Theoretisch könnten Sie sämtliche Widerstände auf der Platine in einem Rutsch bestücken, indem Sie die Beinchen ein wenig verbiegen, sodass die Bauteile klemmen bleiben. Auf der Rückseite der Platine stehen dann jedoch so viele Beinchen heraus, dass man kaum noch an die Lötstellen herankommt. Es empfiehlt sich daher, immer nur rund 20 Widerstände gleichzeitig zu bestücken (wieder mithilfe der Sperrholzplatte), diese zu verlöten und die Beinchen abzuschneiden.
Beim Ausrichten hilft derselbe Trick wie bei den LEDs: erst ein Bein anlöten, dann ausrichten, danach das zweite löten. Beim Entschlüsseln der Farbringe auf den Widerständen helfen Seiten wie der Resistor Color Code Calculator [8] oder entsprechende Apps für das Smartphone. Sitzen alle Widerstände auf der Platine, ist das PiXtend-Puzzle schon zur Hälfte komplett (Abbildung 2).
Abbildung 2: Widerstände, LEDs und die Sockel für die ICs – bis zum fertig bestückten PiXtend fehlt nicht mehr viel.
Bei den Stiftleisten für Jumper klappt der Trick mit der Sperrholzplatte nicht mehr gut. Hier gilt: Immer erst ein Beinchen anlöten und die Leiste anschließend ausrichten.
Die liegenden Dioden zählen zu eben jenen Bauteilen, die man einfacher am Anfang bestückt hätte. Biegt man die Beinchen der Dioden beim Bestücken leicht, fallen sie beim Umdrehen der Platine nicht heraus. Als Halbleiterbausteine dürfen die Dioden beim Löten nicht zu viel Hitze abbekommen – vermutlich der Grund, warum der PiXtend-Hersteller empfiehlt, sie erst jetzt (mit einigen Hundert Lötstellen Erfahrung) einzulöten. Dioden leiten den Strom nur in eine Richtung, daher müssen Sie auch hier auf die Polung achten. Der Ring markiert die Kathode. Der Platinenaufdruck zeigt durch einen Strich an, wie herum Sie die Diode einlöten müssen: Der Ring auf der Diode entspricht dem Strich auf der Platine.
Die Quarze sollten Sie so kurz wie möglich löten, da sie bei zu starker Überhitzung Schaden nehmen. Bei Kondensatoren müssen Sie zwischen Keramik- und Elektrolytkondensatoren unterscheiden. Erstere besitzen keine Polung, beim Einlöten müssen Sie also nicht auf die Richtung sehen. Bei den Elektrolytkondensatoren gilt das Gegenteil, achten Sie daher auf die Beschriftung und auf das Beinchen für den Pluspol, das immer etwas länger ist. Bauen Sie den Kondensator falsch herum ein, entsteht bei der Inbetriebnahme der Schaltung eine je nach Kapazität unterschiedlich hohe Menge an Rauch [9].
Polyfuse-Sicherungen übernehmen, wie der Name schon vermuten lässt, in der Schaltung eine Schutzfunktion. Ab einer definierten Stromstärke werden sie hochohmig und begrenzen den Stromfluss. Das verhindert Schäden an anderen Bauteilen. Die Sicherungen besitzen keine Polung, sodass es keine Rolle spielt, wie herum Sie sie einlöten.
Transistoren lassen als elektronische Schalter abhängig von Strom, der in die Basis hineinfließt, einen Strom zwischen Kollektor und Emitter fließen. Der Platinenaufdruck zeigt an, wie herum Sie die Transistoren einlöten müssen. Die Beinchen passen ohnehin nur in einer Position in die Lötpunkte. Sie löten erst ein Beinchen an, richten danach das Bauteil aus und verlöten dann die restlichen Beinchen.
Bei Transistoren handelt es sich wie bei Dioden um Halbleiter, sie vertragen Hitzestress daher nur bedingt. Die Exemplare im PiXtend-Kit sind sogenannte Feldeffekttransistoren mit einem extrem hohen Eingangswiderstand, der sie zu sehr guten Verstärkern macht. Das macht sie aber gleichzeitig anfällig für elektrostatische Spannungen. Bei der Arbeit mit diesen Bauteilen müssen Sie sich also erden. Zwar sind nicht alle Halbleiter empfindlich für elektrostatische Entladung, doch das sieht man den Komponenten nicht an. Daher gilt hier wie für alle ICs die alte Faustregel: Arbeiten Sie mit einem Bauteil mit mehr als zwei Beinchen, erden Sie sich immer.
