Diese Seite ist eine Erinnerungsstütze zum Anykey0x-Workshop vom 14.10.2012 mit Tipps zur Toolchain und zum SMD-Löten.

Notizen

  • Deine Freunde sind Flussmittel, gute Pinzetten und Uhrmacherlupen

SMD-Löten (Belötung des Boards)

Das Board besteht aus SMD-Bauteilen, die aber noch gut von Hand zu verlöten sind.

Um den ARM-Chip zu befestigen empfiehlt es sich, den Chip zunächst mit einer Pinzette oder von Hand (vorher natürlich an Heizung oder Wasserrohr erden, um die Bauteile nicht durch elektromagnetische Aufladung zu beschädigen) so genau wie möglich auszurichten. An einer Ecke appliziert man dann etwas Flussmittel und befestigt einen Pin mithilfe eines SMD-Lötkolbens mit dünner Spitze und wenig Lötzinn. (so wenig wie möglich) Jetzt richtet man den Chip genau aus und fixiert an der gegenüberliegenden Ecke auf die gleiche Weise einen weiteren Pin.

Nun trägt man an einer Seite ohne verlöteten Pin Flussmittel über alle Pins auf und benetzt die SMD-Lötkolbenspitze erneut mit wenig Lot. Damit fährt man jetzt am Ende der Pins über die die Pads, ohne dabei die Pins großartig zu berühren. Sollten einzelne Pads kein Zinn angenommen haben, einfach nochmal mit dem Kolben daran entlangfahren. Auch frisches Flussmittel kann nicht schaden. Dies wiederholt man mit den anderen drei Seiten. Abschließend entfernt man mittels Entlötlitze etwaige Lötbrücken.

Nachdem der ARM-Chip befestigt ist, fährt man mit den Widerständen und Kondensatoren fort. Bei der Reflow-Methode bringt man etwas SMD-Lot auf die Pads auf, weniger ist mehr, aber auch nicht zu wenig auftragen. Bei kleineren Pads ist eine Stecknadel eine gute Hilfe, um das Lot aufzutragen und zu verteilen. Nun setzt man die Bauteile auf die mit Lot benetzten Pads.

Die Reflow-Lötstation stellt man auf die kleinste Blasstärke, als Temperatur hat sich 300-400 °C(??) bewährt. Die Spitze des Reflow-Kolbens hält man dann im Abstand von 5-10 cm über der Platine und erwärmt vorsichtig das Board für 5-20 Sekunden und geht dann mit der Spitze näher heran. Es können kleine Dampfwölkchen enstehen, dies ist nicht schlimm und stammt vom Flussmittel. Jetzt hat das Flussmittel eine niedrige Viskosität und das Bauteil kann bei zu starkem Gebläse von der eigentlichen Position abgetrieben werden. Dann das Gebläse entfernen und mit einer Pinzette neu ausrichten und weiter erwärmen. Wenn das Lot anfängt aufzuschmelzen, die Spitze entfernen. Erkennen kann man das Ende des Lötvorganges daran, dass das Lot anfängt silbrig zu glänzen und sich konkav an die jeweiligen Bauteile heranzieht. Vorsicht ist jetzt geboten, da gleichzeitig auch der Kleber der Leiterbahnen aufschmilzt. Bewegung des Boards kann die Position der Leiterbahnen verändern oder die Bahnen gar beschädigen.

Nach Quarz, Spannungsregler und Transistor die LED auflöten. Die LED ist relativ hitzeempfindlich und sollte möglichst wenig Hitze abbekommen (daher erst spät auflöten)

Nach dem Taster ist die USB-Buchse dran. Hier muss man gut darauf achten, dass die Buchsenpinne, die auf der Platine aufliegen, exakt ausgerichtet werden und auf die entsprechenden Pads so wenig Lot wie möglich auftragen wird. Eine spätere Korrektur ist komliziert und für Anfänger nicht zu empfehlen. Sitzen die Pinne hinten fest, kann das Lot auf den vorderen, großen Pads durch das Bauteil hindurch aufgeschmolzen werden.

