OPEN-CNC-Shield Zusammenbau

Vorbereitung

Grundausstattung

Hier mal eine kleine Auflistung der Sachen, die ich benutze, um Platinen zu löten:

Lötstation

Ich nutze eine etwas hochwertigere Lötstation von Ersa und bin bestens zufrieden. Hauptsächlich nutze hierbei die feine Lötspitze mit 0,8mm Durchmesser.


PCB Halterung

Kann man sich selbst aus dem 3D-Drucker ausdrucken. Hat sich absolut bewährt.
Thingiverse


Lötzinn

Ich löte nur mit bleihaltigem Lot, fällt mir wesentlich leichter als mit bleifreiem Lot. Ich will aber auch nicht ausschließen, dass ich einfach zu blöd bin 😅. Hab mal verlinkt was ich mir letztens gekauft habe.


Pinzette

Meiner Meinung nach unverzichtbar. Hiermit können die Bauteile sehr leicht an ihrer Stelle gehalten werden. Man fixiert das Bauteil und dreht dann die Platine um und kann das Bauteil einfach fest löten. Gibt es in verschiedenen Ausführungen und Längen.


Entlötpumpe

Falls sich Pads verbinden oder zu viel Lötzinn aufgetragen wurde. Mir reicht so ein billiges Exemplar bis 5 € vollkommen.


Seitenschneider / Kabelschneider

Die Funktion muss ich wohl nicht erklären 🙂

Vorwort

Damit man immer gut an die Bauteile ran kommt, kann ich nur empfehlen sich von den Niedrigsten zu den größten Bauteilen vorzuarbeiten. Es sollte vor allem darauf geachtet werden sauber zu löten und nur Lötzinn auf die dafür vorgesehenen Pads zu geben. Sollte einmal soviel Lötzinn an einem Pad sein, oder sollten sich zwei Pads verbinden kann man gut so eine kleine Vakuumspritze zum Entfernen des überflüssigen Zinns benutzen.

Es empfiehlt sich außerdem alle benötigten Bauteile zurechtzulegen und sich jedes Mal zu vergewissern, dass man das richtige Bauteil in der richtigen Ausrichtung einlötet. Ich weiß gar nicht wie oft ich Male-Pin-Header statt Buchsen eingebaut habe oder umgekehrt. Es ist äußerst schwierig und lästig diese wieder zu entfernen. Daher lieber einmal zu viel prüfen, ob alles richtig ist, bevor das Bauteil eingelötet wird.

Hinweise zu Platinen Versionen

v1.6

Der Widerstand R20 ist falsch beschriftet. Dort muss anstatt eines 10K Widerstands ein 1K Widerstand eingesetzt werden. Ist dort der 10K Widerstand verbaut geht auch nichts kaputt, allerdings funktioniert dann der Jumper für den ENA State nicht(JP21).

v1.7

Der Widerstand R20 ist falsch beschriftet. Dort muss anstatt eines 10K Widerstands ein 1K Widerstand eingesetzt werden. Ist dort der 10K Widerstand verbaut geht auch nichts kaputt, allerdings funktioniert dann der Jumper für den ENA State nicht(JP21).

Arduino mega mini

Diese löte ich immer als erstes, bevor ich mich an die Platinen mache.

Entgegen vieler Bilder, welche man Online findet, habe ich mich dazu entschieden die Pin-Header nach unten zeigen zu lassen. Dadurch kann man auch im eingebauten Zustand noch die LEDs sehen und den Reset-Knopf betätigen.

Zusammenbau

Video

Das folgende Video zeigt den kompletten Lötvorgang für das OPEN-CNC-Shield. Das Video hat keinen Ton oder Erklärungen und ist dazu gedacht nebenher zu laufen. Die Erklärungen für die einzelnen Schritte sind unten zu finden. Bitte vor dem Löten alles genau durchlesen. Es ist schnell passiert, dass man ein Bauteil falsch einlötet und dann schwierig wieder zu entfernen.

Der ganze Vorgang hat bei mir etwa 1,5 Stunden gedauert. Das Video spielt in erhöhter Geschwindigkeit und dauert etwa 30min. Einfach anschauen, zwischendurch stopp drücken und nachmachen.

ICs

Beim Löten der IC-Sockel sollte unbedingt auf die richtige Richtung geachtet werden. Die Kerben sollten übereinander liegen, wie hier auf dem Bild zu sehen. Die ICs werden ebenfalls so eingesteckt, dass die Kerben übereinander liegen. Manche ICs haben einen Punkt anstatt einer Kerbe. Dann muss halt der Punkt über der Kerbe des Sockels liegen.
Man kann die Sockel auch weglassen und die ICs direkt auf die Platine löten, nur ist es dann äußerst schwierig diese wieder zu lösen, sei es wegen einem Defekt oder weil man sie aus Versehen falsch herum eingesetzt hat.

Widerstände

Bei den Widerständen ist die Ausrichtung egal. Diese können in die dafür vorgesehenen Löcher gesteckt werden und dann verlötet werden. Damit diese nicht immer wieder herausfallen kann man die Beinchen einfach auf der anderen Seite abknicken. Diese werden dann nach dem Löten bündig und sauber abgekniffen.
Möchte man den Widerstandswert bestimmen kann man entweder ein Messgerät anlegen oder anhand der Farbcodes den Wert bestimmen. Dafür gibt es auch Umrechner im Netz, zum Beispiel hier: Calculator.

