Das Board PiXtend erweitert den RasPi zu einer leistungsfähigen Steuereinheit. Neben dem Komplett-Kit bietet der Hersteller die Platine als Bausatz an, die Lötprofis viel Spaß bereitet und Einsteigern bei den ersten Schritten in der Elektronik-Welt hilft.
Das PiXtend-Board haben wir Ihnen in RPG 04/2016 bereits im Einsatz als speicherprogrammierbare Steuerung vorgestellt, einen Programmierkurs dazu lieferten wir in RPG 07-08/2017. Das PiXtend gibt es aber nicht nur als fertiges Produkt, sondern auch in Form eines Bausatzes, den wir Ihnen im Folgenden näher vorstellen.
Das PiXtend-Kit kostet 130 Euro, immerhin 55 Euro weniger als die vorbestückte Platine. Für den Zusammenbau benötigen Sie je nach Erfahrung etwa einen Tag: Es gilt, circa 300 Teile zu bestücken und zu verlöten. Als Einsteiger lernen Sie dabei genug, um danach andere Bausätze mit Leichtigkeit zu montieren. Über den handwerklichen Part hinaus erfahren Sie mit dem Bausatz viel über Elektronik. Eine Einzelplatine kostet im PiXtend-Shop 30 Euro. Das rechnet sich nur, wenn Sie gute Konditionen bei einem Versender für die Elektronik-Bauteile bekommen oder die Platine nur teilweise bestücken wollen.
Der Bausatz selbst kommt gut sortiert ins Haus (Abbildung 1). Alle Bauteile lassen sich leicht unterscheiden. SMD-Komponenten (oberflächenmontierte Bauelemente), die bei der Montage viel Erfahrung und Fingerspitzengefühl erfordern, gibt es nicht. Ebenso findet sich keine gedruckte Bauanleitung im Set, die komplette Dokumentation des Bausatzes gibt es nur in elektronischer Form im Internet [1]. Immerhin liegt die ausführlich bebilderte Anleitung nicht nur auf Englisch vor, sondern auch in deutscher Sprache.
Abbildung 1: Wer den PiXtend als Bausatz bestellt, sollte sich in etwa einen Tag für das Bestücken Zeit nehmen.
Stoßen Sie beim Aufbau auf Probleme, gibt es mehrere Anlaufstellen. Als Erstes sollten Sie immer das PiXtend-Forum [2] nutzen. Viele Antworten auf alltägliche Fragen finden sich bereits in den Archiven der sehr regen Community. Bei neuen Fragestellungen erhalten Sie schnell Antwort von den Mitgliedern. Alternativ wenden Sie sich per E-Mail an den Support des in Deutschland ansässigen Herstellers.
Bestückung
Der ausführlichen Bauanleitung [3] gibt es nicht viel hinzuzufügen, weswegen wir uns auf eine knappe Beschreibung der einzelnen Schritte und einige kleine Tipps beschränken. Neben Lötkolben, Schraubendreher, einer Zange und einem Seitenschneider benötigen Sie nur wenige zusätzliche Werkzeuge und Hilfsmittel.
Nach dem Bestücken legen Sie am besten eine Sperrholzplatte oder einen festen Pappkarton auf die Bauteile. Dieser Deckel verhindert, dass die Komponenten wieder herausfallen, wenn Sie die Platine zum Verlöten umdrehen. Hier gilt es etwas zu experimentieren, welche Bauteile sich mit diesem Verfahren gut montieren lassen und welche nicht. Immer wenn Sie viele Bauteile gleicher Höhe bestücken, lohnt ein Versuch mit der Sperrholzplatte. Klappt das nicht, verbiegen Sie die Beinchen der Bauteile nach dem Bestücken ein wenig: So fallen die Teile nicht mehr heraus.
Eine Biegelehre [4] hilft, die Beinchen von Bauteilen sauber auf das Rastermaß zu biegen, und spart dabei viel Zeit. Ohne diese Hilfe trifft man das Maß hin und wieder nicht genau und muss zeitaufwendig nachjustieren.
Sie bewältigen das Projekt problemlos auch mit einem einfachen Lötkolben. Da sich auf der Platine unterschiedlich große Pads befinden (die Entwickler der Platine nutzen bewusst unterschiedliche Größen, um Löt-Einsteigern genügend Material zum Üben zu geben), sollte sich jedoch die Spitze des Kolbens leicht austauschen lassen. Zudem sollte der Lötkolben temperaturgeregelt sein und über ausreichend Heizleistung verfügen. Eine gute Option wäre etwa die Lötstation I-CON Piko von Ersa [5].
Als Lötzinn sollten Sie eine bleifreie Variante verwenden. Das schützt nicht nur die Umwelt, sondern auch Sie selbst: Es lässt sich nicht vermeiden, dass man beim Löten mit dem Lötzinn in Kontakt kommt. Zudem schaden die beim Löten mit bleihaltigem Lötzinn aufsteigenden Dämpfe der Gesundheit.
Zurück zur Bestückung der mit einem Bestückungsdruck versehenen Platine: Welches Bauteil an welche Stelle auf der Platine muss, ersehen Sie aus dem Bestückungsplan [6]. Drucken Sie ihn so groß wie möglich aus, um die Positionen der Bauteile leichter zu finden. Zusätzlich müssen Sie noch in der Bauteilliste (Bauanleitung [7], Seite 7 bis 10) nachsehen, welche konkreten Parameter ein Bauteil aufweist. Im Bestückungsplan sehen Sie, wo der Widerstand R52 zu bestücken ist; die Bauteileliste verrät dann, dass Sie einen Widerstand mit 10 kOhm heraussuchen müssen.
Prinzipiell bestückt man Platinen immer von den flachen Bauteilen hin zu den hohen. Die Bauanleitung hält sich allerdings bei einigen Bauteilen nicht an diese Regel. Das dient dazu, Elektronik-Schülern an einem konkreten Beispiel zu zeigen, dass so die Montage schwieriger ist. Schwierig bedeutet hier aber weder falsch noch unmöglich: Daher sollten Sie die in der Bauanleitung vorgeschlagene Reihenfolge beachten.
Montage: Tipps & Tricks
Bei der Montage der IC-Sockel hilft in der Regel der Trick mit der Sperrholzplatte. Löten Sie den IC-Sockel zuerst nur an zwei über Kreuz liegenden Beinchen an, dann können Sie die Position noch einmal ein wenig korrigieren. Nach dem Ausrichten löten Sie die restlichen Beinchen an.
Bei den Leuchtdioden müssen Sie auf die korrekte Polung achten. Das lange Beinchen (die Anode) muss an den Pluspol (kleines Plus auf der Platine). Beim Verlöten mehrerer LEDs hilft wieder die Sperrholzplatte. Generell sollten Sie erst ein Beinchen anlöten, dann die LEDs ausrichten und erst jetzt das zweite Beinchen anlöten. Bei mehreren LEDs nebeneinander fällt es sonst sehr schnell auf, dass sie nicht akkurat sitzen. Zu viel Lot auf der Lötstelle lässt sich mit der Lötspitze am Beinchen nach oben ziehen. Nach dem Verlöten aller LEDs knipsen Sie die überstehenden Beinchen mit dem Seitenschneider ab. Halten Sie dabei den Finger davor, damit die abgeschnittenen Stücke nicht herumfliegen.
