Eigenes Linux Board #4 – Aufbau der Hardware

Nachdem ich das Layout der Platine in KiCad fertiggestellt habe, habe ich die Platinen bei OSH-park bestellt. Die notwendigen Bauteile habe ich jeweils eins bestellt nur von dem BGA zwei. Man weiß ja nie. Da ich den Prozessor nicht manuell löten konnte, musste ich das in einem Reflow – Ofen löten.

Die Pins bzw. Bällchen des BGAs bestehen ja schon aus Lötzinn, also musste noch Flussmittel her. Das Flussmittelgel habe ich auf die Pads aufgetragen und zwar in einer sehr großen Menge

Als Nächstes musste der Prozessor abgesetzt und ausgerichtet werden.Nachdem ich den Prozessor abgesetzt und ihn mit etwas Fingerspitzengefühl und einer Pinzette paar Mal angestupst habe, sah das Ganze schon ganz gut aus. Ich muss zugeben, ich habe es mir etwas komplizierter Vorgestellt. Das Flussmittelgel bietet auch genug Halt, dass das Package nicht so schnell durch leichte Erschütterung oder Atmen oder sonst noch was verrutscht. Beim Ausrichten ist auch ein Widerstand zu spüren, was die ganze Sache viel einfacher macht. Mit einem Flussmittel mit geringerer Viskosität wäre das Ausrichten vermutlich etwas komplizierter.

Dann habe ich das Ganze noch mit einem USB-Mikroskop angeschaut.

Sah ganz gut aus, also ab in den Reflow – Ofen (T962) damit. Danach ging es weiter mit der Bestückung der restlichen SMD Bauteilen.

Und nach einem sehr schönen Lötabend war die Platine dann fertig 😉

Bei der Inbetriebnahme gab es einige Schwierigkeiten. Mit einigen Jumpern habe ich die Baugruppe so konfiguriert, dass sich der Prozessor im USB – Mode startet, doch er wurde nicht erkannt. Unter Linux lieferte dmesg lieferte einfach nichts 🙁 Also Schaltplan aufmachen und alles prüfen. In diesem Moment habe ich nur gehofft, dass etwas beim Schaltungsentwurf schief gelaufen ist und nicht beim Löten des BGAs. Irgendwann ist mir der blöde Fehler im Schaltplan aufgefallen und der war sowas von blöd. Ich habe die Datenleitung von USB (D+ und D-) vertauscht. Ich habe mehrmals geprüft, ob die Rx und Tx von der UART Schnittstelle richtig rausgeführt habe (häufiger Fehler nicht nur bei mir), aber USB habe ich komplett übersehen. Also habe ich die Leiterbahnen mit einem Skalpell aufgetrennt und mit Fädeldraht Überkreuz neu verbunden.

Und daaaann, meldete sich die Baugruppe trotzdem nicht als USB Device 🙁 Also ging die Fehlersuche weiter. Nichts wurde warm und alle Spannungen waren in Ordnung, bis auf eine. Der Reset war auf LOW. Also wieder Schaltplan aufgemacht, hier und da gemessen und dabei festgestellt, dass die Resetletung mit GND verbunden war. Schaltplan hat gestimmt, das Layout aber nicht. Design Rule Check lieferte keine Fehler. Wo kann also der Fehler liegen, sodass man ihn nicht sieht und der Design Rule Check ihn nicht registriert? In der Bauteilbibliothek des Tasters bzw. in der Zuweisung des Footprints!

Wer schon so einen normalen Drucktaster verbaut hat, weiß, dass da jewils zwei Pins untereinander verbunden sind. Und somit war meine Reset – Leitung und GND permanent verbunden. Also wieder Skalpell in die Hand und fixen. Nach diesem Fix meldete sich der Prozessor mit der PID und VID von NXP.

Damit ich das Board irgendwie von der SD-Karte booten konnte, habe ich versucht einen Bootloader zu Bauen und auf die SD-Karte zu schreiben. Es gibt zwar mehrere Anleitungen für diesen Prozessor, allerdings ist einiges davon veraltet, die Links existieren nicht mehr, die Dateien sind nicht mehr vorhanden usw.

Irgendwann habe ich dann ein PDF mit  dem Quick Start Guide auf einer polnischen Seite gefunden und dann hat es auch mal geklappt 🙂

Also ging USB, UART und µSD. In diesem Moment war ich schon mehr als zufrieden 🙂