Dioden

Bei den Dioden ist die Ausrichtung entscheidend. Diese lasse nur in eine Richtung Strom durch. Dafür kann man sich an der Markierung auf der Platine orientieren. Der weiße Strich ist sowohl auf der Platine als auch auf der Diode zu finden und kennzeichnet die Einbaurichtung.

Achtung, in der Sammelbestellung sind 3 Dioden mit der Beschriftung STPS 2H100. Bei dem OPEN-CNC-Shield 1.4 gehören diese zu der Beschriftung SB340. Die Beschriftung wird mit der nächsten Version korrigiert.

Pin Header

Die Pin Header werden einfach mit einem Seitenschneider auf Länge geschnitten und dann eingelötet.

Leds löten

Die LEDs können, wie auf den Fotos direkt auf der Platine aufgelötet werden. Möchte man diese allerdings aus einem Gehäuse heraus führen empfiehlt es sich dringend hier stattdessen Pin-Header anzulöten, dann kann man die LEDs später per Kabel von der Platine zum Gehäuse führen.

Bei den LEDs ist die Ausrichtung entscheidend. Das kürzere Beinchen einer LED ist auch hier der Minus-Pol. Außerdem ist die LED nicht ganz rund und hat an der Seite eine kleine Einkerbung. Diese Markiert ebenfalls den Minus-Pol und muss mit der abgeflachten Seite auf der Platine übereinstimmen.

Spannungswandler

Die Spannungswandler werden mit Pin Headern versehen und dann eingelötet. Somit kann man diese später auch nochmal abnehmen und einstellen. Mehr dazu gibts in der Dokumentation.

Diese müssen vor der Inbetriebnahme unbedingt auf die richtige Spannung eingestellt werden. Ansonsten können Bauteile auf der Platine zerstört werden!

Um die Spannungswandler einzustellen wird einfach an den Eingangspins eine Spannung größer als 12V angelegt(maximal 28V). Und dann mit einem Messgerät an den Ausgängen gemessen. Mit einem kleinen Schraubenzieher kann die Spannung mit der Schraube variiert werden. Hier bitte vorsichtig sein.

Arduino mini mega Header

Um die Arduino mini mega Header auf der Platine zu befestigen, stecke ich diese einfach an den Arduino und dann wird das ganze Bauteil auf die Platine gesteckt und gelötet.

Leider habe ich keine passenden Header mit 2×21 Pins gefunden. Daher muss für die Sammelbestellung die obere Leiste mit einem 1×2 Pin Header ergänzt werden.

Kondensatoren

Bei den Kondensatoren ist es sehr wichtig auf die Polarität zu achten. Diese haben an der Seite meistens einen weißen Strich, welcher den negativen Pol kennzeichnet, dieser muss mit der weißen Markierung auf der Platine übereinstimmen. Zudem ist das Beinchen des Negativen Beinchens auch immer das kürzere.

! Achtung ! Bitte darauf achten, die Kondensatoren beim OPEN-CNC-Shield und beim Wireless Adapter liegend einzulöten!

5k Ohm Potentiometer

Bei diesem variablen Widerstand ist die Ausrichtung egal. Weiteres zur Einstellung findet sich im Bereich Spindel kalibrieren der Dokumentation.

Lüfterstecker

Hier bitte auf die Ausrichtung achten. Dazu einfach an dem Bild orientieren.

DS18B20

Der Temperatur Sensor muss vorsichtig eingelötet werden. Dies sind mitunter die schwierigsten Lötstellen der Platine, da diese so nah beieinander sind. Unbedingt darauf achten, dass sich die Lötpunkte nicht verbinden.

Terminals

Die Schraubterminals können oft zusammengesteckt und dann in eins gelötet werden. Leider gibt es diese mit 5.08 mm Abstand und mit 5.0 mm Abstand. Auf der Platine ist der Abstand 5.08 mm, damit alle passen. Daher kann es sein, dass eine lange Reihe an Terminals nicht am Stück reinpasst und man diese evtl. an einer Stelle lösen muss.

Fertig Bestückte Platine

Testen

Nochmal überprüfen, ob die Spannungswandler richtig eingestellt wurden. Einer mit 5V und der andere mit 12V. Danach kann Strom auf die Platine gegeben werden und die LEDs sollten leuchten. Ab hier gehts dann weiter mit der OPEN-CNC-Shield Dokumentation.

8 Gedanken zu „OPEN-CNC-Shield Zusammenbau“

  1. Hi Timo,
    Der LM358 ist in der Teileliste als LM358M angegeben. Den finde ich aber nur in der SOP-8 Bauform. Welchen LM358 kann ich verwenden?

    Antworten
  2. Hallo Timo, ich habe dein Open Cnc heute nachgebaut und eigentlich funktioniert auch alles, allerdings dreht sich bei mir immer die Z und X achse gemeinsam, woran liegt das und weisst du wie ich das ändern kann?

    LG Noah aus Berlin

    Antworten
    • Ist die Verkabelung der Motoren denn richtig, und auch an den richtigen Anschlüssen? Nutzt du Estlcam? Alle ICs richtig herum eingebaut?(am besten nochmal checken).

      Antworten
      • Hallo Timo, ich verwende estlcam, eigentlich ist alles richtig eingebaut, dachte eher ob ich da irgendwo vielleicht ein jumper falsch gesetzt ? Habe da wo man das mit den achsen und wie viele stepper motoren es pro achse gibt, alle jumper gesetzt so wie erklärt.

        Antworten

Schreibe einen Kommentar