Die großen Transistoren im Kit sind MOSFET-Leistungstransistoren, die das Schalten von bis zu 41 Ampere ermöglichen. Sie lassen sich wie die kleinen Transistoren einlöten und ausrichten, vertragen allerdings etwas mehr Hitze, da ihr TO220-Gehäuse bereits über eine Kühlfläche verfügt. Aber Vorsicht: Die Leistungstransistoren kann man falsch herum bestücken, ohne dabei mechanische Probleme zu bekommen. Der dicke Balken auf dem Platinenaufdruck markiert die Seite, an der sich die Kühlfläche des TO220-Gehäuses befindet. Vergessen Sie auch hier nicht, sich zu erden. Der IRFZ44N besitzt zwar interne Dioden, die ihn vor statischer Spannung schützen sollen, aber Vorsicht ist besser als neu bestücken.
Beim Bestücken und Einlöten von Ferrit und Spule ist kaum etwas falsch zu machen. Sie müssen weder eine Polung beachten, noch reagieren diese Komponenten empfindlich auf Hitze.
Der LM2576T-5 [10] ist ein Schaltspannungsregler mit einer festen Ausgangsspannung von 5 Volt, der Eingangsspannungsbereich reicht von 7 bis 40 Volt (in der HV-Variante 7 bis 60 Volt). Der flexible Regler eignet sich sehr gut für Projekte mit dem Raspberry Pi. Generell sollte man bei der Spannungsversorgung immer Schaltreglern den Vorzug vor Linearreglern geben, da sie erheblich weniger Verlustleistung produzieren und damit Strom sparen. Beim Bestücken müssen Sie allerdings etwas achtgeben, damit am Ende auch alles mechanisch passt.
Die Schraube, die den Kühlkörper hält, geht durch die Platine. Achten Sie daher darauf, die Beinchen des LM2676T-5 an der richtigen Stelle umzubiegen. Vergessen Sie nicht, etwas Wärmeleitpaste zwischen dem Halbleiter und dem Kühlkörper aufzubringen. Das setzt den thermischen Übergangswiderstand zwischen den beiden Bauteilen herab und verbessert so die Kühlleistung. Dem PiXtend-Bausatz liegt so viel Wärmeleitpaste bei, dass sie für mehrere Projekte ausreicht. Versuchen Sie nicht den kompletten Inhalt der Dose zu verwenden: Eine Messerspitze genügt vollkommen.
Alle Steckverbinder sollten komplett plan auf der Platine sitzen, sonst lösen sie sich später bei mechanischen Belastungen leicht von der Platine. Das robuste Platinenmaterial des PiXtend nimmt dadurch wahrscheinlich keinen Schaden. Bei anderen Bausätzen mit einer nur einseitig geätzten Platine ohne Durchkontaktierung können sich aber dabei Haarrisse in den Leiterbahnen bilden, die sich nur sehr schwer finden lassen.
Die Relais können Sie einfach bestücken, ausrichten und einlöten. Sie dienen im PiXtend als Leistungsschalter mit galvanischer Trennung. Man könnte damit also auch Netzspannung schalten. Falls Sie nicht selbst über die nötige Qualifikation verfügen, um mit Netzspannung zu arbeiten, ziehen Sie bitte zur eigenen Sicherheit einen Fachmann hinzu.
Die Montage der ICs sollten Sie noch ein wenig verschieben. Es empfiehlt sich, eine Schaltung, sofern möglich, erst einmal ohne Halbleiter mit Spannung zu versorgen. Das erleichtert die Fehlersuche ungemein – und rettet den ICs unter Umständen das Leben.
Die Drehachsen stecken Sie in die zwei Potenziometer, ohne zu viel Druck auszuüben. Die Batterie verlöten Sie als letztes Bauteil, da sie zum einen sehr hoch baut und zum anderen schon Spannung auf die Platine bringt. Bei den Abstandhaltern und Verschraubungen achten Sie bitte darauf, sie nicht zu fest anzuziehen, sonst nimmt die Platine Schaden. Zu guter Letzt setzen Sie noch die Jumper. Deren Position hängt davon ab, wie Sie das PiXtend-Board später betreiben möchten. Der Abschnitt 2.19 der Bauanleitung geht im Detail darauf ein.
