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Der erste echte Prototyp

Die Schaltung und das Platinenlayout stehen - doch wird der Rechner funktionieren? Das lässt sich erst feststellen, wenn tatsächlich die erste Platine hergestellt, bestückt und mit Strom versorgt wird. Denn eine korrekte Schaltung bedeutet nicht automatisch eine funktionierende oder produktionstaugliche Schaltung, gerade bei einem Prozessorboard.

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Leiterbahnen und Bauteile können sich gegenseitig elektromagnetisch beeinflussen, Lötpads für Bauteile sich beim Bestücken als zu klein erweisen. Oder sie weisen zu wenig Abstand voneinander auf und es kommt zu unfreiwilligen Lötbrücken. Manchmal wird beim Entwurf schlicht ein Widerstand an einem der vielen Prozessorpins falsch dimensioniert.

Einfachere Schaltungen lassen sich meist mit einem Breadboard testen, für etwas aufwendigere Schaltungen bieten sich Lochrasterplatinen an. Kommen jedoch viele SMD- oder gar BGA-Bauelemente zum Einsatz, wie im Falle eines Prozessorboards, dann führt kaum ein Weg an einer Testplatine vorbei.

Bastian Nordmeyer ätzt Testplatinen aber schon lange nicht mehr selbst: "Der Aufwand lohnt sich nicht, gerade weil man danach die umweltschädlichen Chemikalien noch entsorgen muss", sagt er. Es gebe mittlerweile viele Anbieter für die Herstellung von Platinen, die selbst bei kleinsten Mengen noch preiswert seien.

  • Platinenentwurf des Red-Brick, Oberseite (Bild: Tinkerforge)
  • Schema der Anbindung des RAMs an den Prozessor (Bild: Tinkerforge)
  • Tatsächlicher, mäandernder Verlauf der Leiterbahnen (in Weiß) auf der Platine (Bild: Tinkerforge)
  • Rahmen mit den ersten unbestückten Prototyp-Platinen (Bild: Tinkerforge)
  • Prototyp-Platine mit einigen darauf gelegten, aber noch nicht verlöteten Bauelementen wie dem Prozessor und dem RAM (Bild: Tinkerforge)
Rahmen mit den ersten unbestückten Prototyp-Platinen (Bild: Tinkerforge)

Das Auflöten der Bauelemente, das Bestücken dieser Platinen zu Testzwecken, könne dann aber bei entsprechender Erfahrung durchaus per Hand erfolgen oder in einem umgebauten Pizzaofen bei SMD-Bauteilen - für ganz Experimentierfreudige sogar bei BGA-Bauelementen.

Wenn aber wie in diesem Fall ein komplexes Platinendesign selbst noch getestet werden müsse, sei das keine gute Idee, meint Nordmeyer. Zwar könnten die Schaltung und ihr Verhalten immer noch mit Hilfe von Logik- sowie Spektrumanalyzer getestet werden. Ob aber Probleme bei der Prozessoranbindung auf Layoutprobleme oder eine fehlerhaft gelötete Verbindung zurückzuführen seien, sei bei BGA-Bauelementen nur per Röntgengerät zu erkennen.

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gente 06. Mai 2014

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MarioWario 06. Mai 2014

Schön beschrieben - erinnert mich an die Probleme mit RAM-Modulen (Spannung und Clock...


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