die CPU und ihre Umgebung. Das Entwicklungs-Board des CPU Herstellers hat eine Software und Hardware Umgebung, um Programme in das Flash ROM zu laden und auch, um sie zu debuggen. Diese Umgebung hat bisher mit Entwicklungs-Boards des Herstellers dazu gedient, die Software zu entwickeln und zu testen.
Jetzt soll ja das gleiche Programm auf meine eigene Platine. Also ist der Ansatz, dass eine mit PCI-e Stecker (vom Entwicklungsboard) und Kabeln sowie einem von mir hinein-gestalteten Steckverbinder, mit federnden Kontakten (zu meiner Platine) diese Verbindung herstellt. Jetzt hatte ich eine PCI-e Karte geschlachtet, um an einen Stecker zu kommen, aber das führte nicht zum Ziel, da diese Leiterplatte bereits miteinander verbundene Pins hatte. Aber in der Bucht wurde ich fündig, ein Hersteller bietet dort Extender an, die tatsächlich 1:1 , Ader für Ader, also Pin für Pin verbinden. Das ist zwar für den deklarierten Zweck (echte PCI-e Karten mit Stromverbrauch) schlecht, aber für mich gut. Davon habe ich mir jetzt erstmal 2 bestellt. Dieser Extender ist einer voller Breite, ich brauche nur Teile - aber ich habe ja eine Trennscheibe
Über diese Leitungen kann ich die beiden Platinen koppeln und das sogenannte JTAG Interface nutzen, was zur Programmierung und zum Debuggen genutzt wird. JTAG ist genormt, aber nur im Protokoll.
Dieses Verbindungsstück wird zum Programmieren sämtlicher Exemplare des zukünftigen Identifizierungs-Melders genutzt! Vor Verbindung muss jedesmal geprüft werden, ob die Platine keinen Schaden an der JTAG Programmier-Elektronik anrichtet. Für mein erstes Exemplar ist diese Prüfung noch nicht beendet, sieht aber gut aus.
Bild: geschlachtete Karte oben, gefordertes Pinout unten:


Andere Seite:


Die bereits vorhandenen Verbindungen sind im Vergoldungsbereich, sowie in Durchkontaktierungen. Das grüne Board nutzt zwar den Stecker, aber jeder Pin ist einer völlig anderen Funktion zugeordnet.
Das ist bei diesem Produkt nicht der Fall:


Die überflüssigen Pins trenne ich ab. Die Kabel werden aufgespleißt und meinem Programmier-Adapter zugeführt.

Viele Grüße,
Joachim

[joachimkr]

Hallo zusammen,

Am Wochenende hatte ich Glück, ein hochwertiges Digital-Oszilloskop preiswert zu ergattern.
Ein Tektronix DGS2024B mit 4 Kanälen á 2 GS/sec, PC Schnittstelle und in neuwertigem Zustand - das Gerät ist ca 10 Jahre alt, aber noch immer up to date!

Der PCI-e Adapter ist gekommen und passt perfekt. Morgen rücke ich der CPU nun nah an den Leib...

Viele Grüße
Joachim

[joachimkr]

Hallo zusammen,

Manchmal braucht man ein bisschen Zeit. Heute war ich das erste mal mit dem Digital-Scope an der Schaltung und habe auch eines der Exemplare vom PCI-e Extender zugeschnitten.
Hier ein Foto der versuchten Boot-Sequenz mit zweien der Signale an der SPI Schnittstelle.
Gelb ist das Signal SCK und es macht einen Hub von 3.3V, da es etliche Pulse sind, erscheint es wie ein Balken.
das blaue ist das CS Signal am Flash-ROM. Es hat einen kleineren Hub. Das Datenblatt sagt hierzu nichts. Der High Pegel sollte aber durch das SPI ROM auch erkannt werden.
Die Überschwinger sind 'normal', da die CPU offenbar sehr flotte Digitalausgänge hat. Die Leiterbahnen sind etwas lang, daher gibt es die Nadeln. Die Premiere ist, dass ich das allererste Taktsignal auch aufgezeichnet im Scope sehe. Mit dem bisherigen Scope war diese Initialsequenz nicht zu sehen.
Eine wichtige Neuheit war, dass ich durch die CPU volle 3.3V Taktsignale sah. Das ist wie zuvor gesagt, mit meinem alten Scope nicht zu sehen gewesen. Somit ist es auch ein Nachweis der Funktionsfähigkeit der CPU in meinem Board! Ob jetzt alle Pins korrekt verbunden sind, war ja sehr fraglich. Letztlich muss ich den Nachweis mühsam per Software bringen, mit geeigneter Testsoftware. Aber ich bin heilfroh, das Geld für das Tektronix Gerät investiert zu haben!
Von den 12 frei verfügbaren I/O-Pins der CPU brauche ich nur wenige, bisher haben mich die anderen nicht interessiert. Aber Kurzschlüsse gefährden die CPU, ich sollte also initial einen Selbsttest ausführen. Den also zur Software hinzufügen.


Hier die Steckverbindung vom Programmier/Debug-Adapter mit den noch nicht verarbeiteten, gekürzten Flachband-Kabeln. Mechanisch passt es und die Verbindungen sind 1:1, geprüft. Die Kabel sind jetzt noch alle dran, die werden zum Teil entfernt, alle gekürzt. Signale der JTAG Schnittstelle werden dann über Serienwiderstände und eine weitere Kabelstrecke an meinen Programmierstecker geführt.
Foto:


Der nächste Schritt muss sorgfältig vorbereitet werden, da er den Programmieradapter potentiell gefährdet. Aus den Flachbandleitungen müssen die für ARM Prozessoren definierten JTAG Signale herausgefunden und dann mit meinem Spezialstecker verbunden werden. Dass diese Pins wirklich in die CPU ohne Kurzschlüsse hineingehen, muss bei jedem Exemplar als erstes geprüft werden.

Die Überschwinger werde ich auf der Zielhardware dann mittels Serienwiderständen beseitigen, das gilt auch für die JTAG Signale.

Viele Grüße,
Joachim