USB-Buchse testen

Um die Buchse zu testen, kann man sich mit Hilfe eines aufgeschnittenen USB-Kabels ein kleines Hilfsgerät basteln, da man an die Pinne der Buchse nur schwer herankommt.

Betrachtet man das obenstehende Bild, so kann man folgende Signale an den entsprechend markierten Punkten abgreifen. Es dürfen keine anderen Signale an den Punkten zu messen sein, sonst hat man einen Fehler gemacht.

  • Punkt a: GND
  • Punkt b: +5 V
  • Punkt c: GND
  • Punkt d: eine der Datenleitungungen
  • Punkt e: die andere Datenleitung

War die Messung erfolgreich, so sollte keine Gefahr bestehen, das Board an einen Computer anzuschließen. Meldet sich das Board nicht als Massenspeicher, liegt ein Fehler vor. In diesem Fall nochmals alle Lötstellen überprüfen, ggf. nachlöten und/oder Lötbrücken entfernen. Nochmaliges Messen schadet nicht.

Toolchain

Die nachfolgenden Kommandos beziehen sich auf ein Linux-System, lassen sich aber anscheinend auf Mac übertragen.

[source lang=“bash“]# Arbeitsverzeichnis anlegen:
mkdir -p ~/dev/anykey
# In das Arbeitsverzeichnis wechseln
cd ~/dev/anykey

# SDK download via:
git clone git://github.com/anykey0xde/anykey-sdk.git

# Download und Entpacken von gcc für ARM: (hier die Binaries)
wget https://launchpad.net/gcc-arm-embedded/4.6/4.6-2012-q2-update/+download/gcc-arm-none-eabi-4_6-2012q2-20120614.tar.bz2
tar -xvf gcc-arm-none-eabi-4_6-2012q2-20120614.tar.bz2

# In der Datei „anykey-sdk/pressanykey/makefile“ stehen in den
# Variablen CC/LD/OC die Dateien die im $PATH benötigt werden,
# daraus ergibt sich:
export PATH=$PATH:~/dev/anykey/gcc-arm-none-eabi-4_6-2012q2/bin

# Checksum kompileren:
cd ~/dev/anykey/anykey-sdk/checksum
make
export PATH=$PATH:~/dev/anykey/anykey-sdk/checksum
[/source]

Unter Mac gibt es die ARM Toolchain via port, dadurch entfallen dort die Zeilen 6 bis 16.

Board bespielen

Für das Beispielprogramm „simple“:

[source lang=“bash“]
# Die Tools in den Pfad laden, sofern noch nicht geschehen
export PATH=$PATH:~/dev/anykey/anykey-sdk/checksum:~/dev/anykey/gcc-arm-none-eabi-4_6-2012q2/bin

# Das Beispiel kompilieren
cd ~/dev/anykey/anykey-sdk/examples/simple
make

# Anykey-Board im „Upload-Modus“ (Korrekter Name?) anstöpseln (siehe unten)
# Caveat: cp funktioniert unter Linux nicht daher dd verwenden
# (ggf. als root, dann Pfad anpassen):
dd if=~/dev/anykey/anykey-sdk/examples/simple/firmware.bin of=/dev/sdb seek=4
[/source]

  • In Zeile 8 unbedingt auf das korrekte „of“-Device achten sonst droht Datenverlust auf dem Computer!
  • Jetzt das Board ab- und wieder anstöpseln und die LED sollte blinken.
  • Es gibt Hinweise darauf, dass der Upload der Firmware via dd Fehler erzeugen kann. Man soll daher die mtools verwenden. Siehe dazu das PDF „cortex-m3.pdf

Reset- oder Upload-Modus

Um das Anykey-Board zu resetten bzw. um eine neue Firmware aufzuspielen, stöpselt man das Board vom Computer ab, schließt die im obigen Bild rot markierte Stelle mit einem Spezialwerkzeug (Büroklammer) kurz und stöpselt dann das Board wieder an den Computer an. Jetzt kann man das Werkzeug vom Board trennen und eine neue Firmware aufspielen.

Das Spezialwerkzeug ist nur im Fachhandel erhältlich, aber die Dingfabrik hält ein solches Werkzeug zur freien Benutzung vor.

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